孫亞

摘要：在平常零件加工中，經(jīng)常需要對一些典型方程曲線輪廓進行加工，如橢圓、拋物線、漸開線、擺線、球面等。關于這些輪廓曲線的加工，一般的數(shù)控機床并無此曲線的插補功能（數(shù)控車球面除外），要通過普通的手工編程完成這些輪廓的加工又幾乎是不可能完成的。但我們通過宏程序編程就可以很好的實現(xiàn)普通編程難以實現(xiàn)的要求，而且宏程序編程具有應用靈活，形式自由，加工程序簡單易懂的特點，因此宏程序在實際生產(chǎn)實踐中有著較為廣泛的應用。

關鍵詞：數(shù)控加工；宏程序；球面

宏程序在現(xiàn)在或者以后的數(shù)控加工中都能用到，而且在加工有規(guī)律的工件時無論是加工速度還是加工精度都比自動編程來得好，手工編程是基本功，任何時候都是必須掌握的。不能落在一邊，要利用起來，不能單純的依賴自動編程，現(xiàn)在的全國數(shù)控大賽只允許手工編程，而且國外的一些數(shù)控相關的考試都是采用手工編程，不允許使用CAD/ CAM 軟件進行編程，而且宏程序又是手工編程中最精華的東西，可見宏程序的重要性。

因此本課題主要目的是在SIEMENS數(shù)控機床上探討和研究宏程序到底有什么功能，一方面比較一下宏程序和自動編程之間的優(yōu)異性，另一方面也比較一下SIEMENS宏程序和Mastercam編程法拉克機床編程之間的區(qū)別，其最終任務是用宏程序編寫出圓球或者橢圓球體，并在機床上加工出來。

1.外球面的粗加工分析

外球面在粗加工時為了加快切削效率，可以采用平底立銑刀，下刀后采用自上而下以等高的方式逐層去除余量，然后用GO2走刀（順時針走圓），在每層加工時如果被去除的部分的寬度大余刀具半徑即R11≥0，則還需要進行G02走刀。具體外球面粗加工走刀過程如圖1所示。具體外球面的粗加工流程圖如圖4。

2外球面粗加工子程序示例

L1001 子程序名

R1 = A； A—外球面的圓弧半徑；

R2 = B； B—平底立銑刀半徑；

R3 = C； C—外球面起始角度；

R4 = I； I—球面終止角度；

R17 = Q； Q—Z坐標每次遞減量；

R24 = X； X—球心在工件坐標系中X坐標；

R25 = Y； Y—球心在工件坐標系中Y坐標；

R26 = Z； Z—球心在工件坐標系中Z坐標；

TRANS X=R24 Y=R25 Z=R26； 在球心建立局部坐標系；

G01 X0 Y0 Z=（R1+30）； 定位至球面中心上方安全高度；

R5=R1*COS（R4）； 終止高度上接觸點的X坐標值；

R6=1.6*R2； 步距設為刀具半徑的百分之八十；

R8=R1*SIN（R3）； 任意高度上刀尖Z坐標值設為設為自變量；

R9=R1*SIN（R4）； 終止高度上刀尖Z坐標值；

KK1：X=（R5+R2+1）Y=0； 每層快速移動到毛坯外側；

Z=（R8+1）； 直線下降到R8+1處；

R18=R8-R17； 當前加工深度對應的Z坐標；

G01 Z=R18 F150； 直線下降到當前加工深度；

R7=SQRT（R1*R1-R18*R18）； 任意高度上刀具與接觸點的X坐標值；

R10=R5-R7； 任意高度上被去除部分的高度；

R11=TRUNC（R10/R6）； 每層被去除寬度除以步距并上取整；

KK2：R12=R7+R11*R6+R2； 刀具中心在X方向上移動的X坐標目標值；

G01 X=R12 Y0 F1000； 以直線切割移動到第一目標值；

G02 I=-R12； 順時針方向取整圓；

R11=R11-1； 自變量R11依次遞減1；

IF R11 >= 0 GOTOB KK2； 如果R11≥0即還未走到最后一層，循環(huán)2繼續(xù)；

G01 Z=（R1+30）； Z方向提刀到安全高度；

R8=R8-R17； Z坐標R8遞減R17；

IF R8>R9 GOTOB KK1； 如果R8>R9，循環(huán)1繼續(xù)；

G01 Z=（R1+30）； 提刀到安全高度；

TRANS； 局部坐標系取消；

RET。 R參數(shù)子程序結束，返回上一級程序。

3 結語

我們在加工圓球和橢球過程中，我們明顯的感覺到宏程序編程的優(yōu)點，比如，它的程序語言比較簡短，程序的適用性比較廣。對于不同尺寸的橢球和橢圓，我們只要修改其參數(shù)，就能很快的加工出來。所以說，那些結構相同或相似并且按一定規(guī)律分布的工件，使用宏程序通過指令調(diào)用通用程序，加工時只要給參數(shù)賦實際值即可，不需要逐一編程，使得調(diào)用加工時更加方便、快捷、省時，在實際生產(chǎn)中有很大的應用空間。關于零件加工的表面質量問題，如果我們能夠減小每次切削余量，工件的表面質量將會更好。

參考文獻：

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