宏程序在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用

1、合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文論文題目： 宏程序在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用學(xué)院/系別： 合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院/數(shù)控與材料系專業(yè)/班級： 數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)/數(shù)設(shè)901班 學(xué) 制： 三 年 姓 名： 熊 守 嘉 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 馮 利 華 二零一一年十月十五日 目 錄 摘 要 2前 言 2第1章 宏程序加工概述 2 1.1 概述 21.1.1 G代碼、M代碼 21.1.2 系統(tǒng)參數(shù) 21.1.3 數(shù)據(jù)設(shè)置 21.1.4 用戶宏程序 31.1.5 檢測應(yīng)用 3第2章 宏程序中基本程序代碼 3 2.1 基本程序代碼 32.1.1 車削G代碼 32.1.2 車削M代碼 4第3章 數(shù)控車床簡介 6

2、3.1 數(shù)控車床的主要組成及工作原理 6 3.2 數(shù)控車床的分類與特點(diǎn) 6 3.3 數(shù)控車床的選用 63.3.1 動(dòng)力刀具功能 73.3.2 C軸位置控制功能 73.3.3 數(shù)控車削選用原則 7第4章 宏程序的程序語言 7 4.1 宏變量及常量 7 4.2 變量的各種運(yùn)算 8 4.3 變量運(yùn)算的優(yōu)先順序 8 4.4 宏程序函數(shù)格式 8 4.5 宏程序調(diào)用 9第5章 宏程序在車削中的應(yīng)用實(shí)例 9總 結(jié) 12參考文獻(xiàn) 12致 謝 12宏程序在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用 摘 要：在數(shù)控加工中，當(dāng)遇到一些比較復(fù)雜的加工零件是，利用普通的程序進(jìn)行編程不能解決問題或零件的精度達(dá)不到規(guī)定的要求的時(shí)候。宏程序加工就

3、突顯了優(yōu)勢。當(dāng)數(shù)控車削的零件有不規(guī)則的車外圓、切槽等任務(wù)的時(shí)候，就可以利用宏程序進(jìn)行加工，從而達(dá)到車削的精度。所以學(xué)習(xí)宏程序加工對我們來說是很有利的，為了以后更好的在機(jī)加工行業(yè)的發(fā)展。 關(guān)鍵詞：宏程序在數(shù)控車削中的應(yīng)用，車削，程序，案例分析。前言 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集成化、柔性化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的重要手段。數(shù)控機(jī)床是工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，是體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要標(biāo)志，21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競爭，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在航空、航天、造船、汽車、模具等機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)發(fā)生了

4、巨大的變化，大力發(fā)展，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是當(dāng)前我國機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是我國未來工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。快速有效地培養(yǎng)一大批能夠熟練掌握現(xiàn)代數(shù)控編程與加工技術(shù)的人才，已成為全社會的共同需求。第1章 宏程序加工概述1.1 概述在當(dāng)今數(shù)控行業(yè)發(fā)展的趨勢上看，數(shù)控編程越來越要適應(yīng)新的、復(fù)雜的零件設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。所以宏程序知識越來越重要，由于很多企業(yè)、科研單位都在朝著更高效的CNC程序開發(fā)方面發(fā)展，尤其針對某種類型零件而言。盡管CADCAM編程系統(tǒng)已經(jīng)很普遍且呈增長趨勢，但是由于種種原因，它們沒有也不能代替宏程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工。因?yàn)楹瓿绦蛴衅洫?dú)特的解決方法。1.1.1 G代碼、M代碼準(zhǔn)備功能（G代碼）、

5、輔助功能（M代碼）都是在了解宏程序之前最基礎(chǔ)的內(nèi)容。CNC程序結(jié)構(gòu)由許多特征組成的，例如位置數(shù)據(jù)（機(jī)床軸）、切削數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度）、偏置、循環(huán)等。1.1.2 系統(tǒng)參數(shù) 參數(shù)是控制系統(tǒng)的一部分，且使之與機(jī)床穩(wěn)定工作。并不是所有的控制系統(tǒng)參數(shù)對宏程序開發(fā)都是必要，但參數(shù)確實(shí)組成了宏程序開發(fā)和運(yùn)行的環(huán)境。1.1.3 數(shù)據(jù)設(shè)置為了使CNC機(jī)床正確運(yùn)行程序，不僅要求只是把零件安裝在機(jī)床上就可以了。整個(gè)機(jī)床安裝所要求的三個(gè)偏置組，如下：和工件位置相關(guān)的偏置工件偏置（G54、G55、G56、G57、G58、G59）和工具長度相關(guān)的偏置工具長度偏置（G43、G44、G49）和刀具半徑相關(guān)的偏置工具半徑偏置

