基于宏程序的拋物線軸類(lèi)零件的數(shù)控編程與加工

于 萍 程志云

(南京技師學(xué)院，江蘇 南京 210033)

1 對(duì)數(shù)控宏程序的認(rèn)識(shí)

在標(biāo)準(zhǔn)CNC編程方式上增加控制特征的編程方式就是宏程序，這種程序在某種意義上具有功能更加強(qiáng)大、靈活性上更占據(jù)優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)，也是跟真實(shí)的編程語(yǔ)言更貼近的一種編程方式，宏程序事實(shí)上不是語(yǔ)言，而是一種經(jīng)過(guò)CNC系統(tǒng)建立數(shù)控機(jī)床的一種用途特殊的軟件，在結(jié)構(gòu)上是比較真實(shí)的子程序。相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)控編程，數(shù)控宏程序的優(yōu)點(diǎn)更加明顯，宏程序在編程上會(huì)更加簡(jiǎn)化，在使用上相同目標(biāo)下，速度會(huì)更快，同時(shí)精確度也不會(huì)受到太大影響。宏程序在變量與方程下對(duì)零件開(kāi)始編制程序，在數(shù)控加工中起到很大的作用。

宏程序編程對(duì)實(shí)行的范圍也是有要求的，需要達(dá)到以下幾點(diǎn)：一是即便存在尺寸大小是不一樣的，但是在形狀上需要屬于同一個(gè)系列。簡(jiǎn)言之就是屬于一類(lèi)物品，大小上有差異是可以的。二是對(duì)零件在曲線上的要求不是拋物線以及橢圓等，才能實(shí)行數(shù)控系統(tǒng)的指令。三是可以存在參數(shù)的不一樣，但是要在工藝以及路徑上屬于一致的零件，否則很難實(shí)現(xiàn)編程，四是在一定程度上能對(duì)變成堿性簡(jiǎn)單化的。

宏程序存在2種編程方法，其中各有利弊。首先，用主程序或者是被調(diào)用的宏程序開(kāi)展編程，程序不僅標(biāo)準(zhǔn)化程度會(huì)比較高，同時(shí)在通用性上也會(huì)較高，尤其是展開(kāi)大批量的加工以及有長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)需求的情況下，對(duì)于調(diào)整參數(shù)來(lái)說(shuō)是較為方便的。在主程序和被調(diào)用的宏程序中包括對(duì)各個(gè)自變量賦值，當(dāng)情況比較復(fù)雜、選用變量或中間變量比較多時(shí)，因?yàn)镕ANUC系統(tǒng)在局部變量上對(duì)用法的規(guī)定上較為嚴(yán)苛。如果在選用變量時(shí)，需要同時(shí)兼顧主程序和宏程序?qū)ψ兞抠x值(即只考慮使用自變量I進(jìn)行賦值)的方便，那么在實(shí)際的編程操作時(shí)就會(huì)出現(xiàn)精力分散、思路受到影響等情況，并且現(xiàn)實(shí)中加工除了對(duì)主程序有需求外，還需要被調(diào)用的宏程序一起生效才能達(dá)成，這期間二者間程序號(hào)的對(duì)應(yīng)也容易出錯(cuò)。在帶有自變量的同一個(gè)程序編程該宏程序的使用沒(méi)有上面給變量賦值容易出錯(cuò)、影響思路的顧慮，編程者只需要把注意力集中在如何表達(dá)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡這個(gè)核心問(wèn)題上，變量選用完全可以按順序進(jìn)行選擇。但是，程序標(biāo)準(zhǔn)化程度和通用性不好，需要進(jìn)入程序內(nèi)部修改加工參數(shù)。因此，如何對(duì)這2種編程方法選擇，需視情況而定。一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)簡(jiǎn)單的程序，用第一種方法好處多，對(duì)于復(fù)雜工件來(lái)說(shuō)，第二種更為實(shí)用。

2 宏程序下拋物線軸類(lèi)零件的程序編制

對(duì)已定的拋物線軸零件開(kāi)展剖析，用上CAXA軟件對(duì)拋物線軸包絡(luò)線外圓的圖形進(jìn)行繪制，之后就可以使用FANUC系統(tǒng)開(kāi)始手工編寫(xiě)數(shù)控車(chē)削的程序了。為了便于程序的檢查修改，采用主程序和子程序分開(kāi)編寫(xiě)的方式編寫(xiě)程序。

