​CNC數控編程員（yuán）的標準流程

　　

數控加工作為機械製造業（yè）中先進生產力的代表，經過10餘年的引進與發展，已經在汽車（chē）、航空、航天和模具等行業發揮（huī）了巨大作用（yòng）。

 

數控編程是影響數控加工質量和效率的一個重要方麵（miàn），尤其在高速和精密加工中更為突出。在機械行業中，由於（yú）數控編程人員的水（shuǐ）平高低不同，因此需（xū）要通過建立一定的規範，讓（ràng）大家避免低層次錯誤和重複（fù）性問題的發生。

 

一、數控加（jiā）工編程流程

數控加工編（biān）程的一般流程包括（kuò）：確定編程依據、建立工藝模（mó）型、定義加工操作、生成刀位軌跡、加工軌跡仿真、後處理（lǐ）、數控加（jiā）工程序仿（fǎng）真模擬、數控加工（gōng）程序校對檢查、發放現場加工和數控加（jiā）工程序定型等。

 

1.確定編程（chéng）依據

數控編程依據主要包括三維模型、工程圖樣和零件製（zhì）造指令（lìng）(數控工藝規程)，通過數控編程依據可獲取以下信息：零件信（xìn）息、數控加工工藝方案、數控機床類型、裝夾定位方式、刀具（jù）、工序以及工步、加工程序號和產（chǎn）品加工狀態等。

 

2.建立工藝模型

在零（líng）件三維模型和工程圖樣的基礎上進行工藝模型的設（shè）計，主要包括：零（líng）件三維模型（xíng）的修剪、建立工藝參考麵、建立工藝定位孔、壓板及位置設計和加工麵的餘量處理等。

 

3.定義加工操作生成刀位軌跡

定義（yì）加工操作，生成刀位軌跡，主要內容包括：定義編（biān）程坐標係，充（chōng）分（fèn）考慮加工材料特性、刀（dāo）具切削特性（xìng）、機床切削（xuē）特性和零件需要去除的材料狀況等因素（sù），依據工藝要求定（dìng）義加（jiā）工方式(包（bāo）括各種走刀策略等)、工藝參（cān）數（shù）(包括餘量、進給速度、主軸轉速和加工刀路的跨距等)以及輔助屬性(包括對 刀點、安全麵和數控機床（chuáng）屬性等)，最終生成刀位軌跡。

 

4.加工軌跡仿（fǎng）真驗證

加工軌跡仿真驗證主要內容包括：檢查刀具、機床、工件、夾具定義是否齊備（bèi），尺寸是否準確;檢查（chá）加工操作，定義每一個工序應該達到的零件尺寸是否正確;檢查加工操（cāo）作定（dìng）義中的加（jiā）工方（fāng）式(如粗加（jiā）工策略、刀補加工（gōng）和（hé）腔體加工等選擇)

是否正確、合理;檢查加工過程中數控機床工作台、被加工零件（jiàn）、刀（dāo）具和夾具之（zhī）間是否存在過切、欠切或碰撞幹涉等問題;檢查工藝參數是否合理等。

 

5.後置處理

後置處理可以是獨（dú）立的（de）處理過程，也可以（yǐ）與刀位文件的生成過程合為（wéi）一體，根據處（chù）理軟件的功能，選擇適當的處理方式，而對於後處理有以下幾點要求：

生成特定數控係統專用的加工程序，應選（xuǎn）擇其特定的後置處理（lǐ）軟件;後置處理軟件的開發或定製，要結合特定的控製係統和機床運動結構類型;後置（zhì）處理軟件要保證刀位加工信息的充分轉換，且滿足控製係（xì）統語法的要求;後置處理時，自動將必要的注釋說明加入到加工程序中。

 

6.數控加工程序仿真驗證

在編程軟件或結合數控（kòng）仿真軟件功能的基礎上，盡可能地（dì）對數控加工程序所涉及（jí）的各個方麵進行驗證，以（yǐ）保證最終加工程序的（de）正確性，並對相（xiàng）應的數控加工程序仿真驗證進行記錄。

仿真（zhēn）驗證主要包（bāo）括以下內容（róng）：檢查加工程序中（zhōng），注釋信息是否正確;檢查（chá）數控加工程序中，加工方式的選擇是否正（zhèng）確;檢查加工（gōng）程序中，刀具尺寸信息是否正確;檢查數控加工程序中，每一個工序應該達到的零件尺寸信息是否正確;檢查數控加工（gōng）程序中，刀（dāo）具補償信息是否正確;檢查數控加工程序中，是否有（yǒu）過切（qiē）、欠切或碰撞幹涉等問題;檢查數控加工程序中，主軸（zhóu）轉速（sù）、進給速度是否與當前數（shù）控機床相匹配（pèi）等。

