畢業(yè)論文---數(shù)控刀具路徑優(yōu)化的研究及應(yīng)用

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著我國(guó)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的普及、從事數(shù)控加工的人員不斷增加，數(shù)控加工越來(lái)越受到人們的重視。數(shù)控程序編制的效率和質(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，它既是數(shù)控技術(shù)的重要組成部分，也是數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。在我國(guó)，有相當(dāng)多數(shù)控（包括加工中心）應(yīng)用在模具行業(yè)，大部分模具廠都應(yīng)用CAD/CAM軟件，手工編程

2、、宏程序應(yīng)用的空間日趨縮小，究其原因就是大家對(duì)手工編程不重視，對(duì)宏程序不熟悉。其實(shí)手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)，宏程序是手工編程的高級(jí)形式，是手工編程的精髓，也是手工編程的最大亮點(diǎn)和最后堡壘。同時(shí)編制簡(jiǎn)潔合理的數(shù)控宏程序，有著非常重大的現(xiàn)實(shí)意義，既能鍛煉從業(yè)人員的編程能力，又能解決自動(dòng)編程在生產(chǎn)實(shí)際工作中存在的不足。</p><p>　　關(guān)鍵詞：宏程序 刀具路徑 加工精度</p><p&g

3、t;<b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of modern manufacturing technology in our country , the wide usage of CNC machine tools and increasing number of workers engaging in this , more

4、and more attention has been put on the NC process . the precision of the process and production effction largely depend on the effection and quality of the CNC programming procedure , which is the important part of NC t

5、echnology and one of the key NC process technologies . There are so many NC millings (including machining center )</p><p>　　Keyword：Macro Tool path Precision</p><p><b>　　目錄</b>&

6、lt;/p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1課題來(lái)源1</b></p><p>　　1.2研究目的和意義1</p><p>　　第二章 數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)原理4</p><p><b>　　2.1插補(bǔ)定義4</

7、b></p><p>　　2.2插補(bǔ)算法的種類(lèi)4</p><p>　　2.2.1直線插補(bǔ)5</p><p>　　2.2.2圓弧插補(bǔ)6</p><p>　　第三章 數(shù)控宏程序車(chē)銑零件加工實(shí)例8</p><p>　　3.1 數(shù)控車(chē)床的宏程序編程8</p><p>　　3.1.1 數(shù)控

8、車(chē)床宏程序編程技巧8</p><p>　　3.1.2 用宏程序和R參數(shù)編程實(shí)現(xiàn)規(guī)格不同的軸加工8</p><p>　　3.1.3 用宏程序和R參數(shù)編程實(shí)現(xiàn)螺紋的粗、精加工11</p><p>　　3.1.4 拋物線類(lèi)零件用宏程序和R參數(shù)編程13</p><p>　　3.2 數(shù)控銑床的宏程序編程16</p><p&

9、gt;　　3.2.1 數(shù)控銑床宏程序編程技巧16</p><p>　　3.2.2 孔系類(lèi)零件宏程序編程實(shí)例17</p><p>　　3.2.3 外輪廓側(cè)面銑削宏程序編程實(shí)例19</p><p>　　3.2.4 凹槽類(lèi)零件側(cè)面銑削宏程序編程實(shí)例23</p><p>　　第四章 宏指令編程與刀具路徑優(yōu)化27</p>&

10、lt;p>　　4.1橢圓形的半球曲面27</p><p>　　4.2 加工橢圓宏程序應(yīng)用28</p><p>　　4.2.1橢圓宏程序編程方法一28</p><p>　　4.2.2橢圓宏程序編程方法二29</p><p>　　4.3 加工球體的宏程序應(yīng)用30</p><p>　　4.4誤差分析31&l

11、t;/p><p><b>　　心得體會(huì)33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　致 謝35</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b&g

12、t;　　1.1課題來(lái)源</b></p><p>　　宏程序邏輯緊密，結(jié)構(gòu)緊湊，功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)模塊化，參數(shù)化，智能化編程。數(shù)控系統(tǒng)通常提供用戶(hù)的基本加工指令只有直線與圓弧插補(bǔ)，對(duì)于非圓二次曲線的加工程序編制，往往需要宏指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。宏程序?qū)崿F(xiàn)非圓二次曲線輪廓加工的基本方式是以直線或圓弧逼近曲線，而逼近的精度直接影響到零件的加工精度，因此宏程序中刀具路徑算法優(yōu)化具有非常重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。本課題從

13、工廠生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，結(jié)合具體零件特征，采用切片法實(shí)現(xiàn)數(shù)控宏程序刀具路徑優(yōu)化，提高零件加工精度、表面質(zhì)量及加工效率。切片法采用等間距切片（X層切片、Y層切片、Z層切片）和參數(shù)切片，在實(shí)際加工中具有很強(qiáng)的實(shí)用性。</p><p>　　數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)決定了實(shí)際生產(chǎn)加工的質(zhì)量和效率。而加工時(shí)刀具走刀路徑的規(guī)劃對(duì)工藝規(guī)程的編寫(xiě)和數(shù)控代碼的生成都有重要影響，進(jìn)而實(shí)際影響零件的加工精度、表面粗糙度和加工速度。設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員

14、常常只考慮到工藝路線的選擇，而沒(méi)有考慮或疏忽了刀具路徑的最優(yōu)化，這對(duì)數(shù)控加工的質(zhì)量控制和效率提高都很不利。以非圓二次曲面加工為例，同樣的一個(gè)曲面，安排走刀路徑不同，選擇不同的走刀方式，數(shù)控加工的精度是很不一樣的，如果在生成數(shù)控代碼的過(guò)程中，對(duì)曲面加工的點(diǎn)位進(jìn)行優(yōu)化，就能提高加工精度。因此，數(shù)控加工時(shí)如何通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)控工藝，選擇合理的加工路徑，去減少對(duì)加工質(zhì)量的不好影響進(jìn)而提高生產(chǎn)質(zhì)量是值得研究的。</p><p>

15、　　1.2研究目的和意義</p><p>　　數(shù)控作為數(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)率。尤其是隨著數(shù)控加工不斷朝高速、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(mǎn)足所有數(shù)控系統(tǒng)

16、的特殊功能。因此，充分結(jié)合這兩種編程模式，對(duì)于提高編程的效率和質(zhì)量有著重要的意義。</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)使用的數(shù)控機(jī)床大多是普通數(shù)控機(jī)床和少量的高精密數(shù)控機(jī)床。對(duì)于傳統(tǒng)的普通數(shù)控機(jī)床，存在著內(nèi)存容量有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速切削加工等缺陷；因此，最大限度地發(fā)揮普通數(shù)控機(jī)床的加工效率，編制簡(jiǎn)潔合理的小容量數(shù)控程序，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。</p><p&g

17、t;　　在手工編制數(shù)控機(jī)床程序中，經(jīng)常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那樣存入存儲(chǔ)器，用一個(gè)總指令來(lái)代表它們，使用時(shí)只需給出這個(gè)總指令就能執(zhí)行其。所存入的一系列指令稱(chēng)作用戶(hù)宏功能主體，這個(gè)總指令稱(chēng)作用戶(hù)宏功能指令。</p><p>　　在編程時(shí)，不必記住用戶(hù)宏功能主體所含的具體指令，中要記住用戶(hù)宏功能指令即可。用戶(hù)宏功能的最大特點(diǎn)是在用戶(hù)宏功能主體中能夠使用變量；變量之間還能夠進(jìn)行運(yùn)算； 用戶(hù)宏功能指令可以把

