数控车床手工编程与自动编程的优缺点分析

林国荣

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对数控车床的应用也越来越广泛。在数控加工过程中可采用手工编程和自动编程两种方式进行程序的编写，两者在程序的准确性、编程效率、编程逻辑、系统的适应性存在一定的差异，两者编程方式各有优缺点，不能绝对地评价哪一种编程方式更好，操作者可根据实际情况采用适当的编程方式，从而编写出加工效率高、程序准确性高的程序。本文首先分析了数控车工作原理，其次探讨了编程效率，最后就提高数控车床加工精度的方法策略进行研究，以供参考。

关键词：手工编程；自动编程；程序的准确性

引言

伴随着计算机技术以及传感技术的快速发展，数控加工技术整体水平大幅度增长，不仅实现了生产效率的提升，还能应对一些更加复杂的零件加工需求。虽然国内的数控车床技术保持着良好的发展趋势，但和发达国家相比仍有一定的差距，因此需要不断完善数控车床加工水平，针对工艺标准化流程进行优化。

1数控车工作原理

数控车在应用过程中将传统车床作为基本条件，在以往车床主体中应用计算机数字化控制系统，从而形成一种新型车床。和以往车床进行对比可以看出，数控车具有较高的自动化程度，同时可以提升加工效率，确保加工的准确度，所以得到广泛应用与推广。另一方面，数控车与传统车床的工作原理有所不同，其使用数控设备描述与编织需要处理的零件，然后传输到计算机控制系统，最后展开加工。数控车的主要工作流程主要是以下几个方面：一是操控人员应在机床的卡具上安装需要加工的零件，然后利用控制面板把工件加工的形状、精度及尺寸等录入数控系统中，接着在数控系统中处理各种零件信息，同时利用数控设备把以上信息转变为代码存储至程序中，然后把这些代码录入数控系统中，利用PLC系统把传输的信息进行计算，传送指令到主轴伺服设备、电气回路等其他辅助设备，最后数控系统按照原来输入与转变的数据推动机床展开操作，从而制造出符合要求的零件。

2编程效率

同一工件采用手工编程或自动编程，编程效率又存在差异：由于手工编程只要编程者熟悉指令，便可直接在机床上编程加工；自动编程前期准备时间较长，需要计算机上用软件完成绘图，再设置刀具和毛坯等等才能加工。如果一个简单的工件也采用自动变成，那么前期准备工作所花费的时间相对于整个加工时间将占用较高的比值。所以通常简单工件采用手工编程，复杂工件或节点计算较多的工件采用自动编程。自动编程与手工编程相比，在加工复杂工件的时候后，在加工效率方面具有绝对的优势。通过两种编程方式对同一零件加工程序的进行编制，加工复杂工件时，采用自动编程所用时间将比手工编程的时间节省20%至50%，大大提高了编程的效率。所以自动编程特别适合在技能比赛或加工形状较为复杂的情况下使用。

3提高数控车床加工精度的方法策略

3.1工作装夹方式要规范

被加工工件数控车削带的位置和运行轨迹是否规范取决于工作装夹方，因此需要对工作装夹方式制定出相关的操作规定。相关操作的工作人员应该严格按照正确的装夹方式进行，并检查其紧固程度，防止偏差。对于部分结构特殊以及复杂的零件，相关车床工作人员在选择拧紧方式时，应根据其特殊性制定不同的方案，防止因为不恰当的拧紧方式影响最终产品的生产进度，从而导致产品不符合市场要求。

3.2严格控制温度

鉴于生产车间温度变化可能会对数控车床加工精度构成影响，所以相关管理人员有必要做好车间温度的严格控制，全面优化整个生产加工环境，消除过高或过低温度的情况，避免设备因热胀冷缩而受到影响。针对摩擦热等难以避免的温度升高情况，工作人员可引入相应的改善措施，最大限度消除此类影响，为数控车床加工精度提供保障。同时，可进行冷却回路的建造，已实现温差的精准控制，减少形成的热量，为数控车床提供适宜的运行环境。

