數(shù)控車床子程序應(yīng)用探討

1、國(guó)家職業(yè)資格全國(guó)統(tǒng)一鑒定數(shù)控車床論文（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)）論文題目數(shù)控車床子程序應(yīng)用探討姓名：向巨明身份證號(hào)：考證號(hào)：所在省市：四川省自 貢市所在單位：自貢 職 業(yè)技 術(shù) 學(xué)校數(shù)控車床子程序應(yīng)用探討向巨明（自貢職業(yè)技術(shù)學(xué)校自貢市643000）摘要：本文介紹了在數(shù)控車床上，如何運(yùn)用子程序及子程序調(diào)用指令進(jìn)行手工編程，使其可以比較方便、快捷的解決復(fù)雜零件的編程問題，不失為一種值得研究和推廣的編程技巧，有利于解決教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、工人生產(chǎn)中所遇到的一些實(shí)際編程問題。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 , 手工編程 , 子程序，子程序調(diào)用隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展， 數(shù)控加工在機(jī)械制造加

2、工中的應(yīng)用越來越廣泛， 數(shù)控機(jī)床的種類也越來越多，功能也越來越多、越來越強(qiáng)；然而，這對(duì)于從事數(shù)控加工的教學(xué)、學(xué)習(xí)、工作的人員卻是一個(gè)不小的困難， 特別是教師和學(xué)生， 要面面俱到的學(xué)習(xí)和掌握各種數(shù)控系統(tǒng)是非常困難的、 也是不切實(shí)際的； 但是，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較多的是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床， 尤以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床應(yīng)用最多， 即便如此， 要掌握各種數(shù)控系統(tǒng)的編程指令也不是一件容易的事。 為此，筆者就多年從事數(shù)控設(shè)備與編程教學(xué)及學(xué)生實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)工作的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)在數(shù)控車床上如何運(yùn)用子程序進(jìn)行手工編程做了一些研究，此方法雖不及應(yīng)用復(fù)合循環(huán)指令編程那樣簡(jiǎn)單方便， 但一方面可以在不需要掌握復(fù)雜的復(fù)合循環(huán)指令的

3、情況下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的編程， 另一方面比單純用簡(jiǎn)單指令編程要快捷方便得多；本文以 GSK980TD系統(tǒng)為例介紹子程序在數(shù)控車床的應(yīng)用， 以求拋磚引玉。1 子程序及子程序調(diào)用指令雖然數(shù)控機(jī)床、 數(shù)控系統(tǒng)的種類、 型號(hào)繁多， 數(shù)控編程 G指令代碼及格式也不盡相同，但是，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較多的是： FANUC數(shù)控系統(tǒng)（法拉克）、SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)（西門子）、GSK數(shù)控系統(tǒng)（廣州數(shù)控）、HNC數(shù)控系統(tǒng)（華中數(shù)控），這四大類數(shù)控系統(tǒng)的子程序格式及子程序調(diào)用指令的代碼和格式是基本一致的，其用法也大同小異，。1.1 子程序的概念為簡(jiǎn)化編程 , 當(dāng)相同或相似的加工軌跡、控制過程需要多次使用時(shí)，可以把該部分

4、的程序指令編輯為獨(dú)立的程序進(jìn)行調(diào)用。調(diào)用該程序的程序稱為主程序 ( 以 M30 或 M02 結(jié)束 ) ，被調(diào)用的程序稱為子程序以 M99結(jié)束。子程序和主程序一樣占用系統(tǒng)的程序容量和存儲(chǔ)空間， 子程序必須有自己獨(dú)立的程序名， 子程序可以被其它任意主程序調(diào)用，也可以獨(dú)立運(yùn)行；子程序結(jié)束后就返回到主程序中繼續(xù)執(zhí)行12。1.2 子程序調(diào)用目前，子程序調(diào)用指令代碼及格式基本統(tǒng)一為： M98 P ， 其內(nèi)四位數(shù)字表示子程序調(diào)用次數(shù)（前導(dǎo)無效零可以省略，調(diào)用一次可以省略） ，內(nèi)四位數(shù)字表示被調(diào)用的子程序的程序號(hào)，子程序號(hào)必須為四為數(shù)12。2 數(shù)控車床應(yīng)用子程序編程舉例如圖 1 所示的零件， 毛坯材料為 45

