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1、第23卷第6期（总第期） 105机械管理开发2m8 年 12 月 Vol23 No6 (SUM No.105） MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Dec 2m8 仪数控加工手工蝙程的简化 王新海 （运城学院机电工程系，山西运城 044） 摘要针对 sinumerik802s 系统，综合介绍 刀具补偿、子程序、零点偏移等编程简化方法，可有效简化数控加工手工编程，提高鯿程效率，可以最大效益的发挥经济型数 控机床的利用率，并给出部分编程实例，以供蝙程人员借鉴参考。 关键词 Sinumerik;简化；手工编程；数控 中图分类号 TG659 文献标识码 B 文章
2、编号 m03 一 773x2m806 一 m81 一 03 Simplification Of Numerical Control Manual Programme WANG Xinhai Mechanical Yuncheng university; Yuncheng 4；Shanxi; China AbstractThis article is presented simplification of Numerical Control manual programe in sinumerik 802s system, can simplify the work load of manual
3、programe effectively, cut down pmgraming workload, increase machining efficiency ，exert the most efficiently effect of economic type Numericalcontrol machinetool. Key wordsSinumerik; Simplification；Manual programe；Numerical Control o 引 数控机床的程序编制是指由分析零件图样到程序 检验、加工样件的全部过程。数控机床程序编制的方法 有两种，即手工编程(manual
4、programming)和自动 编程 (automatically programming)。自动编程则是 由计算机编制数控加工程序，使一些计算烦琐、手工编 程困难或无法编出的程序能够实现。对于状复杂，具有 非圆曲线轮廓、三维曲面等零件编写加工程序，采用自 动编程方法效率高、可靠性大。但编程软件及相应微机 的购置，需要大量资金，而且其技术含量和技术难度也 较大，这在一定程度上影响了自动编程的普及使用。因 此，对于大多数简单零件多使用手工编程来完成。 在实际加工中，复杂的零件占加工零件总量的 5 一 10，大多数的零件并不复杂，对于点位加工或几 何形状不太复杂的零件，程序编制计算比较简单，程序
5、段不多，我们采用手工编程方式。普及型数控机床采用 的开环控制方式，数控系统简单，内存容量较小等特点， 要求编程人员考虑如何尽量编制较短的加工程序，合理 使用编程技巧，提高程序的使用率。笔者在数控编程教 学方面积累了一定经验，针对 sinumerik802 s 系统的 手工编程的简化，谈谈个人的体会。 1 编程技巧的使用 1 . 1 合理工艺 在编制加工工艺时，在满足精度要求的前提下应使 走刀路线最短，以提高生产效率，并且简化数值计算， 减少程序段数目，以减少编程工作量，最终轮廓一 收稿日期：2m8 一 05 一 I l；修回日期：2m8 一 07 一 24 般应安排最后一次走刀连续加工完成，以
6、确保轮廓表面 质量。例如将对刀点和起刀点分离，减少空行程，合理 安排“回零路。另外可以巧设换刀点、退刀点和刀具 工序集中等。一个好的加工工艺，不但可减少程序段数 目，而且可以简化计算，使编程工作量大大简化。 1.2 利用刀具补偿 若在编程过程中，直接写出刀具的具体值（半径 值或长度值） ，一旦刀具磨损了，或者是卸下来重新磨 锋；或者是更换新的刀具。不管采用哪种办法，刀具其 具体数据（半径值或长度值）均会发生变化，这样一来， 必须重新计算、重新编程，显然会影响生产率。目前的 车、铣类数控系统一般都具有刀具长度（又称刀具的偏 移）和刀尖圆弧半径补偿功能，加工中应充分灵活在使 用这些功能。刀具长度补
