數(shù)控加工程序的編制是指從零件圖樣到制成控制介質(zhì)的過(guò)程。程序編制的過(guò)程其內(nèi)容和基本步驟可分為以下幾個(gè)階段。
1.制定工藝階段
選擇適合數(shù)控加工的工件和合理的加工工藝是提高數(shù)控加工技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的首要因素。在制定零件加工工藝時(shí)，應(yīng)根據(jù)圖樣對(duì)工件的形狀、技術(shù)條件、毛坯及工藝方案等進(jìn)行詳細(xì)分析，從而確定加工方法、定位夾緊方法及工步順序，并合理地選用機(jī)床設(shè)備、刀具及切削條件等。主要工作內(nèi)容如下。
1)分析被加工零件的圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定加工方式、走刀路線和切削用量等。
2)在對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析及確定出工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，以實(shí)現(xiàn)零件圖樣上的尺寸精度、位置精度、表面粗糙度等技術(shù)要求為標(biāo)，制定出零件的定位、夾緊方案，確定對(duì)刀點(diǎn)的位置，編制零件的加工工藝過(guò)程。
3)根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)和零件的具體要求，對(duì)刀具、夾具進(jìn)行選用和設(shè)計(jì)。
2.數(shù)字處理階段
數(shù)字處理階段包含運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算、編寫程序單等過(guò)程。
根據(jù)零件圖樣的幾何尺寸、進(jìn)給路徑，以及坐標(biāo)系，計(jì)算粗加工和精加工時(shí)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值，諸如運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)、圓弧的圓心等坐標(biāo)尺寸;對(duì)非圓曲線，必須計(jì)算逼近線段的交點(diǎn)坐標(biāo)值，并限制在允許誤差范圍以內(nèi)。對(duì)圓形刀具，還要注意計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)。
數(shù)字處理階段的主要工作是把零件圖中給出的數(shù)據(jù)或給定的表達(dá)式轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)控加工中所用的數(shù)據(jù)，為編制零件的加工程序做準(zhǔn)備，編程人員可結(jié)合所使用的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)格式，計(jì)算出所需的數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)處理計(jì)算的工作量大小，隨著被加工零件的形狀、加工內(nèi)容、控制系統(tǒng)的功能及計(jì)算工具的不同有很大的差別。
對(duì)于直線、圓弧輪廓零件，若按零件輪廓進(jìn)行編程時(shí)，則可借助于簡(jiǎn)單的計(jì)算工具計(jì)算出零件上相鄰幾何元素的交點(diǎn)和切點(diǎn)的坐標(biāo)。若需要按刀具的中心軌跡編程時(shí)，則要按照刀具半徑或某一給定值計(jì)算出刀具中心軌跡上的切點(diǎn)和交點(diǎn)坐標(biāo)，這種計(jì)算比較復(fù)雜。但是，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床都具有刀具半徑補(bǔ)償功能或刀具半徑補(bǔ)償功能。因此，一般情況下不需計(jì)算刀具中心的軌跡。
對(duì)于用數(shù)學(xué)方程式描述的非圓曲線(如指數(shù)曲線、橢圓、拋物線等)輪廓零件，由于其形狀復(fù)雜，并且通常與控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致，用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)需進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算。此時(shí)輪廓曲線只能用～段段直線或圓弧來(lái)逼近。當(dāng)用直線或圓弧逼近時(shí)，要根據(jù)逼近誤差小于給定的允許誤差值的原則，計(jì)算出各個(gè)直線段或圓弧段長(zhǎng)度。非圓曲線輪廓的數(shù)值計(jì)算通常要用計(jì)算機(jī)來(lái)完成。
列表曲線(曲線由一系列坐標(biāo)點(diǎn)給出)和曲面零件進(jìn)行編程時(shí)，數(shù)學(xué)處理十分困難。一般要用自動(dòng)編程或計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)來(lái)完成。
根據(jù)計(jì)算出的運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工順序、刀號(hào)、切割參數(shù)以及輔助動(dòng)作，按照數(shù)控裝置規(guī)定使用的功能指令代碼及程序格式，逐段編寫加工程序單。在程序段之前加上程序的順序號(hào)，在其后加上程序段結(jié)束符號(hào)。此外，還應(yīng)附上必要的加工示意圖、刀具布置圖、機(jī)床調(diào)整卡、工序卡，以及必要說(shuō)明(如零件名稱與圖號(hào)、零件程序號(hào)、機(jī)床型號(hào)以及日期等)。
3.制備控制介質(zhì)階段
制備控制介質(zhì)階段包含制備控制介質(zhì)、程序校核、修改、試切等過(guò)程。 程序單只是程序設(shè)計(jì)完成后的文字記錄，還必須將程序單的內(nèi)容制成軟件等作為數(shù)控裝置的輸入信息。根據(jù)零件幾何形狀的復(fù)雜程度、程序的長(zhǎng)短以及編程精度要求的不同，可采用不同的編程方法，主要有手工編程和計(jì)算機(jī)零件編程。程序單和所制備的控制介質(zhì)必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)和試切削才能正式使用。 這個(gè)階段主要完成的工作內(nèi)容如下。
1)根據(jù)工藝處理和數(shù)學(xué)處理的結(jié)果，按所選數(shù)控機(jī)床要求的數(shù)據(jù)格式，編制出包含啟動(dòng)主軸、開停切削液、換刀等輔助功能的程序單。
2)程序單經(jīng)檢查確認(rèn)沒(méi)有錯(cuò)誤后，制備控制介質(zhì)(如軟件等)，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。簡(jiǎn)單程序也可直接通過(guò)鍵盤輸入，新型數(shù)控機(jī)床還可以通過(guò)RS232接口或網(wǎng)絡(luò)輸入加工程序。
3)對(duì)制作控制介質(zhì)及數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，檢查要逐條進(jìn)行或進(jìn)行空走刀檢驗(yàn)。檢驗(yàn)中，對(duì)平面零件可以筆代刀，用坐標(biāo)紙代零件進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)畫圖，通過(guò)檢查機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性來(lái)檢驗(yàn)加工程序的正確性。在具有圖形顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，可通過(guò)顯示走刀軌跡或擬刀具對(duì)零件的切削過(guò)程檢查程序。
4)對(duì)于結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜，原材料價(jià)格昂貴的零件或精加工的零件，可用仿真軟件或鋁、塑料或石蠟等易切削材料進(jìn)行首件試切。通過(guò)檢查試件，不僅可確認(rèn)程序是否正確，還可檢查加工精度是否符合要求，以便及時(shí)修改程序或采取尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?/p>
