許光彬

（阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工程科技學(xué)院，安徽 阜陽 236016）

數(shù)控車削子程序編程應(yīng)用時有兩種基本情況：首先，零件上有若干處相同的輪廓形狀，在程序編寫過程中，為簡化程序，常把這些在程序執(zhí)行時重復(fù)使用的程序段寫成獨立的一個程序（子程序），在適當(dāng)?shù)臅r候利用主程序直接調(diào)用該子程序；其次，當(dāng)加工中具有相同（相似）的仿形加工路線軌跡時，被加工零件的切削深度較大，工藝上不能一次進給切削加工，需要刀具在某一區(qū)域內(nèi)分層切削或分行反復(fù)來回走刀。走刀軌跡總是相似或者出現(xiàn)某一特定的形狀，可以把相似的軌跡獨立編寫為子程序。本文重點介紹子程序的基本格式及其在仿形加工編程的應(yīng)用方法與技巧。

1 子程序的格式

1.1 子程序的編程格式

子程序編程的格式與主程序基本相似。子程序名是O地址加四位數(shù)字，其范圍是O0001-O9999。子程序與主程序是相對獨立的，獨立命名、獨立保存。子程序的結(jié)尾用M99結(jié)束程序的調(diào)用，并返回上一層子程序或者主程序。子程序通常在相似軌跡方向要以增量方式編程。

O××××； （子程序號）

︰

M99; （程序結(jié)束）

1.2 子程序的調(diào)用格式

子程序是由主程序或上層子程序調(diào)用并執(zhí)行的。FANUC-0i系統(tǒng)子程序調(diào)用指令：M98 P××× ××××

其中 M98—調(diào)用子程序指令字；

P后接7位數(shù)字，前面的三位數(shù)是子程序重復(fù)調(diào)用的次數(shù)，最多999次，若調(diào)用1次，可省略，后面四位數(shù)為子程序名（0001-9999）。

2 子程序編程方法[1]

本文以手柄零件例重點討論加工中具有相同（相似）的加工路線軌跡的零件仿形加工。介紹FANUC-0i數(shù)控車削子程序的編程應(yīng)用方法與技巧。如圖1所示手柄零件的加工，已知毛坯φ22，材料為Q235鋼，采用子程序編程。各特殊基點坐標：B(4.615，-1.083)，C(13.99，-30.209)，D(20，-56.613)。

2.1 確定最大切削余量Xmax（半徑值）

最大切削余量可用毛坯直徑減去零件最小直徑尺寸的一半。即：Xmax=（D0—Dmin）。手柄零件毛坯直徑是φ22mm，零件最小直徑尺寸在輪廓起點A點，直徑為φ0，所以最大切削余量是Xmax=（D0—Dmin）/2=(22-0/)2=11mm。

2.2 確定每層切深αp（半徑值）

本例工件伸出長度較長，工件直徑較小，工件容易變形。因此，背吃刀量αp可以適當(dāng)選擇較小值。材料本身是Q235鋼，塑性較好、硬度低，可以通過《金屬切削加工手冊》查表并結(jié)合實際加工經(jīng)驗選擇。綜合考慮取αp=2mm。

2.3 確定循環(huán)次數(shù)N

N=Xmax/αp=11/2=5.5次，因為循環(huán)次數(shù)必須為整數(shù)，所以取5次或者6次都行，只不過影響第一刀切削深度。為了保障第一刀的切深不要太厚，故本例的循環(huán)次數(shù)選擇6次。

2.4 確定程序循環(huán)起點XCS ,ZCS

XCS= X0+2αp×N；

X0：輪廓起點的X坐標；

αp：每層切削深度（半徑值）；

N：為調(diào)用子程序次數(shù)。

X向切深進刀方向與X軸平行，為了保證進刀安全，可以將輪廓起點Z0的坐標向右偏移一個安全距離（2mm?4mm）即可得到循環(huán)起點坐標ZCS。本例中，輪廓編程起點為A點，坐標A (0，0)，因此X0=0，Z0=0，αp=2，N=6，則XCS=0+4×6=20，ZCS=4，所以循環(huán)起點定為XCS=24 ，ZCS=4。循環(huán)起點的XCS值如果與理論計算值不符合，直接影響第一刀的切深。

分層切削刀路設(shè)計要求正確，否則可能過切、少切而沒有達到圖紙尺寸要求；另外這種方法雖然編程方便，減少了計算的麻煩，但可能會走一些空刀，降低加工效率。加工路線如圖2所示。

2.5 加工程序

?

3 子程序的編程原則與技巧

通過上述例子我們可以計算得到[2]：

ΣU=4.615+9.374+（-3.99）+20-34=-4（直徑量，2倍的吃刀深度αp）

ΣW=-1.083+（-29.126）+（-26.404）+（-15）+75.613=0

因此得到以下結(jié)論：

（1）子程序中所有增量U坐標值(帶正負號)的代數(shù)和滿足ΣU=-2αp＜0；

（2）子程序中若全部采用增量編程，所有增量W坐標值(帶正負號)的代數(shù)和滿足ΣW =0。

其中“αp”是每層的切削深度，其大小可根據(jù)

實際機床、刀具、工件材料等切削條件在編程中合理修改。結(jié)果是執(zhí)行子程序一次循環(huán)結(jié)束后，刀具停在比上一循環(huán)起點的X負方向前進一個切削深度αp的位置。

若ΣU=0，說明子程序循環(huán)一次后沿著X負方向的進刀量是0，刀具停留在第一次的循環(huán)起點，刀具不會在X方向繼續(xù)切削零件；如果ΣU＞0，則子程序每循環(huán)一次刀具在X方向向外退刀，越來越遠離工件。如果ΣW＞0，子程序每循環(huán)一次后刀具會向右偏移；如果ΣW＜0，子程序每循環(huán)一次后刀具會向左偏移，沒有回到Z向起點，這些都是不正確的，這也是驗證子程序編程正確與否的有效方法。

我們在應(yīng)用子程序編制仿形車削加工程序中，首先分析零件圖，弄清楚循環(huán)走刀軌跡是軸向還是徑向偏移；其次，子程序編程設(shè)計的相關(guān)計算問題，如循環(huán)起點、循環(huán)次數(shù)和每次進刀量的計算；最后，編制子程序。數(shù)控車削仿形加工應(yīng)用子程序編程，程序簡化、易修改，通用性強的優(yōu)點，大大提高編程質(zhì)量和加工效率。但是子程序仿形車削加工零件也有個問題：粗精加工的切削參數(shù)相同，特別是精加工余量太大，不利于金屬切削參數(shù)的優(yōu)化，不利于保證零件的加工精度和表面粗糙度。讀者可以通過數(shù)學(xué)計算或邏輯運算嵌套宏程序，以不斷變化的變量切削參數(shù)編程可以解決上述問題。

[1]耿國卿.數(shù)控車削編程與加工[M].北京:清華大學(xué)出版社，2011:101-105.

[2]劉鳳玲.子程序調(diào)用在數(shù)控編程中的應(yīng)用[J].寶雞文理學(xué)院學(xué)報，2008(1):66-68.