數(shù)控車(chē)削方程曲線宏程序的編制

張振明 張 鑫

（長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130033）

一般數(shù)控系統(tǒng)只具有直線（用G01指令）和圓弧（用G02、G03指令）插補(bǔ)功能，對(duì)于方程曲線（拋物線、橢圓、正弦曲線）沒(méi)有相應(yīng)的G代碼指令。一般可以采用CAM軟件編程完成，但CAM生成的程序往往較長(zhǎng)，空刀運(yùn)行的部分較多，降低加工效率。又因數(shù)控車(chē)削程序較簡(jiǎn)單，一般不需要使用CAM軟件編程，特別是當(dāng)程序容量較小的數(shù)控系統(tǒng)，使用宏程序編程具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

在普通程序的編制中，一般是將一個(gè)具體數(shù)值賦給功能字，如G00×10，就是將10賦給功能字X。在宏程序編程中，可以將變量賦給功能字，在程序中或MDI面板上改變變量代表的數(shù)值，這種在程序中使用變量，通過(guò)對(duì)變量進(jìn)行賦值及處理的方法達(dá)到程序功能的程序叫宏程序。

不同的數(shù)控系統(tǒng)變量定義的方法不同，華中數(shù)控系統(tǒng)的變量由#加數(shù)字組成，例如#5表示5號(hào)變量，變量支持賦值運(yùn)算（#1=10，相當(dāng)于把數(shù)值10賦給變量#1）、四則運(yùn)算、三角函數(shù)（SIN、COS、TAN）、反正切函數(shù)(ATAN)、開(kāi)平方（SQTR）等等，需要強(qiáng)調(diào)的是三角函數(shù)和反正切函數(shù)的單位是弧度，而不是度；同時(shí)由于數(shù)控系統(tǒng)操作面板上沒(méi)有字符“π”這個(gè)符號(hào)，所以用字母組合“PI”來(lái)表示字符“π”。

1 拋物線零件1的程序編制

用宏程序編制如圖1所示的拋物線零件程序。

1.1 宏程序編制一般過(guò)程

①確定變量以及變量的取值范圍

用變量#1表示X坐標(biāo)、取值范圍0～8

②確定動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)

X=2*#1(直徑值編程)Z=-#1*#1/2

③確定步距、變量重新賦值

#1=#1+0.05

具體編程步驟如下：

#1=0 變量賦初值

WHILE#1 LE 8 循環(huán)體開(kāi)始

G01 X[2*#1]Z[-#1*#1/2]F200 走動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)

#1=#1+0.05 確定步距、變量重新賦值

ENDW 循環(huán)體結(jié)束

1.2 拋物線零件精車(chē)程序

%100 程序索引號(hào)

T0101 調(diào)一號(hào)刀

S1000 M03 主軸正傳、轉(zhuǎn)速1000r/min

#1=0 把數(shù)值0賦給變量#1

WHILE#1 LE 8

G64 G01 G42 X[2*#1]Z[-#1*#1/2]F200

#1=#1+0.05

ENDW

G01 X16 Z-32

Z-37

X25

G00 X80 Z80 G40

M30

1.3 利用符合循環(huán)G71指令完成拋物線零件的粗精加工程序編制

%100 程序索引號(hào)

T0101 調(diào)一號(hào)刀

S2000 M03 粗車(chē)轉(zhuǎn)速2000r/min

G00 X21 Z4 確定循環(huán)起點(diǎn)

/G71 U2 R0.5 P1 Q2 X0.4 Z0.1 F180粗車(chē)循環(huán)

S3000 M03 精車(chē)轉(zhuǎn)速3000r/min

N1 G00 X0 G42 加刀尖右補(bǔ)償G42

#1=0 把數(shù)值0賦給變量#1

WHILE#1 LE 8 精車(chē)

G64 G01 X[#1]Z[-#1*#1/2]F200

#1=#1+0.05

ENDW

G01 X16 Z-32

Z-37

N2 X25

G00 X80 Z80 G40 取消刀尖半徑補(bǔ)償

M30 程序結(jié)束

提示：考慮零件的加工精度，一般在粗加工之前在刀具磨耗中在X方向留量，待精加工時(shí)采用利用程序跳段功能“/”完成精車(chē)加工。

2 橢圓零件的數(shù)控車(chē)削程序編制

a-X向橢圓半軸長(zhǎng)；

b-Z向橢圓半軸長(zhǎng)；

θ-橢圓上某點(diǎn)的圓心角，零角度在Z軸正向

注：華中世紀(jì)星數(shù)控車(chē)床只識(shí)別弧度，不識(shí)別角度。

2.1 宏程序編制一般過(guò)程

①確定變量以及變量的取值范圍

用變量#1表示弧度 取值范圍0～PIATAN#2

②確定動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)

X=2*14*SIN#1+2*5 Z=20*COS#1-20

③確定步距、變量重新賦值

#1=#1+PI/180

具體編程步驟如下：

#1=0 變量賦初值

#2=6/SQTR13

WHILE#1 LE[PI-ATAN#2]循環(huán)體開(kāi)始

G01 X[2*14*SIN#1+10]Z[20*COS#1-20]F200 走動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)

#1=#1+PI/180 確定步距、變量重新賦值

ENDW

循環(huán)體結(jié)束

2.2 參考程序

%100

T0101

S900 M03

G00 X50 Z5

G71 U2 R1 P1 Q2 X0.4 Z0.1 F150

G00 X80 Z80

M05

M00

T0101

S1200 M03

G00 X50 Z5

N1 G01 X0 Z0 G42

#1=0 初始角度為0弧度

#2=6/SQTR13

WHILE#1 LE[PI-ATAN#2]

G01 G64 X[2*14*SIN#1+10]Z[20*COS#1-20]F100

#1=#1+PI/180 步長(zhǎng)為1度

ENDW

G01 X34 Z-30.3

G01 Z-42.3

N2 X45

G00 X80 Z80 G40

M30

[1]禹誠(chéng).數(shù)控車(chē)削加工中公式曲線宏程序編程模板在數(shù)控大賽中的應(yīng)用

[2]華中數(shù)控股份有限公司.數(shù)控銑床編程說(shuō)明書(shū).武漢：華中數(shù)控股份有限公司，2008