李紅偉

（濟(jì)寧市玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)股份有限公司 山東 濟(jì)寧 272001）

0 前言

汽車(chē)、航天、模具等一些行業(yè)零部件復(fù)雜而且精密，數(shù)控機(jī)床在這些復(fù)雜零件的加工中起著至關(guān)重要的作用，數(shù)控加工技術(shù)也越來(lái)越受到重視。 外形復(fù)雜的零件的精度除受機(jī)床、刀具、夾具的影響外，還與數(shù)控加工程序編制的合理性與質(zhì)量有很大的關(guān)系。 在此環(huán)境下，各種CAD/CAM 編程軟件層出不窮，自動(dòng)編程在某些方面比較方便，但不能代替手工編程。 雖然手動(dòng)編程既繁鎖又容易出錯(cuò)，但是手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)，并且可以解決自動(dòng)編程在實(shí)際生產(chǎn)中存在的不足。

1 宏程序及變量簡(jiǎn)介

Fanuc 數(shù)控系統(tǒng)中有宏程A 和B，宏程序A 因其不能運(yùn)用運(yùn)算符和函數(shù)名而很少使用，而宏程序B 則可以使用變量、運(yùn)算符、和函數(shù)名。

數(shù)控編程中流程的控制變量起著重要的作業(yè)，也使編程變得非常靈活。 變量按作用域分為三類(lèi)：局部變量、全局變量、系統(tǒng)變量。 #1—#33 是局部變量， 局部變量只在本程序內(nèi)起作用，；#100—#199、#500—#599 是全局變量， 在所有程序內(nèi)起作用；#1000 以上是系統(tǒng)變量，控制機(jī)床運(yùn)行的各種狀態(tài)，不能隨意修改。

數(shù)控編程中也要用到數(shù)學(xué)函數(shù)與邏輯運(yùn)算，一般系統(tǒng)均提供以下函數(shù)與邏輯運(yùn)算：絕對(duì)值函數(shù)abs(x)；平方根函數(shù)sqrt(x)；三角函數(shù)sin(x)；cos(x)；tan(x)；取整函數(shù)round(x)；反三角函數(shù)asin(x)；acos(x)；atan(x)；加(+)；減(-)；乘(*)；除(/)；EQ(等于)；NE（不等于）；LT（小于）；LE（小于等于）；DT（大于）；DE（大于等于）等。本文通過(guò)球體的加工來(lái)詳細(xì)說(shuō)明變量、函數(shù)、邏輯運(yùn)算在手工編程中的運(yùn)用。

2 球體加工工藝

2.1 球面加工使用的刀具

可以使用鍵槽銑、立銑刀及球頭銑刀等。 本文采用粗加工用立銑刀，精加工用球頭銑刀。

2.2 走刀路線。 以角度為自變量水平環(huán)繞加工。

2.3 圓的參數(shù)方程

X=R*cosθ；

Y=R*sinθ；

2.4 進(jìn)刀軌跡的處理。 對(duì)立銑刀加工，曲面加工是刀尖完的，當(dāng)?shù)都庋剀壽E加工時(shí)， 刀具中心軌跡也與刀尖軌跡只相差一個(gè)刀具半徑，所以需要進(jìn)行半徑補(bǔ)償。 如圖示：

圖1 刀尖軌跡圖

3 加工流程圖

球體可以看成是由無(wú)數(shù)層圓柱組成。 現(xiàn)實(shí)中不可能是無(wú)數(shù)層，但我們分割的越細(xì)密，所加工精度就越高。

圖2 加工流程圖

4 編程實(shí)例

為了編程方便，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與橢球體的中心重合，刀具從頂部開(kāi)始加工，橢圓逐漸變大，加工程序及變量說(shuō)明如下：

#1 球半徑

#10 刀具半徑

#20 某截面圓上X 坐標(biāo)

#21 某截面圓上Y 坐標(biāo)

#24 某截面圓半徑

#26 平面到球心距離

#100 角度變量

程序：%316

G40G49G80M49

G91G28Z0

G28X0Y0

G00X-243.942Y-413.059

M03S1400

Z-200.

M08M12

G01Z-3.19F200

G92X0Y0Z160.

#1=50.

#26=50.

#10=10

#100=0

WHILE[#26GT0]DO1

#24=#1*SQRT[1-[#26*#26]/[#1*#1]]

求某一截面上圓半徑

G10L12P1R[#10] 刀具半徑補(bǔ)償

G1G41X#24D01F500

G01Z#26F200

WHILE[#100LE360]DO2

#20=#24*COS[#100]

#21=#24*SIN[#100]

G90G01X#20Y#21F500

某一截面上任一點(diǎn)坐標(biāo)

#100=#100+1 角度變量加1

END2

#100=0

IF[#26GT159.7]GOTO100

#26=#26-0.05 下一截面深度

GOTO150

N100#26=#26-0.015

N150END1

M09

G91G28Z0

G92Z0

M05

M30

將程序輸入加工中心，因分割層比較薄，如加工完整需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)加工得到20mm 高度的球體時(shí)停止程序，得到加工好的小半截橢球體。加工狀態(tài)良好。如想要得到精度更高的球體，分割球體需要更薄，還可以用球頭銑刀進(jìn)行精加工，本文暫不介紹。

5 結(jié)束語(yǔ)

用變量、邏輯運(yùn)算、循環(huán)、判斷語(yǔ)句編程格式不一，非常靈活，編程者都應(yīng)有自己的編程思想，只要充分、認(rèn)真考慮問(wèn)題，看似復(fù)雜形狀的零部件也可以手工編程。 編程者還應(yīng)掌握相應(yīng)的數(shù)據(jù)知識(shí)，對(duì)復(fù)雜的外形建立正確的數(shù)學(xué)模型。