B类宏指令在机械加工中的特殊应用

摘 要：随着数控加工设备技术的进步与发展,数控机床已成为模具加工技术中不可缺少的关键设备.然而,模具产品的小批量,多品种,短周期等特点,为数控机床的编程带来很大不便,既增加了编程的工作量,又影响着加工的进度.本文以数控宏指令为基础,以华中数控操作系统为例,通过机械加工和无数次的宏指令加工,总结B宏程序在数控铣床/加工中心中的特殊应用.

关 键 词：数控；宏指令；机械加工；加工中心

数控系统配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能,可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算,此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句,利于编制各种复杂的零件加工程序,减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算,以及精简程序量.

在大多数的资料中对宏程序的应用,都停留在一些复杂轮廓的加工（如抛物线、椭圆、双曲线、半球、螺旋线等）,但是在一些特殊加工零件中虽然不是复杂轮廓,但也满足宏程序的使用条件,也可以把宏程序应用到加工中去.这样就可以大大缩短普通的手工编程方法处理周期长、计算量大等缺点.大大减少了编程人员的工作量.

1.B类宏程序在机械加工中的特殊应用

很多人都认为宏程序只有在一些复杂轮廓中才有用处,通过长时间的加工实践我找到了一些零件中虽然不是复杂轮廓,但也可以使用宏程序进行加工,并且可以在宏指令中套用宏指令.比如：当在加工中遇到一些加工深度比较大的零件的时候,就可以利用宏指令的方法进行加工,避免了调用子程序的不便.如图

通过上图分析：零件是在一个100*100*50的零件上加工出一个80*80*30的凸台,如果是在普通编程方法的基础上进行编程,就需要30深的零件进行多次编程或者进行调用子程序的编程.如果不考虑精加工余量的情况下,选用直径20的铣刀进行加工编程.先对三种编程思路进行对比.

（1）编程周期短

（2）编程人员计算量减少

（3）机床加工时间减少,提高加工效率.

2.运用B类宏程序在特殊零件编程加工中应用

因为是对宏程序特殊应用进行研究的,所以以下零件只对宏程序编程部分进行分析和编写.通过调研发现如今在加工单位当遇到凸半球之类的零件时,一般都会运用自动编程的方法进行加工编程.但是自动编程的方法加工零件,程序太长,加工时间过长.下面我将对凸半球零件进行宏指令编程.

零件分析：零件是凸半球零件,球的半径为50,并且设定零件的上表面中心为加工原点,但半球的圆心在加工原点负方向50得位置.利用圆上所有点都满足三角函数的特点,图中所画半球是90度到0度.进行编程时要注意零件是一个凸半球,我们要把除半球以外的所以零件全部切削,所以在本编程中进行宏指令的套用.

利用宏程序编程编写过程如下：

1起点赋值：起始点为零件的最上端,自变量为极角α值为90,程序为：#1等于90

2终点循环：终始点为半球的X轴线上,极角α为0,因为0为极角α值的最小值,所以变量#1应该大于或等于0,程序为：WHILE#1GE[0]D01

3轮廓公式：利用极角α来表示Z的值,通过圆公式可得#2等于50*SIN[#1*PI/180],利用极角α来表示X的值,通过圆公式可得#3等于50*COS[#1*PI/180]

4轮廓插补：通过图可知,编程原点为零件的最上端,半球圆心与编程原点不是在一个点上,在编程坐标系中,编程原点坐标为（0,0,0）,半球原点坐标为（0,0,―50）当把编程原点向半球原点移动时,X轴不变,移动量为0,Y轴不变,移动量为0,Z轴向负方向移动,移动量为50.程序简写为：G01X[#3]；Z[#2-50]；G2I[-#3]；

5因为零件是一个凸半球,所以要把半球到零件边缘的材料全部加工,所以我们就再利用一个宏程序进行加工,还是利用编程六步法进行编程：

①起点赋值：起始点取决于上一段宏指令运行到了零件坐标点其中一个上.程序为：#4等于#3+6

②终点循环：终始点为零件的最外面的一个点,并且是利用环形走刀的方式,所以至少为零件的对角线的一半.程序为：WHILE#4LE[145]D02

③轮廓公式：通过上图可知加工只要一个X值就可以进行加工了,所以这一步可省略.

④轮廓插补：加工过程中原心未发生变化.程序为：G01X[#4]；G2I[-#4]；

⑤变量步进：自变量X的值是从#3+6向145来移动的所以步进量应该是依次递加的方式,根据刀具的大小可以自行选择步进量.程序为：#4等于#4+10

⑥结束循环：END2

6变量步进：因为自变量极角α值的值是从90向0来移动的所以步进量应该是依次减少的方式,布进量越小,走刀轮廓越是接近椭圆轮廓.程序为：#1等于#1―5

7结束循环：END1

#1等于90

WHILE#1GE[0]D01

#2等于50*SIN[#1*PI/180]

#3等于50*COS[#1*PI/180]

G01X[#3]

Z[#2-50]

G2I[-#3]

#4等于#3+6

WHILE#4LE[145]D02

G01X[#4]

G2I[-#4]

#4等于#4+10

END2

#1等于#1-5

END1

注：PI：圆周率、在数控系统中三角函数不识别角度,只识别弧度,所以需要把角度转换成为弧度.