候俊　黃曉萍

摘要：宏指令在數(shù)控加工中的應(yīng)用越發(fā)廣泛，以FANUCoiTC和SIEMENS802D系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)單介紹拋物線的粗精加工的兩種方法

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；拋物線；兩種系統(tǒng)；宏程序；粗精加工

1.宏程序的功能

數(shù)控車床手工編程遇到曲線圓弧連接時(shí)大多都需要手工算出節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值，手工計(jì)算的工作量較大，也易出錯(cuò)。宏程序可以使程序簡(jiǎn)化，借助宏程序的特點(diǎn)，方便地實(shí)現(xiàn)循環(huán)程序設(shè)計(jì)。且該程序能應(yīng)用于同類型圖形的零件，通用性、靈活性強(qiáng)。

2.加工實(shí)例

2.1分析圖紙

已知拋物線方程是Z= ?X2/20，拋物線的原點(diǎn)為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，在零件右端面回轉(zhuǎn)中心上，可以采用線段逼近的方式進(jìn)行程序的編制。

2.2 利用FANUC中G73循環(huán)或SIEMENS中的CYCLE95循環(huán)結(jié)合宏程序?qū)υ摿慵M(jìn)行粗、精加工

數(shù)控車床加工材料為圓柱棒料，材料為45#，由于切削余量較大，不能進(jìn)行一次走刀完成加工，故利用輪廓仿形粗車復(fù)合循環(huán)指令G73或CYCLE95循環(huán)與宏指令程序相結(jié)合的方式來(lái)加工，把拋物線的輪廓宏程序作為精車輪廓，編寫在粗車循環(huán)內(nèi)加工進(jìn)行線段逼近的車削方法。選用35°精加工車刀進(jìn)行粗精加工，從而避免刀具后角對(duì)已加工表面的干涉。

（1）加工分析，如圖所示，毛坯為Ф62mm，材料為45#鋼棒，根據(jù)方程Z=?X2/20，以X為自變量，Z坐標(biāo)為變量，用任意一點(diǎn)X的值來(lái)表示Z的值，當(dāng)X每增加一個(gè)ΔX，取一個(gè)0.5。用局部變量#1，#2，#3來(lái)編程，#1為拋物線上任一點(diǎn)X的坐標(biāo)，且初始為工件原點(diǎn)0，#2為拋物線實(shí)際終點(diǎn)的X坐標(biāo)，為60/2=30，#3為Z坐標(biāo)，#3= -#1*#1/20，該圖中可知拋物線原點(diǎn)與工件原點(diǎn)重合，故無(wú)須偏移坐標(biāo)系。利用條件跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句[IF…GOTO]和直線插補(bǔ)G01，每走一刀將X值增加一個(gè)ΔX，直到X等于30，加工結(jié)束。

（2）FANUC程序

O1111；

M03S800T0101；

G00X62Z2M08；

G73U30W0.1R6；（粗車，圖1-2）

G73P10Q30U0.5W0.1F0.1；

N10G42G00X0；，

G01Z0；

#1=0；

#2=30；

N20#3= ?#1*#1/20；

G01X[#1*2]Z[#3]；

#1=#1+0.5；

IF[#1LE#3]GOTO20；

G01Z?60；

X60；

N30G40G00X62；

G70P10Q30S1200F0.08；

M30；

（3）SIEMENS程序

根據(jù)方程Z=?X2/20，以R1為Z的自變量，R2為終點(diǎn)Z值，R3為X變量值，R4定義為Z向步距0.3。

AA01.MPF

M03S600T1D1F0.2

G00X62Z2

CYCLE95（AA02，……）

……

AA02.SPF

R1=0

R2=45

R4=0.3

G42G00X0

G01Z0F0.1

MA1：R3=SQRT（R1*20）

G01X=2*R3Z=R1+R4F0.1

R1=R1+0.3

IF R1<=R2 GOTOB MA1

M17

2.3 單獨(dú)宏程序進(jìn)行精加工

由于使用G73指令加工時(shí)，空切路徑比較多，為提高加工效率，下面利用[WHILE…DO]語(yǔ)句和[IF…THEN]語(yǔ)句編寫粗精加工程序，在粗加工中，#1為X坐標(biāo)的自變量，初始值為60/2，終點(diǎn)坐標(biāo)為0，ΔX為X方向步距值，設(shè)為1.5，#2為計(jì)算的Z變量，按照拋物線的方程，#2=#1*#1/30，。利用循環(huán)語(yǔ)句和G1直線插補(bǔ)指令，每走一刀X減小1.5mm，退刀1mm，Z方向留0.5mm的精加工余量，直到X=0，完成拋物線的粗加工，加工過(guò)程如同G71循環(huán)加工類型。

在精加工時(shí)，#5為X自變量，初始值為0，終點(diǎn)坐標(biāo)為拋物線的最大值30，#6為計(jì)算的Z變量，如#2，利用循環(huán)語(yǔ)句和G01直線插補(bǔ)，使X（#5）每增加一個(gè)步距值ΔX（0.1mm）直到X終點(diǎn)坐標(biāo)30，完成拋物線的精加工，如同G70精加工類型。

（1）FANUC程序

O1112；（粗車）

M03S800T0101；

G00X62Z2M08；

#1=30；

WHILE[#1GT0]DO1；

#1=#1-1.5；

IF[#1LT0]THEN#1=0；

#2=[#1*#1/30]；

G01X[2*#1]F0.1；

G01Z[?#2+0.5]；

G01U1；

G0Z2；

END1；

N20；（精車）

M03S1200T0101；

G00X0Z2M08；

#5=0；

WHILE[#5LE30]DO2；

#6=[#5*#5/30]；

G01G42X[2*#5]z[?#6]；

#5=#5+0.1；

END2；

M30；

（2）SIEMENS程序

將AA02改為主程序，

AA03.MPF

M03S800T1D1F0.2

G00X0Z5

G01Z0

R1=0

R2=45

R4=0.3

G42G00X0

G01Z0F0.1

MA1：R3=SQRT（R1*20）

G01X=2*R3 Z=R1+R4 F0.1

R1=R1+0.01

IF R1<=R2 GOTOB MA1

……

3.技術(shù)探討

對(duì)于FANUC系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，兩種加工方法的比較，第一種方法編程步驟少，但G73加工時(shí)空刀路徑比較多，加工時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率不高。第二種方法有效的提高效率，避免了G73加工時(shí)的空刀現(xiàn)象，大大縮短了加工時(shí)間，不足的是編程步驟比較多。而對(duì)于SIEMENS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)方法簡(jiǎn)單直接，也便于初學(xué)者能更快的掌握，這類方法在橢圓，雙曲線等非圓方程的曲線加工上也能適用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李峰.高級(jí)數(shù)控宏程序教程.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2010.3

[2]顧雪艷.數(shù)控加工編程操作技巧與禁忌.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2007