分析在數(shù)控加工中宏程序的運用

彭曉玲 程少慧

【摘要】隨著科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，數(shù)控機床零件的加工工藝受到人們的重視。由于數(shù)控加工過程比較復(fù)雜、系統(tǒng)，而應(yīng)用傳統(tǒng)加工技術(shù)的工程量比較大，需要消耗大量的人力、物力，也容易產(chǎn)生各種誤差，因此近幾年來，在數(shù)控車床中漸漸應(yīng)用宏程序，其不僅可以保證數(shù)控車床表面的粗糙度，而且能夠加工出標(biāo)準(zhǔn)曲線，提供產(chǎn)品質(zhì)量。本文就數(shù)控加工中宏程序意義與特點進(jìn)行分析，探討宏程序特點，同時研究在數(shù)控加工過程中對于宏程序的應(yīng)用，從而提供數(shù)控加工的精度。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控加工；宏程序；運用；數(shù)控車床

中圖分類號：？TP391？ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

1.前言

隨著社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)難以滿足新時代機械產(chǎn)品質(zhì)量要求，而為了保證機械產(chǎn)品加工質(zhì)量，近幾年來，主要在數(shù)控加工過程中應(yīng)用宏程序加工方式。而且目前數(shù)控機床的自動化與技術(shù)密集性都相對較高，且屬于一體化機電加工的設(shè)備，也就是綜合使用精密機械、計算機、自動化的控制以及自動化檢測等高技術(shù)產(chǎn)物。新時代數(shù)控加工的工藝是在傳統(tǒng)加工工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行變革，數(shù)控加工過程中，必須要全方面考慮定位誤差與基準(zhǔn)選擇這兩種問題，因為當(dāng)下很多車床設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不能重合問題普遍存在，而使用宏程序進(jìn)行數(shù)控車床加工就可以和設(shè)計基準(zhǔn)保持一致，盡可能避免因為二次曲線、雙曲線解算而造成的誤差，從而保證車床加工精度。

1.數(shù)控加工中宏程序意義與編制特點

1.1數(shù)控加工中宏程序應(yīng)用的意義

數(shù)控指令一般是ISO代碼的指令，也就是每一個代碼功能都是固定不變的，并且有相關(guān)的公司專門生產(chǎn)，消費者使用根據(jù)規(guī)定進(jìn)行編程。但很多時候ISO代碼無法滿足用戶需要，為此系統(tǒng)為用戶提供宏程序的功能，讓用戶能夠拓展數(shù)控系統(tǒng)功能，事實上是指數(shù)控系統(tǒng)盡可能對用戶開放，同時給用戶提供數(shù)控系統(tǒng)的使用工具，從而在數(shù)控的系統(tǒng)平臺上實施第二次的開發(fā)，只是這種開放與開發(fā)都有區(qū)別與條件。其中早期數(shù)控加工程序主要是主程序，后來逐漸使用子程序的嵌套與子程序，即便子程序?qū)τ诰幹萍庸こ绦蚍矫姹容^有用，但由于主程序與子程序基本一致，在整個程序運行的過程中，不僅需要數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行插補運算，而且還要進(jìn)行數(shù)字的運算。而宏程序經(jīng)常會使用條件轉(zhuǎn)移、變量、邏輯運算與算數(shù)，這樣編制加工操作程序過程比較容易與方便，也就是能夠把同種加工操作程序編制成通用的程序，例如：固定式加工循環(huán)的宏程序與型腔加工的宏程序[1]。

1.2宏程序的編制特征

能夠?qū)⒆兞繎?yīng)用在宏程序的主體中；能夠進(jìn)行變量間運算；能夠使用宏程序的指令對變量賦值。

2.宏程序特點

2.1應(yīng)用的范圍比較廣

在實際的加工過程中，宏程序能夠應(yīng)用在數(shù)控加工其他的環(huán)節(jié)中，例如：M代碼、刀具長度的補償、主軸的轉(zhuǎn)速、刀具的半徑補償、G代碼與進(jìn)給量等設(shè)置，能夠大大的提高加工率[2]。

2.2能夠徹底解決軟件的編程缺陷

就軟件的編程而言，一般編制曲面加工的程序內(nèi)容比較多，數(shù)控加工的容量為256kB或是128kB，如果程序容量大于該容量，需要進(jìn)行在線加工。而在線加工過程中，經(jīng)常容易發(fā)生速率達(dá)不到機床加工速率要求的情況，從而引發(fā)遲滯、斷續(xù)的現(xiàn)象，導(dǎo)致加工過程受到嚴(yán)重影響。但是宏程序可以控制在60行以內(nèi)，即便換字節(jié)也只是幾個kB，編制程序的內(nèi)容比較簡短，因此不需要進(jìn)行在線的加工。

