《數(shù)控銑床加工中心加工工藝與編程（第二版）》 課件 模塊6、7 　宏程序編程、高級綜合練習(xí)

模塊六宏程序編程任務(wù)一宏程序加工均布孔任務(wù)二宏程序加工均布輪廓宏程序加工規(guī)則曲面任務(wù)三291任務(wù)一宏程序加工均布孔292知識點(diǎn)◎宏程序的定義。◎宏程序變量賦值方法。◎宏程序編程方法。技能點(diǎn)◎采用宏程序編寫均布孔加工程序。293一、任務(wù)描述試編寫如圖所示噴絲板零件均布孔的加工程序，并在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為100mm×80mm×15mm。294噴絲板零件二、任務(wù)分析采用手工編程方式編寫本任務(wù)零件的加工程序時，每一個孔均需計算其基點(diǎn)坐標(biāo)，而且每一個孔均需編寫單獨(dú)的程序段，在編程和加工過程中容易出現(xiàn)編程和程序輸入等方面的錯誤。而采用宏程序編寫該零件的加工程序時，程序簡單且不需要計算孔的基點(diǎn)坐標(biāo)。295三、知識鏈接1．宏程序簡介（1）宏程序的定義一組以子程序的形式存儲并帶有變量的程序稱為用戶宏程序，簡稱宏程序；調(diào)用宏程序的指令稱為用戶宏程序指令或宏程序調(diào)用指令（簡稱宏指令）。宏程序與普通程序相比較，普通程序的程序字為常量，一個程序只能描述一個幾何形狀，所以靈活性和適用性較差，而在用戶宏程序的本體中，可以使用變量進(jìn)行編程，還可以用宏指令對這些變量進(jìn)行賦值、運(yùn)算等處理。使用宏程序能執(zhí)行一些按一定規(guī)律變化的動作。宏程序分A類和B類兩種，F(xiàn)ANUC0i系統(tǒng)采用B類宏程序進(jìn)行編程。296（2）宏程序中的變量在常規(guī)的主程序和子程序內(nèi)，總是將一個具體的數(shù)值賦給一個地址。為了使程序更加具有通用性和靈活性，在宏程序中設(shè)置了變量。1）變量的表示。一個變量由符號“#”和變量序號組成，如：#I（I=1，2，3，…）。此外，變量還可以用表達(dá)式表示，但表達(dá)式必須全部寫入方括號“［］”中。2）變量的引用。將跟隨在地址符后的數(shù)值用變量來代替的過程稱為引用變量。同樣，引用變量也可以采用表達(dá)式。3）變量的種類。變量分為局部變量、公共變量（全局變量）和系統(tǒng)變量三種。在A、B類宏程序中，其分類方法均相同。2972．宏程序編程（1）變量的賦值變量的賦值方法有兩種，即直接賦值和引數(shù)賦值。其中直接賦值的方法較為直觀、方便，其書寫格式如下：#100=100.0；#101=30.0+20.0；298（2）宏程序運(yùn)算指令宏程序的運(yùn)算類似于數(shù)學(xué)運(yùn)算，用各種數(shù)學(xué)符號來表示。常用宏程序運(yùn)算指令見下表。299常用宏程序運(yùn)算指令300常用宏程序運(yùn)算指令宏程序運(yùn)算說明如下：1）函數(shù)SIN、COS等的角度單位是度（°），分（′）和秒（″）要換算成帶小數(shù)點(diǎn)的度（°）。2）宏程序數(shù)學(xué)運(yùn)算的次序依次為：函數(shù)運(yùn)算（SIN、COS、ATAN等），乘和除運(yùn)算（*、/等），加和減運(yùn)算（+、-等），邏輯運(yùn)算（AND、OR、XOR等）。3）函數(shù)中的括號用于改變運(yùn)算次序，允許嵌套使用，但最多只允許嵌套5級。301（3）宏程序轉(zhuǎn)移指令指令起到控制程序流向的作用。1）分支語句。格式一：GOTOn；格式二：IF［條件表達(dá)式］GOTOn；這是有條件轉(zhuǎn)移語句，如果條件成立，則轉(zhuǎn)到N1000程序段執(zhí)行；如果條件不成立，則執(zhí)行下一個程序段。3022）循環(huán)指令。WHILE［條件表達(dá)式］DOm（m=1，2，3…）；…ENDm；當(dāng)條件表達(dá)式滿足時，就循環(huán)執(zhí)行WHILE與END之間的程序段m次；當(dāng)條件表達(dá)式不滿足時，就執(zhí)行“ENDm；”的下一個程序段。3033．宏程序編程實(shí)例例