18、值設(shè)定為變量，使用戶(hù)宏功能更具通用性?？梢?jiàn)，用戶(hù)宏功能是提高數(shù)控機(jī)床性能的一種特殊功能。宏功能主體既可由機(jī)床生產(chǎn)廠提供，也可由機(jī)床用戶(hù)自己編制。</p><p>　　宏程序功能和子程序功能。這兩項(xiàng)要用到程序中,則可大大簡(jiǎn)化CAD/CAM生成的程序。從事數(shù)控行業(yè)的人都知道加工一個(gè)二維的非圓曲線，如：橢圓拋物線。是以直線逼近法來(lái)加工的，也就是要取很多的點(diǎn)，這樣才能確保加工的精度(點(diǎn)越多則加工精度越高)。在則若用CAD

19、/CAM的生成的程序，程序段很長(zhǎng)，多的可達(dá)萬(wàn)段(三維更多)。而宏程序以變量的不斷變化對(duì)次進(jìn)行編程，則生成的程序就非常的簡(jiǎn)單。而且在加工形狀相同而尺寸不同的產(chǎn)品時(shí)，只要改變其中的的變量就可以了，而不需要改變整個(gè)程序。另外還有一種程序是子程序，子程序也可以簡(jiǎn)化編程，如同一形狀的分層銑削中用此功能就很大作用。</p><p>　　運(yùn)用宏指令實(shí)現(xiàn)數(shù)控宏程序的編程，解決能用數(shù)學(xué)模型描述的二維曲線曲面輪廓的數(shù)控加工，分析宏程

20、序編程方法及其加工精度對(duì)比分析。提出宏程序刀具運(yùn)動(dòng)軌跡不同算法，分析不同算法的加工精度，采用切片法優(yōu)化刀具路徑，提高加工精度。</p><p>　　用直線逼近等弦長(zhǎng)法編程加工大中型曲線輪廓零件，可在滿(mǎn)足精度的前提下，明顯縮短加工時(shí)間；且加工時(shí)由于每次曲線走刀步長(zhǎng)相等，能使曲線加工點(diǎn)處進(jìn)給速度基本恒定，有利于零件表面質(zhì)量的均勻一致。該算法避免了非線性聯(lián)立方程組的求解，在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中易于實(shí)現(xiàn)。對(duì)于曲率半徑起伏較大、

21、變化很不均勻的曲線，為獲得更好的擬合效果，可在上述用等長(zhǎng)弦線分割曲線的基礎(chǔ)上，用圓弧逼近各小曲線段。為此，準(zhǔn)確地求取逼近圓弧的半徑是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。</p><p>　　另外，由于宏程序基本上包含了所有的加工信息(如所使用刀具的幾何尺寸信息等)，而且非常簡(jiǎn)明、直觀，通過(guò)簡(jiǎn)單地存儲(chǔ)和調(diào)用，就可以很方便地查看當(dāng)時(shí)的加工狀態(tài)，給周期性的生產(chǎn)特別是不定期的間隔式生產(chǎn)帶來(lái)了極大的便利。</p><p&g

22、t;　　通過(guò)上述說(shuō)明應(yīng)用宏程序編程具有編程簡(jiǎn)單、易于開(kāi)發(fā)編制、通用性強(qiáng)、方便靈活等特點(diǎn)。實(shí)際生產(chǎn)中，結(jié)合零件的具體情況，靈活運(yùn)用宏程序，能有效地提高編程效率。這樣不僅可以大大減輕工人的勞動(dòng)，還能提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量，也有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工程序的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和柔化，對(duì)于擴(kuò)展系統(tǒng)功能，提高機(jī)床程序利用率有十分重要的作用。</p><p>　　第二章 數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)原理</p><p>

23、<b>　　2.1插補(bǔ)定義</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)在處理軌跡控制信息時(shí)，一般情況，用戶(hù)編程時(shí)給出了軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)，搖臂鉆床以及軌跡的類(lèi)型(即是直線、圓弧或是其他曲線)，并規(guī)定其走向(如圓弧是順時(shí)針還是逆時(shí)針)，然后由數(shù)控系統(tǒng)在控制過(guò)程中計(jì)算出運(yùn)動(dòng)軌跡的各個(gè)中間點(diǎn)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為插補(bǔ)，即“插入”、“補(bǔ)上”軌跡運(yùn)動(dòng)的中間點(diǎn)。插補(bǔ)結(jié)果輸出運(yùn)動(dòng)軌跡的中間點(diǎn)的坐標(biāo)值，機(jī)床伺服系統(tǒng)根據(jù)此

24、坐標(biāo)值控制各坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，走出預(yù)定軌跡。</p><p><b>　　對(duì)插補(bǔ)計(jì)算的要求：</b></p><p>　　1)對(duì)插補(bǔ)所需要的數(shù)據(jù)最少；</p><p>　　2)插補(bǔ)理論誤差要滿(mǎn)足精度要求；</p><p>　　3)沿插補(bǔ)路線或稱(chēng)插補(bǔ)矢搖臂鉆床量的合成進(jìn)給速度要滿(mǎn)足輪廓表面粗糙度一致性的工藝要求，加工中心也就

25、是進(jìn)給速度變化要在許可范圍內(nèi)；</p><p>　　4)控制聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)的能力強(qiáng)，也就是易實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)控制；</p><p>　　5)插補(bǔ)算法簡(jiǎn)單可靠。</p><p>　　2.2插補(bǔ)算法的種類(lèi)</p><p>　　插補(bǔ)工作可用硬件(插補(bǔ)器)或軟件來(lái)完成，也可由軟硬件結(jié)合一起來(lái)完成。早期的數(shù)控系統(tǒng)(NC)中，插補(bǔ)器是一個(gè)由專(zhuān)門(mén)的硬件接成

26、的數(shù)字電路裝置，這種插補(bǔ)稱(chēng)之為硬件插補(bǔ)，它把每次插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生的指令脈沖輸出到伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。每插補(bǔ)運(yùn)算一次，便發(fā)出一個(gè)脈沖，工作臺(tái)就移動(dòng)一個(gè)基本長(zhǎng)度單位，即脈沖當(dāng)量。它的柔性較小，計(jì)算能力較弱，但其計(jì)算速度快，它采用電壓脈沖作為插補(bǔ)坐標(biāo)增量輸出，加工中心稱(chēng)之為基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)法(也稱(chēng)脈沖增量插補(bǔ)法)，它包括逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法、數(shù)字積分插補(bǔ)法等；隨著計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)的發(fā)展，搖臂鉆床因軟件插補(bǔ)法柔性好，計(jì)算能力強(qiáng)，可以進(jìn)行復(fù)雜輪廓