3.3提高伺服系统传动精度

为了最大程度地提高伺服系统的传动精度，在数控车床总体设计阶段就应为其伺服系统选配高性能的配件，主要包括伺服电机、伺服进给及控制单元等。同时，相关人员也应重视对伺服系统的优化工作。例如，在利用数控车床进行圆弧轨迹加工作业时可将进给轴设置为开环增益，有利于提高工件轮廓的加工精度。车削加工过程中，进给轴应保持在45°位置，在倾斜的条件下开展车削作业将有助于提高数控车床的加工精度。

3.4对不同操作系统的适应性

随着各个国家对制造业的重视，各国也在不断地研发自己的数控操作系统，比如德国有西门子和海德汉数控系统，日本有FANUC、三菱数控系统，近些年我国在数控系统领域也有着巨大的进步，我们国家也有华中数控、广州数控、北京凯恩帝数控技术等等，总之如今数控系统领域属于百花齐放的现状。不同数控系统的指令形式不尽相同，编程格式有着各自的规则，机床的辅助功能也不一样，伺服系统的性能也存在差别。同一个零件在不同的数控机床上加工，所需编程的数控加工程序或多或少也存在差异。如在法拉克系统中进给速度单位的设定指令是G98、G99，每分钟进给量采用G98，每转进给量采用的是G99；而在华中数控的车床操作系统中进给速度单位的设定指令是G94、G95，每分钟进给量采用G94，每转进给量采用的是G95。不同系统之间指令的差异还远远不止于此，但一般操作人员很难掌握所有数控操作系统的编程指令，通常只对学习过的操作系统才能熟练的编程。如果采用自动编程这个问题便可以完美地解决，对于不同的操作系统，自动编程具有很强地适应性，在采用自动编程时，所有数控操作前期的绘图都完全一致，只要有对应系统的后处理程序就能自动生成适用于不同数控机床的数控程序。

3.5优化数控车床总体设计流程

数控车床在设计过程中，应严格遵循刚性原则，让车床的应力变形均匀的分布到应力传递的部位，防止刚性较弱的零件出现，避免车床局部结构变形。同时值得一提的是，数控车床的结构重心对车床的动态特性影响很大。通过降低重心高度，可以不断提高振动的模态频率，进而提高数控车床的加工精度。因此，在保证结构能满足刚度的基础上，应采用减少上部结构材料使用的方式，有效降低车床整体重心。

3.6注重自动编程水平的提升

数控车床是围绕预先编写的程序运行，故而数据编程会带给加工精度直接影响。自动编程中，需为原点位置提供精准性保障，严格遵循统一编程基准、设计基准、工艺基准的原则，且编程原点需要一致于图纸基准。计算数据的过程中，要确保能够获取精准的计算结果。同时，突出工序安排的合理性也能规避加工中可能出现的误差，所以在工序编制中需详细分析毛坯刚性、变形及零件加工要求，并做好粗加工与精加工顺序及比例的确定。

结语

总之，当加工几何形状较为简单，编写的程序量不多，坐标计算也较简单时，采用手工编程既经济又省时；当加工形状复杂的零件时，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，采用自动编程软件在程序的准确性和效率方面也更具优势。所以，在必要时候采用手工编程与自动编程相结合的方式也可将两种方式优点相结合，达到互补不足、相互补充的目的，从而编写出加工速度快、程序准确性高的程序。

参考文献

[1]陈德航.数控机床编程与操作[M].成都:西南交通大学出版社，2013:10-11.

[2]杨丁，夏宝林.数控加工实训教程[M].成都:西南交通大学出版社，2014:186-196.

[3]唐思远，谭赞良.数控车床操作技能进阶培训教程[M].南京:南京大学出版社，2009:96-99.