子程序在數(shù)控編程中的應用技巧

1、子程序在數(shù)控編 程中的應用技巧 一、引言在一個加工程序 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，可以把這些重復的程 序段單獨列出，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 以通過調用指令來調用該 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 應用相當廣泛。合理、正 確應用子程序功能，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 序的應用原則。(1)零件上有若干處 相同的輪廓形狀。在這種 情況下只編寫一個子程序， 然后用主程序調 用該子程序就可以了。(2)加工

2、中反復出現(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，此時通常 要 以增量方式編程。(3)程序的內(nèi)容具有相對的獨立性。在加工較復雜的零件時，往往包含許多獨立的工序，有時工序之間的調整也 是容許的，為了優(yōu)化加工 順序，把每一個的 工序編成一個獨立子程序，主程序中只需加入換刀 和 調用子程序等指 令即可。二、子程序的應用實例與技巧1 .分層切深零件外輪廓示例：用直徑為20mm勺立銃刀，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

3、通過4次切深完成，在這四次循環(huán)切深過 程中，刀具在 XY平面上的運動 軌跡是完全一樣的。故 只要把刀具在XY平面上的運動 軌跡編寫成子程 序，主程序四次調用該子 程序就可以了。參考程序 及 說明如表1所示。圖1零件之一程序說明O HIM)NOlOtmg G(K) X-5OV-5O Zt(M)SO M"3NlW Gi *，7" hNr HQ (；0l 7小1 Kikl"、1'l-nitniii (,m ZltMiN070 MDSN 沖 J M3t i程序號G”盛立加工費展系，怏曷/*曲時如*71施主用正轉.槨'建為800r，iiHn 怏選至Z=1&l

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5、Xe3m. Y-0 真諼摘補至x：405 y=i) 克森插種rlX="K，,V=*力 遞回施林至XTL YX*卜*或修補費XF, %70宜我撲卻(二-SO, Y-貨則消力具串自右*K 腐刖灌件于機身玷來井返回土貍序2 .分層切深加工槽示例：用直徑為8mm勺立銃刀，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，主程序三次調用子程 序，使槽深逐次增加，此時通常采用增量方式編程比較方 便，參考加工程序如表2所示。圖2零件之二表2零件2參考加工程序如I )1 .i?iNI時 M v. MuiMB0GO1 額 F100

6、 NNOM。* N砌 g Nf 凰* G90G00ZUWN對卜如Yi»Ni閶卜MMNmMffl竟序號仁輔作立忖工生將保唐建迸掄塵X 30. Y 2» Z-2主構乘箱.折逵為KOOt/eM 工jft至Z。桐用于ft+OilHO快速移動至x=0 Ye主軸停的程序姑束(BOH1N0H)G9l Gfrl Z-2NlCl! XlMM ¥50Ni布卜 r，iNO5OY5ONi K0M99于ft壽名 工址里7=T處A我插料生B 此找他，卜王CJL戰(zhàn)楂升至D AHLMlA 干銃序然a返回3 .分行切寬粗加工型腔示例：用直徑為8mm勺立銃刀，粗銃如圖3所示的型腔。分析：（1）確定工

7、藝路線 如圖4a所示刀心軌跡A-B-C-D-E-F-G作為一個循環(huán)單 元，反復循環(huán)多次；（2）計算刀心軌跡坐標、循環(huán)次數(shù)及步進量如圖4b所示。設循環(huán)次數(shù)為n, Y方向的步進距為V,步進 方向槽寬為B,刀具直徑為d,則各參數(shù)關系如下：循環(huán)1次，銃出槽寬y+d;循環(huán)2次，銃出槽寬3y+d;循環(huán)3次，銃出槽寬5y+d;循環(huán)n次，銃出槽寬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1mmi疊，方案可行。相關參 考程序如表3所示。圖3零件之三表3零件3的參考加工程序OHKKI程序號N0KIGWG92 Xu YO Z加N02

8、d GI0X19 Y19Z2 SH( k M03Nnjd M98 piHXMWIONH4O G9OGWZ20N05OX0YON070 MD2。1。1升NOtO G91 GO ZT FIim)N 儂 X62NC3OY6NMX-62NIBO GOG Z4NMfl Y6N07，i M 股G駝建立工件坐標系快速£(19* 19.2)王躺正杼，特迪為MIMmin謂用于程序OWWftiiz=2oft快速移動至)C=H, Y=0主精件嶄謠序結束干囊序名工選生2=-4處富嘉希樸,X向工進琥直我將補t Y向工進6立筑插補,X向工進-62Z片快超4Y軸快熱6子握序拷索并返畫主程序4.加工多工序零件示例：

