瑞安零基础数控培训
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首先要分析零件图样，确定加工工艺过程，包括零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，确定正确的加工方法、定位夹紧以及加工顺序、所用刀具和切削用量等。然后根据工艺分析结果，按照数控系统的编程规则，逐行编写程序代码。编写完成后，还需要进行程序的校验和调试，检查程序是否存在语法错误、刀具轨迹是否正确等。
（二）自动编程
基本概念
自动编程是利用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）软件进行编程的方法。编程人员只需将零件的三维模型输入到CAD/CAM软件中，然后设置好加工工艺参数（如刀具类型、切削用量、加工余量等），软件就会自动生成数控加工程序。例如，使用Mastercam、UG等软件，这些软件具有强大的造型功能和加工策略生成功能。对于复杂的零件模型，软件可以快速准确地计算出刀具路径，并生成相应的G代码和M代码。
适用范围
自动编程适用于复杂形状的零件，尤其是具有曲面形状、多轴联动加工要求的零件。例如，航空航天领域中的一些复杂结构件，如叶轮、叶片等，其形状复杂，采用手工编程几乎不可能完成，而自动编程则可以轻松应对。此外，对于批量生产的零件，自动编程可以提高编程效率，减少编程错误，保证产品质量的一致性。
一、数控编程的基本概念 数控编程的核心是告诉数控机床要做什么以及如何做。这涉及到对零件图纸的解读，包括零件的形状、尺寸、精度要求等。例如，对于一个简单的轴类零件，需要确定其直径、长度、表面粗糙度等要求。根据这些要求，确定加工的工艺路线，如先粗加工再精加工，选择合适的刀具、切削用量（包括主轴转速、进给速度和切削深度）等。 以数控车床编程为例，数控车床主要用于加工回转体零件。它可以采用绝对值编程（用X、Z表示）、增量值编程（用U、W表示）或者二者混合编程。直径方向（X方向）系统默认为直径编程，也可以采用半径编程，但必须更改系统设定2。
二、数控编程的坐标系统 理解数控编程中的坐标系统是至关重要的。数控机床通常采用笛卡尔坐标系，包括X、Y、Z三个坐标轴。对于数控车床，Z轴通常为平行于机床主轴的坐标轴，X轴为水平方向且垂直于Z轴的坐标轴。在编程时，需要明确刀具相对于工件的坐标位置。 例如，在一个简单的车削加工中，要将刀具定位到工件的某个位置开始加工。如果采用绝对坐标编程，需要明确刀具在X、Z方向相对于工件原点（通常设定在工件的某个特定位置，如右端面与轴心线的交点）的坐标值；如果采用相对坐标编程，则是相对于刀具当前位置的坐标增量。
功能：刀具按照直线插补方式移动到指定位置，移动速度由F指令给定的进给速度控制，所有的坐标都可以联动运行。例如“G01 X40 Z20 F150”，表示刀具以150mm/min的进给速度从当前位置沿直线移动到X坐标为40，Z坐标为20的位置。
适用场景：广泛应用于直线轮廓的加工，如加工长方体零件的棱边、圆柱的母线等。
G02 - 顺时针方向圆弧插补
功能：使刀具按照顺时针方向进行圆弧插补运动。在G90（绝对坐标编程）时，圆弧终点坐标是相对编程零点的绝对坐标值；在G91（相对坐标编程）时，圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。并且，圆心相对于起点的增量坐标I（X方向值）和K（Z方向值）在圆弧插补时不得省略（除用其他格式编程外）。例如“G02 X60 Z50 I40 K0 F120”，刀具将沿顺时针方向从当前位置运动到X为60，Z为50的圆弧终点，圆心相对于起点在X方向的增量为40，Z方向为0，进给速度为120mm/min。
适用场景：用于加工顺时针方向的圆弧轮廓，如圆盘类零件的外圆弧、内圆弧等。
G03 - 逆时针方向圆弧插补
功能：与G02类似，只是刀具的运动方向为逆时针方向。除了圆弧旋转方向相反外，格式与G02指令相同。例如“G03 X60 Z50 I40 K0 F120”，刀具将沿逆时针方向从当前位置运动到X为60，Z为50的圆弧终点，圆心相对于起点在X方向的增量为40，Z方向为0，进给速度为120mm/min。
适用场景：用于加工逆时针方向的圆弧轮廓，如某些特殊形状的曲线轮廓中的逆圆弧部分。
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坐标系统
数控车床编程中，需要明确坐标系。常见的是直角坐标系，分为绝对坐标编程和增量坐标编程。绝对坐标编程是刀具运动的终点用绝对坐标指令，如格式：G00 X Z；地址X后面的数字为直径值。而增量坐标编程则是刀具运动的终点相对于起点的坐标增量。例如在FANUC系统中，G90为绝对坐标编程指令，G91为增量坐标编程指令5。
同时，数控车床还有工件坐标系的概念。它是编程人员在编程时根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系，通常将工件坐标系的原点设置在工件的旋转中心线上，方便编程计算。
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数控机床零件编程实例分析
以下通过几个数控车床编程实例来详细阐述编程过程。
实例一：车削简单外圆零件
零件分析与工艺规划
零件情况：如图2 - 16所示工件，毛坯为φ45㎜×120㎜棒材，材料为45钢，要求数控车削端面、外圆。
工艺方案：对于短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ45外圆，使工件伸出卡盘80㎜，一次装夹完成粗精加工。
工步顺序：首先粗车端面及φ40㎜外圆，留1㎜精车余量；然后精车φ40㎜外圆到尺寸。
机床与刀具选择
机床设备：根据零件图样要求，选用经济型数控车床CK0630型数控卧式车床即可达到要求。
刀具选择：根据加工要求，选用两把刀具，T01为90°粗车刀，T03为90°精车刀。同时把两把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
切削用量确定：切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定。
工件坐标系、对刀点和换刀点确定
工件坐标系：确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。
对刀点：采用手动试切对刀方法把点O作为对刀点。
换刀点：设置在工件坐标系下X55、Z20处。
R105 = 1
R106 = 0.25
R108 = 1.5（设置坯料切削循环参数）
R109 = 7
R110 = 2
R111 = 0.3
R112 = 0.08
N35R105 = 5（设置坯料切削循环参数）
R100 = 29.8
R101 = - 3
R102 = 29.8（设置螺纹切削循环参数）
R103 = - 18
R104 = 2
R105 = 1
R106 = 0.1
R109 = 4
R110 = 2
R111 = 1.24
R112 = 0
R113 = 5
R114 = 1
N10G03X24Z0CR = 12
通过这个实例可以看出，数控车床编程需要根据零件的具体要求，合理选择加工路线、装夹方法、刀具以及确定各项加工参数，然后按照数控系统的指令规则编写程序。不同的数控系统可能会有不同的指令代码和编程格式，所以编程时需要根据设备类型进行相应的调整。
二、编程中的关键要素分析
刀具轨迹计算：在编程时，绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。这是确定刀具运动轨迹的关键步骤，直接影响加工精度。
加工参数确定：如主轴转速、进给速度、切削深度等加工参数需要根据工件材料、刀具材料、加工要求等因素综合确定。例如，在上述实例中，粗加工、精加工、切槽和车螺纹时的主轴转速和进给速度都有所不同，这是为了在保证加工质量的前提下提高加工效率。
编程原点选择：编程原点的选择也很重要，它是计算刀具运动轨迹坐标值的参考点。在上述实例中，选择轴心线与球头中心的交点为编程原点，不同的零件可能需要根据其形状、加工要求等选择合适的编程原点。
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