 

7.數控加工（gōng）程（chéng）序校對檢查

數控程序的校對（duì）與工藝文件的校對完全不同，程序格式是一個個坐標點，如果一行行地校對程序內容，需要花（huā）費（fèi）大量的時間，也是不切實際的（de）。

 

程序的校對工作主要從（cóng）以下幾個方麵考（kǎo）慮。

①模型。模型是保證程序正（zhèng）確的基本要素，需（xū）要校對模（mó）型的正確性，分析（xī）模型所有數據與工藝文件要素是（shì）否一致。

②坐標係。檢查編程的加工坐標係方向與（yǔ）工藝文件要求（qiú）的是否（fǒu）相符、是否便於操作（zuò）、坐標係選擇是（shì）否合理（lǐ）以及是否便（biàn）於控製尺寸（cùn）。

③加工策略。不同的加工策略生成的程序是（shì）絕然不同的，程序量也大小不一（yī），而分析加工策略的合理性，主要是控製程序的刀具（jù）軌跡，控製加工質量（liàng）和效率。

④刀具。刀具材料（liào）、規格和形式是根據零（líng）件（jiàn）材料和零件加工部位確定的，不同的刀具直接影響加工效率和加工質量。

⑤進刀（dāo）點和退刀點。進刀點和退刀（dāo）點是造成刀啃傷、紮（zhā）傷零（líng）件的（de）主要因素，也是影響表麵質量的重要方（fāng）麵。

⑥程序格式。不同的（de）數控係統對程序的格式要求不同，一般（bān）可以通過對後處（chù）理程序的編輯，生（shēng）成滿足不同控製係統要求的加工（gōng）程序，程序格式的校對主要是在程序（xù）首尾部（bù）分，不影響程序（xù）的加工質量。

 

數控程序必須做到完整、正（zhèng）確、統（tǒng）一和協調，保證操作者能夠正確使（shǐ）用程序，加工出合格產品。數控加工程序應能保證整個過程的合理性、安全性和穩定性。

 

8.數控（kòng）程序現場（chǎng）試加工（gōng）及加工程序定型

對一些工藝性複雜、加工難度大、尺（chǐ）寸（cùn）精度高（gāo）或批量大的零件，要（yào）組織數控編程人（rén）員（yuán）、車間工藝主管人員、操作（zuò）人（rén）員和檢驗人員（yuán）等對現場試加工情況進（jìn）行跟蹤、記錄，以便即時更（gèng）正不合理的裝夾定位方式和切削參數等。

對於（yú）一些單件生產的零件，在工（gōng）藝性好、尺寸精度不高的情（qíng）況下，應（yīng）盡（jìn）量避免試（shì）切加（jiā）工，而是留到數（shù）控加工仿真環節發現問題並更正，以便（biàn）提高編程效率，降低生產成本。對於批量生產的零（líng）件（jiàn），應該在第一批次生產完後，對數控加工程序進行定型、入庫統一管理。

 

二、數（shù）控程序及製造大綱(FO)的管理

 

1.數控程序的命（mìng）名

為方便查閱（yuè），易於識（shí）別、調用和管（guǎn）理，必須（xū）對（duì）第一個數控程序文件進（jìn）行合理的命名。數控機床的編碼的倍數不同，且一般隻識（shí）別數字和字母，不同的數控係統所識別的程序格式也不同。

因此，數控程序命（mìng）名的形式一般為：名稱+後綴。

 

(1)名（míng）稱組成一般為：產品代號_加工類型+工序號（hào）_程序版次。

其中“產品代號（hào）”即為引用涉及零件的圖號;“加工類型”即為是銑(M)還是車（chē）(L);“工（gōng）序號”即為工藝文件中的工序號（hào）;“程序版次”即新版(NEW)，換版後可以用001、002……等依次類推進行管理。

 

(2)後綴組（zǔ）成（chéng）：一般為（wéi）txt、mpf等。

 

(3)數控程序命名示例：某產品代號（hào）為D25—1155—12—00，有三道（dào）工序需要數控加（jiā）工，其中工序15為數控銑加工工序，第（dì）一次編（biān）製的數控程序，則其相應的（de）數控（kòng）程序文件在程序庫中的名稱如圖2所（suǒ）示。

 

(4)數控程（chéng）序的命名以符合控製係統要求，以及（jí）便於識別、調用（yòng）和（hé）管（guǎn）理為原則。

 

