數控機床編程技術及對刀操作中的相關問題探索

王宇雷

摘 ?要：伴隨我國社會經濟不斷發展，機械行業也在不斷變革，對數控機床技術提出了新要求，在數控機床編程與加工過程中，蘊含著多中技術問題，因此，全面地了解和掌握數控機床編程技術以及加工中的問題，對整體數控編程操作有著重要作用。該文主要是從數控機床編程技術入手，針對數控編程過程中的原則、加工方法等進行簡單分析，而后對刀操作中兩方面的相關問題進行了詳細的分析。

關鍵詞：數控機床編程技術 ?對刀操作 ?工件坐標系 ?機床坐標系

中圖分類號：TG659 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）01（c）-0055-02

當今機械加工行業不斷更新加工技術，而數控機床被越來越多的機械行業所應用，在技術不斷提高下，制造業也對人才的需求也在不斷提高，要求技術人員不僅要多對數控編程掌握扎實，同時也要對數控設備操作熟練。從工作實際情況看，雖然數控加工程序與計算機語言程序相比較為簡單，也比一般機床機械結構要簡單，但是在實際應用過程中，對很多剛開始接觸數控機床初學者而言，在技術掌握方面任然具有一定困難。由此可見，該文對數控機床編程技術及對刀操作中的相關問題的研究，有著十分重要的意義。

1 ?數控機床編程技術

數控機床編程技術主要任務就是要掌握數控機床的組成及結構特點，掌握數控車床的手工編程以及掌握數控銑床的手工編程，再有就是要會基本操作，能夠獨立完成零件的編程與加工，對加工中心的編程與操作有所了解。最終實現能夠自動編程獨立完成零件的編程與加工。

很多初學者在進行數控編程技術學習時常常會遇到諸多困難，尤其對于數控編程前做好哪些準備工作;數控機床與加工程序存在什么關系，數控機床通過什么方法構建與加工之間的聯系的？以及數控加工前什么要對刀，關鍵點是什么？從這些問題看，主要就是利用對數控編程缺乏正確的指導，使得數控與數控操作沒有很好的銜接[1]。

2 ?數控編程過程中相關問題

2.1 數控編程原則

在數控編程過程中，程序員需要將工件固定連結一個工件坐標系，目的是將將工件裝夾到機床上，使得工件坐標系每個坐標軸與機床坐標系的相應坐標軸相互平行，其中兩個坐標系原點并非是重合的。因此，可以將工件上隨意一點作為工件坐標原點。此外，在編程時也需要著重考慮機床上的安裝具體位置。

進行數控加工時，通過在機床上安裝刀具和工件，通過傳動機構的輔助帶動，促使刀具和工件進行相對運動，并且按照一定規律。數控機床通過3種方式促使刀具與工件的相對運動[2]。

（1）當工件靜止時，各個坐標的方向刀具與工件的相對運動。

（2）當刀具靜止時，各個坐標方向工件相對刀具運動。

（3）當刀具與工件同時進行部分運動時，有坐標方向是刀具相對工件運動，剩余部分及時工件相對刀具運動，是有刀具和工件進行合成進進而相對運用。

在進行編程時，工件相對刀具都是靜止的，即使機床在進行不同軌跡的運動時，也就是說是由刀具產生的相對工件的運動，可以總結為，在加工過程中實質就是在刀具與工件產生的相對運動，無論機床是怎樣的運動軌跡，都當作是刀具在工件坐標系上的運動情況?？梢姡饕枪ぜ鴺讼禌Q定坐刀具運動路線，與機床沒有直接關聯，坐標數據也都是依據工件坐標系進行確定[3]。

2.2 數控編程加工方法

數控程序只能對刀具運動中一個點進行控制，如果數控機床只有x、y、z這3個直線運動坐標，此時在加工過程中刀具運動狀態保持不變，各個點之間的運動形態是極為相似的。如果按照“可以編程”分析刀具運動，其可以描述為刀具運用的任意一點，為了達到簡化編程的目的，在選擇刀位點時，一般情況下會選擇刀具上相對突出的點，按照刀位點在工件坐標中的進行編寫運動軌跡，這也就是數控加工程序方法[4]。

