淺談CAK5085dj數控車床程序的編制

武巍

【摘要】科學技術日新月異發展的今天，數字控制技術在現代制造業發展中占有重要地位，數控加工技術已成為當今工業三大支撐技術之一。數控機床作為現代制造技術的代表，數控車床又是數控機床中及具代表性的一種機床，它不但加工精度高，而且操作方便。然而，數控加工工藝分析直接影響數控加工的加工質量和加工效率，因此，數控加工工藝分析和規劃是數控編程的核心內容。這就要求數控編程人員從分析零件圖樣、確定工藝過程、計算加工軌跡和加工尺寸、編寫加工程序單、校驗程序和試切削等細節問題出發，編制出高質量的數控加工程序。

【關鍵詞】數控 加工 車床 程序 編程

【中圖分類號】TG519.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）04-0055-02

數控編程是以數控加工中的編程方法作為研究對象的一門加工技術，它是以機械加工中的工藝和編程理論作為基礎，針對數控機床自身的特點，綜合運用相關的專業知識來解決數控加工中的工藝問題和編程問題。數控編程人員必須掌握與數控加工技術相關內容的知識，包括數控加工原理、數控機床及其原理、機床坐標系，數控程序結構和常用數控指令等。數控加工工藝分析和規劃直接影響數控加工的加工質量和加工效率，因此，數控加工工藝分析和規劃是數控編程的核心內容。現從分析零件圖樣、確定工藝過程、計算加工軌跡和加工尺寸、編寫加工程序單、校驗程序和試切削等細節問題出發，分析在數控車削過程中程序的編制方法。對于數控車床來說，采用不同的數控系統，其編程方法也不同。我僅以FANUC數控系統為例，介紹CAK5085dj數控車床程序的編制。

一、零件圖樣的分析

編程人員在拿到零件圖樣后，首先應準確的識圖，并理解零件圖樣所表述的各種信息，這些信息主要包括零件的材料、形狀、尺寸、精度和毛坯形狀等。通過對這些信息的分析，確定該零件是否適合在數控車床上加工。

二、確定工藝過程

分析零件圖樣之后，還要進行加工工藝的分析，合理選定刀具和工裝夾具，確定零件加工的工藝路線以及切削用量等工藝參數。

三、計算加工軌跡和加工尺寸

根據零件圖樣、加工路線和零件加工允許的誤差，計算出零件輪廓的坐標值。確定加工路線時，要合理確定走刀路線并使其最短。確定走刀路線是編程的重點，由于精加工切削程序走刀路線基本上都是沿著零件輪廓進行的，因此主要內容是確定粗加工及空行程的走刀路線。使走刀路線最短可以節省整個加工過程的所需時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損，進而降低生產成本。

四、編寫加工程序單、校驗程序和試切削

根據加工路線、切削用量、刀具號、刀具補償量及刀具運動軌跡，按照系統代碼和程序段格式編寫零件加工的程序單，程序單在正式使用之前必須經過校驗和試切削。程序單輸入數控系統后可在CRT屏幕上動態模擬零件的加工過程，糾正錯誤程序。確認加工程序可行后，要進行首件試切。進行首件試切，不但可以檢驗程序的錯誤，而且還可以檢驗加工精度是否符合設計要求。當發現錯誤時，通過分析錯誤原因來修改程序或調整刀具補償，直至達到零件圖樣的設計要求。

五、編程中細節問題處理

1.在使用CAK5085dj數控車床編程過程中，要按照每個單獨的幾何要素（即直線、斜線和圓弧等）分別編制出相應的加工程序，使其構成加工程序的各條程序即程序段。合理選擇G命令，以使程序段減少，但也要兼顧走刀路線最短，以最少的程序段數就可實現對零件的加工，以使程序簡潔，減少錯誤率并提高編程效率。

2.合理安排“回零”路線。在編制較復雜輪廓的加工程序時，為使其計算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者有時將每一刀加工完成后的刀具終點通過執行“回零”指令（即返回對刀點），使其返回對刀點位置，然后再執行后續程序。這樣會增加走刀的距離，降低生產效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，以滿足走刀路線最短的要求。

3.合理的選擇切削用量。數控車削中的切削用量是表示機床主軸的主運動和刀架進給運動大小的重要參數，包括切削深度、主軸轉速、進給量。它們的選擇與普車所要求的基本對應一致，但數控車床加工的零件往往較復雜，切削用量按一定的原則初定后，還應結合零件實際加工情況隨時進行調整，調整方法是利用數控車床的操作面板上各種倍率開關，隨時進行調整，以實現切削用量的合理配置。

4.粗精加工分開編程。為了提高零件的加工精度并保證生產效率，車削工件輪廓的最后一刀，通常由精車刀來連續加工完成，因此，粗精加工應分開編程。并且進、退刀位置要考慮妥當，盡量不要在連續的輪廓中切入、切出、換刀及停頓，以免因切削力的突然變化而造成零件彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產生劃傷。

5.編程時常用零件要求尺寸公差的中差值作為編程尺寸依據。例如圖紙尺寸為?800、+0.026則編程時寫入X80.013。

6.編程時盡量符合各基準點重合的原則。也就是說，編程的原點要和設計的基準、對刀點的位置盡量重合起來，減少由于基準不重合所帶來的加工誤差。在很多情況下，一般圖樣上的尺寸基準與編程所需要的尺寸基準不一致，應首先將圖樣上的各個基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。當需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動量時，還要通過尺寸鏈計算才能得到，然后再進行下一步的編程工作。

總之，CAK5085dj數控車床的編程總原則是先粗后精、先近后遠、先內后外、程序段最少、走刀路線最短。這就要求我們在編程時，特別注意理論聯系實際，并要進行大量的實際操作練習，對所學的知識進行驗證或修正，做到編制的程序最實用、最適用、最合理。另外，還可以通過設置編程模板讓學生進行數控加工的程序編制練習，實現數控程序編制的標準化，并可以將所學知識進行鞏固、傳承和創新。最終，真正實現對所學知識的掌握。這樣，不但可以大大簡化編程步驟，提高編程效率，降低程序的錯誤率，而且還能讓初學者也可以應用模板編制出高質量的數控加工程序，提高學生的學習興趣，使學生真正的掌握數控車床程序編制的各種執行指令和方法，為我國全面建成小康社會和中國制造2025培養出合格的建設者和接班人。

參考文獻：

[1]《數控車工》（中級）.崔兆華主編、機械工業出版社、2011年1月第一版.

[2]《車工工藝學》.王公安主編、中國勞動社會保障出版社、2014年7月第五版.