数控车床宏程序（精选12篇）
数控车床宏程序 篇1
在现代机械加工中, 数控技术应用打开了一片天地, 传统加工方式逐步被数控技术应用而取代。轴类零件加工中的大台阶面加工往往容易损伤刀具, 而采用宏程序应用能较好地提高刀具使用寿命。
1 大台阶面加工时刀具损伤分析
湖南省湘潭技师学院在实施校企合作的项目中接受了企业订单任务, 为能让学生尽快熟悉企业加工生产流程, 有选择性地加工一批用于学生实训的产品, 其中某产品结构简单 (见图1) , 其加工难度不高, 来料为模锻, 实心无孔, 外观规则, 单边余量5 ㎜, 按图尺寸粗加工即可, 适于学生生产实训。在实训中, 发现加工内孔时刀具消耗量大, 往往新刀具加工一两件就需重新刃磨或报废了, 造成刀具更换频繁, 采用高性能的数控机夹刀具也无效果, 生产成本高, 产品质量不稳定;咨询企业以往加工生产情况, 也存在刀具消耗量大, 加工效率低等问题。
生产中, 采用机夹刀片加工时, 一个有效刀头最多加工三件就出现缺刃现象, 手磨焊接刀加工两件后, 刀刃即崩裂报废, 究其原因是由于零件材料 (40cr模锻) 硬度较高, 韧性好, 当刀具加工行进至高台阶面时, 所切下的切屑被堵塞在刀具与台阶面间, 导致刀具被挤裂、伤刃, 从而影响刀具寿命, 这种情况在普通加工中可通过刀具即将行进至台阶面停止自动进给改用手动缓进来避免, 但在数控车床加工中, 一般程序的进给速度是恒定的, 加工过程中除非手动干预调整进给速度, 但劳动强度大, 加工效率低, 质量不好控制。
2 大台阶面加工时刀具损伤问题解决思路
第一, 刀具刃磨负刃倾角, 使切屑从已加工表面流出, 避免切屑挤压在刀具和工件之间;第二, 降低切削速度, 增大进给量, 使切屑增厚, 碰撞台阶面折断;第三, 重新设计程序, 使刀具分段进给, 即刀具行进至接近台阶面时降低进给速度, 让切屑层变薄, 减轻切屑对刀具的挤压。
偿试三种解决方式后发现, 刃磨负刃倾角对刀具寿命的提升情况效果不明显, 反而存在切削与已加工表面摩擦影响加工表面质量的现象 (图2) ;第二种切削增厚造成机床功率不足, 效率低;而通过重新设计程序, 使刀具分段进给, 切屑变薄后减少了切屑对刀具的影响, 大幅提高了刀具使用寿命 (图3) 。
3 加工程序的修改
原程序与修改后的程序对比如表1 所示。
4 结语
经过一段时间的应用, 解决了刀具消耗量大的问题, 正常运行一个班次只需2 ~ 3 个机夹刀头, 而焊接手磨刀具只需正常修磨使用, 提升了刀具实际寿命, 减少了生产成本, 提高了加工效率, 打开了校企合作双赢的新局面。
摘要：数控宏程序的应用一般突出在特殊曲线的加工上, 而数控车床由于当前自动编程技术的发展, 特殊曲线的加工应用显得简单化, 在常规加工中, 巧用宏程序能解决一些加工技巧问题。本文从常规加工中巧用宏程序解决了刀具的使用寿命的问题。
关键词：数控车床,宏程序,刀具使用寿命
参考文献
[1]李锋.数控宏程序实例教程[M].北京:化学工业出版社, 2010.
[2]彼得·斯密德.FANUC数控系统用户宏程序与编程技巧[M].北京:化学工业出版社, 2007.
数控车床宏程序 篇2
很多做数控车的朋友，看着别人都能够熟练的运用宏编程和加工，自己除了羡慕外也曾经多少次暗暗下决心决定学好宏，但苦于没有老师和实际的教材（网络中的教材大多需要有一定的基础才能看懂）一次次的被宏拒绝与门外。我写此文的目的就是希望大家能够对宏有一个基本的了解并且能够入门。下面我就通过一些简单的例子来引导各位进入宏的大门。(文中的宏编程都是以GSK980TDb)
二、宏的简单说明
学习宏就需要对宏的语法有一个简单的了解，下面就通过对宏运用实例的一些简单说明来带领大家学习宏。
1.简单的赋值语句
#101=300把变量#101初始值定义为300
#102=240把变量#102初始值定义为240
#103=#101+#102#103的值是#101和#102的和
#104=#101-#102#104的值是#101和#102的差
举例1：
O0001
N010 G97恒转速
N020 G99mm/r
N030 T0101 M03 S500调用1号刀具1号刀补
N040 #101=300把变量#101初始值定义为300
N050 #102=240把变量#102初始值定义为240
N060 G00 X400 Z#102快速定位到X400 Z240的位置
N070 G00 X#101 Z0快速定位到 X300 Z0的位置
N080G01 X-1 F0.2切削到X-1的位置
N090 G00 X#101 Z#102快速定位到 X300 Z240的位置
N100 M30程序结束并返回程序开始
2.复杂的赋值语句
N10 #101=100
N20 #101=#101-2
我想刚开始接触宏且没有接触过计算机语言的人对N20那段程序理解吧，很多人会这样理解
如果#101=#101-2 那就可以推出 0等于-2，其实这里”=”并不是等于号，而是赋值号。
其实可以这样理解
N10 #101=100有个人的名字叫#101他的口袋里有100块钱
N20 #102=140
N30 #101=#101-5#101买瓶水花掉5块钱，那么他口袋的钱就只有95块，也就是说买水前他口袋是100块，他从口袋里拿出5块钱付账，然后把身上的钱又放回袋子里，口袋里是不是就只有95块了，而口袋还是这个口袋没有变，但是钱却少了，注意是执行完这个动作。口袋也可以理解为容器，、容器是用来放东西的，可以放钱、可以方米、可以防水、当然也可以放数值，这个容器的大小是我们自己定义的，就像我们可以定义为只有一口袋的钱，也可以定位为1屋子的钱。
N40 #102=#102-10在我们数控系统上是开始#102的初始值是140，但是没有执行前是140，执行这个动作后是130。
举例2;
O0002
N010 G97
N020 G99
N030 T0101 M03 S700
N040 #101=180#101的初始值为180 N050 #102=2#102的初始值为2 N050 #103=-45#103的初始值为-45
G00 X#101 Z#102快速定位到X180 Z2的位置 G01 Z#103 F0.2切削到Z-45的位置
G00 U1.0 Z#102快速定位到X181 Z2的位置 #101=#101-4执行完此语句后#101的值为176 G00 X#101 Z#102
G01 Z#103 F0.2
G00 U1.0 Z#102
#101=#101-4
G00 X#101 Z#102
G01 Z#103 F0.2
G00 X200 Z200
M30
数控车床宏程序 篇3
【摘要】对传统数控插补原理教学过程中以课堂讲授为主结合VC、VB等编程语言完成插补过程仿真的教学方法进行改革，创新性地采取让学生亲自动手在实际的FANUC-0i-mate-C数控加工中心综合实验台上，采用调用用户宏程序的方法，用画笔在平铺于工作台面上的白纸上模拟绘制逐点比较法插补或数字积分法插补的过程的教学方式，使插补原理及宏程序编程两部分重要理论密切联系，并与实践紧密结合。
