数控编程技巧

时间：2022-10-05 19:05:29 数控毕业论文我要投稿

数控铣床的指令编程技巧和安全操作推荐度：
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数控编程技巧

　　数控编程技巧【1】

　　摘要：数控已在机械行业中占有较大的市场，机床已得到了广泛的应用，在教学实践过程中我们应发挥机床的特点，巧用程序中的指令及工艺，提高工件的质量和生产效率。

　　本人通过多年的数控理论与实践经验阐述数控编程方面的技巧。

　　关键词：数控编程走刀路线循环指令 G代码

　　正文：数控机床适用性较强，我们应发挥数控机床的优势，通过编程与操作的手段尽量提高加工效率。

　　数控编程分为手工和自动编程两种，对于形状简单的零件，手工编程比较简单，而且经济、及时。

　　因此手工编程应用广泛，只有对形状复杂的工件采用自动编程。

　　以下谈谈在数控编程技巧。

　　1 工件原点的选择

　　工件原点又称编程原点。

　　为了方便编程，首先要在零件图上选定一个编程原点，并以此点为原点建立一个新的坐标系，称编程坐标系或零件坐标系。

　　为了方便于坐标点的计算、加工过程中的对刀以及满足设计基准与工艺基准的统一，保证加工精度，在数控车床上编程原点一般设在工件的右端面或左端面与主轴回转中心线的交点上;在数控铣床上，为了方便编程，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准，以及计算最方便的原则来确定工件上某一点为工件原点。

　　2 走刀路线的选择与优化

　　主要遵循以下原则：

　　(1)保证零件的加工精度和表面粗糙度。

　　铣床上加工位置精度要求较高的孔系时，如果加工孔顺序安排不当，就可将坐标轴的反向间隙带入，直接影响位置精度。

　　如图所示零件上六个尺寸相同的孔，有两种走刀路线，如图1(b)、(c)。

　　如采用(b)图加工路线加工时，由于5、6孔与1、2、3、4孔定位方向相反，x向反向间隙会使定位误差增加，从而影响5、6孔与其他孔的位置精度;如采用图c加工路线加工时，加工完4孔后往上移动一段距离，然后在折回来再进行5、6孔的加工，使各孔的加工进给方向一致，避免反向间隙的引入，提高了5、6孔的位置精度。

　　(如图1)

　　刀具的进退刀路线要尽量避免在轮廓处停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。

　　(2)使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率。

　　(如图2)

　　如图2所示，(b)图的进刀路线可使各孔间距的总和最小，空程最短，节省定位时间。

　　(3)最终轮廓一次走刀完成

　　如图所示，(a)图采用行切法加工内轮廓，不留死角，但两次走刀的起点和终点间留有残余高度，影响表面粗超度，(b)图采用环切法，表面粗超度小，但刀位计算略为复杂，走刀路线也较行切法长。

　　(c)图的走刀路线为先用行切法，再用环切法，使表面光整。

　　所以方案c最佳。

　　(如图3)

　　3 循环指令的合理选用

　　在FANUC oi数控系统中，切削循环加工指令有很多种，每一种指令都有其各自的加工特点，工件加工后的加工精度也有所不同，所以我们在选择的时候要仔细分析每个指令的特点，合理选用，争取加工出精度较高的零件。

