淺析數(shù)控編程手動(dòng)編程與自動(dòng)編程

黎桂平+薛輝

摘 要：數(shù)控編程是數(shù)控加工準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容之一，也是數(shù)控專(zhuān)業(yè)重要的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，其分為手動(dòng)編程和自動(dòng)編程兩種方法，這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際加工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

關(guān)鍵詞：數(shù)控編程；手動(dòng)編程；自動(dòng)編程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.124

1 手動(dòng)編程

手動(dòng)編程也稱(chēng)手工編程，整個(gè)編程階段均由人工完成，包括節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算、走刀軌跡的設(shè)定、程序的輸入和刀具磨損值得修改等等都由操作者自己獨(dú)立完成。其編程步驟如下圖所示

（1）分析工件圖樣。通過(guò)圖紙分析工件的用途、材料、尺寸精度，根據(jù)毛坯的形狀和熱處理要求選擇合適的數(shù)控機(jī)床。并大致確定采用什么道具，什么裝夾方式，什么樣的走刀路線。個(gè)人認(rèn)為此步驟是最耗時(shí)也是最關(guān)鍵的，因?yàn)榛拘畔⒍紡膱D紙上顯示出來(lái)了。（2）確定加工工藝過(guò)程。確定零件的加工方法（包括工夾具、裝夾定位方法的選擇等）、加工路線（包括對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、進(jìn)給路線）及切削用量（包括進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削深度等）。在制訂數(shù)控加工工藝時(shí)必須考慮裝夾要方便，工件少調(diào)頭，進(jìn)給路線盡量短，數(shù)值計(jì)算容易等因素。（3）數(shù)值計(jì)算。數(shù)值計(jì)算主要是節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算，這里需要一定的數(shù)學(xué)處理，復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)我們可通過(guò)CAD畫(huà)圖捕捉坐標(biāo)。

（4）編寫(xiě)零件的加工程序。通過(guò)完成上述的準(zhǔn)備工作就可以開(kāi)始編寫(xiě)零件加工程序。（5）程序輸入數(shù)控系統(tǒng)。程序單編好之后，通過(guò)一定的方法將其輸入給數(shù)控系統(tǒng)。常用的輸入方法有：1）手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入。將程序單的內(nèi)容直接通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤(pán)手動(dòng)鍵入數(shù)控系統(tǒng)。2）用控制介質(zhì)輸入。通過(guò)介質(zhì)將程序輸入到數(shù)控機(jī)床，如優(yōu)盤(pán)等。3）通過(guò)機(jī)床的通信接口輸入。通過(guò)與機(jī)床控制的通訊接口（一般是RS232接口）連接的電纜或者網(wǎng)線將電腦中的程序傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床中。

目前隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了更多的傳輸方式，比如WIFI傳輸，運(yùn)傳輸?shù)取?/p>

（6）校對(duì)加工程序。程序編制完成后需要校驗(yàn)其正確性，一般是將加工程序上的加工信息輸入給數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗(yàn)或者通過(guò)專(zhuān)用的仿真軟件如上海宇龍仿真軟件或斯沃仿真軟件進(jìn)行仿真。（7）首件試加工。通過(guò)首件試切的方法進(jìn)一步考察程序的正確性并檢查工件是否達(dá)到零件圖紙要求。根據(jù)試切結(jié)果對(duì)程序進(jìn)行修改以及采取尺寸補(bǔ)償措施等，直到加工出滿足要求的零件為止。

2 自動(dòng)編程

自動(dòng)編程也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)輔助編程，其特點(diǎn)是程序編制工作的大部分或全部工作均由計(jì)算機(jī)完成。自動(dòng)編程編出的程序可通過(guò)其自帶的軟件功能實(shí)現(xiàn)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的圖形檢查，編程人員可以觀察整個(gè)切削模擬過(guò)程并從中及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤進(jìn)行修改。自動(dòng)編程在很大程度上減輕了編程人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效的提高了加工效率倍，更重要的是解決了手工編程無(wú)法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。常見(jiàn)的自動(dòng)編程軟件有以下幾種：

