數(shù)控加工與編程-(4)課件

1、第5章 宏編程技術及其應用5.1 宏編程技術規(guī)則5.2 車削宏編程技術及其應用5.3 銑削宏編程技術及其應用5.4 系統(tǒng)編程指令功能擴展的宏實現(xiàn)思考與練習題5.1 宏編程技術規(guī)則5.1.1 宏編程的概念 宏指令編程是指像計算機高級語言一樣，可以使用變量進行算術運算、邏輯運算和函數(shù)混合運算的程序編寫形式。在宏程序形式中，一般都提供順序、選擇分支、循環(huán)三大程序結構和子程序調(diào)用的方法。程序指令的坐標數(shù)據(jù)根據(jù)運算結果動態(tài)獲得，可用于編制各種復雜的零件加工程序，特別是在非圓方程曲線的處理上顯示出其強大的擴展編程功能。熟練應用宏程序指令進行編程，可大大精簡程序量。對于開放式PC-NC系統(tǒng)來說，還可利用宏指

2、令語言作二次開發(fā)，以擴展編程指令系統(tǒng)，增強機床的加工適應能力。 5.1.2 宏編程的技術規(guī)則各種數(shù)控系統(tǒng)的宏程序格式和用法均有所不同。1HNC22數(shù)控系統(tǒng)的變量、函數(shù)及其運算規(guī)則HNC數(shù)控系統(tǒng)中的宏變量都是以帶#的數(shù)字作為變量名的，如#0，#10，#500等。變量不需要進行數(shù)據(jù)類型的預定義，根據(jù)賦值和運算結果決定變量數(shù)據(jù)的類型。變量使用范圍受到系統(tǒng)分配區(qū)段的限制，這主要取決于該變量性質(zhì)是局部變量還是全局變量。 局部變量：賦值定義的變量的有效范圍僅局限于本程序內(nèi)使用，同樣的變量名在主、子程序中使用不同的寄存器地址，是互相獨立的變量。HNC系統(tǒng)中，#0#49為當前局部變量，#200#899分別為0

3、7層局部變量。全局變量：同一變量名在主、子程序中使用同一寄存器地址，可任意調(diào)用并因重新賦值而有相互影響的變量。HNC系統(tǒng)中，#50#199為全局變量。HNC系統(tǒng)中，#600#899為刀具補償和刀具壽命使用的變量，#1000以上為系統(tǒng)變量，大多為只讀性質(zhì)的變量。HNC系統(tǒng)定義的常量主要有：PI(p，圓周率)、TRUE(真，1)、FALSE(假，0)。HNC系統(tǒng)提供一些常用的函數(shù)供宏編程時使用，如SIN、COS、TAN、SQRT、ABS等，三角函數(shù)的自變量以弧度為單位。HNC系統(tǒng)變量的賦值與運算接近一般的數(shù)學語言，以“變量名=常量或表達式”的格式將等式右邊的常量或表達式的運算結果賦給等式左邊的變量

4、。算術運算表達式：#3=100；#1=50+#3/2；#2=#1+#3*SQRT#1/50*SINPI/2關系運算表達式：#1 GT 10 (表示#110)；#2 LE 20 (表示#220)邏輯運算表達式：#1 GT 10 AND #1 LE 20 (表示10 #120)作為一套完整的編程語言系統(tǒng)，程序流程的結構化控制是不可缺少的。HNC系統(tǒng)也遵循順序結構的運行流程，提供簡單的選擇分支和循環(huán)語句結構。HNC22系統(tǒng)宏指令運算符及其結構語句見表5-1。 表5-1 HNC22系統(tǒng)宏指令運算符及其結構語句 2FANUC數(shù)控系統(tǒng)的宏編程技術規(guī)則FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)的宏編程規(guī)則基本與HNC系統(tǒng)相同。

5、在變量規(guī)定方面，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)的#0為不能賦值的空變量，#1#33為局部變量，#100#199為全局變量且斷電后不保存，#500#999為斷電也不丟失的全局變量，#1000以上為系統(tǒng)變量。在函數(shù)方面，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)提供了ASIN、ACOS的反正弦和反余弦函數(shù)，三角函數(shù)的角度以度()為單位。變量賦值與運算同樣接近一般的數(shù)學語言，選擇分支與循環(huán)語句格式也和HNC相同。 表5-2 FANUC3MA系統(tǒng)的宏指令功能定義*：trunc()為取整，小數(shù)部分舍去。FANUC3MA數(shù)控系統(tǒng)則使用#100，#101，來規(guī)定變量名，用G65指令按一定的格式來設置變量、賦值及進行各種運算。其統(tǒng)一格式為G65 Hm

