数控车如何合理选用手动编程和软件编程

摘要：数控车程序在编制过程中，是选用手动编程还是软件编程，要根据实际加工的条件以及环境来进行选择。总目的是完成加工任务，提高加工效率，降低编程难度，合理使用资源来完成工作。

关键词：数控车；手动编程；软件编程

数控手动编程，顾名思义是采用手工方式来进行程序编辑，所有的程序在手动方式下由输入面板输入机床或在计算机上手动输入程序然后导入机床中。数控车图纸一般外形简单，程序相对也比较简单，因此手动编程大量的运用在生产加工中。

数控车编程软件很多。软件都具备数控车床加工编程和二维图形设计功能。数控车要具有CAD软件的强大绘图功能和完善的外部数据接口，可以绘制任意复杂的图形。数控车软件使用简单的轨迹生成及通用后置处理功能，具有功能强大、使用简洁的轨迹生成手段，可按加工要求生成各种复杂图形的加工轨迹。可以满足各种机床的代码格式，可输出G代码，并可对生成的代码进行校验及加工仿真。而数控机床仿真软件，数控仿真系统采用逼真的3D机床模型和数控面板来模拟真实机床的操作和加工过程，通过使用数控仿真系统掌握数控编程原理与应用，在使用过程中用户可以看到自己的编程结果从而达到可视化的效果，对提高数控学习人员学习G代码的编写和机床的操作有很大的帮助。数控仿真系统使数控学习不再枯燥无味，还可以降低实训环节事故、机床损耗等危险。

对于一些有着曲面造型的工件，就需要使用到宏程序。宏程序编程，是用变量的方式进行数控编程的方法。在数控编程中，宏程序编程灵活、高效、快捷，是加工编程的重要补充。特别对于数学曲线外形，手动编程只有通过宏程序的方式解决。

由于数控车程序与加工中心程序不一样，数控车工件图形外形简单，曲面少，一般来说程序不是很复杂，所以在编制程序上主要兼顾效率，一些简单程序直接进行手动编程。可以运用复合切削循环指令来减少编程内容，缩短程序，提高编程效率，减少工作量。但是复合循环指令存在一定的弊端，以G71为例，G71为径向切削复合循环指令，大量的运用在轴类零件的加工中，但是存在着粗加工每次切削深度一致，无法改变，进给速度有变化时需要手动调整等问题。因此在大批量生产中，为提高加工效率，应根据工件图纸和毛坯情况，合理选用起刀点、退刀点和换刀点的位置，减少非加工时间和空走刀时间，编程时有时采用手工编程，舍弃复合指令，纯粹使用直线和圆弧插补指令。在此情况下，程序虽然看上去较长和复杂，但是退刀点可以根据情况进行变化，而复合指令程序一旦编制，粗加工进给速度、切削深度和退刀量不能更改，而手動编程这些数值都可以改变，程序效率更高，使用更方便，可以有效的提高生产效率。以G73为例，G73为仿形切削复合循环，工件外形一般为非增量变化，外形缓变，曲线较多，不适合使用G71循环指令的场合，与G71一致的为，每次切削深度一致，每次加工程序都加工一个与工件外形一致的轨迹，不同的是，每次逐渐加深切削深度，这样就造成大量的“空走刀”情况，工件外形最细小的地方首先车削到，逐渐每次扩大切削面积，而“空走刀”的情况在头几次切削的情况下很严重，以后逐次减少。以上情况会严重影响到加工的效率，因此要尽量避免这种情况。单件小批量生产中，为降低编程难度，减少编程时间，可以使用G73指令进行编程。在大批量生产中，不能够使用G73指令，因为会严重降低生产效率，可以使用宏程序分层切削，或使用软件编程生成程序，虽然在前期编程上投入了一定的时间，但是大大降低了生产时间，可以明显的提高生产效率。因此在实际加工的过程中，应根据具体的情况选择不同的编程方式。