【关键词】插补原理 数控 宏程序
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0037-03
一、引言
传统数控插补原理教学，大多以课堂讲授为主，结合VC、VB等各种编程语言完成插补过程的仿真。这种教学方法不能将理论知识与现有实验教学设备有机结合，学生普遍反映内容抽象，理解困难，与实践脱节。
为了改革传统数控插补原理教学过程中教师灌输过多，学生参与过少;理论性结论过多，启发式问题过少的教学方式，有针对性地创新教学方法：要求学生在实际的FANUC-0i-mate-C数控加工中心综合实验台上，采用调用用户宏程序的方法，用画笔在平铺于工作台面上的白纸上模拟绘制逐点比较法插补或数字积分法插补的过程。这样就将一个对插补原理进行仿真的演示性实验改造成了理论上综合了插补原理及宏程序编程两部分重要内容，实践上锻炼了学生对实际数控系统的操作及调试能力的综合性实验。
二、插补原理
在数控机床实际加工中，数控系统根据输入的零件程序的信息，按照某种算法将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化，从而形成刀具加工轨迹，这种“数据密化”机能就称为“插补”。按照插补运算所采用的基本原理和方法，数控系统的插补原理通常可归纳为脉冲增量插补和数据采样插补两大类。
逐点比较法是脉冲增量插补中最典型的算法，原理是：在控制过程中，逐点计算和判断运动轨迹与给定轨迹的偏差，并根据偏差控制进给轴向给定轮廓靠近，缩小偏差，使加工轮廓逼近给定轮廓。以折线来逼近直线或圆弧，最大误差不超过一个脉冲当量。
以第一象限逆圆为例：圆弧（AB） ，其圆心在坐标原点，已知起点为A（X_A，Y_A ），终点为B（X_B，Y_B ），圆弧半径为R，瞬时加工点P（X_i，Y_i ）与圆心的距离为R_i。取F_i=R_i^2-R^2=X_i^2+Y_i^2-R^2为偏差判别式，若P点在圆弧上或在圆弧外，即F_i≥0时，为了使加工点逼近圆弧，应向-X方向进给一步。进给后的新坐标值为：X_（i+1）=X_i-1;Y_（i+1）=Y_i，则新的偏差为：F_（i+1）=R_（i+1）^2-R^2=X_（i+1）^2+Y_（i+1）^2-R^2=（X_i-1）^2+Y_i^2-R^2=F_i-2X_i+1;若P点在圆弧内，即F_i<0时，应向+Y方向进给一步。进给后的新坐标值为：X_（i+1）=X_i;Y_（i+1）=Y_i+1，新的偏差为：F_（i+1）=R_（i+1）^2-R^2=X_（i+1）^2+Y_（i+1）^2-R^2=X_i^2+（Y_i+1）^2-R^2=F_i+2Y_i+1。同时设置一终点计数器，其初值为∑·〖=|X_B-X_A | 〗+|Y_B-Y_A |，即从起点到终点的总步数，X或Y坐标每进给一步，∑减去1，直到∑=0时，到达终点。故逐点比较法圆弧插补计算过程的每一步分为五拍：偏差判别、坐标进给、偏差计算、坐标计算及终点判别。圆弧的象限及顺逆不同，则插补计算公式和进给方向也不同，四个象限的圆弧插补偏差计算公式和进给方向见表1。若圆弧存在过象限的问题，可将圆弧按象限分段处理。
表1 四象限圆弧插补的偏差计算公式及进给方向
Fi≥0 Fi<0
圆弧所在象限及方向 进给方向 偏差计算 坐标计算 圆弧所在象限及方向 进给方向 偏差计算 坐标计算
Ⅰ顺、Ⅱ逆 -Y Fi+1=Fi-2|Yi |+1 |Xi+1|=|Xi |
|Yi+1|=|Yi |-1 Ⅰ顺、Ⅳ逆 +X Fi+1=Fi+2|Xi|+1 |Xi+1|=|Xi|+1
|Yi+1|=|Yi|
Ⅲ顺、Ⅳ逆 +Y Ⅲ顺、Ⅱ逆 -X
Ⅳ顺、Ⅰ逆 -X Fi+1=Fi-2|Xi |+1 |Xi+1|=|Xi|-1
|Yi+1|=|Yi | Ⅱ顺、Ⅰ逆 +Y Fi+1=Fi+2|Yi|+1 |Xi+1|=|Xi|
|Yi+1|=|Yi|+1
Ⅱ顺、Ⅲ逆 +X Ⅳ顺、Ⅲ逆 -Y
三、FANUC宏程序
用户宏程序是像子程序一样，在存储器中存储一组指令的功能，存储的这组指令功能用一条指令表示或调用执行。这一组指令称为用户宏程序本体，简称宏程序;把代表指令称为用户宏程序调用指令，简称宏指令。FANUC宏程序具有许多可在计算机高级语言中发现的特征：算术和代数计算;三角法计算;变量数据存储;逻辑运算;分支;循环;错误检查;报警产生;输入和输出。
因此，可以利用FANUC宏程序的这些特点进行逐点比较法插补模拟程序的模块化：例如，在主程序中仅完成起点与终点坐标的赋值及坐标轴的绘制，而将包括偏差判别、坐标进给、偏差计算、坐标计算及终点判别的整个插补过程在宏程序中完成。这样，只需在主程序中改变起点及终点坐标，而无需对宏程序进行任何变动，即可完成所需的插补过程模拟。同时，在宏程序中，利用条件转移指令实现偏差判别后确定进给轴及进给方向的分支功能;利用循环指令或条件转移指令实现终点判别及终点未到之前，偏差判别、坐标进给、偏差计算、坐标计算及终点判别这五拍的迭代进行，使宏程序编程得到简化。
通常宏程序由主程序或其他的宏程序使用G代码（典型的是G65）调用。
宏指令的基本格式为：G65 P L <自变量>;其中G65为宏程序调用命令;P 为包含宏程序的程序号。L 程序循环次数（L1为默认值）;自变量为传递给宏程序的局部变量的定义。
四、基于宏程序的逐点比较法第三象限逆圆插补的实现
这里仅以逐点比较法第三象限逆圆插补（圆心在坐标原点）为例，介绍使用调用宏程序完成插补模拟的过程。
首先，在主程序中完成圆弧起点及终点坐标的赋值、坐标轴的绘制，宏程序的调用包括表示圆弧起点及终点坐标的局部变量的赋值。
在用户宏程序中完成圆弧起点的快速定位，圆弧插补的偏差判别、坐标进给、偏差计算、坐标计算及终点判别等全部插补过程。在这里特别要注意的是：为了清楚地绘制插补过程，需要将各轴的脉冲当量进行适当放大。逐点比较法第三象限逆圆插补流程图如图1所示。
图1 逐点比较法第三象限逆圆插补流程图
宏调用格式G65 P8011 X Y A B F ;
有关自变量定义如下
X（#24）：圆弧起点X轴坐标X
Y（#25）：圆弧起点Y轴坐标Y
A（#1）：圆弧终点X轴坐标A
B（#2）：圆弧终点Y轴坐标B
F（#9）：切削进给速度F
主程序：
O1234;
N60 G90 G54 G00 X0 Y-60;采用工件坐标系绝对模式
N70 G01 Y0 F100;绘制Y坐标轴
N80 X-60;绘制X坐标轴
N90 G65 P8011 X-5 Y0 A0 B-5 F100;调用用户宏程序O8011
N100 G00 X0 Y0;回坐标原点
N110 M30;主程序结束
宏程序
O8011;
N200 #33=#4003;保存编程模式
N210 #3=ABS[#24];圆弧起点X轴坐标绝对值|X|
