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无锡数控编程培训-合理运用UG编程技巧,编制高效率的加工程序


无锡数控编程培训-合理运用 UG 编程技巧,编制高效率的加工程序
——金鼎朱工数控编程技术规范 技术简介:数控编程是从零件图纸到获得合格的数控加工程序的过程,常采用 cimatron 编程,UG 编程,对 CNC 加工中心编程加工,以实现数控编程加工工艺完美一致。其任务 是计算加工中的刀位点。 刀位点一般为刀具轴线与刀具表面的交点, 多轴加工中还要给出刀 轴矢量。数控编

程的主要内容包括:分析零件图样、确定加工工艺过程、数学处理、编写零 件加工程序、输入数控系统、程序检验及首件试切。 1.根据问题复杂程度的不同, 数控加工程序可通过手工编程或计算机自动编程来获得。 目前计算机自动编程采用图形交互式自动编程,即计算机辅助编程。这种自动编程系统是 CAD(计算机辅助设计)与 CAM(计算机辅助制造)高度结合的自动编程系统,通常称为 CAD/CAM 系统,其工作流程如图所示。

CAM 编程是当前最先进的数控加工编程方法,它利用计算机以人机交互图形方式完成零件 几何形状计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程,操作过程形象生动,效率 高、出错几率低。而且还可以通过软件的数据接口共享已有的 CAD 设计结果,实现 CAD/CAM 集成一体化,实现无图纸设计制造。 计算机辅助编程的步骤: 为适应复杂形状零件的加工、多轴加工、高速加工,一般计算机辅助编程的步骤为: (1)零件的几何建模 对于基于图纸以及型面特征点测量数据的复杂形状零件数控编程, 其首要环节是建立被 加工零件的几何模型。 (2)加工方案与加工参数的合理选择 数控加工的效率与质量有赖于加工方案与加工参数的合理选择, 其中刀具、 刀轴控制方 式、走刀路线和进给速度的优化选择是满足加工要求、机床正常运行和刀具寿命的前提。 (3)刀具轨迹生成 刀具轨迹生成是复杂形状零件数控加工中最重要的内容, 能否生成有效的刀具轨迹直接 决定了加工的可能性、 质量与效率。 刀具轨迹生成的首要目标是使所生成的刀具轨迹能满足 无干涉、无碰撞、轨迹光滑、切削负荷光滑并满足要求、代码质量高。同时,刀具轨迹生成 还应满足通用性好、稳定性好、编程效率高、代码量小等条件。 (4)数控加工仿真

由于零件形状的复杂多变以及加工环境的复杂性, 要确保所生成的加工程序不存在任何 问题十分困难,其中最主要的是加工过程中的过切与欠切、机床各部件之间的干涉碰撞等。 对于高速加工,这些问题常常是致命的。因此,实际加工前采取一定的措施对加工程序进行 检验并修正是十分必要的。 数控加工仿真通过软件模拟加工环境、 刀具路径与材料切除过程 来检验并优化加工程序,具有柔性好、成本低、效率高且安全可靠等特点,是提高编程效率 与质量的重要措施。 (5)后置处理 后置处理是数控加工编程技术的一个重要内容, 它将通用前置处理生成的刀位数据转换 成适合于具体机床数据的数控加工程序。 其技术内容包括机床运动学建模与求解、 机床结构 误差补偿、机床运动非线性误差校核修正、机床运动的平稳性校核修正、进给速度校核修正 及代码转换等。因此后置处理对于保证加工质量、效率与机床可靠运行具有重要作用。

科学技术的发展, 导致产品更新换代的加快和人们需求的多样化, 产品的生产也趋向种类多 样化、批量中小型化。为适应这一变化,数控(NC)设备在企业中的作用愈来愈大。我校 作为国家级重点职校, 为顺应时代潮流, 重点建设数控专业, 选购了 BIEJING-FANUC Power Mate O 数控车床。它与普通车床相比,一个显著的优点是:对零件变化的适应性强,更换 零件只需改变相应的程序, 对刀具进行简单的调整即可做出合格的零件, 为节约成本赢得先 机。但是,要充分发挥数控机床的作用,不仅要有良好的硬件, (如:优质的刀具、机床的 精度等) ,更重要的是软件:编程,即根据不同的零件的特点,编制合理、高效的加工程序。 通过多年的编程实践和教学,我摸索出一些编程技巧。

