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摘要：随着现代制造技术的发展和数控机床的日益普及,数控加工在我国得到广泛的应用。其中相当比例的数控铁床(包括加工中心)都应用在精密模具制造行业。
关键词：宏程序、自动编程
一、 前言
在CAD/CAM软件普及应用的今天,手工编程的应用空间日趋缩小。数控界有一种说法很流行:“宏程序已经没有什么用”。其实任何数控系统都有很多指令在一般情况下是用不到的,那它们是否就没有用了呢，说它没用显然不对。对宏程序也是如此,原因是很多人对宏程序不熟悉、往往误以为宏程序深不可测,所以渐渐对宏程序失去了兴趣及学习的爱好。在实际工作中宏程序也有广泛的应用空间,并且能够方便编程。锻炼编程能力。帮助工人更加深入地了解自动编程的本质。
自动编程产生的数控加工程序的精度受多方面因素的影响。首先它受CAD/CAM软件在CAD建模时的计算精度(还包括不同软件之间CAD圈档的转换精度)的影响。其次。受CAD/CAM软件在生成NC刀具轨迹时的(通近)计算精度的影响。再者,就是后处理(posPtrocess)环节有时也会对其有影晌。打开一个自动编程产生的数控宏程序,可以发现里面几乎都是直线回弧简单指令的组合。虽然数据相当的准确。但也相当繁琐。程序语句比较零乱。很难着恤。宏程序是程序编制的高级形式,程序编制的质与编程人员的素质息息相关。宏程序里应用了大l的编程技巧,这些使得宏程序的精度很高。特别对于中等难度的零件。使用宏程序进行编程加工要比自动编程加工快褥多。有时自动编程的程序长度可能是宏程序的几+倍甚至几百倍。加工时间也会大大增加。宏程序是手工编程。CAD/CAM是自动编程。手工编程是自动编程的荃础。在任何时候手工编程是必须掌握的。特别是其精位—宏程序。由于CAM软件自动编程具有速度快、精度高、直观性好,使用简便、便于检查和修改等优点。已成为目前国内外数控加工普逸采用的数控编程方法。
二、 运用宏程序加工椭圆零件
宏程序是一种具有变量算术和逻辑运算功能、转移和循环功能的数控加工程序，由于其可对变量进行运算，所以程序应用更加灵活、方便，只改变变量的值，即可完成不同的加工和操作。如图1所示偏心椭圆零件，材料为45钢，毛坯为φ50mmX82mm。根据零件结构形状，加工内容为φ48、φ42mm外圆、R20mm圆弧及椭圆轮廓。从图1可见，加工的最大难度是偏心椭圆轮廓的加工。
三、 运用CAD/CAM自动编程软件加工零件
对一些轮廓含有很多曲而连接的复杂零件的数控车削加工，用手工编程的方法编写加工程序，需要计算各节点的坐标，编写的程序容易出错，运用CAD/CAM软件实现自动编程更加准确高效。图2所示为国际象棋川“象”子的零件，其轮廓结构形状较复杂，主要由不同的圆弧段与椭圆构成，加工难点在于由圆弧与圆弧、圆弧与椭圆曲线之间相切形成的光滑曲而的编程计算。若采用宏程序、U73循环指令手工编程，计算繁琐，尺寸精度难以把握，加工效率低。
图2国际象棋象子零件图
3.1外轮廓粗车设置
单击CAXA数控车工具条上的“轮廓粗车”按钮，在出现“粗车参数表”对话框上，根据加工要求确定粗加工参数、进退刀参数、切削用量参数和刀具参数，并填写“粗车参数表”，再单击“轮廓车刀”选取加工刀具。
3.2外轮廓精车设置
生成粗车轨迹后，单击CAXA数控车工具条上的“轮廓精车”按钮，在出现“精车参数表”对话框上进行精车设置，设置方法与粗车设置相似，只是将加工参数适当改变，其余可采用系统默认设置。
3.3机床类型设置
单击CAXA数控车工具条上的“机床设置”按钮，在出现“机床类型设置”对话框上，“机床名”一栏内可选择己存在的机床。如果己有的机床类型中无所需的机床，可增加新的机床类型以满足使用需求，并对新增的机床功能代码进行设置。
3.4后置处理