9、用直徑為5mm的立銃刀，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用， 參考程序如表4所不。pt:resizepic(this) border=0>80100表 4 零件 4 的參考力口工程序程序01000NO10G92 XOYCZ»NF”N030 M9B PM中hN3"22N050 X6 YONN 加 MW PiMki22(12nGOO Z2ONH/N1 Xei Yd-N MIO MOSN110 M U2OltHON010G91 Gfil Z-2 F網(wǎng)

10、MOS沖m L；中I X” ¥ 40NOJTJ K刊 YliNfHU XIY4UNUSO X4H Yu MomNw Zf W打02(12(.1N4HOG91 G01 Z-2 fl 50 MOBNH2i(；lG2 XQ YihRI5NU30 MOTNiHO M 啊說明程序號G心電立工件密林系央:S:至凡二主構正苜.轉建為MVmin訓昵干科小O川加快退至Z=2處快速r移動至X=15, Y=Q訓用于黃序Q2O2O快退至Z二2口處性退至X=% X=O*fe主軸停撲他序檢束于程序后工進至Z=-2處.直域幡樸¥*-40直戰(zhàn)，將補至K=T0, Y=0竟戰(zhàn)插撲至X-Q, Y=40也殳插*卜

11、至X=4。，Y L切同渡關于程序拉柬升這回主桂序子和小宕工進至7=-2處，切利度開順陽樸樸至X= 15, Y-0切削涯關子也序拈來畀通國土程序三、結束語本文通過幾個典 型的實例，從而詳細、全 面地介紹了 FANU京統(tǒng)中 子程序的應用技巧，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)控機床仍然是我國在用機床的主流，如何使加工程序變得簡潔，對現(xiàn)實加工來說，有著 很重要的實際意義。本文作者通過實例介紹了數(shù)控銃削加工編程中常用的子程序、宏程序、代碼段調用及 主軸復合擺動的五軸數(shù)控機床的刀具平面轉換的應用等方面的內(nèi)容，希望能為從事數(shù)控加工與編程的讀者 提供借鑒。、前言數(shù)控編程作為數(shù)控加工的關鍵

12、技術之一，其程序的編制效率和質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)控程序的編制質量和效率對于提高 制造企業(yè)的競爭力有著重要的意義。隨著CAD/CA啾件的不斷普及應用，數(shù)控編程的模式逐漸由自動編程取代手工編程。但 CAM聯(lián)件編程和手工編程有著各自的特長，且現(xiàn)有的CAM聯(lián)件不能滿足所有數(shù)控系統(tǒng)的特殊功能，充分結合兩種編程模式，對于提高編程的效率和質量有著重要的意義。由于歷史的原因，國內(nèi) 企業(yè)普通數(shù)控機床和高精密數(shù)控機床并存的局面將持續(xù)很長時間，對于傳統(tǒng)的普通數(shù)控機床，無法實現(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

13、床的加工效率，且傳統(tǒng)數(shù)控機床普遍內(nèi)存 容量有限，因此合理有效地利用傳統(tǒng)數(shù)控機床的特性，結合CAM軟件自動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)實的意義。、子程序及宏程序應用在實際數(shù)控加工編程中，充分利用 CAM軟件的功能，配合手工編程，如宏程序的應用、代碼段及子程序 的調用等，可以充分提高數(shù)控編程的效率。1.用戶子程序應用實例實際應用中，針對同一產(chǎn)品的多個相同加工特征的情況，以 CAM軟件編程或手工編程時，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，降低程序的錯誤率。在多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中，子程序調用都有專門的指令，如在 FANUC系統(tǒng)中有 M98

14、/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銃削循環(huán)、矩形陣列銃削循環(huán)、圓形旋轉陣列銃削循環(huán)等三種不同的典型銃削循環(huán)。圖2則是基于FANUC系統(tǒng)的相應的子程序調用代碼，其中 O8001為深度銃削循環(huán)子程序調用代碼、O8002為矩形陣列程序代碼、O8003為圓形旋轉陣列的循環(huán)銃削子程序調用代碼。a）深度銃削循環(huán)b）矩形陣列銃削循環(huán) c）圓形陣列銃削循環(huán)圖1典型銃削循環(huán)示意圖WH001bllOS GO C17 G4。G49 G0O G9ON104 T1 M6M1O6 GO 69。 X15. Y3O. S2OOO M3HlOO G43 Hl E5Q.MHO

15、 Z1O.M112 G1 Z-1O. F1OO.ML14 M98 P1OO1M146 M98 P1OO1|N17B M9A PLOO1M202 GO G9。ZSO. H5M206 G91 G28 ZQ.tl206 G2U KO. YO.M21O M30O1001 Nile G9O tine G42 DI Y1O+ F5。. M12O G2 X1O. YlOx RIO. N122 G1 X25.M124 ¥-50.N126 X-50tMT28 Y5O.M130 X25.W132 G2 X1Q. Y-1O- RIO*H134 G1 G4O Y*10.N136 M99 %a)深度銃削循環(huán)調