27、的插補(bǔ)，所以應(yīng)用得越來(lái)越廣。軟件插補(bǔ)法可分成基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)法和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法(Sampled—data)(也稱(chēng)數(shù)字增量插補(bǔ)法)兩類(lèi)?；鶞?zhǔn)脈沖軟件插補(bǔ)法是模擬硬件插補(bǔ)的原理，其插補(bǔ)輸出仍是脈沖；數(shù)字增量插補(bǔ)法，在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算，根據(jù)指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線數(shù)據(jù)段，然后計(jì)算出動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)若干個(gè)插補(bǔ)周期即可完成一個(gè)程序段的插補(bǔ)。插補(bǔ)結(jié)果輸出的是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，依靠二進(jìn)制數(shù)據(jù)控制進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)將軟件插補(bǔ)法&

28、lt;/p><p>　　逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法是插補(bǔ)時(shí)每走一步都要與給定軌跡上的坐標(biāo)值進(jìn)行比較，看實(shí)際加工點(diǎn)在給定軌跡的什么位置，上方還是下方(直線)，外面還是里面(曲線)，從而決定下一步的進(jìn)給方向。其進(jìn)給方向搖臂鉆床總是向著給定軌跡的方向逼近，如果實(shí)際加工點(diǎn)在給定軌跡的上方，下一步進(jìn)給就向給定軌跡的下方逼近；加工中心如果實(shí)際加工點(diǎn)在給定軌跡的里面，下一步進(jìn)給就向給定軌跡的外面逼近。</p><p>

29、　　一般地，逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)過(guò)程有四個(gè)處理節(jié)拍，</p><p>　?。ǎ保┢钆袆e。判別刀具當(dāng)前位置相對(duì)于給定輪廓的偏差狀況；</p><p>　?。ǎ玻┳鴺?biāo)進(jìn)給。根據(jù)偏差狀況，控制相應(yīng)坐標(biāo)軸進(jìn)給一步，使加工點(diǎn)向被加工輪廓靠攏；</p><p>　?。ǎ常┲匦掠?jì)算偏差。刀具進(jìn)給一步后，坐標(biāo)點(diǎn)位置發(fā)生了變化，應(yīng)按偏差計(jì)算公式計(jì)算新位置的偏差值；</p>

30、<p>　?。ǎ矗┙K點(diǎn)判別。若已經(jīng)插補(bǔ)到終點(diǎn)，則返回監(jiān)控，否則重復(fù)以上過(guò)程。</p><p><b>　　2.2.1直線插補(bǔ)</b></p><p>　　圖4-2為第一象限直線，其終點(diǎn)坐標(biāo)為（，），現(xiàn)分析其插補(bǔ)規(guī)律。</p><p>　　刀尖點(diǎn)位置不外乎３種情況：輪廓線上方（點(diǎn)A），輪廓線上（B點(diǎn)），輪廓線下方（點(diǎn)C）。顯然，在點(diǎn)Ａ處

31、，為使刀尖點(diǎn)向輪廓直線靠攏，應(yīng)＋XＸ向走一步；C點(diǎn)處，應(yīng)＋Y向走一步；至于B點(diǎn)，看來(lái)兩個(gè)方向均可以，但考慮匯編編程時(shí)的方便，現(xiàn)規(guī)定往＋X向走一步。</p><p>　　A(X，Y)點(diǎn)處有：</p><p><b>　　, </b></p><p>　　B（X，Y）點(diǎn)處有：</p><p><b>　　, &

32、lt;/b></p><p>　　C（X，Y）點(diǎn)處有：</p><p><b>　　, </b></p><p>　　F＝為原始的偏差計(jì)算公式（X，Y為當(dāng)前插補(bǔ)點(diǎn)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)），F(xiàn)稱(chēng)為偏差，每走一步到達(dá)新位置點(diǎn)，就要計(jì)算相應(yīng)這個(gè)F值。</p><p>　　顯然，F(xiàn)≥0時(shí)，須＋X向走一步；F＜0時(shí)，須＋Y向走一步。為方

33、便匯編編程和提高計(jì)算速度，現(xiàn)對(duì)偏差F的計(jì)算公式加以簡(jiǎn)化：</p><p>　　插補(bǔ)點(diǎn)位于A、B點(diǎn)時(shí)，走完下一步（＋X）：動(dòng)態(tài)坐標(biāo)變?yōu)椋╔＝X＋１，Ｙ＝Y(jié)），新偏差變?yōu)镕＝。這個(gè)公式比</p><p><b>　　F＝計(jì)算要方便。</b></p><p><b>　　2.2.2圓弧插補(bǔ)</b></p><

34、p>　　圖4-4為第一象限逆圓，現(xiàn)分析其插補(bǔ)規(guī)律。</p><p>　　刀尖點(diǎn)位置不外乎３種情況：輪廓線外面（點(diǎn)A），輪廓線上（B點(diǎn)），輪廓線里面（點(diǎn)C）。顯然，在點(diǎn)A處，為使刀尖點(diǎn)向輪廓圓弧靠攏，應(yīng)－X向走一步；C點(diǎn)處，應(yīng)＋Y向走一步；至于B點(diǎn)，看來(lái)兩個(gè)方向均可以，但考慮匯編編程時(shí)的方便，現(xiàn)規(guī)定往－X向走一步。</p><p>　　A（X，Y）點(diǎn)處有：</p><

35、;p><b>　　, </b></p><p>　　B（X，Y）點(diǎn)處有：</p><p><b>　　, </b></p><p>　　C（X，Y）點(diǎn)處有：</p><p><b>　　, </b></p><p>　　原始的偏差計(jì)算公式為

36、：F＝（X，Y為當(dāng)前插補(bǔ)點(diǎn)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)）。</p><p>　　顯然，F(xiàn)＜0時(shí)，須＋Y向走一步；F≥0時(shí)，須－X向走一步。為方便匯編編程和提高計(jì)算速度，對(duì)偏差Ｆ的計(jì)算公式加以簡(jiǎn)化：</p><p>　　插補(bǔ)點(diǎn)位于A、B點(diǎn)時(shí)，走完下一步（－X）：動(dòng)態(tài)坐標(biāo)變?yōu)椋╔＝X－１，Y＝Y(jié)），新偏差變?yōu)?</p><p>　　它比公式F＝計(jì)算要方便很多。</p><

37、;p>　　插補(bǔ)點(diǎn)位于C點(diǎn)時(shí)，走完下一步（＋Y）：動(dòng)態(tài)坐標(biāo)變?yōu)椋╔＝X，Y＝Y(jié)＋1），新偏差變?yōu)椤?lt;/p><p><b>　　走完－X后：</b></p><p>　　偏差計(jì)算公式為，動(dòng)態(tài)坐標(biāo)修正為；</p><p><b>　　走完＋Y后：</b></p><p>　　偏差計(jì)算公式為，動(dòng)態(tài)坐

38、標(biāo)修正為。 </p><p>　　第三章 數(shù)控宏程序車(chē)銑零件加工實(shí)例</p><p>　　3.1 數(shù)控車(chē)床的宏程序編程</p><p>　　3.1.1 數(shù)控車(chē)床宏程序編程技巧</p><p>　　用戶(hù)宏程序功能是數(shù)控加工技術(shù)的重要發(fā)展，將變量、演算式和參數(shù)方程引入加工程序，并允許在加工程序中使用邏輯判斷語(yǔ)句。用了變量和演算式的子程序稱(chēng)為用戶(hù)宏

