華中ＨＮＣ－２１／２２Ｍ數控系統中輪廓倒圓、倒角的實現
2009-04-29 00:00:00崔廣軍
考試周刊 2009年6期
摘要： 在華中HNC-21/22M數控系統中，可以運用刀具半徑補償功能結合宏指令編程，實現對輪廓的倒角和倒圓，本文就其實現的原理、變量的設定、刀具的軌跡及程序的設計做了詳細的說明，并介紹了在實際編程中的要點和注意事項。
關鍵詞： 華中HNC-21/22AM 數控系統 倒圓 倒角
在一些情況下，為了滿足使用的要求，零件的輪廓上會設計出圓角或倒角，另外，在近幾年的數控銑（加工中心）的技能比賽中，輪廓的倒圓、倒角也是一個很重要的考試內容。為了實現輪廓倒圓、倒角，實際操作中可以選用成形刀具一次切削成型或選用球形刀、立銑刀利用宏指令編程來實現。因為成形刀具的規格單一、價格昂貴，另外，比賽中也明確要求不準選用成形刀具來進行輪廓的倒圓、倒角，所以只有考慮選用普通刀具，利用宏指令編程來實現。現就運用刀具半徑補償功能結合宏指令編程實現輪廓的圓角或倒角的過程作如下分析：
一、基本原理
在加工如圖1所示零件的外輪廓時，只需按編程軌跡坐標編寫程序，并設定刀具半徑補償方向和補償值。實際加工時，刀具按刀具中心軌跡運動。圖中明顯看出，編程軌跡不變的條件下，只要改變刀具補償量，就使刀具的位值改變，從而改變輪廓的尺寸，達到切削的目的。
下面就具體說明用這種方法進行輪廓倒圓、倒角的過程。比如，要加工如圖2所示零件，輪廓1為編程軌跡，要保證輪廓1的尺寸，選擇刀具半徑補償值為D1（D1=刀具半徑）；若保證輪廓2的尺寸，在程序不變的條件下，只要改變刀具半徑補償值為D2（D2＜刀具半徑）即可。圖中可以看出，加工外輪廓時，在程序不變的條件下，刀具半徑補償值＜刀具半徑，零件輪廓的尺寸減小；相反，刀具半徑補償值＞刀具半徑，零件輪廓的尺寸增大。
在這里也就是利用了這一原理實現輪廓倒圓、倒角目的的，只不過刀具半徑補償值是按照一定的函數關系變化罷了。為了使刀具半徑補償值按照一定的函數關系變化，在FANUC系統中是用可編程參數輸入指令G10實現的，而在華中數控系統中沒有相關的指令實現，經過一番的研究發現，刀具半徑補償值存儲在變量#101-#199中，這樣只要把刀具半徑補償值賦到此變量中，并按照一定的函數關系變化就可以方便地實現輪廓的倒圓和倒角。
二、輪廓倒圓的實現
零件圖如圖3所示。要求在輪廓四周倒出半徑為5mm的圓角。
利用上面的理論，倒圓為5mm，選擇Φ16的立銑刀，變量#1為角度，刀具半徑補償值按照#101=5*COS［#1*PI/180］+3變化，加工深度按照#2=5*SIN［#1］變化，刀具的軌跡為半徑為R的圓弧，如圖4所示，刀具路線如圖5所示。
參考程序如下：
%0001
G54G17G21G40G49G90
M03S500
G00Z100
X0Y0
Z5
#1=0；初始角度
WHILE#1LE90；角度范圍
#101=5*COS［#1*PI/180］+3；刀補值
#2=5*SIN［#1*PI/180］；深度值
G01Z［-5+#2］F500；下刀深度
G42G01X-18.11Y47.23D［101］；建立刀補
G02X18.11Y47.23R25
G01X57.79Y5.51
G02X54.16Y-7.70R8
G01X37.83Y-12.29
G03X32.62Y-16.9R8
G01X23.04Y-39.68
G02X-23.04Y-39.68R25
G01X-32.62Y-16.9
G03X-37.83Y-12.29R8
G01X-54.16Y-7.70
G02X-57.79Y5.51R8
G01X-18.11Y47.23
G40G00X0Y30；取消刀補
X0Y0
#1=#1+7；角度遞增
ENDW
G00Z100
X0Y0
M05
M30
三、輪廓倒角的實現
如圖7所示，要求在輪廓四周倒角，尺寸為C3。選擇Φ16的立銑刀，變量#1為X方向變量，刀具半徑補償值按照#101=-#1+8變化，加工深度按照#2=#1變化，刀具的軌跡為C3的倒角，如圖6所示，刀具路線如圖7所示。
參考程序：
%0002
G54G17G21G40G49G90
M03S500
G00Z100
X0Y0
Z5
#1=0；初始值
WHILE#1LE3；倒角范圍
#101=-#1+8；刀補值
#2=#1；倒角尺寸
G01Z［-3+#2］F500；下刀深度
G42G01X-18.11Y47.23D［101］；建立刀補
G02X18.11Y47.23R25；輪廓加工
……
G01X-18.11Y47.23；輪廓加工
G40G00X0Y30；取消刀補
#1=#1+0.1；
ENDW
G00Z100
X0Y0
M05
M30
四、注意事項
1.刀具半徑補償值變量必須選擇變量#101-#199，選擇其他變量無作用。
2.倒圓時，在#101=R*COS［#1*PI/180］+A語句中，#101的初始值應該為選用刀具的半徑值，所以要計算出A，如圖4所示；倒角時，在#101=-#1+B語句中，#101的初始值應該為選用刀具的半徑值，所以要計算出B，如圖6所示。
3.在建立刀具半徑補償語句G42G01X_Y_D［101］中，D的值101不用符號“#”。
4.在每一次循環中必須有取消刀具半徑補償和建立語句。
參考文獻：
［1］HNC-21M編程說明書.武漢：華中數控股份有限公司，2000.