N220 #4=ABS[#25];圆弧起点Y轴坐标绝对值|Y|
N230 #5=ABS[#1-#24]+ABS[#2-#25];终点计数器初值，#24=#500，#25=#501，#1=#502，#2=#503
N240 #6=0;设置插补计算偏差初值F=0
N250 G00 X[10*#24] Y[10*#25];定位圆弧起点，并将坐标值放大10倍
N260 G03 X[10*#1] Y[10*#2] R[SQRT[#24*#24+#25*#25]*10] F#9;绘制参考圆弧
N270 G00 X[10*#24] Y[10*#25];再次回到圆弧起点
N280 IF [#6 GE 0] GOTO 310;如果偏差大于等于0，转移到N330
N290 G91 G01 Y-10 F#9;当偏差小于0时，向-Y方向进给一步（10mm）
N300 #6=#6+2*#4+1;计算当前偏差 F=F+2|Y|+1
N310 #4=#4+1;计算当前坐标的绝对值 |Y|=|Y|+1
N320 GOTO 360
N330 G91 G01 X10 F#9;向+X方向进给一步（10mm）
N340 #6=#6-2*#3+1;计算当前偏差 F=F-2|X|+1
N350 #3=#3-1;计算当前坐标的绝对值 |X|=|X|-1
N360 #5=#5-1;终点计数器减1
N370 IF[#5 NE 0] GOTO 280;若终点计数器不为0，转移到N280继续进行圆弧插补
N380 G#33;恢复编程模式
N390 M99;宏程序结束
FANUC-0i-mate-C数控加工中心综合实验台如图2所示。运行结果如图3所示。
图2 FANUC-0i-mate-C数控加工中心综合实验台 图3 逐点比较法第三象限逆圆插补轨迹
逐点比较法第三象限逆圆插补理论计算过程如表2。
表2 逐点比较法第三象限逆圆插补理论计算过程
步数 偏差判别 坐标进给 偏差计算 坐标绝对值计算 终点判别
0 F0=0 |X0|=5;|Y0 |=0 ∑= 5+5=10
1 F0=0 +X F1=F0-2|X0|+1=-9 |X1|=4;|Y1|=0 ∑= 10-1=9
2 F1<0 -Y F2=F1+2|Y1|+1=-8 |X2|=4;|Y2|=1 ∑= 9-1=8
3 F2<0 -Y F3=F2+2|Y2|+1=-5 |X3|=4;|Y3|=2 ∑= 8-1=7
4 F3<0 -Y F4=F3+2|Y3|+1=0 |X4|=4;|Y4|=3 ∑= 7-1=6
5 F4=0 +X F5=F4-2|X4|+1=-7 |X5|=3;|Y5|=3 ∑= 6-1=5
6 F5<0 -Y F6=F5+2|Y5|+1=0 |X6|=3;|Y6|=4 ∑= 5-1=4
7 F6=0 +X F7=F6-2|X6|+1=-5 |X7|=2;|Y7|=4 ∑= 4-1=3
8 F7<0 -Y F8=F7+2|Y7|+1=4 |X8|=2;|Y8|=5 ∑= 3-1=2
9 F8>0 +X F9=F8-2|X8|+1=1 |X9|=1;|Y9|=5 ∑= 2-1=1
10 F9>0 +X F10=F9-2|X9|+1=0 |X10|=0;|Y10|=5 ∑= 1-1=0
实际运行结果与理论计算完全相符。
五、结论
学生通过用户宏程序编程，了解了宏变量和宏指令的应用，掌握了用户宏程序的编程、输入、编辑、调试及调用的方法;并通过数控插补原理实验，进一步理解并掌握了逐点比较插补原理和数字积分插补原理。故基于宏程序的插补原理实验教学方法改革真正做到了以问题为主线，以综合实践为导向，引导学生掌握科学的学习方式，让学生主动参与、乐于钻研、勤于动手，极大地提高了学生的学习能力和教学效果。
参考文献：
[1]罗敏等.数控原理与编程[M].北京：机械工业出版社，2011.
数控车床宏程序 篇4
要进行NC程序仿真,需要预先构建整个工艺系统的仿真环境,一般过程如下:
(1)工艺系统分析,明确机床CNC系统型号、机床结构形式和尺寸、机床运动原理、机床坐标系统以及所用到的毛坯、刀具和夹具等;
(2)建立机床几何模型,用三维CAD软件建立机床运动部件和固定部件的实体几何模型,并转换成VERICUT软件可用的STL格式;
(3)建立刀具库;
(4)在VERICUT软件中新建用户文件,设置所用CNC系统,并建立机床运动模型,即部件树;
(5)添加各部件的几何模型,并准确定位;
(6)设置机床参数。
2 数控机床仿真系统的构建
现以二轴联动的数控车床HTC1615为例建立该机床的仿真系统。主要参数如下:数控系统为FANUC OITC,工作台面尺寸650 mm×320 mm,机床的各轴行程为:x轴320 mm,z轴650 mm。
2.1 建立机床组件模型
在VERICUT7.0中新建一个文件,首先建立组件树,打开主菜单中“Configuration”→“Componen Tree”命令,建立机床各个组件的关系,添加组件的顺序为Base→Z→X→Spindle→Tool→Fixture→Stock。组件被默认为没有尺寸和形状,组件只定义了实体模型的功能,通过增加模型到组件,使组件具有3D尺寸和形状。添加完各个组件的几何模型后机床模型就完成了,如图一所示。
2.2 配置数控系统
打开主菜单中“Configuration”→“Control”→“Open”命令,可以调用已有的数控系统,这里选择“fanoi.ctl”文件,即给机床配置了FANUC OI系统,如图二所示。
2.3 创建刀具
车床类刀具一般由以下2个部分组成:车刀的刀片和刀柄。VERIUT分别用Holder2,Holder1和Cutter表示。打开主菜单中“Project”→“Tools”命令,弹出“Tool Manager”对话框,设置参数见图三。
2.4 建立工件坐标系
在项目树中工件偏置,打开G-代码偏置,点击工件偏置,在工件右端面设置工件程序原点,如图四所示。
3 宏程序设计
对椭圆轮廓,其方程有两种形式:对粗加工,采用G71/G73走刀方式时,用直角坐标方程比较方便;而精加工(仿形加工)用极坐标方程比较方便。
式(1)中:a—X向椭圆半轴长;b—Z向椭圆半轴长;
θ—椭圆上某点的圆心角,零角度在Z轴正向。
示例:加工图五所示椭圆轮廓,棒料Φ45,编程零点放在工件右端面。
程序如下:
4 仿真加工校正
进入设置完成的VERICUT7.0软件仿真加工环境,添加数控程序,仿真加工结果如图六所示。
5 结束语
通过VERICUT7.0创建了一台两轴联动数控车床的仿真系统,并结合宏程序的编制,完成了对工件的虚拟加工,VERICUT的应用极大地提高了教学效果。用户可以根据实际需要自定义任何数控机床的仿真系统,完成对工件的虚拟数控加工。通过VERICUT验证成功的数控程序可以不用试切,直接输入实际的数控机床用于加工工件,从而降低了加工的风险,提高了加工效率。
参考文献
[1]杨胜群.数控加工仿真技术[M].北京:清华大学出版社,2007.