39、程序（本體），在主程序或上一層用戶(hù)宏程序中呼出用戶(hù)宏程序的語(yǔ)句（程序段）叫做宏程序語(yǔ)句。</p><p>　　3.1.2 用宏程序和R參數(shù)編程實(shí)現(xiàn)規(guī)格不同的軸加工</p><p>　　編程實(shí)例：如圖3-1所示軸。試編寫(xiě)其數(shù)控車(chē)的通用加工程序。</p><p><b>　　圖3-1 </b></p><p>　　1.零件圖

40、的工藝分析</p><p>　　加工圖3-11所示的同族軸時(shí)，由于軸各級(jí)外圓的加工余量不同，有的外圓余量比較大，有的外圓余量比較小，因此需根據(jù)實(shí)際情況分級(jí)分層粗車(chē)去余量，最后再統(tǒng)一進(jìn)行精車(chē)削加工。</p><p><b>　　2. 編寫(xiě)程序</b></p><p>　　西門(mén)子802S數(shù)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)規(guī)格不同的軸加工的用戶(hù)R參數(shù)程序</p&g

41、t;<p><b>　　R參數(shù)含義：</b></p><p>　　R1=A ；A—直徑D1（毛坯外徑）</p><p>　　R2=B ；B—直徑D2（直徑表示）</p><p>　　R3=C ；C—直徑D3（直徑表示）</p><p>　　R4=I ；I—直徑D4（直徑表示）</p&g

42、t;<p>　　R5=J ；J—長(zhǎng)度Z1</p><p>　　R6=K ；K—長(zhǎng)度Z2</p><p>　　R7=D ；D—長(zhǎng)度Z3</p><p>　　R8=E ；E—倒角邊長(zhǎng)（C）</p><p>　　R9=F ；F—刀具起刀點(diǎn)縱向工件坐標(biāo)值</p><p>　　R11=H ；H

43、—刀具起刀點(diǎn)橫向工件坐標(biāo)值</p><p>　　R18=R ；R—背吃刀量（半徑表示）</p><p>　　R19=S ；S—經(jīng)加工余量（直徑表示）</p><p>　　R20=T ；T—粗加工轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　R21=U ；U—精加工轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　R22=V

44、；V—粗加工進(jìn)給量（mm/r）</p><p>　　R23=W ；W—精加工進(jìn)給量（mm/r）</p><p><b>　　主程序如下：</b></p><p>　　XXXXXXXX；主程序名</p><p>　　N10 G18 G99 G97 G71 G95 G90 G54 G40；工藝加工狀態(tài)設(shè)置</p>

45、;<p>　　N20 R1=A R2=B R3=C R7=D R8=E R9=F R11=H R4=I R5=J R6=K</p><p>　　R18=R R19=S R20=T R21=U R22=V R23=W；參數(shù)設(shè)置</p><p>　　N25 L221；調(diào)用實(shí)現(xiàn)規(guī)格不同的軸加工的用戶(hù)R參數(shù)程序</p><p>　　N50 M05；主軸停止&l

46、t;/p><p>　　N60 M02；程序結(jié)束并返回程序開(kāi)頭</p><p><b>　　R參數(shù)程序如下：</b></p><p>　　L221.SPF；R參數(shù)程序名</p><p>　　N010 R30=TRUNC[[R1-R2-R19]/2/R18]；根據(jù)背吃刀量和精加工余量計(jì)算第一級(jí)粗車(chē)循環(huán)次數(shù)（取整）</p&g

47、t;<p>　　N015 R31=[R1-R2-R19]/R30；計(jì)算第一級(jí)徑向粗加工每次背吃刀量（直徑值）</p><p>　　N020 R40=TRUNC[[R2-R3-R19]/2/R18]；根據(jù)背吃刀量和精加工余量計(jì)算第二級(jí)粗車(chē)循環(huán)次數(shù)（取整）</p><p>　　N025 R41=[R2-R3-R19]/R30；計(jì)算第二級(jí)徑向粗加工每次背吃刀量（直徑值）</p

48、><p>　　N030 R50=TRUNC[[R3-R4-R19]/2/R18]；根據(jù)背吃刀量和精加工余量計(jì)算第三級(jí)粗車(chē)循環(huán)次數(shù)（取整）</p><p>　　N035 R51=[R3-R4-R19]/R30；計(jì)算第三級(jí)徑向粗加工每次背吃刀量（直徑值）</p><p>　　N040 T01 D01；調(diào)用1號(hào)刀具（外圓粗加工車(chē)刀）</p><p>　

49、　N045 G18 G97 G95 G54 G40；工藝加工狀態(tài)設(shè)置</p><p>　　N050 G90 G00 X=2*R11 Z=R9 S=R20 M03；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為R20r/min</p><p>　　N055 R28=1；切削次數(shù)初始值賦值</p><p>　　N060 MARKE1:G01 X=R1 Z=R5+5 F=3*R22；直線插補(bǔ)到工件右端

50、附近</p><p>　　N065 G91 X=-R31 F=R22；徑向切入一個(gè)背吃刀量</p><p>　　N070 Z=-R5-5+R19/2；粗車(chē)ΦD2外圓</p><p>　　N075 G90 X=R1+5；粗車(chē)ΦD2外圓的左端面</p><p>　　N078 G00 Z=R9；返回起刀點(diǎn)</p><p>　

51、　N080 R28=R28+1；切削次數(shù)累加1</p><p>　　N085 R31=R31*R28；被吃到量遞增</p><p>　　N090 IF R28<=R30 GOTOB MARKE1；當(dāng)R28小于或等于R30時(shí)，則跳轉(zhuǎn)到標(biāo)志符MARKE1</p><p>　　N095 R28=1；計(jì)算器置1</p><p>　　N100 M

52、ARKE2:G01 X=R1 Z=R5+5 F=3*R22；直線插補(bǔ)到工件右端附近</p><p>　　N105 X=R2 F=R22；徑向直線插補(bǔ)到ΦD2外圓</p><p>　　N110 G91 X=-R41；徑向切入一個(gè)背吃刀量</p><p>　　N115 Z=-[R5+5-R6+R19/2]；粗車(chē)ΦD4外圓</p><p>　　N1

53、20 X=[R3-R4]/2；粗車(chē)錐圓右端面</p><p>　　N125 X=[R2-R3]/2 Z=-[R6-R7]；粗車(chē)錐圓</p><p>　　N128 G00 Z=R9；返回起刀點(diǎn)</p><p>　　N130 R28=R28+1；切削次數(shù)累加1</p><p>　　N135 R41=R41*R28；被吃到量遞增</p>

54、<p>　　N140 IF R28<=R40 GOTOB MARKE2；當(dāng)R28小于或等于R40時(shí)，則跳轉(zhuǎn)到標(biāo)志符MARKE2</p><p>　　N145 R28=1；計(jì)算器置1</p><p>　　N150 MARKE3:G90 G01 X=R1 Z=R5+5 F=3*R22；直線插補(bǔ)到工件右端附近</p><p>　　N155 X=R3 F