6、（G40、G41、G42）1.1.4 用戶宏程序隨著工作經(jīng)驗(yàn)的增長，用戶將會使宏程序運(yùn)行更快，功能更強(qiáng)大和更高效。用戶將能開發(fā)宏程序并用在以前從未想到過的各種機(jī)床活動(dòng)中去。宏程序可能需要花費(fèi)一些時(shí)間來開發(fā)，但是這是很值得投入的一個(gè)項(xiàng)目。1.1.5 檢測應(yīng)用宏程序是任何自動(dòng)機(jī)械在CNC機(jī)床和許多其他自動(dòng)化程序上檢測和測量的骨架。第2章 宏程序中基本程序代碼2.1 基本程序代碼在CNC零件編程中，所有的地址代碼（程序中的字母）是同等重要的，都不應(yīng)低估，但有兩個(gè)地址代碼對宏程序而言尤其重要。2.1.1 車削G代碼表準(zhǔn)備功能字G代碼功能作用范圍功能代碼功能作用范圍功能G00點(diǎn)定位G50*刀具偏置0/-

7、G01直線插補(bǔ)G51*刀具偏置+/0G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G52*刀具偏置-/0G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G53直線偏移注銷G04*暫停G54直線偏移XG05*不指定G55直線偏移YG06拋物線插補(bǔ)G56直線偏移ZG07*不指定G57直線偏移XYG08*加速G58直線偏移XZG09*減速G59直線偏移YZG10-G16*不指定G60準(zhǔn)確定位（精）G17XY平面選擇G61準(zhǔn)確定位（中）G18ZX平面選擇G62準(zhǔn)確定位（粗）G19YZ平面選擇G63*攻絲G20-G32*不指定G64-G67*不指定G33螺紋切削，等螺距G68*刀具偏置，內(nèi)角G34螺紋切削，增螺距G69*刀具偏置，外角G35螺紋切削，減螺距

8、G70-G79*不指定G36-G39*不指定G80固定循環(huán)注銷G40刀具補(bǔ)償/刀具偏置注銷G81-G89固定循環(huán)G41刀具補(bǔ)償-左G90絕對尺寸G42刀具補(bǔ)償-右G91增量尺寸G43*刀具偏置-左G92*預(yù)置寄存G44*刀具偏置-右G93進(jìn)給率，時(shí)間倒數(shù)G45*刀具偏置+/+G94每分鐘進(jìn)給G46*刀具偏置+/-G95主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給G47*刀具偏置-/-G96恒線速度G48*刀具偏置-/+G97每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（主軸）G49*刀具偏置0/+G98-G99*不指定注：*表示如作特殊用途，必須在程序格式中說明2.1.2 車削M代碼表輔助功能字M代碼功能作用范圍功能代碼功能作用范圍功能M00*程序停止M36

9、*進(jìn)給范圍1M01*計(jì)劃結(jié)束M37*進(jìn)給范圍2M02*程序結(jié)束M38*主軸速度范圍1M03主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)M39*主軸速度范圍2M04主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)M40-M45*齒輪換檔M05主軸停止M46-M47*不指定M06*換刀M48*注銷M49M072號冷卻液開M49*進(jìn)給率修正旁路M081號冷卻液開M50*3號冷卻液開M09冷卻液關(guān)M51*4號冷卻液開M10夾緊M52-M54*不指定M11松開M55*刀具直線位移，位置1M12*不指定M56*刀具直線位移，位置2M13主軸順時(shí)針，冷卻液開M57-M59*不指定M14主軸逆時(shí)針，冷卻液開M60更換工作M15*正運(yùn)動(dòng)M61工件直線位移，位置1M16*負(fù)運(yùn)

