在制造業(yè)加速邁向智能化、高效化的當(dāng)下，數(shù)控磨床作為關(guān)鍵加工設(shè)備，正受到越來越多的關(guān)注。2025年數(shù)控磨床行業(yè)投資持續(xù)升溫，企業(yè)在追求設(shè)備升級的同時，也在探索如何通過技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)一步提升加工效率與質(zhì)量?；ㄦI數(shù)控磨床作為專機(jī)設(shè)備，其加工效率對生產(chǎn)流程影響顯著，而程序優(yōu)化成為突破傳統(tǒng)加工瓶頸的重要途徑。

  一、花鍵數(shù)控磨床程序結(jié)構(gòu)原理剖析

  《2025-2030年全球及中國數(shù)控磨床行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報告》指出，花鍵數(shù)控磨床的程序架構(gòu)是其實(shí)現(xiàn)加工功能的核心。該設(shè)備的程序主要分為磨削程序與修砂程序兩大模塊。其中，磨削程序又細(xì)分為磨削調(diào)用程序和磨削加工程序。磨削調(diào)用程序以子程序形式存在于子程序文件中，在操作者啟動磨削功能后，機(jī)床會自動調(diào)用此程序。在該子程序內(nèi)部嵌套著磨削加工程序，此程序詳細(xì)規(guī)劃了加工路徑等關(guān)鍵信息。修砂子程序在磨削調(diào)用程序和磨削加工程序中均有間接調(diào)用。

  通過設(shè)備面板輸入的各類數(shù)據(jù)，會精準(zhǔn)地與系統(tǒng)自身的 R 參數(shù)建立關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)會被準(zhǔn)確賦值到對應(yīng)的 R 參數(shù)上。設(shè)備具備磨削參數(shù)、工藝參數(shù)、修整參數(shù)和工件參數(shù)這 4 個參數(shù)面板，這些面板輸入的數(shù)據(jù)會被傳遞到調(diào)用程序、加工程序和修砂程序內(nèi)部，作為已知參數(shù)，引導(dǎo)整個加工過程順利完成，確保數(shù)控磨床按照預(yù)定要求進(jìn)行花鍵磨削作業(yè)。

  二、花鍵數(shù)控磨床原程序與改后程序深度解讀

  (一)原程序的運(yùn)行邏輯與細(xì)節(jié)

  原調(diào)用程序在花鍵軸加工時，采用在右端單邊向下進(jìn)給、左右來回修磨的方式，加工前需進(jìn)行找正、砂輪修磨或磨削選擇以及后續(xù)磨削方式選擇等一系列操作。在程序運(yùn)行過程中，會根據(jù)不同的條件判斷執(zhí)行相應(yīng)的指令。例如，依據(jù)面板按鍵對應(yīng)的通道狀態(tài)以及各參數(shù)面板的參數(shù)設(shè)置，決定程序的跳轉(zhuǎn)、加工工序的選擇以及參數(shù)的賦值等操作，從而實(shí)現(xiàn)不同的加工任務(wù)和工序切換。

  原磨削加工程序則嚴(yán)格按照設(shè)定的循環(huán)次數(shù)、進(jìn)給深度等參數(shù)進(jìn)行加工。在加工過程中，實(shí)時計算砂輪的坐標(biāo)位置，并根據(jù)加工進(jìn)度顯示相關(guān)信息，如工序號、加工次數(shù)、剩余加工次數(shù)、進(jìn)給深度以及當(dāng)前加工齒數(shù)等。同時，依據(jù)設(shè)定的修整條件判斷是否需要進(jìn)行砂輪修整操作，確保數(shù)控磨床在加工過程中砂輪的狀態(tài)符合要求。

  原修砂程序會根據(jù)砂輪的新舊狀態(tài)以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，確定修砂的次數(shù)、速度、進(jìn)給量等關(guān)鍵參數(shù)。在修砂過程中，通過一系列的坐標(biāo)偏移和指令操作，對砂輪進(jìn)行精確修整，保證砂輪的形狀和性能滿足花鍵磨削加工的需求。

  (二)改后程序的優(yōu)化與創(chuàng)新

  改后程序?qū)庸ぢ窂胶蛥?shù)計算公式進(jìn)行了全面且深入的重新設(shè)計。在調(diào)用程序方面，將部分子程序的調(diào)用進(jìn)行了變更，以適應(yīng)新的加工邏輯和優(yōu)化后的加工路徑。

