21DM數控系統手工編程難點解析

在數控加工技術迅速發展的今天，手工編程作為軟件繪圖生成加工軌跡的有力補充，有助于我們了解、修改和優化加工軌跡，使加工更加高效合理。

筆者學校現有一批南京數控設備有限公司生產的21DM液晶顯示銑床，根據教學需要和安排，數控銑床手工編程操作教學將在此類數控系統的基礎上進行。筆者在長期的教學生產過程中，發現、歸納并解決了手工編程的一些難點，對計算機生成的程序進行了有效改進，提高了加工效率，優化了加工工藝。

一、常見問題分析

理想的數控程序不僅能加工出符合零件圖樣要求的合格零件，還可使數控機床的功能得到合理應用與充分發揮。數控編程是指從零件圖樣到獲得數控加工程序的全部工作過程，包括分析圖樣和制定工藝方案、數學處理、編寫程序、程序校驗、程序修改等步驟。

將編寫好的加工程序輸入數控系統，就可控制數控機床的加工工作。在正式加工之前，一般要對程序進行檢驗。通常采用機床空運轉的方式，來檢查機床動作和運動軌跡的正確性，以檢驗程序；在具有圖形模擬顯示功能的數控機床上，可通過顯示走刀軌跡或模擬刀具對工件的切削過程，對程序進行檢查；對于形狀復雜和加工要求高的零件，也可先用鋁件、塑料或石蠟等易切材料進行試切，以檢驗程序。通過檢查試件，不僅可確認程序是否正確，還可知道加工精度是否符合要求。若能采用與被加工零件材料相同的材料進行試切，則更能反映實際加工效果，當發現加工的零件不符合加工技術要求時，可修改程序或采取尺寸補償等措施。

在華中21DM液晶顯示銑床的操作手冊和編程手冊中，對于編程的指令有全面的介紹，但對于程序編寫過程中的具體注意事項和經驗等卻很少提及，其他資料也比較

有限。

二、改進方法與步驟

1.編程方式（G91，G90）的切換

在編程中有絕對值編程（G91）與增量值編程（G90）兩種方式，這兩種方式下所連接的編程坐標系是不同的。在使用G90和G91兩種方式進行混合編程時，編程者經常會由于粗心大意，忘記切換編程方式，或者雖切換了方式，后續的編程坐標值卻沒改，導致編程坐標出錯，機床不能執行程序，嚴重時甚至會引發撞機事故（見表1）。

2.直線插補（G01）與圓弧插補（G02，G03）的切換

絕大部分工件的輪廓線是由直線與圓弧構成的，有直線與直線、直線與圓弧、圓弧與圓弧三種連接。對于復雜輪廓，編程者在編程中經常忘記切換直線插補（G01）與圓弧插補（G02，G03），導致編程格式混淆出錯，程序不能執行。

3.刀具半徑補償（G41，G42，G40）使用錯誤

編程者編寫一個用銑刀加工工件輪廓的程序時，首先要根據工件的外形尺寸和刀具的半徑計算坐標值來明確刀具中心所走的路線。可以忽略刀具半徑，而根據工件尺寸進行編程，然后在半徑補償寄存器里設置半徑補償值。無論是更換銑刀還是進行粗精加工，只需更改刀具半徑補償值，就可以控制工件外形尺寸的大小了，基本上不用修改程序。

在刀具半徑補償建立（G41，G42）和取消（G40）中，常見的錯誤操作有5種。

（1）建立或取消半徑補償的區域錯誤，導致過切。在編程中應正確建立或取消補償的區域，圖1中陰影部分代表正確區域。

特別需要注意三點：整個刀具輪廓應在陰影部分內；切入建立刀補與切出取消刀補原理一致，避免過切；某些特定輪廓不在此范疇。

（2）建立和取消半徑補償的直線距離不夠。建立和取消半徑補償的格式是G41（G42，G40）G01X__Y__，如果刀具直線插補G01X__Y__走過的實際距離小于刀具半徑，則不能有效建立和取消半徑補償。

（3）沒有取消刀補，多次補償，導致加工軌跡偏移。這種情況在使用跳轉加工或用子程序進行循環加工時經常出現。如果在循環中建立刀補后沒有使用G40有效取消，那么循環幾次就補償幾次，使刀具偏離正確軌跡，加工軌跡偏移（見表2）。

（4）切入切出設計路線不合理。考慮刀具的進、退刀（切入、切出）路線時，刀具的切出或切入點應在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑。應避免刀具在工件輪廓面上垂直上、下移動而劃傷工件表面，應盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕。在數控加工中，經常會用到傾斜線或圓弧切入切出，應減少刀具在工件輪廓某位置的停頓時間，避免出現表面缺陷。雖然大部分操作者都做到了在程序中加入切入和切出的程序段，但路線設計不合理，或者程序根本不能執行（見表3、表4）。

（5）刀具號的選擇。在21DM系統中有10個刀具參數地址，即T01～T10。從理論上說，可以隨意調用任何一把刀，輸入實際刀具參數就可以執行刀具指令。但機床的參數設置不同，可選用的刀具號也不同。某操作者編程時調用刀具T06，其他程序段均準確無誤，可是輸入程序后機床不執行，也沒有報警，經反復嘗試，終于發現此機床只能調用T01～T044把刀，其他刀具號則不能執行。

（作者單位：韶關市技師學院）