（1）UG-全稱(chēng)Unigraphics 是美國(guó)Unigraphics Solution公司開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助軟件，是當(dāng)今最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造的高端軟件，現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、輪船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。UG里帶有數(shù)控加工處理模塊，通過(guò)建模、加工、后處理能生成數(shù)控加工程序。其優(yōu)點(diǎn)有：具有完整的刀具庫(kù)；具備良好的使用者界面，客戶(hù)也可自行化設(shè)計(jì)界面多樣的加工方式；提供可靠、精確的刀具路徑，能夠直接在曲面及實(shí)體上加工；具備加工參數(shù)庫(kù)管理功能，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際情況自行定義；覆蓋面廣，包含二軸到五軸銑削、車(chē)床銑削、線切割等數(shù)控機(jī)床。（2）PRO/E-是由美國(guó) PTC開(kāi)發(fā)的一款軟件，是一款普及最廣泛的三維 CAD/CAM系統(tǒng)。該軟件主要用于電子、機(jī)械、模具和玩具等民用行業(yè)。目前各高職院校、高校均開(kāi)設(shè)該課程，足見(jiàn)其普及性。（3）Mastercam-美國(guó)CNC公司開(kāi)發(fā)的一款CAD/CAM軟件，該軟件功能強(qiáng)大，能完成復(fù)雜零件的曲面加工要求，且價(jià)格低廉，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求不高，成為各高職院校和民營(yíng)企業(yè)首選軟件。（4）CAXA制造工程師-是北京北航海爾軟件有限公司開(kāi)發(fā)的一款CAM軟件，作為一款國(guó)產(chǎn)的CAM軟件，其界面更適合國(guó)人習(xí)慣，從一開(kāi)始CAXA得到了相關(guān)部門(mén)的認(rèn)可，最近來(lái)湖南省的數(shù)控大賽CAXA均為指定比賽軟件，CAXA正逐漸成為中國(guó)CAD/CAM/PLM業(yè)界的領(lǐng)導(dǎo)者和主要供應(yīng)商。

3 兩者優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

隨著工業(yè)和計(jì)算機(jī)軟件的迅速發(fā)展，機(jī)加工方面的零件越來(lái)越復(fù)雜，往往一個(gè)零件上面有多個(gè)復(fù)雜曲面，手動(dòng)編程往往無(wú)法勝任這些工作，加工人員越來(lái)越依賴(lài)于自動(dòng)編程，不可否認(rèn)自動(dòng)編程的優(yōu)越性，但是也不能忽略手動(dòng)編程的簡(jiǎn)單性，尤其對(duì)于高職院校的數(shù)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言手動(dòng)編程是基礎(chǔ)，是基石。只有把手動(dòng)編程學(xué)踏實(shí)了，才能更好的了解編程的過(guò)程，了解數(shù)控加工的工藝。而且手動(dòng)編程生成的程序少，簡(jiǎn)潔，便于修改，自動(dòng)編程生成程序往往過(guò)于冗長(zhǎng)，不易查找和修改。目前在企業(yè)大部分工件還是依靠手動(dòng)編程完成，這足以說(shuō)明手動(dòng)編程的優(yōu)越性。所以，在實(shí)際的加工過(guò)程中，我們不能過(guò)分的依賴(lài)于某一種方法，而且應(yīng)該將好的方法綜合起來(lái)為我所用，簡(jiǎn)單的臺(tái)階和孔系，我們完全可以手動(dòng)編程，這樣省掉了CAM軟件因?yàn)楫?huà)圖、后處理、導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床所消耗的時(shí)間，復(fù)雜的曲面我們就完全交給CAM軟件來(lái)完成。

4 結(jié)論

手動(dòng)編程和自動(dòng)編程是數(shù)控編程的兩種方式，其各有優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，在實(shí)際數(shù)控加工中我們應(yīng)靈活處理，不要太過(guò)于局限了某一種方式。就高職院校數(shù)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言，手動(dòng)編程是基礎(chǔ)，只有手動(dòng)編程學(xué)踏實(shí)了才能更好的掌握自動(dòng)編程。

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