5、 鋼，直徑為 65mm 的園型材 3 。該零件是應(yīng)用封閉循環(huán)指令（ G73）編程的典型例子，但用子程序編程也很方便，在此應(yīng)用子程序來編程，讀者可以與應(yīng)用G73 編程進(jìn)行比較。圖 1 加工零件舉例其數(shù)控加工程序如下：O0001;主程序號(hào)。N0010 T0202;調(diào)用 2 號(hào)粗車刀，執(zhí)行2 號(hào)刀補(bǔ)N0020 G00 X100 Z150 ;快速定位到換刀點(diǎn)N0030 M03 S700;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 700r/minN0040 G00 X66 Z128.17;快速定位N0050 G01 X0 F80;車右端面N0060 G00 X66.5 Z130;快速定位到初車對(duì)刀點(diǎn)N0070 M98 P2200

6、02;調(diào)用 0002 號(hào)子程序22 次，并留 0.5mm的精車余量N0080 G00 X100 Z200;快速退回?fù)Q刀點(diǎn)N0090 T0101 S1200;換 1 號(hào)精車刀，執(zhí)行1 號(hào)刀補(bǔ)，主軸轉(zhuǎn)速 1200r/minN0100 G00 X3 Z130;快速定位到精車起刀點(diǎn)N0110 M98 P0003;調(diào) 0002 號(hào)子程序 1 次進(jìn)行精車N0120 G00 X100 Z200;快速退刀到換刀點(diǎn)N0130T0303 S500;換 3 號(hào)切斷刀，執(zhí)行3 號(hào)刀補(bǔ)，主軸轉(zhuǎn)速500r/minN0140 G00 X66 Z-3;快速定位到切斷對(duì)刀點(diǎn)（設(shè)切斷刀刀寬3mm）N0150 M98 P65000

7、4;調(diào) 0003 號(hào)子程序 66 次進(jìn)行切斷N0160 G00X100;X方向回?fù)Q刀點(diǎn)N0170 Z200;Z方向回?fù)Q刀點(diǎn)N0180 T0200;換回 1 號(hào)粗車刀，取消刀補(bǔ)N0190 M30;主程序結(jié)束%O0002;子程序號(hào)N0010 G00 U-3;X方向快進(jìn) 3mmN0020 G01 Z128.17;Z方向進(jìn)刀到右端面N0030 G03 U40 Z70 R36;逆園插補(bǔ)，車R36園弧N0040 G02 U0 Z40 R30;順園插補(bǔ)，車R30園弧N0050 G01 Z20;直線插補(bǔ)，車 40 外園N0060 U24;車臺(tái)階面N0070 Z-25;車64 外園N0080 U1;讓刀 1mm

8、N0090 G00 Z130;Z方向快速返回前一次切削起點(diǎn)N0100 U-65;X方向返回前一次切削起點(diǎn)N0110 M99;子程序結(jié)束%O0003;子程序號(hào)N0010 G01 U-2 F20;X方向進(jìn)刀 2mmN0020 G00 U1;X方向退刀 1mmN0030 M99子程序結(jié)束%又如： M98 P1234L4主程序調(diào)用同一子程序執(zhí)行加工，最多可執(zhí)行 999 次，且子程序亦可再調(diào)用另一子程序執(zhí)行加工，最多可調(diào)用 4 層子程序 ( 不同的系統(tǒng)其執(zhí)行的次數(shù)及層次可能不同 ) 。例：以 HNC-21T系統(tǒng)子程序指令，加工圖2-11 工件上的四個(gè)槽。分別編制主程序和子程序如下：主程序%123；M3

9、S600 G95 T0101；G00 X82.0 Z0 ；M98 P1234 L4 ；( 調(diào)用于程序1234 執(zhí)行四次，切削四個(gè)凹槽)X150.0 Z200.0 ；M30；子程序%1234；W-20.0；G01 X74.0 F0.08 ；G00 X82.0 ；M99；M99指令也可用于主程序最后程序段，此時(shí)程序執(zhí)行指針會(huì)跳回主程序的第一程序段繼續(xù)執(zhí)行此程序，所以此程序?qū)⒁恢敝貜?fù)執(zhí)行，除非按下RESET鍵才能中斷執(zhí)行。3 子程序在數(shù)控車床上的應(yīng)用場(chǎng)合從前面所舉例子（僅例舉了兩種）可以看出，子程序在數(shù)控車床上的應(yīng)用場(chǎng)合是非常廣泛的，并不僅僅局限于局部輪廓的加工編程，它完全可以取代那些復(fù)雜的循環(huán)指令