6、P#i Q#j R#k其中，m取0199，表示宏指令功能，見表5-2；#i為運算結果的變量名；#j為待運算的變量名1(或常數(shù))；#k為待運算的變量名2(或常數(shù))。如G65 H02 P#100 Q#102 R#103，即表示 #100 = #102 + #103；G65 H26 P#101 Q#102 R#103，即表示 #101 =(#101x #102)/ #103。由于其表達方式比較繁雜，不接近數(shù)學語言，因此掌握起來有一定的難度。FANUC3MA系統(tǒng)的宏指令功能定義見表5-2。5.1.3 宏編程的數(shù)學基礎1曲線的標準方程和參數(shù)方程對于方程曲線類幾何圖素，宏編程時往往需要將其中一個坐標作為變

7、量，再根據(jù)曲線方程求算另一坐標的對應值。雖然都可利用曲線的標準方程來計算，但有時采用參數(shù)方程來求算更為方便。表5-3是常見曲線的標準方程和參數(shù)方程。 表5-3 常見曲線的標準方程和參數(shù)方程2圖素的幾何變換1) 平移變換若m表示X方向的平移向量，n表示Y方向的平移向量，則平移后某點新坐標為2) 旋轉(zhuǎn)變換點(X，Y)繞坐標原點旋轉(zhuǎn)一角后，其新坐標為 點(X，Y)繞某點(X0，Y0)旋轉(zhuǎn)一角后，其新坐標為3) 對稱(鏡像)變換3方程曲線的逼近計算方法1) 等間距直線逼近的節(jié)點計算等間距法就是將某一坐標軸劃分成相等的間距，然后求出曲線上相應的節(jié)點。如圖5-1所示，已知曲線方程為，沿X軸方向取x為等間距

8、長。根據(jù)曲線方程，由xi求得yi，xi+1=xi+x，yi+1=f(xi+x)，如此求得的一系列點就是節(jié)點。由圖5-1知，x取得愈大，產(chǎn)生的擬合誤差愈大。當曲線曲率半徑變化較小時x可取較大值，當曲線曲率半徑變化較大時x應取較小值。 圖5-1 等間距直線逼近2) 等步長直線逼近的節(jié)點計算等步長直線逼近法是使所有逼近線段的長度相等，從而求出節(jié)點坐標。如圖5-2所示，計算步驟如下。 (1) 求最小曲率半徑Rmin。曲線上任意點的曲率半徑為圖5-2 等步長直線逼近取dR/dx=0，即(3) 計算節(jié)點坐標。以曲線的起點為圓心，步長L為半徑的圓交于b點，求解圓和曲線的方程組： 可求得b點坐標。依次以b，c

9、，為圓心，即可求得c，d，各節(jié)點的坐標。由于步長L取決于最小曲率半徑，致使曲率半徑較大處的節(jié)點過密過多，所以等步長法適用于曲率半徑相差不大的曲線。3) 等誤差直線逼近的節(jié)點計算等誤差法就是使所有逼近線段的誤差相等。如圖5-3所示，其計算步驟如下。 圖5-3 等誤差直線段逼近按上述步驟順次求得c，d，e，各節(jié)點坐標。由上可知，等誤差法程序段數(shù)目最少，但計算較復雜，需用計算機輔助完成。在采用直線逼近非圓曲線的擬合方法中，該方法是一種較好的方法。4) 圓弧擬合法圓弧擬合是將曲線用一段段圓滑過渡的圓弧來逼近。因其算法較為繁雜，以下僅簡單介紹采用最簡近似圓逼近的算法思路。 將曲線等分成(N-1)段，共有

