本站原创摘 要 尽管现在CAD/CAM软件已相当普遍,但手工编程仍有它的应用价值,因为方便快捷不需要软件就能立竿见影,特别是现在高端数控系统拥有很多固定循环.文中所列出的技巧及注意事项都是作者通过产、教、研的实践得出并验证过的,具有一定实用价值.笔者以FANUC0i-C系统为例,就数控车加工中的手工编程技巧进行探讨,着重谈循环、宏程序及其他指令使用的细节与妙用.
关键字数控编程、循环、宏程序
一、基础篇
(一)进给路线如何优化.
编写程序其实编写的就是进给路线,也就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹,是编写程序的重要依据之一.那么进给路线如何优化对于数控加工是很重要的.通常应考虑以下几个方面：
1.减少空刀.在整个切削轨迹中要避免连续的退刀或空刀等,保证刀具的每次移动都在有效切削,缩短加工时间,提高效率；2.合理安排起刀点.如在循环加工中,根据工件的实际加工情况,合理安排起刀点,在确保零件能够按预想的工艺加工出来及安全和满足换刀需要的前提条件下,使起刀点尽量靠近工件,减少空走刀行程,缩短进给路线,减少空刀节省在加工过程中的执行时间；3.选用合适的切削要素.在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下,选择合理的切削要素采取最短的切削进给路线,提高生产效率,降低刀具磨损,提高刀具寿命；4.合理安排刀具.第一,粗精加工刀具合理安排、充分发挥刀具的性能,同样可以减短刀具路径.比如可以用切槽刀车削外圆、倒角.第二,对于大批量生产,加工时间多精确到秒,那么换刀和退刀可能会占到总加工时间相当大的比例.在安排刀具时要考虑按工艺顺序安排刀具安装位置,长短刀具的协调,以便减少退刀距离.也可以使用一些复合刀具完成,比如复合台阶钻、绞刀等.
(二)零件精度保证.
1.尺寸值的确定.为便于尺寸控制,修改刀具磨损.编程中尺寸值都按中间尺寸编写；2.合理选取起刀切入点和切入方式,保证切入过程平稳,没有冲击.可以采用圆弧切入切出的方式.为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求,精加工时,最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来.认真考虑刀具的切入和切出路线,尽量减少在轮廓处停刀而留下刀痕；3.对于一些配合后要求圆滑过渡的曲面,可以先分开加工,并留合适的余量,然后配合起来再加工,轻松解决曲面连接问题；4.选择工件在加工后变形较小的路线.对细长零件或薄板零件,应采用分几次走刀加工到最后尺寸,或采取对称去余量法安排进给路线.在确定轴向移动尺寸时,应考虑刀具的引入长度和超越长度.
(三)加工过程的安全保障要点.
1.要避免刀具与非加工面的干涉,并避免刀具与工件相撞.进刀速度不能用“G0”速度.“G0”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用.对于FANUC0i-C系统特别要注意“G0”的走刀方式,它是先按45度方向运动后再单方向运动到终点位置的,在安排快速进退刀时往往会忽略这点,导致撞刀；2.务必确认机床进给量的默认单位,如果不能确定,那么在程序的起始就写好相应指令如G98为mm/r或G99为mm/min；3.在使用G70循环加工时要先加刀具定位,防止在测量修改刀补前,为便于测量等移动了刀具使得刀具位置不当,从而导致精加工结束后突然撞刀,特别是镗孔加工.因为G70的思路是从哪个位置开始在最后结束回到那个位置.
(四)减少程序段数目和编制程序工作量.
1.在实际的生产操作中,经常会碰到某一固定的加工操作重复出现,可以把这部分操作编写成子程序,根据需要随时调用.对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件,可以采用宏指令编程,减少编程时进行烦琐的数值计算,精简程序量；2.区分好模态功能与非模态功能指令,对于连续使用模态指令可时可以不要充分写该指令,减少程序量,还可减少输入时的错误率.
