SIEMENS 802D數控系統中外球面加工宏程序

孫亞

摘要：在平常零件加工中，經常需要對一些典型方程曲線輪廓進行加工，如橢圓、拋物線、漸開線、擺線、球面等。關于這些輪廓曲線的加工，一般的數控機床并無此曲線的插補功能（數控車球面除外），要通過普通的手工編程完成這些輪廓的加工又幾乎是不可能完成的。但我們通過宏程序編程就可以很好的實現普通編程難以實現的要求，而且宏程序編程具有應用靈活，形式自由，加工程序簡單易懂的特點，因此宏程序在實際生產實踐中有著較為廣泛的應用。

關鍵詞：數控加工；宏程序；球面

宏程序在現在或者以后的數控加工中都能用到，而且在加工有規律的工件時無論是加工速度還是加工精度都比自動編程來得好，手工編程是基本功，任何時候都是必須掌握的。不能落在一邊，要利用起來，不能單純的依賴自動編程，現在的全國數控大賽只允許手工編程，而且國外的一些數控相關的考試都是采用手工編程，不允許使用CAD/ CAM 軟件進行編程，而且宏程序又是手工編程中最精華的東西，可見宏程序的重要性。

因此本課題主要目的是在SIEMENS數控機床上探討和研究宏程序到底有什么功能，一方面比較一下宏程序和自動編程之間的優異性，另一方面也比較一下SIEMENS宏程序和Mastercam編程法拉克機床編程之間的區別，其最終任務是用宏程序編寫出圓球或者橢圓球體，并在機床上加工出來。

1.外球面的粗加工分析

外球面在粗加工時為了加快切削效率，可以采用平底立銑刀，下刀后采用自上而下以等高的方式逐層去除余量，然后用GO2走刀（順時針走圓），在每層加工時如果被去除的部分的寬度大余刀具半徑即R11≥0，則還需要進行G02走刀。具體外球面粗加工走刀過程如圖1所示。具體外球面的粗加工流程圖如圖4。

2外球面粗加工子程序示例

L1001 子程序名

R1 = A； A—外球面的圓弧半徑；

R2 = B； B—平底立銑刀半徑；

R3 = C； C—外球面起始角度；

R4 = I； I—球面終止角度；

R17 = Q； Q—Z坐標每次遞減量；

R24 = X； X—球心在工件坐標系中X坐標；

R25 = Y； Y—球心在工件坐標系中Y坐標；

R26 = Z； Z—球心在工件坐標系中Z坐標；

TRANS X=R24 Y=R25 Z=R26； 在球心建立局部坐標系；

G01 X0 Y0 Z=（R1+30）； 定位至球面中心上方安全高度；

R5=R1*COS（R4）； 終止高度上接觸點的X坐標值；

R6=1.6*R2； 步距設為刀具半徑的百分之八十；

R8=R1*SIN（R3）； 任意高度上刀尖Z坐標值設為設為自變量；

R9=R1*SIN（R4）； 終止高度上刀尖Z坐標值；

KK1：X=（R5+R2+1）Y=0； 每層快速移動到毛坯外側；

Z=（R8+1）； 直線下降到R8+1處；

R18=R8-R17； 當前加工深度對應的Z坐標；

G01 Z=R18 F150； 直線下降到當前加工深度；

R7=SQRT（R1*R1-R18*R18）； 任意高度上刀具與接觸點的X坐標值；

R10=R5-R7； 任意高度上被去除部分的高度；

R11=TRUNC（R10/R6）； 每層被去除寬度除以步距并上取整；

KK2：R12=R7+R11*R6+R2； 刀具中心在X方向上移動的X坐標目標值；

G01 X=R12 Y0 F1000； 以直線切割移動到第一目標值；

G02 I=-R12； 順時針方向取整圓；

R11=R11-1； 自變量R11依次遞減1；

IF R11 >= 0 GOTOB KK2； 如果R11≥0即還未走到最后一層，循環2繼續；

G01 Z=（R1+30）； Z方向提刀到安全高度；

R8=R8-R17； Z坐標R8遞減R17；

IF R8>R9 GOTOB KK1； 如果R8>R9，循環1繼續；

G01 Z=（R1+30）； 提刀到安全高度；

TRANS； 局部坐標系取消；

RET。 R參數子程序結束，返回上一級程序。

3 結語

我們在加工圓球和橢球過程中，我們明顯的感覺到宏程序編程的優點，比如，它的程序語言比較簡短，程序的適用性比較廣。對于不同尺寸的橢球和橢圓，我們只要修改其參數，就能很快的加工出來。所以說，那些結構相同或相似并且按一定規律分布的工件，使用宏程序通過指令調用通用程序，加工時只要給參數賦實際值即可，不需要逐一編程，使得調用加工時更加方便、快捷、省時，在實際生產中有很大的應用空間。關于零件加工的表面質量問題，如果我們能夠減小每次切削余量，工件的表面質量將會更好。

參考文獻：

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