10、來進(jìn)行復(fù)雜零件的編程。歸納起來，子程序在數(shù)控車床上的應(yīng)用主要可以用于以下幾個(gè)方面：1）代替徑向、端面單一固定循環(huán)指令進(jìn)行簡(jiǎn)單零件的粗、精加工。2）代替徑向、端面復(fù)合循環(huán)指令進(jìn)行尺寸單調(diào)變化零件的粗、精加工。3）代替封閉循環(huán)指令進(jìn)行尺寸非單調(diào)變化及鑄、鍛件毛坯的粗、精加工（如前例）。4）代替切槽循環(huán)指令進(jìn)行切槽、切斷（如前例）。5）進(jìn)行局部輪廓的粗、精加工(常用 )。4 子程序編程要點(diǎn)（ 1）粗車起刀點(diǎn)：起刀點(diǎn)的 X 坐標(biāo)一般比毛坯右端外輪廓直徑大 12mm（外輪廓加工），或者比毛坯右端內(nèi)孔直徑小 12mm（內(nèi)輪廓加工），同時(shí)，需要考慮方向的精加工余量（精車余量也可通過修改粗車刀的刀補(bǔ)值來設(shè)定）

11、；Z 坐標(biāo)定在毛坯右端面以右12mm 處，可不留精加工余量。其目的是防止起刀時(shí)撞刀。（ 2）精車起刀點(diǎn)： Z 坐標(biāo)可與粗車時(shí)相同； X 坐標(biāo) =精車起點(diǎn)的 X 坐標(biāo)±子程序的徑向進(jìn)刀量， “+”號(hào)用于外輪廓，“”號(hào)用于內(nèi)輪廓。（ 3）子程序調(diào)用次數(shù)：調(diào)用次數(shù) =（粗車起刀點(diǎn)的 X 坐標(biāo)±精加工起點(diǎn)的 X 坐標(biāo)±精加工余量）÷徑向進(jìn)刀量； “”號(hào)用于外輪廓， “”號(hào)用于內(nèi)輪廓；調(diào)用次數(shù)必須為整數(shù)。（ 4）循環(huán)點(diǎn)的返回：當(dāng)在同一處需多次調(diào)用同一個(gè)子程序時(shí)，一次切削完畢后需要返回到前一次的切削起點(diǎn)，即讓子程序自身成為一個(gè)封閉循環(huán)體。其確定方法為： X 方向返回

12、距離為一次切削時(shí) X 方向的坐標(biāo)增量，Z 方向返回距離為一次切削時(shí) Z 方向的坐標(biāo)增量。注意在返回時(shí)刀具不能與工件發(fā)生碰撞， 為此，一般應(yīng)先沿 X 方向退刀到零件徑向最大尺寸以外，再沿 Z 方向返回，最后進(jìn)行 X 方向的徑向補(bǔ)償。5 子程序編程的優(yōu)缺點(diǎn)5.1 子程序編程的優(yōu)點(diǎn)（ 1）只需要掌握基本 G 功能指令（ G00 G01 G02 G03）,不需要掌握復(fù)雜的循環(huán)指令（ G90、 G94 、G71、 G72、 G73、G74、 G75 等），應(yīng)用子程序及子程序調(diào)用指令 M98 即可編制復(fù)雜零件的加工程序。 一方面避免掌握復(fù)雜的循環(huán)指令，另一方面又避免使用簡(jiǎn)單指令編程的繁瑣。（ 2）不受零件

13、輪廓形狀限制。即可用于尺寸單調(diào)變化的零件，又可用于尺寸非單調(diào)變化的零件。（ 3）應(yīng)用場(chǎng)合多樣。即可用于零件整體輪廓的編程，又可用于零件局部輪廓的編程。（ 4）主程序簡(jiǎn)單明了。在主程序中只有換刀、刀具定位及一些輔助功能指令，而主要的切削加工程序內(nèi)容都放在子程序中，這樣使主程序顯得非常簡(jiǎn)單；而子程序只需按零件形狀、尺寸編寫即可。（5）在使用宏程序編程時(shí)很方便用子程序的調(diào)用。5.2 子程序編程的缺點(diǎn)（ 1）當(dāng)切削起點(diǎn)與終點(diǎn)直徑相差較大時(shí)，切削空行程較多，切削效率不如復(fù)合循環(huán)指令。（ 2）起刀點(diǎn)、進(jìn)刀量、調(diào)用次數(shù)等數(shù)據(jù)間的關(guān)系要準(zhǔn)確把握。（ 3）與用復(fù)合循環(huán)指令編程相比，總的程序段數(shù)相對(duì)較多、編程稍顯復(fù)雜。（ 4）多數(shù)時(shí)候都需要采用增量坐標(biāo)編程，特別是徑向坐標(biāo)。6 結(jié)束語前面討論了子程序在數(shù)控車床手工編程中的應(yīng)用， 如果掌握了其方法和要領(lǐng)，運(yùn)用起來是非常方便適用的。特別是大中專學(xué)生及其他人員在就業(yè)應(yīng)聘時(shí)，在不十分了解應(yīng)聘單位的設(shè)備、系統(tǒng)的情況下，運(yùn)用子程序及子程序調(diào)用就可以很方便的進(jìn)