在宏程序下對(duì)拋物線軸類(lèi)零件進(jìn)行數(shù)控編程可以通過(guò)這幾步順序。首先，對(duì)圖樣進(jìn)行詳細(xì)分析，對(duì)圖樣分析后可以知道有沒(méi)有必要利用宏程序編制程序。如果沒(méi)必要?jiǎng)t可以搭建起程序編制的坐標(biāo)更方便于程序編制。然后在數(shù)值上對(duì)基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精確計(jì)算。零件外觀上，多種幾何素線的交點(diǎn)與切點(diǎn)交織在一起就可以形成基點(diǎn)。每個(gè)零件的外側(cè)曲線基本上是由多種不同樣的幾何要素組成，其中就有直線和圓弧。當(dāng)然非圓曲線也是其中的一種。運(yùn)動(dòng)軌跡中可以將基點(diǎn)作為整個(gè)過(guò)程的起點(diǎn)或者重點(diǎn)，由此可見(jiàn)，基點(diǎn)的坐標(biāo)是編制程序過(guò)程中最基本的數(shù)據(jù)；節(jié)點(diǎn)不同于基點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的形成需要一個(gè)擬合曲線，而這個(gè)擬合曲線是由直線或者是圓弧形成。節(jié)點(diǎn)的數(shù)量由曲線的屬性、擬合線的種類(lèi)以及加工中范圍允許的誤差值，依據(jù)這3個(gè)要求，通過(guò)數(shù)學(xué)解析方法可以將節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值計(jì)算出來(lái)，節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)是非圓曲線編制程序的重中之重。接著要確定下宏程序編制程序的自變量與其初始值，還有因變量與其初始值，表達(dá)式和語(yǔ)句控制中的流程。最后就是對(duì)拋物線軸類(lèi)零件進(jìn)行數(shù)控加工代碼的編寫(xiě)。

3 宏程序下拋物線軸類(lèi)零件的加工

3.1 拋物線軸類(lèi)零件特性下的要求

最常見(jiàn)的零件之中，軸類(lèi)零件是最值得關(guān)注的，而軸類(lèi)零件在機(jī)器中充當(dāng)著傳動(dòng)支撐角色。肩負(fù)著傳遞力與負(fù)載重荷的任務(wù)，所以在這幾項(xiàng)上，加工的要求格外地需要精準(zhǔn)。零件當(dāng)中的圓度，是由軸頸與外錐面構(gòu)成的，其被允許的幾何形狀精度只能有尺寸范圍之內(nèi)的誤差值。所以講究形狀的精度，軸頸是對(duì)零件進(jìn)行支撐作用的，其尺寸的精度要求更高。在表面粗糙程度上，傳動(dòng)件配合的軸頸表面要求相對(duì)高一些。

3.2 軸類(lèi)零件的加工工藝要求

落刀處從離刀近的部位開(kāi)始加工，然后到在刀的遠(yuǎn)處部位。對(duì)內(nèi)外表面先展開(kāi)粗工藝的加工程序，接著再進(jìn)行精細(xì)化加工工藝。為了減少出錯(cuò)率和提高編程的效率，最大程度地減少程序段。在能確保品質(zhì)前提下，走最短的路線進(jìn)行切割，在時(shí)間上可以節(jié)省許多，也能使刀具消耗與機(jī)床磨損有所降低，也是在成本上做節(jié)省。在工序上，加工內(nèi)容比較少的可以通過(guò)一道工序一次安裝，也可以為同一把刀具進(jìn)行多重工序的加工。

4 結(jié)束語(yǔ)

在加工上采用宏程序加工會(huì)比傳統(tǒng)的仿真加工在加工精度上更加準(zhǔn)確，無(wú)需制作的樣板，工序上更加簡(jiǎn)單，效率上可以有可見(jiàn)般地提升；跟CAM編程之下的數(shù)控加工進(jìn)行比較，不存在軟件造型上復(fù)雜化，刀具路徑設(shè)置上消耗時(shí)間等問(wèn)題。結(jié)果也顯示，在工作量與勞動(dòng)強(qiáng)度上會(huì)大大降低，而且在加工的精度與效率上不會(huì)受牽連，反而會(huì)大幅度提高。

宏程序的使用大家都喜歡，但是與此同時(shí)對(duì)數(shù)控編程人員的要求也將會(huì)越高，相關(guān)從業(yè)人員必須要對(duì)數(shù)控編程軟件中的相關(guān)專(zhuān)業(yè)名詞都有一個(gè)深入的理解，而不是走馬觀花般了解就可以；其次，要全面理解掌握宏程序下數(shù)控編程的過(guò)程和基礎(chǔ)技術(shù)。因?yàn)榧夹g(shù)人員對(duì)技術(shù)的了解深淺，直接影響了數(shù)控加工中的進(jìn)度與精準(zhǔn)度，也決定了加工零件最終的尺寸合格與否與誤差值大小，在成本與時(shí)間上也是影響甚多。