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由淺入深宏程序1-宏程序入門基礎之銷軸加工 對于沒有接觸過宏程序人，覺得它很神秘，其實很簡單，只要掌握了各類系統(tǒng)宏程序的基本格式，應用指令代碼，以及宏程序編程的基本思路即可。 對于初學者，尤其是要精讀幾個有代表性的宏程序，在此基礎上進行模仿，從而能夠以此類推，達到獨立編制宏程序的目的。本教程將分步由淺入深的將宏程序講解給大家，作者水平有限，也希望各位同仁提供更好的思路。 下面大家先看一個簡單的車床的程序，圖紙如下： 要求用外圓刀切削一個短軸，這里只列舉程序的前幾步： T0101 M3S800 G0X82Z5 G0X76 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 G0X72 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 G0X68 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 G0X68 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 ........ G0X40 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 G0X150Z150 M5 M30 從上面程序可以看出，每次切削所用程序都只是切削直徑X有變化，其他程序代碼未變。因此可以將一個變量賦給X，而在每次切削完之后，將其改變?yōu)橄麓吻邢魉弥睆郊纯伞? T0101 M3S800 G0X82Z5 #1=76 賦初始值，即第一次切削直徑 N10 G0X[#1] 將變量賦給X，則X方向進刀的直徑則為#1變量中實際存儲值。N10是程序 G1Z-40F0.2 段的編號，用來標識本段，為后面循環(huán)跳轉(zhuǎn)所用。 X82 G0Z5 #1=#1-4 每行切深為2mm，直徑方向遞減4mm IF [#1GE40] GOGO 10 如果#1 >= 40，即此表達式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到N10繼續(xù)執(zhí)行。 G0X150Z150 當不滿足#1 >= 40，即#1<40，則跳過循環(huán)判斷語句，由此句繼續(xù)向后執(zhí)行。 M5 M30 由淺入深宏程序2-宏程序之銷軸粗精加工 本篇文章利用宏程序簡單模仿數(shù)控系統(tǒng)的外圓車削循環(huán)功能。在此用前一篇的圖紙與程序 原程序： T0101 M3S800 G0X82Z5 粗加工開始 #2=0.05 Z向的加工余量 #3=0.5 外圓方向的加工余量 #4=0.3 每層切削后的回退量 #1=76+2*#3 考慮了精加工余量的第一次切削直徑 N10 G0X[#1] 將變量賦給X，則X方向進刀的直徑則為#1變量中實際存儲值。N10是程序 G1Z[-40+#2]F0.2 段的編號，用來標識本段，為后面循環(huán)跳轉(zhuǎn)所用。 X[#1+#4] 每次切削只回退#4的值 G0Z5 #1=#1-4 單邊切深為2mm，直徑方向每次遞減4mm IF [#1GE40] GOGO 10 如果#1 >= 40，即此表達式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到N10繼續(xù)執(zhí)行。 M03S1200 當不滿足#1 >= 40，即#1<40，則跳過循環(huán)判斷語句，由此句繼續(xù)向后執(zhí)行。 G0X40 由此開始精加工 G1Z-40F0.1 X82 G0X150Z150 M5 M30 由淺入深宏程序3-宏程序車半球面 在不使用循環(huán)切削加工圓弧時，可以有幾種不同的方式來安排走刀軌跡，本篇文章采用將圓弧段沿X方向偏移，由外籍內(nèi)的加工方式進行。如圖所示R20圓弧，假設刀具每次單邊切深2mm，直徑每刀吃4mm，則由端面切入的位置可以計算出需要切削： 40/4=10 刀 每條圓弧起點和終點的Z坐標不變，但X坐標都同時向+X方向偏移一個相同的值，因此可設偏移量為#1，初始值為#1=36 圓弧起點 X坐標為 #2=0+#1 圓弧終點 X坐標為 #3=40+#1 宏程序編制如下： T0101 M3S800 G0X42Z5 #1=36 賦初始值，即第一個圓弧直徑偏移量 N10 #2=0+#1 計算圓弧起點的X坐標 #3=40+#1 計算圓弧終點的X坐標 G0X[#2] 快速到達切削直徑 G1Z0F0.1 直線切至圓弧起點 G3X[#3]Z-20R20F0.1 切削圓弧 G1X42 直線插補切削至外圓 G0Z5 退至端面外側(cè) #1=#1-4 直徑方向遞減4mm IF [#1 GE 0] GOGO 10 如果#1 >= 0，即此表達式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到N10繼續(xù)執(zhí)行。 G0X150Z150 當不滿足#1 >=0，即#1<0，則最后一條圓弧已經(jīng)切完，跳出循環(huán)。 