SIEMENS 802D數(shù)控系統(tǒng)中外球面加工宏程序

孫亞

摘要：在平常零件加工中，經(jīng)常需要對(duì)一些典型方程曲線(xiàn)輪廓進(jìn)行加工，如橢圓、拋物線(xiàn)、漸開(kāi)線(xiàn)、擺線(xiàn)、球面等。關(guān)于這些輪廓曲線(xiàn)的加工，一般的數(shù)控機(jī)床并無(wú)此曲線(xiàn)的插補(bǔ)功能（數(shù)控車(chē)球面除外），要通過(guò)普通的手工編程完成這些輪廓的加工又幾乎是不可能完成的。但我們通過(guò)宏程序編程就可以很好的實(shí)現(xiàn)普通編程難以實(shí)現(xiàn)的要求，而且宏程序編程具有應(yīng)用靈活，形式自由，加工程序簡(jiǎn)單易懂的特點(diǎn)，因此宏程序在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中有著較為廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；宏程序；球面

宏程序在現(xiàn)在或者以后的數(shù)控加工中都能用到，而且在加工有規(guī)律的工件時(shí)無(wú)論是加工速度還是加工精度都比自動(dòng)編程來(lái)得好，手工編程是基本功，任何時(shí)候都是必須掌握的。不能落在一邊，要利用起來(lái)，不能單純的依賴(lài)自動(dòng)編程，現(xiàn)在的全國(guó)數(shù)控大賽只允許手工編程，而且國(guó)外的一些數(shù)控相關(guān)的考試都是采用手工編程，不允許使用CAD/ CAM 軟件進(jìn)行編程，而且宏程序又是手工編程中最精華的東西，可見(jiàn)宏程序的重要性。

因此本課題主要目的是在SIEMENS數(shù)控機(jī)床上探討和研究宏程序到底有什么功能，一方面比較一下宏程序和自動(dòng)編程之間的優(yōu)異性，另一方面也比較一下SIEMENS宏程序和Mastercam編程法拉克機(jī)床編程之間的區(qū)別，其最終任務(wù)是用宏程序編寫(xiě)出圓球或者橢圓球體，并在機(jī)床上加工出來(lái)。

1.外球面的粗加工分析

外球面在粗加工時(shí)為了加快切削效率，可以采用平底立銑刀，下刀后采用自上而下以等高的方式逐層去除余量，然后用GO2走刀（順時(shí)針走圓），在每層加工時(shí)如果被去除的部分的寬度大余刀具半徑即R11≥0，則還需要進(jìn)行G02走刀。具體外球面粗加工走刀過(guò)程如圖1所示。具體外球面的粗加工流程圖如圖4。

2外球面粗加工子程序示例

L1001 子程序名

R1 = A； A—外球面的圓弧半徑；

R2 = B； B—平底立銑刀半徑；

R3 = C； C—外球面起始角度；

R4 = I； I—球面終止角度；

R17 = Q； Q—Z坐標(biāo)每次遞減量；

R24 = X； X—球心在工件坐標(biāo)系中X坐標(biāo)；

R25 = Y； Y—球心在工件坐標(biāo)系中Y坐標(biāo)；

R26 = Z； Z—球心在工件坐標(biāo)系中Z坐標(biāo)；

TRANS X=R24 Y=R25 Z=R26； 在球心建立局部坐標(biāo)系；

G01 X0 Y0 Z=（R1+30）； 定位至球面中心上方安全高度；

R5=R1*COS（R4）； 終止高度上接觸點(diǎn)的X坐標(biāo)值；

R6=1.6*R2； 步距設(shè)為刀具半徑的百分之八十；

R8=R1*SIN（R3）； 任意高度上刀尖Z坐標(biāo)值設(shè)為設(shè)為自變量；

R9=R1*SIN（R4）； 終止高度上刀尖Z坐標(biāo)值；

KK1：X=（R5+R2+1）Y=0； 每層快速移動(dòng)到毛坯外側(cè)；

Z=（R8+1）； 直線(xiàn)下降到R8+1處；

R18=R8-R17； 當(dāng)前加工深度對(duì)應(yīng)的Z坐標(biāo)；

G01 Z=R18 F150； 直線(xiàn)下降到當(dāng)前加工深度；

R7=SQRT（R1*R1-R18*R18）； 任意高度上刀具與接觸點(diǎn)的X坐標(biāo)值；

R10=R5-R7； 任意高度上被去除部分的高度；

R11=TRUNC（R10/R6）； 每層被去除寬度除以步距并上取整；

KK2：R12=R7+R11*R6+R2； 刀具中心在X方向上移動(dòng)的X坐標(biāo)目標(biāo)值；

G01 X=R12 Y0 F1000； 以直線(xiàn)切割移動(dòng)到第一目標(biāo)值；

G02 I=-R12； 順時(shí)針?lè)较蛉≌麍A；

R11=R11-1； 自變量R11依次遞減1；

IF R11 >= 0 GOTOB KK2； 如果R11≥0即還未走到最后一層，循環(huán)2繼續(xù)；

G01 Z=（R1+30）； Z方向提刀到安全高度；

R8=R8-R17； Z坐標(biāo)R8遞減R17；

IF R8>R9 GOTOB KK1； 如果R8>R9，循環(huán)1繼續(xù)；

G01 Z=（R1+30）； 提刀到安全高度；

TRANS； 局部坐標(biāo)系取消；

RET。 R參數(shù)子程序結(jié)束，返回上一級(jí)程序。

3 結(jié)語(yǔ)

我們?cè)诩庸A球和橢球過(guò)程中，我們明顯的感覺(jué)到宏程序編程的優(yōu)點(diǎn)，比如，它的程序語(yǔ)言比較簡(jiǎn)短，程序的適用性比較廣。對(duì)于不同尺寸的橢球和橢圓，我們只要修改其參數(shù)，就能很快的加工出來(lái)。所以說(shuō)，那些結(jié)構(gòu)相同或相似并且按一定規(guī)律分布的工件，使用宏程序通過(guò)指令調(diào)用通用程序，加工時(shí)只要給參數(shù)賦實(shí)際值即可，不需要逐一編程，使得調(diào)用加工時(shí)更加方便、快捷、省時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)中有很大的應(yīng)用空間。關(guān)于零件加工的表面質(zhì)量問(wèn)題，如果我們能夠減小每次切削余量，工件的表面質(zhì)量將會(huì)更好。

參考文獻(xiàn)：

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