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                          數控加工技術的基礎知識

                          數控加工技術的基礎知識

                          數控編程與編程代碼
                          自從第一臺數控銑床誕生后,數控加工技術在全世界各國得到迅速發展,對現代機械制造加工技術的發展起到重大推動作用。數控加工技術不僅涉及數控加工設備,還涉及數控加工工藝、工裝和加工過程的自動控制等。
                          在目前生產中,數控加工設備的種類很多,不僅有數控車床、數控銑床、數控磨床、數控沖床、電加工機床,車銑教工中心、鏜銑加工中心、齒輪加工中心,還有各種柔性制造單元等等。從數控系統控制的軸數上看,不僅有簡單的二軸控制、三軸控制、四軸、五軸控制,在高檔數控系統中已經可以控制在幾十個軸以上的運動狀態。
                          數控加工技術的廣泛應用突顯在航空航天技術、汽車制造、模具制造、輪船制造、電子制造等各個制造行業中,和我們日常工作、生活密切相關。
                          下面,就數控加工技術基礎知識作一簡單介紹。
                          數控加工編程的基本概念
                          1.數控編程
                          所謂數控編程就是把零件的工藝過程、工藝參數、機床的運動以及刀具位移量等信息用數控語言記錄在程序單上,并經校核的全過程。為了與數控系統的內部程序(系統軟件)及自動編程用的零件源程序相區別,把從外部輸入的直接用于加工的程序稱為數控加工程序,簡稱為數控程序。
                          數控機床所使用的程序是按照一定的格式并以代碼的形式編制的。數控系統的種類繁多,它們使用的數控程序的語言規則和格式也不盡相同,編制程序時應該嚴格按照機床編程手冊中的規定進行。編制程序時,編程人員應對圖樣規定的技術要求、零件的幾何形狀、尺寸精度要求等內容進行分析,確定加工方法和加工路線;進行數學計算,獲得刀具軌跡數據;然后按數控機床規定的代碼和程序格式,將被加工工件的尺寸、刀具運動中心軌跡、切削參數以及輔助功能(如換刀、主軸正反轉、切削液開關等)信息編制成加工程序,并輸入數控系統,由數控系統控制機床自動地進行加工。理想的數控程序不僅應該保證能加工出符合圖紙要求的合格工件,還應該使數控機床的功能得到合理的應用與充分的發揮,以使數控機床能安全、可靠、高效地工作。
                          2.數控加工程序編制的方法
                          數控編程大體經過了機器語言編程、高級語言編程、代碼格式編程和人機對話編程與動態仿真這樣幾個階段。在上個世紀70年代,美國電子工業協會(EIA)和國際標準化組織(ISO)先后對數控機床坐標軸和運動方向、數控程序編程的代碼、字符和程序段格式等制定了若干標準和規范(我國按照ISO標準也制定了相應的國家標準和部頒標準),從而出現了用代碼和標示符號,按照嚴格的格式書寫的數控加工源程序――代碼格式編程程序。這種編寫源程序技術的重大進步,意義極為深遠。在這種編程方式出現后,凡是數控系統不論檔次高低,均具有編程功能。因為編程過程的大為簡化,使得機床操作者只要查閱、細讀系統說明書就有能力編程。從而使數控機床走向大范圍、廣領域的應用。
                          數控加工程序編制方法主要分為手工編程與自動編程兩種:
                          (1) 手工編程
                          手工編程是指從零件圖紙分析、工藝處理、數值計算、編寫程序單、直到程序校核等各步驟的數控編程工作均由人工完成的全過程。手工編程適合于編寫進行點位加工或幾何形狀不太復雜的零件的加工程序,以及程序坐標計算較為簡單、程序段不多、程序編制易于實現的場合。這種方法比較簡單,容易掌握,適應性較強。手工編程方法是編制加工程序的基礎,也是機床現場加工調試的主要方法,對機床操作人員來講是必須掌握的基本功,其重要性是不容忽視的。
                          (2) 自動編程
                          自動編程是指在計算機及相應的軟件系統的支持下,自動生成數控加工程序的過程。它充分發揮了計算機快速運算和存儲的功能。其特點是采用簡單、習慣的語言對加工對象的幾何形狀、加工工藝、切削參數及輔助信息等內容按規則進行描述,再由計算機自動地進行數值計算、刀具中心運動軌跡計算、后置處理,產生出零件加工程序單,并且對加工過程進行模擬。對于形狀復雜,具有非圓曲線輪廓、三維曲面等零件編寫加工程序,采用自動編程方法效率高,可靠性好。在編程過程中,程序編制人可及時檢查程序是否正確,需要時可及時修改。由于使用計算機代替編程人員完成了繁瑣的數值計算工作,并省去了書寫程序單等工作量,因而可提高編程效率幾十倍乃至上百倍,解決了手工編程無法解決的許多復雜零件的編程難題。

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