陽 濤
(達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系,達(dá)州 635001)
在零件的數(shù)控加工過程中,常常會出現(xiàn)一些幾何形狀完全相同的加工軌跡,在編制的程序中,也出現(xiàn)固定順序和重復(fù)模式的程序段。為了簡化程序,常把這些在程序執(zhí)行時重復(fù)使用的程序段寫成獨立程序,在適當(dāng)?shù)臅r候利用指令直接調(diào)用,這樣的程序就是子程序。子程序編程是計算機(jī)程序設(shè)計的基本功能,現(xiàn)代CNC系統(tǒng)一般都提供調(diào)用子程序功能,這一功能為用戶編制相似或相近加工工藝帶來了極大的方便。下面以華中數(shù)控系統(tǒng)為例,說明子程序在數(shù)控車削中的應(yīng)用。
子程序的格式與主程序相似。子程序的開始是O地址指定的子程序號,子程序的結(jié)尾用M99指令結(jié)束子程序的調(diào)用,返回主程序。具體指令如下:
O××××(子程序號)
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M99 (子程序結(jié)束)
子程序是由主程序或上層子程序調(diào)用并執(zhí)行的,調(diào)用子程序的指令為一程序段,華中數(shù)控系統(tǒng)調(diào)用子程序指令如下:
M98 P×××× L××××
其中,M98為調(diào)用子程序指令字;P后接的4位數(shù)字表示調(diào)用的子程序號;L后接的4位數(shù)字表示調(diào)用次數(shù),省略時為調(diào)用一次,不足4位時其他位用零代替或不寫。
某零件的外形尺寸如圖1所示,對其進(jìn)行切斷編程,切斷刀寬度4mm。每個零件車削完成后,一般都要求切斷,如果用切斷刀直接切到工件的中心,則很容易將刀具夾斷,因此一般情況下采用多次往復(fù)切深的方式切斷??梢圆捎妹看吻猩?mm(半徑值)之后退刀回原位,然后-Z方向進(jìn)給3mm(進(jìn)給量小于刀具寬度),再切深3mm之后退刀,最后+Z方向進(jìn)給3mm,退回到原位,以此類推,經(jīng)過多次循環(huán)切削,將工件切斷。
如果采用常規(guī)方式編程,則編程量太大,故采用子程序編程。而采用絕對坐標(biāo)編程,則不管調(diào)用多少次子程序都只能切深3mm,不可能切斷工件,所以采用增量坐標(biāo)編程。為了使每次切深相同,可以選擇切斷起始位置的X坐標(biāo)比工件的直徑大2mm,則第一次切深及退刀的增量坐標(biāo)(直徑值)為3×2+2=8,第二次切深后的退刀量為2mm(保證刀具的刀位點比剛切的工件直徑大2mm)。由于總共切深是30mm(半徑值),每次切深3mm,則子程序調(diào)用次數(shù)為30÷3=10次。子程序切削示意圖如圖2所示。
圖1 待切斷的零件
圖2 子程序切削示意圖
子程序切削的編程如下(省略外圓車削程序段):
O1111
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T0202
M03S250
G00X62Z-89M08
M98P0002L10
G00X100M09
Z100
M05
M30
O0002
G01U-8F30
U8
W-3
U-8
U2
W3
M99
某零件總共有6個槽,如圖3所示,對其進(jìn)行加工,切斷刀寬度4mm。如果按照常規(guī)方法編程,工作量太大。考慮到相鄰兩槽之間的間隔都為14mm,只需要編制切第一個槽的子程序,注意子程序要用增量坐標(biāo)編程,調(diào)用6次就可以完成切槽加工。
圖3 切槽加工
編程如下:
O0001
T0202
M03S200
G00X32Z0M08
M98P0002L6
G00X100Z100M09
M05
M30
O0002
G01W-14F100
U-12F30
G04P2
G00U12
M99
某手柄零件的外形尺寸如圖4所示,對其進(jìn)行粗精加工,毛坯為直徑55mm的圓鋼棒料,切點坐標(biāo)分別為 A(17.143,-4.849)、B(25.163,-79.699)、C(23.111,-128.779)。
這個零件可以采用內(nèi)外徑粗車復(fù)合循環(huán)指令G71和精車循環(huán)指令加工,但換一種思路,用子程序的方法也可以加工,只是每次走刀路線都是與精加工輪廓相似的軌跡,空行程較多。從棒料加工成手柄需要多次切削,為了保證每一次切深都切到工件并用到同一個子程序,X方向必須采用增量坐標(biāo)U,Z方向仍然采用絕對坐標(biāo)Z。為了保證加工精度,粗車和精車采用不同的子程序,粗車車刀采用T0101,精車車刀采用T0202。循環(huán)起點為P(55,5),粗車時主軸轉(zhuǎn)速600r/min,進(jìn)給速度150mm/min,背吃刀量3mm(直徑值),精車時主軸轉(zhuǎn)速1000r/min,進(jìn)給速度80mm/min,背吃刀量1mm(直徑值)。因此,粗車子程序調(diào)用次數(shù)為棒料直徑減去精車余量之差再除以粗車的背吃刀量,即(55-1)÷3=18次。
圖4 手柄零件粗精加工
編程如下:
O1111(主程序)
T0101
M03 S600
G00 X55 Z5 M08
M98 P2222 L18
G00 X100 Z100
T0202S1000
G00X1Z5
Z0F100
M98P3333
G00X100Z100M09
M05
M30
O2222(粗車子程序)
G01 U-3 F150
Z0
G03 U17.143 Z-4.849 R20
G03 U8.020 Z-79.699 R80
G02 U-2.052 Z-128.779 R50
G03 U16.889 Z-140
G01 Z-160.0;
U10
Z-170
U5
G00 Z5
U-55
M99
O3333(精車子程序)
G01 U-1 F80
Z0
G03 U17.143 Z-4.849 R20
G03 U8.020 Z-79.699 R80
G02 U-2.052 Z-128.779 R50
G03 U16.889 Z-140
G01 Z-160.0;
U10
Z-170
U5
G00 Z5
U-55
M99
以上數(shù)控車削中子程序的應(yīng)用,使編程人員的勞動強(qiáng)度大大降低,因此數(shù)控車削加工時,人們應(yīng)盡量采用子程序編程。值得注意的是,為了能夠在子程序循環(huán)中不斷地吃刀,子程序一定要采用增量坐標(biāo)編程,否則就會出錯。