余得賢，王安德，王曉軍

（1.廣東技術(shù)師范學(xué)院機(jī)電學(xué)院，廣東廣州 510665；2.廣東長盈精密技術(shù)有限公司，廣東東莞 523000）

基于Vericut軟件的宏程序調(diào)試

余得賢1，王安德2，王曉軍1

（1.廣東技術(shù)師范學(xué)院機(jī)電學(xué)院，廣東廣州 510665；2.廣東長盈精密技術(shù)有限公司，廣東東莞 523000）

用戶編輯好宏程序后，傳統(tǒng)的做法是先用木料、蠟、泡沫、塑料等實(shí)驗(yàn)材料做零件去進(jìn)行試切，有的讓機(jī)床按規(guī)定的刀路空運(yùn)行一次，往往效率比較低；通過介紹宏程序的編程思路，并運(yùn)用Vericut仿真軟件對(duì)所編制的數(shù)控宏程序進(jìn)行仿真，最終判斷宏程序的正確性，提高工作效率.

Vericut軟件；宏程序；仿真

目前，使用各種CAD/CAM軟件來編制數(shù)控加工程序已經(jīng)成為潮流，但是手工編程畢竟還是基礎(chǔ)，各種“疑難雜癥”的解決還需要利用手工編程，且手工編程還使用變量編程，即宏程序的運(yùn)用.其最大特點(diǎn)就是將有規(guī)律的形狀或尺寸用最短的程序段表示出來，具有極好的易讀性和易修改性，編寫出的程序非常簡潔，邏輯嚴(yán)密，通用性極強(qiáng)，而且機(jī)床在執(zhí)行此類程序時(shí)，較執(zhí)行CAD/CAM軟件生成的程序更加快捷，反應(yīng)更迅速.

為了驗(yàn)證程序的正確性，傳統(tǒng)的做法是先用木料、蠟、泡沫.塑料等實(shí)驗(yàn)材料做零件去進(jìn)行試切.或者不在機(jī)床上面加載任何原材料，讓機(jī)床按規(guī)定的刀具路徑空運(yùn)行一次.這是一種被動(dòng)校驗(yàn)NC程序的方法，采用這種耗費(fèi)、耗時(shí)的校驗(yàn)方式.程序員必須在運(yùn)行該加工程序后，才能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，然后再返回到刀具路徑文件去改正錯(cuò)誤.有時(shí)這一過程要反復(fù)多次，每次運(yùn)行都需要安裝、運(yùn)行及清空的時(shí)間，并且還會(huì)有發(fā)生機(jī)床刀具碰撞的危險(xiǎn).而Vericut軟件的應(yīng)用就能很好的解決以上的問題.

這里我們以圓變正五邊形直紋面的加工為例，來介紹利用VERICUT軟件，在計(jì)算機(jī)上調(diào)試所編寫的宏程序是否正確，并進(jìn)行仿真加工校驗(yàn)的過程.

1 數(shù)學(xué)模型

如圖1所示，工件頂部為圓形，底部為正五邊形；如圖2所示，頂部圓心為G54原點(diǎn)，加工時(shí)由下向上單向走刀.起始點(diǎn)為圖中的A點(diǎn)，在一個(gè)單位圖形中逐步走到B點(diǎn)，并爬升至頂部的O點(diǎn)，這樣即完成一個(gè)循環(huán)，然后綜合運(yùn)用子程序和G68指令，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)圖形的加工.

圖1 產(chǎn)品外形圖

圖2 直紋面造型示意圖

圖3 圓變正多邊形直紋面加工軌跡詳解

如圖1，對(duì)刀路軌跡進(jìn)行了詳細(xì)的圖解，圖中描述刀路軌跡的核心，就是兩條代表刀心軌跡的虛線.

