數(shù)控車加工非圓曲線編程探討

吳永鋼 劉 波 楊興隆

（淮海工業(yè)集團(tuán)有限公司，長(zhǎng)治 046012）

數(shù)字化時(shí)代已經(jīng)來臨，各行各業(yè)都在積極向著數(shù)字化的方向轉(zhuǎn)型，制造業(yè)也不例外。數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展瓶頸，為制造業(yè)創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇。數(shù)控技術(shù)是數(shù)字化控制技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是工作人員編輯好的程序?qū)C(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制的技術(shù)，在編寫的程序中加入對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方式和操作循序等方面的功能，從而更加方便制造。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)在原有的技術(shù)上加入了更多的存儲(chǔ)、處理、運(yùn)算和邏輯等功能，能夠更加智能化地進(jìn)行工業(yè)制造。數(shù)控車又叫數(shù)控機(jī)床，是執(zhí)行數(shù)控編譯程序的主體。隨著人們藝術(shù)欣賞水平的上升，加上對(duì)物質(zhì)和精神雙方面的需求，現(xiàn)代的制造業(yè)要求更加精細(xì)，制造的過程也越加復(fù)雜。在制造業(yè)設(shè)計(jì)中，非圓曲線的應(yīng)用十分廣泛，不僅具有很高的美觀性，同時(shí)也更加復(fù)雜多變[1-2]。因此，研究數(shù)控機(jī)床加工非圓曲線編程具有很高的意義和價(jià)值，能夠推動(dòng)現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展。

1 宏程序編譯

在日常生活中，人們通過仔細(xì)觀察就能發(fā)現(xiàn)，不少物品的外形和設(shè)計(jì)都具有非圓曲線的工藝，常見的非圓曲線有橢圓、雙曲線、拋物線等。非圓曲線產(chǎn)品具有較高的復(fù)雜性，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中非圓曲線能夠采取較為復(fù)雜的組合，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工藝特性。非圓曲線在工業(yè)制造中作為直線和圓插補(bǔ)的一個(gè)補(bǔ)充，需要采取精細(xì)的程序編輯才能夠?qū)崿F(xiàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的程序設(shè)計(jì)有兩種方式，一種為傳統(tǒng)的宏程序編譯，一種為自動(dòng)程序編譯。

宏程序編譯是采用傳統(tǒng)的指令方式，采取復(fù)雜的數(shù)學(xué)、邏輯等運(yùn)算方式，從而實(shí)現(xiàn)一系列的運(yùn)算指令，讓數(shù)控車在讀取程度的時(shí)候，能夠按照編譯的方式來進(jìn)行操作。由于不同的產(chǎn)品對(duì)工藝的要求有所不同，尺寸、大小、非圓曲線的形狀都會(huì)產(chǎn)生差異，因此每一種產(chǎn)品如果要采用宏程序編譯的方式進(jìn)行生產(chǎn)，都需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行特定的編譯。宏程序編譯的方式較為缺少靈活性，并且需要消耗大量的人力，要工作人員對(duì)產(chǎn)品工藝特性進(jìn)行確認(rèn)之后，再進(jìn)行指令的編寫，才能夠完成生產(chǎn)[3-4]。當(dāng)然，采用宏程序編譯也有一定的好處，對(duì)加工程序較為相近的產(chǎn)品來說，程序的編譯較為簡(jiǎn)單，只需要修改一部分的數(shù)值和公式，就能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的快速加工。

宏程序編譯具有三種基本特性，首先是可以進(jìn)行變量的運(yùn)算，通過設(shè)定不同的變量值能夠達(dá)到不同的設(shè)計(jì)效果；其次是能夠使用各種編譯語(yǔ)句，絕大部分的編譯語(yǔ)句具有極高的數(shù)學(xué)邏輯，能夠?qū)⑾胍O(shè)計(jì)的非圓曲線準(zhǔn)確地表現(xiàn)出來；最后，宏程序編譯的通用性較強(qiáng)，在曲線設(shè)計(jì)中的各種參數(shù)可以變化，可以針對(duì)產(chǎn)品的要求及時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。宏程序編程的基本原理是用戶用數(shù)量作為數(shù)據(jù)來進(jìn)行編譯，在程序中變量是可以改變的，并且變量?jī)H僅作為媒介，不同的產(chǎn)品可以賦予不同的數(shù)值，從而達(dá)到不同的設(shè)計(jì)效果。應(yīng)用宏程序編程，非圓曲線有著眾多的應(yīng)用公式，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓綉?yīng)用，盡量減少數(shù)控機(jī)床操作的步驟也是十分重要的。