M5 M30 由淺入深宏程序4-圓的標準方程編制宏程序車半球面 我們知道無論什么樣的曲線，數(shù)控系統(tǒng)都是CAD/CAM軟件在處理時都會將其按照內(nèi)部的算法劃分成小段的直線進行加工，接下來我們利用圓的方程來將直線劃分成小段直線在利用宏程序?qū)ζ浼庸?。下圖為圓的標準方程 X*X+Y*Y=R*R， 若將X和Y用參數(shù)變量代替可改寫為 #1*#1+#2*#2=R*R 圓弧可沿#1方向劃分成無數(shù)小段直線，然后求出其相應端點坐標，再求出相對的數(shù)控車床中的坐標，再按直線進行編程加工。如下圖所示： 則此段圓弧精加工軌跡為： G0X0 G1Z0F0.1 #1=0 N10 #2=SQRT[20*20-#1*#1] SQRT表示開平方 #3=#1-20 圓的原點在工件坐標左側(cè)20，所以圓弧上所有點坐標Z要減20 #4=2*#2 圓的方程計算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應。 G1X[#4]Z[#3]F0.1 沿小段直線插補加工 #1=#1-0.5 遞減一小段距離，此值越小，圓弧越光滑。 IF [#1GE0] GOTO 10 條件判斷是否到達終點。 G1X42 直線切出外圓 如果要再加上分層的粗加工，設偏移量為#5，則程序改為 T0101 M3S800 G0X42Z5 #5=36 N5 G0X[#5] G1Z0F0.1 #1=20 N10 #2=SQRT[20*20-#1*#1] SQRT表示開平方 #3=#1-20 圓的原點在工件坐標左側(cè)20，所以圓弧上所有點坐標Z要減20 #4=2*#2+#5 圓的方程計算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應。 G1X[#4]Z[#3]F0.1 沿小段直線插補加工 #1=#1-0.5 遞減一小段距離，此值越小，圓弧越光滑。 IF [#1 GE 0] GOTO 10 條件判斷是否到達終點。 G1X42 直線插補切出外圓 G0Z5 #5=#5-4 IF [#5 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 以上程序分內(nèi)外二層循環(huán)，外層循環(huán)為分層加工，內(nèi)層循環(huán)為小段直線插補一條圓弧。 由淺入深宏程序5-圓的參數(shù)方程編制宏程序車半球面 圓的標準方程為：X=R*COSθ Y=R*SINθ 可改寫為： #1=20*cos[#3] #3為參數(shù)方程對應圖紙中角度 #2=20*sin[#3] 使用參數(shù)方程比圓的標準方程具有一個優(yōu)點，從下圖中可以看出，使用標準方程式，在工件最右端，劃分直線坡度較大，從右至左劃分線段不均勻，而使用圓的參數(shù)方程所劃分的直線段是按照圓周方向劃分的，因此分布均勻，從而使用零件表面加工質(zhì)量好。 相應程序修改如下： T0101 M3S800 G0X42Z5 #6=36 N5 G0X[#6] G1Z0F0.1 #3=0 N10 #1=20*COS[#3] #2=20*SIN[#3] #4=2*#2+#6 圓的方程計算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應。 #5=#1-20 G1X[#4]Z[#5]F0.1 沿小段直線插補加工 #1=#1+3 遞減3度，此值越小，圓弧越光滑。 IF [#1 LE 90] GOTO 10 條件判斷是否到達終點。 G1X42 直線插補切到工件外圓之外 G0Z5 #6=#6-4 IF [#6 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 由淺入深宏程序6-利用橢圓標準方程編制數(shù)控車宏程序 如果看了前幾篇，那么接下來這兩篇加工橢圓的宏程序應該很容易理解。 橢圓標準方程X*X/a*a+Y*Y/b*b=1，其中a為長半軸，b為短半軸，若將X和Y用參數(shù)變量代替可改寫為#1*#1/a*a+#2*#2/b*b=1 橢圓可沿長半軸#1方向劃分成無數(shù)小段直線，然后求出其相應端點坐標，再求出相對的數(shù)控車床中的坐標，再按直線進行編程加工。如下圖所示： 假設橢圓a=30，b=20，只加工半個橢圓，則此段橢圓精加工軌跡為： G0X0 G1Z0F0.1 #1=30 N10 #2=20*SQRT[1-30*30/#1*#1] SQRT表示開平方 #3=#1-30 橢圓的原點在工件坐標左側(cè)30，所以橢圓上所有點坐標Z要減20 #4=2*#2 方程計算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能按直徑編程。 G1X[#4]Z[#3]F0.1 沿小段直線插補加工 #1=#1-1 遞減一小段距離，此值越小，橢圓越光滑。 IF [#1GE0] GOTO 10 條件判斷是否到達終點。 G1X42 直線切出外圓 如果要再加上分層的粗加工，設偏移量為#5，則程序改為 T0101 M3S800 G0X42Z5 #5=36 N5 G0X[#5] G1Z0F0.1 #1=30 N10 #2=20*SQRT[1-30*30/#1*#1] SQRT表示開平方 #3=#1-30 橢圓的原點在工件坐標左側(cè)30，所以橢圓上所有點坐標Z要減20 #4=2*#2 方程計算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能按直徑編程。 