55、=R22；徑向直線插補(bǔ)到ΦD3外圓</p><p>　　N160 G91 X=-R51；徑向切入一個(gè)背吃刀量</p><p>　　N165 Z=-[R5+5-R6+R19/2]；粗車(chē)ΦD4外圓</p><p>　　N170 X=R1；粗車(chē)ΦD4外圓左端面</p><p>　　N175 R28=R28+1；切削次數(shù)累加1</p>

56、<p>　　N180 R51=R51*R28；被吃到量遞增</p><p>　　N185 IF R28<=R50 GOTOB MARKE3；當(dāng)R28小于或等于R50時(shí)，則跳轉(zhuǎn)到標(biāo)志符MARKE3</p><p>　　N190 G00 X=2*R11 Z=R9；刀具快速移動(dòng)到換刀點(diǎn)</p><p>　　N195 T02 D02；調(diào)用2號(hào)刀具（外圓精加工

57、車(chē)刀）</p><p>　　N200 G97 M03 S=R21；設(shè)置經(jīng)加工工藝參數(shù)</p><p>　　N205 G41 G00 X=R4 Z=R5+5 F=5*R22；建立刀具左刀補(bǔ)，直線插補(bǔ)到工件右端附近</p><p>　　N210 X=R4-R9-1.0 Z=R5+1.0 F=R23；直線插補(bǔ)到倒角C的延長(zhǎng)線上</p><p>　　

58、N215 X=R4 Z=R5-R9；倒角</p><p>　　N220 Z=R6；精車(chē)ΦD4外圓</p><p>　　N225 X=R3；精車(chē)ΦD4外圓左端面</p><p>　　N230 X=R2 Z=R7；精車(chē)錐圓</p><p>　　N235 Z0；精車(chē)ΦD2外圓</p><p>　　N240 X=R1+5；精車(chē)

59、ΦD2外圓左端面，X向退出工件</p><p>　　N245 G40 G00 X=2*R11 Z=R9；取消刀補(bǔ)，退回?fù)Q刀點(diǎn)</p><p>　　N250 RET；子程序結(jié)束，返回主程序</p><p>　　3.1.3 用宏程序和R參數(shù)編程實(shí)現(xiàn)螺紋的粗、精加工</p><p>　　編程實(shí)例：對(duì)圖3-2所示的圓柱螺紋編程。螺紋螺距為C，螺紋升速

60、段長(zhǎng)為I，螺紋減速段長(zhǎng)為J，螺紋最終精加工切削余量為D，每次背吃刀量（直徑值）分別為(n-1)D、(n-2)D、…、3D、2D、D。</p><p><b>　　圖3-2 </b></p><p>　　1. 零件圖的工藝分析</p><p>　　螺紋軸加工時(shí)先粗、精車(chē)螺紋大徑，螺紋大徑一般應(yīng)車(chē)的比基本尺0.2～0.4mm(約0.13C、C為螺紋

61、螺距)；保證車(chē)好螺紋后牙頂處有0.125C的寬度；再車(chē)削退刀槽；最后分層粗、精車(chē)螺紋。采用直進(jìn)法車(chē)削螺紋，螺紋升速段長(zhǎng)為I，螺紋減速段長(zhǎng)為J，最后螺紋精加工余量為D，根據(jù)精加工余量每次背吃刀量（直徑值）分別為(n-1)D、(n-2)D、…、3D、2D、D，車(chē)削次數(shù)等于螺紋背吃刀量（=0.65C）</p><p>　　除以螺紋精加工余量D后取整。</p><p><b>　　2.

62、編寫(xiě)程序</b></p><p>　　西門(mén)子802S數(shù)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)螺紋的粗、精加工的用戶(hù)R參數(shù)程序</p><p><b>　　R參數(shù)含義：</b></p><p>　　R1=A ；A—螺紋大徑</p><p>　　R2=B ；B—螺紋長(zhǎng)度</p><p>　　R3=C ；

63、C—螺紋螺距</p><p>　　R4=I ；I—螺紋升速段長(zhǎng)</p><p>　　R5=J ；J—螺紋減速段長(zhǎng)</p><p>　　R6=K ；K—螺紋背吃刀量（K=0.65C*R3）半徑值</p><p>　　R7=D ；D—螺紋最終精加工切削余量</p><p><b>　　主程序如下：

64、</b></p><p>　　XXXXXXXX；主程序名</p><p>　　N10 G18 G99 G97 G71 G95 G90 G54 G40；工藝加工狀態(tài)設(shè)置</p><p>　　N40 T04 D04；調(diào)換螺紋車(chē)刀</p><p>　　N45 M03 S800；換切螺紋車(chē)削轉(zhuǎn)速</p><p>　

65、　N50 R1=A R2=B R3=C R7=D R4=I R5=J R6=K；參數(shù)設(shè)置</p><p>　　N55 L222；調(diào)用實(shí)現(xiàn)螺紋粗、精加工的用戶(hù)R參數(shù)程序</p><p>　　N75 M05；主軸停轉(zhuǎn)</p><p>　　N80 M02；程序結(jié)束并返回程序開(kāi)頭</p><p><b>　　R參數(shù)程序如下：</b&g

66、t;</p><p>　　L222.SPF；R參數(shù)程序名</p><p>　　N10 R30=TRUNC[R6/R7]；切削次數(shù)</p><p>　　R31=R6/R30；背吃刀量遞減均值</p><p><b>　　R32=R1</b></p><p>　　N15 MARKE1：R30=R30-

67、1；切削次數(shù)遞減1次</p><p>　　N20 R33=R30*R31；背吃刀量計(jì)算</p><p>　　R32=R32-R33；第n次加工螺紋的X坐標(biāo)計(jì)算</p><p>　　N25 G90 G00 X=R1+5 Z=R4；到螺紋起點(diǎn)，升速段R4</p><p>　　N30 G00 X=R32；背吃刀量R32</p><

68、;p>　　N35 G91 G33 Z=-[R2+R5] K=R3；切削螺紋到螺紋終點(diǎn)，降速段R5</p><p>　　N40 G90 G00 X=R1+5；X軸方向快退</p><p>　　N45 IF R30GT1；如果R30大于1，則程序跳轉(zhuǎn)MARKE1標(biāo)志符程序段</p><p>　　N50 G00 X=2*R1 Z=100.0；退離工件</p&g

69、t;<p>　　N55 RET；子程序結(jié)束，返回主程序</p><p>　　3.1.4 拋物線類(lèi)零件用宏程序和R參數(shù)編程</p><p>　　編制一個(gè)車(chē)削加工如圖3所示具有拋物線類(lèi)的零件通用程序，假設(shè)拋物線開(kāi)口距離為V，拋物線方程為Y2=-2PX。</p><p><b>　　圖 3-3 </b></p><p

70、><b>　　工藝分析</b></p><p>　　車(chē)削圖3-3所示拋物線形狀的回轉(zhuǎn)零件時(shí)，假設(shè)工件原點(diǎn)在拋物線頂點(diǎn)上，采用直線逼近（也叫擬合）法，即在X向分段，以0.2～0.5mm為一個(gè)步距，并把X作為自變量，Z作為X的函數(shù)。為了適應(yīng)不同的拋物線曲線（即不同的對(duì)稱(chēng)軸和不同的焦點(diǎn)）、不同的起始點(diǎn)和不同的步距，我們可以編制一個(gè)只用變量不用具體數(shù)據(jù)的宏程序，然后在主程序中呼出該宏程序的用戶(hù)