　　G71、G72与G73的选择。

　　G71为外圆粗车循环指令，它适用于轴向尺寸较长的棒料毛坯的加工，需多次走刀才能完成的粗加工。

　　但该指令的应用有它的局限性，即零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调递增或递减。

　　G72为端面粗车循环指令，它也是一种复合循环指令。

　　与G71不同的是该指令适用于Z向余量小、X向余量大的回转体零件的粗加工，所加工零件轮廓同样必须符合X轴、Z轴方向同时单调递增或递减。

　　G73为复合固定循环指令，它是一种多次成形封闭循环指令，该指令适于粗车轮廓形状与零件轮廓形状基本接近的毛坯，如：铸件、锻件类毛坯。

　　对零件的单调性没有要求。

　　使用G71、G72指令则会产生许多无效切削，且浪费时间。

　　这三个指令不可同时混淆使用。

　　G92与G76的选择。

　　G92是直切法切削，X向进刀的同时Z向切入点不变化适合小螺距，但牙形精度较高。

　　由于刀具移动切削均靠编程完成，所以加工程序较长，由于刀刃在加工中易磨损，因此在加工中要经常测量。

　　比如需加工高精度、大螺距的螺纹，则可采用G92、G76混用的办法，即先用G76进行螺纹粗加工，用G92进行精加工。

　　需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣的产生。

　　G76是斜切法切削，系统自动计算每一刀的切入点，即每一刀x向进刀的同时z向切入点会向前变化，终点不变，适合大螺距螺纹，也有利的保护了刀具，但牙形精度较差。

　　但工艺性比较合理，编程效率较高。

　　4 G代码与M代码指令的应用

　　4.1 G28与G29

　　参考点是机床上的一个固定点，通过参考点返回功能刀具可以容易地移动到该位置。

　　参考点主要用作自动换刀或设定坐标系。

　　G28为返回参考点指令，它用以表示各轴以快速移动速度定位到中间点或参考点。

　　因此，为了安全，在执行该指令之前，应该清除刀具半径补偿和刀具长度补偿。

　　G29为从参考点返回指令，从参考点经过中间点沿着指定轴自动地移动到指定点。

　　实际加工中，应巧妙利用返回参考点指令，可以提高产品的精度。

　　4.2 M00与M05

　　M00为程序暂停指令，M05为主轴停转指令。

　　系统执行M00指令时，进给、切削液停止，但是主轴仍在转动，如果与M05指令结合使用，主轴停转，就可进行某一手动操作，如换刀、零件的调头、测量零件尺寸等。

　　系统保持这种状态，直到重新启动机床，继续执行M00程序段后面的程序。

　　4.3 M98与M99

　　M98为程序调用指令，M99返回主程序指令。

　　某些被加工的零件中，常常会出现几何形状完全相同的加工轨迹，在程序编制中，将有固定顺序和重复模式的程序段，作为子程序存放，可使程序简单化，主程序执行过程中如果需要某一个子程序，可以通过M98指令调用子程序，执行完后通过M99返回主程序，继续执行后面的程序段。

　　4.4 G00与G01

　　G00指令为快速定位指令，G01为直线插补指令。

　　G00指令使刀具移动的速度是由机床系统设定的，G01指令使刀具移动的速度是根据切削要求确定的，在程序段中，只要刀具做进刀和退刀动作(刀具与工件无接触)，都尽量使用G00指令，以提高零件的生产效率。

　　4.5 G04

　　G04为时间暂停指令。

　　程序在执行到某一段后，需要暂停一段时间，进行某些人为的调整。

　　当暂停时间一到，继续执行下一段程序。

　　总之，数控机床在机械制造业中的应用越来越广泛，为了充分发挥数控机床的作用，我们必须要在编程中掌握一定的技巧，结合生产实际，编制出合理、高效的加工程序，能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，让学生在以后的工作中学有所用。

　　参考文献

　　[1] 杨继宏，主编，富恩强，郭传东，副主编.数控加工工艺手册[M].化工工业出版社，2008，2(1).

　　[2] 任国兴，主编.数控车床加工工艺与编程操作[M].机械电子工业出版社，2010，2 (2).

　　[3] 高枫，肖卫宁，主编.数控车削编程与操作训练[M].高等教育出版社，2009，2(3).

　　数控编程的技巧【2】

　　摘要：数控机床是信息技术与机械制造技术相结合的产物，代表了现代基础机械的技术水平与发展趋势。

　　近年来，我国数控机床工业发展较快，目前已有数控机床生产厂近百家。

　　同时有一个更为突出的问题：劳动力市场出现数控技术应用型人才的严重短缺，媒体不断呼吁“高薪难聘高素质的数控技工” 。

　　高素质的数控技工既是：“懂工艺、会编程、能操作”的数控技能人才。

　　如何成为熟练的编程人员，谈一些自己的看法。

　　关键词：数控;编程;技巧

　　1 具有扎实的基础知识

　　数控机床加工受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动进行的。

　　数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量，走刀路线，刀具尺寸以及机床的运动过程。

　　我们要想熟练的掌握数控编程，首先必须了解数控机床的组成及工作原理，对数控机床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。

　　其次要具有扎实的数学基础，例如在手工编程中要遇到一些复杂形状零件的基点的计算，可根据零件图样给定的尺寸，运用代数、三角函数、几何或解析几何的有关知识，直接求出数值。