10、N個點的坐標。先用三點定圓的方法計算第1、2、3點近似圓的圓心和初始角，初設一個跨越的點數(shù)M，按相切原理計算出第1、M+1點的近似圓圓心和半徑，再分別求算2M各點的誤差。如果其中任一點的誤差超過允差，則令M=M-1，重新進行相切近似圓和各點誤差的計算。如此反復計算，直至各點誤差均不大于允差，則此近似圓確立。然后以這一近似圓的末點為下一次計算的起點，重新以初設M值跨點按前述方法反復計算，直至曲線全部點計算完成。因等間距直線逼近的算法簡單方便，本章宏編程應用例程大多采用此方法處理。 5.2 車削宏編程技術及其應用5.2.1 車削加工的宏編程技術數(shù)控車削加工編程的對象是簡單的二維圖形。車削系統(tǒng)已經(jīng)提

11、供了非常全面的從粗車到精車的各類功能指令，指令格式簡單且實用。對于邊廓以直線、圓弧為主的常規(guī)零件加工，大多采用手工編程的方法。宏編程技術的優(yōu)勢在車削加工中主要表現(xiàn)在非圓曲線邊廓的處理上。 FANUC的宏編程只能在非圓曲線輪廓的精車時獨立使用，且不能為G71G73的粗車提供參考邊廓數(shù)據(jù)；而HNC精車的程序段若用宏編程，其計算的數(shù)據(jù)可提供給G71G73作邊廓參考依據(jù)，這使得HNC的車削宏編程技術更具實用性。使用主、子程序調(diào)用的宏編程技術，在調(diào)用子程序時可通過宏變量傳遞參數(shù)的功能，易于實現(xiàn)子程序的模塊化，整個程序修改起來更簡單，程序通用性得到了增強。 5.2.2 車削的宏編程應用實例例1 使用宏編程

12、編制加工如圖5-4所示拋物線輪廓的精車程序。圖5-4 拋物線精車輪廓加工圖示拋物線方程為此處X為半徑值。若X用直徑值，則拋物線方程應為圖5-4 拋物線精車輪廓加工編程思路：采用循環(huán)程序結構，以Z值為循環(huán)變量，循環(huán)間距0.1(等間距直線逼近法)，按照來計算每一步的X值，Z的取值范圍為40Z0。參考程序編寫如下(直徑編程)：例2 利用HNC22T的宏編程技術實現(xiàn)多曲線段車削零件的粗、精加工。如圖5-5所示輪廓，各區(qū)段分別如下。 斜線段(-VZ-U)； 1/4橢圓段(-V+aZ-V)： =1；圓柱段(-WZ-V+a)。拋物線段擬用等間距直線逼近法，以Z值間距為循環(huán)變量，按標準方程求算；橢圓段擬用參數(shù)

13、方程求算，以接近等步長直線逼近算法，即以等離心角變化增量為循環(huán)變量；直線段就直接算出端點坐標后作直線插補處理。圖5-5 多曲線段輪廓車削由于HNC22T系統(tǒng)在粗車循環(huán)調(diào)用的精車程序段中允許使用宏指令，因此本例參照G71粗、精車加工編程思路，用半徑編程模式。參考程序如下： 圓柱段：X=R2，Z向終點為W。HNC22T宏程序編寫與調(diào)試技巧：(1) 輪廓尺寸數(shù)據(jù)盡可能用變量代替，且將變量初始賦值安排在程序頭部，以便于統(tǒng)一修改。(2) 由于粗車需多次重復引用精車輪廓的算法獲取參考邊廓數(shù)據(jù)，精車的幾個輪廓段使用循環(huán)求算時，不同類型的循環(huán)變量最好不要使用同樣的#地址，以免交叉賦值后循環(huán)體算法溢出(分母為零

14、或求負平方根)而出現(xiàn)“非法語句”的錯誤警示。(3) 若賦循環(huán)初值的語句安排在精車程序中循環(huán)語句之前，則每次引用精車程序時系統(tǒng)都會因為變量值在循環(huán)范圍之內(nèi)，認為可能會有其余的邊廓存在而再次進入循環(huán)進行計算；若賦循環(huán)初值的語句安排在精車之外，則作過一次循環(huán)后，由于循環(huán)變量已達極限，下次再引用精車程序時將會因為變量值不滿足循環(huán)條件而跳過循環(huán)計算，這將大大加快程序的運行速度。5.2.3 宏編程的子程序調(diào)用及傳值在HNC系統(tǒng)中，通過使用M98 Pxxxx ABC Z指令格式，可在調(diào)用子程序的同時，將主程序AZ各字段的內(nèi)容拷貝到宏執(zhí)行的子程序為局部變量#0#25預設的存儲空間中，從而實現(xiàn)參數(shù)傳遞。傳值的規(guī)

