子程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用技巧

子程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用技巧一、引言在一個(gè)加工程序中的若干位置，如果包含有一連串在寫法上完全相同或相似的內(nèi)容，為了簡化程序，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成子程序。主程序在執(zhí)行過程中如果需要某一子程序，可以通過調(diào)用指令來調(diào)用該程序，子程序執(zhí)行后又可以返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。子程序在數(shù)控編程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。合理、正確應(yīng)用子程序功能，為編寫和修改加工程序帶來很大方便，能大大提高工作效率。下面介紹子程序的應(yīng)用原則。零件上有若干處相同的輪廓形狀。在這種情況下只編寫一個(gè)子程序，然后用主程序調(diào)用該子程序就可以了。加工中反復(fù)出現(xiàn)有相同軌跡的走刀路線。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。程序的內(nèi)容具有相對(duì)的獨(dú)立性。在加工較復(fù)雜的零件時(shí)，往往包含許多獨(dú)立的工序，有時(shí)工序之間的調(diào)整也是容許的，為了優(yōu)化加工順序，把每一個(gè)的工序編成一個(gè)獨(dú)立子程序，主程序中只需加入換刀和調(diào)用子程序等指令即可。二、子程序的應(yīng)用實(shí)例與技巧分層切深零件外輪廓示例：用直徑為20mm的立銑刀，加工圖1所示零件。要求每次最大切削深度不超過10mm。分析：零件在Z向厚度為40mm，根據(jù)要求，如果每次切削的深度為10mm，則需通過4次切深完成，在這四次循環(huán)切深過程中，刀具在XY平面上的運(yùn)動(dòng)軌跡是完全一樣的。故只要把刀具在XY平面上的運(yùn)動(dòng)軌跡編寫成子程序，主程序四次調(diào)用該子程序就可以了。參考程序及說明如表1所示。圖1零件之一程?！搏|I，1!1NiMCTflG54GmX-WT-W孫hiNWsm程?！搏|I，1!1NiMCTflG54GmX-WT-W孫hiNWsmM03GOOZWN040G01ZOFl5?N05(]MlJBPtMMin，N【】加GKIZ14NINC7HMOSNH枷M300101(}NOtuG^iGUIZ-InFl*M誦g普E；4Ur*FE}ENUMXLHIMUiiC；D2X30i)RUMIN傾QllX軻)NW丫齡Md?rj(inJXnRjijc)N0B0GD1V-3hN傾CMoX?"Y-Shsr|(iMc|ij"iii即山說明程序號(hào)國它立加工蟲捅禮快速進(jìn)蚱圣x=-5fl.釘-虱z=im寶物正薜\5&KnOr/miii快遷票>Ml工it■工件總虬理椿地度為15*由0血調(diào)用于程月OIHH，快遮主2>I傾處主軸停轉(zhuǎn)供序弛*于樞序冶工遷至Z=T此,切荊域開建丑刀黑豐榜切暗補(bǔ)律童肴HW=hhmr直繩揭稈至XFW.S煩KN斜I'jLSMBOO.Y=（t直緩搦補(bǔ)奎X7"￥=（1宜發(fā)搦補(bǔ)至X=」nTLT=M逆凰柿補(bǔ)里X=fLY=XHt直規(guī)械樸至XT）,丫工-利丈我新樸球?一50卜Y—利察部刀柔平授巖樸怯切脈停子一理序皓*并返網(wǎng)主理序分層切深加工槽示例：用直徑為8mm的立銑刀，加工長方形槽，刀心軌跡如圖2所示，槽深6mm，要求每次切削的深度不超過2mm。分析：將刀心軌跡A-B-C-D-A編成子程序，主程序三次調(diào)用子程序，使槽深逐次增加，此時(shí)通常采用增量圖2零件之二表2零件2參考加工程序如分行切寬粗加工型腔示例：用直徑為8mm的立銑刀，粗銑如圖3所示的型腔。分析：（1）確定工藝路線如圖4a所示刀心軌跡A-B-C-D-E-F-G作為一個(gè)循環(huán)單元，反復(fù)循環(huán)多次；（2）計(jì)算刀心軌跡坐標(biāo)、循環(huán)次數(shù)及步進(jìn)量如圖4b所示。設(shè)循環(huán)次數(shù)為n，Y方向的步進(jìn)距為y，步進(jìn)方向槽寬為B，刀具直徑為山則各參數(shù)關(guān)系如下：循環(huán)1次，銑出槽寬y+d；循環(huán)2次，銑出槽寬3y+d；循環(huán)3次，銑出槽寬5y+d；循環(huán)n次，銑出槽寬B=(2n-1)y+d。根據(jù)圖樣要求，將B=50、d=8代入B=(2n-1)y+d，取n=4，得Y=6,刀心軌跡有1mm重疊，方案可行。相關(guān)參考程序如表3所示。圖3零件之三加工多工序零件示例：用直徑為5mm的立銑刀，加工圖5所示的零件，方槽的深度為6mm，圓槽的深度為4mm，要求每次切削的深度不超過2mm，試用