為了確定編程過程中的刀位點的運用軌跡，需要在工件坐標系選定刀位起始點，如在一件工件上要進行加工，得到兩個直徑相同的孔位，首先就要將刀具位置放到一種一個孔位上，在進行鉆孔，而后在將刀具放到另一個孔的軸線上，將孔鉆出。在這個過程中，編程人員在進行刀具移動的位置點就是刀點，也就是現對于工件運動的起始刀點，因此，要確定好起始刀點的位置。當出現大批量工件生產時，要對工件進行定位處理，機床上同一批工件安裝位置應該是相同的，所以，在進行編程時，程序起點就是起刀點，同時也是終點，一個程序結束時，刀具會重新回到起刀位置，這樣使得同一批工件在進行加工時需要編程一次即可，很大程度上提高了機床生產效率。

值得注意的是，如果操作程序需要兩把以上的刀具，那么在編程時，需要增加換刀點。總而言之，編程時要結合有關的工藝原則進行刀具選擇，要掌握好加工切削用量。

3 ?數控機床對刀操作相關問題

3.1 數控機床對刀的目的

首先是工件與機床坐標系的相互變換，在進行數控加工中，基于機床坐標系，數控系統控制刀具運用，工件坐標系對零件以及刀具運動軌跡進行規劃，因此無法觀察到加工程序與數控機床的關系，不需要擔心機床無法按照規定程序進行運動。這需要對數控系統進行輸入加工程序，使得數控系統依據刀位點進行機床坐標系中的坐標換算。

例如，將一個工件夾到機床上后，空間點任意一點可以滿足機床坐標系和工件坐標系的坐標之間的關系，如果數控系統掌握了工件坐標原點在機床坐標系中的位置坐標，則可以利用刀點位置進行換算，最終得到機床坐標系中的坐標。

3.2 數控機床對刀操作方法

通過實踐研究，在建立工件與機床坐標系聯系的方法有很多種。第一，在數控加工準備階段，可以利用MDI功能將在機床坐標系中的工件坐標系原點輸入給數控系統，該種方法主要是提前設定6個坐標系。第二，利用G92功能設置在工件坐標系中的起刀點坐標。而后在運行過程中，需要將刀具在G92指定起到點位置進行移動，在執行目標任務時，會及時記錄起到點在工件與機床坐標系中的坐標位置，進而也得到了工件坐標系原定在機床坐標系位置的換算。

對刀操作方法也有很多種，以下簡單介紹幾種。

（1）可以利用G54-G59建立干件坐標系，其主要操作關鍵就是進行模擬試切，換算出6個坐標原點在機床坐標系中的坐標位置。通過這種方法，需要在程序上進行刀具補償。然后在利用MDI功能，對數控系統輸入G54-G59的坐標原點。

（2）G92對刀操作。主要是通過試切找到起刀點在機床坐標系的位置，如果是批量生產工件，最好是在對刀后記錄機床坐標系中的起刀點，這樣可以避免機床不執行命令，重復試切對刀。

4 ?結語

綜上所述，數控技術不僅給傳統制造業帶來了革命性的變化，同時它也對國計民生發展起著越來越重要的作用。通過對數控機床編程技術及對刀操作中的相關問題的分析，在工件與機床坐標系枝江的坐標變換建立加工程序與數控機床的聯系，通過多種坐標系的建立方法，對對刀操作的目的以及操作重點進行了說明。在數控機床編程和對刀操作中建立聯系，使得學習者更好地掌握數控編程知識，掌握數控編程技術，并對科學合理地使用數控設備。

參考文獻

[1] 孫欽海.數控機床自動編程技術中尺寸公差的研究[J].中國科技投資，2017（18）：101-103.

[2] 張敏.數控車床編程與操作教學中不能忽視的幾個問題[J].現代制造技術與裝備，2017（5）：187-188.

[3] 滿瑞.數控機床的仿真及編程技術典型應用[J].南方農機，2018，49（12）：31-32.

[4] 陳隆波.基于數控車床手動編程實例分析[J].科技資訊，2017（18）：57-58.