梁秋芬

（廣東東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)訓(xùn)中心,廣東 東莞 523808）

在數(shù)控加工時，會碰到一些經(jīng)常變化的同一系列不同規(guī)格的零件，如果每一個規(guī)格編制一個程序，就會存在很多程序，這樣很煩瑣，十分不便。在西門子系統(tǒng)中，自身帶有某些固定循環(huán)可供使用，但界面不夠友好，不直觀且應(yīng)用場合有限；在法那克系統(tǒng)中，可通過二次開放G 功能的方式，實(shí)現(xiàn)某些固定循環(huán)，但也不直觀，操作者不易掌握。新代公司開發(fā)的“新代——900ME”具有一定的開放性，可通過二次開放，實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，且操作界面非常友好，操作者容易掌握。

1 擴(kuò)展功能的實(shí)現(xiàn)

圖1 加工系列零件圖

圖1是我們在校企合作時為企業(yè)加工的一個系列零件，由于尺寸的變化，在加工時，因尺寸搞錯而出現(xiàn)很多廢品，后來將加工程序編寫為宏程序，又因?yàn)樽兞坎恢庇^，學(xué)生弄不清，效果也不理想。于是，利用“新代——900ME”系統(tǒng)的擴(kuò)展功能，將該零件的加工，作為系統(tǒng)的一個擴(kuò)展子功能出現(xiàn)，參數(shù)的輸入可以在圖形上實(shí)現(xiàn)，非常直觀。

如圖2、圖3所示，這樣參數(shù)的輸入就很方便準(zhǔn)確，使原來情況大為改觀，提高了成品率，提高了效率。

圖2 加工參數(shù)界面1

圖3 加工參數(shù)界面2

1.1 完成功能擴(kuò)展的步驟

圖3為數(shù)控系統(tǒng)的“環(huán)形孔粗加工循環(huán)”功能擴(kuò)展界面圖，新代——900ME系統(tǒng)要完成這樣功能擴(kuò)展，主要包括4個步驟：

（1）主界面設(shè)計(jì)與鏈接；

（2）加工界面的設(shè)計(jì)；

（3）幫助文件編寫；

（4）Marco程序的編寫。

新代——900ME系統(tǒng)是一個PC型控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)開機(jī)時，進(jìn)入其DOS系統(tǒng)，將系統(tǒng)中c:cncdata中的三個系統(tǒng)文檔cncchi.str、sysdgchi.str、helpchi.txt拷貝出來，備份且可以編輯擴(kuò)充功能用。