二、提高篇
合理选用各个循环加工指令.在FANUC0i-C数控系统中,数控车床有十多种切削循环加工指令,每一种指令都有各自的加工特点,准确掌握各种循环切削指令的加工特点及其对工件加工精度所产生的影响,合理选用,争取加工出精度高的零件.
1.认清循环中参数值表示的含义,比如：表示加工余量,每次切入量时的U为半径量,而表示精加工余量时的U则表示的为直径量.
2.参数值的正负如何确定.G71、G72、G73精加工余量的值使用根据机床刀架位置及加工走刀方式来决定的,很多编程者会经常陷入混乱.我总结了一个方法保证不会出错：先在零件想要的轮廓基础上去加上余量画条相同曲线,然后再放到坐标系中分别看X与Z方向,将画的曲线相对于实际想要的轮廓比较,看它相对往X与Z的正还是负方向运动了,那么参数的正负与它比较的结果同号.
3.G71、G72、G73等循环指令在加工时的切削用量由循环本身或在该语句之前指定的值来确定,对于精加工轮廓描述语句中的用量不予理睬,它们只有在G70时才有作用.
4.G71和G72选择时主要是看轴向和径向余量的比例.一般轴向与径向比大于1时用G71,对于等于1时要综合考虑刀具刀具等因素来确定.
5.G71不能加工内凹的零件,G73适用于余量比较均匀的零件.加工零件时一般尽量采用G71,因为相对于G73空刀较少.有时可以将零件轮廓整合先用G71,然后再用G73修整轮廓.
6.用G74钻孔前,必须将刀具移到0,0点,保证钻头轴心与零件中心线重合.
7.螺纹切削循环加工指令.G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削.工艺性比较合理,编程效率较高.此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工.G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削.螺纹中径误差较大,但牙形精度较高.一般建议采用G76加工螺纹,当然有时也可以复合使用.比如需加工高精度、大螺距的螺纹,则可采用G92、G76混用的办法,即先用G76进行螺纹粗加工,再用G92进行精加工.需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同,以防止螺纹乱牙.对于双线螺纹,G76在使用时保证起刀点相差一个螺距.还有注意的是G76中R（d）参数单位为mm,很多读者会误认为是um.
（二）充分发挥指令功能,保证零件的加工质量和精度.
1.G70的妙用
如果在一个零件上有重复出现的形状为便于计算及快速编程也可以不采用子程序直接用G70调用,节省机床内存空间及便于检查程序,又不用另外重新开一新程序,便于程序管理.
2.宏程序的一些妙用
（1）椭圆与抛物线等曲线可以用宏程序编程,a.可以一般方程将它转换成X等于f(z)的表达式,然后取Z为自变量.通过调整自变量的变化增量可以控制曲线的拟合精度,对于粗加工可以设置的大些.或者使用参数方程将角度作为自变量.b.设置计算程序时,始终将椭圆或抛物线的原点放在曲线的中心,待要输出具体轴向运动时再回归具体零件的坐标中来,计算时可以从曲线的数学原点相对于零件的坐标原点去看,看它向正还负向移动了,则输出时对应的加或减移动量,注意X方向要乘2,因为是直径编程.C.对于凹凸的曲线,只需对应的在公式前添上正负号便可.d.选择跳转或循环指令时一定要分清它在条件判断后的程序走向.以便建立正确的条件表达式和程序结构.
（2）对于批量生产为方便控制精度及时修改不偿值,比如每50件检查一次,也可以用宏程序中的变量控制叠加跳转来产生停止,便于提醒操作者测量检验零件.
(3）机床维护、维修、检验精度时,我们经常需要让机床来回往复的运动.这时可以编制一个死循环的宏程序,让机床往复运动,直到你需要停止时点击复位REST键即终止程序.
三、结语：
以上我分两大块来总结,因水平有限,难免有不当之处,望指出！总之,随着科学技术的飞速发展,数控车床在机械制造业中的应用越来越广泛,为了充分发挥数控车床的作用,我们需要在编程中掌握一定的技巧,编制出合理、高效的加工程序,保证加工出符合图纸要求的合格工件,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控车床能安全、可靠、高效地工作.