7、偿是指当车刀刀尖位置与编程 位置存在差值时，通过补偿值的设定，使刀具得以补偿， 并 事 前 将 补 偿 值 存 人 预 先 设 定 好 的 寄 存 器 中 。 sinumerik802s 系统对每一把刀具提供 9 个刀沿（即 9 个刀具补偿值） ，每个刀沿对应有刀具长度补偿和半径 补偿，通常采用 Tx+Dx 形式调用，例如 T4D2，表示 调用 4 号刀的 m 刀补值。同一把刀，调用一个刀沿， 则其前一个刀沿将被覆盖丨 2。 利用刀具补偿在编程时，编程者直接按图样所给 的尺寸编程，只要在实际加工时，输入刀具的具体实际 数值即可。 、另外，巧用刀具补偿还可使加工程序简化， 在程序中有意识的改变刀
8、具补偿量，则可用同一把刀具、 同一程序、不同的切削余量来完成零件的加工。例如用 一把刀对工件进行分层切削加工时，可在 作者简介：王新海（1977 一） ，男，山西运城人，助教，硕士，主要从事数控加工的工艺与编程工作。 第23卷第6期（总第期） 程序中用刀具长度补偿指令补偿刀具尺寸的变化，即对同 一把刀可用几个刀补号写人几个补偿量，将其输 人到数控装置的刀补内存表相应的单元内，而不必重 新调整刀具或重新对刀，数控系统在运行程序时根据 存人的对应补偿量进行修正，从而实现进刀，完成对 工件的分层切削卩。分层切削应用可实现数控循环切 削加工，实例见图 1 和图 2。 图 1 数控车床分层车削图图 2
9、数控铣床分层切削 1 3 利用子程序 在一个加工中，若零件有多处相同现状的结构时 （即一个工件中有几处形状相同，或刀具运动轨迹相 同） ，为了缩短程序量简化编程，可把加工相同结构的 程序重复段单独抽出编成子程序，让“主程序反复调 用。 这样便可使程序结构简单清楚，简化了编程的难度。 在 sinumerik 802s 中编程过程中，子程序可以 嵌套使用（可以嵌套四层） ，合理使用子程序可大大简 化编程过程，提高程序使用效率。例如图 3 为利用子 程序加工的零件结构图，已知：毛坯直径砂 42mm， 长 36 m，材料为 45#钢，一号为外圆刀，三号为宽 3 mm的切断刀，编程原点选在 轴心线与右端
10、面的交占 图 3 利用子程序加工零件结构图 编程如下： 主程序 master 01.MPF NIO G54G90S8mF1mM03；选定工件坐标 N20 GOOX45ZO N30 COIXO；切端面 N90 Ll P3；调用巧 LI 子程序 3 次 N100 G91 COXI N I l 0 LSL2 PI；调用 12 子程序一次 N120 C90GOl x50z50 N140 Tl ；换回 Tl 刀 N140 M02 子程序 I:LSLI.SPF N10 C91G Z 一 6； N20 LSL2 PI ；调用 LSL2 子程序一次 N30 M02 子程序 2：L2SPF（切断刀的进给） NI
11、O G91G01X5； N20 G 5 N30 M02 从上题看出子程序即可以单独调用，也可以嵌套 使用，十分灵活。在实际生产中，其相同的部分越多， 越能体现子程序编程的优势，我们可以编制经常使用 的换刀、退刀、钻孔等子程序，可以极大简化编程过 程。 1.4 利用零点偏置 利用零点偏置，可以一次装夹加工多个相同工件或 加工一个工件有重复图案的工件。以编程原点的选择应 尽量使工艺基准和设计基准重合，可以避免尺寸链的计 算。西门子系统，提供四个零点偏值 G54 一 G57 和可 编程的零点偏值 G 巧 8，可编程的旋转 G258，附加可 编程的旋转 G259。在实际加工过程中，为了提高加工 效率，
12、经常一次装夹多个零件，利用零点偏置对不同零 件设定独立零点，在程序中多次调用零件加工子程序， 从而简化编程。对于形状相似，位置、角度不同的，我 们可以利用零点偏置灵活的编制程序，其效果很好。 1.5 参数编程 对那些图形一样或工艺路径一样、只是位置不同 的系列零件的编程，可以采用宏指令、镜像和缩放功 能指令，减少乃至免除编程时进行烦琐的数值计算， 精简程序量。在西门子系统中，提供了参数编程，它 是使用参数变量来代替程序中的功能代码或地址值而 编制的加工程序。这种参数，可示同因数一样进行逻 辑运算，因而可以使复杂的程序大大简化 下面图 4 介绍缩放功能编程设计，将左图缩小 06 倍至右图。只编出
13、加工路径简化编程。其中 RO 表示缩放倍数，只要改变 RO 的大小，就可以缩放 图形大小。镜像也可以通 过设置参数结合编程零 106 机 械 管理开 发2008年12月 第23卷第6期（总第期） 占偏移和坐标轴的旋图 4 缩放功能编程 N20 GOXOYOZ50；刀具移到至起始点 N30 RO=06；缩放倍数 N40 Ll P5 ；子程序调用 N50 G0 x0Y0z50；刀具回到起始点 N60 M09；润滑液关闭 N70 M02；子程序 Ll.SPF N10 G91（IZ 一 2 ；下刀 N20 X=RO*20 N30 G02 X RO*20 Y=一 20*RO CR=20*RO； N40
