數(shù)控車如何合理選用手動編程和軟件編程

摘要：數(shù)控車程序在編制過程中，是選用手動編程還是軟件編程，要根據(jù)實際加工的條件以及環(huán)境來進行選擇。總目的是完成加工任務(wù)，提高加工效率，降低編程難度，合理使用資源來完成工作。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車；手動編程；軟件編程

數(shù)控手動編程，顧名思義是采用手工方式來進行程序編輯，所有的程序在手動方式下由輸入面板輸入機床或在計算機上手動輸入程序然后導(dǎo)入機床中。數(shù)控車圖紙一般外形簡單，程序相對也比較簡單，因此手動編程大量的運用在生產(chǎn)加工中。

數(shù)控車編程軟件很多。軟件都具備數(shù)控車床加工編程和二維圖形設(shè)計功能。數(shù)控車要具有CAD軟件的強大繪圖功能和完善的外部數(shù)據(jù)接口，可以繪制任意復(fù)雜的圖形。數(shù)控車軟件使用簡單的軌跡生成及通用后置處理功能，具有功能強大、使用簡潔的軌跡生成手段，可按加工要求生成各種復(fù)雜圖形的加工軌跡?？梢詽M足各種機床的代碼格式，可輸出G代碼，并可對生成的代碼進行校驗及加工仿真。而數(shù)控機床仿真軟件，數(shù)控仿真系統(tǒng)采用逼真的3D機床模型和數(shù)控面板來模擬真實機床的操作和加工過程，通過使用數(shù)控仿真系統(tǒng)掌握數(shù)控編程原理與應(yīng)用，在使用過程中用戶可以看到自己的編程結(jié)果從而達到可視化的效果，對提高數(shù)控學習人員學習G代碼的編寫和機床的操作有很大的幫助。數(shù)控仿真系統(tǒng)使數(shù)控學習不再枯燥無味，還可以降低實訓環(huán)節(jié)事故、機床損耗等危險。

對于一些有著曲面造型的工件，就需要使用到宏程序。宏程序編程，是用變量的方式進行數(shù)控編程的方法。在數(shù)控編程中，宏程序編程靈活、高效、快捷，是加工編程的重要補充。特別對于數(shù)學曲線外形，手動編程只有通過宏程序的方式解決。

由于數(shù)控車程序與加工中心程序不一樣，數(shù)控車工件圖形外形簡單，曲面少，一般來說程序不是很復(fù)雜，所以在編制程序上主要兼顧效率，一些簡單程序直接進行手動編程?？梢赃\用復(fù)合切削循環(huán)指令來減少編程內(nèi)容，縮短程序，提高編程效率，減少工作量。但是復(fù)合循環(huán)指令存在一定的弊端，以G71為例，G71為徑向切削復(fù)合循環(huán)指令，大量的運用在軸類零件的加工中，但是存在著粗加工每次切削深度一致，無法改變，進給速度有變化時需要手動調(diào)整等問題。因此在大批量生產(chǎn)中，為提高加工效率，應(yīng)根據(jù)工件圖紙和毛坯情況，合理選用起刀點、退刀點和換刀點的位置，減少非加工時間和空走刀時間，編程時有時采用手工編程，舍棄復(fù)合指令，純粹使用直線和圓弧插補指令。在此情況下，程序雖然看上去較長和復(fù)雜，但是退刀點可以根據(jù)情況進行變化，而復(fù)合指令程序一旦編制，粗加工進給速度、切削深度和退刀量不能更改，而手動編程這些數(shù)值都可以改變，程序效率更高，使用更方便，可以有效的提高生產(chǎn)效率。以G73為例，G73為仿形切削復(fù)合循環(huán)，工件外形一般為非增量變化，外形緩變，曲線較多，不適合使用G71循環(huán)指令的場合，與G71一致的為，每次切削深度一致，每次加工程序都加工一個與工件外形一致的軌跡，不同的是，每次逐漸加深切削深度，這樣就造成大量的“空走刀”情況，工件外形最細小的地方首先車削到，逐漸每次擴大切削面積，而“空走刀”的情況在頭幾次切削的情況下很嚴重，以后逐次減少。以上情況會嚴重影響到加工的效率，因此要盡量避免這種情況。單件小批量生產(chǎn)中，為降低編程難度，減少編程時間，可以使用G73指令進行編程。在大批量生產(chǎn)中，不能夠使用G73指令，因為會嚴重降低生產(chǎn)效率，可以使用宏程序分層切削，或使用軟件編程生成程序，雖然在前期編程上投入了一定的時間，但是大大降低了生產(chǎn)時間，可以明顯的提高生產(chǎn)效率。因此在實際加工的過程中，應(yīng)根據(jù)具體的情況選擇不同的編程方式。