16、用合理地利用子程序、宏程序和代碼段進行手工編程，對于數(shù)控加工程序的簡化，作用是十分明顯的，通過 我們的實例，大家對其產(chǎn)生的顯著效果有了感性的認識?，F(xiàn)實的加工中，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，定能起到事半功倍的效果。3華麗娟，徐朔.數(shù)控加工技術教學改革探索.職教論壇J. 2005,(3).4馬雪峰.數(shù)控技術及應用專業(yè)教學內(nèi)容的改革與實踐J.黑龍江省高等教育學會2002年學術年會交流論文集.2002年.%D8U02 H102 GO G17 G4C G49 G60 G5O N104 11 M6N106 GO G90 K15. Y20, S2OOO

17、 M3 MIOS G43 Hl Z5O> NIL。 M93 POOO1n204 g90 7115. Y10C.N206 M9B POOO1 N23G MS N23日 G91 G2B ZO> N24O G2S XO. YC. AO. N242 M3。OOOOlN112 G9I H114 2*40. WliG G1 Z-30. F100+ H1L3 G42 DI Y10, F300, W120 G2 KI。. YIG. RIO. H122 G1 X25.N124 ¥-40. N126 X*50, H12S Y4CL N13Q X25. N132 G2 X10, ¥-

18、10, RIO. N134 G1 G40 &10.N136 GO Z70, N130 M99b）矩形陣列子程序調用00003N102 GO G17 G40 G49 GBO G90M104 TL M«N1Q6 GO G90 XS. ¥90. S2000 M3N108 G43 Hl Z50.N110 M9日 P0002N132 G90 X 80.44? Y40.67H134 GO G90 G68 XO. YO, AGO.N136 M96 Pa002H236 G90 XIS.442 ¥4?. 33H?3fl GO G<JO GG8 XO. YO. R3皿

19、N240 M98 P0002 N262 MS H264 G91 G28 70.N2G6 G2B XO. Y0. Mt H268 M3000002 Hl 12 G90¥90. 210-N114 G1 C91 Z-30. FLO。.N116 G42 Dl X-l_b. f30q.Nils G? X-10. Y10. RIO.N120 X50. RZF.H122 X-50. R35.N124 XIO- Y10. RIO,N126 Ui G4。 X14, N128 G。Z7 0. N130 M99c）圓形陣列子程序調用圖2相應子程序循環(huán)調用示意圖在數(shù)控機床上巧用子程序加工網(wǎng)式點陣孔群（一）數(shù)

20、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編程兩種。手工編程主要用于對一些加工形狀簡單、計算量小、程序不多的零 件, 因此，在點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。而對于形狀復雜的零件，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行點陣群孔的加工。SIEMEN頷控系統(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口 華中世紀星等一些老的數(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，要進行點陣群孔的加工則必須沒汁一套

21、用戶宏程序。而宏程序和宏指令是一個比較難以理解的概念和指令，所以在編程中大多數(shù)人還不會或不愿使用宏程序。同時受客觀條件的限制，自動編程（計算機編程）在目前還未被普及。因此，存 編制多孔類零件加工程序時，如果按常規(guī)編程，需要計算每個結點的坐標值，不但計算量大，編群速度慢，程序冗長，且極容易出錯。假如我們能靈活應用數(shù)控系統(tǒng)中的輔助編程功能來編程，則會使群孔加工的編程變得簡單、清晰 明了、程序編制時間也短。下面是一種巧用子程序和鉆孔固定循環(huán)進行網(wǎng)式點陣孔群加工的編程舉例。例：在VMC750秒中世紀星 HNC-21Ml口工中心上，在一厚度為 12mmi勺工件上加工100個（|）6mmi性矩陣排列孔（如

22、圖1所示），設刀具起點為（12, 0, 80） 工藝分析如下：1.刀具與合理的切削用量（詳見附表）刀具號力具規(guī)格工序內(nèi)容y/mm, tniii- 1n/r* nunT01A2.5中心鉆一鉆定位扎60120()TO 2M麻花祐 岫州孔120600TO 345倒的力倒角0.3x45503002.程序設計FHHIFI EI印10xia6-Aagi2/儂JO O G O O Q OX*O OGO0*0OOG向 IL _O OOOQ"OOOOo OOO0-0ooo6()1O O O O O 'O O' o og> e e o oo o-o o 咯。O O 60 O 的o o o2iir i(> ix6 -Q-0© 0*0 O 00 O 00性i網(wǎng)式點陣起孔加國曲線如國2所示17161514131211O O O O 0*0 O 0*0 Q234567X9110o 0-0 o 0-0 o 0-0 OI圖2(2)加工程序% 0086;主程序號N02 T1 M06;T1為A2.5中心鉆N04 G90 G54 GOCX12 Y0 M03 S1200;刀具怏速移到起刀點N06 G43 H01 Z30 M07刀具長