數(shù)控編程一般可以分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫程序單到程序校核等各步驟的數(shù)控編程工作均由人工完成。該方法適用于零件形狀不太復(fù)雜、加工程序較短的情況,而形狀復(fù)雜的零件,如具有非圓曲線、列表曲面和組合曲面的零件,或形狀雖不復(fù)雜但程序很長(zhǎng)的零件,則比較適合于自動(dòng)編程。
自動(dòng)數(shù)控編程是從零件的設(shè)計(jì)模型(即參考模型)直接獲得數(shù)控加工程序,其主要任務(wù)是計(jì)算加工進(jìn)給過程中的刀位點(diǎn)(Cutter Location Point,CL點(diǎn)),從而生成CL數(shù)據(jù)文件。采用自動(dòng)編程技術(shù)可以幫助人們解決復(fù)雜零件的數(shù)控加工編程問題,其大部分工作由計(jì)算機(jī)來完成,使編程效率大大提高,還能解決手工編程無法解決的許多復(fù)雜零件的加工編程問題。
數(shù)控編程的主要內(nèi)容如下所述。
(1)圖樣分析及工藝處理。在確定加工工藝過程時(shí),編程人員首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣對(duì)工件的形狀、尺寸和技術(shù)要求等進(jìn)行分析,然后選擇合適的加工方案,確定加工順序和路線、裝夾方式、刀具以及切削參數(shù)。為了充分發(fā)揮機(jī)床的功能,還應(yīng)該考慮所用機(jī)床的指令功能,選擇最短的加工路線,選擇合適的對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn),以減少換刀次數(shù)。
(2)數(shù)值處理。根據(jù)圖樣的幾何尺寸、確定的工藝路線及設(shè)定的坐標(biāo)系,計(jì)算工件粗、精加工的運(yùn)動(dòng)軌跡,得到刀位數(shù)據(jù)。零件圖樣坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系不一致時(shí),需要對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行換算。對(duì)形狀比較簡(jiǎn)單的零件的輪廓進(jìn)行加工時(shí),需要計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)及圓弧的圓心,以及兩個(gè)幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值,有的還需要計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值。對(duì)于形狀比較復(fù)雜的零件,需要用直線段或圓弧段逼近,根據(jù)要求的精度計(jì)算出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值。
(3)編寫加工程序單。確定加工路線、工藝參數(shù)及刀位數(shù)據(jù)后,編程人員可以根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼及程序段格式,逐段編寫加工程序單。此外,還應(yīng)填寫有關(guān)的工藝文件,如數(shù)控刀具卡片、數(shù)控刀具明細(xì)表和數(shù)控加工工序卡片等。隨著數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在大部分的機(jī)床已經(jīng)直接采用自動(dòng)編程。
(4)輸入數(shù)控系統(tǒng)。輸入數(shù)控系統(tǒng)即把編制好的加工程序通過某種介質(zhì)傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)。過去我國(guó)數(shù)控機(jī)床的程序輸入一般使用穿孔紙帶,穿孑L紙帶的程序代碼通過紙帶閱讀器輸入到數(shù)控系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床主要利用鍵盤將程序輸入到計(jì)算機(jī)中。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域,通過CAM生成的數(shù)控加工程序可以通過數(shù)據(jù)接口直接傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中。
(5)程序檢驗(yàn)及試切。程序單必須經(jīng)過檢驗(yàn)和試切才能正式使用。檢驗(yàn)的方法是直接將加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中,讓機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn),即以筆代刀,以坐標(biāo)紙代替工件,畫出加工路線,以檢查機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確。若數(shù)控機(jī)床有圖形顯示功能,可以采用模擬刀具切削過程的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。但這些過程只能檢驗(yàn)出運(yùn)動(dòng)是否正確,不能檢查被加工零件的精度,因此必須進(jìn)行零件的首件試切。試切時(shí),應(yīng)該以單程序段的運(yùn)行方式進(jìn)行加工,監(jiān)視加工狀況,調(diào)整切削參數(shù)和狀態(tài)。
從以上內(nèi)容來看,作為一名數(shù)控編程人員,不但要熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、功能及標(biāo)準(zhǔn),而且必須熟悉零件的加工工藝、裝夾方法、刀具以及切削參數(shù)的選擇等方面的知識(shí)。
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