首先應(yīng)確定該零件的加工工藝和使用的參數(shù)。

1.2 加工工藝說明

（1）移動刀具至環(huán)形孔其中一個圓心C1的上方A 距離；

（2）以Z軸加工速度E，向下切削至A+D 距離的位置；

（3）以XY 加工速度F，從C1加工到另外一個圓心C2（長軸正負(fù)號決定方向）；

（4）開始XY方向擴(kuò)孔，每次切削間距為W；

（5）加工到加工預(yù)留量V后，回到圓心C1位置；

（6）以Z軸加工速度E 下降Z 分層進(jìn)給量D；

（7）重復(fù)3～5動作，直到Z軸達(dá)到加工總量H的位置；

（8）以G00速度，提刀到加工起點(diǎn)圓心C1，循環(huán)完成（如圖4）。

圖4 加工路線圖

1.3 加工中要使用的參數(shù)及說明

XY平面的參數(shù)：

（1）孔長度（I）。環(huán)X方向范圍（正負(fù)號代表第二圓心與起點(diǎn)關(guān)系）；

（2）孔寬度（J）。環(huán)Y方向范圍（正負(fù)號代表第二圓心與起點(diǎn)關(guān)系）；

（3）切削間距（W）。XY平面擴(kuò)孔加工每次進(jìn)給量（mm）；

（4）切削方向（U）。加工方向（0為順時針，1為逆時針）；

（5）加工余量（V）。精加工預(yù)留量；

（6）主軸轉(zhuǎn)速（S）。主軸轉(zhuǎn)速；

（7）切削速度（F）。XY平面切削速度；

Z方向的參數(shù)：

（8）基準(zhǔn)點(diǎn)(A)。Z軸加工范圍基準(zhǔn)點(diǎn)，加工范圍上方的預(yù)留量；

（9）每次切深（D）。Z方向每次加工的分層進(jìn)給量；

（10）切削總深（H）。Z方向的總加工量(不含加工預(yù)留量A)；

（11）Z向速度（E）。銑刀Z方向切削加工速度。

2 “環(huán)形孔粗加工循環(huán)”選擇菜單界面設(shè)計(jì)

2.1 選擇菜單主界面

用文字編輯器打開拷貝出來的cncchi.str文件；

找到39000選項(xiàng)，更改39000處由GNUM=所定義的選項(xiàng)個數(shù)，改成1，表示菜單有1種選項(xiàng)；并在其后增加39001選項(xiàng)，其內(nèi)容為：

39000=“GNUM=1；”

39001=“IT=0；GN=環(huán)形孔加工循環(huán)；PTR=39250；”

2.2 選擇菜單次界面

用文字編輯器打開拷貝出來的sysdgchi.str文件；

在文件中增加39250和39251選項(xiàng)，這是主界面選項(xiàng)所指定的地方，從這里開始增加所需的界面。定義39250、39251和39252項(xiàng)為：

39250=“GNUM=1；”

39251=“IT=2；MS=G888；GN=環(huán)形孔粗加工循環(huán)(G888)PTR=41000；”

39252=“IT=2；MS=G889；GN=環(huán)形孔精加工循環(huán)(G889)PTR=41040；

加入完成后，執(zhí)行CNC程序，選擇“圖形對話輸入”的選項(xiàng)，再選擇“環(huán)形孔加工循環(huán)”選項(xiàng)，應(yīng)可觀察到在此加入的選項(xiàng)，其中第一個為“環(huán)形孔粗加工循環(huán)”界面，如圖5所示。

圖5 界面顯示圖

3 加工界面的設(shè)計(jì)

3.1 加工界面圖片的制作

在AutoCAD中分別繪制圖6、圖7如圖所示。

圖6 G8881.pcx

圖7 G8882.pcx

將文件轉(zhuǎn)成＊.PCX檔，并將其存成16色、大小設(shè)為長270像素(pixel)*180像素(pixel)的格式。將圖6命名為G8881.pcx，圖7命名為G8882.pcx，且將它們存入控制系統(tǒng)c:cncdata的文件夾中。

3.2 加工界面上參數(shù)輸入項(xiàng)的設(shè)計(jì)

（1）在sysdgchi.str文件中，設(shè)定加工界面特性參數(shù):如標(biāo)題顯示、使用頁數(shù)、help檔內(nèi)的內(nèi)容等。

打開sysdgchi.str文件；

依據(jù)主界面cncchi.str文檔內(nèi)39251行中的PTR=41000定義，在41000的位置增加一個描述加工界面區(qū)塊。

41000=“CN=環(huán)形孔粗加工循環(huán)；CH=Dlg_G888；PGN=2；PX=420；PY=280；”

“CN=”該加工方式在界面上顯示的名稱:環(huán)形孔粗加工循環(huán)；

“CH=”說明時引用help檔內(nèi)的section名稱:Dlg_G888；

“PGN=”共用幾頁來顯示參數(shù):2；

“PX=”提示有下一頁的文字出現(xiàn)的X坐標(biāo)位置:420；

“PY=”提示有下一頁的文字出現(xiàn)的Y坐標(biāo)位置:280；

（2）定義每頁的資料，依照頁數(shù)從41001開始，第一頁填在41001，如果有第二頁填在41002。

41001=“PGA=41003；PAN=18；PG=G8881.pcx；PGL=下一頁；”

