熊杰

摘 要：數(shù)控編程作為數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)之一，其程序編制的效率和質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)率。數(shù)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)可擴(kuò)展編程指令，使用戶簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)非圓曲線的加工功能。以定制橢圓插補(bǔ)指令為例，闡述了華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)過(guò)程，提出了一種定制編程指令的方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng)；二次開(kāi)發(fā)；指令定制

1 引言

隨著科技的發(fā)展，機(jī)床業(yè)已進(jìn)入以數(shù)控技術(shù)為核心的時(shí)代。數(shù)控機(jī)床已成為制造業(yè)的重要基礎(chǔ)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和手段，具有重大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與社會(huì)效應(yīng)。

產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率很大程度上取決于數(shù)控程序的編制是否合理高效，數(shù)控編程指令作為數(shù)控程序編制的基礎(chǔ)元素，其作用尤為重要。目前發(fā)那科、西門(mén)子、華中、廣數(shù)等主流數(shù)控系統(tǒng)中僅配備直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)指令，當(dāng)加工諸如橢圓、正弦曲線等非圓曲線時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)的編程指令已無(wú)能為力，須使用宏程序編程。

然而，宏程序的編制對(duì)用戶的邏輯思維要求高，編程難度大，程序易出錯(cuò)。因此，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)，擴(kuò)展數(shù)控系統(tǒng)的編程指令，實(shí)現(xiàn)一個(gè)指令行即可加工非圓曲線的功能，可降低用戶編程難度，提高編程效率，并降低程序出錯(cuò)的概率。

2 華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)

華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)作為一個(gè)開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)，是以工業(yè)PC機(jī)為硬件基礎(chǔ)，以DOS操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)，為用戶提供了一個(gè)便捷的二次開(kāi)發(fā)環(huán)境。

華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)配備了類似于高級(jí)語(yǔ)言的宏程序功能，用戶可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，簡(jiǎn)化了數(shù)值計(jì)算的繁瑣。并且，宏程序還提供了循環(huán)語(yǔ)句、分支語(yǔ)句和子程序調(diào)用語(yǔ)句，使程序的邏輯關(guān)系清晰簡(jiǎn)潔。

華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)在執(zhí)行G代碼指令時(shí)將進(jìn)行參數(shù)傳值，系統(tǒng)會(huì)將當(dāng)前程序段中A～Z各字段的內(nèi)容拷貝到局部變量#0～#25中，同時(shí)拷貝當(dāng)前通道九個(gè)軸的機(jī)床絕對(duì)坐標(biāo)值到局部變量#30～#38中。此外，還可以通過(guò)系統(tǒng)變量#1120～#1145來(lái)訪問(wèn)A～Z等26個(gè)地址字的模態(tài)數(shù)據(jù)，并通過(guò)系統(tǒng)變量#1150～#1169來(lái)訪問(wèn)0～19組G代碼的模態(tài)值。

華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)中對(duì)于每個(gè)局部變量都可用系統(tǒng)宏AR[]來(lái)判別該變量是否被定義，如果被定義則可判別其為相對(duì)模式或絕對(duì)模式。該系統(tǒng)宏的調(diào)用格式為AR[#變量號(hào)]，變量沒(méi)有被定義時(shí)返回0，變量被定義為絕對(duì)模式時(shí)返回90，變量被定義為相對(duì)模式時(shí)返回91。

3 定制華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)的橢圓插補(bǔ)

文章以定制橢圓插補(bǔ)指令為例，闡述華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)過(guò)程。

第一步，指定橢圓插補(bǔ)的宏程序名，該宏程序名不能與程序中已有的G代碼重復(fù)。本例中，指定G88為橢圓插補(bǔ)的宏程序名。

第二步，設(shè)計(jì)G代碼格式。本例中G88格式為：

G88 X__Z__U__W__P__Q__R__F__

其中X和Z為橢圓終點(diǎn)坐標(biāo)值，U和W分別為X和Z方向上的橢圓半軸值，P和Q分別為X和Z方向上的橢圓中心坐標(biāo)值，R指定橢圓的凹凸（R為1或未指定時(shí)表示凸橢圓），F(xiàn)為進(jìn)給速度。

第三步，編寫(xiě)橢圓插補(bǔ)的宏程序

%0088；指定橢圓插補(bǔ)的宏程序名G88

IF[AR[#23]EQ0]OR[AR[#25]EQ0]

M99；如未定義X和Z則退出程序

ENDIF

IF[AR[#20]EQ0]OR[AR[#22]EQ0]

M99；如未定義U和W則退出程序

ENDIF

IF[AR[#15]EQ0]OR[AR[#16]EQ0]

M99；如未定義P和Q則退出程序

ENDIF

IF AR[#17]EQ0

#17=1；如未定義R則指定R為1

ENDIF

G90；指定絕對(duì)編程模式

IF AR[#23]EQ91

#23=#23+#30；如X為增量坐標(biāo)值，則轉(zhuǎn)換為絕對(duì)坐標(biāo)值

ENDIF

IF #17EQ1

#20=#20；根據(jù)參數(shù)R，如為凸橢圓則U不變

ELSEIF #17EQ-1

#20=-#20；如為凹橢圓則U取相反數(shù)

ELSE

M99；如R既非1也非-1則退出程序

ENDIF

#40=#32；將當(dāng)前Z坐標(biāo)值賦給中間變量#40

WHILE [#40GE#25]；當(dāng)Z的實(shí)際坐標(biāo)值大于目標(biāo)坐標(biāo)值時(shí)啟動(dòng)循環(huán)

G1[2*#20/#22*SQRT[#22*#22-#40*#40]+#15]Z[#40+#16]；根據(jù)橢圓公式進(jìn)行插補(bǔ)

#40=#40-0.1；設(shè)定加工精度為0.1mm

ENDW

M99；宏程序結(jié)束

第四步，將程序%0088拷貝到華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)BIN 文件夾的STATICCY 文件中。

4 橢圓插補(bǔ)應(yīng)用實(shí)例

以圖1零件為例，使用二次開(kāi)發(fā)所得的G88橢圓插補(bǔ)指令編寫(xiě)A到B段的外輪廓加工程序。

圖1 橢圓插補(bǔ)實(shí)例

%0001

M3S800；主軸以800r/min速度正轉(zhuǎn)

T0101；指定刀具和刀補(bǔ)

G0X45Z2；快速移動(dòng)到進(jìn)刀點(diǎn)

G71U1R0.5P10Q20E0.2F150 ；粗加工循環(huán)指令

N10G0X0S2000

G1Z0F200；定位到A點(diǎn)

G88X20Z-20U10W20P0Q-20；凸橢圓插補(bǔ)

G1X32

Z-26.1；直線插補(bǔ)到凹橢圓起點(diǎn)

G88X32Z-53.9U8W16P40Q-40R-1 ；凹橢圓插補(bǔ)

G1Z-60

X40

Z-70；直線插補(bǔ)到B點(diǎn)

N20X45；退刀

G0X80Z80；返回安全點(diǎn)

M30 ；程序結(jié)束

5 結(jié)束語(yǔ)

華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)為開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，可通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，定制諸如橢圓、雙曲線、拋物線、正弦曲線等非圓曲線的加工指令，簡(jiǎn)化編程難度，提高編程效率。文章以定制橢圓插補(bǔ)指令為例，闡述了華中HNC-22T數(shù)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)過(guò)程，提出了一種定制編程指令的方法。

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