对于具有数学参数曲面造型的工件，手动编程难度较大，只能采用手动输入数控宏程序的方式进行编程。编程时必须非常熟悉宏程序编程方法和数学曲线参数方程，熟记常用的椭圆曲线、双曲线、以及抛物线及常用曲线的参数方程。对于一般情况下的简单曲面，例如椭圆、双曲线、以及抛物线，可以进行手动宏程序编程。但是如果该工件特殊曲线较多，并且形状复杂，还存在有旋转和倾斜的情况时，手工编程难度较大，对编程人员要求高，编程工作量大，程序编制后进行加工运行时极易出现问题，需要反复校验程序。并且手工编程将会占用较多时间，较大精力。因此在此种情况下不妨采用数控编程软件，在软件上绘制工件图纸，选用合适的刀具和走刀路径，自动生成程序，生成的程序不采用宏程序模式，只用G01直线插补和G02、G03圆弧插补的格式，逼近理想曲线。从而降低了编程的难度，避免了程序编制错误的几率，提高了编程的效率。

在编制程序时，应根据具体情况进行选择。对于简单程序来说，提倡手工编程，提高操作人员的动手能力；学会使用宏程序，具备使用宏程序进行编程加工的能力。对于简单曲线能够快速的进行编辑程序、加工工件；对于复杂程序，能够掌握复杂曲线的编程方法，在没有使用编程软件的情况下，能够独立编制程序。有的小型加工车间可能就不存在软件编程的条件，很多情况下都需要操作人员进行手工编程，因此，手工编程还是有存在的必要的。特别是对于简单程序来说，使用编程软件，并不能提高编程效率，使用编程软件时，需要使用电脑，在教学和企业实际环境中，并不可能一台或几台数控设备配备一台电脑。电脑还需要配备编程软件，然后还需要进行画图操作，根据加工情况，选择具体的刀具和加工方法，再生成程序。然后将程序通过数据线或数据卡传到设备中，再进行程序校验。这样繁杂的操作，在有的时候并不能提高编程的效率，反而会降低生产效率。因此，对于简单程序来说或不是特别复杂的程序的情况下，手工编程用来解决普通图形工件的效率还是比较高的。而对于形状复杂的图形来说，手工编程程序冗长，过于复杂，编程过程中极易出错，需要反复认真检验程序。且有的复杂宏程序编制难度较大，各种曲线的参数方程记忆量很大，并且还存在方程变换的问题，还有方程旋转和倾斜的问题，对编程人员素质要求较高，手工编程难度大，甚至无从下手。编程软件在绘制图纸时，具备绘制曲线功能，可以很简单的绘制曲线，再进行旋转和倾斜的操作。生成的程序还不易出错。因此在此情况下采用数控软件编制，可以大大提高效率，降低编程难度。

近些年来，各地举行了各类数控技能大赛，有的数控大赛，为衡量参赛选手的编程水平，是禁止使用编程软件的，而有的比赛工件加工难度大，比赛时间限制，是提供有编程设备的。因此，在实际练习的过程中，应同时掌握两种操作方法，不能顾此失彼，并且能够根据具体的情况进行合理选择。

综上所述，在选择手动编程和软件编程时，首先考虑到效率，使用哪一种方法，可以有效的提高加工效率；其次应考虑到操作人员是否有手动编程的能力，毕竟复杂的工件，对操作人员的编程素质有很大的要求，加工工件操作人员是否能够手动编程来完成，如果进行不了，则需要进行软件编程；再次，是否是大批量的生产任务，如果是大批量的生产任务，则需要在程序上投入时间长一些，即使是软件编程的程序，也需要人工进行调整，选择最好的加工方法，以提高生产效率。最后，手工编程和自动编程不是严格区分的，有的时候需要共同配合来完成加工任务。因此，要根据具体情况来进行选择。

参考文献：

[1]朱克满，FANUC数控车床自动编程与手动编程的结合分析，《科技资讯》2012年第34期

[2]葛卫国，基于宏程序在数控车床编程中的运用与探讨《制造业自动化》2010年

[3]王瑶，黄晶晶，数控车宏程序手动编程与自动编程浅谈《数字通信世界》2015年

作者简介：杜羽（1981-）男，汉族，讲师，主要研究方向为机械加工与机械制造。