G1X[#4]Z[#3]F0.1 沿小段直線插補加工 #1=#1-1 遞減一小段距離，此值越小，橢圓越光滑。 IF [#1GE0] GOTO 10 條件判斷是否到達終點。 G1X42 直線插補切出外圓 G0Z5 #5=#5-4 IF [#5 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 以上程序分內(nèi)外二層循環(huán)，外層循環(huán)為分層加工，內(nèi)層循環(huán)為小段直線插補一條四分之一橢圓弧。 由淺入深宏程序7-橢圓的參數(shù)方程編制宏程序車橢球面 橢圓的參數(shù)方程為：X=a*COSθ Y=b*SINθ 可改寫為： #1=30*cos[#3] #3為參數(shù)方程對應的中角度 #2=20*sin[#3] 相應程序修改如下： T0101 M3S800 G0X42Z5 #6=36 N5 G0X[#6] G1Z0F0.1 #3=0 N10 #1=30*COS[#3] #2=20*SIN[#3] #4=2*#2+#6 計算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應。 #5=#1-30 G1X[#4]Z[#5]F0.1 沿小段直線插補加工 #1=#1+3 遞減3度，此值越小，工件表面越光滑。 IF [#1 LE 90] GOTO 10 條件判斷是否到達終點。 G1X42 直線插補切到工件外圓之外 G0Z5 #6=#6-4 IF [#6 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 由淺入深宏程序8-車床任意位置橢圓宏程序的編制 不在軸線上的橢圓宏程序編制也沒有什么特殊的，只是改下偏置的數(shù)值罷了。 橢圓的參數(shù)方程為：X=a*COSθ Y=b*SINθ 可改寫為： #1=30*cos[#3] #3為參數(shù)方程對應的中角度 #2=20*sin[#3] 圖中橢圓長半軸30mm，短半軸20mm，橢圓中心位置如圖所示，不在軸線上，因此在計算編程所用的坐標值時，X方向要再加上40，Z方向要減去30+10=30 相應程序如下： T0101 M3S800 G0X82Z5 #6=36 N5 G0X[#6+40] G1Z-10F0.1 #3=0 N10 #1=30*COS[#3] #2=20*SIN[#3] #4=2*#2+#6+40 計算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應。 #5=#1-30-10 G1X[#4]Z[#5]F0.1 沿小段直線插補加工 #1=#1+3 遞減3度，此值越小，工件表面越光滑。 IF [#1 LE 90] GOTO 10 條件判斷是否到達終點。 G1X82 直線插補切到工件外圓之外 G0Z5 #6=#6-4 IF [#6 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 由淺入深宏程序9-車床旋轉(zhuǎn)橢圓宏程序的編制 要對斜橢圓進行編程，首先要知道單個坐標點旋轉(zhuǎn)所用的公式。如下圖所示，單個點逆時針旋轉(zhuǎn)一定角度，公式推導如下： s = r cos(a + b) = r cos(a)cos(b) – r sin(a)sin(b) (1.1) t = r sin(a + b) = r sin(a)cos(b) + r cos(a) sin(b) (1.2) 其中 x = r cos(a) , y = r sin(a) 代入(1.1), (1.2) , s = x cos(b) – y sin(b) (1.3) t = x sin(b) + y cos(b) (1.4) 根據(jù)下圖，原來的點（#1，#2），旋轉(zhuǎn)后的點（#4，#5），則公式： #4=#1*COS[30]- #2*SIN[30] #5=#1*SIN[30]+ #2*COS[30] 下圖中橢圓旋轉(zhuǎn)了30度，即#1=30旋轉(zhuǎn)前后的點坐標的坐標原點都是橢圓中心。 程序如下： T0101 M3S800 G0X82Z5 #6=16 工件毛坯假設為90mm，#6為每層切削時橢圓弧向+X的偏移量。 N5 G0X[#6+30+40] 斜橢圓與端面的交點直徑為70 G1Z0F0.1 #3=0 N10 #1=30*COS[#3] 對應角度#3的橢圓上的一個點的坐標，此為未旋轉(zhuǎn)的橢圓的點 #2=20*SIN[#3] #4=#1*COS[30]- #2*SIN[30] 旋轉(zhuǎn)30度之后對應的坐標值 #5=#1*SIN[30]+ #2*COS[30] #7=2*#4+#6+40 坐標平移后的坐標。 #8=#1-26 G1X[#7]Z[#8]F0.1 沿小段直線插補加工 #1=#1+3 遞減3度，此值越小，工件表面越光滑。 IF [#1 LE 90] GOTO 10 條件判斷是否到達終點。 G1X92 直線插補切到工件外圓之外 G0Z5 #6=#6-4 IF [#6 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5