數(shù)控宏程序教程(車床篇)1(經(jīng)典)

1、.由淺入深宏程序1-宏程序入門基礎(chǔ)之銷軸加工對于沒有接觸過宏程序人， 覺得它很神秘， 其實(shí)很簡單， 只要掌握了各類系統(tǒng)宏程序的基本格式，應(yīng)用指令代碼，以及宏程序編程的基本思路即可。對于初學(xué)者， 尤其是要精讀幾個有代表性的宏程序，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模仿，從而能夠以此類推， 達(dá)到獨(dú)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：O0001T0101；M3S800 ；G0X82Z5 ；G0X76 ；G1Z-40F0.2 ；X82 ；G0Z5；G0X72

2、；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0101；M3S800 ；G0X82Z5 ；#1=76 ；賦初始值，即第一次切削直徑N10 G0 X#1； 將變量賦給X ，則 X 方向進(jìn)刀的直徑則為#1 變量中實(shí)際存儲值

3、。N10 是程序G1Z-40F0.2 ；段的編號，用來標(biāo)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4mmIF #1GE40 GOTO 10如果 #1 >= 40 ，即此表達(dá)式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到N10 繼續(xù)執(zhí)行。G0X150Z150 ；當(dāng)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#

4、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 G0 X#1 ；將變量賦給 X ，則 X 方向進(jìn)刀的直徑則為#1 變量中實(shí)際存儲值。N10 是程序G1Z-40+#2F0.2 ；段的編號，用來標(biāo)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4mmIF #1GE40 GOGO 10； 如果 #1 >= 40 ，即此表達(dá)式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到N10 繼續(xù)執(zhí)行。M03S1200當(dāng)不滿足 #1

5、>= 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-40F0.1X82G0X150Z150M5M30.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(jìn)行。如圖所示 R20 圓弧，假設(shè)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(jì)算出需要切削：40/4=10 刀每條圓弧起點(diǎn)和終點(diǎn)的Z 坐標(biāo)不變，但 X 坐標(biāo)都同時向 +X 方向偏移一個相同的值，因此可設(shè)偏移量為#1，初始值為 #1=36圓弧起點(diǎn)X 坐標(biāo)為#

6、2=0+#1圓弧終點(diǎn)X 坐標(biāo)為#3=40+#1宏程序編制如下：T0101M3S800G0X42Z5#1=36賦初始值，即第一個圓弧直徑偏移量.N10 #2=0+#1計(jì)算圓弧起點(diǎn)的X 坐標(biāo)#3=40+#1計(jì)算圓弧終點(diǎn)的X 坐標(biāo)G0X#2快速到達(dá)切削直徑G1Z0F0.1直線切至圓弧起點(diǎn)G3X#3Z-20R20F0.1切削圓弧G1U2.直線插補(bǔ)切削至外圓G0Z5退至端面外側(cè)#1=#1-4直徑方向遞減 4mmIF #1 GE 0 GOTO 10如果 #1 >= 0，即此表達(dá)式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到 N10 繼續(xù)執(zhí)行。G0X150Z150當(dāng)不滿足 #1 >=0，即#1<0，則最后一條圓

7、弧已經(jīng)切完，跳出循環(huán)。M5；M30；.由淺入深宏程序4-圓的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)端點(diǎn)坐標(biāo)，再求出相對的數(shù)控車床中的坐標(biāo)，再按直線進(jìn)行編程加工。如下圖所示：則此段圓弧精加工軌跡為：G0X0G1Z0F0.1#1=0N10 #2=SQRT20*2

8、0-#1*#1SQRT 表示開平方#3=#1-20圓的原點(diǎn)在工件坐標(biāo)左側(cè)20，所以圓弧上所有點(diǎn)坐標(biāo)Z要減 20#4=2*#2圓的方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。G1X#4Z#3F0.1沿小段直線插補(bǔ)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(dá)終點(diǎn)。G1X42直線切出外圓.如果要再加上分層的粗加工，設(shè)偏移量為#5，則程序改為T0101M3S800G0X42Z5#5=36N5 G0X#5G1Z0F0.1#1=20N10 #2=SQRT20*20-#1*#1SQRT 表示開平方#3=#1-20圓的原點(diǎn)在工件坐標(biāo)

9、左側(cè)20，所以圓弧上所有點(diǎn)坐標(biāo)Z要減 20#4=2*#2+#5圓的方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。G1X#4Z#3F0.1沿小段直線插補(bǔ)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(dá)終點(diǎn) 。G1X42直線插補(bǔ)切出外圓G0Z5#5=#5-4IF #5 GE 0 GOTO 5G0X150Z150M5M30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(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)方程為：X=R*COS Y=R*SIN 可改寫為：#1=20*cos#3