  在磨削加工程序中，實(shí)現(xiàn)了智能化的加工判斷。當(dāng)循環(huán)次數(shù)為一次時，程序自動采用一次進(jìn)給完成加工的策略;當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)到兩次及以上時，工件在右端進(jìn)給一次，經(jīng)直線插補(bǔ)磨到左端后，再在左端進(jìn)給一次并直線插補(bǔ)回右端，隨后砂輪向上抬起一個進(jìn)給深度的距離，C 軸轉(zhuǎn)動到下一個齒位，繼續(xù)重復(fù)加工過程。無論循環(huán)次數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，程序都能精準(zhǔn)判斷最后一次進(jìn)給的位置，并確保刀具最終停在工件右端。此外，程序還優(yōu)化了修砂策略，一次循環(huán)時一周修砂一次，兩次及以上循環(huán)時半周修砂一次，同時對顯示參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使顯示內(nèi)容與加工實(shí)際賦值情況完全一致，方便操作人員準(zhǔn)確掌握數(shù)控磨床的加工狀態(tài)。

  需要注意的是，由于該花鍵數(shù)控磨床的系統(tǒng)是基于西門子系統(tǒng)二次開發(fā)而來，內(nèi)部功能存在一定局限性，因此改后程序依然沿用了原程序的 “IF……GOTO” 循環(huán)結(jié)構(gòu)。并且在程序修改過程中，充分考慮了 R 參數(shù)與面板顯示的對應(yīng)關(guān)系，避免因程序修改導(dǎo)致操作人員計算加工尺寸出現(xiàn)錯誤。若需進(jìn)一步修改程序，推薦使用 Operate 仿真軟件，在保證加工準(zhǔn)確性的同時，確保面板顯示的正確性。

  三、花鍵數(shù)控磨床程序優(yōu)化的顯著成效

  通過實(shí)際加工驗(yàn)證，程序優(yōu)化后的效果十分顯著。以加工某推土機(jī)中的花鍵軸為例，使用原程序加工時，每次循環(huán)加工一周(27 齒)，單齒進(jìn)給量為 0.05mm，單齒一個沖程進(jìn)給一次，磨一周耗時 9min，總共 18min?？偧庸ち?0.45mm，總用時 1h57min，其中實(shí)際加工(含測量)用時 1h45min，各工步等待時間約 8min，平時單件加工總時間約為 2h25min。

  而使用改后程序加工時，兩次循環(huán)即可完成一周加工，同樣 27 齒，單齒進(jìn)給量 0.05mm，單齒一個沖程進(jìn)給兩次，磨一周僅需 9min，總共 9min。第三次加工時，單齒進(jìn)給量調(diào)整為 0.04mm 作為最后一刀?？偧庸ち繛?0.28mm 時，總用時 55min，其中實(shí)際加工(含測量)用時 38min。換算成 0.45mm 的加工量，實(shí)際加工(含測量)用時為 58min。若各工步等待時間同樣按 8min 計算，在同等加工量下，平時單件加工總時間為 1h38min。相比之下，純加工測量時間減少了 44.8%，保守預(yù)計總加工時間減少 32.4%。這充分證明，在保證加工質(zhì)量合格的前提下，優(yōu)化后的程序使數(shù)控磨床的加工效率得到了大幅度提升。

  總結(jié)

  在2025年數(shù)控磨床行業(yè)投資持續(xù)增長的背景下，對花鍵數(shù)控磨床的程序優(yōu)化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過深入剖析花鍵數(shù)控磨床系統(tǒng)參數(shù)與內(nèi)部程序的關(guān)系，對調(diào)用程序、加工程序和修砂程序進(jìn)行二次開發(fā)和優(yōu)化，成功實(shí)現(xiàn)了加工路徑的優(yōu)化和磨削質(zhì)量的提升，顯著提高了加工效率。這一優(yōu)化成果不僅為企業(yè)節(jié)省了大量的時間和成本，也為數(shù)控磨床行業(yè)在提升加工效率方面提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和可行的解決方案，有助于推動整個行業(yè)朝著更加高效、智能的方向發(fā)展。

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