　　再次，数据结构、离散数学、计算机高级语言，编译原理，这些是计算机科学的基础，如果不掌握它们，很难写出高水平的程序。

　　程序人人都会写，但当你发现写到一定程度很难提高的时候，就应该回过头来学学这些最基本的理论。

　　同时，金属切削与刀具也是我们必须要掌握的基础知识，在实习的过程中，用相同的加工程序加工出来的零件表面粗糙度却有较大的差别，这主要是刀具的角度刃磨不合理，刀具的刃磨在数控加工中显得尤为重要。

　　2 丰富的想象力

　　不要拘泥于固定的思维方式，遇到问题时要多想几种解决问题的方案，试试别人从未想到的方法，丰富的想象力是建立在丰富的知识基础上，除计算机之外，多涉猎其它的学科，比如天文、地理、数学等等。

　　开阔的思维对程序员来说很重要。

　　3 最简单的是最好的

　　这也许是所有科学都遵循的一条准则，简单的方法更容易被人理解，更容易实现，更容易维护。

　　遇到问题时优先考虑最简单的方案，只有简单方案不能满足时再考虑复杂的方案。

　　例如简单的外圆加工，我们就可以直接利用G01来实现，没必要用G71来加工。

　　再例如在数控铣削加工中，如果要实现零件的粗精加工，可以将刀具的运动轨迹编制成子程序，通过改变刀具半径补偿值和调用子程序来加工。

　　4 不钻牛角尖

　　当你遇到障碍时，不妨暂时远离电脑，看看窗外的风景，听听轻音乐，和朋友聊聊天。

　　当我编程遇到障碍的时候，我会暂时看会报纸或者杂志，让负责编程的那部分大脑细胞得到充分的休息。

　　当重新开始工作的时候，我会发现那些难题会迎刃而解。

　　5 对答案的渴求

　　人类自然科学的发展史就是一个渴求得到答案的过程，即使只能得到答案的一小部分也值得我们去付出。

　　只要你坚定信念，一定能找到答案，你才会付出精力去探索，即使最后没有得到答案，在过程中你也会学到很多东西。

　　例如刚开始学习用宏程序加工椭圆，程序怎么也不运行，第二天重新仔细看了一遍，原来在三角函数的角度外面忘记加一个中括号。

　　虽然我第一天没有把程序编制成功，但是我在这个过程中至少对变量的使用、控制语句加深了理解。

　　当然在三角函数的角度上一定要加中括号这一点，使我牢记心中。

　　6 多与别人交流

　　三人行必有我师，也许和别人一次不经意的谈话中，就可以迸发出灵感的火花。

　　多读读别人的程序，看看别人对问题的看法，会对你有很大启发。

　　例如下图的加工实例，我就从别人的程序中学到了很好的编程思想和非常有用的见解，写出来大家共享。(图1)

　　尺寸为?准100x25mm的圆柱加工20个半径均为5.0mm的花边槽(仅编制铣削花边槽的程序)。(表1)

　　上面编写的普通程序综合运用了子程序的嵌套、旋转坐标系。

　　每次加工完一个孔，然后将坐标系绕工件原点旋转18°，程序非常简洁。

　　这又进一步拓宽了我的编程思路，向更高方向的发展迈进了一步。

　　7 良好的编程风格

　　注意养成良好的习惯，如程序中要使用程序段号、字与字之间要有空格、多写注释语句等，使程序清晰，便于阅读和修改。

　　大家都知道如何排除代码中的错误，却往往忽视了对注释的排错。

　　注释是程序的一个重要的组成部分，它可以使你的代码更容易理解，而如果代码已经清楚地表达了你的思想，就不必再加注释了，如果注释和代码不一致，那就更加糟糕。

　　指令代码的格式严格按照语法来书写，变量的命名规则要始终一致。

　　总之，随着科学技术的飞速发展，数控机床由于具有优越的加工特点，在机械制造业中的应用越来越广泛，为了充分发挥数控机床的作用，我们需要在编程中掌握一定的技巧，编制出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控车床能安全、可靠、高效地工作。

　　本文总结的一些具体结论适用于FANUC0i数控机床，但是它表现的编程思想具有普遍意义。

　　要编制合理高效的加工程序，必须要熟悉所使用机床的程序语言并能加以灵活运用，了解机床的主要参数，深入分析零件的结构特点、材料特性及加工工艺等。

　　参考文献：

　　[1]荣瑞芳，关雄飞.数控加工工艺与编程.西安电子科技大学出版社，2006，8.

　　[2]陈红康，杜洪香.数控编程与加工.山东大学出版社，2003，8.

　　[3]张超英.数控编程技术―手工编程.化学工业出版社，2008，3.

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