正多邊形零件倒圓角數控銑削參數化編程

程啟森

（安徽工業職業技術學院 機械工程系，安微 銅陵 244000）

0 引言

數控加工中倒圓角編程很普遍，而多邊形零件的倒角加工中，往往多邊形的大小、邊數、旋轉角度和圓角尺寸不同，需要編制相應的數控程序，這樣不僅使得編程很繁瑣，還需花大量時間，同時也容易出錯。如果在數控銑削編程中靈活運用一些特性功能的數控代碼，編制對該類零件進行參數化編程，可使得編程簡單，同時編制的程序更靈活和通用，既提高了加工效率，也保證了產品質量。

1 應用實例

以圖1所示零件為例，以FAUNC-Oi-MC系統編寫數控加工，在漢川機床廠XK714G數控銑床上得到驗證。

2 編程指令

2.1 條件轉移

格式：IF［條件表達式］ GOTO n含義為：

1）如果條件表達式的條件得到滿足，則轉到執行程序中程序號為n的操作；

2）如果表達式中條件不滿足，則順序執行下一段程序；

3）如果程序作無條件轉移，則條件部分可以被省略。

圖1 零件圖

4）表達式書寫如下：

＃j EQ ＃k 表示＝

＃j NE ＃k 表示≠

＃j GT ＃k 表示>

＃j LT ＃k 表示＜

＃j GE ＃k 表示≥

＃j LE ＃k 表示≤

2.2 坐標系旋轉指令

G68指令可將編程圖形按照指定旋轉中心及旋轉方向旋轉指定的角度，G69指令撤消旋轉功能。

格式：G68 X～Y～R～

......

G69

式中：X、Y為旋轉中心的坐標值；R為旋轉角度，逆時針旋轉為正方向，順時針旋轉為負方向。

2.3 極坐標指令

編程時，使用極坐標指令G16后，坐標值可以用極坐標半徑和角度輸入。

格式：

G17/G18/G19 G90/G91 G16 //開始極坐標指令

G00 IP__

...

G15 //取消極坐標指令

G17/G18/G19

IP_指定極坐標系選擇平面的軸地址及其值。第1軸極坐標半徑，第2軸極角。

2.4 刀具補償設置指令

指令格式：G10 L12 P～ R～

P為具補償號，R為刀具補償值。

3 半徑偏移量和高度值計算

如圖 2 所示，半徑偏移量△D=（R+r）·cosα-R；高度值△Z=（R+r）·sinα。式中：r為球刀半徑，R 為倒圓半徑，α為步距角。

圖2 半徑偏移量和高度值計算

4 參數化編程設計

程序設計流程圖如圖3，具體編程如下：

圖3 程序設計流程圖

O1

G54G90G00Z20

M3S3000

#9=15 //多邊形旋轉角度

#1=15 //多邊形外接圓半徑

#2=6 //多邊形邊數

#7=4 //球刀半徑

#8=5 //倒圓角半徑

G68X0Y0R#9

#6=0 //步距角初始值

G00X#1Y30

N10#5=［#7+#8］*COS［#6］-#8 //計算半徑偏移量

Z［-［#7+#8］+［#7+#8］*SIN［#6］］

G10 L12P1R#5

#4=0 //第一個點角度，從0°出發#3=0 //計數器

G41Y15D1 //建立刀具補償

N20#4=360*#3/#2 //計算多邊行各點角度

G16G1X#1Y［-#4］F100

#3=#3+1 //計數器加1

IF［#3LE#2］GOTO20 //判斷計數器值是否小于等于多邊形邊數

G15

G00X#1Y-15

G40Y-30

G0Z20

Y30

#6=#6+5 //步距角遞增

IF［#6LE90］GOTO10 //判斷步距角是否小于等于90°

G69

G00Z20

M30

通過修改多邊形旋轉角度、外接圓半徑、邊數、倒圓角半徑等尺寸參數，該程序都可以實現倒角加工，以下通過修改參數得到的幾種數控加工刀具軌跡。

1）設置初始參數 #9=15、#1=15、#2=6、#7=4、#8=5 時，得到刀具軌跡如圖4所示。

圖4 刀具軌跡一

圖5 刀具軌跡二

2）設置初始參數 #9=20、#1=30、#2=7、#7=5、#8=5 時，得到刀具軌跡如圖5所示。

3）設置初始參數 #9=0、#1=25、#2=8、#7=6、#8=4 時，得到刀具軌跡如下圖6所示。

圖6 刀具軌跡三

5 結語

通過加工驗證，該多邊形倒圓角參數化編程設計，效果非常好，同時也可以為類似的零件數控加工編程提供借鑒。參數化編程具有以下特點：1）靈活運用宏程序和G68、G10、G16指令，大大簡化數控加工程序編制。2）采用了宏程序編程，程序中使用了參數化編程，使得程序靈活和通用。3）參數化編程模板，省去了大量編程時間，大大提高了編程效率，同時保證了產品的加工質量。

［l］ 馮艷宏．基于G10指令實現刀具半徑補償編程方法研究［J］.煤礦機械，2014（3）：117-118

［2］ 王朝琴，王小榮，田亞．一種面向FANUC 0i系統的3軸數控銑床通用參數化編程模板［J］.機床與液壓，2014（7）：9-13

［3］ 顧京．數控加工編程及操作［M］．北京：高等教育出版社，2003．