数控铣削加工宏程序与CAD/CAM软件生成程序的性能对比（一）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　任何数控加工只要能够用宏程序完整地表达，即使再复杂，其程序篇幅都非常有限，可以说任何一个比较合理、优化的宏程序，极少会超过60行，换算成字节数，至多不过2KB。一方面，宏程序天生短小精悍，即使是最廉价的机床数控系统，其内部程序存储空间再小也会有个10KB左右(FANUC 0i系统的标准配置一般为128KB或256KB，其他常见的数控系统也与此大体相仿)，完全容纳得下任何“庞大”的宏程序，因此根本无需考虑机床与外部电脑的传输速度对实际加工速度的影响(事实上还没有什么数控系统或DNC软件支持以DNC方式运行宏程序来进行在线加工)。　　另一方面，为了对复杂的加工运动进行描述，宏程序必然会最大限度地使用数控系统内部的各种指令代码，例如直线插补G01指令、圆弧(螺旋)插补G02/G03指令等，因此机床在执行宏程序时，数控系统的计算机可以直接进行插补运算，运算速度极快，伺服电动机响应快，机床反应迅速，加工效率极高。　　而对于CAD/CAM软件生成的程序，情况则要复杂得多！下面笔者将结合自己多年使用CAD/CAM软件的心得与经验，对此进行比较深入、详细的阐述。　　首先，CAD/CAM软件生成的程序通常都比较大，非常容易就突破机床数控系统内部程序存储空问的限制(通俗地说就是系统装不下程序)，因此一般来说，除了相对简单的孔系加工、二维轮廓或口袋加工以外，其余绝大部分程序都不得不以DNC方式进行在线加工，显然机床与电脑之间的传输速度成为了影响加工速度的第一个“瓶颈”因素。除了那些机床系统内置硬盘、或机床与电脑之间以FDDI、以太网等形式进行组网的新型数控机床(主要是高速加工机床)之外，目前凡是运用CAD/CAM软件进行数控编程的数控铣/加工中心绝大多数都是通过RS232口的串口通信来实现DNC在线加工的。　　绝大多数主流的中档数控系统，如FANUC 0M、0i，三菱M52、M64，西门子8021)、810D等，系统所支持的RS232口最大传输速度(即波特率Baud rate)基本上都是19200，而大多数DNC软件(如V24，PCIN，AIC等)支持的最大波特率多数也不过红19200～38400，即使在19200的波特率下工作，当计算精度较高、进给速度，值又较大(如F1800～F2500)时，程序传输速度往往还是；跟不上机床的节拍，在实际加工中可以看到机床的进给；运动有明显的断续、迟滞，对于FANUC系统，即使打开DNC缓冲，或设置C51.1参数，也难以有大的改观。　　经验证明，由于RS232口通信抗干扰能力有限，其传输效果实际上还涉及到传输线是否屏蔽良好、是否长度适中、机床与电脑两端接地是否良好等，波特率越高，传输越不稳定，实际中往往被迫限制在9600甚至更低，如此一来DNC在线方式下的加工效率更打折扣。　　其次，从用户使用的层面上说，使用CAD/CAM软件来生成刀路及程序是非常容易的事，但是剖析CAD/CAM软件计算刀路的原理，就知道它存存一定的弊端。在CAD/CAM软什中，无论构造规则或不规则的曲面，都有一个数学运算的过程，也必然存在着计算的误差和处理，而在对其生成三维加工刀路时，软件是根据你选择的加工方式、设定的加工参数，并结合所设定的加工误差(或称为曲面的计算精度)，使刀具与加工表面接触点(相交点或相切点)逐点移动完成加工，从本质上看，其实就是在允许的误差值范围内沿每条路径用直线去逼近曲面的过程。

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