子程序編程。分析：將兩工序的加工軌跡編成子程序，然后用主程序分別調(diào)用，參考程序javascript:resizepic(this)border=0>

圖4刀心軌跡javascri圖5零件之四■R_程庫□1000N0I0G92X0YCZ20沖以1GWX4「」YQ塑甥舛NOWM90PCKKOKHONWGWZ2NO5OX15Y0NOW)M98PrKtn22(12aN伽Z2flNf網(wǎng)XOYnNIO0M05NJ10MQ2程序號(hào)G%建史工件盟柿相映進(jìn)敏40,Q*2）主鞘正粹,樣ittSWr/rain調(diào)用于程序0UHO榛退至Z=2燉快速移動(dòng)至X=15,YT調(diào)用于程序02020底速崖Z=*2t>處快埋至X-MX-Qft主輯停耕祝序傍柬OKHON01QG?l61Z-2Fl列MB?N020G^l)XM￥-40N0J0X-40YnNWJXOY44IN衍0X<JYOM(WNflfiOM的O2f)2DNO10G引GUIZ-2F150NWSNWG知GoZX15Y0RI5IMOJOM的NfHOM99孑程序上工進(jìn)至Z=-2Ht直級(jí)緒費(fèi)X取），￥*-?豆線幡樸至X=T0,￥=□宣踐械補(bǔ)至XML丫=如宜均折補(bǔ)至X=4〔*Y=G?加削液*于程序曲束并遙目主程序于杠序尤工進(jìn)屋處,由前液計(jì)WM4ft4Mx>isrY=w切制波羌子程序雄柬并返同全程序三、結(jié)束語本文通過幾個(gè)典型的實(shí)例，從而詳細(xì)、全面地介紹了FANUC系統(tǒng)中子程序的應(yīng)用技巧，提高了編制程序的效率，簡化了加工程序。目前，小內(nèi)存的數(shù)控機(jī)床仍然是我國在用機(jī)床的主流，如何使加工程序變得簡潔，對(duì)現(xiàn)實(shí)加工來說，有著很重要的實(shí)際意義。本文作者通過實(shí)例介紹了數(shù)控銑削加工編程中常用的子程序、宏程序、代碼段調(diào)用及主軸復(fù)合擺動(dòng)的五軸數(shù)控機(jī)床的刀具平面轉(zhuǎn)換的應(yīng)用等方面的內(nèi)容，希望能為從事數(shù)控加工與編程的讀者提供借鑒。、刖言數(shù)控編程作為數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)之一，其程序的編制效率和質(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。尤其是隨著數(shù)控加工不斷朝高速、精密方向的發(fā)展，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)的競爭力有著重要的意義。隨著CAD/CAM軟件的不斷普及應(yīng)用，數(shù)控編程的模式逐漸由自動(dòng)編程取代手工編程。但CAM軟件編程和手工編程有著各自的特長，且現(xiàn)有的CAM軟件不能滿足所有數(shù)控系統(tǒng)的特殊功能，充分結(jié)合兩種編程模式，對(duì)于提高編程的效率和質(zhì)量有著重要的意義。由于歷史的原因，國內(nèi)企業(yè)普通數(shù)控機(jī)床和高精密數(shù)控機(jī)床并存的局面將持續(xù)很長時(shí)間，對(duì)于傳統(tǒng)的普通數(shù)控機(jī)床，無法實(shí)現(xiàn)高速切削加工，采用高速切削加工的編程策略難以發(fā)揮普通數(shù)控機(jī)床的加工效率，且傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床普遍內(nèi)存容量有限，因此合理有效地利用傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的特性，結(jié)合CAM軟件自動(dòng)編程和手工編程兩種方式，編制簡潔合理的小容量數(shù)控程序，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。