在數(shù)控銑床上，數(shù)控編程方式有兩種，一是自動編程，二是手工編程。手工編程是由人工完成零件的程序編制工作，主要包括零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、編制程序及輸入并校驗(yàn)程序等過程。自動編程則是利用CAD/CAM軟件，首先將描述輪廓的平面圖轉(zhuǎn)化為三維圖形，即進(jìn)行模型造型，然后利用CAM軟件設(shè)定加工方法，定義各種加工參數(shù)，生成刀具軌跡，*終轉(zhuǎn)化成適應(yīng)于不同系統(tǒng)的數(shù)控加工代碼的過程。本文分別采用宏程序編程和自動編程兩種方法對一個(gè)橢半球的銑削加工進(jìn)行編程，并就這兩種編程方法進(jìn)行了簡單地比較。

　　一、橢半球的用戶宏程序編程

　　1加工方案的確定

　　圖1為一個(gè)包含橢半球輪廓的零件圖，確定數(shù)控立式銑床對該零件進(jìn)行加工，刀具采用半徑為3mm的硬質(zhì)合金球頭銑刀，并只對工件的上橢半球精加工。

　　2用戶宏程序編程

　　結(jié)合橢半球的加工方案，不難看出，進(jìn)行宏程序編程的關(guān)鍵就是要找到不同z軸高度截面橢圓的長半軸和短半軸長度的通用計(jì)算公式。

　　如圖2所示，為了避免在編程中引用刀補(bǔ)指令，直接算加工過程中刀位點(diǎn)的軌跡，所以圖2中有一等距的橢圓和圓,其法線距離為3mm,即球刀半徑。A-B表示任意一個(gè)平行于XOY的平面.其Z軸高度為LOE，用該平面截取橢球。得到的截面橢圓的長半軸為LEP,短半軸長度為L4M設(shè)橢半球長半軸為a’,短半軸長度為b’,任一截面橢圓長軸長度為a’.短半軸長度為b'，該截面距XOY平面的距離(Z軸高度)為Z,則由圖2可知，任一刀位點(diǎn)橢球截面橢圓的a’、b’Z:計(jì)算公式為：

　　a為截平面與xoz平面上橢球?qū)?yīng)的截面橢圓的交點(diǎn)所對應(yīng)的角度。以值的遞增z軸高度。將回心角a的增量設(shè)為1，初始參數(shù)為0。下面我們以FANUCOi-MA系統(tǒng)為例編寫簡單加工程序。

　　二、自動編程的實(shí)現(xiàn)

　　進(jìn)行該零件的自動編程，首先必須對其進(jìn)行三維造型。圖3是利用Pro Engineer完成的該零件的三維圖。

　　完成三維造型后，先設(shè)定毛坯大小，然后選擇加工方法，并進(jìn)行加工參數(shù)設(shè)置，*后生成加工刀具軌跡，生成的刀具軌跡如圖4、圖5所示。由于只做該零件的梢加工，所以在此僅選擇了等高線精加工。

　　三、兩種編程方法的比較

　　(1)利用宏程序編寫的程序短小精悍，而用自動編程編制出來的程序要大的多，作者是利用ProEngineer生成的加工程序，采用等高線精加工的方法，如果在設(shè)加工參數(shù)的時(shí)候，將殘留高度中的*小層間距和*大層間距設(shè)定值減小一倍，加工精度和加工余量提高一倍，則生成的程序量也成倍增加，而用戶宏程序修改加工參數(shù)后，程序量保持不變。用戶宏程序結(jié)構(gòu)清晰，而自動編程的程序切削部分的語句達(dá)到了幾千個(gè)程序段，十分難懂。

　　(2)如果加工零件輪廓曲線可以用數(shù)學(xué)表達(dá)式很方便地描述，采用用戶宏程序編程是一種比較簡便的方法。若采用自動編程則必須借助計(jì)算機(jī)和CAD/CAM軟件，先要造型，然后定義加工參數(shù)，*后生成加工軌跡和加工代碼，整個(gè)過程相對麻煩一些。但是，當(dāng)一個(gè)零件的輪廓很難用數(shù)學(xué)方程描述的，則基本上沒有辦法用宏程序編程，這時(shí)只有采用自動編程。

　　(3)利用兩種方法得到的加工程序，在機(jī)床加工過程中，控制的方便性是不同的。用戶宏程序可以在加工過程中修改參數(shù)，也就是在加工中發(fā)現(xiàn)用量不對，可以馬上修改。而自動編程生成的程序在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)參數(shù)有問題，則必須停機(jī)，重新利用CAD/CAM軟件來定義加工參數(shù)，重新生成程序，*后傳給數(shù)控系統(tǒng)，控制時(shí)間很長。

　　四、總結(jié)

　　由此可見，用戶宏程序編程和自動編程各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)零件的輪廓可以用數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行描述的話，應(yīng)用用戶宏程序編程是一種理想的選擇，如果零件的形狀是一種不規(guī)則的幾何體，很難用數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確描述出來，或者描述起來很復(fù)雜，則只能采用自動編程的方法。