基于G10指令零件倒圓角與斜角宏程序編程探究

李軍

（江蘇聯合職業技術學院鹽城生物工程分院，江蘇 鹽城 224051）

用數控銑削加工錐大類零件時，通常采用銑刀進行分層切削，擬合成形。在加工過程中，刀具的中心軌跡和零件輪廓之間的相對位置不斷變化，倒角與倒圓的輪廓滿足分層切削的特點。本文以具體零件為例，詳細分析其形狀特點，將刀具軌跡與加工輪廓之間的不重合用變量補償G10指令表示，將輪廓并進刀具路徑，運用宏程序生成數控程序，為有關零件數控編程提供了有效的解決辦法。

1 可編程參數輸入指令G10的編程格式

G10 L12 P R D的幾何補償值編程格式

P：刀具補償號，

R：絕對值指令（G90）方式時的刀具補償量；

增量值指令（G91）方式時的刀具補償值為該值與指定的刀具補償號內的值相加之和（刀具補償值）。

使用G10指令，通過編程的方法進行數據設定，變更刀具補償值，使刀具運動的每一層輪廓軌跡符合緯圓的基本規律，倒角與倒圓就是應用這樣的方法進行編程與加工的。

2 倒圓程序舉例

加工如圖1所示的工件，在內孔上加工R 4 mm的倒圓。

2.1 工藝分析

（1）要求加工內孔倒圓R 4 mm，內孔Φ 60 mm已加工好。零件的裝夾采用平口鉗裝夾。針對圖紙要求，給出加工方案一為用立銑刀銑內倒圓角面；方案二為用球刀銑內倒圓角面。

圖1 加工工件示意圖

（2）刀具選擇。

方案一為用立銑刀Φ 16 mm；

方案二為用球銑刀Φ 10 mm。

2.2 參考程序

（1）方案一（如圖2所示）。

圖2 加工方案一圖示

圖中，

#1為角度變量；

#2為倒圓角半徑；

#3為刀具半徑；

#4=#2*[1–cos[#1]]為刀具切削刀尖到上表面的距離；

#5=#3–#2*[1–sin[#1]]為刀具中心線到已加工側輪廓的距離。

O1001(立銑刀ф16倒角)

N10 G54 G90 G17 G40

N20 G00 Z100

N30 M03 S800

N40 G00X0Y0

N50 G00Z5

N60 G01 Z0 F80

N70#1=0（角度變量）

N80#2=4（倒圓半徑）

N90#3=8(刀具半徑)

N110 WHILE[#1LE90]DO1

N120#4=#2*[1-cos[#1]]

N130#5=#3-#2*[1-sin[#1]]

N140 G01Z[-#4]F60

N150 G10 L12 P1 R#5

N160 G90 G41 G1 D01 X30 Y0 F50

N170 G02X30Y0I-30J0F120

N180 G40 G1 X0 Y0

N190#1=#1+0.1

N200 END1

N210 G00Z150

N220 X0Y0

N230 M05

N240 M30

（2）方案二（如圖3所示）。

圖3 加工方案二圖示

圖中，

#1為角度變量；

#2為倒圓角半徑；

#3為刀具半徑；

#4=[#2+#3]*[1–cos[#1]]為球銑刀刀位點到上表面的距離；

#5=[#3+#2]*sin[#1]–#2為球銑刀刀位點到已加工側輪廓的距離。

O1002(球銑刀準10倒角)

N10 G54 G90 G17 G40

N20 G00 Z100

N30 M03 S500

N40 G00X0Y0

N50 G00Z5

N60 G01 Z0 F80

N70#1=0（角度變量）

N80#2=4（倒圓半徑）

N90#3=5(刀具半徑)

N110 WHILE[#1LE90]DO1

N120#4=#2*[1-cos[#1]]

N130#5=#3-#2*[1-sin[#1]]

N140 G01Z[-#4]F60

N150 G10 L12 P1 R#5

N160 G90 G41 G1 D01 X30 Y0 F50

N170 G02X30Y0I-30J0F120

N180 G40 G1 X0 Y0

N190#1=#1+0.1

N200 END1

N210 G00Z150

N220 X0Y0

N230 M05

N240 M30

3 倒角程序舉例

加工如圖4所示，在內孔上加工C5 mm的倒斜角。

圖4 加工倒斜角圖示

3.1 工藝分析

（1）要求加工內孔倒斜角C 5 mm，內孔Φ 60mm已加工好。零件的裝夾采用平口鉗裝夾。針對圖紙要求，給出加工方案一為用立銑刀銑內倒斜角面；方案二為用球刀銑內倒斜角面。

（2）刀具選擇。

方案一為用立銑刀Φ 16 mm；

方案二為用球銑刀Φ 10 mm。

3.2 參考程序

（1）方案一（如圖5所示）。

圖5 加工方案一圖示

圖中，

#1為深度變量；

#2為倒斜角角度；

#3為刀具半徑；

#6為倒角的高度；

#4=#1為立銑刀刀尖到上表面的距離；

#5=#3–[#6–#1]*tan[#2]為立銑刀中心線到已加工側輪廓的距離。

O2001(立銑刀準16倒角)

N10 G54 G90 G17 G40

N20 G00 Z100

N30 M03 S500

N40G00X0Y0

N50 G00Z5

N60 G01 Z0 F80

N70#1=0（深度變量）

N80#2=45（倒角角度）

N90#3=5(刀具半徑)

N100#6=5(倒角高度)

N110 WHILE[#1LE#6]DO1

N120#4=#1

N130#5=#3-[#6-#1]*TAN[#2]

N140 G01Z[-#4]F60

N150 G10 L12 P2 R#5

N160 G90 G41 G1 D02 X30 Y0 F50

N170 G02X30Y0I-30J0F120

N180 G40 G1 X0 Y0

N190#1=#1+0.1

N200 END1

N210 G00Z150

N220 X0Y0

N230 M05

N240 M30

（2）方案二（如圖6所示）。

圖6 加工方案二圖示

圖中，

#1為深度變量；

#2為倒斜角角度；

#3為刀具半徑；

#6為倒角的高度；

#4=#1+#3*[1–sin[#2]]為球銑刀刀位點到上表面的距離；

#5=#3*cos[#2]– [#6–#1]*tan[#2]為球銑刀刀位點到已加工側輪廓的距離。

O2002(球銑刀準10倒角)

N10 G54 G90 G17 G40

N20 G00 Z100

N30 M03 S500

N40 G00X0Y0

N50 G00Z5

N60 G01 Z0 F80

N70#1=0（深度變量）

N80#2=45（倒角角度）

N90#3=5(刀具半徑)

N100#6=5(倒角高度)

N110 WHILE[#1LE#6]DO1

N120#4=#1+#3*[1-SIN[#2]]

N130#5=#3*COS[#2]-[#6-#1]*TAN[#2]

N140 G01Z[-#4]F60

N150 G10 L12 P2 R#5

N160 G90 G41 G01 D02 X30 Y0 F50

N170 G02X30Y0I-30J0F120

N180 G40 G1 X0 Y0

N190#1=#1+0.1

N200 END1

N210 G00Z150

N220 X0Y0

N230 M05

N240 M30

4 結束語

G10指令在數控加工宏程序編程領域，具有獨特的用途，特別在需要分層加工各個場合，體現了很大的作用。

[1]李云龍.數控加工實例精解[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]北京發那科機電有限公司.FANUC Oi-MC操作說明書[K].北京：北京發那科機電有限公司，2009.

[3]陳海舟.數控銑削加工宏程序及應用實例[M].北京：機械工業出版社，2006.