二、子程序及宏程序應(yīng)用在實(shí)際數(shù)控加工編程中，充分利用CAM軟件的功能，配合手工編程，如宏程序的應(yīng)用、代碼段及子程序的調(diào)用等，可以充分提高數(shù)控編程的效率。1.用戶子程序應(yīng)用實(shí)例實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)同一產(chǎn)品的多個(gè)相同加工特征的情況，以CAM軟件編程或手工編程時(shí)，如能充分利用子程序功能，既可減少建模的工作量，也可提高程序的簡潔性，降低程序的錯(cuò)誤率。在多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中，子程序調(diào)用都有專門的指令，如在FANUC系統(tǒng)中有M98/M99，在DeckelMaho系統(tǒng)中有G14或G22等。如圖1所示的分別是輪廓深度銑削循環(huán)、矩形陣列銑削循環(huán)、圓形旋轉(zhuǎn)陣列銑削循環(huán)等三種不同的典型銑削循環(huán)。圖2則是基于FANUC系統(tǒng)的相應(yīng)的子程序調(diào)用代碼，其中O8001為深度銑削循環(huán)子程序調(diào)用代碼、O8002為矩形陣列程序代碼、O8003為圓形旋轉(zhuǎn)陣列的循環(huán)銑削子程序調(diào)用代碼。a）深度銑削循環(huán)(7Tt_b）矩形陣列銑削循環(huán)c）圓形陣列銑削循環(huán)圖1典型銑削循環(huán)示意圖W0OO114102GOtl?0G49GflOG9OM104T1M6M106GOG9QX15.Y3O.S2000M3biiOSG43HL250.WHOZ10.M1122-tO.FL。。.N114M9&P1001Hl46M96P1QO1|M17B5P1001H202GO頃Z50.MSH206G91G28Z?.M20BG2fJXG.mM210M3001001H116G90N118G42DIYl。,F500*M120gZXlft.Y10.R10*M122G1XZ5.M124m,M126X-5C.H126Y50+M130X2S.M132G2X1D.Y-10.RIO.H134G1G4QY-1G,t<136M99a)深度銑削循環(huán)調(diào)用合理地利用子程序、宏程序和代碼段進(jìn)行手工編程，對(duì)于數(shù)控加工程序的簡化，作用是十分明顯的，通過我們的實(shí)例，大家對(duì)其產(chǎn)生的顯著效果有了感性的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)實(shí)的加工中，有相同或相似特征的零件很多，如果大家在從事加工或編程的過程中能合理的利用這些技術(shù)，定能起到事半功倍的效果。華麗娟，徐朔.《數(shù)控加工技術(shù)》教學(xué)改革探索職教論壇[J].2005,(3).馬雪峰.《數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用》專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐[J].黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)2002年學(xué)術(shù)年會(huì)交流論文集.2002年.^00002N102GOG17G40G§9G80G90N104T1M6N106GOG90XIS.￥20.S2000M3N108G43HlZ50rN110削98P0001N204G9QK115.YiQO.N206M99P0001N536MSN23&G91G2BZO.N^4QG23KO.YO,AO.N242M3QOOOOlN112G9LN1142-40-N116G12-30』F100、N118G42DiY10.F300.N120G2X10.Y10.RIO.N122G1X25-N124Y-40-N1263C-5O,11128￥40.NM。X25.W132G2X10,￥-10.RIO心4G1G4Q￥-10*N136GOZ70_N138M99b）矩形陣列子程序調(diào)用^□8003N1G2GOG17G4。