數控車(chē)床的編程要領(lǐng)和技巧

　　科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，導致產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快和人們需求的多樣化，產(chǎn)品的生產(chǎn)也趨向種類(lèi)多樣化、批量中小型化。為適應這一變化，數控（NC）設備在企業(yè)中的作用愈來(lái)愈大。我校作為國家級重點(diǎn)職校，為順應時(shí)代潮流，重點(diǎn)建設數控專(zhuān)業(yè)，選購了BIEJING-FANUCPowerMateO數控車(chē)床。它與普通車(chē)床相比，一個(gè)顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)是：對零件變化的適應性強，更換零件只需改變相應的程序，對刀具進(jìn)行簡(jiǎn)單的調整即可做出合格的零件，為節約成本贏(yíng)得先機。但是，要充分發(fā)揮數控機床的作用，不僅要有良好的硬件，（如：優(yōu)質(zhì)的刀具、機床的精度等），更重要的是軟件：編程，即根據不同的零件的特點(diǎn)，編制合理、高效的加工程序。通過(guò)多年的編程實(shí)踐和教學(xué)，我摸索出一些編程技巧。

　　數控車(chē)床雖然加工柔性比普通車(chē)床優(yōu)越，但單就某一種零件的生產(chǎn)效率而言，與普通車(chē)床還存在一定的差距。因此，提高數控車(chē)床的效率便成為關(guān)鍵，而合理運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機床效率往往具有意想不到的效果。

　　1.靈活設置參考點(diǎn)

　　BIEJING-FANUCPowerMateO數控車(chē)床共有二根軸，即主軸Z和刀具軸X。棒料中心為坐標系原點(diǎn)，各刀接近棒料時(shí)，坐標值減小，稱(chēng)之為進(jìn)刀；反之，坐標值增大，稱(chēng)為退刀。當退到刀具開(kāi)始時(shí)位置時(shí)，刀具停止，此位置稱(chēng)為參考點(diǎn)。參考點(diǎn)是編程中一個(gè)非常重要的概念，每執行完一次自動(dòng)循環(huán)，刀具都必須返回到這個(gè)位置，準備下一次循環(huán)。因此，在執行程序前，必須調整刀具及主軸的實(shí)際位置與坐標數值保持一致。然而，參考點(diǎn)的實(shí)際位置并不是固定不變的，編程人員可以根據零件的直徑、所用的刀具的種類(lèi)、數量調整參考點(diǎn)的位置，縮短刀具的空行程。從而提高效率。

　　2.化零為整法

　　在低壓電器中，存在大量的短銷(xiāo)軸類(lèi)零件，其長(cháng)徑比大約為2~3，直徑多在3mm以下。由于零件幾何尺寸較小，普通儀表車(chē)床難以裝夾，無(wú)法保證質(zhì)量。如果按照常規方法編程，在每一次循環(huán)中只加工一個(gè)零件，由于軸向尺寸較短，造成機床主軸滑塊在床身導軌局部頻繁往復，彈簧夾頭夾緊機構動(dòng)作頻繁。長(cháng)時(shí)間工作之后，便會(huì )造成機床導軌局部過(guò)度磨損，影響機床的加工精度，嚴重的甚至會(huì )造成機床報廢。而彈簧夾頭夾緊機構的頻繁動(dòng)作，則會(huì )導致控制電器的損壞。要解決以上問(wèn)題，必須加大主軸送進(jìn)長(cháng)度和彈簧夾頭夾緊機構的動(dòng)作間隔，同時(shí)不能降低生產(chǎn)率。由此設想是否可以在一次加工循環(huán)中加工數個(gè)零件，則主軸送進(jìn)長(cháng)度為單件零件長(cháng)度的數倍，甚至可達主軸最大運行距離，而彈簧夾頭夾緊機構的動(dòng)作時(shí)間間隔相應延長(cháng)為原來(lái)的數倍。更重要的是，原來(lái)單件零件的輔助時(shí)間分攤在數個(gè)零件上，每個(gè)零件的輔助時(shí)間大為縮短，從而提高了生產(chǎn)效率。為了實(shí)現這一設想，我聯(lián)想到電腦程序設計中主程序和子程序的概念，如果將涉及零件幾何尺寸的命令字段放在一個(gè)子程序中，而將有關(guān)機床控制的命令字段及切斷零件的命令字段放在主程序中，每加工一個(gè)零件時(shí)，由主程序通過(guò)調用子程序命令調用一次子程序，加工完成后，跳轉回主程序。需要加工幾個(gè)零件便調用幾次子程序，十分有利于增減每次循環(huán)加工零件的數目。通過(guò)這種方式編制的加工程序也比較簡(jiǎn)潔明了，便于修改、維護。值得注意的是，由于子程序的各項參數在每次調用中都保持不變，而主軸的坐標時(shí)刻在變化，為與主程序相適應，在子程序中必須采用相對編程語(yǔ)句。

