摘要:在數(shù)控銑編程中,不管是手工編程方式還是自動編程方式,都存在一些固有的缺點,如果能夠合理運用手工編程+自動編程的綜合編程方式,實現(xiàn)兩者的優(yōu)勢互補,使加工程序變得簡潔高效,提高數(shù)控加工的效率,有著重要的現(xiàn)實意義。
關鍵詞:綜合編程;手工編程;自動編程;數(shù)控銑加工;數(shù)控編程 文獻標識碼:A
中圖分類號:TG659 文章編號:1009-2374(2016)02-0042-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.020
1 概述
數(shù)控編程作為數(shù)控加工的關鍵技術之一,分為手工編程和自動編程兩種方法。手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序校驗都是人工完成。自動編程也稱為計算機編程,是指利用計算機專用軟件來編制數(shù)控加工程序,編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求使用數(shù)控語言,由計算機自動地進行數(shù)值計算及后置處理,編寫出零件加工程序單,加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機床,指揮機床工作的過程。程序的編制效率和質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率,尤其是隨著數(shù)控加工不斷朝著高速、精密加工的方向發(fā)展,提高數(shù)控程序的編制效率和質(zhì)量,對提高制造企業(yè)的競爭力有著極其重要的意義。單純使用手工編程或者自動編程的方式進行數(shù)控編程都存在局限性,所以是否能夠結合兩種編程方式的優(yōu)缺點,采用綜合編程的方法,來達到提高加工效率的目的,是值得我們探討的問題。
2 兩種編程方式的優(yōu)缺點對比
簡單的6行宏程序,只要設定深度和每層的切深量,就可以實現(xiàn)控制刀具螺旋下刀的動作,而且深度增加并不會增加程序的行數(shù)。
自動編程:由于CAD/CAM軟件生成程序時,空間的曲線基本是由直線逼近,所以螺旋下刀層高為1mm的一圈,需要48行程序才能實現(xiàn),而隨著深度的增加,程序的行數(shù)也成倍增加,如下所示:
通過對比可知手工編程與自動編程的優(yōu)缺點如下:
手工編程的優(yōu)點是:(1)通用性強,程序簡潔明了,邏輯嚴密,程序設計質(zhì)量高;(2)程序的可讀性、可修改性強;(3)手工編程的學習難度低,容易掌握,編程不需要增加額外的軟件和硬件,成本低。
手工編程的缺點是:(1)零件圖上給出的數(shù)據(jù)一般要經(jīng)過數(shù)據(jù)轉換才能用于編程,運算過程中容易產(chǎn)生人為錯誤;(2)復雜零件的數(shù)學處理和計算十分困難,計算過程中容易出現(xiàn)遺漏和錯誤,并難以查找;(3)手工編程的效率低。
自動編程的優(yōu)點是:(1)數(shù)學處理能力強。計算機能自動編制極為復雜零件的加工程序,編程速度快,周期短,程序精度高;(2)自動生成數(shù)控程序。自動編程在完成計算刀具運動軌跡之后,后置處理程序能自動生成數(shù)控加工程序,且不會出現(xiàn)語法錯誤;(3)程序自檢、糾錯能力強。自動編程能夠通過系統(tǒng)的診斷功能,完成對數(shù)控加工程序的動態(tài)模擬,檢查刀具加工軌跡和零件加工輪廓,發(fā)現(xiàn)問題能及時進行修改。
自動編程的缺點:(1)自動編程產(chǎn)生的加工程序一般都比較龐大,并難以判讀、分析、修改;(2)自動編程的通用性不強。CAD/CAM軟件很難進行手工修改,如果有一個數(shù)據(jù)或參數(shù)發(fā)生改變,必須重新計算刀具軌跡,重新生成程序,所以通用性差。
針對兩者的優(yōu)缺點,要達到程序簡潔的目的,就必須利用綜合編程的方法,即輪廓程序由軟件生成,其他的簡單加工如分層加工、螺旋下刀等用手工編程代替,實現(xiàn)兩者的優(yōu)勢互補,縮小程序,以縮短傳輸時間,盡量避免在線加工,突破在線加工傳輸速度慢的瓶頸,達到提高加工效率的目的。
3 綜合編程應用實例
下面以某數(shù)控比賽的圖紙為例,說明綜合編程方式對提高數(shù)控銑加工效率的作用。
通過分析發(fā)現(xiàn),零件的輪廓比較復雜,深度也較深,而且需要去除的余量不均勻,如果用手工編程的話,基點運算是一個難點,所以單純用手工編程簡直是一個不可能完成的任務,如果用自動編程軟件編程的話,生成的程序空刀很多,程序很長,達到161K,已經(jīng)超出很多數(shù)控機床內(nèi)存容量的極限,如圖2所示,這種情況下只能進行在線加工。
針對這種情況,解決的辦法是:
第一步,通過運用多種加工策略加工,實現(xiàn)刀具路徑的優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化加工策略后,加工時間從26分鐘減少為不到11分鐘,程序大小由161K減少為46.1K,如圖3、圖4所示:
第二步,生成基礎程序。雖然程序已經(jīng)大大減小,但是程序還有優(yōu)化的空間,像一些輪廓軌跡相同,只是深度不同的程序完全可以用自動編程+手工編程的方式,實現(xiàn)它的分層切深功能,而一些有規(guī)律分布的輪廓,我們也可以通過用自動編程生成其中的一個程序,然后加入旋轉、鏡像等指令達到程序瘦身的目的,所以為了方便后面的手工修改程序,我們應選擇最基本的輪廓以切深一層為基準生成代碼作為基礎程序。
第三步,通過在基礎程序中加入切深程序、旋轉、鏡像指令等變成加工程序。根據(jù)輪廓的深度要求,加入簡單宏程序?qū)崿F(xiàn)輪廓的分層加工,然后根據(jù)輪廓的分布情況,通過使用旋轉、鏡像等指令加上基礎程序的方式實現(xiàn)其他輪廓的加工,這樣就可以達到盡量縮小程序、節(jié)約數(shù)據(jù)傳輸時間的目的。
通過用宏程序替換分層加工的程序,用旋轉指令實現(xiàn)程序的快速修改,程序的大小就從46.1K減少為不到5K,程序得到了極大的精簡,無論在數(shù)據(jù)傳輸,還是在機床執(zhí)行程序上,都能夠大大地節(jié)約時間,所以也肯定能大大提高數(shù)控銑加工的效率。
4 結語
在數(shù)控銑加工中,零件中出現(xiàn)有相同或相似輪廓的機會很多,而且很多輪廓的加工因為深度的原因離不開分層加工,如果能夠合理地利用宏程序、旋轉指令、鏡像指令等常用的手工編程指令結合優(yōu)化后的自動加工程序,對優(yōu)化刀具路徑、壓縮程序大小、節(jié)省傳輸數(shù)據(jù)的時間,作用是十分明顯的。所以如果能夠合理運用手工編程+自動編程的綜合編程方式,綜合利用兩種編程方式的優(yōu)點,避免無謂的時間浪費,使加工程序變得簡潔高效,提高數(shù)控加工的效率,有著重要的現(xiàn)實意義。
作者簡介:甘斌達(1976-),男,廣西南寧人,廣西南寧高級技工學校一級實習指導教師,研究方向:數(shù)控加工。
(責任編輯:陳 潔)