宏指令在数控编程加工中的应用 篇5
所以其壳体零件也是结构和形状相似，只是尺寸或数量不同。
而基本上所有产品的壳体零件，其加工内容无非是轴孔镗削加工、断面铣削加工、连接孔钻削加工，如果对每个规格壳体的零件都去编程，很费时，易出差错，且占用内存空间大。
为了提高程序的通用性，可以将同类形状的表面加工采用宏指令编程，加工时给宏程序中的变量赋值就可调用宏程序，大大简化加工程序。
宏程序加工轮廓曲线 篇6
关键词：数控车床;宏程序;轮廓曲线
中职学生学习编程入门难，利用宏程序编程加工公式曲线，更是难上加难。随着数控技术的不断发展，电脑自动编程越来越普及，手工编程工作量也越来越小，但是，在数控车床加工中，有些项目的加工却是电脑无法取代的，必须应用宏程序编写。于是，宏程序的教学便走进了职校课堂。
所谓宏程序就是用符号代替变量，即在普通程序中融入了变量元素，而整个程序的结构没有太大变化。例如，加工一段椭圆，我们先假想将它分成N等分，将每个等分段的两个端点（俗称节点），用线段连接起来，就形成了该曲线的形状。从理论上讲，划分的等分段越多，连起来就越逼近于曲线。数控机床正是利用这个原理，先将每个节点的坐标计算出来，然后从起始点开始，运用直线功能指令G01，依次连接形成椭圆。由于每一个节点的坐标随位置的变化而不同，所以节点的坐标是一个变量，变量在不同的数控系统中采用不同的符号来表示。FANUC系统用#×××表示，×为数字。
宏程序的格式根据系统的不同而有所区别，但即便在同一个系统中，由于编程员的习惯和喜好不同，其编程格式和操作方法也不尽相同。下面通过一个实例，介绍四种加工方法，供大家参考：如图所示。
■
一、应用机床零点偏置功能加工
（一）编写宏程序必须使用WHILE循环语句
循环（WHILE语句）
功能 在WHILE后指定一个条件表达式，条件满足时，执行DO到END之间的语句，否则执行END后的语句。
格式 WHILE[条件表达式]DO m;（m=1，2，3）
………：
………：
………：
END m;
m只能在1、2、3中取值。
（二）首先编写椭圆手柄的精加工路线宏程序
T0303 M03 S800 F0.2;
G00 X0 Z2;
#5=40;………Z轴加工起始点的节点坐标（在数学中，原点位于椭圆中心）。
WHILE[#5 GE -20] DO 1; ………进入循环语句1，判断自变量Z轴节点坐标是否大于等于节点终点的坐标（同上，原点位于椭圆中心）。
#4=25*SQRT[40*40-#5*#5]/40;………椭圆公式（#4为X轴节点坐标，它是通过等式右边的自变量#5赋值后，由系统自动求出）。
G01 X[2*#4+A] Z[#5+B];………刀具直线切削至节点（A，B分别为椭圆中心在工件坐标系的坐标，本例A=0，B=-40）。
#5=#5-0.5; ………将椭圆Z轴60 mm等分为120等分，每段0.5mm，#5重新赋值减小了0.5。
END 1; ………返回循环开始部分，继续判断第二个节点是否成立，以此类推，刀具从第一个节点直线切削至终点。
G01 W-20;
G00 X60;
Z2;
M05;
M02;
将上述编写好的精加工路线程序输入机床，进行对刀操作，然后找到机床参数设置选项，在机床的X方向原点偏置中，将预留偏置量值0改为15 mm（最大切削余量），启动机床完成第一次加工。当刀具退回加工起始点以后，再将偏置余量修改为12 mm，重新启动机床，完成第二次加工。以此类推每次将偏置量减去3 mm，重复累计操作5次，直至偏置量为0即加工完成。
该方法的优点是只需编写精加工宏程序，程序简洁，节省了程序输入的时间。粗加工由手动操作改变机床的原点偏移来实现，比较直观，学生易学易懂，容易掌握。缺点是对机床操作要求熟练，不能出错。
二、全部使用宏程序编程加工
这种方法是将粗加工中X轴方向的每层偏移量也用变量表示，增加了一个循环语句的嵌套，需要很好地理解程序。通常情况下，为拓宽知识面，只对感兴趣的学生或者是参加技能大赛集训的学生介绍，对其他学生不做要求。程序如下：
（一）循环语句嵌套格式
1.数1～3可以多次使用。
2.首先满足大循环2的条件后，才运行小循环1，小循环1执行完成后返回大循环2：
■
3.嵌套层数最多3级。
（二）加工程序
T0303 M03 S800 F0.2;
G00 X60 Z2;
#3=15;………设置X轴方向的初始偏移量#3。
WHILE [#3 GE 0] DO 2;………进入大循环2，判断#3是否大于等于最终偏移量0.
#5=40;
WHILE [#5 GE -20] DO 1; ………进入小循环1，直至条件不满足时退出，执行循环2。
#4=25*SQRT[40*40-#5*#5]/40;
G01 X[2*#4+A+#3] Z[#5+B];………注意节点的X轴坐标增加一个偏移值#3。
#5=#5-0.5;
END 1;
G01 W-20;
G00 X60;
Z2;
#3=#3-3; ………X轴方向的偏移量#3减去3mm重新赋值给#3。
END2;
M5;
M2;
三、调用子程序编程加工
（一）主程序和子程序的格式endprint
1.主程序
在主程序中，调用子程序的程序段应包含如下内容：
M98 P×××× L××;
在这里，地址P后面所跟的数字，指定为被调用的子程序的程序号，L后面的数字用于指定调用的重复次数。
2.子程序
一个子程序应该具有如下格式：
O××××; 子程序号
■
M99; 返回主程序
（二）加工程序
O 0001 ………. 主程序
T0303 M03 S800 F0.2;
G00 X60Z2;
#3=12;………. 设置X轴方向的初始偏移量#3
M98 P0002 L 5;……….调用子程序O0002 加工5次。
G00 X100;
Z100;
M05;
M30;
O 0002……… 子程序
#5=40;
WHILE [#5 GE -20] DO 1;
#4=25*SQRT[40*40-#5*#5]/40;
G01 X[2*#4+A+#3] Z[#5+B];………注意节点的X轴坐标值需加上一个偏移值#3。
#5=#5-0.5;
END 1;
G01 W-20;
G00 X60;
Z2;
#3=#3-3;………X轴方向的偏移量#3减去3mm重新赋值给#3。
M99;
四、用复合循环指令编程加工
使用G73轮廓复合循环语句编程，比较简单，但需要理解各代码的含义，在实训教学中，G73指令既是重点也是难点，也需要反复多次练习才能加深理解。程序如下：
T0303 M03 S800 F0.2;
G00 X65 Z2;
G73 U7.5 W0 R5
G73 P10 Q20 U0.5 W0 F0.1;
N10 G00 X0
G01 Z2;
#5=40; -+
+
WHILE [#5 GE -20] DO 1;
#4=25*SQRT[40*40-#5*#5]/40;
G01 X[2*#4+A] Z[#5+B];
#5=#5-0.5;
END 1;
G01 W-20;
N20 G00 X60
G00 X100;
Z100;
M05;
M30;
当然，加工椭圆轮廓曲线，除了可以采用宏程序手工编程之外，还可以借助于CAXA数控车等软件进行计算机辅助编程，前提条件是机床要配备电脑和传输装置。
在中职课堂讲授宏程序，不宜过深过难，会用就行。本文介绍的几种方法，在教学实践中，针对不同系统的机床，可以灵活选择其中的一种，全面铺开只会适得其反。宏程序是一种高级语言，除了能加工各类轮廓曲线，在其他场合的应用还有待今后进一步
探究。
宏程序实现蜗杆的数控车削 篇7
贵州险峰实业总公司是生产数控轧辊磨床和无心磨床的专业厂家, 产品进给机构和减速机构上使用的蜗杆零件规格多达上百种。由于蜗杆零件的导程大, 且螺旋槽较深, 普通车床上通常采用人工移动小拖板左右借刀来进行粗加工, 劳动强度大且效率低, 并对工人技术素质要求较高。