15、則是：A#0，B#1，C#2，X#23，Y#24，Z#25，即A后的值在子程序中可用#0來調(diào)用，B后的值在子程序中可用#1來調(diào)用，以此類推，Z后的值在子程序中可用#25來調(diào)用?；谶@一規(guī)則，可以將加工某類曲線輪廓的宏子程序模塊化，不在子程序中對輪廓尺寸變量賦值，將其編寫成依賴于變量的標準程序格式，由主程序傳遞不同的參數(shù)調(diào)用即可得到不同的加工結果。以下是帶臺階或不帶臺階的雙曲線輪廓(如圖5-6所示)車削零件的主、子程序宏參數(shù)傳遞調(diào)用的編程示例。圖5-6 雙曲線輪廓零件車削帶臺階偏置的雙曲線；(b) 帶臺階雙曲線；(c) 不帶臺階雙曲線主程序如下：程序計算說明：雙曲線的標準方程是 本例是采用等間距

16、直線逼近的算法，以Z作循環(huán)變量等距變化，按公式來求算對應的X的坐標值。若為對稱偏置的雙曲線、直徑編程模式，則還應加上一個偏置距離d9，即帶臺階時，雙曲線的起點Z值應根據(jù)臺階的X值由方程求算，即雙曲線偏置時，半徑X應按偏置確定，此時若用參數(shù)方程，需要使用函數(shù)按照X=asect，Y= btant以t為循環(huán)變量來編寫。本例的宏子程序是綜合考慮是否帶臺階(d80)、雙曲線是否偏置(d90)等情形而編寫的，具有一定的通用性。主程序傳值時如果沒有E、F數(shù)據(jù)，則d8=d9=0，可得到無臺階不偏置的雙曲線邊廓(見圖5-6(c)；若沒有F數(shù)據(jù)，則d9=0，可得到帶臺階不偏置的雙曲線邊廓(見圖5-6(b)；若參數(shù)

17、完整且數(shù)據(jù)不為零時，則可得到帶臺階且偏置的雙曲線邊廓(見圖5-6(a)。由于程序中有#0、#1作為分母的語句，且未作錯誤預判斷處理，因此A、B的傳值數(shù)據(jù)一定不能為零或省略，否則運行時系統(tǒng)會出現(xiàn)“非法語句”的警示。因依賴于主程序而獲得變量賦值，子程序不能單獨運行。 5.3 銑削宏編程技術及其應用5.3.1 銑削加工的宏編程技術數(shù)控銑和加工中心都是三坐標及三坐標以上的編程加工，且都具有鉆鏜循環(huán)的點位加工能力，使用宏編程技術解決問題的情形就很多。除了非圓曲線邊廓的外形或槽形加工可考慮使用宏編程外，粗銑和精銑的動態(tài)刀補實現(xiàn)、均布孔的鉆鏜加工、三維空間上的斜坡面與曲面銑削加工等等都是展現(xiàn)宏編程優(yōu)勢的舞臺

18、。在很多數(shù)控系統(tǒng)中，鉆鏜循環(huán)的編程功能本身就是通過宏編程技術來拓展的。 在實際生產(chǎn)加工中，往往會碰到由于刀具限制或者無法用系統(tǒng)提供的有限的指令格式直接編程，但又有規(guī)律可循，通過一定的算法可以處理的一些技術問題，使用宏編程便可以將數(shù)控機床的潛力發(fā)揮到極致。5.3.2 銑削加工動態(tài)刀補的實現(xiàn)所謂動態(tài)刀補，是指執(zhí)行G41、G42指令時所提取的刀補地址Dxx的數(shù)據(jù)是隨著程序進程不同而變化的。1動態(tài)刀補實現(xiàn)粗、精加工無論是挖槽還是銑外形輪廓，都有從粗切到精切的過程。粗、精切的過程通常都只需要編寫一個利用刀徑補償進行輪廓加工的程序，通過改變刀補來實現(xiàn)。對于輪廓中圓弧段可能會因刀補過大而出現(xiàn)負半徑的情形，可