10、動(dòng)M62*工件直線位移，位置2M17-M18*不指定M63-M70*不指定M19主軸定向停止M71*工件角度位移，位置1M20-M29*永不指定M72*工件角度位移，位置2M30*紙帶結(jié)束M73-M89*不指定M31*互鎖旁路M90-M99*永不指定M32-M35*不指定第3章 數(shù)控車床簡介3.1 數(shù)控車床的主要組成及工作原理1. 程序載體程序載體是用于存取零件加工程序的裝置?？蓪⒓庸こ绦蛞蕴厥獾母袷胶痛a存儲在載體上，常用的有穿孔紙帶、軟磁盤、硬盤和閃存卡等。2. 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)主要由輸入裝置、信息處理和輸出裝置三個(gè)基礎(chǔ)部分構(gòu)成。輸出裝置將程序指令輸入給數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)程序載體的不同，相應(yīng)

11、有不同的輸入裝置；然后編譯成計(jì)算機(jī)能識別的信息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進(jìn)行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。3. 伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成；4. 檢測與反饋裝置 檢測與反饋裝置有利于提高數(shù)控機(jī)床加工精度。作用是通過現(xiàn)代化的測量元件將執(zhí)行元件的實(shí)際位移速度和位移量檢測出來，反饋回伺服驅(qū)動(dòng)裝置或數(shù)控裝置，并補(bǔ)償進(jìn)給的速度或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差，以達(dá)到提高運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)精度的目的。4. 輔助裝置 輔助裝置是把計(jì)算機(jī)送來的輔助控制指令經(jīng)機(jī)床接口換成強(qiáng)電信號，用

12、來控制主軸電動(dòng)機(jī)起停、冷卻液的開關(guān)及工作臺的轉(zhuǎn)位和換刀等動(dòng)作。5. 機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的本體指其機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)體。3.2 數(shù)控車床的分類與特點(diǎn) 1.按照數(shù)控系統(tǒng)的功能分類： 分為主軸采用異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)給采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，開環(huán)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床；主軸采用調(diào)速的交、直流主軸控制單元驅(qū)動(dòng)，進(jìn)給采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，半閉環(huán)或閉環(huán)控制的全功能數(shù)控車床；在全功能數(shù)控車床的基礎(chǔ)上配上刀庫、自動(dòng)換刀裝置以及動(dòng)力刀頭的車削中心。3.3 數(shù)控車床的選用 一般它還具有以下兩種先進(jìn)功能：3.3.1 動(dòng)力刀具功能 既刀架上某些刀位可以使用回轉(zhuǎn)刀具（如銑刀、鉆頭）通過刀架內(nèi)的動(dòng)力使這些刀具回轉(zhuǎn)。3.3.2 C軸位置控制功

13、能 即可實(shí)現(xiàn)主軸周向的任意位置控制，X-C，Z-C聯(lián)動(dòng)。車削中心在數(shù)控車床切削加工性能的基礎(chǔ)上，還能進(jìn)行鉆徑向孔、銑鍵槽、銑凸輪槽、螺旋槽、錐螺紋和變螺距螺紋等加工。3.3.3 數(shù)控車削選用原則合理選用數(shù)控車床、車削中心，應(yīng)遵循如下原則： 1.確定典型零件的工藝要求、加工文件及數(shù)量，擬定數(shù)控車床應(yīng)具有的功能等前期準(zhǔn)備，這是合理選用數(shù)控車床的前提條件。 2.根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸，即工件的長度、直徑及質(zhì)量等來選擇數(shù)控車床的規(guī)格。 3.根據(jù)可靠性來選擇，應(yīng)選擇那些結(jié)構(gòu)合理、制造精良，并已經(jīng)批量生產(chǎn)過的機(jī)床。 4.考慮刀具和附件的配套性，以避免數(shù)控車床處于閑置狀態(tài)。 5.根據(jù)性能價(jià)格比來選擇，不要選擇和需要無

14、關(guān)的功能。第4章 宏程序的程序語言4.1 宏變量及常量4.1.1 宏變量（FANUC）宏程序的變量有三種：1. 局部變量2. 全部變量：#50#1993. 系統(tǒng)變量：#1000#1199 4.1.2 常量 1. 圓周率：PI 2. 條件成立真：TRUE 3. 條件假：FALSE 4. 上取整：FUP 5. 自然對數(shù)：LN 6. 指數(shù)函數(shù)：EXP 7. 平方根：SQRT 8. 絕對值：ABS 9. 四舍五入：ROUND 10.下取整：FIX 11.算術(shù)運(yùn)算符：+、-、* 12.條件運(yùn)算符：EQ(=)、NE（不等）、GT()、GE（大于等于）、LT()、LE（小于等于） 13.邏輯運(yùn)算符：AND與

