通過介紹在數控加工過程中“自動編程”與“手工編程”之間的區(qū)別及聯(lián)系，使編程人員對編制數控加工程序有一定的認識，掌握數控加工編程的技巧。

    隨著機械加工方法的不斷發(fā)展和完善，現(xiàn)代化的數控加工機床越來越多地應用于現(xiàn)實生產中。數控機床有很多優(yōu)點，例如：

    （1）能完成很多普通機床難以完成或者根本不能加工的復雜型面的零件加工；

    （2）可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產品的加工質量；

    （3）幾乎不需要專用工裝、量具，可以提高生產率；

    （4）可以實現(xiàn)一機多用，提高經濟效益；（5）可以大大減輕工人的勞動強度。

    由于數控機床的優(yōu)點所決定，以下幾種情況大都采用數控機床來加工：   

    （1）對于單件、中小批量生產；

    （2）形狀比較復雜、精度要求較高的零件加工；

    （3）產品更新頻繁、生產周期要求短的加工。本單位加工的零件都是小批量高精度的零件，其生產加工特點決定很多零、部件需要用數控機床加工完成，所以在元器件生產加工線技術改造時，共購進外國數控設備四臺，包括CTXS00數控車床、FPSCC/T和FP4CC數控銑床、M2125數控沖床。其中CTX500數控車床、FPSCC/T和FP4CC數控銑床無自動編程軟件，加工程序由工藝人員用C代碼進行手工編制完成。經過近幾年摸索和使用，積累了加工經驗，并總結出幾點手工編程的步驟和技巧供大家參考。

    所謂的“數控機床的程序編制”是指由分析零件圖樣到程序檢驗、加工樣件的全部過程。數控機床程序編制的方法有二種，即手工編程和自動編程。

1 數控機床程序編制方法 

    1.1手工編程 

    是指編制零件加工程序的各個步驟，即從零件圖樣分析及工藝處理、數值計算、編寫程序單直至程序檢驗，均由人工完成，稱為“手工程序編制”。

    1.2自動編程 

    使用計算機進行數控機床程序編制工作，也即由計算機自動進行數值計算編制零件加工程序單。“自動程序編制”，在這里程序編制工作的大部分或全部由計算機來完成。

    對于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件，程序編制計算比較簡單，程序段不多�？蛇M行手工編程。但對于輪廓形狀不是由簡單的直線、圓弧組成的復雜零件，特別是空間曲面零件以及程序量很大，計算相當繁瑣易出錯、難校對的零件，手工編制程序是難以完成的，甚至是無法實現(xiàn)的。因此，為了縮短生產周期，提高生產效率，減少出錯率，解決各種復雜零件的加工問題，必須采用“自動編程”方法。

    隨著微機技術的飛速發(fā)展以及大量的各種各樣軟件的開發(fā)和完善，自動編制程序已有了更進一步的發(fā)展。利用CAM軟件，由工藝人員進行圖形輸入即三維造型，或將設計人員用CAD設計的零件通過數據傳輸直接輸入編程軟件，再由工藝人員確定刀具、走刀路線、合理的切削用量等后，由計算機自動生成數控程序，并可在微機上進行模擬顯示、三維仿真，以利用程序檢驗，最終通過接口將程序傳輸給數控機床。

2  手工編程 

    由于編程軟件及相應微機的購置，需要大量資金，而且其技術含量和技術難度也較大，這在一定程度上影響了自動編程的普及使用，正因為如此，我們目前較多的還是使用手工編程。

    對于手工編程，要根據數控機床的程序編制過程進行一步步具體操作，現(xiàn)將其操作步驟和要求總結如下：

    2.1分析零件圖樣和工藝處理 

    這是一個工藝人員的基本技能要求，要根據設計圖紙，對零件圖樣進行工藝分析，明確加工內容和要求，確定加工方案，選擇裝夾基準和裝夾夾具，確定合理的走刀路線，選擇合理的切削用量等。

    在數控機床編程中，零件的定位和裝夾比較重要，應以迅速完成工件的定位和夾緊過程、減少輔助時間、便于協(xié)調工件和機床坐標系的尺寸關系為主，在裝夾完成后，選擇正確的對刀點，即成為重要的一步。

    “對刀點”是指在數控加工時，刀具相對工件運動的起點，也是程序運行的起點，也稱謂“程序原點”。

    對刀點的選擇原則：①所選擇的對刀點應使程序編制簡單；②為提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上；③對刀點應選擇在容易找正并在加工過程中便于檢查的位置；④引起的加工誤差最小的位置。