對于具有數(shù)學參數(shù)曲面造型的工件，手動編程難度較大，只能采用手動輸入數(shù)控宏程序的方式進行編程。編程時必須非常熟悉宏程序編程方法和數(shù)學曲線參數(shù)方程，熟記常用的橢圓曲線、雙曲線、以及拋物線及常用曲線的參數(shù)方程。對于一般情況下的簡單曲面，例如橢圓、雙曲線、以及拋物線，可以進行手動宏程序編程。但是如果該工件特殊曲線較多，并且形狀復(fù)雜，還存在有旋轉(zhuǎn)和傾斜的情況時，手工編程難度較大，對編程人員要求高，編程工作量大，程序編制后進行加工運行時極易出現(xiàn)問題，需要反復(fù)校驗程序。并且手工編程將會占用較多時間，較大精力。因此在此種情況下不妨采用數(shù)控編程軟件，在軟件上繪制工件圖紙，選用合適的刀具和走刀路徑，自動生成程序，生成的程序不采用宏程序模式，只用G01直線插補和G02、G03圓弧插補的格式，逼近理想曲線。從而降低了編程的難度，避免了程序編制錯誤的幾率，提高了編程的效率。

在編制程序時，應(yīng)根據(jù)具體情況進行選擇。對于簡單程序來說，提倡手工編程，提高操作人員的動手能力；學會使用宏程序，具備使用宏程序進行編程加工的能力。對于簡單曲線能夠快速的進行編輯程序、加工工件；對于復(fù)雜程序，能夠掌握復(fù)雜曲線的編程方法，在沒有使用編程軟件的情況下，能夠獨立編制程序。有的小型加工車間可能就不存在軟件編程的條件，很多情況下都需要操作人員進行手工編程，因此，手工編程還是有存在的必要的。特別是對于簡單程序來說，使用編程軟件，并不能提高編程效率，使用編程軟件時，需要使用電腦，在教學和企業(yè)實際環(huán)境中，并不可能一臺或幾臺數(shù)控設(shè)備配備一臺電腦。電腦還需要配備編程軟件，然后還需要進行畫圖操作，根據(jù)加工情況，選擇具體的刀具和加工方法，再生成程序。然后將程序通過數(shù)據(jù)線或數(shù)據(jù)卡傳到設(shè)備中，再進行程序校驗。這樣繁雜的操作，在有的時候并不能提高編程的效率，反而會降低生產(chǎn)效率。因此，對于簡單程序來說或不是特別復(fù)雜的程序的情況下，手工編程用來解決普通圖形工件的效率還是比較高的。而對于形狀復(fù)雜的圖形來說，手工編程程序冗長，過于復(fù)雜，編程過程中極易出錯，需要反復(fù)認真檢驗程序。且有的復(fù)雜宏程序編制難度較大，各種曲線的參數(shù)方程記憶量很大，并且還存在方程變換的問題，還有方程旋轉(zhuǎn)和傾斜的問題，對編程人員素質(zhì)要求較高，手工編程難度大，甚至無從下手。編程軟件在繪制圖紙時，具備繪制曲線功能，可以很簡單的繪制曲線，再進行旋轉(zhuǎn)和傾斜的操作。生成的程序還不易出錯。因此在此情況下采用數(shù)控軟件編制，可以大大提高效率，降低編程難度。

近些年來，各地舉行了各類數(shù)控技能大賽，有的數(shù)控大賽，為衡量參賽選手的編程水平，是禁止使用編程軟件的，而有的比賽工件加工難度大，比賽時間限制，是提供有編程設(shè)備的。因此，在實際練習的過程中，應(yīng)同時掌握兩種操作方法，不能顧此失彼，并且能夠根據(jù)具體的情況進行合理選擇。

綜上所述，在選擇手動編程和軟件編程時，首先考慮到效率，使用哪一種方法，可以有效的提高加工效率；其次應(yīng)考慮到操作人員是否有手動編程的能力，畢竟復(fù)雜的工件，對操作人員的編程素質(zhì)有很大的要求，加工工件操作人員是否能夠手動編程來完成，如果進行不了，則需要進行軟件編程；再次，是否是大批量的生產(chǎn)任務(wù)，如果是大批量的生產(chǎn)任務(wù)，則需要在程序上投入時間長一些，即使是軟件編程的程序，也需要人工進行調(diào)整，選擇最好的加工方法，以提高生產(chǎn)效率。最后，手工編程和自動編程不是嚴格區(qū)分的，有的時候需要共同配合來完成加工任務(wù)。因此，要根據(jù)具體情況來進行選擇。

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作者簡介：杜羽（1981-）男，漢族，講師，主要研究方向為機械加工與機械制造。