41002=“PGA=41021；PAN=9；PG=G8882.pcx；PGL=上一頁▲；”

“PGA=”開始描述該頁的物件的地址:41003；

“PAN=”該頁共有幾個物件:18；

“PG=”該頁所要顯示的圖檔名稱:G8881.pcx,圖片默認(rèn)置于左上角；

“PGL=”該頁所要顯示之提示文字:下一頁；

（3）確定參數(shù)顯示標(biāo)題、擺放的位置，設(shè)定輸入對話框之對應(yīng)參數(shù)、位置、輸入時聯(lián)機(jī)輔助說明文字等內(nèi)容。

//第一頁

41003=“PL=外形尺寸；PX=300；PY=40；”

41004=“PL=X軸I；PX=320；PY=65；”

41005=“PA=I；PX=400；PY=65；PH=環(huán)X方向范圍；”

41006=“PL=Y軸J；PX=320；PY=90；”

41007=“PA=J；PX=400；PY=90；PH=環(huán)Y方向范圍；”

41008=“PL=切削間距W；PX=300；PY=130；”

41009=“PA=W；PX=400；PY=130；PH=XY平面擴(kuò)孔加工進(jìn)給量(單位mm)；”

41010=“PL=切削方向U；PX=300；PY=160；”

41011=“PA=U；PX=400；PY=160；PH=加工方向(0:順時針,1:逆時針)；”

41012=“PL=加工余量V；PX=300；PY=190；”

41013=“PA=V；PX=400；PY=190；PH=精加工余量；”

41014=“PL=精加工P；PX=300；PY=220；”

41015=“PA=P；PX=400；PY=220；PH=是否執(zhí)行精加工動作(0:不執(zhí)行,1:執(zhí)行精加工)；”

41016=“PL=主軸轉(zhuǎn)速S；PX=10；PY=220；”

41017=“PA=S；PX=110；PY=220；PH=主軸轉(zhuǎn)速；”

41018=“PL=切削速度F；PX=10；PY=250；”

41019=“PA=F；PX=110；PY=250；PH=切削速度；”

41020=“PL=XY平面參數(shù)；PX=280；PY=10；”

//第二頁

41021=“PL=基準(zhǔn)點(diǎn)A；PX=300；PY=40；”

41022=“PA=A；PX=400；PY=40；PH=Z軸加工范圍基準(zhǔn)點(diǎn)；”

41023=“PL=Z向進(jìn)給D；PX=300；PY=70；”

41024=“PA=D；PX=400；PY=70；PH=Z方向每次加工的分層進(jìn)給量；”

41025=“PL=加工總量H；PX=300；PY=100；”41026=“PA=H；PX=400；PY=100；PH=Z方向的總加工量；”

41027=“PL=Z向速度E；PX=10；PY=250；”

41028=“PA=E；PX=110；PY=250；PH=端銑刀Z方向下降加工速度；”

41029=“PL=Z方向參數(shù)；PX=280；PY=10；”說明：“group=”決定要顯示的文字

“PL=” 顯示的文字“PA=”對應(yīng)的參數(shù)

“PH=”輸入時的提示文字

“PX=”產(chǎn)生時相對于視窗的左上角X軸的位置

“PY=”產(chǎn)生時相對于視窗的左上角Y軸的位置

完成設(shè)計(jì)后，將cncchi.str、sysdgchi.str文件拷回系統(tǒng)文件夾c:cncdata中，重新進(jìn)入控制系統(tǒng)后，在加工輸入界面出現(xiàn)兩張如上圖2、圖3所示的加工界面。

4 幫助文件（help）的編寫

打開幫助文件helpchi.txt，在其中加入G888的幫助說明文字。以幫助不熟悉該功能的操作者。

在文件中插入一個來定義[Dlg_G888]空間，將下面文字插入進(jìn)去，如下所示即可。

[Dlg_G888]