　　3.減少刀具空行程

　　在BIEJING-FANUCPowerMateO數控車(chē)床中，刀具的運動(dòng)是依靠步進(jìn)電動(dòng)機來(lái)帶動(dòng)的，盡管在程序命令中有快速點(diǎn)定位命令G00，但與普通車(chē)床的進(jìn)給方式相比，依然顯得效率不高。因此，要想提高機床效率，必須提高刀具的運行效率。刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完畢后退回參考點(diǎn)所運行的距離。只要減少刀具空行程，就可以提高刀具的運行效率。（對于點(diǎn)位控制的數控車(chē)床，只要求定位精度較高，定位過(guò)程可盡可能快，而刀具相對工件的運動(dòng)路線(xiàn)是無(wú)關(guān)緊要的。）在機床調整方面，要將刀具的初始位置安排在盡可能靠近棒料的地方。在程序方面，要根據零件的結構，使用盡可能少的刀具加工零件使刀具在安裝時(shí)彼此盡可能分散，在很接近棒料時(shí)彼此就不會(huì )發(fā)生干涉；另一方面，由于刀具實(shí)際的初始位置已經(jīng)與原來(lái)發(fā)生了變化，必須在程序中對刀具的參考點(diǎn)位置進(jìn)行修改，使之與實(shí)際情況相符，與此同時(shí)再配合快速點(diǎn)定位命令，就可以將刀具的空行程控制在最小范圍內從而提高機床加工效率。

　　4.優(yōu)化參數，平衡刀具負荷，減少刀具磨損

　　由于零件結構的千變萬(wàn)化，有可能導致刀具切削負荷的不平衡。而由于自身幾何形狀的差異導致不同刀具在剛度、強度方面存在較大差異，例如：正外圓刀與切斷刀之間，正外圓刀與反外圓刀之間。如果在編程時(shí)不考慮這些差異。用強度、剛度弱的刀具承受較大的切削載荷，就會(huì )導致刀具的非正常磨損甚至損壞，而零件的加工質(zhì)量達不到要求。因此編程時(shí)必須分析零件結構，用強度、剛度較高的刀具承受較大的切削載荷，用強度、剛度小的刀具承受較小的切削載荷，使不同的刀具都可以采用合理的切削用量，具有大體相近的壽命，減少磨刀及更換刀具的次數。

　　本文總結的一些具體結論僅適用于BIEJING-FANUCPowerMateO數控車(chē)床，但是它表現的編程思想具有普遍意義。要編制合理高效的加工程序，必須要熟悉所使用機床的程序語(yǔ)言并能加以靈活運用，了解機床的主參數，深入分析零件的結構特點(diǎn)、材料特性及加工工藝等。

　　BIEJING-FANUCPowerMateO數控車(chē)床指令包括G、M、S、T。其中指令為準備功能指令，M指令為輔助功能指令，S為主軸轉速控制指令，T為刀具選擇指令。下表列出了部分常用的指令代碼及含義。

　　代碼符號代碼含義代碼符號代碼含義

　　G90絕對值輸入G31等導程螺紋切削

　　G91相對值輸入G32跳步功能

　　G00快速點(diǎn)定位M02程序結束

　　M03主軸正轉M04主軸反轉M05主軸停止

　　G01直線(xiàn)插補M00程序停機

　　G02、G03順圓和逆圓插補M01選擇停機

　　G28自動(dòng)返回參考點(diǎn)M98調用子程序

　　G04暫停M99子程序結束