10、 #3為參數(shù)方程對應(yīng)圖紙中角度#2=20*sin#3使用參數(shù)方程比圓的標(biāo)準(zhǔn)方程具有一個優(yōu)點(diǎn)， 從下圖中可以看出， 使用標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)程序修改如下：T0101M3S800G0X42Z5#6=36N5 G0X#6G1Z0F0.1#3=0.N10 #1=20*COS#3#2=20*SIN#3#4=2*#2+#6圓的方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。#5=#1-20G1X#4Z#5F0.1沿小段直線插補(bǔ)加工#1=#1+3

11、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(dá)終點(diǎn)。G1X42直線插補(bǔ)切到工件外圓之外G0Z5#6=#6-4IF #6 GE 0 GOTO 5G0X150Z150M5M30.由淺入深宏程序6-利用橢圓標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)該很容易理解。橢圓標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)端點(diǎn)坐標(biāo)，再求出相對的數(shù)控車床中的坐標(biāo)，再按

12、直線進(jìn)行編程加工。如下圖所示：假設(shè)橢圓a=30， b=20，只加工半個橢圓，則此段橢圓精加工軌跡為：G0X0G1Z0F0.1#1=30N10 #2=20*SQRT1-30*30/#1*#1SQRT 表示開平方#3=#1-30橢圓的原點(diǎn)在工件坐標(biāo)左側(cè)30，所以橢圓上所有點(diǎn)坐標(biāo)Z要減20#4=2*#2方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能按直徑編程。G1X#4Z#3F0.1沿小段直線插補(bǔ)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(dá)終點(diǎn)。G1X42直線切出外圓如果要再加上分層的粗加工，設(shè)偏移量為#5，則程序改為T0101M3S800G0

13、X42Z5#5=36N5 G0X#5G1Z0F0.1#1=30N10 #2=20*SQRT1-30*30/#1*#1 +#5SQRT 表示開平方.#3=#1-30橢圓的原點(diǎn)在工件坐標(biāo)左側(cè)30，所以橢圓上所有點(diǎn)坐標(biāo)Z要減20#4=2*#2方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能按直徑編程。G1X#4Z#3F0.1沿小段直線插補(bǔ)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(dá)終點(diǎn)。G1U5直線插補(bǔ)切出外圓G0Z5#5=#5-4IF #5 GE 0 GOTO 5G0X150Z150M5M30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

14、循環(huán)為小段直線插補(bǔ)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*COS Y=b*SIN 可改寫為：#1=30*cos#3 #3為參數(shù)方程對應(yīng)的中角度#2=20*sin#3相應(yīng)程序修改如下：T0101M3S800G0X42Z5#6=36N5 G0X#6G1Z0F0.1#3=0N10 #1=30*COS#3#2=20*SIN#3#4=2*#2+#6計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。#5=#1-30G1X#4Z#5F0.1沿小段直線插補(bǔ)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

15、條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。G1X42直線插補(bǔ)切到工件外圓之外G0Z5#6=#6-4IF #6 GE 0 GOTO 5G0X150Z150M5M30.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*COS Y=b*SIN 可改寫為：#1=30*cos#3 #3為參數(shù)方程對應(yīng)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(jì)算編程所用的坐標(biāo)值時， X 方向要再加上 40， Z 方向要減去 30+10=40相應(yīng)程序如下：T0101M3S800G0X

16、82Z5#6=36N5 G0X#6+40G1Z-10F0.1#3=0N10 #1=30*COS#3#2=20*SIN#3#4=2*#2+#6+40計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。#5=#1-30-10G1X#4Z#5F0.1沿小段直線插補(bǔ)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(dá)終點(diǎn)。G1X82直線插補(bǔ)切到工件外圓之外.G0Z5#6=#6-4IF #6 GE 0 GOTO 5G0X150Z150M5M30.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(jìn)行編程， 首先要知道單個坐標(biāo)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)所用的公式。

17、 如下圖所示， 單個點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)一定角度，公式推導(dǎo)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(diǎn)（ #1，#2），旋轉(zhuǎn)后的點(diǎn)（ #4，#5），則公式：#4=#1*COS30- #2*SIN30#5=#1*SIN30+ #2*COS30下圖中橢圓旋轉(zhuǎn)了30 度，即#1=30 旋轉(zhuǎn)前后的點(diǎn)坐標(biāo)的坐標(biāo)原點(diǎn)都是橢圓中心。.程序如下：T0101M3S800G0X82Z5#6=16工件毛坯假設(shè)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(diǎn)直徑為70G1Z0F0.1#3=0N10 #1=3