2 編程思路

2.1 刀具類型的選擇

由于直紋面在頂部（或底部）各處的斜率是不同的，因此使用球頭銑刀加工時(shí)，在頂部（或底部）各處刀位點(diǎn)的Z坐標(biāo)也是變化的，這將為數(shù)學(xué)表達(dá)帶來極大的困難，因此選擇平底銑刀.

2.2 走刀的路線

我們可以想象出，在曲面的等高線上，由于是從底部的正五邊形，自下而上逐漸變化成圓形，其圖形的變化很難用數(shù)學(xué)表達(dá)，因此走刀方向圍繞其中的“直線”母線來做文章，因此選擇由下而上的走到方式.

2.3 正邊形頂點(diǎn)的擺放位置

這點(diǎn)主要是為了編程方便，如果沒有頂點(diǎn)坐落在+Y軸上（本論文所用例子頂點(diǎn)落在+Y軸上），也可以使用G68功能實(shí)現(xiàn).

3 加工程序及說明

這里共涉及了三個(gè)程序，包括一個(gè)主程序o1234.nc和兩個(gè)子程序o01.sub、o02.sub，具體如下：

4 仿真過程

1、VERICUT的啟動(dòng)和機(jī)床及控制系統(tǒng)的選擇

a)打開VERICUT，新建項(xiàng)目：文件新項(xiàng)目毫米

b)選擇機(jī)床控制系統(tǒng)：控制（點(diǎn)擊右鍵）打開捷徑選擇“機(jī)床庫”選擇控制系統(tǒng)：fan0m.ctl

c)選擇機(jī)床：機(jī)床（點(diǎn)擊右鍵）打開捷徑選擇“機(jī)床庫”選擇機(jī)床：generic_3ax_vmill.mch

2、定義毛坯

點(diǎn)擊Attach（附屬）前的+點(diǎn)擊Fixture（夾具）前的+點(diǎn)擊Stock（毛坯）選擇“添加模型”輸入尺寸如圖4.

圖4 配置模型

3、建立工件坐標(biāo)系（G54）

選擇“G-代碼偏置”在“偏置名”處選擇“工作偏置”選擇“添加”按圖5填入對(duì)應(yīng)參數(shù)選擇調(diào)整到位置后的箭頭將毛坯頂部中點(diǎn)位置設(shè)置為工件原點(diǎn).

（注：因?yàn)榫幊虝r(shí)使用的是G54坐標(biāo)系，所以寄存器的值設(shè)置為：54）

主程序正文程序說明O1234程序號(hào)G54G64G21建立機(jī)床坐標(biāo)系G00G90G17G40G80G49取消機(jī)床系統(tǒng)補(bǔ)償M06T01換取1號(hào)刀具M(jìn)03S1800主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速1800n／min X0Y0Z30刀具定位至原點(diǎn)上方安全高度#3=5正多邊形的邊數(shù)M98P0001調(diào)用子程序o0001 M98P0002L［#3］調(diào)用子程序o0002 G90G69G00Z30取消坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)并提刀至安全高度M05主軸停止M30程序結(jié)束并返回程序開頭子程序1正文程序說明o0001程序號(hào)#1=25頂部圓直徑#2=50底部正多邊形外接圓直徑#3=5正多邊形邊數(shù)#4=30上、下面的高度差#5=4刀具半徑#6=180／#3正多邊形邊長對(duì)應(yīng)圓心角的1／2 #7=#2*SIN［#6］正多邊形邊長#8=60刀具沿底部邊長方向移動(dòng)的總步數(shù)#9=#7／#8刀具沿底部邊長方向移動(dòng)的步距#10=0步距賦初始值0 WHILE［#10LE#8］DO1當(dāng)#10≤#8時(shí)，循環(huán)1 #11=-#9*#10*COS［#6］圖1-3中D點(diǎn)的X坐標(biāo)#12=#2／2-#9*#10*SIN［#6］圖1-3中D點(diǎn)的Y坐標(biāo)#13=#11-#5*SIN［#6］圖1-3中D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刀心位置的X坐標(biāo)#14=#12+#5*COS［#6］圖1-3中D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刀心位置的Y坐標(biāo)#15=#1／2+#5頂部刀心移動(dòng)軌跡的圓弧半徑#16=#6*2／#8頂部刀心移動(dòng)軌跡的圓弧半徑對(duì)應(yīng)的圓心角#17=-#15*SIN［#16*#10］頂部刀心當(dāng)前位置的X坐標(biāo)#18=#15*COS［#16*#10］頂部刀心當(dāng)前位置的Y坐標(biāo)G00X［#13-2］Y［#14+2］快速移動(dòng)至底部起始點(diǎn)以外Z-#4刀具降至底部G01X#13Y#14F100刀具走至底部起始點(diǎn)X#17Y#18Z0F500從底部爬升到頂部相應(yīng)位置G00Z10提刀#10=#10+0.5賦值變量遞增0.5 END 1結(jié)束循環(huán)1 G00Z30提刀至安全高度X0Y0返回原點(diǎn)位置M99結(jié)束子程序子程序2正文程序說明o0002程序號(hào)#3=5底部正多邊形的邊數(shù)#23=360／#3底部正多邊形邊長對(duì)應(yīng)的圓心角G68X0Y0G91R［#23］以增量的方式實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)G90M98P01調(diào)用子程序M99結(jié)束子程序