71、宏指令段內(nèi)為上述變量賦值。這樣，對(duì)于不同的拋物線、不同的起始點(diǎn)和不同的步距，不必更改程序，而只要修改主程序中洪湖宏指令段內(nèi)的賦值數(shù)據(jù)就可以了。</p><p><b>　　拋物線的一般方程：</b></p><p>　　X2=±2PZ（或Z2=±2PX）</p><p><b>　　可轉(zhuǎn)換為：</b>&

72、lt;/p><p>　　Z=±X2/2P(或X=±Z2/2P)</p><p>　　用變量來(lái)表達(dá)上式為：</p><p>　　R26=±[R24*R24]/[2*R17]</p><p>　　或R24=±[R26*R26]/[2*R17]</p><p>　　根據(jù)上述分析，可畫(huà)出圖3

73、-3宏程序的結(jié)構(gòu)流程圖，如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 雙曲線宏程序結(jié)構(gòu)流程框圖</p><p><b>　　2. 編寫(xiě)程序</b></p><p>　　西門(mén)子802S數(shù)控系統(tǒng)對(duì)拋物線類(lèi)零件精車(chē)削的用戶(hù)R參數(shù)程序</p><p><b>　　R參數(shù)含義：</b></p>

74、<p>　　R24=X0 ；X0—拋物線頂點(diǎn)的工件坐標(biāo)橫向絕對(duì)坐標(biāo)值</p><p>　　R26=Z0 ；Z0—拋物線頂點(diǎn)的工件坐標(biāo)縱向絕對(duì)坐標(biāo)值</p><p>　　R17=Q ；Q—拋物線焦點(diǎn)坐標(biāo)在Z軸上絕對(duì)值的2倍（P）</p><p>　　R22=V ；V—拋物線的開(kāi)口距離</p><p>　　R6=K

75、 ；K—X向遞減均值</p><p>　　R9=F ；F—切削速度</p><p><b>　　主程序如下：</b></p><p>　　XXXXXXXX；程序名</p><p>　　N010 G18 G95 G97 G54 G40；工藝加工狀態(tài)設(shè)置</p><p>　　N100

76、T04 D04；調(diào)用精加工車(chē)削拋物線輪廓的刀具</p><p>　　N105 M03 S1000；切換精加工轉(zhuǎn)速</p><p>　　N110 R24=X0 R26=Z0 R17=Q R22=V R6=K R9=F ；參數(shù)設(shè)置</p><p>　　N115 L2313；調(diào)用精車(chē)削拋物線形狀輪廓的用戶(hù)R參數(shù)程序</p><p>　　N160 M

77、05；主軸停轉(zhuǎn)</p><p>　　N165 M02；程序結(jié)束并返回程序開(kāi)頭</p><p><b>　　R參數(shù)子程序如下：</b></p><p>　　L2313.SPF；R參數(shù)子程序名</p><p>　　N010 G00 X=R24 Z=R26+5；刀具快速接近拋物線頂點(diǎn)處</p><p>

78、　　N020 G01 Z=R26 F=2*R9；以工進(jìn)速度直線插補(bǔ)到拋物線定點(diǎn)</p><p>　　N030 MARKE1：R24=R24-R6；X向步距均值遞減</p><p>　　N040 R26=-[R24*R24]/[2*R17]；由X值計(jì)算拋物線上任一點(diǎn)Z坐標(biāo)值</p><p>　　N050 G01 X=R24 Z=R26 F=R9；沿著拋物線作直線插補(bǔ)&

79、lt;/p><p>　　N060 IF R24<[R22/2] GOTOB MARKE1；如果R24小于R22/2，則程序跳轉(zhuǎn)MARKE1標(biāo)志符程序段</p><p>　　N070 G01 X=R22 Z=R26 F=3*R9；斜線退到工件右端面外</p><p>　　N080 RET；子程序結(jié)束并返回主程序</p><p>　　3.2 數(shù)

80、控銑床的宏程序編程</p><p>　　3.2.1 數(shù)控銑床宏程序編程技巧</p><p>　　用戶(hù)宏（參數(shù)）程序功能是數(shù)控加工技術(shù)的重要發(fā)展，將變量、演算式和參數(shù)方程引入加工程序，并允許在加工程序中使用邏輯判斷語(yǔ)句。用了變量和演算式的子程序稱(chēng)為用戶(hù)宏程序（本體），在主程序或上一層用戶(hù)宏程序中呼出用戶(hù)宏程序的語(yǔ)句（程序段）叫做宏程序（參數(shù)）語(yǔ)句。宏程序（參數(shù)）語(yǔ)句通常用于精加工。</

81、p><p>　　3.2.2 孔系類(lèi)零件宏程序編程實(shí)例</p><p>　　用戶(hù)宏程序特別適用于有規(guī)則排列的多孔零件（點(diǎn)陣孔群）的數(shù)控加工，所以在數(shù)控銑上，用戶(hù)宏程序得到廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　1. 工藝分析</b></p><p>　　圖3-5是在一個(gè)矩形零件上進(jìn)行一角度斜線點(diǎn)陣孔群鉆（銑）削加工，假設(shè)共有孔

82、H，孔距為U，其中X0為工件上左下邊第一個(gè)孔的橫坐標(biāo)絕對(duì)值，Y0為工件上左下邊第一個(gè)孔的縱坐標(biāo)絕對(duì)值，Z為垂直最終加工深度，R為刀具離開(kāi)工件上表面的安全距離，B為X軸與斜線的夾角。利用宏變量（或參數(shù)）編制此類(lèi)零件的通用程序。</p><p>　　圖3-5 直線點(diǎn)陣孔群零件圖</p><p>　　由圖3-5分析，可畫(huà)出該宏程序的結(jié)構(gòu)流程框圖，如圖3-6所示。</p><p

83、>　　圖3-6 直線點(diǎn)陣孔群鉆削加工用戶(hù)宏程序結(jié)構(gòu)流程框圖</p><p><b>　　2. 編寫(xiě)程序</b></p><p>　　FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)對(duì)直線點(diǎn)陣孔群零件鉆削的用戶(hù)宏程序</p><p><b>　　自變量含義：</b></p><p>　　#1=X0 ；X0—工件上

84、左下邊第一個(gè)孔的橫坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#2=Y0 ；Y0—工件上左下邊第一個(gè)孔的縱坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#3=Z ；Z—垂直（Z）方向的最終加工深度Z絕對(duì)坐標(biāo)值</p><p>　　#4=R ；R—從刀具起始加工位置到工件初始平面的高度</p><p>　　#5=H ；H—孔數(shù)目</p>

85、;<p>　　#6=B ；B—X軸與斜線的夾角</p><p>　　#7=U ；U—孔間距</p><p>　　#8=F ；F—切削進(jìn)給速度</p><p>　　#9=1 ；計(jì)數(shù)器置初始值</p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　O33

