SIEMENS系統數控車床編程技巧研究

摘?要：為了精化回轉體零件的加工，提高生產率，對SIEMENS系統數控車床的編程技巧進行了研究。首先，將編輯程序分為手動輸入和自動生成兩部分，然后對各部分進行詳細的分析，給出了具體的編輯步驟。該編程方法不僅簡單易學，而且靈活通用。

關鍵詞：SIEMENS數控系統;數控車床;圖形引導編程

在機械制造中，軸類或盤類零件的加工非常普遍。回轉體零件的加工方法主要有兩種：普通車床手動加工和先進數控車床自動加工。實際中，數控車床加工精度和自動化程度高，通用性強。SIEMENS系統代表者高端數控系統的發展趨勢，功能強大，不但做到了智能化控制，而且為不同領域的制造企業提供了高效實用的解決方案，因此在小批量、長軸以及圓盤類回轉體零件的加工中獲得了廣泛地應用。[1-3]

利用數控車床進行加工，需要編寫加工程序，控制機床自動進行加工。無論是機械生產還是高校實訓，在零件加工過程中，程序的正確編寫具有重要的作用。為了提高編程的正確率和加工效率，簡化編程過程，具體編程步驟，本文對編程技巧進行了進一步的探討。

一、數控車床的編程基礎

數控車床屬于數控機床，又稱CNC機床，是裝備了數控系統的，能夠按照輸入至數控系統的程序文件或指令，自動對工件進行加工的機床。數控車床主要由機床本體和數控裝置兩部分組成，數控裝置是數控車床的核心。

利用數控車床進行編程，需要明確以下四點：

（1）坐標軸。數控車床上有兩個坐標軸：X軸和Z軸。

（2）坐標系。通常，數控車床上有兩個坐標系：機床坐標系和工件坐標系。機床坐標系：機床上固有的坐標系，坐標原點無法改變，在X軸、Z軸正向的極限位置。工件坐標系：編程人員建立的，方便編程。

（3）編程方式。數控車床主要采用絕對坐標編程和直徑編程的方式。其中，絕對坐標編程以工件坐標系原點為基準的坐標值;直徑編程時，X方向的數值按照直徑值輸入。

（4）編程方法。實際中，數控車床常用編程方法主要有兩種：①手動編程：一條一條輸入指令編程;②圖形引導編程：畫圖自動生成程序。

二、SIEMENS系統的程序結構

SIEMENS數控系統屬于混合編程，結合了手動編程和圖形引導編程兩種方法。為了便于理解，以輪廓車削為例，對一個完整的SIEMENS數控系統的程序結構進行具體分析，如下圖1所示：

為了細化程序結構，圖中將程序分成兩部分：主程序和子程序。其中，主程序分成三部分：啟動定位、主體語句和退刀結束部分。啟動定位和退刀結束部分屬于手動編程，需要手動把指令輸入系統。中間主體語句是一個輪廓的車削循環指令CYCLE95語句，屬于圖形引導編程，相應的指令語句都是自動生成的，主要功能有兩個：①調用子程序，其中子程序定義了加工零件的輪廓，主要通過畫圖生成。②對相應的加工參數進行設置，包括背吃刀量、進給速度、加工方式等。

三、SIEMENS系統編程技巧

根據零件圖和加工工藝，結合SIEMENS系統數控車床的特點，對編程的過程進行具體的分析，得到的詳細步驟如下：

第一步：在程序管理界面，新建一個程序;

第二步：手動輸入主程序中的啟動定位部分和退刀結束部分。

第三步：在主程序中間位置，進入輪廓循環語句CYCLE95的生成界面，進行各個參數的設置，具體如圖2所示：

根據加工材料、加工方法和加工過程不同，設置特定的參數，參數設置好以后，在主程序中就會生成CYCLE95主體語句。

第四步：通過零件圖形繪制，自動生成子程序。零件圖形繪制界面如下圖3所示：

加工零件圖形繪制時，元素一般包括四類：垂直線、水平線、斜線和圓弧。通過設置正確的特征參數得到繪制圖形的各個元素。圖形繪制結束，在子程序中就會生成零件圖形的輪廓語句。在繪圖的過程中，要注意一下兩點：①零件圖形繪制中，通常會有斜角和圓角的過渡，其中參數CHR表示斜角，RND表示圓角;②圖形繪制最后一個元素，根據所用加工材料的外徑，加入垂直線，這樣可以使系統正確計算每一刀的背吃刀量。

這樣，一個完整的SIEMENS系統數控程序就生成了。加工程序正式加工前需進行驗證，以確保程序正確，加工安全。通常，利用實時模擬的圖形顯示來檢查運行軌跡的正確性。程序模擬無誤，可以進行加工，加工結束就能得到相應的零件。

四、結論

本文對機械加工中回轉體零件的加工編程進行了具體的分析，以SIEMENS數控系統為例進行了詳細的探討，給出了編程步驟。利用該編程方法，不僅能使得初學者盡快掌握數控車床的編程，而且能夠提高編程的正確率和加工的生產率。

參考文獻：

[1]劉云俠，王克生.綜合創新型工程實踐教學平臺研究.教育現代化，2016，62（27）：148-150.

[2]牛振華，付婭琦.《數控車床編程與加工》課程考核方式的改革與實踐.內燃機與配件，2019（2）：246-247.

作者簡介：劉云俠，山東科技大學工程實訓中心，中級工程師。