子程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用技巧

1、子程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用技巧一、引言   在一個(gè)加工程序中的若干位置，如果包含有一連串在寫法上完全相同或相似的內(nèi)容，為了簡(jiǎn)化程序，可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)列出，并按一定的格式編寫成子程序。主程序在執(zhí)行過(guò)程中如果需要某一子程序，可以通過(guò)調(diào)用指令來(lái)調(diào)用該程序，子程序執(zhí)行后又可以返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。子程序在數(shù)控編程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。合理、正確應(yīng)用子程序功能，為編寫和修改加工程序帶來(lái)很大方便，能大大提高工作效率。下面介紹子程序的應(yīng)用原則。(1)零件上有若干處相同的輪廓形狀。在這種情況下只編寫一個(gè)子程序，然后用主程序調(diào)用該子程序就可以了。(2)加工中反復(fù)出現(xiàn)有相同軌跡的

2、走刀路線。被加工的零件需要刀具在某一區(qū)域內(nèi)分層或分行反復(fù)走刀，走刀軌跡總是出現(xiàn)某一特定的形狀，采用子程序比較方便，此時(shí)通常要以增量方式編程。(3)程序的內(nèi)容具有相對(duì)的獨(dú)立性。在加工較復(fù)雜的零件時(shí)，往往包含許多獨(dú)立的工序，有時(shí)工序之間的調(diào)整也是容許的，為了優(yōu)化加工順序，把每一個(gè)的工序編成一個(gè)獨(dú)立子程序，主程序中只需加入換刀和調(diào)用子程序等指令即可。二、子程序的應(yīng)用實(shí)例與技巧1.分層切深零件外輪廓    示例：用直徑為20mm的立銑刀，加工圖1所示零件。要求每次最大切削深度不超過(guò)10mm。     分析：零件在Z向厚度為40mm，

3、根據(jù)要求，如果每次切削的深度為10mm，則需通過(guò)4次切深完成，在這四次循環(huán)切深過(guò)程中，刀具在XY平面上的運(yùn)動(dòng)軌跡是完全一樣的。故只要把刀具在XY平面上的運(yùn)動(dòng)軌跡編寫成子程序，主程序四次調(diào)用該子程序就可以了。參考程序及說(shuō)明如表1所示。圖1 零件之一表1 零件1的參考加工程序2.分層切深加工槽     示例：用直徑為8mm的立銑刀，加工長(zhǎng)方形槽，刀心軌跡如圖2所示，槽深6mm，要求每次切削的深度不超過(guò)2mm。    分析：將刀心軌跡A-B-C-D-A編成子程序，主程序三次調(diào)用子程序，使槽深逐次增加，此時(shí)通常采用增量方式編程比較方

4、便，參考加工程序如表2所示。圖2 零件之二表2 零件2參考加工程序如3.分行切寬粗加工型腔   示例：用直徑為8mm的立銑刀，粗銑如圖3所示的型腔。     分析：(1)確定工藝路線 如圖4a所示刀心軌跡A-B-C-D-E-F-G作為一個(gè)循環(huán)單元，反復(fù)循環(huán)多次；(2)計(jì)算刀心軌跡坐標(biāo)、循環(huán)次數(shù)及步進(jìn)量如圖4b所示。設(shè)循環(huán)次數(shù)為n，Y 方向的步進(jìn)距為y，步進(jìn)方向槽寬為B，刀具直徑為d，則各參數(shù)關(guān)系如下：循環(huán)1次，銑出槽寬y+d；循環(huán)2次，銑出槽寬3y+d；循環(huán)3次，銑出槽寬5y+d；循環(huán)n次，銑出槽寬B=(2n-1)y+d。根據(jù)圖樣要求

5、，將B =50、d =8代入B=(2n-1)y+d，取n=4，得Y6，刀心軌跡有1mm重疊，方案可行。相關(guān)參考程序如表3所示。圖3 零件之三表3 零件3的參考加工程序4.加工多工序零件    示例：用直徑為5mm的立銑刀，加工圖5所示的零件，方槽的深度為6mm，圓槽的深度為4mm，要求每次切削的深度不超過(guò)2mm，試用子程序編程。     分析：將兩工序的加工軌跡編成子程序，然后用主程序分別調(diào)用，參考程序如表4所示。javascript:resizepic(this) border=0>圖4 刀心軌跡圖5 零件之四表4