15、 OR或 NOT非 14.函數(shù)：SIN COS TAN ATAN ABS INT GIGN SORT EXP ASIN 表達(dá)式：用運(yùn)算符連接起來的常數(shù)，由宏變量構(gòu)成表達(dá)式。4.2 變量的各種運(yùn)算4.2.1 常用運(yùn)算(FANUC)1. 賦值：#i=#j2. 加法：#i=#j+#k3. 減法：#i=#j-#k4. 乘法：#i=#j*#k5. 除法：#i=#j/#k6. 正弦：#i=SIN(#j)7. 余弦：#i=COS(#j)8. 正切：#i=TAN(#j)9. 反正弦：#i=ASIN(#j)10.平方根：#i=SORT(#j)11.絕對值：#i=ABS(#j)12.自然對數(shù)：#i=LN(#j)4

16、.3 變量運(yùn)算的優(yōu)先順序 4.3.1 變量順序(FANUC) 函數(shù)、乘除、加減、可以用括號改變順序 #4=5*SIN(#1+#2)-#34.4 宏程序函數(shù)格式 4.4.1 格式(FANUC) IF 條件表達(dá)式條件成立（真）ELSE條件不成立（假）ENDIF IF 條件表達(dá)式條件成立（真）ENDIF4.5 宏程序調(diào)用 4.5.1 調(diào)用案例(FANUC) 1. 110總和O0001#1=0#2=1N10IF(#2 GT 10) GOTO 2#1=#1+#2#2=#2+1GOTO 1N20M30O0002#1=0#2=1#1=#1+#2 #2=#2+1IF(#2 LE 10) GOTO 1M03O0

17、003#1=0#2=1WHILE (#2 LE 10) DO 1#1=#1+#2#2=#2+1END 1M03第5章 宏程序在車削中的應(yīng)用實(shí)例 例題1：編制如圖所示零件的車削加工程序，毛坯為直徑30X50的棒料。要求加工出小徑a=13mm,大徑b=18mm，的不規(guī)則圖形；寫出加工方案，編寫數(shù)控車削加工程序。（FANUC系統(tǒng)編寫） 方案：用FANUC系統(tǒng)程序編寫程序，用宏程序語言進(jìn)行賦值#100、#101、#102，在用IF函數(shù)進(jìn)行編寫即可完成。 O0001 G97G99M03S500F0.2T0101 G00X28Z2 #100=18 N10#101=#100*#100 #102=13*SOR

18、T(1-#101/324) G01X(2*#102)Z(#100-18) #100=#100-0.1 IF(#100 GE 0) GOTO 10 GOOX100 Z100 M05 M30 #1#33 #100#199 #100為Z軸變量 #102為X軸變量 #101=#100*#100 步距為0.1 a=13 b=18 x2/132+z2/182=1例題2；編制如下圖所示零件的車削加工程序，毛坯為直徑30X70的棒料。已知加工的a=14mm，b=20mm,的不規(guī)則橢圓一部分；要求寫出加工方案，編寫數(shù)控車削加工程序。（FANUC系統(tǒng)編寫） 方案：用FANUC系統(tǒng)程序編寫程序，對加工的一些變量進(jìn)行

19、賦值#100、#101、#102，用G71循環(huán)指令，IF函數(shù)進(jìn)行編程，即可完成加工。O0002G97G99M03S600F0.2T0101G00X30Z-13G71U1.5R0.3G71P09Q20U0.3W0#100=17N10#101=#100*#100#102=14*SORT(1-#101/400)G01X(2*#102)Z(#100-32)#100=#100-0.1IF(#100 GE 0) GOTO 10N20G00X30G00X100 Z100M05M30#1#33#100#199#100為Z軸變量#102為X軸變量#101=#100*#100步距為0.1a=14b=20x2/142+z2/202=1 例題3：編制如下圖所示零件的車削加工程序，毛坯為直徑33X70的棒料。已知加工的橢圓函數(shù)（Z=-X2/8），要求寫出加工方案，編寫數(shù)控車削加工程序。（FANUC系統(tǒng)編寫）方案：用FANUC系統(tǒng)程序編寫程序，對一些變量進(jìn)行賦值#1、#2，再用IF函數(shù)進(jìn)行編程，即可完成加工的要求。O0003G97G99M03S500F0.2T0101G00X34Z2#1=0N10#2=-(#1*#1/8)G01X(2*#1)Z(