86、20；主程序名</p><p>　　N05 #1=X0 ；X0—工件上左下邊第一個(gè)孔的橫坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#2=Y0 ；Y0—工件上左下邊第一個(gè)孔的縱坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#3=Z ；Z—垂直（Z）方向的最終加工深度Z絕對(duì)坐標(biāo)值</p><p>　　#4=R ；R—從刀具起始加工位置到工件初始平

87、面的高度</p><p>　　#5=H ；H—孔數(shù)目</p><p>　　#6=B ；B—X軸與斜線的夾角</p><p>　　#7=U ；U—孔間距</p><p>　　#8=F ；F—切削進(jìn)給速度</p><p>　　#9=1 ；計(jì)數(shù)器置初始值</p><p>

88、　　N10 T01 M06；調(diào)用1號(hào)刀</p><p>　　N15 G17 G90 G21 G94 G54 G40 G49 G80；工藝加工狀態(tài)設(shè)置</p><p>　　N20 G43 G00 Z50.0 H01 S600 M03；建立刀具補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600r/min</p><p>　　N25 X0.0 Y0.0 M07；刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)零點(diǎn)，打開(kāi)

89、切削液</p><p>　　N30 G65 P3321；調(diào)用直線點(diǎn)陣孔群零件鉆削的用戶(hù)宏程序</p><p>　　N35 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm處，切削液關(guān)閉</p><p>　　N40 G49；取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償</p><p>　　N45 X0.0 Y0.0 M05；刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)零點(diǎn)，關(guān)閉切削液

90、</p><p>　　N50 M30；程序結(jié)束并返回程序開(kāi)頭</p><p>　　O3321；宏程序名</p><p>　　N015 WHILE [#9GT#5] DO1；如果#9大于#5，則程序跳轉(zhuǎn)到N045程序段</p><p>　　N020 #101=[#9-1]*#7*COS[#6]+#1；計(jì)算鉆孔中心橫坐標(biāo)值</p>

91、<p>　　N025 #102=[#9-1]*#7*SIN[#6]+#2；計(jì)算鉆孔中心縱坐標(biāo)值</p><p>　　N030 G00 X#101 Y#102；指令機(jī)床移動(dòng)到鉆孔中心</p><p>　　N035 G98 G81 Z#3 R#4 F#8；調(diào)用鉆孔循環(huán)</p><p>　　N040 #9=#9+1；孔數(shù)加1</p><p&g

92、t;　　N045 END1；返回循環(huán)體</p><p>　　N050 G00 Z50；刀具快速抬起</p><p>　　N055 X#1 Y#2；返回基準(zhǔn)點(diǎn)</p><p>　　N060 M99；宏程序結(jié)束并返回主程序</p><p>　　3.2.3 外輪廓側(cè)面銑削宏程序編程實(shí)例</p><p><b>　　

93、1.工藝分析</b></p><p>　　編制一個(gè)通用類(lèi)宏程序，銑削加工如圖3-7所示圓形外輪廓側(cè)面。假設(shè)圓形零件的圓弧中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)絕對(duì)值為X0, 縱坐標(biāo)絕對(duì)值為Y0,Z為垂向最終加工深度，R為刀具端齒離開(kāi)零件毛坯上表面的垂向坐標(biāo)絕對(duì)值，I為圓形外輪廓的半徑，D為加工零件的刀具半徑，C為刀具接近及離開(kāi)零件的間隙（C≥刀具半徑）。</p><p><b>　　圖3-7

94、</b></p><p>　　由圖3-7分析，可畫(huà)出該宏程序的結(jié)構(gòu)流程框圖，如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 圓形外輪廓銑削用戶(hù)宏程序結(jié)構(gòu)流程框圖</p><p><b>　　2.編寫(xiě)程序</b></p><p>　　FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)對(duì)圓形零件外輪廓側(cè)面銑削的用戶(hù)宏程序</p&g

95、t;<p><b>　　自變量含義：</b></p><p>　　#24=X0 ；X0—工件左下角橫坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#25=Y0 ；Y0—工件左下角縱坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#26=Z ；Z—垂直（Z）方向的最終加工深度Z絕對(duì)坐標(biāo)值</p><p>　　#18=R

96、 ；R—刀具在工件上方的安全高度</p><p>　　#4=I ；I—圓形外輪廓的半徑</p><p>　　#7=D ；D—刀具半徑</p><p>　　#3=C ；C—刀具接近及離開(kāi)零件的間隙,（C≥刀具半徑）</p><p>　　#9=F ；F—切削進(jìn)給速度</p><p>&l

97、t;b>　　主程序如下：</b></p><p><b>　　O3330；程序名</b></p><p>　　N10 #24=X0 ；X0—工件左下角橫坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#25=Y0 ；Y0—工件左下角縱坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#26=Z ；Z—垂直（Z）方向的最

98、終加工深度Z絕對(duì)坐標(biāo)值</p><p>　　#18=R ；R—刀具在工件上方的安全高度</p><p>　　#4=I ；I—圓形外輪廓的半徑</p><p>　　#7=D ；D—刀具半徑</p><p>　　#3=C ；C—刀具接近及離開(kāi)零件的間隙,（C≥刀具半徑）</p><p>　　#

99、9=F ；F—切削進(jìn)給速度</p><p>　　N15 T01 M06；調(diào)用1號(hào)刀具</p><p>　　N20 G17 G90 G21 94 G54 G40 G49 G80；工藝加工狀態(tài)設(shè)置</p><p>　　N25 G43 G00 Z50.0 H01 S500 M03；建立刀具補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為500r/min</p><p&g

100、t;　　N30 X0.0 Y0.0 M07；刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)零點(diǎn)，打開(kāi)切削液</p><p>　　N35 G65 P3331；調(diào)用直線點(diǎn)陣孔群零件鉆削的用戶(hù)宏程序</p><p>　　N40 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm處，切削液關(guān)閉</p><p>　　N45 G49；取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償</p><p>　

101、　N50 X0.0 Y0.0 M05；刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)零點(diǎn)，關(guān)閉切削液</p><p>　　N55 M30；程序結(jié)束并返回程序開(kāi)頭</p><p>　　O3331；宏程序名</p><p>　　N010 G90 G00 X[#24-[#4+#7]] Y[#25+#3]；刀具快速移至工件毛坯左上角</p><p>　　[X-(I+D)]，

102、（Y+C）</p><p>　　N015 Z#18；刀具快速下降至工件上方的安全高度</p><p>　　N020 G01 Z#26 F[#9/2]；刀具以工進(jìn)速度下降至工件最終加工深度</p><p>　　N025 X[#24-[#4+#7]] Y#25 F#9；切線切入至工件輪廓側(cè)面[X-(I+D)]</p><p>　　N030 G03

103、 I[#4+#7]；圓整順銑加工</p><p>　　N035 G01 X[#24-[#4+#7]] Y[#25-#3]；沿工件輪廓側(cè)面切線切出[X-(I+D)],(Y-C)</p><p>　　N040 G00 G90 Z50；刀具快速抬起</p><p>　　N045 M99；宏程序結(jié)束并返回主程序</p><p>　　3.2.4 凹槽類(lèi)

