摘?要:為了精化回轉體零件的加工,提高生產率,對SIEMENS系統數控車床的編程技巧進行了研究。首先,將編輯程序分為手動輸入和自動生成兩部分,然后對各部分進行詳細的分析,給出了具體的編輯步驟。該編程方法不僅簡單易學,而且靈活通用。
關鍵詞:SIEMENS數控系統;數控車床;圖形引導編程
在機械制造中,軸類或盤類零件的加工非常普遍?;剞D體零件的加工方法主要有兩種:普通車床手動加工和先進數控車床自動加工。實際中,數控車床加工精度和自動化程度高,通用性強。SIEMENS系統代表者高端數控系統的發展趨勢,功能強大,不但做到了智能化控制,而且為不同領域的制造企業提供了高效實用的解決方案,因此在小批量、長軸以及圓盤類回轉體零件的加工中獲得了廣泛地應用。[1-3]
利用數控車床進行加工,需要編寫加工程序,控制機床自動進行加工。無論是機械生產還是高校實訓,在零件加工過程中,程序的正確編寫具有重要的作用。為了提高編程的正確率和加工效率,簡化編程過程,具體編程步驟,本文對編程技巧進行了進一步的探討。
一、數控車床的編程基礎
數控車床屬于數控機床,又稱CNC機床,是裝備了數控系統的,能夠按照輸入至數控系統的程序文件或指令,自動對工件進行加工的機床。數控車床主要由機床本體和數控裝置兩部分組成,數控裝置是數控車床的核心。
利用數控車床進行編程,需要明確以下四點:
(1)坐標軸。數控車床上有兩個坐標軸:X軸和Z軸。
(2)坐標系。通常,數控車床上有兩個坐標系:機床坐標系和工件坐標系。機床坐標系:機床上固有的坐標系,坐標原點無法改變,在X軸、Z軸正向的極限位置。工件坐標系:編程人員建立的,方便編程。
(3)編程方式。數控車床主要采用絕對坐標編程和直徑編程的方式。其中,絕對坐標編程以工件坐標系原點為基準的坐標值;直徑編程時,X方向的數值按照直徑值輸入。
(4)編程方法。實際中,數控車床常用編程方法主要有兩種:①手動編程:一條一條輸入指令編程;②圖形引導編程:畫圖自動生成程序。
二、SIEMENS系統的程序結構
SIEMENS數控系統屬于混合編程,結合了手動編程和圖形引導編程兩種方法。為了便于理解,以輪廓車削為例,對一個完整的SIEMENS數控系統的程序結構進行具體分析,如下圖1所示:
為了細化程序結構,圖中將程序分成兩部分:主程序和子程序。其中,主程序分成三部分:啟動定位、主體語句和退刀結束部分。啟動定位和退刀結束部分屬于手動編程,需要手動把指令輸入系統。中間主體語句是一個輪廓的車削循環指令CYCLE95語句,屬于圖形引導編程,相應的指令語句都是自動生成的,主要功能有兩個:①調用子程序,其中子程序定義了加工零件的輪廓,主要通過畫圖生成。②對相應的加工參數進行設置,包括背吃刀量、進給速度、加工方式等。
三、SIEMENS系統編程技巧
根據零件圖和加工工藝,結合SIEMENS系統數控車床的特點,對編程的過程進行具體的分析,得到的詳細步驟如下:
第一步:在程序管理界面,新建一個程序;
第二步:手動輸入主程序中的啟動定位部分和退刀結束部分。
第三步:在主程序中間位置,進入輪廓循環語句CYCLE95的生成界面,進行各個參數的設置,具體如圖2所示:
根據加工材料、加工方法和加工過程不同,設置特定的參數,參數設置好以后,在主程序中就會生成CYCLE95主體語句。
第四步:通過零件圖形繪制,自動生成子程序。零件圖形繪制界面如下圖3所示:
加工零件圖形繪制時,元素一般包括四類:垂直線、水平線、斜線和圓弧。通過設置正確的特征參數得到繪制圖形的各個元素。圖形繪制結束,在子程序中就會生成零件圖形的輪廓語句。在繪圖的過程中,要注意一下兩點:①零件圖形繪制中,通常會有斜角和圓角的過渡,其中參數CHR表示斜角,RND表示圓角;②圖形繪制最后一個元素,根據所用加工材料的外徑,加入垂直線,這樣可以使系統正確計算每一刀的背吃刀量。
這樣,一個完整的SIEMENS系統數控程序就生成了。加工程序正式加工前需進行驗證,以確保程序正確,加工安全。通常,利用實時模擬的圖形顯示來檢查運行軌跡的正確性。程序模擬無誤,可以進行加工,加工結束就能得到相應的零件。
四、結論
本文對機械加工中回轉體零件的加工編程進行了具體的分析,以SIEMENS數控系統為例進行了詳細的探討,給出了編程步驟。利用該編程方法,不僅能使得初學者盡快掌握數控車床的編程,而且能夠提高編程的正確率和加工的生產率。
參考文獻:
[1]劉云俠,王克生.綜合創新型工程實踐教學平臺研究.教育現代化,2016,62(27):148-150.
[2]牛振華,付婭琦.《數控車床編程與加工》課程考核方式的改革與實踐.內燃機與配件,2019(2):246-247.
作者簡介:劉云俠,山東科技大學工程實訓中心,中級工程師。