6、零件4的參考加工程序三、結(jié)束語(yǔ)   本文通過(guò)幾個(gè)典型的實(shí)例，從而詳細(xì)、全面地介紹了FANUC系統(tǒng)中子程序的應(yīng)用技巧，提高了編制程序的效率，簡(jiǎn)化了加工程序。目前，小內(nèi)存的數(shù)控機(jī)床仍然是我國(guó)在用機(jī)床的主流，如何使加工程序變得簡(jiǎn)潔，對(duì)現(xiàn)實(shí)加工來(lái)說(shuō)，有著很重要的實(shí)際意義。本文作者通過(guò)實(shí)例介紹了數(shù)控銑削加工編程中常用的子程序、宏程序、代碼段調(diào)用及主軸復(fù)合擺動(dòng)的五軸數(shù)控機(jī)床的刀具平面轉(zhuǎn)換的應(yīng)用等方面的內(nèi)容，希望能為從事數(shù)控加工與編程的讀者提供借鑒。 一、前言 數(shù)控編程作為數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)之一，其程序的編制效率和質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率。尤其是隨著數(shù)控加工不斷朝高

7、速、精密方向的發(fā)展，提高數(shù)控程序的編制質(zhì)量和效率對(duì)于提高制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的意義。隨著CAD/CAM軟件的不斷普及應(yīng)用，數(shù)控編程的模式逐漸由自動(dòng)編程取代手工編程。但CAM軟件編程和手工編程有著各自的特長(zhǎng)，且現(xiàn)有的CAM軟件不能滿足所有數(shù)控系統(tǒng)的特殊功能，充分結(jié)合兩種編程模式，對(duì)于提高編程的效率和質(zhì)量有著重要的意義。由于歷史的原因，國(guó)內(nèi)企業(yè)普通數(shù)控機(jī)床和高精密數(shù)控機(jī)床并存的局面將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)于傳統(tǒng)的普通數(shù)控機(jī)床，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速切削加工，采用高速切削加工的編程策略難以發(fā)揮普通數(shù)控機(jī)床的加工效率，且傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床普遍內(nèi)存容量有限，因此合理有效地利用傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的特性，結(jié)合CAM軟件自動(dòng)編程和手

8、工編程兩種方式，編制簡(jiǎn)潔合理的小容量數(shù)控程序，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 二、子程序及宏程序應(yīng)用 在實(shí)際數(shù)控加工編程中，充分利用CAM軟件的功能，配合手工編程，如宏程序的應(yīng)用、代碼段及子程序的調(diào)用等，可以充分提高數(shù)控編程的效率。 1.用戶子程序應(yīng)用實(shí)例 實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)同一產(chǎn)品的多個(gè)相同加工特征的情況，以CAM軟件編程或手工編程時(shí)，如能充分利用子程序功能，既可減少建模的工作量，也可提高程序的簡(jiǎn)潔性，降低程序的錯(cuò)誤率。在多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中，子程序調(diào)用都有專門的指令，如在FANUC系統(tǒng)中有M98/M99，在DeckelMaho系統(tǒng)中有G14或G22等。如圖1所示的分別是輪廓深度銑削循環(huán)、矩形陣列銑削循環(huán)、圓

9、形旋轉(zhuǎn)陣列銑削循環(huán)等三種不同的典型銑削循環(huán)。圖2則是基于FANUC系統(tǒng)的相應(yīng)的子程序調(diào)用代碼，其中O8001為深度銑削循環(huán)子程序調(diào)用代碼、 O8002為矩形陣列程序代碼、O8003為圓形旋轉(zhuǎn)陣列的循環(huán)銑削子程序調(diào)用代碼。a)深度銑削循環(huán)b)矩形陣列銑削循環(huán) c)圓形陣列銑削循環(huán) 圖1 典型銑削循環(huán)示意圖a)深度銑削循環(huán)調(diào)用合理地利用子程序、宏程序和代碼段進(jìn)行手工編程，對(duì)于數(shù)控加工程序的簡(jiǎn)化，作用是十分明顯的，通過(guò)我們的實(shí)例，大家對(duì)其產(chǎn)生的顯著效果有了感性的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)實(shí)的加工中，有相同或相似特征的零件很多，如果大家在從事加工或編程的過(guò)程中能合理的利用這些技術(shù)，定能起到事半功倍的效果。3 華麗娟，徐

