子程序在數(shù)控車削中的應(yīng)用

陽 濤

（達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，達(dá)州 635001）

在零件的數(shù)控加工過程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些幾何形狀完全相同的加工軌跡，在編制的程序中，也出現(xiàn)固定順序和重復(fù)模式的程序段。為了簡(jiǎn)化程序，常把這些在程序執(zhí)行時(shí)重復(fù)使用的程序段寫成獨(dú)立程序，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候利用指令直接調(diào)用，這樣的程序就是子程序。子程序編程是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本功能，現(xiàn)代CNC系統(tǒng)一般都提供調(diào)用子程序功能，這一功能為用戶編制相似或相近加工工藝帶來了極大的方便。下面以華中數(shù)控系統(tǒng)為例，說明子程序在數(shù)控車削中的應(yīng)用。

1 子程序的編程格式和調(diào)用格式

1.1 子程序的編程格式

子程序的格式與主程序相似。子程序的開始是O地址指定的子程序號(hào)，子程序的結(jié)尾用M99指令結(jié)束子程序的調(diào)用，返回主程序。具體指令如下：

O××××（子程序號(hào)）

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M99 （子程序結(jié)束）

1.2 子程序的調(diào)用格式

子程序是由主程序或上層子程序調(diào)用并執(zhí)行的，調(diào)用子程序的指令為一程序段，華中數(shù)控系統(tǒng)調(diào)用子程序指令如下：

M98 P×××× L××××

其中，M98為調(diào)用子程序指令字；P后接的4位數(shù)字表示調(diào)用的子程序號(hào)；L后接的4位數(shù)字表示調(diào)用次數(shù)，省略時(shí)為調(diào)用一次，不足4位時(shí)其他位用零代替或不寫。

2 子程序編程實(shí)例

2.1 切斷編程實(shí)例

某零件的外形尺寸如圖1所示，對(duì)其進(jìn)行切斷編程，切斷刀寬度4mm。每個(gè)零件車削完成后，一般都要求切斷，如果用切斷刀直接切到工件的中心，則很容易將刀具夾斷，因此一般情況下采用多次往復(fù)切深的方式切斷。可以采用每次切深3mm（半徑值）之后退刀回原位，然后-Z方向進(jìn)給3mm（進(jìn)給量小于刀具寬度），再切深3mm之后退刀，最后＋Z方向進(jìn)給3mm，退回到原位，以此類推，經(jīng)過多次循環(huán)切削，將工件切斷。

如果采用常規(guī)方式編程，則編程量太大，故采用子程序編程。而采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，則不管調(diào)用多少次子程序都只能切深3mm，不可能切斷工件，所以采用增量坐標(biāo)編程。為了使每次切深相同，可以選擇切斷起始位置的X坐標(biāo)比工件的直徑大2mm，則第一次切深及退刀的增量坐標(biāo)（直徑值）為3×2＋2=8，第二次切深后的退刀量為2mm（保證刀具的刀位點(diǎn)比剛切的工件直徑大2mm）。由于總共切深是30mm（半徑值），每次切深3mm，則子程序調(diào)用次數(shù)為30÷3=10次。子程序切削示意圖如圖2所示。

圖1 待切斷的零件

圖2 子程序切削示意圖

子程序切削的編程如下（省略外圓車削程序段）：

O1111

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T0202

M03S250

G00X62Z-89M08

M98P0002L10

G00X100M09

Z100

M05

M30

O0002

G01U-8F30

U8

W-3

U-8

U2

W3

M99

2.2 切槽編程實(shí)例

某零件總共有6個(gè)槽，如圖3所示，對(duì)其進(jìn)行加工，切斷刀寬度4mm。如果按照常規(guī)方法編程，工作量太大。考慮到相鄰兩槽之間的間隔都為14mm，只需要編制切第一個(gè)槽的子程序，注意子程序要用增量坐標(biāo)編程，調(diào)用6次就可以完成切槽加工。

圖3 切槽加工

編程如下：

O0001

T0202

M03S200

G00X32Z0M08

M98P0002L6

G00X100Z100M09

M05

M30

O0002

G01W-14F100

U-12F30

G04P2

G00U12

M99

2.3 粗精加工實(shí)例

某手柄零件的外形尺寸如圖4所示，對(duì)其進(jìn)行粗精加工，毛坯為直徑55mm的圓鋼棒料，切點(diǎn)坐標(biāo)分別為 A（17.143，-4.849）、B（25.163，-79.699）、C（23.111，-128.779）。

這個(gè)零件可以采用內(nèi)外徑粗車復(fù)合循環(huán)指令G71和精車循環(huán)指令加工，但換一種思路，用子程序的方法也可以加工，只是每次走刀路線都是與精加工輪廓相似的軌跡，空行程較多。從棒料加工成手柄需要多次切削，為了保證每一次切深都切到工件并用到同一個(gè)子程序，X方向必須采用增量坐標(biāo)U，Z方向仍然采用絕對(duì)坐標(biāo)Z。為了保證加工精度，粗車和精車采用不同的子程序，粗車車刀采用T0101，精車車刀采用T0202。循環(huán)起點(diǎn)為P（55，5），粗車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給速度150mm/min，背吃刀量3mm（直徑值），精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，進(jìn)給速度80mm/min，背吃刀量1mm（直徑值）。因此，粗車子程序調(diào)用次數(shù)為棒料直徑減去精車余量之差再除以粗車的背吃刀量，即（55-1）÷3=18次。

圖4 手柄零件粗精加工

編程如下：

O1111（主程序）

T0101

M03 S600

G00 X55 Z5 M08

M98 P2222 L18

G00 X100 Z100

T0202S1000

G00X1Z5

Z0F100

M98P3333

G00X100Z100M09

M05

M30

O2222（粗車子程序）

G01 U-3 F150

Z0

G03 U17.143 Z-4.849 R20

G03 U8.020 Z-79.699 R80

G02 U-2.052 Z-128.779 R50

G03 U16.889 Z-140

G01 Z-160.0；

U10

Z-170

U5

G00 Z5

U-55

M99

O3333（精車子程序）

G01 U-1 F80

Z0

G03 U17.143 Z-4.849 R20

G03 U8.020 Z-79.699 R80

G02 U-2.052 Z-128.779 R50

G03 U16.889 Z-140

G01 Z-160.0；

U10

Z-170

U5

G00 Z5

U-55

M99

3 結(jié)語

以上數(shù)控車削中子程序的應(yīng)用，使編程人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，因此數(shù)控車削加工時(shí)，人們應(yīng)盡量采用子程序編程。值得注意的是，為了能夠在子程序循環(huán)中不斷地吃刀，子程序一定要采用增量坐標(biāo)編程，否則就會(huì)出錯(cuò)。