在数控车床上采用普通的编程方法分别针对各种规格的蜗杆零件进行编程加工, 加工效率得到大幅度的提高, 但由于蜗杆螺纹规格及参数的不同, 必须分别针对各种零件进行大量的计算来确定每加工一刀的准确的坐标点 (螺纹车削时的入刀点) , 程序的编写录入很烦琐而且不容出错, 才能得到正确的蜗杆螺纹槽型。对编程人员来说, 工作量大, 编程效率低, 对程序的维护也不容易, 为此我根据我厂使用的FLANC01系统数控车床的特点, 编制了一个加工的蜗杆零件的通用宏程序, 它可轻易实现各种规格的单头或多头蜗杆零件的加工, 只要通过简单的参数变量设置就可实现自动借刀和分头动作, 完全满足了目前使用的蜗杆零件的粗加工, 下面对该程序进行分析说明, 以供大家相互学习。
首先分析蜗杆槽型, 如图1:
从图中可以看出蜗杆螺纹的槽型较深, 须加工量较大, 如采用直进切削将会三刃同时参加切削, 切削力大较大, 对较大模数的蜗杆无法加工, 不可取。而借鉴普车加工时采用的左右借刀法, 较能满足加工, 可借鉴。
解决借刀, 由于数控车床加工螺纹时, 每次入刀点是有数控编码器来控制的, 每一次入刀时, 在没有找到入刀点时, 卡盘继续旋转, 直到找到入刀点后, 刀具才开始运动, 也就是说我们只要改变Z轴的起始位置, 即可实现借刀动作。
解决分头, 由于法拉科系统提供了多线螺纹加工参数Q值, 在程序中只需计算出螺纹加工的起始角度, (如:G32Z-#103 Q 117 F#130;) 即可实现分线动作。
为了使程序简洁, 本程序采用了WHILE循环三层嵌套, 其中第一层控制分头, 第二层进行当前层借刀和切深控制, 第三层控制螺纹切削控制, 程序控制刀具进行分层切削, 每层切削刀数由程序计算, 完成当前层后进入下一层, 直到切至槽深后, 进行分头, 开始第二条螺纹切削, 以此类推, 直到加工完成。
宏程序内容及详细说明如下:
一、参数说明:
#1——蜗杆螺纹压力角;
#2——蜗杆螺纹旋向 (右旋数值为1, 左旋数值为-1) ;
#3——蜗杆螺纹线数;
#4——蜗杆螺纹外径留磨量;
#5——螺杆螺纹齿厚留磨量 (通过调整该数值来控制齿厚余量) ;
#7—蜗杆螺纹外径;
#8——刀尖宽度;
#11——层去除量;
#13——蜗杆螺纹模数;
#19——蜗杆螺纹线数;
#26——蜗杆螺纹部分长度;
#100——蜗杆螺纹全齿高 (直径) ;
#101——蜗杆螺纹齿顶槽宽;
#102——X轴开始点;
#103——Z轴开始点:
#104——Z向借刀移动量;
#105——槽深记数;
#106——当前槽宽缩进量;
#107——当前槽宽;
#108——层记数;
#109——当前层刀数计算;
#110——当前层刀数记数;
#111——X向起刀点;
#112——Z向起刀点;
#117——当前分头角度;
#118——当前层第一刀偏置;
#119——当前层刀数;
#120——当前X切深;
#121——槽底宽;
#127——钱数记数:
#130——蜗杆螺纹导程。
二、宏程序内容及说明如下:
底宽度计算
判断左旋或右旋)
计算
WHILE[#105LE#100]D02;当前层切削
宏程序使用方法:
1. 程序采用G65调用, 其格式及参数设置如下:
其中P—宏程序号;A—压力角;B—螺纹旋向 (右旋1, 左旋—1) ;C—螺纹线数;D—蜗杆公称直径;E—刀尖宽度;H—每一层在直径上的去处量;I—直径留磨量;J—齿厚预留磨量;Z—图样螺纹长度;M—蜗杆模数。
2. 建立蜗杆刀具的工件坐标系原点。
用手轮控制刀具左右刀尖分别接触螺纹部位的左右端面, 并分别记下读数后计算螺纹部位的中间点为Z轴零点。以刀具刀尖横刃轻碰工件外径, 确定刀具X原点。注:刀具的工件坐标系原点就是蜗杆螺纹部位的中心点。
3. 刀具安装刀具安装的关键是要求刀具的刀尖横刃与工件的轴心线等高, 且左右切削刃的对称几何中心要垂直于工件的轴心线, 并旋转相应的螺旋升角。
4. 对工件进行试切、每批次工件的第一件需要先进行程序试运行后再进行工件试切削, 以检查参数的设置是否正确, 试切削时要将相应的参数如:D (蜗杆公称直径) 作相应调整, 让刀具在零件表面擦皮切削, 初略检查参数设置是否正确, 程序在启动之前要确保刀具的定位点是远离工件的, 以免发生危险。
注意事项;
1.由于蜗杆螺纹的导程大, 加工时主轴转速不宜过高。
2.刀具的刀尖角略小于牙形角1°~2°, 以避免刀具左右切削刃擦伤已加工好的齿面和引起扎刀现象。
数控车床宏程序 篇8
在数控车零件中, 特别在数控技能大赛试题中, 球形螺纹多次出现。常用的方法用成型刀仿形加工, 但是比赛的时候并不知道球形螺纹的直径是多少?成型刀的直径的选择成了最大的难题, 一次要带很多 (直径从小到大) 刀具, 很麻烦。现采用车刀, 用宏程序嵌套的方法就能很好解决这个问题。
1 宏程序
宏程序是指采用了宏变量的程序。宏一般分为A类宏和B类宏。A类宏是以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx的格式输入的;B类宏程序则是以直接的公式和语言输入的和C语言很相似, 在0i系统中应用比较广, 本文宏程序采用后者。由于现在B类宏程序的大量使用, 很多书都进行了介绍, 就不再重复了。
2 数学模型选择
对于二次曲线, 要编制加工程序, 首先必须建立数学模型, 也就是找到描述加工零件的数学公式。对于椭圆就是它的数学方程:
对于圆, 它的数学方程是:
x2+z2=r2
对椭圆的数学处理, 不做讨论, 很多论文里都有描述。重点是研究对圆的数学处理。在数控中, 圆弧有直接的圆弧插补指令 (G2, G3) , 但只对简单的外形轮廓。对于螺纹, 用的是螺纹插补指令 (G32或G33之类) , 所以圆弧插补指令有没有办法解决呢?首先要从刀具角度入手, 通过探索和研究, 可以用车刀走螺纹插补指令逼近圆弧, 为了防止干涉圆弧, 选常用的35°车刀。
选择了车刀和加工思路, 那如何实现球形螺纹的加工呢?如前所述, 螺纹插补指令逼近圆弧, 意思就是用螺纹插补指令直线段下刀, 遍历整个圆弧就可以了。为了方便编程, 圆方程一般都采用等长歩距逼近法 (图4) , 歩距值根据圆精度要求和编程人员经验确定。
有了球形螺纹的实现方法, 如何把这个方法应用到椭圆轮廓上呢?椭圆轮廓的实现是用一段段直线段逼近的原理实现的, 只要把球形螺纹每一次逼近叠加到整个椭圆轮廓上就可以实现椭圆轮廓上球形螺纹的加工了。
3 椭圆轮廓上球形螺纹的宏程序编制
3.1 椭圆轮廓上球形螺纹在宏程序中的编制原理
依据上述数学模型, 用宏程序编制球形螺纹时, 用圆标准方程x2+z2=r2, 为了保证等长歩距的均匀性, 可以选择Δx或Δz的值为增量, 在程序执行过程中根据x和z值的对应变化找到圆上对应的坐标点, 再用相应的插补指令 (G32) 遍历这些点即可。如果把球形螺纹实现方法移植到椭圆轮廓上就是把圆轮廓和椭圆轮廓叠加, 车刀同时逼近椭圆轮廓又逼近圆轮廓。
从原理图上看 (图5) , 要完成椭圆轮廓上球形螺纹加工, 就要让车刀逼近一次圆弧同时将这一次逼近全部叠加到椭圆轮廓上, 以此类推把所有逼近圆弧的走刀路线全部叠加到椭圆轮廓上就完成了加工。
3.2 椭圆轮廓上球形螺纹车削实例加工零件如图6所示。
这是一含椭圆轮廓的轴类零件, 表面粗糙度Ra=1.6μm, 该零件毛坯d42×65的棒料。
3.2.1球形螺纹粗精加工
文中只对椭圆轮廓上球形螺纹加工进行探讨和处理。
a) 刀具轨迹
根据图5加工原理, 车刀是沿着椭圆的轮廓加工球形螺纹, 再根据图6圆弧待切削余量最大地方只有1mm, 完全可以以此加工到位, 所以在这里粗精加工一体化, 如果待切削余量大, 就进行分层加工 (如图7所示) 。
b) 圆弧步距选择
依据3.1所述原理, 选择Δz的值为增量, 从图6的零件图上, 计算圆弧的起点坐标和终点坐标, 通过数学计算可以得出起点 (X, Z) 是 (-1.5, 2) , 终点 (X, Z) 是 (-1.5, -2) , 那么z的值范围是-2≤Z≤2, 歩距Δz的值取 (0.13) 宏程序编制
1) 宏程序参数如表1所示:
2) FANUC宏程序编制如下:
4 结语
文中利用FANUC宏程序实现了用车刀加工了球形螺纹, 编制出符合实际加工的椭圆轮廓上的球形螺纹循环加工程序。对于其他二次曲线上加工球形螺纹, 只需在本方法中改变曲线的方程和球形螺纹即可实现, 通过此方法扩充的车刀的功能, 同样大大扩展了数控机床功能。
参考文献
[1]夏端武, 李茂才.FANUC数控车编程加工技术[M].北京.化学工业出版社, 2010.