10、朔. 數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)改革探索. 職教論壇J. 2005,(3). 4 馬雪峰. 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐J. 黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)2002年學(xué)術(shù)年會(huì)交流論文集. 2002 年.b)矩形陣列子程序調(diào)用c)圓形陣列子程序調(diào)用 圖2 相應(yīng)子程序循環(huán)調(diào)用示意圖在數(shù)控機(jī)床上巧用子程序加工網(wǎng)式點(diǎn)陣孔群(一)數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟，數(shù)控編程一般又分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程主要用于對(duì)一些加工形狀簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、程序不多的零件，因此，在點(diǎn)位加工或直線與圓弧組成的輪廓加工中主要采用手工編程加工。而對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面組成的零件多采用自動(dòng)編程。加工中

11、心上經(jīng)常需要加工一些多孔類零件，尤其是孔數(shù)比較多而且每個(gè)孔須經(jīng)過(guò)幾道工藝加工方可完成的零什，例如在板類零件上進(jìn)行點(diǎn)陣群孔的加工。SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)中具有線性孔和環(huán)形孔的固定循環(huán)加工指令，而在FANUC和華中世紀(jì)星等一些老的數(shù)控系統(tǒng)上沒(méi)有線性孔和環(huán)形孔固定循環(huán)加工指令，要進(jìn)行點(diǎn)陣群孔的加工則必須沒(méi)汁一套用戶宏程序。而宏程序和宏指令是一個(gè)比較難以理解的概念和指令，所以在編程中大多數(shù)人還不會(huì)或不愿使用宏程序。同時(shí)受客觀條件的限制，自動(dòng)編程(計(jì)算機(jī)編程)在目前還未被普及。因此，存編制多孔類零件加工程序時(shí)，如果按常規(guī)編程，需要計(jì)算每個(gè)結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值，不但計(jì)算量大，編群速度慢，程序冗長(zhǎng)，且極容易出錯(cuò)。假

12、如我們能靈活應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)中的輔助編程功能來(lái)編程，則會(huì)使群孔加工的編程變得簡(jiǎn)單、清晰明了、程序編制時(shí)間也短。下面是一種巧用子程序和鉆孔固定循環(huán)進(jìn)行網(wǎng)式點(diǎn)陣孔群加工的編程舉例。例：在VMC750E華中世紀(jì)星HNC-21M加工中心上，在一厚度為12mm的工件上加工100個(gè)6mm線性矩陣排列孔(如圖1所示)，設(shè)刀具起點(diǎn)為(12，0，80)。工藝分析如下：1.刀具與合理的切削用量(詳見(jiàn)附表)  2.程序設(shè)計(jì)(1)加工路線如圖2所示 (2)加工程序0086； 主程序號(hào)N02 T1 M06； T1為A2.5中心鉆N04 G90 G54 GOO X12 Y0 M03 S1200；

13、 刀具怏速移到起刀點(diǎn)N06 G43 H01 Z30 M07； 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，打丌切削液N08 M98 P6000 F60 Z5 L5； 調(diào)用鉆孔子程序5次N10 C49 G80 G90 G00 Z80 M09； 取消長(zhǎng)度補(bǔ)償和固定循環(huán)N12 T2 M06； T2為6麻花鉆N14 G90 G54 G00 X12 Y0 S600 M03； 刀具快速移到起刀點(diǎn)N16 G43 H02 MZ30 M08； 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，打開切削液N18 M98 P6000 F120 Z16 L5； 調(diào)用鉆孔子程序5次N20 G49 G80 G90 G00 Z80 M09； 取消長(zhǎng)度補(bǔ)償和固定循環(huán)N22 T3 M06； T3為45º倒角刀N24 G90 G54 G00 X12 Y0 S600 M03； 刀具快速移到起刀點(diǎn)N26 M98 P6000 F50 P1 Z0.3 L5； 調(diào)用鉆孔子程序5次N28 G49 G80 G90 G00 Z80 M09； 取消K度補(bǔ)償和固定循環(huán)N30 G00 X-100 Y0 M05； 主軸停止N32 M30； 程序結(jié)束并返回程序起始段6000； 程序序號(hào)N10 G99 G81 G91 Y12 G90 Z- #25 R3 F150 P#15；調(diào)用固定循環(huán)(1)孔N15 G91 X12 Y0 L9； 在(2)(10)孔位上鉆孔N20 X0 Y12； 在(11)孔位上鉆