4、刀具的選擇和參數(shù)的設(shè)置

選擇“加工刀具”（點(diǎn)擊右鍵）選擇“刀具管理器”選擇“添加”選擇“刀具”選擇“新”選擇“銑削”選擇“平底銑刀”設(shè)置如圖6對(duì)應(yīng)的參數(shù)選擇“添加”.至此，刀具1的設(shè)置完成.

圖5 工件坐標(biāo)系設(shè)置

圖6 刀具選擇與參數(shù)設(shè)置

5、程序設(shè)置

選擇“數(shù)控程序”選擇“添加NC程序文件”選擇主程序“o1234.nc”

選擇“數(shù)控子程序”選擇“添加NC子程序文件”選擇子程序“o01.sub、o02.sub”.（注：子程序的后綴必須是.sub，這點(diǎn)很重要.）

6、仿真校驗(yàn)

仿真結(jié)果如圖7所示：圖中我們可以很清楚地觀察到，加工完成的形狀跟圖1所表達(dá)的一模一樣，由此可以得出所編制的宏程序沒有問題，可以加工.

圖7 仿真結(jié)果

本文基于Veticut軟件構(gòu)建了數(shù)控銑床對(duì)復(fù)雜宏程序的仿真環(huán)境，不占用機(jī)床時(shí)間，更重要的是可以在試件前發(fā)現(xiàn)程序中存在的問題，并及時(shí)解決，仿真后的NC程序不要試切可以直接輸入機(jī)床進(jìn)行加工，提高編程效率，解決因數(shù)控設(shè)備不足帶來的種種困難，收到了良好的效果.

［1］鄭貞平，黃云林，陳思濤，著．VERICUT 7 3中文版數(shù)控仿真技術(shù)與實(shí)例詳解［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，出版年．

［2］杜軍，龔水平，著．輕松掌握華中宏程序：編程技巧與實(shí)例精解［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，出版年．

［責(zé)任編輯：王曉軍］

TP 391.72

B

1672-402X（2016）11-0043-04

2016-10-12

廣東省公益研究與能力建設(shè)專項(xiàng)資金（2014A010104013）.廣東省應(yīng)用型科技研發(fā)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2016B090927009)資助.

余得賢（1988-），男，廣東技術(shù)師范學(xué)院機(jī)電學(xué)院講師.研究方向:數(shù)字化制造.王安德（1972-），男，湖南衡陽人，廣東長盈精密技術(shù)有限公司技術(shù)員.研究方向：數(shù)字化制造.王曉軍（1965-），男，江西安福人，廣東技術(shù)師范學(xué)院教授.研究方向：智能制造.