数控加工中心的编程加工模式浅议

现代生产过程中，数控加工中心被广泛的运用于自动生产 线中，数控加工中心的研制和生产应用已成为高技术邻域内迅 速发展起来的一门新兴的技术，为模具制造和精密加工提供了 的广阔应用空间，无论是模具设计者还是模具加工活 动参与者都需要对模具的加工性和设备应用情况有一定的了 解，充分应用好这一有力的工具。

1数控加工中心的基本结构特征

随着加工中心的日益被加工行业所接受，更多的加工中心 被用于实际生产和各类加工中，一般对于加工能力来分,我们可 以采用三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴 五联动等，其加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数是我们 能够产生各种复杂运动的基础，根据不同的加工需要决定了加 工中心能够完成动作的复杂程度,加上控制系统可以同时控制 运动的坐标数即联动数量，决定了一个加工中心能够实现的加 工，同时根据工作台面的不同，也可以分为单工作台加工中心、 双工作台加工中心，和多工作台加工中心。

对于加工中心而已，无论立式卧式，对于加工过程来说，除 了其动作的性能之外，加工中心精度是加工中心的主要指标。 根据精度不同分为普通加工中心和高精度加工中心。高精度加 工中心、分辨率为0.1pm,进给速度为15 ~ 100m/min,定位 精度为2pm左右。介于2 ~ 10pm之间的，以±5pm较多，可称精 密级。

加工中心一般均采用封闭和半封闭结构，对于厂房的设置 要求不高，同时适合联排设置,较易于实现规模生产。同时选择 不同的刀具可以实现多种加工作业，具有用途多、加工精度高的 特点，同时随着程序化作业模式的普及，加工中心的操作会更加 便捷，用途更加广泛。

2编程模块的指令化整合优势

随着加工中心技术的普及和广泛应用，加工中心的众多指 令被已经模块化的操作指令代替，编程工作变得越发简单，同时 结合模拟示教操作技术的不断*，因为不需要真正熟悉晦涩
难懂的FANUC编程语言，加工中心的编程难度在逐渐减小，尤 其是融人虚拟轴技术的CNC加工中心为编程的简洁化和可操作 性又增添了新的活力。

CNC加工中心是利用虚拟轴机床主轴的刀具仅需作三维平 移运动，其姿态为固定值，因此在加工常规零件是，组合机械臂 的六个运动自由度，只需要通过三个平移矢量计算。由于虚拟 轴机床中不存在沿固定方向导向的导轨，数控加工所需的刀具 运动轴X、Y、Z等并不真正存在，因此称为虚拟轴，所以即使仅需 获得三维刀具运动（姿态恒定仅位置变化）也必需对动平台进 行六自由度控制。这样仅需要对三个矢量坐标进行运算，就可 以精确掌握和分配，而成为一种简洁准确的控制方法，被认为是 本世纪革命性的机床设计突破。

3加工中心的基本作业程序和程序组设定

加工中心的常用指令和编程指令两种，一般不同的加工中 心所使用的编程语言有所区别，但大多以固定格式的语句的形 式进行编程作业，同时若干语句形成一个固定的作业组,这样就 使得编程人员能够很快适应编程的方式，实质上这是一种固定 的语句，通过示教形式反映的操作指令，与程序原有的内部程序 形成一种通信的方式，需要在操作过程中不断熟悉摸索,达到融 会贯通的应用。

例如如下程序组：

G04 X(U)-/P指刀具暂停时间，可以自主设置进给停止，保 持暂停状态；可以设置为G04 X2.0或者G04 X3.0等，表示不同

的暂停时间。

G02, G03代表顺时针和逆时针插补，可以通过语句模式，控 制以某点做圆弧起点和终点坐标,加上圆弧到圆心在各个坐标 轴的增加值，规定圆弧半径和进给量，就可以完成程序语句。

通过常用的程序语句，加上基本的定位和刀具类型、加工基 本信息等辅助语句就可以形成一个完整的程序组，例如下边的 基本切削指令组示例如下：

T1

M6

G0G90G54X0Y0S400M3

G1G43H1Z50F1000M8

Z10F1000

#1=-45

Z#1

G41D1Y36F100

N10G91G3J-36Z2

#1=#1+2

IF[#1LT1]GOTO10

G1G40G90Y0F1000

Z10F1000

G55X0Y0

#1=-45

Z#1

G41D1Y36F100

N20G91G3J-36Z2

#1=#1+2

IF[#1LT1]GOTO20

G1G40G90Y0F1000

G0G49Z0M9

M5

M30

4刀具的调整和更换

实际加工中首先通过调整刀偏，设定刀具调整公差，直到螺纹塞规检查零件检验合格，对于常用的数控加工中心而言， 一致性的优异就可以保证加工合格。

加工中心的加工过程就是刀具切削作业过程，换刀是作业 者的主要工作，注意换刀位置的检查，并同时取消刀具补偿和循 环作业，关闭冷却液，成熟的加工中心都是设定专门的换刀程 序，以满足设备保养和维护的需要，通常的换刀程序结构大同小 异，都以满足加工中心的各类设备需要为主要程序控制点，以达 到*设备安全运行的目的。

以PMC-10V20加工中心为例，程序组编制如下：

02002 (program name)

G80G40G49 (取消固定循环、刀具补偿）

M05 (主轴停止）

M09 (冷却液关闭）

G91G30Z0 (Z轴回到第二原点）

M06; (换刀作业）

M99; (子程序结束）

在该程序下,只要键人进人相应的程序组，即可实现刀具更 换,既方便作业也可以避免许多不必要的失误，方便可行。

5加工中心的加工特点

对于加工中心而言，并不是只是单单替代了原有的加工设 备，而是从作业效率和加工精度的一场革命，能够充分实现以前 的连接部件直接一次加工成型，同时在加工精度上较前受到加 工工具，模具的影响所产生的加工累计误差得以消除，充分保证 了加工效率和加工精度的优势。

例如需要加工大尺寸螺纹对外形的对称度矣0.3的钛合金加 工，依靠传统的加工方法不但精度无法保证，甚至根本无法加 工，而利用数控加工中心实现螺纹螺纹铣削加工,通过装有螺纹 刀片的镗刀，可以加工不同不同旋向的内外螺纹,从而实现既保 证螺纹结构，同时可以自主选择螺纹旋向的情况下，实现零件一 体加工完成，而不需要通过多次加工组装完成，大大提高了加工 效率，同时免除了机加过渡扣或退刀槽结构的设计加工,可以起 到事半功倍的效果,这是在前加工中心时代无法想象的。而辅 助工具的简化，以及螺旋铣刀的耐用程度的提高,也为企业加工 降低成本提供了前提保证,也减少了作业工人的劳动强度和对 机械修复能力的要求。

6结语

数控加工中心的优势在于作业整合化和程式化，因此对操 作者的细心程度和对设备的了解程度要求较高，设备安全作业 的责任心也需要较强，严格执行设备作业规范需要着重注意的 作业习惯。

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