加工如圖所示直線均布孔（工件厚度為12mm），試編寫其加工中心加工程序。304宏程序編程實(shí)例任務(wù)二宏程序加工均布輪廓305知識點(diǎn)◎多輪廓加工的宏程序編程技巧?！蜃鴺?biāo)平移加工的宏程序編程技巧。◎銑螺紋加工的宏程序編程技巧。技能點(diǎn)◎采用宏程序編寫均布輪廓的加工程序。306一、任務(wù)描述試編寫如圖所示網(wǎng)格零件（毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為180mm×180mm×8mm）的加工程序，并在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。307網(wǎng)格零件二、任務(wù)分析采用手工編程方式編寫本任務(wù)零件的加工程序時，如采用一般的子程序指令進(jìn)行編程，則其加工程序極為復(fù)雜，且要計算每個型腔的基點(diǎn)坐標(biāo)，編程與程序的輸入極為不便。如在編程過程中采用宏程序結(jié)合坐標(biāo)平移的方式進(jìn)行編程，則程序簡單明了。308三、知識鏈接1．多輪廓加工的宏程序編程例如圖所示零件，毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為φ80mm×15mm，試編寫其加工程序。309多輪廓加工的宏程序編程實(shí)例2．坐標(biāo)平移加工的宏程序編程（1）局部坐標(biāo)系（坐標(biāo)平移）在數(shù)控編程中，為了方便編程，有時要給程序選擇一個新的參考基準(zhǔn)，通常是將工件坐標(biāo)系偏移一個距離。在FANUC系統(tǒng)中，通過指令G52來實(shí)現(xiàn)。1）指令格式：G52X

Y

Z

；

G52X0Y0Z0；2）指令說明。G52：設(shè)定局部坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的參考基準(zhǔn)是當(dāng)前設(shè)定的有效工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，即使用G54～G59設(shè)定的工件坐標(biāo)系。X

Y

Z

：局部坐標(biāo)系的原點(diǎn)在原工件坐標(biāo)系中的位置，該值用絕對坐標(biāo)值加以指定。G52X0Y0Z0：取消局部坐標(biāo)系，其實(shí)質(zhì)是將局部坐標(biāo)系原點(diǎn)仍設(shè)定在原工件坐標(biāo)系原點(diǎn)處。310（2）編程實(shí)例例加工如圖所示端蓋零件，工件材料為45鋼，在一次裝夾過程中加工5行8列共計40個零件，試編寫其加工程序。311端蓋零件312端蓋零件在一次裝夾中的加工示意圖3．銑螺紋加工的宏程序編程例在數(shù)控銑床上加工如圖所示內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋的底孔已加工完成（底孔直徑為38.5mm），工件材料為45鋼，試編寫其數(shù)控銑床加工程序。313銑內(nèi)螺紋實(shí)例任務(wù)三宏程序加工規(guī)則曲面314知識點(diǎn)◎規(guī)則曲面及固定斜角平面的加工方法?！蚍菆A曲線輪廓的擬合方法。技能點(diǎn)◎采用宏程序編寫規(guī)則曲面的加工程序。315一、任務(wù)描述試編寫如圖所示模具型芯件（毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為80mm×60mm×15mm）的加工程序，并在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。316模具型芯件二、任務(wù)分析本任務(wù)零件的加工要素為非圓曲線輪廓和規(guī)則曲面，采用手工編程方式編寫其加工程序時，可采用短線段對這些輪廓進(jìn)行擬合，采用宏程序方式進(jìn)行編程。317三、知識鏈接1．曲面及固定斜角平面的加工方法（1）加工方法的選擇規(guī)則曲面（如球面、橢球面等）或固定斜角平面數(shù)控銑床加工時，多以行切法進(jìn)行三軸聯(lián)動加工，可采用手工宏程序編程或CAM軟件自動編程。曲面采用行切法加工時，會在工件表面留有較大的殘留面積，影響表面加工質(zhì)量。減小行切法加工殘留面積最有效的方法是減小行距。318319曲面及固定斜角平面的加工方法a）曲面的加工b）固定斜角平面的加工（2）非圓曲線輪廓的擬合方法目前大多數(shù)控系統(tǒng)還不具備非圓曲線的插補(bǔ)功能。因此，加工這些非圓曲線時，通常采用線段或圓弧段擬合的方法進(jìn)行。常用的手工編程擬合計算方法有等間距法、等插補(bǔ)段法和三點(diǎn)定圓法等幾種。1）等間距法。在一個坐標(biāo)軸方向，將擬合輪廓的總增量（如果在極坐標(biāo)系中，則指轉(zhuǎn)角或徑向坐標(biāo)的總增量）等分后對其設(shè)定節(jié)點(diǎn)，并計算各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值，此方法稱為等間距法，如圖所示。320非圓曲線輪廓的等間距法擬合2）等插補(bǔ)段法。當(dāng)設(shè)定相鄰兩節(jié)點(diǎn)間的弦長相等時，對輪廓曲線進(jìn)行節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值計算的方法稱為等插補(bǔ)段法。3）三點(diǎn)定圓法。這是一種用圓弧擬合非圓曲線時常用的計算方法，其實(shí)質(zhì)是過已知曲線上的三點(diǎn)（也包括圓心和半徑）作一圓。321（3）三維型面母線的擬合方法宏程序編程采用行切法加工三維型面（如球面、變斜角平面等）時，型面截面上的母線通常無法直接加工，而采用短線段來擬合。（4）擬合誤差分析非圓曲線與三維型面母線的擬合過程中，不可避免會產(chǎn)生擬合誤差，但其誤差值不能超出規(guī)定值。322三維型面母線的擬合擬合誤差2．非圓曲線輪廓的宏程序編程例加工如圖所示零件，工件材料為45鋼，試編寫其數(shù)控銑床加工程序。323非圓曲線輪廓銑削實(shí)例3．規(guī)則曲面的宏程序編程例