G49GBOG90N1Q4T1M6N106GOG90X-S.Y90.S2000M3NXOaG&3Hlz&o.N110M9BP0002W132G90X-00,4J2Y40.67N134GOG90G翎XOrYO.R6D,N136M9BP0002N23Gg90X?1R442￥49.33KZ36GOG9GG即KOrYD.R300N240M96P0002N2GgM5H2G4C91zo.N2GG*。?￥0.AO.M30OOftOSN112G90X-5.Y90-210.?L14ClG91Z-30.F100.K116G42DIf30d.NUBG2X-10.Y10-RID.N120X50,R25,W122X-50.R25.N124X10+Y10.R10>料j_26gLxiO.H123GOZ7ft,N130*M99c）圓形陣列子程序調(diào)用圖2相應(yīng)子程序循環(huán)調(diào)用示意圖在數(shù)控機(jī)床上巧用子程序加工網(wǎng)式點(diǎn)陣孔群（一）數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟，數(shù)控編程一般又分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程主要用于對(duì)一些加工形狀簡單、計(jì)算量小、程序不多的零件，因此，在點(diǎn)位加工或直線與圓弧組成的輪廓加工中主要采用手工編程加工。而對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面組成的零件多采用自動(dòng)編程。加工中心上經(jīng)常需要加工一些多孔類零件，尤其是孔數(shù)比較多而且每個(gè)孔須經(jīng)過幾道工藝加工方可完成的零什，例如在板類零件上進(jìn)行點(diǎn)陣群孔的加工。SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)中具有線性孔和環(huán)形孔的固定循環(huán)加工指令，而在FANUC和華中世紀(jì)星等一些老的數(shù)控系統(tǒng)上沒有線性孔和環(huán)形孔固定循環(huán)加工指令，要進(jìn)行點(diǎn)陣群孔的加工則必須沒汁一套用戶宏程序。而宏程序和宏指令是一個(gè)比較難以理解的概念和指令，所以在編程中大多數(shù)人還不會(huì)或不愿使用宏程序。同時(shí)受客觀條件的限制，自動(dòng)編程（計(jì)算機(jī)編程）在目前還未被普及。因此，存編制多孔類零件加工程序時(shí)，如果按常規(guī)編程，需要計(jì)算每個(gè)結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值，不但計(jì)算量大，編群速度慢，程序冗長，且極容易出錯(cuò)。假如我們能靈活應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)中的輔助編程功能來編程，則會(huì)使群孔加工的編程變得簡單、清晰明了、程序編制時(shí)間也短。下面是一種巧用子程序和鉆孔固定循環(huán)進(jìn)行網(wǎng)式點(diǎn)陣孔群加工的編程舉例。例：在VMC750E華中世紀(jì)星HNC-21M加工中心上，在一厚度為12mm的工件上加工100個(gè)66mm線性矩陣排列孔（如圖1所示），設(shè)刀具起點(diǎn)為（12,0，80）。工藝分析如下：1.刀具與合理的切削用量（詳見附表）刀具號(hào)刃具規(guī)格工序內(nèi)容y/inni■min-1n/r*min'1T01中心鉆牯定位孔60I2(X)T02柘麻花鉆鉆的孔12060()T034鏟倒角刀倒角0.3x45450300

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OOG'O0^0O■O-G3OQO0-0DOOO0*0DOOOO-*00O0O-O'-OOG0boooIGOOOOOQ"IGOOOOOQ"OOOOO圈I網(wǎng)式點(diǎn)陣耶孔⑴加工路線如圖2所示■/1「］：?.-撰谷:00^0Qi23456789jlO早0^0O0^0O0*0O圖2(2)加工程序%0086；主程序號(hào)N02T1M06；T1為A2.5中心鉆N04G90G54GOOX12Y0M03S1200；刀具怏速移到起刀點(diǎn)N08M98P6000F60Z5L5；調(diào)用鉆孔子程序5次N06G43N08M98P6000F60Z5L5；調(diào)用鉆孔子程序5次N10C49G80G90G00Z80M09；取消長度補(bǔ)償和固定循