2.刀具的命名

在（zài）編（biān）製加工工藝時，需要定義各種刀具類型、刀具材料和刀具本身的幾何參數等。

在未建立切削參數數據庫前，隻能（néng）靠（kào）手動（dòng）輸入，因此效率較低，而且完成的也隻是簡單的重複勞動，最終生成的程序對於操作者來（lái）說不直觀，對工藝人員的水平要求較高。

通過實際加工中的經驗總結，可以通過（guò）相應的CAM軟（ruǎn）件（jiàn）(NX軟件)建立加工（gōng）數據庫，在以後的操（cāo）作中可以（yǐ）直接從庫（kù）中調用。建立庫則應先定義刀具編號，為便於標識可在NX刀具庫中用如下方法表示。

 

(1)立銑刀：LX+D+直徑+L+刀具（jù）伸出長度+La+刀具刃長+Z+刃數+R+底齒半徑。如LXD25L50La25Z3R1.5_L7表示：立銑刀的直徑為25mm，工作（zuò）長度要求最小50mm，刃長要求最小25mm，刃數為3刃，底角為R1.5mm;L7為加工7075進口鋁（lǚ）材。

 

(2)鑽頭：ZT+D+直徑+刀具伸出長度+La+刀具（jù）刃長+Z+刃數+J+鑽角。如（rú）ZTD6.5L30La20Z2J120表示：此鑽頭的直徑（jìng）為6.5mm，工作長（zhǎng）度要求最小30mm，刃長要求最小20mm，刃數（shù）為2刃（rèn），鑽尖（jiān）角為120°。

 

在後（hòu）置時，要求其（qí）刀具信息一起輸出，這樣可（kě）以防止操作者在漏（lòu）改刀號或刀長的情況下運行（háng）程序。其主要目的是為數（shù）控程序編製和程序仿真建立統一標準，也便於刀具的統一發放和（hé）校對。

 

3.數控加工（gōng）工序內（nèi）容要求

在製造大綱(FO)中，有（yǒu）必要（yào）對數控（kòng）加工工序（xù）內（nèi）容提出出一些要求，防止（zhǐ）製造大綱(FO)與數控（kòng）程（chéng）序不一致，造（zào）成（chéng）零件的報廢。

 

具體要求如下：

(1)要清楚地標明毛坯或零件（jiàn）的裝夾定位麵和工件坐標原點及坐標（biāo）係，並（bìng）保證坐標原點及坐標係與加工程序一致;

(2)要清楚地標（biāo）明壓板壓緊零件或毛坯的位置，以及壓板螺栓上頂麵的極限高（gāo）度;

(3)要簡要敘述所需刀（dāo）具的（de）必要規格參數，和該刀具所（suǒ）加工的零件部位;

(4)要準確地表達加工零件的數控（kòng）程序名;

(5)要（yào）準確（què）地表達加工（gōng）該零件的工裝。

 

數控技術作為多（duō）年來的（de）先進製造技術，其技術含量很高，涉及多方（fāng）麵的內容，尤其是數控加工編程的快速高（gāo）效（xiào）化、高速切削的應用、數控工藝程序（xù）編（biān）製的規範（fàn）化和標準（zhǔn）化等方麵。

 

數控加（jiā）工（gōng）技術效率的發揮在很大程度上和企業本身（shēn）的技術管理模（mó）型相關。數控加工程序編製的規範（fàn）化（huà）、標準化（huà），在一定 程度上體現了企業自身數控加工技術應用水平（píng），通過規範化來約束數控程序的多樣（yàng）化，提高刀具軌跡的質量，比如在工藝文件中（zhōng）注明定位基準、對刀基準、坐標係、刀具參數與切削參數;對於程序的編製可從二維輪廓加（jiā）工、三維曲麵加工、固定（dìng）循環、刀具補償和刀具軌跡加工策略等多個（gè）方麵進行規範化編（biān）程;在典型零件（jiàn）加工工藝經驗的基礎上，建立標準化（huà）、規範化的數控程序模板，可以大幅度提高編程質量和產（chǎn）品（pǐn）的（de）加工效率。

對於企業成功的產品加（jiā）工工藝與數（shù）控加工經驗，可以以模板形式保存（cún），既有利於資源的重複利（lì）用，同時還可（kě）作為技術交（jiāo）流的資源。

 

因此（cǐ），有效的數控加工工藝與數控編程（chéng）模（mó）板、相應規範的使（shǐ）用，可在很大程度上減少質量事故，降低成本，提高（gāo）加工的效率。