    對刀點選擇完成后，就應選擇合理的刀具，應根據加工零件的材料、加工工藝內容以及相關加工因素來正確選擇，力求剛性好、精度高、使用壽命長。刀具選擇好后，選擇合理的走刀路線，這是數控編程中走刀路線的選擇主要考慮以下幾點：

    ①盡量縮短走刀路線，減少空走刀時間，提高生產效率；

    ②能保證加工零件的精度和表面粗糙度要求；

    ③能簡化數值計算，減少程序段數目和編程工作量；

    ④盡量減少換刀次數，用一把刀具盡量加工完成相關工序。

    走刀路線選擇后，即可根據零件材料和實際加工經驗，數控加工的內容和工序，以及選擇好的走刀路線，進行切削用量的合理確定，以便于程序編制時輸入刀具參數表中。

    2.2 數據處理 

    在分析零件圖樣和工藝處理完成后，即可根據零件的幾何形狀和加工路線來計算刀具的運動軌跡，以獲得刀位數據。對于手工編制的由圓弧和直線組成的平面零件，主要是計算零件輪廓的相鄰幾何元素的交點或切點坐標值，以得出幾何元素的起點、終點及圓弧的圓心坐標值等。

    2.3 編寫零件加工程序 

    工藝分析和數據計算完成后，編程人員就可用非常熟悉的數控系統(tǒng)的程序指令，按照規(guī)定的程序格式，逐段逐步編寫加工程序。

    目前，我們編寫加工程序這一步是在微機上完成的。首先，它是由編程人員在人工完成工藝分析和數據計算后，在微機上輸入加工程序；然后，在微機上進行程序的調試、模擬、檢驗和修改；最后將完善好的加工程序由微機直接輸入到數控機床，避免了人工將程序輸人機床的中間環(huán)節(jié)。因此，這是一種介于手工編程和自動編程之間的方法，既有人工完成的工藝分析和數據計算，又有自動編程所具有的自動模擬加工顯示和程序自動傳輸。它不具備自動編程的意義，但為實際上的手工編程起到方便、快捷、準確的作用。

3體會 

    以上述數控機床的程序編制過程和具體步驟來看，要編制出準確、合理、優(yōu)化的數控程序，編程人員必須具備極強的專業(yè)工藝知識、敏捷的幾何計算思維和熟練的數控機床知識，這三者中除熟練的數控機床知識需要專門培訓外，其余部分都需要長期的經驗積累和學習。根據多年的實際加工生產經驗，我們也得出一些體會：

    （1）對于少量零件，因為主要是滿足其加工精度和粗糙度，在工藝分析處理時應盡量滿足一次裝夾全面加工，并保證程序零點和圖紙的設計基準重合，從而保證零件加工的精度要求。而優(yōu)化走刀路線和提高生產效率可作為次要問題來考慮。

    （2）由于機床控制系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)行對于一些簡單的圖形要素如：方形、圓形、直線或圓周排列的孔等都有特殊的C代碼來實現(xiàn)，所以為避免數學計算過多而引起錯誤，我們不計算刀具有加工這些簡單圖形要素時的每步具體位置，而是給出其最終要求，由控制系統(tǒng)來完成計算加工，但是這些G代碼命令及其參數的使用有一定的技巧性，需要熟練掌握。

    （3）當零件的相鄰幾何圖形有相切、相交等現(xiàn)象，而這些相切或相交點并無尺寸和坐標時，我們只需判斷給定尺寸的幾何圖素是否構成唯一的相切或相交點即可，如果給定的幾何圖形能確定唯一相切或相交點，則編制程序時我們不再作數學處理而由控制系統(tǒng)計算。

    （4）數控機床的加工一般都為精加工工序，所以它所用的毛坯的平面度、垂直度、平行度都應有較高要求。為保證其加工基準的一致性，最好是在裝夾后，由數控機床將加工基準再加工一刀。

圖1  加工零件圖

4 編程實例 

    下面是一個較為復雜典型的數控銑床加工零件（圖1）的實例，我們按數控機床編制程序過程作如下分析，供大家作為參考：

    4.1裝夾方式 

    因該零件外形較規(guī)則，為了裝夾方便，采用平口虎鉗裝夾。

    4.2 對刀點（程序原點） 

    與設計基準和工藝基準一致。

    4.3 選擇刀具 

    選用鏈槽銑刀。

    4.4 走刀路線 

    采用HAPPY軟件中的銑槽特殊功能和打排孔特殊功能。先銑槽，再銑周圍的臺階，最后鉆孔。

    4.5 程序編制特點 

    編程原點與設計基準和工藝基準重合，走刀路線最短，采用的刀具少，裝夾次數少且裝夾方便，容易測量，完全能保證加工精度，減少了工人的勞動強度，提高了生產率。