數(shù)控機床程序編制

一.數(shù)控機床編程的方法

    數(shù)控機床程序編制的方法有三種：即手工編程、自動編程和CAD/CAM 。

1. 手工編程

    由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗。適用于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件，但是，非常費時，且編制復雜零件時，容易出錯。

2. 自動編程

使用計算機或程編機，完成零件程序的編制的過程，對于復雜的零件很方便。

3. CAD/CAM

    利用CAD/CAM軟件，實現(xiàn)造型及圖象自動編程。最為典型的軟件是Master CAM，其可以完成銑削二坐標、三坐標、四坐標和五坐標、車削、線切割的編程，此類軟件雖然功能單一，但簡單易學，價格較低，仍是目前中小企業(yè)的選擇。

二.數(shù)控機床程序編制的內(nèi)容和步驟

1. 數(shù)控機床編程的主要內(nèi)容

    分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進行數(shù)學處理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進行程序檢查、輸入程序以及工件試切。

2. 數(shù)控機床的步驟

1) 分析零件圖樣和工藝處理
    根據(jù)圖樣對零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設(shè)計夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。
同時還應發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機床本身的能力，正確選擇對刀點，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時間。

2) 數(shù)學處理
    編程前，根據(jù)零件的幾何特征，先建立一個工件坐標系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路，在建立的工件坐標系上，首先計算出刀具的運動軌跡。對于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標值。

3) 編寫零件程序清單
    加工路線和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單。

4) 程序輸入
5) 程序校驗與首件試切

三.數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)

1. 程序的構(gòu)成：由多個程序段組成。

O0001；Ｏ（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）機能指定程序號，每個程序號對應一個加工零件。
N010 G92 X0 Y0；分號表示程序段結(jié)束
N020 G90 G00 X50 Y60；
...；可以調(diào)用子程序。
N150 M05；
N160 M02；

2. 程序段格式：

1) 字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60；
    最常用的格式，現(xiàn)代數(shù)控機床都采用它。地址Ｎ為程序段號，地址Ｇ和數(shù)字９０構(gòu)成字地址為準備功能，...。

2) 可變程序段格式：如B2000 B3000 B B6000；
    使用分割符Ｂ各開各個字，若沒有數(shù)據(jù)，分割符不能省去。常見于數(shù)控線切割機床，另外，還有３Ｂ編程等格式。
 
3) 固定順序程序段格式：如00701+02500-13400153002；
    比較少見。其中的數(shù)據(jù)嚴格按照順序和長度排列，不得有誤，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02；

零件圖的數(shù)學處理

    零件圖的數(shù)學處理主要是計算零件加工軌跡的尺寸，即計算零件加工輪廓的基點和節(jié)點的坐標，或刀具中心輪廓的基點和節(jié)點的坐標，以便編制加工程序。

一．基點坐標的計算

    一般數(shù)控機床只有直線和圓弧插補功能。對于由直線和圓弧組成的平面輪廓，編程時數(shù)值計算的主要任務(wù)是求各基點的坐標。

1. 基點的含義　　

    構(gòu)成零件輪廓的不同幾何素線的交點或切點稱為基點。基點可以直接作為其運動軌跡的起點或終點。

2. 直接計算的內(nèi)容

    根據(jù)填寫加工程序單的要求，基點直接計算的內(nèi)容有：每條運動軌跡的起點和終點在選定坐標系中的坐標，圓弧運動軌跡的圓心坐標值。

    基點直接計算的方法比較簡單，一般可根據(jù)零件圖樣所給的已知條件用人工完成。即依據(jù)零件圖樣上給定的尺寸運用代數(shù)、三角、幾何或解析幾何的有關(guān)知識，直接計算出數(shù)值。在計算時，要注意小數(shù)點后的位數(shù)要留夠，以保證足夠的精度。

二．節(jié)點坐標的計算

    對于一些平面輪廓是非圓方程曲線Y=F（X）組成，如漸開線、阿基米德螺線等，只能用能夠加工的直線和圓弧去逼近它們。這時數(shù)值計算的任務(wù)就是計算節(jié)點的坐標。

1. 節(jié)點的定義

    當采用不具備非圓曲線插補功能的數(shù)控機床加工非圓曲線輪廓的零件時，在加工程序的編制工作中，常用多個直線段或圓弧去近似代替非圓曲線，這稱為擬合處理。擬合線段的交點或切點稱為節(jié)點。

2. 節(jié)點坐標的計算

    節(jié)點坐標的計算難度和工作量都較大，故常通過計算機完成，必要時也可由人工計算,常用的有直線逼近法（等間距法、等步長法、和等誤差法）和圓弧逼近法。

    有人用AutoCAD繪圖，然后捕獲坐標點，在精度允許的范圍內(nèi)，也是一個簡易而有效的方法．