關于宏參編程的教學技巧

王淑梅 賈璐

（蘇州技師學院，江蘇 蘇州 215009）

引言

宏程序是程序編制的高級形式，程序編制的質量與編程人員的素質息息相關，宏程序里應用了大量的編程技巧，如：數學模型的建立、數學關系的表達、加工刀具的選擇、走刀方式的取舍等，這些使得宏程序的精度很高。本人參加了數屆“寶時得”杯職業技能大賽，從中得到了許多鍛煉。從大賽中關于數控技術的技能要求來講，一屆比一屆在基本功方面考察的內容涵蓋面更廣泛了，在此針對有關正多邊形的數控加工做以下闡述：

一、正多邊形內腔加工

如圖1 所示，中心為G54 原點，頂面為Z0 面（本文以正六邊形為例）。加工方式為：使用平底立銑刀，每次從中心下刀，逆時針方向走刀，全部采用順銑，走完封閉輪廓后提刀返回中心，進給至下一層繼續，直至到達預定深度。

由圖可知，△OAB 是編程計算的關鍵，∠AOB=360/12，此外還利用極坐標系，使程序非常簡潔、精練。

參照程序(賦值部分)：

#1=6 #2=外接圓的直徑 #3=內腔深度（絕對值）

#4=刀具直徑 #5=0(Z 坐標初始值) #17=每層切深

#7=360/#1(一邊所對應的圓心角) #8=[#2/2]*COS[#7/2]-#4/2

G16(極坐標方式生效)

WHILE[#5 LT #3]DO1(如果加工深度小于內腔深度，循環1 繼續)

Z[-#5+1](G00 下降至當前加工平面以上1 處)

G01 Z-[#5+#17]F150(Z 向G01 下降至當前加工深度)

#10=#8/COS[#7/2](在極徑上移動的距離目標值)

G01 X#10 Y90 F1000

#11=1

WHILE[#11 LE #1]DO3

Y[90+#11*#7](極徑不變，極角依次遞增#7)

#11=#11+1

END 3(一圈走完，循環3 結束)

G0 Z30

X0 Y0

#5=#5+#17

END 1

G15 (極坐標系結束)

二、標準正多邊形周邊外斜面加工

關于標準正多邊形外斜面加工的編程原理與正多邊形的內腔加工相似，值得注意的是靈活運用極坐標指令，此外無論使用平底立銑刀還是球頭銑刀，主要的數學推導和計算是相同的,可參見下例：

已知：標準正多邊形邊數n，正多邊形外接圓的直徑Φ，刀具（平底立銑刀或球頭銑刀）半徑r

求解：極坐標系中起點A 的極徑OA

△COD 中，β=∠COD=360/n/2=180/n OD=Φ/2

OC=OD*cosβ=Φ/2*cos[180/n]

△AOB 中，OB=OC+BC=Φ/2*cos[180/n]+r

OA=OB/cosβ=[Φ/2*cos[180/n]+r]/cosβ

備注：對于正多邊形，外接圓與內切圓的大小關系是固定的，如圖2 所示，外接圓半徑OD 已知，給出一個，另一個也可求得。

如圖2 所示，正多邊形工件的中心為G54 的XY 原點，頂面Z0，斜面與垂直面的夾角為α，下刀點即初始刀位點A 選擇在軸上的頂點外，由下至上逐層爬升，以順銑方式（順時針方向）單向走刀。

三、頂點圓角過渡正多邊形周邊外斜面加工

對于頂點圓角過渡的正多邊形周邊斜面而言，由于FANUC 0i 系統存在某些限制（如：在極坐標方式下不能指定拐角圓弧，即簡化編程方式，而極坐標方式恰好是解決這類問題的利器。），因此編寫通用模式的宏程序范例是非常困難的，在此只簡單介紹一下用平底立銑刀加工頂點圓角過渡（上下等半徑）正五邊形周邊外斜面加工的宏程序，至于其他的正多邊形周邊斜面加工，可類比推導出相應的宏程序。

如圖3 所示，（外形已預加工好）正五邊形工件的中心為G54 的XY 原點，設定頂點之一位于+Y 軸上（主要為了編程說明方便），頂面Z0。下刀點即初始刀位點A 選擇在-Y 軸上，由下至上逐層爬升（等高），每層均采用1/4 圓弧切入進刀和1/4 圓弧切出退刀，以順銑方式（順時針方向）單向走刀。

本文所涉及的內容是在備戰第三屆“xxx”杯職業技能大賽過程中歸納總結的，所參照的數控系統為FANUC 0i-Mate。

結束語

在實際生產時，只要根據零件設計圖紙中的相應參數數值輸入對應的編號進行變量賦值，就可以快速地生產出不同規格的零件，實現對零件參數化編程。