19、用選擇分支來進行預處理。例1 利用動態(tài)刀補方法加工如圖5-7所示的正多邊形槽。 圖5-7 槽形加工圖例圖示槽形為規(guī)則邊廓，最小圓角半徑為R5，用10的刀具直接按正多邊形邊廓編程，多邊形兩個交點的坐標已算出(見右圖)，其余各點坐標均可方便推算出來。加工編程思路：深度方向共分三層切削，每層下降5 mm，由循環(huán)WHILE DO1實現(xiàn)。徑向分次由循環(huán)WHILE DO2控制，僅編寫一個帶刀補的槽形邊廓的加工程序，刀補地址號采用系統(tǒng)指定的動態(tài)刀補號D101，其刀補值大小由變量#101動態(tài)計算得出。已知最大、最小刀補半徑和精修余量，按(0.60.8)大小預設一個粗切間距，則：粗切余量=最大刀補-最小刀補-精

20、修余量粗切次數(shù)粗切余量/預設粗切間距 (圓整為整數(shù))實際粗切間距=粗切余量/圓整后的粗切次數(shù)槽形加工采取由內(nèi)向外環(huán)切的方式，最后一次粗切時保留一個精修余量，再以實際刀具半徑大小作最終刀補繼續(xù)精修一圈。粗、精切由選擇分支判斷后決定刀補算法。當粗切一圈后的動態(tài)刀補值介于精修刀補半徑和粗切間距之間，即剩最后一次精修時，此時可直接將精修刀補設為動態(tài)刀補，再作一次切削循環(huán)以完成精修；否則視為粗切，按實際粗切間距來逐步減小動態(tài)刀補值，繼續(xù)作粗切循環(huán)。編程如下：2動態(tài)刀補實現(xiàn)邊角倒圓工件邊角倒棱和倒圓用相應的倒角刀和內(nèi)R系列銑刀直接以輪廓編程加工即可，但無合適刀具時，可考慮使用平刃銑刀或球刀按曲面加工方式分

21、層銑削，利用宏編程的動態(tài)刀補可很方便地實現(xiàn)分層加工。例2 利用動態(tài)刀補方法加工圖5-8(a)所示R2的圓角面。由圖5-8知，z = r- t則距離頂面為t的高度層的動態(tài)刀補為圖5-8 倒圓加工圖例編程如下：5.3.3 均布孔加工的宏編程實例在如圖5-9所示零件上鉆6個均勻分布的孔，需要使用兩把刀具分別進行鉆孔和锪孔加工。分別采用FANUC3MA、HNC22M、T600M系統(tǒng)宏指令編程，變量定義見表5-4。圖5-9 均布孔加工編圖例表5-4 宏變量定義使用FANUC3MA數(shù)控系統(tǒng)時，主程序如下：使用HNC22M系統(tǒng)時，主程序如下：O0015#50=0#51=0#52=100.0#53=0#54=

22、6#55=-41.0#56=-25.0G90 G54 G0 X0 Y0 S600 M3G43 Z10.0 H01M98 P100 G91 G28 Z0 M5T2 M6G90 G54 X0 Y0 S600 M3G43 Z10. 0 H02 M98 P100G91 G28 Z0 M5M30子程序如下：%100#10=0#11=ABS#54#57=PI /180WHILE #10 LT #11#12=#53+#10*360/#11*#57#13=#50+#52*COS#12#14=#51+#52*SIN#12G90 G00 X#13 Y#14G00 Z#56G01 Z#55 F50G00 Z#56#

23、10=#10+1ENDWM99使用T600M系統(tǒng)時，主程序如下：O0015G90 G54 G0 X0 Y0 S600 M3G43 Z10.0 H01 M03G72 O100 V55=-41.0, V56=-25.0G91 G28 Z0 M5T2 M6G90 G54 X0 Y0 S600 M3G43 Z10. 0 H02 G72 O9010 V55=-41.0, V56=-25.0 G91 G28 Z0 M5M30子程序如下：O100N110 V50=0, V51=0, V52=100.0N120 V53=0, V11=6, V10=0N130 V12= V53+V10*360/V11*3.14