104、零件側(cè)面銑削宏程序編程實(shí)例</p><p><b>　　1.工藝分析</b></p><p>　　編制一個(gè)銑削加工如圖3-9所示圓形凹槽零件側(cè)面的通用程序。假設(shè)圓形凹槽零件圓弧中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)絕對(duì)值為X0, 縱坐標(biāo)絕對(duì)值為Y0,凹槽最終加工深度為Z，刀具快速接近工件點(diǎn)坐標(biāo)為R，I為圓形凹槽圓弧的半徑，D為加工零件的刀具半徑，切入（出）圓半徑為C，切削進(jìn)給速度為F。<

105、;/p><p><b>　　圖 3-9 </b></p><p>　　由圖3-9分析可畫(huà)出該宏程序的結(jié)構(gòu)流程框圖，如圖3-10所示。</p><p>　　圖3-10 圓形凹槽零件側(cè)面銑削用戶(hù)宏程序結(jié)構(gòu)流程框圖</p><p><b>　　2.編寫(xiě)程序</b></p><p>　

106、　FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)對(duì)銑削圓形凹槽零件側(cè)面的用戶(hù)宏程序</p><p><b>　　自變量含義：</b></p><p>　　#24=X0 ；X0—工件左下角橫坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#25=Y0 ；Y0—工件左下角縱坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#26=Z ；Z—最終加工深度</

107、p><p>　　#18=R ；R—刀具在工件上方的安全高度</p><p>　　#4=I ；I—圓形凹槽圓弧半徑</p><p>　　#7=D ；D—刀具半徑</p><p>　　#3=C ；C—切入（出）圓半徑</p><p>　　#9=F ；F—切削進(jìn)給速度</p>

108、<p><b>　　主程序如下：</b></p><p>　　O3330；主程序名</p><p>　　N05 #24=X0 ；X0—工件左下角橫坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#25=Y0 ；Y0—工件左下角縱坐標(biāo)絕對(duì)值</p><p>　　#26=Z ；Z—最終加工深度</p>

109、<p>　　#18=R ；R—刀具在工件上方的安全高度</p><p>　　#4=I ；I—圓形凹槽圓弧半徑</p><p>　　#7=D ；D—刀具半徑</p><p>　　#3=C ；C—切入（出）圓半徑</p><p>　　#9=F ；F—切削進(jìn)給速度</p><p

110、>　　N10 T01 M06；調(diào)用1號(hào)刀具</p><p>　　N15 G17 G90 G21 G94 G54 G40 G49 G80；工藝加工狀態(tài)設(shè)置</p><p>　　N20 G43 G00 Z50.0 H01 S300 M03；建立刀具補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300r/min</p><p>　　N25 X0.0 Y0.0 M07；刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)

111、零點(diǎn)，打開(kāi)切削液</p><p>　　N26 G98 G81 X0.0 Y0.0 Z-10.0 R5.0 F100；調(diào)用固定循環(huán)程序鉆削預(yù)鉆孔</p><p>　　N27 T02 M06；調(diào)用2號(hào)刀具</p><p>　　N28 G43 G00 Z25.0 H02 S500 M03；建立刀具補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為500r/min</p><p&g

112、t;　　N35 G65 P3331；調(diào)用直線點(diǎn)陣孔群零件鉆削的用戶(hù)宏程序</p><p>　　N40 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm處，切削液關(guān)閉</p><p>　　N45 G49；取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償</p><p>　　N50 G00 X0.0 Y0.0 M05；刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)零點(diǎn)，關(guān)閉切削液</p><p&

113、gt;　　N55 M30；程序結(jié)束并返回程序開(kāi)頭</p><p>　　O3331；宏程序名</p><p>　　N010 G90 G00 X#24 Y#25；指令刀具移到工件圓弧中心</p><p>　　N015 Z#18；刀具快速下降至工件上方的安全高度</p><p>　　N020 G01 Z#26 F[#9/2]；刀具以工進(jìn)速度下降至工

114、件最終加工深度</p><p>　　N025 G01 X[#24-[#4-#3]] Y[#25+[#3-#7]] F[3*#9]；刀具直線插補(bǔ)到切入圓起點(diǎn)</p><p>　　N030 G03 X[#24-[#4-#7]] Y#25 R[#3-#7] F#9；圓弧切線切入</p><p>　　N035 G03 I[#4-#7]；圓整逆銑插補(bǔ)</p>&

115、lt;p>　　N040 G03 X[#24-[#4-#3]] Y[#25-[#3-#7] R[#3-#7]；圓弧切線切出</p><p>　　N035 G01 X#24 Y#25 F[3*#19]；返回圓形零件中心</p><p>　　N040 G00 G90 Z[#18*50]；刀具快速抬起離開(kāi)工件</p><p>　　N045 M99；宏程序結(jié)束并返回主程

116、序</p><p><b>　　注意：</b></p><p>　　圓形凹槽圓弧半徑I必須大于或等于切入圓弧半徑C。</p><p>　　切入圓弧半徑C必須大于或等于刀具半徑值。</p><p>　　刀具半徑值必須大于0.</p><p>　　第四章 宏指令編程與刀具路徑優(yōu)化</p>

117、;<p>　　4.1橢圓形的半球曲面</p><p>　　加工如圖4-1所示的橢圓形的半球曲面，刀具為R8的球銑刀。利用橢圓的參數(shù)方程和圓的參數(shù)方程來(lái)編寫(xiě)宏程序。</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　橢圓的參數(shù)方程為：X=A*COS&；Y=B*COS&；其中，A為橢圓的長(zhǎng)軸，B為橢

118、圓的短軸。編制參考宏程序如下：%0012#1=0#2=20#3=30#4=1#5=90WHILE #5 GE #1 DO1#6=#3*COS[#5*PI/180]+4#7=#2*SIN[#5*PI/180]G01X[#6]F800Z[#7]#8=360#9=0WHILE #9 LE #8 DO2#10=#6*COS[#9*PI/180]#11=#6*SIN[#9*pi/180]*2/3G01X[#

119、10]Y[#11]F800#9=#9+1 (計(jì)數(shù)器)END1#5=#5-#4 (計(jì)數(shù)器)END2M99在上例中可看出，角度每次增加的大小和最后工件的加工表面質(zhì)量有較大關(guān)系，即記數(shù)器的每次變化量與加工的表面質(zhì)量和效率有直接關(guān)系。</p><p>　　4.2 加工橢圓宏程序應(yīng)用</p><p>　　4.2.1橢圓宏程序編程方法一</p><p>　

120、　加工橢圓的宏程序，可以設(shè)置橢圓的參數(shù)，可以加工非整圓。(調(diào)用宏程序并賦初值，A賦值長(zhǎng)軸#1，B賦值短軸#2，C賦值起始角度#3，D賦值終止角度#4，E賦值步距#5。整圓D=C+360) 起始角度指所加工橢圓的起始點(diǎn)與橢圓長(zhǎng)半軸的夾角，步距是用線段逼近橢圓的最小等分角度，例如1度，0.5度，0.1度，等分角度越小，橢圓越逼真。</p><p>　　加工橢圓的宏子程序：</p><p>