宏程序在数控编程中的应用 篇9
关键词：数控编程,宏功能,变量
1 手工宏程序编程与自动编程
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容, 通常包括分析零件图样, 确定加工工艺过程;计算走刀轨迹, 得出刀位数据;编写数控加工程序;制作控制介质;校对程序及首件试切。手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。随着数控技术的发展, 先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备 (G) 功能和辅助 (M) 功能, 而且为编程提供了扩展数控功能的手段。如FANUC、SI-EMENS等数控系统的宏程序与参数编程, 应用灵活, 形式自由, 具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程, 使加工程序简练易懂, 宏程序编程仍然属于手工编程, 他是手工编程的重要补充。
而对于普通编程难以实现的复杂曲面往往我们借助于CAM软件, 经过处理后生成加工程序, 称为自动编程。目前各种各样的CAM软件层出不穷, 自动编程固然在某些方面比较方便但仍不能取代手工编程。究其原因手工编程自由度大, 能按照编程者的意愿控制机床运动, 程序的可读性、可控性好;而CAM生成的程序非常繁长, 通常是手工编程的成千上万倍, 不仅占有的存储量大, 可读性和修调极为不便。
2 宏程序在典型零件加工中的应用实例
我们知道数控系统为用户提供了两种基本的插补功能, 那就是直线插补和圆弧插补, 那么对于形如椭圆、抛物线、或具有一定特征规律的轨迹就没有专门加工指令, 那我们如何去解决呢?这里我们如果掌握了宏功能, 就可以建立数学模型, 采用变量代换、运算、条件判断等功能指令来解决。
2.1 利用宏功能实现椭圆轮廓加工 (图1)
2.2 已知椭圆方程
2.2.1 数学分析
上述零件轮廓的铣削轨迹我们知道椭圆参数方程:。
我们可以设加工椭圆上的点对应角度θ为变量, 设定初始值:θ=a (起点与终点角度依据椭圆参数方程求出角度) 那么X和Y的坐标值为:X=a*cosθY=b*sinθ, 随着角度变量的不断增加:θ=θ+1设每步增大1度 (实际使用中可以根据要求改变步距) ;条件判断只要 (θ<=360) 那么X和Y的坐标值恒成立, 直到走满360度, 此时椭圆轨迹全部执行完。
2.2.2 以SIEMENS
802C系统指令为例编写程序 (编程坐标系原点取椭圆中心)
设置变量:R1为起点对应角度;
R2为椭圆长半轴;
R3为椭圆短半轴;
R4为终点对应角度;
S500 M03 T1D1, 启动机床。
G54 G00 X0 Y0 Z10, 快速运动到起始点。
MA1:G01 X=R2*COS (R1) Y=R3*SIN (R1) , 设置标志, 直线运动到目标点。
G01 Z-1 F100, 下刀铣削1MM深。
R1=R1+1, 角度变量递增。
IF (R1=
G00Z100, 加工完毕, 抬刀。
M30, 程序结束。
这个加工程序之后, 加工相同特征的零件程序, 只需要修改变量值。
2.3 宏程序加工圆弧均布孔 (图2)
在工程中常用圆弧均布孔的零件结构, 如下图所示, 在零件上加工n个圆弧均布孔。在图样上这些孔的中心坐标往往是不直接给出的, 在编程时需要逐点计算, 因而增加了许多工作量。圆弧孔用极坐标来描述比较简便, 但圆心不在坐标原点上, 普通编程是比较麻烦的。应用宏指令与宏程序编写圆弧均布孔加工程序就很简便了。
2.3.1 数学分析
已知:要加工n个孔, 孔所在圆周半径为R, 第一个孔与X轴的夹角为a, 那么我们利用几何知识很容易计算出每2个孔所 (图2) 。
夹的圆心角为:
, 那么第n个孔与X轴的夹角就为a+ (n-1) θ;则第n个所孔在X, Y的坐标值:
2.3.2 编写数控程序 (编程坐标系原点取分布孔的中心)
设置变量:R1为加工第几个孔, 1到n。
R2为孔所在圆周的半径值。
R3为第一个孔与X轴正方向的夹角。
R4为加工孔深度。
R5为总的加工孔数。
程序:S500 M03 G54G00 X0Y0Z50
2.4 标准矩形周边外斜面加工 (图3)
如下图所示一矩形工件, 长为X宽度为Y, 倒角高度为H, 倒角斜面与垂直面夹角为a。
2.4.1 数学分析
根据图中几何关系可以看出:若刀具上抬高度为h, 那么刀具向工件方向收缩h*tana, 则此时x, y方向的坐标值 (工件中心为编程原点) 为:
每走完一圈, Z爬升一次, 直至抬到工件上表面。
2.4.2 编写数控程序
编程坐标系原点取工件上表面的中心, 下刀点取工件的右上角, 由下至上逐层爬升, 以顺时针方向单向走刀。
设置变量:R1-矩形大端长度
R2-矩形大端宽度
R3-斜面与垂直面的夹角
R4-倒角高度值
R5-刀具半径值
R6-提升总高度
程序:S500 M03 G54 G90 G00 X0 Y0Z50
MA1:G01
, 刀具运动到右上角起点。
G01 Z=-R4+R6 F100, 刀具深度定位。
R6=R6+1, 每次提升1MM。
IF (R6=
G00Z100, 抬刀。
M30, 结束。
3 编制宏程序注意事项
在FANUC、SIEMENS系统中编写宏程序可以在机床数控系统的操作面板上直接用MDI方式, 也可以在计算机上编写程序, 通过RS-232接口传输到机床数控系统。程序编写原理基本一致, 都是通过设定变量、建立数学关系、条件判断和跳转指令来实现的。在宏程序编制时首先应准确确定逻辑关系式, 然后要与对应的变量赋值准确, 不能混淆。但对于不同的系统, 所允许使用的变量符号及范围都是有严格限制的, 要针对特定的系统准确区分。
参考文献
[1]西门子 (中国) 有限公司.SIEMENS数控铣操作与编程说明书, 2003, 8.