24、159/180N140 V13=V50+V52*COSV12 N150 V14=V51+V52*SINV12 N160 G90 G80 G99 XV13 YV14 ZV55 RV56 F50N170 V10=V10+1N180 IF, V10V11, GO, 130M02本例采用全局變量和局部變量的處理方式，利用全局變量可以在主、子程序中任意引用的性質(zhì)，省去了在子程序中再次賦值的過程。如果使用5.2.3節(jié)中所介紹的參數(shù)傳值方法，則程序可以進一步簡化，且加工適應性也可以得到擴展。只要將子程序編寫成標準模塊的形式，表達位置關系的變量可在調(diào)用子程序的語句中由參數(shù)來賦值，對于均布孔的多次鉆、擴、鉸重復

25、加工，交錯排布的均布孔加工等等，在主程序中就可以像調(diào)用鉆鏜固定循環(huán)一樣簡單。5.3.4 空間軌跡的宏編程加工例1 編制加工如圖5-10所示兩個相互垂直橢圓柱面的交線輪廓的程序(不加工柱面)。圖示要加工的是平置橢圓柱A的1/4面與立置橢圓柱面B的1/2面產(chǎn)生的交線，立置橢圓柱的長、短軸尺寸為d1、d2(XY方向)，平置橢圓柱的長、短軸尺寸為d1、d3(XZ方向)，平置橢圓柱軸心到工件下表面的距離為d4。算法思路：以橢圓A用參數(shù)方程的形式，從-9090循環(huán)變化來計算軌跡點的XY坐標，再根據(jù)其X坐標在XZ面按橢圓B的標準方程計算出對應點的Z坐標，以空間(XYZ移動)的小線段來擬合該交線輪廓。 圖5-

26、10 橢圓柱交線加工編程如下：例2 圖5-11所示曲面由一偏置雙曲線繞板料中心線回轉(zhuǎn)一周形成，試用宏編程編制曲面加工的程序。圖5-11 雙曲線回轉(zhuǎn)面加工編程思路：該曲面為一回轉(zhuǎn)面，每層均可由一圈圈的同心圓(整圓)作刀路加工編程。以坯料下表面為Z向原點，從高h的工件表面到雙曲線的下頂點高b(正好實半軸處)作分層加工，深度變化作外循環(huán)，每次降低0.5 mm。以每層上XY方向的分次作內(nèi)循環(huán)，按雙曲線方程由Z計算出雙曲線外廓X1和內(nèi)廓的X2，同心圓的范圍限制在X1X2之內(nèi)，若X2超出回轉(zhuǎn)軸心到另一側(為負值)，則內(nèi)邊界取為0，循環(huán)方向取由外向內(nèi)。圖5-11 雙曲線回轉(zhuǎn)面加工 雙曲線的標準方程為則由Z換

27、算X為由于雙曲線偏置，且考慮偏移一個球刀半徑，其外邊界編程如下：5.4 系統(tǒng)編程指令功能擴展的宏實現(xiàn)5.4.1 編程指令功能擴展的對象由于數(shù)控機床能直接進行插補控制的主要是直線和圓弧，系統(tǒng)能提供的直接用于軌跡加工的編程指令非常有限，因此尋求合理的算法，利用基本指令來擴展系統(tǒng)的編程指令功能，一直是系統(tǒng)開發(fā)人員的研究課題，也是加工編程人員尋求的目標。車削固定循環(huán)、鉆鏜固定循環(huán)等都是數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)人員對指令系統(tǒng)擴展的典型示例，但不同的系統(tǒng)在這方面開發(fā)的程度是有差異的。比如SIEMENS系統(tǒng)已經(jīng)具有直接用于陣列孔加工、規(guī)則形狀的挖槽循環(huán)等擴展指令，而HNC、FANUC系統(tǒng)目前還沒有面向普通用戶提供此類指

28、令。對于非開放式的數(shù)控系統(tǒng)，這種指令功能擴展只能依賴于系統(tǒng)生產(chǎn)廠家；而對于開放式的數(shù)控系統(tǒng)，普通用戶即可自行編制。HNC是基于PC-NC的開放式數(shù)控系統(tǒng)，其用于鉆鏜固定循環(huán)的宏擴展程序的源碼，即系統(tǒng)BIN目錄下的O0000文件的內(nèi)容已面向廣大用戶公開，普通用戶只需要按照其中的格式要求自行開發(fā)擴展功能指令后，添加到該文件中即可。需要開發(fā)擴展的編程指令功能對于不同的用戶群有著不同的見解，如矩形輪廓銑削、矩形挖槽、橢圓銑削及挖槽、凹凸球面加工、陣列鉆孔等等都可能是廣大用戶需要的。由于擴展后的指令就像G01、G02等基本指令那樣使用，指令需要的參數(shù)、通用性、各種可能的算法及出錯的可能性等都應處理完善，