2.3高效性

在數(shù)控的加工過程中，容易遇到有規(guī)則、數(shù)量少與品種多的幾何工件，編制時只需要總結(jié)與分析這類共同點，將各種幾何形狀共同點設(shè)成變量，同時應(yīng)用到數(shù)控加工的程序中，而且只要對其中幾個變量賦值進(jìn)行改變，就能夠多次調(diào)用并加工，這樣不僅可以節(jié)省編程的時間，而且可以大大提高準(zhǔn)確性。。

2.4經(jīng)濟(jì)性

在數(shù)控加工的過程中，往往會存在數(shù)量少、品種多的零件，這類零件特征不會發(fā)生改變，若是使用常規(guī)的加工方式，應(yīng)該針對數(shù)控加工要求來制定加工成型的刀具，但是制造這類成型刀具需要花費大量的資金與時間，而使用宏程序能夠解決這種問題。更甚者部分需要使用球頭的銑刀加工零件，也可以使用宏程序來解決，從而減小制造的成本[3]。

3.在數(shù)控加工過程中對于宏程序的應(yīng)用

3.1數(shù)控銑床加工中橢圓頂面倒角宏程序的編制

由于普通銑床上前后、上下與左右后托板均是手動拖板，加工雙曲線、橢圓與二次曲線等，很多標(biāo)準(zhǔn)曲線無法滿足，如果數(shù)控的銑床上沒有應(yīng)用宏程序加工，不能滿足加工要求。如果使用宏程序，可以對各類曲線標(biāo)準(zhǔn)公式算法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使數(shù)控系統(tǒng)可以逐步地運算，及時完成標(biāo)準(zhǔn)曲線的加工。具體從圖二中的可以看出，圖中橢圓上部是圓弧的倒角，#4等于4（也就是圓球刀具的半徑r），5#等于5（橢圓倒角的半徑R）。#6等于0，是倒角中心的連線、刀心和+X方向的夾角，其初始值為0，#7等于9×COS[#6]-動態(tài)刀具的半徑。

3.2大直徑的端面加工

在數(shù)控車床中應(yīng)用宏程序來加工較大直徑的斷面，也就是直徑大約是100毫米的一些鋼料，在普通的車床中加工一些大直徑斷面，或是在數(shù)控的車床中直接給出終點的坐標(biāo)時，經(jīng)常會由于刀具由里到外進(jìn)給速度沒有發(fā)生改變，雖然可以確保數(shù)控車床表面的粗糙度，但卻無法保證端面內(nèi)部的粗糙度。但應(yīng)用宏程序進(jìn)行加工，能夠徹底解決以上問題，也就是將進(jìn)給量作為變量，確保進(jìn)給量可以由外到里呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。

3.3數(shù)控車床加工中橢圓宏程序的編制

由于普通車床中大小托板均是手動控制，在雙曲線、橢圓與二次曲線的加工過程中，很多標(biāo)準(zhǔn)曲線都無法滿足加工要求。此外，很多數(shù)控車床中缺乏直接的加工橢圓指令，但如果使用宏程序進(jìn)行加工，可以對各種曲線標(biāo)準(zhǔn)公式金邊變換，準(zhǔn)確計算出曲線精度，從而加工出標(biāo)準(zhǔn)的曲線，具體從圖二中可以看出，圖二為橢圓的曲線，應(yīng)用宏程序來編寫加工的程序。

5.結(jié)語

總而言之，數(shù)控加工過程中數(shù)控編程的一個重要環(huán)節(jié)就是標(biāo)準(zhǔn)曲線計算，標(biāo)準(zhǔn)曲線計算合理性直接關(guān)系著數(shù)控車床使用的效率，還關(guān)系到零件經(jīng)濟(jì)性、零件加工的質(zhì)量，因此，擬定零件的數(shù)控加工標(biāo)準(zhǔn)曲線精度過程中，需要全方面的對工藝進(jìn)行分析，充分了解數(shù)控加工工藝可能存在的缺陷，并采取相應(yīng)的解決措施進(jìn)行處理，同時合理、靈活的對工藝進(jìn)行設(shè)計。此外，從過去的實踐中可以看出，選取高效、合理的加工路線與工藝方法，在提高經(jīng)濟(jì)效益、加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率方面都有著重要的意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]韋富基，李振尤.宏程序及自動編程軟件在復(fù)雜曲面零件加工的應(yīng)用[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報，2014，23（04）：217-221.

[2]謝越，劉健雄.基于華中數(shù)控系統(tǒng)宏程序功能在橢圓球面加工中的應(yīng)用[J].新技術(shù)新工藝，2014，15（04）：19-22.

[3]吳凱，張柳清.基于FANUC-0i系統(tǒng)數(shù)控銑削非圓曲線零件宏程序的編制[J].機電工程技術(shù)，2015，13（07）：14-17.