應(yīng)用宏程序高速車削多線梯形螺紋

王曉莉

WANG Xiao-li

（江蘇大學(xué) 連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院，連云港 222006）

0 引言

梯形螺紋在機械工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，但無論是在普通車床上還是在數(shù)控車床上加工梯形螺紋，都具有較大的技術(shù)難度，特別在高速切削時難度更大，需要精密的計算和制定合理的加工工藝。在數(shù)控加工中要根據(jù)零件被加工面的復(fù)雜程度確定采用直接編程或自動編程。就目前而言，在機械制造業(yè)中大多數(shù)軸類及盤類零件仍采用直接編程。為了簡化編程過程，并使所編程序簡單明了，數(shù)控系統(tǒng)除提供一般準(zhǔn)備功能及輔助功能指令外，還提供了調(diào)用子程序和宏程序指令。雖然子程序?qū)幹葡嗤庸げ僮鞯某绦蚍浅Ｓ杏茫瓿绦蛴捎谠试S使用變量、算術(shù)和邏輯運算及循環(huán)和轉(zhuǎn)移，使得編制相同加工操作的程序更方便、更容易。

1 梯形螺紋加工方法的選擇

在普通車床上梯形螺紋的加工一般有三種方法：a、直進(jìn)法,適用于加工車削螺距較小的梯形螺紋(p＜5mm)；b、斜進(jìn)法與左右切削法，適用于加工5mm≤p＜12mm的梯形螺紋；c、切槽法與階梯法，適用于加工p≥8mm以上的梯形螺紋。其中車削螺距較大的梯形螺紋時采用斜進(jìn)法、左右切削法、切槽法或階梯法，這些方法能夠避免三刃同時切削，排屑較順利，刀尖受力和受熱情況有所改善，因此不易出現(xiàn)振動和扎刀現(xiàn)象，可提高切削用量，螺紋表面粗糙度好，因此，獲得廣泛應(yīng)用。而在數(shù)控車床上加工梯形螺紋時，斜進(jìn)法與切槽法更為實用。

2 宏程序與普通程序的對比

數(shù)控編程中，一般意義上所講的數(shù)控指令是指ISO代碼指令編程，既每個代碼的功能是固定的，由系統(tǒng)生產(chǎn)廠家開發(fā)，使用者只能按照規(guī)定編程。但有時這些指令滿足不了用戶的需要，系統(tǒng)因此提供了用戶宏程序功能，使用戶可以對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行一定的功能擴展，實際上是數(shù)控系統(tǒng)對用戶的開放，也可視為用戶利用數(shù)控系統(tǒng)提供的工具，在數(shù)控系統(tǒng)的平臺上進(jìn)行二次開發(fā)。當(dāng)然，這里的開放和開發(fā)都是有條件和限制的。

3 FANUC 0i系統(tǒng)的用戶宏程序

3.1 宏程序概述

FANUC 0i系統(tǒng)提供兩種用戶宏程序 ，既用戶宏程序A和用戶宏程序 B。用戶宏程序 A需要使用“G65Hm”格式的宏指令表達(dá)各種數(shù)學(xué)運算和邏輯關(guān)系，極不直觀，可讀性差，現(xiàn)已幾乎不用。宏程序 B可以象計算機編程一樣使用變量、運算符和函數(shù)名 ,而且運算符和函數(shù)名與計算機編程大體相同 ,程序易于理解。本文所說的宏程序均指宏程序B。

3.2 變量

宏程序的變量用變量符號#和后面的變量號指定，如#1。變量號也可用表達(dá)式來指定，如#[#1+2]。變量根據(jù)變量號可分為以下四種類型 ：

3.3 轉(zhuǎn)移和循環(huán)

在宏程序中，有三種轉(zhuǎn)移和循環(huán)操作可供使用。

3.3.1 無條件轉(zhuǎn)移

其格式為 ：GOTO n；

當(dāng)程序執(zhí)行GOTO語句時，立即無條件轉(zhuǎn)移至標(biāo)有順序號的程序段，n為順序號（1—99999），順序號也可用表達(dá)式來指定。

