數(shù)銑編程極坐標(biāo)與子程序的綜合運(yùn)用

【摘要】 文章闡述了針對(duì)數(shù)銑手工編程的特點(diǎn)，運(yùn)用極坐標(biāo)與子程序簡(jiǎn)化編程方法。

【關(guān)鍵詞】 極坐標(biāo) 子程序 手工編程

現(xiàn)今數(shù)銑編程方式大致分為電腦自動(dòng)編程與手工編程。手工編程具有通用性強(qiáng)、學(xué)習(xí)難度低、容易掌握等特點(diǎn)，所以在工科類高職院校學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)作為一種基本常用的編程方式，得到普遍的使用。在手工編制加工正多邊形及法蘭類、孔隙零件時(shí)，如果采用常規(guī)編程方法面臨計(jì)算節(jié)點(diǎn)麻煩、重復(fù)指令多、效率低等難點(diǎn)。針對(duì)這些難點(diǎn)文章介紹極坐標(biāo)與子程序的綜合運(yùn)用，達(dá)到簡(jiǎn)化編程，提高效率的目的。

一、極坐標(biāo)

（一）極坐標(biāo)概念及格式

極坐標(biāo)是以半徑和角度來(lái)確定編程點(diǎn)的位置，編程方法和畫(huà)AUTOCAD相似?；靖袷綖镚16/G15X_Y_。其中G16為建立極坐標(biāo)指令，G15為取消極坐標(biāo)指令。X_為極坐標(biāo)半徑，用所選平面的第一軸地址來(lái)指定（用正值表示）。Y_為極坐標(biāo)角度，極角的正向是所選平面的第1坐標(biāo)軸沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，而負(fù)向是沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。極徑和極角均可以用絕對(duì)值指令或增量值指令（G90，G91）指定。如圖1-1所示，當(dāng)絕對(duì)值編程時(shí)（G90 G17 G16），極坐標(biāo)半徑值為程序段終點(diǎn)坐標(biāo)到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)距離。極坐標(biāo)角度為程序段終點(diǎn)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)連線與X軸夾角。當(dāng)增量值編程時(shí)（G91 G17 G16），極坐標(biāo)半徑值為程序段終點(diǎn)坐標(biāo)到刀具起點(diǎn)位置距離。極坐標(biāo)角度為前一坐標(biāo)系原點(diǎn)與刀具起點(diǎn)位置連線與當(dāng)前軌跡夾角。

（二）極坐標(biāo)編程應(yīng)用

如圖1-2 所示，A、B、C點(diǎn)極坐標(biāo)描述如下：A點(diǎn)X40Y0；B點(diǎn)X40Y60； C點(diǎn)X40 Y150；刀具從A點(diǎn)到B點(diǎn)再到C點(diǎn)，采用極坐標(biāo)系編程如下：

二、子程序

（一）子程序概念及格式

在一個(gè)加工程序中，如果其中有些加工內(nèi)容完全相同或相似，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(xiě)成子程序。主程序在執(zhí)行過(guò)程中如果需要某一子程序，通過(guò)調(diào)用指令來(lái)調(diào)用該子程序，子程序執(zhí)行完后又返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。子程序一般都不可以作為獨(dú)立的加工程序使用，它只能通過(guò)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)加工中的局部動(dòng)作?；靖袷饺绫?-1。格式說(shuō)明：O為子程序號(hào)，是調(diào)用入口地址，必須和主程序中調(diào)用子程序指令中所指的程序號(hào)一致。M99為子程序結(jié)束，并返回主程序。M99可以不必出現(xiàn)在一個(gè)單獨(dú)的程序段中。子程序與主程序相比，子程序不設(shè)G54坐標(biāo)。子程序的結(jié)束符一定是M99，而主程序的結(jié)束符是M02或M30。

（二）子程序的調(diào)用與執(zhí)行

調(diào)用指令格式為M98P××××L×××。M98為調(diào)用子程序，在主程序中。如P6636為子程序號(hào)， L為為調(diào)用次數(shù)，如L4表示調(diào)用4次子程序，L1可省略不寫(xiě)。

（三）子程序的運(yùn)用

1、零件上有若干處具有相同的輪廓形狀

在這種情況下，編程時(shí)只編寫(xiě)一個(gè)輪廓形狀的子程序，然后用主程序來(lái)調(diào)用子程序。

2、加工中反復(fù)出現(xiàn)有相同軌跡的走刀路線

當(dāng)零件在Z方向上的總銑削深度比較大時(shí)，需采用分層切削方式進(jìn)行加工。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。

子程序的運(yùn)用編程實(shí)例如圖1-3所示，要求銑削100mm×100mm，深度為0.5mm的一個(gè)平面，材料為硬鋁，并保證粗糙度要求。根據(jù)圖樣確定工藝：選用φ12高速鋼銑刀，刀具路徑間距為10mm（小于刀具直徑），在毛胚輪廓線外進(jìn)刀并選用行切法銑削。具體走刀路徑如圖1-4所示，出現(xiàn)了相同軌跡的走刀路線，固采用子程序簡(jiǎn)化編程，將走刀路徑拆分為5個(gè)相同的刀具路徑，每一個(gè)刀具路徑為一個(gè)子程序并重復(fù)調(diào)用5次，加工程序如下：

三、極坐標(biāo)與子程序的綜合運(yùn)用

在實(shí)際生產(chǎn)加工中，當(dāng)零件既是正多邊形又需要分層銑削時(shí)，就需要極坐標(biāo)與子程序的綜合運(yùn)用。如圖1-5所示以正六邊形為例，用三爪卡盤(pán)裝夾毛坯，編程原點(diǎn)設(shè)置在零件中心點(diǎn)上，圖形虛線部分為進(jìn)、退刀及建立、取消半徑補(bǔ)償?shù)牡毒呗窂?。選用φ10立銑刀分層銑削，每一層銑削1mm（調(diào)用1次子程序銑削的深度），根據(jù)零件總深度調(diào)用子程序15次，側(cè)吃刀量為5mm。詳細(xì)編程加工方法如下：

O0003；（主程序程序號(hào)）

G90 G41 Y20 D01 F100；（建立半徑補(bǔ)償A→B）

G16（建立極坐標(biāo)）

G1 X40 Y0（半徑為40mm，初始角度為0°）

G91 Y-60 （從B點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)換為相對(duì)坐標(biāo)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，極角為-60°）

Y-60（C→D）

Y-60（D→E）

Y-60（E→F）

Y-60（F→G）

Y-60（G→H）

G15（取消極坐標(biāo)）

G90 G1 X51.55 Y-20（H→C轉(zhuǎn)換為絕對(duì)坐標(biāo)）

G40 Y0（取消刀具半徑補(bǔ)償）

M99（子程序結(jié)束，返回主程序）

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)例分析讓極坐標(biāo)與子程序的優(yōu)點(diǎn)有了很好的結(jié)合，讓學(xué)生學(xué)到了更為實(shí)用的手工編程方法，進(jìn)一步提高了編程加工效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 孟莉.劉媛.王金泉. 自動(dòng)編程與手工編程探討[J]，現(xiàn)代制造工程2006（8）.

[2] 簡(jiǎn)燁炫.宏程序在數(shù)銑分層銑削中的應(yīng)用[J]，機(jī)械工程師，2014（4）.