14、Y=一 20*RON50 G90 1.6 N60 利 用 M02 标 准循环对于典型的形状，西门子系统提供了 多种标准循环的编程，例如螺纹切削 LCYC75、毛坯切削 LCYC95、钻孔、沉孔加工 LCYC82、镗孔加工 LCYC85， 线性孔排列 LCYC60 编程提供极大方便。例如加工图 5 所 示的键槽加工，已知使用mm 立铣刀进行加工，键 Y 槽尺寸：长度为 50 mm，宽 度为 20 mm，深度为 20 mmo 安全距离设为 1 0 mm, 铣削反向 G2 深度最大进给 2 mmo 精加工余 图 5 键欌加 工量为 0 2 mmo 编程如下： N10 G90G17T 川 DI 00M
15、03M08 ；工艺参数设定初 始 N20 x50Y70z20；回起始点 N30 R101=5 R102=1 R102=0 RI =20 R116：50 R117=50；铣削循环参数 R118 =50 R119 =20 R120 = 10 R，21 5 R122= 100 R123=300 R124=02 R125 02 R126=2 R127= 1 N40 LCYC75 调用循环，进行粗铣 调环，进行精 N70 X50Y70z20 ；回到初始位 N80M09 N90 M02 ；程序结束 1.7 利用轮廓编程 沩了快速可靠地编程，西门子系统提供了不同的 轮廓元素。编程时编程人员只需要在屏幕格式的
16、提示下， 填人关键参数，即可编出所需的零件轮廓。对于轮廓变 化较大或形状难以想象的，可以使用体统提供的轮廓编 程功能，将极大简化编程的工作量。但这种编程方式有 对数控系统依赖性强，程序输人慢，程序量增加等缺点， 可以作为一种辅助的编程方法。 2 手工编程应用中应注意的问题 1）CNC 子程序调用，不同数控系统所用指令和格 式均不相同 2）以上几种编程技巧可以同时使用，以提 高编程效暴。3）在使用相对编程命令时，G91 与 G90 注意成对使用。4）编程序号不可省略，如果省略，编 程出 错，数控系统诊断功能，将无法准确提示编程出错位置。 5）必要注释不可省略，方便以后数据的可读性。 3 结论 N
17、40 Zl x40转来实现。 N50 Z 一 36；加工轴表面 N60 G00 x50z50 编程如下： N70 T3；换切断力主程序：MASTER2.MPF N80 X4，ZON10 G54G90T3s5mF50M08M03 ；工艺参数设定初始 X N50 R172=2 ；改变参数 N60 LCYC75用循铣 王新海： 浅议数控加工手工编程的简化 105 2008年12月 第23卷第6期（总第期） 随着数控技术的飞速发展，数控机床由于具有优越的加 工特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作用，在保证加工出符合图纸要求 的合格工件同时，我们需要在编程中掌握一定的编程简 化技巧
18、，缩短程序段，减少程序所占内存，编制出合理、 高效的加工程序，从而有效提高了生产效率，也 能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥。参 考文獻 卩 杨志勇数控编程与加工技术M北京：机械工业出版社， 2m8 2王坩数控编程技巧及注意问题阻中国科技信息，2m5 （20） ： 60 3陈继红，陈志雄刀具长度补偿指令的使用技巧J机械工程与自 动化，2006（2） ：145 一 146 4畦润舟数控编程与加工技术M北京：机械工业出版社， 2003 85 5张齐参数编程在数控车床上的应用J华北航天工业学院学报， 20（6） ：14 6张占宽数控加工手工编程技巧的应用J林业机械与木工设备， 2m5（2）
19、 ：37 一 38 （上接第 80 页） 察线圈有无焦脆现象，如果有，则该线圈可能短路。 2）用兆欧表或万用表检查相间短路。拆开三相 绕组的线头，分别检查两组绕组的绝缘电阻，若绝缘 电阻为 0 MO，则说明该两相间短路。 3）用电流平衡法检查并联绕组的短路，分别测 量各相绕组的电流，电流大的一相为短路。 4）用直接电阻法检查。利用低阻值欧姆表，如 用万用表 R 1 或 R 10 档或用电桥分别测量各相绕 组的直流电阻，电阻值较小的一相可能是短路的。 用以上方法找出短路故障点后，应针对不同故障 对绕组进行修复，加强绝缘处理。 4 绕组烧毁的故障检查卩 绕组烧毁的故障，多数是电动机缺相运行或长时间 过电流运行使绕组温升过高引起的，典型的故障表 现有：电动机绕组烧毁时会冒黑烟；有强烈烧焦味； 用万用表测量绕组的直流电阻，三相绕组的电阻明显 不平衡。当出现上述情况时，一般可以判定电动机绕 组烧毁，当电动机绕组损坏严重，无法局部修复时， 就要把整个绕组拆去，重新嵌绕新的绕组。 参考文献 卩徐敏设备故障诊断手册西安：西安交通大学出版社，1998