数控车床虽然加工柔性比普通车床优越, 但单就某一种零件的生产效率而言, 与普通车 床还存在一定的差距。因此,提高数控车床的效率便成为关键,而合理运用编程技巧,编制 高效率的加工程序,对提高机床效率往往具有意想不到的效果。

1. 灵活设置参考点 BIEJING-FANUC Power Mate O 数控车床共有二根轴,即主轴 Z 和刀具轴 X。棒料中心 为坐标系原点,各刀接近棒料时,坐标值减小,称之为进刀;反之,坐标值增大,称为退刀。 当退到刀具开始时位置时,刀具停止,此位置称为参考点。参考点是编程中一个非常重要的 概念,每执行完一次自动循环,刀具都必须返回到这个位置,准备下一次循环。因此,在执 行程序前,必须调整刀具及主轴的实际位置与坐标数值保持一致。然而,参考点的实际位置 并不是固定不变的,编程人员可以根据零件的直径、所用的刀具的种类、数量调整参考点的 位 置 , 缩 短 刀 具 的 空 行 程 。 从 而 提 高 效 率 。

2. 化零为整法 在低压电器中,存在大量的短销轴类零件,其长径比大约为 2~3,直径多在 3mm 以下。 由于零件几何尺寸较小,普通仪表车床难以装夹,无法保证质量。如果按照常规方法编程, 在每一次循环中只加工一个零件, 由于轴向尺寸较短, 造成机床主轴滑块在床身导轨局部频 繁往复,弹簧夹头夹紧机构动作频繁。长时间工作之后,便会造成机床导轨局部过度磨损, 影响机床的加工精度,严重的甚至会造成机床报废。而弹簧夹头夹紧机构的频繁动作,则会 导致控制电器的损坏。 要解决以上问题, 必须加大主轴送进长度和弹簧夹头夹紧机构的动作 间隔,同时不能降低生产率。由此设想是否可以在一次加工循环中加工数个零件,则主轴送 进长度为单件零件长度的数倍 ,甚至可达主轴最大运行距离,而弹簧夹头夹紧机构的动作 时间间隔相应延长为原来的数倍。 更重要的是, 原来单件零件的辅助时间分摊在数个零件上, 每个零件的辅助时间大为缩短,从而提高了生产效率。为了实现这一设想,我联想到电脑程 序设计中主程序和子程序的概念,如果将涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中, 而将有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中, 每加工一个零件时, 由 主程序通过调用子程序命令调用一次子程序,加工完成后,跳转回主程序。需要加工几个零 件便调用几次子程序, 十分有利于增减每次循环加工零件的数目。 通过这种方式编制的加工 程序也比较简洁明了,便于修改、维护。值得注意的是,由于子程序的各项参数在每次调用 中都保持不变,而主轴的坐标时刻在变化,为与主程序相适应,在子程序中必须采用相对编 程语句。 3. 减少刀具空行程 在 BIEJING-FANUC Power Mate O 数控车床中,刀具的运动是依靠步进电动机来带动 的,尽管在程序命令中有快速点定位命令 G00,但与普通车床的进给方式相比,依然显得效 率不高。因此,要想提高机床效率,必须提高刀具的运行效率。刀具的空行程是指刀具接近 工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离。 只要减少刀具空行程, 就可以提高刀具的运行 效率。 (对于点位控制的数控车床,只要求定位精度较高,定位过程可尽可能快,而刀具相

对工件的运动路线是无关紧要的。 )在机床调整方面,要将刀具的初始位置安排在尽可能靠 近棒料的地方。在程序方面,要根据零件的结构,使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安 装时彼此尽可能分散,在很接近棒料时彼此就不会发生干涉;另一方面,由于刀具实际的初 始位置已经与原来发生了变化, 必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改, 使之与实际情 况相符, 与此同时再配合快速点定位命令, 就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提 高机床加工效率。

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