[2]顾京.数控加工编程及操作[M].高等教育出版社, 2003, 9.
[3]龙光涛.数控铣削 (含加工中心) 编程与考级[M].化学工业出版社, 2006, 8.
数控车床宏程序 篇10
普通加工程序只能描述一个几何形状, 直接用G代码和移动距离来描述图形;数控系统提供了另一种编程方式即宏编程, 在程序中使用变量, 通过对变量进行赋值、算术运算、逻辑运算和函数的混合运算及使用各种条件转移命令的处理方法达到描述几何图形的目的, 这种有变量的程序叫宏程序。华中数控系统宏程序与FANUC系统宏程序大同小异, 不过华中数控系统的角度是以弧度计算。
2 参数化编程特点
椭球是日常生活中常见的形状, 在数控加工中对于椭球的铣削编程一般采用自动编程, 这种编程方法比较简单, 缺点是程序冗长, 可读性差, 修改程序不方便。另外一种编程方法是采用宏程序编程。宏程序具有模块化的思想、经济、高效、使用范围广等特点, 极适用于周期性的生产特别是不定期的价格式生产编程工作。而参数化编程对于一组相似几何形状不同尺寸的零件最有效, 所谓参数化编程是指将同一类相似的零件, 通过使用变量的方式进行编程, 尺寸和加工数据全部用变量来实现, 需要加工时调用程序并输入相应的数据参数即可。这种编程方法最大特点是容易理解、编程简单紧凑、计算量少、精度高。
3 椭球加工原理
椭球的形成可以看作是椭圆的旋转, 因而椭球的铣削加工是由上而下或者由下而上加工一个个形状相同、尺寸不同的椭圆。而在数控编程中根据数学方程的变化方式可选择不同的编程方法, 比如以Z坐标值为自变量, 利用XZ、YZ椭圆方程得出对应的X、Y坐标值, 这种方法适用于平底刀粗加工;利用角度的变化先计算出Y坐标值, 再采用椭圆参数方程进行编程, 这种方法容易理解, 最为常见;利用参数方程得出X、Y、Z坐标值。本文以椭球的参数方程为例进行分析。由椭球数学方程:
而知, 以角度θ、β为自变量, 得出椭球的参数方程如
对于凸椭球, θ、β的取值范围为0≤θ≤90, 0≤β≤360;对于凹椭球90≤θ≤180, 0≤β≤360。
利用参数方程, 如图1, 此处以θ为自变量确定深度Z坐标值, 即确定一个平面, 而后在确定的平面内加工相应X、Y变量的椭圆完成一个循环, 以此类推分层完成半椭球的加工。
4 椭球编程
根据图1所示刀心轨迹的加工方法, 刀具采用￠8mm双刃球头铣刀刀心对刀, 不使用半径补偿, 由浅而深加工, 利用参数方程编制精加工宏程序如下:
本程序可用于凸半椭球 (#20=1) 和凹半椭球 (#21=1) 的精加工, 当X=Y=Z时也可用于凸、凹半球的精加工。
参考文献
[1]卢培文.参数化编程在数控铣削中轮廓倒圆角的应用[J].金属加工, 2008 (20) :37-38.
[2]张洪瑞, 杨乔.椭圆及椭球参数方程中θ的几何意义探研[J].华北水利水电学院学报, 2010 (1) :110-111.
[3]陈祖连.用户宏程序在参数化编程中的应用[J].广西轻工业, 2009 (11) :27-28.
[4]杨立.数控参数化编程及CAD/CAM技术[J].科技视界, 2014 (06) .
[5]何成文.阿基米德蜗杆 (ZA) 类零件的参数化编程加工研究应用[J].煤矿机械, 2008 (10) .
[6]刘宏利, 刘明玺.基于极坐标系的数据插补算法的椭球宏程序的应用[J].机械工程师, 2009 (09) .
宏程序加工非圆曲线的分析与应用 篇11
关键词:数控大赛 GSK980TD系统 宏程序 椭圆 A类宏G65指令
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0023-02
近年来,全国数控大赛广泛举行,各级职业技术院校都积极参加,数控大赛中应用宏程序变量进行编程,对可以用函数公式描叙的工件轮廓或曲面进行数控加工。宏程序是现代数控系统一个重要的新功能和新方法,也是全国数控技能大赛实操考试主要考核点之一。在数控大赛中,不仅比出成绩,而且选拔出一批优秀的数控技能人才,交流了技艺,激发了数控操作领域从业人员学习和提高自身技能的兴趣和比学赶帮超的积极性,对整体提高各院校数控操作人员技能水平起到重要推动作用。竞赛不仅探索出一条选拔技能人才的道路,并且带动一些地区数控技能实训基地建立,对数控技能人才的培养和成长都将起到积极的推动作用。
因此,我校要利用好这个为技能人才提供展示技能、交流创新的平台。以学校为单位,提高技能,找出弱项,并且根据自己学校机械设备的实际情况有针对性的提高。通过对我校数控车工参赛选手实际操作训练的观摩和研究,并且自己动手操作GSK980TD这套系统,针对利用宏程序车削外圆和端面为椭圆的轮廓形状有了自己的认识和见解。
广东省数控技能大赛车工组参赛选手使用的设备即为GSK980TD系统,而且我校也有这套系统的车床供我校准备参加竞赛的选手练习使用,GSK980TD系统提供了类似于高级语言的宏指令G65,用户宏指令可以实现变量赋值、算术运算、逻辑判断及条件转移,有利于编辑特殊零件的加工程序,如外轮廓线的局部为非圆曲线的情况。非圆曲线还包括抛物线、双曲线等其他几种形式,因为在实际操作中以椭圆加工变数最多,最具有代表性,其中以端面椭圆加工最具难度。本文重点分析端面椭圆的宏程序编写步骤,宏程序就是利用公式来加工工件的,比如说非圆曲线椭圆,如果没有宏程序的话,我们就要逐点算出椭圆曲线上若干个点的坐标,然后慢慢用直线来逼近,但是如果是一个表面光洁度要求很高的工件的话,那么需要计算的点坐标很多,增大了计算量并且编程变得繁琐.可是应用宏程序后,我们可以把椭圆的公式输入到系统中,然后我们给出变量坐标,例如Z坐标,并且每次增加差量,那么宏程序就会自动算出X坐标,并且进行车削,实际上宏在程序中起到的是运算作用。
宏一般分为A类宏和B类宏,A类宏是以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx 的格式输入的,B类宏的程序则是以直接的公式和语言输入的,和C语言很相似,虽然B类宏的应用比较广,但是在一些老系统中,比如GSK980TD中由于它的MDI的键盘上没有公式符號,为此如应用B类宏程序的话只能在计算机上编好再通过接口传输到数控系统中,但是如果没有PC机和电缆的话,那么只有通过A类宏程序编制了。
下面以凸面椭圆朝上运用GSK980TD系统分析A类宏程序编程原理(图1)。
以端面椭圆为例,加工步骤如下。
1.工艺分析
加工椭圆的工艺分成粗加工和精加工,加工端面椭圆运用极限坐标公式转换成宏程序编程,其走刀路线类似于G73配合G70的粗、精车加工,运用起来比较方便。
2.C刀尖补偿:端面圆弧刀具
数控车刀采用刀尖圆弧补偿进行加工时,刀尖形状和切削时所处位置不同,其补偿量与补偿方向也不同,根据各种刀尖形状和刀尖位置不同数控车刀的刀具切削沿位置共有9种,刀沿位置号如图2。
