鋁合金車體大部件的參數(shù)化編程工藝

■ 中車株洲電力機(jī)車有限公司 （湖南 412001） 張少林 鄧 浩

高速動(dòng)車的鋁合金整體大側(cè)墻在焊接后產(chǎn)生的變形對數(shù)控加工的要求十分嚴(yán)格，大側(cè)墻的加工具有加工量大、結(jié)構(gòu)重復(fù)且具有一定的模塊化等特點(diǎn)。目前鋁合金車體大部件在大型龍門式五坐標(biāo)加工中心FOOKE機(jī)床上進(jìn)行加工，數(shù)控系統(tǒng)為西門子840D，同時(shí)具備RMP60探頭的測量系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)具有參數(shù)傳送的子程序功能結(jié)合RMP60探頭的測量功能，可以更加快速便捷地完成大側(cè)墻的加工，使產(chǎn)品加工更加“模塊化”。

1. 子程序的參數(shù)傳送

以“P R O C”標(biāo)識(shí)啟動(dòng)程序，程序在運(yùn)行過程中自動(dòng)調(diào)用在子程序中設(shè)定的參數(shù)（最多可設(shè)立127個(gè)，參數(shù)與參數(shù)之間用逗號(hào)隔開），在調(diào)用具有參數(shù)傳送功能的子程序時(shí)，可以將主程序中現(xiàn)有的參數(shù)值傳送給子程序的正式參數(shù)，并在子程序中執(zhí)行處理。傳送方式有只傳送數(shù)值（按值調(diào)用）和以數(shù)據(jù)交換傳送參數(shù)（參考調(diào)用）兩種。本文將著重介紹怎樣運(yùn)用第一種傳遞方式。

只傳送數(shù)值的方式（Call-byvalue），是在執(zhí)行子程序過程中改變但不影響主程序。其工作模式為主程序賦值→子程序執(zhí)行→執(zhí)行完畢→向主程序申請新的賦值。以數(shù)據(jù)交換傳送參數(shù)（Callby-reference），所傳送的參數(shù)在執(zhí)行子程序過程中改變，同時(shí)又對主程序產(chǎn)生影響。其工作模式為主程序賦值→子程序執(zhí)行→執(zhí)行完畢→和主程序交換新的賦值。

在調(diào)用時(shí)，須在主程序前使用調(diào)用指令“EXTERN”，同時(shí)說明子程序名稱，并按照傳送順序說明變量類型。如：EXTERN N A M E（T Y P1,T Y P2,T Y P3…）或EXTERN NAME（VAR TYP1,VAR TYP2…）。

2. 大側(cè)墻產(chǎn)品加工分析

高速動(dòng)車大側(cè)墻的加工要素主要分為C形槽、端部門立柱焊接口、顯示屏接口、窗戶等部分。如圖1所示可知，大側(cè)墻中的C形槽以及窗戶口部分形狀輪廓基本一致，只有局部的尺寸不同，因此此區(qū)域可以作為一個(gè)基本單元進(jìn)行編程和加工，同時(shí)配合不同的測量程序以及測量補(bǔ)償值進(jìn)行加工，這就使得具有參數(shù)傳送的子程序可以很好的運(yùn)用在大側(cè)墻的加工中了。

因大側(cè)墻板材在組焊之后會(huì)產(chǎn)生不可控的焊接變形，為了在加工過程中更加精確，加入了RMP60探頭的測量。探頭在激活的模式下，一旦接觸到固定物體時(shí)，探頭就會(huì)發(fā)出無線電信號(hào)，傳輸?shù)皆O(shè)備控制系統(tǒng)后，經(jīng)CNC后置處理，配合測量系統(tǒng)相應(yīng)的測量程序，可以在產(chǎn)品上自動(dòng)提取實(shí)際值或者理論值的相對值。同時(shí)將探頭提取的數(shù)值記錄在R值中，方便查看和調(diào)用。

在大側(cè)墻C形槽加工中，在每一段C形槽的起始點(diǎn)以及終點(diǎn)測量出兩個(gè)數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)帶入到加工的程序中作為補(bǔ)償值，可以極大的降低人工的測量失誤和勞動(dòng)強(qiáng)度。

3. 大側(cè)墻的加工編程

因?yàn)橐肓司哂袇?shù)傳送的子程序，所以C形槽的加工程序?qū)⒆兊檬值闹庇^和簡單（見圖2）。

圖1 大側(cè)墻示意圖及基本單元

如圖1、圖2所示，大側(cè)墻由窗戶和C形槽組成一個(gè)基本單元，按照一定的間隔排列，同時(shí)C形槽的坐標(biāo)位置都已標(biāo)注出來。正是因這種特殊結(jié)構(gòu)，將C形槽的加工能夠用模塊化參數(shù)傳送的子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，主程序按照一定的參數(shù)調(diào)用就能夠?qū)崿F(xiàn)快速加工。

編寫子程序首先要確認(rèn)所需變量如下：①加工的位置、C形槽的起始坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)。②所選用的切削參數(shù)。③其他輔助參數(shù)，如RMP60探頭測量的補(bǔ)償值。具體說明見表1、表2。

4. 結(jié)語

本文通過分析高速動(dòng)車鋁合金車體大部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及加工要求，通過尋找產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)相同的工序，研究利用西門子840D系統(tǒng)中參數(shù)傳遞子程序功能，以車體側(cè)墻C形槽加工為例，實(shí)現(xiàn)了鋁合金車體大部件數(shù)控加工中的測量補(bǔ)償、子程序編程、子程序參數(shù)傳遞等關(guān)鍵技術(shù)，使得編寫修改加工程序、固定走刀路線、循環(huán)加工更加便捷高效。

圖2 大側(cè)墻C形槽示意圖

表1 單段C形槽的具有參數(shù)傳送的子程序以及說明

表2 批量調(diào)用具有參數(shù)傳送的子程序示例以及說明

[1] 徐鴻本. 機(jī)械加工工藝手冊 [M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2015.

[2] 張忠海，孟浩天. 鋁合金車體大部件數(shù)控加工中的關(guān)鍵技術(shù) [J].工業(yè)b，2017（2）：240-240.