SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控車床編程技巧研究

摘?要：為了精化回轉(zhuǎn)體零件的加工，提高生產(chǎn)率，對SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控車床的編程技巧進(jìn)行了研究。首先，將編輯程序分為手動輸入和自動生成兩部分，然后對各部分進(jìn)行詳細(xì)的分析，給出了具體的編輯步驟。該編程方法不僅簡單易學(xué)，而且靈活通用。

關(guān)鍵詞：SIEMENS數(shù)控系統(tǒng);數(shù)控車床;圖形引導(dǎo)編程

在機(jī)械制造中，軸類或盤類零件的加工非常普遍。回轉(zhuǎn)體零件的加工方法主要有兩種：普通車床手動加工和先進(jìn)數(shù)控車床自動加工。實(shí)際中，數(shù)控車床加工精度和自動化程度高，通用性強(qiáng)。SIEMENS系統(tǒng)代表者高端數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，功能強(qiáng)大，不但做到了智能化控制，而且為不同領(lǐng)域的制造企業(yè)提供了高效實(shí)用的解決方案，因此在小批量、長軸以及圓盤類回轉(zhuǎn)體零件的加工中獲得了廣泛地應(yīng)用。[1-3]

利用數(shù)控車床進(jìn)行加工，需要編寫加工程序，控制機(jī)床自動進(jìn)行加工。無論是機(jī)械生產(chǎn)還是高校實(shí)訓(xùn)，在零件加工過程中，程序的正確編寫具有重要的作用。為了提高編程的正確率和加工效率，簡化編程過程，具體編程步驟，本文對編程技巧進(jìn)行了進(jìn)一步的探討。

一、數(shù)控車床的編程基礎(chǔ)

數(shù)控車床屬于數(shù)控機(jī)床，又稱CNC機(jī)床，是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的，能夠按照輸入至數(shù)控系統(tǒng)的程序文件或指令，自動對工件進(jìn)行加工的機(jī)床。數(shù)控車床主要由機(jī)床本體和數(shù)控裝置兩部分組成，數(shù)控裝置是數(shù)控車床的核心。

利用數(shù)控車床進(jìn)行編程，需要明確以下四點(diǎn)：

（1）坐標(biāo)軸。數(shù)控車床上有兩個(gè)坐標(biāo)軸：X軸和Z軸。

（2）坐標(biāo)系。通常，數(shù)控車床上有兩個(gè)坐標(biāo)系：機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系：機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)無法改變，在X軸、Z軸正向的極限位置。工件坐標(biāo)系：編程人員建立的，方便編程。

（3）編程方式。數(shù)控車床主要采用絕對坐標(biāo)編程和直徑編程的方式。其中，絕對坐標(biāo)編程以工件坐標(biāo)系原點(diǎn)為基準(zhǔn)的坐標(biāo)值;直徑編程時(shí)，X方向的數(shù)值按照直徑值輸入。

（4）編程方法。實(shí)際中，數(shù)控車床常用編程方法主要有兩種：①手動編程：一條一條輸入指令編程;②圖形引導(dǎo)編程：畫圖自動生成程序。

二、SIEMENS系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)

SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)屬于混合編程，結(jié)合了手動編程和圖形引導(dǎo)編程兩種方法。為了便于理解，以輪廓車削為例，對一個(gè)完整的SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體分析，如下圖1所示：

為了細(xì)化程序結(jié)構(gòu)，圖中將程序分成兩部分：主程序和子程序。其中，主程序分成三部分：啟動定位、主體語句和退刀結(jié)束部分。啟動定位和退刀結(jié)束部分屬于手動編程，需要手動把指令輸入系統(tǒng)。中間主體語句是一個(gè)輪廓的車削循環(huán)指令CYCLE95語句，屬于圖形引導(dǎo)編程，相應(yīng)的指令語句都是自動生成的，主要功能有兩個(gè)：①調(diào)用子程序，其中子程序定義了加工零件的輪廓，主要通過畫圖生成。②對相應(yīng)的加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括背吃刀量、進(jìn)給速度、加工方式等。

三、SIEMENS系統(tǒng)編程技巧

根據(jù)零件圖和加工工藝，結(jié)合SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控車床的特點(diǎn)，對編程的過程進(jìn)行具體的分析，得到的詳細(xì)步驟如下：

第一步：在程序管理界面，新建一個(gè)程序;

第二步：手動輸入主程序中的啟動定位部分和退刀結(jié)束部分。

第三步：在主程序中間位置，進(jìn)入輪廓循環(huán)語句CYCLE95的生成界面，進(jìn)行各個(gè)參數(shù)的設(shè)置，具體如圖2所示：

根據(jù)加工材料、加工方法和加工過程不同，設(shè)置特定的參數(shù)，參數(shù)設(shè)置好以后，在主程序中就會生成CYCLE95主體語句。

第四步：通過零件圖形繪制，自動生成子程序。零件圖形繪制界面如下圖3所示：

加工零件圖形繪制時(shí)，元素一般包括四類：垂直線、水平線、斜線和圓弧。通過設(shè)置正確的特征參數(shù)得到繪制圖形的各個(gè)元素。圖形繪制結(jié)束，在子程序中就會生成零件圖形的輪廓語句。在繪圖的過程中，要注意一下兩點(diǎn)：①零件圖形繪制中，通常會有斜角和圓角的過渡，其中參數(shù)CHR表示斜角，RND表示圓角;②圖形繪制最后一個(gè)元素，根據(jù)所用加工材料的外徑，加入垂直線，這樣可以使系統(tǒng)正確計(jì)算每一刀的背吃刀量。

這樣，一個(gè)完整的SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控程序就生成了。加工程序正式加工前需進(jìn)行驗(yàn)證，以確保程序正確，加工安全。通常，利用實(shí)時(shí)模擬的圖形顯示來檢查運(yùn)行軌跡的正確性。程序模擬無誤，可以進(jìn)行加工，加工結(jié)束就能得到相應(yīng)的零件。

四、結(jié)論

本文對機(jī)械加工中回轉(zhuǎn)體零件的加工編程進(jìn)行了具體的分析，以SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)為例進(jìn)行了詳細(xì)的探討，給出了編程步驟。利用該編程方法，不僅能使得初學(xué)者盡快掌握數(shù)控車床的編程，而且能夠提高編程的正確率和加工的生產(chǎn)率。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉云俠，王克生.綜合創(chuàng)新型工程實(shí)踐教學(xué)平臺研究.教育現(xiàn)代化，2016，62（27）：148-150.

[2]牛振華，付婭琦.《數(shù)控車床編程與加工》課程考核方式的改革與實(shí)踐.內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（2）：246-247.

作者簡介：劉云俠，山東科技大學(xué)工程實(shí)訓(xùn)中心，中級工程師。