3.走刀路线
如示意图:粗车为10刀,共切深9.5mm,一刀精车,为0.5mm。一共切深10mm,正好等于椭圆的短半轴长度(图3)。
4.设置坐标系及自变量
根据图纸中所示椭圆形状,为了对刀和编程方便,设置工件右端面为编程坐标中心,图中端面形状为1/2个椭圆轮廓,椭圆的几何中心和编程坐标中心重合,Z轴与X轴存在一定的关系,如极限方程(1),其中长半轴a为24mm,短半轴b为10mm,自变量为椭圆轮廓点的圆心角度。
判断自变量的变化范围。如图走刀路线图所示,第一刀到最后一刀为仿G73平行分刀路线,切削走刀方向是从椭圆外轮廓到椭圆中心(减小刀具振动),自变量圆心角度变化从90°到0°。
对于椭圆的轮廓,其方程有两种形式
1)极限坐标形式
a—X方向椭圆的半轴长
b—Z方向椭圆的半轴长
:椭圆上某点的圆心角
2)直角坐标方程
利用G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx格式将1)极坐标公式转化为宏指令编程如下:
5、编程及解析:
G00 X100 Z100;
M03 S02;
T0101;
G0 X50 Z10;
G65 H01 P#208 Q9500;
(相当于G73中W值,总切削深度)
N1 G65 H01 P#200 Q24000;
(公式1中的a值,赋24)
G65 H01 P#202 Q10000;
(公式1中的 b值,赋10)
G65 H01 P#204 Q90000;
(起始角度公式1中 赋90度)
G65 H01 P#206 Q0;
(终止角度公式1中 赋0度)
N2 G65 H04 P#500 Q2 R#200;
(2a)
G65 H31 P#502 Q#500 R#204;
(x=2a*sin90)
G65 H32 P#504 Q#202 R#204;
(z=b*cos90)
G65 H03 P#506 Q#208 R#504;
(W-Z)
G42 G01 X#502 Z#506;
(刀尖半径右补偿,实际切削)
G65 H03 P#204 Q#204 R500;
(角度累加器,累加角度为0.5度)
G65 H85 P2 Q#204 R#206;
(条件判断是否终止角度)
G40 G00 Z10;
(取消半径补偿,退刀)
X50;
G65 H03 P#208 Q#208 R950;
(深度累加器,变化量为0.95mm)
G65 H85 P1 Q#208 R0;
(判断是否达到深度)
G0X100 Z100;
T0100;
M30;
注:此程序为粗加工,每刀切深0.95,共9.5mm,留了0.5mm的精车余量,精车程序只需在以上程序做些许改动如下:
即将第五行G65 H01 P#208 Q10000;改为G65 H01 P#208 Q0;(其中Q值改为0),其他不变。
如果遇到椭圆加工的其他情况,可以运用数学知识进行坐标转换,其他步骤区别不大。若遇到其他非圆曲线编程,只是在线性公式转换运用宏指令方面有所区别。希望可以给予有需要的人一些参考,帮助其全面地、清晰的认识宏程序,由此提高自己的技能水平。
参考文献
[1]980TD系统说明书
[2]机械工程师.2009(3).
[3]沈建峰.数控车床技能鉴定.北京:化学工业出版社.
数控车床宏程序 篇12
1 梯形螺纹在数控车床上的加工工艺
梯形螺纹有三种车削方法, 如图1 所示, 现对三种方法进行简要分析。
1.1 直进法
直进法主要是指车刀必须横向进入, 一直插到牙底使用这种方式进行加工, 必须让三个车刀刃 (刀尖横刃、车刀左侧刃、车刀右侧刃) 同时进行切削, 切削的力度会随着热能的增加而增长, 刀头的磨损也会加剧, 容易发生“崩刀”现象。
1.2 斜进法
斜进法主要是指车刀沿着牙型角方向斜向进给至牙底深处, 在进给过程中间歇进入。在加工过程中, 螺纹车刀至始至终只有一个刀刃参与切削, 排屑顺畅, 刀具受力和受热情况均较好, 不易产生“崩刀”现象, 但由于在加工中车刀受力不平衡, 导致工件易发生振动, 以至主轴转速设置较高。
1.3 分层切削法
分层切削法是在总结直进法和斜进法优缺点的基础上提出的新方法, 也是使用宏程序加工梯形螺纹的主要方法 (如图1中的c所示) , 将梯形螺纹加工余量均匀分为若干层, 进完第一刀后, 向左或向右移动刀具, 去除第一层余量, 然后依次往复由外至内逐层去除余量, 最后进行精加工。这种方法在加工过程中, 每层加工时, 刀具沿着螺纹的左右牙型加工, 刀具吃刀量小且始终只有1 个侧刃参与切削, 排屑比较顺利, 刀具的受力和散热情况得到改善, 切削过程较平稳, 不易产生“扎刀”现象, 因此, 能加工出较高质量的梯形螺纹。
2 加工时刀具的选择
刀具是影响梯形螺纹加工质量的主要因素之一, 因此, 选择刀具时应注意以下几点: (1) 尽量选用硬质合金刀具, 其在高温时的冲击强度较高, 不易崩刃; (2) 刀具几何尺寸的确定要便于梯形螺纹的粗、精加工, 刀头的宽度要小于牙底槽的宽度, 应留有一定的精加工余量来保证进刀深度; (3) 安装螺纹车刀时, 刀具的刀位点应与工件中心对齐, 不能有偏差; (4) 一般情况下, 梯形螺纹的螺纹升角都比较大, 因此, 在安装时, 进刀方向的刀具后角要比螺纹后角要大; (5) 为了顺利切削和排屑, 刀具刀头宽度要根据螺纹牙槽底宽度确定。
3 梯形螺纹的宏程序编程
如图2 所示, 对梯形螺纹进行宏程序编程程序如下 (以华中世纪星HNC—21T为例) 。
有关参数说明:#1 代表螺纹大径;#2 代表牙顶间隙;#3 代表螺纹螺距;#4 代表螺纹中径;#5 代表螺纹小径;#6代表牙型半角对应的弧度值;#7 代表牙槽底宽;#8 代表螺纹理论牙型高度;#9 代表实际牙型高度;#10 代表螺纹刀刀头宽度;#11 代表每层切削量;#12 代表横向进刀次数。
4 梯形螺纹的加工注意事项
梯形螺纹的加工要注意以下问题: (1) 加工时, 最好采用“一夹一顶”方式, 以保证尺寸精度和表面粗糙度及加工安全; (2) 加工梯形螺纹时, 必须设置合适的螺纹导入量和螺纹导出量; (3) 因加工过程中车刀挤压会使螺纹大径尺寸加大, 因此, 车削梯形螺纹前, 应把底圆直径加工成应比螺纹大径小0.2mm; (4) 每一刀的切削深度不能过大, 否则容易崩刃。
5 结语
宏程序的使用在一定程度上解决了梯形螺纹难以在数控车床上加工的问题, 虽然编程繁琐, 但结果却一劳永逸, 不仅提高了生产效率, 而且使该类零件能高效、稳定地加工。宏程序编程不仅适应于梯形螺纹在数控车床上的加工, 还适应于这一类所有零件的加工, 其在数控机床加工中具有重要的影响作用。
参考文献
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