单击CAXA数控车工具条上的“后置设置”按钮，在出现“后置处理设置”对话框上对后置输出的程序名、程序段行号、程序大小、数据格式、编程方式、圆弧控制方式等进行设置，设置完毕保存、确定。再单击CAXA数控车工具条上的“代码生成”按钮，在“生成后置代码”对话框上，选择文件保存地址，填写要生成的后置代码文件名，并选择数控系统(例如选择USK980TD)，点击“确定”后，根据系统提示，分别拾取粗车与精车刀具轨迹，单击鼠标右键确认，自动生成加工工件的数控程序。
3.5仿真加工
生成加工代码后，可通过CAXA数控车软件附带的仿真加工功能对代码进行模拟仿真加工验证。单击CAXA数控车工具条上“仿真轨迹”按钮，根据系统提示，拾取刀具轨迹，即可进行仿真加工。通过模拟加工，验证刀具轨迹的正确性。
3.6程序的准确性
这一方面机编程序要比数控宏程序要准确多了。从CAD/CAM软件中就可以看出,软件自动生成的程序在正常情况下走刀不会破坏实体.生成的程序还可以在软件里进行模拟加工.而宏程序编不好就会破坏实体.在校验时的路径和正确的路径没什么区别.可实际走的路径会偏点。这个现象也出现在本文的设计中了.宏程序一个正负号就使宏程序工件多了一道缺口。要编写宏程序必须要对宏程序的原理及数学有很高的功底,这也是宏程序没有广泛应用的一个原因。
3.7编写程序的效率
相对简单的宏程序编写容易些,但是复杂的宏程序相对比较麻烦。在生成程序的时间上也是可以对比的,用CAD/cAM软件自动生成程序相对编写效率会高点软件只需要实体造型.然后排下刀路就可以自动生成加工程序了.而且对于很复杂的工件都可以以同样的方法生成加工程序。可是编写数控宏程序要定义不同的变遇到复杂的曲面就几乎不能用宏来完成加工。所以在效率及加工复杂的工件时CAD/CAM软件是略胜一筹。
结束语
对特殊曲而零件特别是非圆曲而零件的编程加工，粗车与精车共用一个子程序，简化了编程。由于粗车与精车采用的进给速度不同，在子程序中不能带有切削进给速度F指令，否则不便于调用。进给速度要在主程序的粗精车调用子程序前分别设定。用宏变量控制背吃刀量，应依据步距参数合理设置变量与判别条件，使粗车时刀具轨迹能按加工轮廓向外平移精车余量的值，而在精车时，把刀具轨迹偏移回到实际工件轮廓上。
宏程序编程灵活、精练，修订方便，适应性强，当加工同类型不同尺寸参数的曲而时，只要改变程序中相关的变量值，就可实现调用，从而极大地简化了编程。自动编程利用CAD/CAM软件进行零件建模，刀具路径生成、后置代码生成零件加工程序，突破了手工编程的局限性，简化了复杂曲而零件繁琐的节点计算和指令的逐一输入工作，大大提高了加工效率。特别注意的是，编程关键是要设置合理的加工参数，否则，生成不合理的加工程序反而影响加工效率;加工参数的设置要考虑实际使用的机床、工具、刀具和工件的性能;当加工对象改变时，需要重新设置加工参数。宏程序编程与CAD/CAM软件自动编程相比，哪种编程方法更有效，要视加工对象而定，因此，在实际生产中应根据具体情况灵活运用。
参考文献：
[1]面向复杂回转曲面的数控车削自动编程软件开发[J].冉旭,刘建群,高伟强,孙雪华.机床与液压.2018(01)
[2]数控铣削中心可视化智能自动编程软件的设计[J].卢彦,党德鹏,张建林.计算机辅助设计与制造.2000(11)
[3]面向复杂回转曲面的数控车削自动编程软件开发[J].冉旭,刘建群,高伟强,孙雪华.机床与液压.2018(01)
[4]CAXA数控车软件在实际加工中的应用分析[J].陈春荣.中小企业管理与科技(上旬刊).2014(03)
论文作者:丁龙飞
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
标签：程序论文; 加工论文; 数控论文; 软件论文; 零件论文; 机床论文; 刀具论文; 《防护工程》2019年12期论文;