昆山数控车床的编程要领和技巧

数控车床的编程要领和技巧

　　科学技术的发展，导致产品更新换代的加快和人们需求的多样化，产品的生产也趋向种类多样化、批量中小型化。为适应这一变化，数控（NC）设备在企业中的作用愈来愈大。我校作为级重点职校，为顺应时代潮流，重点建设数控专业，选购了BIEJING-FANUCPowerMateO数控车床。它与普通车床相比，一个显著的优点是：对零件变化的适应性强，更换零件只需改变相应的程序，对刀 具进行简单的调整即可做出合格的零件，为节约成本赢得先机。但是，要充分发挥数控机床的作用，不仅要有良好的硬件，（如：优质的刀 具、机床的精度等），更重要的是软件：编程，即根据不同的零件的特点，编制合理、的加工程序。通过多年的编程实践和教学，我摸索出一些编程技巧。

　　数控车床虽然加工柔性比普通车床优越，但单就某一种零件的生产效率而言，与普通车床还存在一定的差距。因此，提高数控车床的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。

　　1.灵活设置参考点

　　BIEJING-FANUCPowerMateO数控车床共有二根轴，即主轴Z和刀 具轴X。棒料中心为坐标系原点，各刀接近棒料时，坐标值减小，称之为进刀；反之，坐标值增大，称为退刀。当退到刀 具开始时位置时，刀 具停止，此位置称为参考点。参考点是编程中一个非常重要的概念，每执行完一次自动循环，刀 具都必须返回到这个位置，准备下一次循环。因此，在执行程序前，必须调整刀 具及主轴的实际位置与坐标数值保持一致。然而，参考点的实际位置并不是固定不变的，编程人员可以根据零件的直径、所用的刀 具的种类、数量调整参考点的位置，缩短刀 具的空行程。从而提率。

　　2.化零为整法

　　在低压电器中，存在大量的短销轴类零件，其长径比大约为2~3，直径多在3mm以下。由于零件几何尺寸较小，普通仪表车床难以装夹，无法保证质量。如果按照常规方法编程，在每一次循环中只加工一个零件，由于轴向尺寸较短，造成机床主轴滑块在床身导轨局部频繁往复，弹簧夹头夹紧机构动作频繁。长时间工作之后，便会造成机床导轨局部过度磨损，影响机床的加工精度，严重的甚至会造成机床报废。而弹簧夹头夹紧机构的频繁动作，则会导致控制电器的损坏。要解决以上问题，必须加大主轴送进长度和弹簧夹头夹紧机构的动作间隔，同时不能降低生产率。由此设想是否可以在一次加工循环中加工数个零件，则主轴送进长度为单件零件长度的数倍，甚至可达主轴大运行距离，而弹簧夹头夹紧机构的动作时间间隔相应延长为原来的数倍。更重要的是，原来单件零件的辅助时间分摊在数个零件上，每个零件的辅助时间大为缩短，从而提高了生产效率。为了实现这一设想，我联想到电脑程序设计中主程序和子程序的概念，如果将涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中，而将有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中，每加工一个零件时，由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序，加工完成后，跳转回主程序。需要加工几个零件便调用几次子程序，十分有利于增减每次循环加工零件的数目。通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明了，便于修改、维护。值得注意的是，由于子程序的各项参数在每次调用中都保持不变，而主轴的坐标时刻在变化，为与主程序相适应，在子程序中必须采用相对编程语句。

　　3.减少刀 具空行程

　　在BIEJING-FANUCPowerMateO数控车床中，刀 具的运动是依靠步进电动机来带动的，尽管在程序命令中有点定位命令G00，但与普通车床的进给方式相比，依然显得效率不高。因此，要想提高机床效率，必须提高刀 具的运行效率。刀 具的空行程是指刀 具接近工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离。只要减少刀 具空行程，就可以提高刀 具的运行效率。（对于点位控制的数控车床，只要求定位精度较高，定位过程可尽可能快，而刀 具相对工件的运动路线是无关紧要的。）在机床调整方面，要将刀 具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面，要根据零件的结构，使用尽可能少的刀 具加工零件使刀 具在安装时彼此尽可能分散，在很接近棒料时彼此就不会发生干涉；另一方面，由于刀 具实际的初始位置已经与原来发生了变化，必须在程序中对刀 具的参考点位置进行修改，使之与实际情况相符，与此同时再配合点定位命令，就可以将刀 具的空行程控制在小范围内从而提高机床加工效率。

　　4.优化参数，平衡刀 具负荷，减少刀 具磨损

　　由于零件结构的千变万化，有可能导致刀 具切削负荷的不平衡。而由于自身几何形状的差异导致不同刀 具在刚度、强度方面存在较大差异，例如：正外圆刀与切断刀之间，正外圆刀与反外圆刀之间。如果在编程时不考虑这些差异。用强度、刚度弱的刀 具承受较大的切削载荷，就会导致刀 具的非正常磨损甚至损坏，而零件的加工质量达不到要求。因此编程时必须分析零件结构，用强度、刚度较高的刀 具承受较大的切削载荷，用强度、刚度小的刀 具承受较小的切削载荷，使不同的刀 具都可以采用合理的切削用量，具有大体相近的寿命，减少磨刀及更换刀 具的次数。

　　本文总结的一些具体结论仅适用于BIEJING-FANUCPowerMateO数控车床，但是它表现的编程思想具有普遍意义。要编制合理的加工程序，必须要熟悉所使用机床的程序语言并能加以灵活运用，了解机床的主参数，深入分析零件的结构特点、材料特性及加工工艺等。

　　BIEJING-FANUCPowerMateO数控车床指令包括G、M、S、T。其中指令为准备功能指令，M指令为辅助功能指令，S为主轴转速控制指令，T为刀 具选择指令。下表列出了部分常用的指令代码及含义。