2 自動(dòng)編程

自動(dòng)編程是利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)，采取適當(dāng)?shù)姆绞綄?fù)雜的零件模型自動(dòng)生成加工程序?，F(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的軟件主要有CAD、AI等，通過在該軟件上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和標(biāo)注，再利用其中軟件具有的CAM功能，自動(dòng)生成數(shù)控加工的程序。由于自動(dòng)編程需要以計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件作為基礎(chǔ)，因此對(duì)工作人員的要求較高，抑或是客戶自覺提供產(chǎn)品的CAD設(shè)計(jì)圖，方便程序生成和加工生產(chǎn)。自動(dòng)編程具有較高的數(shù)學(xué)處理能力，生成的程序自檢和糾錯(cuò)能力強(qiáng)，具有較高的準(zhǔn)確率，更加容易實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、高準(zhǔn)確率的操作指令，將自動(dòng)程度編譯到數(shù)控機(jī)床中，更能夠體現(xiàn)現(xiàn)代的自動(dòng)和智能化生產(chǎn)。

自動(dòng)編程可以分為語(yǔ)言數(shù)控自動(dòng)編程、圖形交互自動(dòng)編程、語(yǔ)音提示自動(dòng)編程、數(shù)字化儀自動(dòng)編程等。為了提高現(xiàn)代生產(chǎn)效率，制造業(yè)采用自動(dòng)編程生產(chǎn)的企業(yè)越來越多，自動(dòng)編程已經(jīng)十分普遍。相對(duì)于宏程序編譯來說，自動(dòng)編程更加適用于難度中等且編譯量較小的編程，尤其是外形較為復(fù)雜的產(chǎn)品，采用宏程序編譯需要消耗大量的人力和時(shí)間，而自動(dòng)編程可以節(jié)約這一部分成本，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率，充分發(fā)揮現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)水平。

從現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床自動(dòng)編程的情況來看，大部分的制造工廠已經(jīng)將自動(dòng)編程作為主要的程序方式，在設(shè)計(jì)人員的招聘上也轉(zhuǎn)移了方向：從對(duì)具有一定計(jì)算機(jī)程序編譯基礎(chǔ)的工作人員，變成了更高要求的CAD設(shè)計(jì)人員。隨著自動(dòng)化和智能化的發(fā)展，在制造業(yè)能夠人工參與的部分越來越少，機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化節(jié)省了大部分的人力，減少了傳統(tǒng)制造的工作量。近年來，人們對(duì)自動(dòng)編程和數(shù)控技術(shù)越加重視，并已經(jīng)開展了更加深入的自動(dòng)編程技術(shù)。由此可以看出，自動(dòng)編程是制造業(yè)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)，具有較大的研發(fā)空間，在未來的發(fā)展中將會(huì)更多地被應(yīng)用。

3 結(jié)論

通過對(duì)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)進(jìn)行分析，對(duì)其中采用的程序編譯方式進(jìn)行深入的探究，人們能夠發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的宏程序編譯已經(jīng)逐漸被現(xiàn)代的自動(dòng)編程所替代。自動(dòng)編程更加符合現(xiàn)代的自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，能夠大大提高生產(chǎn)效率，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程中煩瑣的步驟，對(duì)制造業(yè)來說能夠?qū)崿F(xiàn)更多的經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)編程的發(fā)展，對(duì)數(shù)控技術(shù)和制造業(yè)的發(fā)展起到重要的推進(jìn)作用，從而提高產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]萬(wàn)蓉蓉.利用CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程加工橢圓輪廓[J].考試與評(píng)價(jià)，2017，（10）：151.

[2]楊文平.新形勢(shì)下機(jī)械數(shù)控加工編程技術(shù)分析[J].電子世界，2017，（9）：103.

[3]朱建軍.斜橢圓數(shù)控車編程加工方法研究[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2017，30（2）：47-49.

[4]劉愛軍.基于數(shù)控車編程及加工技巧的探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017，（1）：72.