29、因此必須充分了解編程格式和處理對策，考慮成熟后方可開始編制，驗證無誤后才可投入使用。以下是SIEMENS 802S數(shù)控銑削系統(tǒng)中提供的LCYC75挖槽循環(huán)指令功能，其格式為：R101= R102= R103= R104= R116= R117= R118= R119= R120= R121= R122= R123= R124= R125= R126= R127=LCYC75其中，R101：退回平面(絕對平面)；R102；安全距離；R103：參考平面(絕對平面)；R104：槽深；R116：橫坐標參考點；R117：縱坐標參考點；R118：槽的長度；R120：圓角半徑；R121：最大進給深度；R12

30、2：深度進給的進給率；圖5-12 矩形槽加工圖例R123：表面加工的進給率；R124：表面加工的精加工量，無符號；R125：深度加工的精加工量，無符號；R126：銑削方向(2=G2，3=G3)；R127：加工方式(1，2)。若要加工圖5-12所示帶圓角的矩形槽，槽周邊精修余量0.75，深度精修余量0.5，最大進刀深度4，分粗、精加工。其部分程序如下：圖5-12 矩形槽加工圖例N20 N30 R101=5 R102=2 R103=0 R104=-17.5 N60 R116=60 R117=40 R118=60 R119=40 R120=8N70 R121=4 R122=120 R123=300

31、R124=0.75 R125=0.5N80 R126=2 R127=1N90 LCYC75N100 N110 R127=2N120 LCYC75N130 R101R127就是LCYC75需要的宏參數(shù)。LCYC75內(nèi)部將根據(jù)R127賦值的不同，由選擇分支程序結構來調(diào)用粗、精加工的算法及對應的加工處理路線。由以上可以看出，要編制一個矩形挖槽的宏擴展程序，其參數(shù)非常多。我們在HNC系統(tǒng)中編制這類指令擴展的程序(如挖槽循環(huán)、陣列鉆孔等)時，可以參照SIEMENS系統(tǒng)的指令參數(shù)配置。5.4.2 擴展編程的技術基礎使用擴展指令就像前面所介紹的宏子程序參數(shù)傳值調(diào)用一樣，擴展編程處理時除指令參數(shù)提供的數(shù)據(jù)外，

32、還需要諸如當前坐標、系統(tǒng)模態(tài)等數(shù)據(jù)。HNC系統(tǒng)調(diào)用宏子程序時，除前面介紹的將主程序AZ各字段的內(nèi)容拷貝到宏執(zhí)行的子程序為局部變量#0#25預設的存儲空間外，還同時拷貝當前通道九個軸的絕對位置坐標到宏子程序的局部變量#30#38中，并將固定循環(huán)指令的初始平面Z的模態(tài)值拷貝到#26中。另外還有一些數(shù)據(jù)需要通過系統(tǒng)變量來訪問。表5-5所示是HNC中一些系統(tǒng)變量的定義。表5-5 HNC系統(tǒng)中部分系統(tǒng)變量的定義在HNC系統(tǒng)中，對于每個局部變量，都可用系統(tǒng)宏AR來判別該變量是否被定義、是被定義為增量還是絕對方式。其調(diào)用格式為AR#變量號返回值含義如下。0：表示該變量沒有被定義；90：表示該變量被定義為絕對

