數(shù)控車削子程序典型零件案例分析

段瑞永

（黃岡師范學(xué)院，湖北 黃岡 438000）

0 引言

數(shù)控編程作為數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，其編程質(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。尤其是現(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)周期的不斷縮短，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。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，CAD/CAM 技術(shù)在企業(yè)中廣泛應(yīng)用，數(shù)控程序編程模式也逐漸由CAD/CAM軟件編程取代了手工編程。由于車床加工零件多為回轉(zhuǎn)體，程序縫制簡(jiǎn)單，且傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床普遍內(nèi)存容量有限，如何手工編制適合小容量數(shù)控車床程序，有著重要的現(xiàn)實(shí)的意義。本文主要針對(duì)數(shù)控車床加工零件的特點(diǎn)，分析數(shù)控車床加工編程中的子程序的實(shí)例應(yīng)用。

1 子程序概念及應(yīng)用

零件使用手工編程加工時(shí)，應(yīng)考慮零件的相同結(jié)構(gòu)，充分利用子程序功能，提高零件程序的編程效率，降低程序的出錯(cuò)率，提高程序的可讀性，提高數(shù)控機(jī)床加工效率。

1.1 子程序的概念及調(diào)用格式

在數(shù)控車削加工中有一些零件表面有形狀相同的槽，如皮帶輪，其程序的編寫會(huì)出現(xiàn)一定規(guī)律或重復(fù)，把程序中某些固定順序、重復(fù)出現(xiàn)的程序段單獨(dú)抽出來(lái)，按一定格式編成一個(gè)程序，供其他程序調(diào)用，以簡(jiǎn)化程序的編制，這個(gè)程序就是子程序。對(duì)單獨(dú)抽出的程序，在其開頭增加子程序號(hào)%XXXX，在其結(jié)尾增加M99為子程序結(jié)束指令。當(dāng)主程序調(diào)用子程序時(shí)使用M98 P_L_指令即可。其中M98 是調(diào)用子程序指令，地址P 后面的4 位數(shù)字為子程序號(hào)，地址L為重復(fù)調(diào)用次數(shù)，若調(diào)用次數(shù)為"1"可省略不寫。主程序調(diào)用某一子程序需要在M98 后面寫上子程序號(hào)，此時(shí)要改子程序%XXXX為PXXXX。

1.2 用戶子程序應(yīng)用實(shí)例

實(shí)際編寫零件加工程序時(shí)，如果一個(gè)零件具有多個(gè)相同的加工結(jié)構(gòu)，在手工編程時(shí)，應(yīng)首先考慮利用子程序功能編程，這樣不但可以減少編程的工作量，同時(shí)使程序具有較好的可讀性，程序簡(jiǎn)單易讀也降低了程序出錯(cuò)的機(jī)率，方便后期修改。在大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中，子程序調(diào)用格式基本相同，在華中系統(tǒng)中子程序可用M98 Pxxxx L調(diào)用，圖1、圖2 示分別為軸向等寬槽車削循環(huán)、徑向仿形車削循環(huán)兩種不同的子程序調(diào)用加工方式。

圖1 對(duì)應(yīng)的子程序：

圖1 軸向等寬等距槽車削循環(huán)

圖2 徑向仿形車削循環(huán)

圖3 軸向等寬不等距槽車削循環(huán)

圖2 對(duì)應(yīng)的子程序：

圖3 對(duì)應(yīng)的子程序：

2 子程序編程工藝分析

在子程序編程時(shí)，對(duì)零件進(jìn)行分析。子程序具有兩個(gè)特點(diǎn)：一是封閉性，即要加工零件的相同部位的循環(huán)結(jié)構(gòu)；二是有方向的連續(xù)性，只有幾個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)連續(xù)起來(lái)才能夠加工出符合要求的零件，但在循環(huán)結(jié)構(gòu)之間的連續(xù)是有方向性的，具體體現(xiàn)在加工中應(yīng)該是先定位到加工起點(diǎn)，再定位到循環(huán)起點(diǎn)。即連接兩個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)的走刀路線應(yīng)在第一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)之前，而不是之后。在軸向?yàn)閮上嗤Y(jié)構(gòu)之間Z 向距離，在徑向?yàn)閮纱诬囅鏖g的被吃刀量。

在設(shè)計(jì)子程序的工藝路線時(shí)，根據(jù)子程序這兩個(gè)特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)子程序?yàn)椤膀蝌叫巍薄！膀蝌筋^部”為封閉循環(huán)結(jié)構(gòu)，向著加工方向，兩個(gè)封閉循環(huán)結(jié)構(gòu)之間為連接的“小尾巴”。這種子程序的工藝路線設(shè)計(jì)，對(duì)于編程和檢查程序都十分簡(jiǎn)單和方便。如圖1 所示，1為定位，2為切槽，3為退刀，2 和3 形成一個(gè)封閉循環(huán)結(jié)構(gòu)，1 即為“小尾巴”。

在子程序編寫中，通常會(huì)用到增量編程方式，如果子程序全部使用增量編G91，在檢查程序時(shí)可把所有的數(shù)值相加，其結(jié)果應(yīng)該為Z 軸進(jìn)刀距離或X 軸被吃刀量。這也是簡(jiǎn)單檢查程序是否正確的一種技巧。若在子程序中使用了G91 模式，返回到主程序時(shí)要注意及時(shí)進(jìn)行絕對(duì)編程G90 模式的變換。由于數(shù)控機(jī)床一般都提供了類似于G71 的內(nèi)外徑車削循環(huán)，所以徑向子程序在編程中應(yīng)用不是很多，有興趣者可以參考軸向加工子程序工藝路線分析自行設(shè)計(jì)其工藝路線。如圖2 所示。

子程序嵌套時(shí)工藝路線設(shè)計(jì)，子程序可以由主程序調(diào)用，被調(diào)用的子程序也可以調(diào)用另一個(gè)子程序。當(dāng)主程序調(diào)用子程序時(shí)它被認(rèn)為是一級(jí)子程序，子程序調(diào)用子程序時(shí)稱為子程序嵌套，子程序調(diào)用最多可以嵌套8 級(jí)，當(dāng)子程序嵌套時(shí)，工藝路線設(shè)計(jì)可參考子程序路線，增加一個(gè)子程序起二次定位作用。如圖3 所示。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)數(shù)控車削加工編程中常見(jiàn)的槽類零件用子程序功能進(jìn)行了編程實(shí)例介紹，對(duì)于工件上具有相同尺寸、等間距分布的形狀可以編制成子程序，大大地縮短程序長(zhǎng)度，使編程快、方便。使用子程序精簡(jiǎn)了程序，而且可讀性強(qiáng)，也易于檢查，提高編程效率。

［1］詹華西.數(shù)控加工與編程［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.

［2］王華僑，張穎，王德躍，等.用戶子程序及宏程序在模具數(shù)控銑削加工編程中的應(yīng)用［J］.模具工業(yè)，2005（6）：48-52.

［3］世紀(jì)星銑床數(shù)控系統(tǒng)編程說(shuō)明書［M］.武漢：華中數(shù)控股份有限公司，2002.