環(huán)形孔粗加工循環(huán)（G888）功能說明：

本功能可將環(huán)形孔粗加工一次完成，環(huán)形狀由孔長（I），孔寬（J）決定，圓弧直徑等于短軸的長度Min（I，J），環(huán)的兩個圓心關(guān)系由長短軸的值決定，方向由長軸的正負(fù)號決定，距離等于長軸減短軸。

4.1 加工順序說明

（1）移動刀具至環(huán)形孔其中一個圓心C1的上方A 距離；

（2）以Z軸加工速度E，向下切削至A+D 距離的位置；

（3）以XY 加工速度F，從C1加工到另外一個圓心C2(長軸正負(fù)號決定方向)；

（4）開始XY方向擴(kuò)孔，每次切削間距為W；

（5）加工到加工預(yù)留量V后，回到圓心C1位置；

（6）以Z軸加工速度E 下降Z 分層進(jìn)給量D；

（7）重復(fù)3～5動作直到Z軸達(dá)到加工總量H的位置；

（8）以G00速度，提刀到加工起點(diǎn)圓心C1，循環(huán)完成。

4.2 參數(shù)說明

XY平面的參數(shù)：

（1）孔長度（I）。環(huán)X方向范圍（正負(fù)號代表第二圓心與起點(diǎn)關(guān)系）；

（2）孔寬度（J）。環(huán)Y方向范圍（正負(fù)號代表第二圓心與起點(diǎn)關(guān)系）；

（3）切削間距（W）。XY平面擴(kuò)孔加工每次進(jìn)給量（mm）；

（4）切削方向（U）。加工方向（0為順時針，1為逆時針）；

（5）加工余量（V）。精加工預(yù)留量；

（6）主軸轉(zhuǎn)速（S）。主軸轉(zhuǎn)速；

（7）切削速度（F）。XY平面切削速度；

Z方向的參數(shù)：

（8）基準(zhǔn)點(diǎn)(A)。Z軸加工范圍基準(zhǔn)點(diǎn)，加工范圍上方的預(yù)留量；

（9）每次切深(D)。Z方向每次加工的分層進(jìn)給量；

（10）切削總深(H)。Z方向的總加工量(不含加工預(yù)留量A)；

（11）Z向速度(E)。銑刀Z方向切削加工速度。

5 Macro程序的編寫

完成主界面選項(xiàng)、次界面選項(xiàng)的加入與加工界面后，按照前面擬定工藝路線編寫機(jī)床加工的macro程序，如下所列：

將編寫好的Macro程序拷貝回系統(tǒng)文件夾c:cncmacro中，調(diào)用的Macro編號是由檔案c:cncdatacncchi.str中39251行內(nèi)容所設(shè)定。

重新啟動數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)入擴(kuò)展功能中的次界面，輸入相關(guān)參數(shù)，機(jī)床就可以實(shí)現(xiàn)規(guī)定參數(shù)零件的加工。

6 結(jié)束語

通過對系統(tǒng)的擴(kuò)展，不僅方便對一些同規(guī)格的系列產(chǎn)品加工，而且還可以實(shí)現(xiàn)對一些例如圓形或長方形面銑、周銑等常用典型的加工的擴(kuò)展，同時也可以將長方形、圓形零件的“分中對刀”,作為系統(tǒng)的子功能擴(kuò)展進(jìn)去，等等。

對數(shù)控系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，可以簡化數(shù)控機(jī)床操作，提高加工效率，充分發(fā)揮機(jī)床和系統(tǒng)的效能，實(shí)現(xiàn)對數(shù)控機(jī)床極大的利用。

致 謝：在撰寫本論文過程中，得到同事的大力幫助，并對本文的修改提供了寶貴的意見，謹(jǐn)此致謝。

[1]新代公司.新代系統(tǒng)CNC銑床控制器操作手冊[K].臺灣:新代公司.2004.

[2]新代公司.SYNTEC CNC應(yīng)用手冊[K].臺灣:新代公司,2004.