33、方式G90；91：表示該變量被定義為增量方式G91。以下是HNC系統(tǒng)某版本提供的G81一般鉆孔循環(huán)的宏程序源代碼，我們可以從中了解并學習源代碼的編程處理方法。 程序如下：系統(tǒng)變量#1120#1145用來存放AZ 26個地址號的模態(tài)數(shù)據(jù)，像IF AR#23 EQ 0#23=#1143ENDIF之類的語句是為G81指令行及其省去相關數(shù)據(jù)的后續(xù)程序行調(diào)用宏子程序時提取對應模態(tài)數(shù)據(jù)用的；而IF AR#25 EQ 0M-99ENDIF之類的語句是對提取不到Z模態(tài)數(shù)據(jù)(之前未有過Z數(shù)據(jù))出錯時進行返回處理的。 5.4.3 編程指令功能擴展示例1圓形陣列鉆孔的擴展編程示例先由SIEMENS 802S數(shù)控銑削

34、系統(tǒng)中提供的LCYC61圓形陣列孔鉆削格式來了解一下圓形陣列鉆孔需要一些什么參數(shù)，如下：R115= R116= R117= R118= R119= R120= R121=LCYC61其中，R115：鉆孔循環(huán)號；R116：陣列中心的X坐標；R117：陣列中心的Y坐標；R118：孔所在圓周半徑；R119：孔數(shù)；R120：第一個孔的起始角度；R121：孔間角度。和5.3.3節(jié)的均布孔宏編程實例相比，LCYC61通過給定孔間角度及孔數(shù)，可獲得非整周的均布孔加工，指令格式更靈活，并且LCYC61通過給定鉆孔循環(huán)號，能以不同的孔加工固定循環(huán)方式加工孔。此處擬參照上述參數(shù)，以G75作為圓形陣列鉆孔的指令，其

35、格式如下：G90 (G91) G99 (G98) G75 X Y Z R A B C D E 孔位關系如圖5-13所示。其中，X、Y：陣列中心的X、Y坐標； 圖5-13 圓形陣列孔位關系 Z、R：孔底和R面的Z坐標；A：鉆孔循環(huán)號；B：孔所在圓周半徑；C：孔數(shù)；D：孔間角度；E：起始孔角度(與+X的夾角，逆 + 順 - )。A、B、C、D、E為陣列鉆孔增加的參數(shù)，如果循環(huán)號調(diào)用G73G89鉆孔方式，需要I、J、K、Q、P等參數(shù)，其含義可按G73G89中對應的定義添加。 擴展宏編程如下：%0075IF AR#23 EQ 0IF AR#1143 EQ 91#23=0ELSE#23=#1143END

36、IFENDIF-圓形陣列鉆孔宏程序-如果沒有定義X且X的模態(tài)為增量則X為增量零值 若X的模態(tài)為絕對值方式則X取當前X的模態(tài)值IF AR#24 EQ 0 IF AR#1144 EQ 91#24=0ELSE#24=#1144 ENDIFENDIF如果沒有定義Y且Y的模態(tài)為增量則Y為增量零值 若Y的模態(tài)為絕對值方式則Y取當前Y的模態(tài)值 ENDIFENDIFIF AR#17 EQ 0#17=#1137ENDIFIF AR#25 EQ 0#25=#1145ENDIF如果沒有定義R取當前R的模態(tài)值如果沒有定義Z取當前Z的模態(tài)值IF AR#25 EQ 0M-99ENDIFIF AR#0 EQ 0#0=#11

37、20ENDIFIF AR#1 EQ 0#1=#1121如果沒有定義過Z則返回并提示出錯如果沒有定義鉆削循環(huán)模式A取當前A的模態(tài)值如果沒有定義孔所在圓周半徑B取當前B的模態(tài)值ENDIFIF AR#2 EQ 0#2=#1122ENDIFIF AR#3 EQ 0#3=#1123ENDIFIF AR#4 EQ 0#4=#1124 如果沒有定義陣列孔數(shù)C 取當前C的模態(tài)值如果沒有孔間角度D 取當前D的模態(tài)值如果沒有初始角度E取當前E的模態(tài)值在這里，由于R、Z的模態(tài)被重置，因此需要作備份和恢復。為防止循環(huán)號A的模態(tài)#1120丟失，最好也預作備份和恢復。將上述程序內(nèi)容添加到系統(tǒng)BINO0000文件中后，對于如圖5-14所示的陣列孔的加工，若工件零點設在圖示右下角，則可編程如下： 圖5-14 陣列孔加工O0001G54 G90 G0 X-240.0 Y90.0 S500 M3G43 Z20.0 H1 M8G99 G75 Z-25.0 R5.0 A81 B60 C6 D60 E0 F60X-80