加工如圖所示零件，工件材料為45鋼，試采用手工編程方式編寫其數(shù)控銑床加工程序。324規(guī)則曲面宏程序編程加工實(shí)例謝謝Thanks325模塊七高級綜合練習(xí)326任務(wù)一數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（一）任務(wù)二數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（二）數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（三）任務(wù)三任務(wù)一數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（一）327知識點(diǎn)◎數(shù)控銑床/加工中心維護(hù)與保養(yǎng)的基本知識。技能點(diǎn)◎較復(fù)雜零件編程問題的分析和解決方案的確定。328一、任務(wù)描述試在加工中心上完成如圖所示零件（適用于數(shù)控銑床/加工中心高級工）的編程與加工，毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為120mm×100mm×30mm，工時定額5h。329數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（一）任務(wù)圖二、任務(wù)分析通過對該任務(wù)的編程與加工練習(xí)，可進(jìn)一步提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，學(xué)生應(yīng)了解銑工國家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，并掌握數(shù)控機(jī)床的維護(hù)、保養(yǎng)等安全文明生產(chǎn)知識。330三、知識鏈接數(shù)控銑床/加工中心是一種自動化程度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備。為了充分發(fā)揮其效益，做好機(jī)床的日常維護(hù)、保養(yǎng)，降低機(jī)床的故障率是十分重要的。數(shù)控銑床的日常維護(hù)、保養(yǎng)一般由操作人員來完成。因此，操作人員應(yīng)了解所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)、在機(jī)床中所處位置及使用環(huán)境要求，并嚴(yán)格按照機(jī)床使用說明手冊正確、合理地使用機(jī)床。此外，操作人員還應(yīng)熟悉所用機(jī)床的規(guī)格。數(shù)控銑床主要的維護(hù)與保養(yǎng)工作見下表。331332數(shù)控銑床主要的維護(hù)與保養(yǎng)工作333數(shù)控銑床主要的維護(hù)與保養(yǎng)工作任務(wù)二數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（二）334技能點(diǎn)◎較復(fù)雜零件的獨(dú)立編程與加工。335一、任務(wù)描述試在加工中心上完成如圖所示零件（適用于數(shù)控銑床/加工中心高級工）的編程與加工，毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為160mm×120mm×40mm，工時定額7h。336數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（二）任務(wù)圖二、任務(wù)分析通過本任務(wù)的練習(xí)，提高操作者分析問題、解決問題的能力和獨(dú)立進(jìn)行編程與加工的能力。337三、知識鏈接在編寫本任務(wù)加工程序前，先獨(dú)立完成任務(wù)分析，然后填寫數(shù)控加工刀具卡和數(shù)控加工工序卡?！咎崾尽勘救蝿?wù)的編程難點(diǎn)在于兩個月牙形凸臺的編程。為了實(shí)現(xiàn)簡化編程的目的，編程時應(yīng)綜合運(yùn)用坐標(biāo)平移指令（G52）、坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令（G68），變量計算如圖所示，其參考加工程序見下表。338變量計算339數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（二）參考加工程序340數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（二）參考加工程序任務(wù)三數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（三）341技能點(diǎn)較復(fù)雜零件的獨(dú)立編程與加工。342一、任務(wù)描述試在加工中心上完成如圖所示零件的編程與加工，毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為120mm×100mm×20mm。343數(shù)控銑床/加工中心高級工綜合練習(xí)（三）任務(wù)圖二、任務(wù)分析通過本任務(wù)的練習(xí)，提高操作者分析問題、解決問題的能力和獨(dú)立進(jìn)行編程與加工的能力。344三、任務(wù)實(shí)施1．橢圓曲線的極坐標(biāo)表示方法橢圓曲線除了采用公式X2/a2+Y2/b2=1（其中a和b為半軸長度）來表示外，還可采用極坐標(biāo)來表示，其公式為X=acosα，Y=bsinα（α為極角）。對于極坐標(biāo)的極角α，應(yīng)特別注意除了橢圓上象限點(diǎn)處的極角（α）等于幾何角度（β）外，其余各點(diǎn)處的極角與幾何角度不相等，在編程中一定要加以注意。345橢圓某點(diǎn)處極角的畫法如圖所示。先以長軸為半徑，橢圓中心為圓心畫圓，再通過橢圓上的一點(diǎn)A畫X軸的垂直