王淑梅 賈璐

（蘇州技師學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

引言

宏程序是程序編制的高級(jí)形式，程序編制的質(zhì)量與編程人員的素質(zhì)息息相關(guān)，宏程序里應(yīng)用了大量的編程技巧，如：數(shù)學(xué)模型的建立、數(shù)學(xué)關(guān)系的表達(dá)、加工刀具的選擇、走刀方式的取舍等，這些使得宏程序的精度很高。本人參加了數(shù)屆“寶時(shí)得”杯職業(yè)技能大賽，從中得到了許多鍛煉。從大賽中關(guān)于數(shù)控技術(shù)的技能要求來講，一屆比一屆在基本功方面考察的內(nèi)容涵蓋面更廣泛了，在此針對(duì)有關(guān)正多邊形的數(shù)控加工做以下闡述：

一、正多邊形內(nèi)腔加工

如圖1 所示，中心為G54 原點(diǎn)，頂面為Z0 面（本文以正六邊形為例）。加工方式為：使用平底立銑刀，每次從中心下刀，逆時(shí)針方向走刀，全部采用順銑，走完封閉輪廓后提刀返回中心，進(jìn)給至下一層繼續(xù)，直至到達(dá)預(yù)定深度。

由圖可知，△OAB 是編程計(jì)算的關(guān)鍵，∠AOB=360/12，此外還利用極坐標(biāo)系，使程序非常簡潔、精練。

參照程序(賦值部分)：

#1=6 #2=外接圓的直徑 #3=內(nèi)腔深度（絕對(duì)值）

#4=刀具直徑 #5=0(Z 坐標(biāo)初始值) #17=每層切深

#7=360/#1(一邊所對(duì)應(yīng)的圓心角) #8=[#2/2]*COS[#7/2]-#4/2

G16(極坐標(biāo)方式生效)

WHILE[#5 LT #3]DO1(如果加工深度小于內(nèi)腔深度，循環(huán)1 繼續(xù))

Z[-#5+1](G00 下降至當(dāng)前加工平面以上1 處)

G01 Z-[#5+#17]F150(Z 向G01 下降至當(dāng)前加工深度)

#10=#8/COS[#7/2](在極徑上移動(dòng)的距離目標(biāo)值)

G01 X#10 Y90 F1000

#11=1

WHILE[#11 LE #1]DO3

Y[90+#11*#7](極徑不變，極角依次遞增#7)

#11=#11+1

END 3(一圈走完，循環(huán)3 結(jié)束)

G0 Z30

X0 Y0

#5=#5+#17

END 1

G15 (極坐標(biāo)系結(jié)束)

二、標(biāo)準(zhǔn)正多邊形周邊外斜面加工

關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)正多邊形外斜面加工的編程原理與正多邊形的內(nèi)腔加工相似，值得注意的是靈活運(yùn)用極坐標(biāo)指令，此外無論使用平底立銑刀還是球頭銑刀，主要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算是相同的,可參見下例：

已知：標(biāo)準(zhǔn)正多邊形邊數(shù)n，正多邊形外接圓的直徑Φ，刀具（平底立銑刀或球頭銑刀）半徑r

求解：極坐標(biāo)系中起點(diǎn)A 的極徑OA

△COD 中，β=∠COD=360/n/2=180/n OD=Φ/2

OC=OD*cosβ=Φ/2*cos[180/n]

△AOB 中，OB=OC+BC=Φ/2*cos[180/n]+r

OA=OB/cosβ=[Φ/2*cos[180/n]+r]/cosβ

備注：對(duì)于正多邊形，外接圓與內(nèi)切圓的大小關(guān)系是固定的，如圖2 所示，外接圓半徑OD 已知，給出一個(gè)，另一個(gè)也可求得。

如圖2 所示，正多邊形工件的中心為G54 的XY 原點(diǎn)，頂面Z0，斜面與垂直面的夾角為α，下刀點(diǎn)即初始刀位點(diǎn)A 選擇在軸上的頂點(diǎn)外，由下至上逐層爬升，以順銑方式（順時(shí)針方向）單向走刀。

三、頂點(diǎn)圓角過渡正多邊形周邊外斜面加工

對(duì)于頂點(diǎn)圓角過渡的正多邊形周邊斜面而言，由于FANUC 0i 系統(tǒng)存在某些限制（如：在極坐標(biāo)方式下不能指定拐角圓弧，即簡化編程方式，而極坐標(biāo)方式恰好是解決這類問題的利器。），因此編寫通用模式的宏程序范例是非常困難的，在此只簡單介紹一下用平底立銑刀加工頂點(diǎn)圓角過渡（上下等半徑）正五邊形周邊外斜面加工的宏程序，至于其他的正多邊形周邊斜面加工，可類比推導(dǎo)出相應(yīng)的宏程序。

如圖3 所示，（外形已預(yù)加工好）正五邊形工件的中心為G54 的XY 原點(diǎn)，設(shè)定頂點(diǎn)之一位于+Y 軸上（主要為了編程說明方便），頂面Z0。下刀點(diǎn)即初始刀位點(diǎn)A 選擇在-Y 軸上，由下至上逐層爬升（等高），每層均采用1/4 圓弧切入進(jìn)刀和1/4 圓弧切出退刀，以順銑方式（順時(shí)針方向）單向走刀。

本文所涉及的內(nèi)容是在備戰(zhàn)第三屆“xxx”杯職業(yè)技能大賽過程中歸納總結(jié)的，所參照的數(shù)控系統(tǒng)為FANUC 0i-Mate。

結(jié)束語

在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，只要根據(jù)零件設(shè)計(jì)圖紙中的相應(yīng)參數(shù)數(shù)值輸入對(duì)應(yīng)的編號(hào)進(jìn)行變量賦值，就可以快速地生產(chǎn)出不同規(guī)格的零件，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件參數(shù)化編程。