3.3.2 條件轉(zhuǎn)移（IF語句）

IF語句有兩種格式 ：a）IF[＜條件表達(dá)式＞]GOTO n

b）IF[＜條件表達(dá)式＞]]THEN

如果所需的是指定的條件表達(dá)式滿足，轉(zhuǎn)移至順序號n 的程序段，不滿足則執(zhí)行下個程序段，用第一種格式；如果所需的是指定的條件表達(dá)式滿足，執(zhí)行預(yù)先決定的宏程序語句, 不滿足則執(zhí)行下個程序段，則用第二種格式。

3.3.3 循環(huán)（WHILE語句）

其格式為 ：WHILE[＜條件表達(dá)式＞]DOn

……

END n

當(dāng)指定條件滿足時，執(zhí)行從DO到END之間的程序，否則，轉(zhuǎn)到END后的程序段。循環(huán)嵌套最多不超過3級。

3.3.4 宏程序的調(diào)用

宏程序的調(diào)用一般采用非模態(tài)調(diào)用（G65），除此之外也可使用模態(tài)調(diào)用（G66,G67）和G、M代碼調(diào)用。非模態(tài)調(diào)用（G65）的格式為：

G65 P＜ p＞ L ＜I ＞ ＜自變量賦值＞

其中＜ p＞為宏程序的程序號，＜I ＞為循環(huán)重復(fù)次數(shù)，＜自變量賦值＞數(shù)據(jù)傳遞至宏程序中。而子程序調(diào)用是沒有數(shù)據(jù)傳遞這項功能的，這是宏程序和子程序的最大區(qū)別。使用自變量指定，其值被賦值到相應(yīng)的局部變量，例如：地址 A對應(yīng)#1。這種對應(yīng)關(guān)系由數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)設(shè)定。宏程序的調(diào)用可以嵌套4級 。

4 梯形螺紋數(shù)控車削通用程序設(shè)計

本程序主要由子程序及宏指令完成 ,所用的參數(shù)都可根據(jù)零件圖紙的要求進(jìn)行賦值。程序的適應(yīng)性、通用性強。

4.1 程序設(shè)計流程圖

如圖1所示：

圖1 程序設(shè)計流程圖

程序流程主要由以下循環(huán)構(gòu)成：

1）以同一切深層上整個切削槽寬為轉(zhuǎn)移條件來完成螺紋某一層的加工。刀具的縱向移動通過不同的起刀點，采用相對坐標(biāo)編程來完成同一切深層上整個槽寬的切削加工 。程序在每層橫向賦值時通過函數(shù)計算得到該層的槽寬，槽寬在縱向分十次進(jìn)刀實現(xiàn)。如圖2所示。

2）以螺紋的牙型高度為轉(zhuǎn)移條件來完成螺紋的分層加工。每一層的螺旋槽加工完后通過計算完成下一層的切深賦值，最終通過計算完成牙型深度賦值。

3）以螺紋的頭數(shù)為加工轉(zhuǎn)移條件來完成多線螺紋的加工。程序中每加工完一條螺旋線后， 刀具會沿軸向移動一個螺距再完成下一條螺旋線的加工。

圖2 切削原理圖

5 宏程序?qū)嵗?如圖3)

圖3 宏程序?qū)嵗?/p>

6 結(jié)束語

通過加工實踐驗證，用該程序在數(shù)控車床上車削梯形螺紋的方法是切實可行的，且運行可靠，取得了很好的加工效果；而且通過改變變量值即可加工任意線數(shù)、螺距的梯形螺紋零件。在整個加工過程中利用宏程序本身所具有的變量指定功能，使程序使用靈活，通用性強。

參考資料：

[1]FANUC Oi－MC操作說明書. 2005.

[2]袁鋒.數(shù)控車床培訓(xùn)教材[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004.

[3]黃衛(wèi).數(shù)控技術(shù)與數(shù)控編程[M].北京： 機械工業(yè)出版社,2004.