数控毕业论文

子程序在数控车编程的应用

时间:2021-02-13 17:10:09 数控毕业论文 我要投稿

子程序在数控车编程的应用

  子程序在数控车编程的应用【1】

  【摘 要】 子程序常用于加工几何形状完全相同或相似的加工轨迹,是数控车床手工编程的常用方法之一。

  正确使用子程序,可以有效简化手工编程工作量,减少程序所占内存,提高加工效率。

  本文主要对子程序进行简要介绍,并以具体实例加以说明。

  【关键词】 数控车子程序 编程 应用

  1 引言

  在数控加工中,有时在一个零件上,有两处或两处以上形状和大小都相同的加工部位,为简化程序的编制,可以用子程序来加工,或调用子程序实现循环加工,以减少编制程序时需要计算的基点的个数,简化编程。

  2 子程序介绍

  (1)子程序的定义。

  某些被加工的零件中,常常会出现几何形状完全相同的加工轨迹,在编制加工程序时,有一些固定顺序和重复模式的程序段,通常在几个程序中都会使用它。

  这个典型的加工程序段可以做成固定程序,并单独加以命名,这组程序段就称为子程序。

  (2)子程序的作用。

  使用子程序可以减少不必要的重复编程,从而达到简化编程的目的。

  主程序可以调用子程序,一个子程序也可以调用下一级子程序。

  子程序必须在主程序结束指令后建立,其作用相当于一个固定循环。

  (3)子程序的格式。

  子程序的格式与主程序相同,在子程序的开头编制子程序号,在子程序的结尾用M99指令结束子程序并返回主程序。

  O××××

  …

  M99

  (4)子程序的调用。

  在主程序中,调用子程序的指令是一个程序段。

  指令:M98

  格式:M98 P×××× ×××× (前四位为调用次数,后四位为子程序号)

  或M98 P×××× L××××(P后面为子程序号,L为调用次数)

  说明:省略循环次数时,默认循环次数为一次。

  (5)子程序的嵌套。

  子程序调用另一个子程序,称为子程序的嵌套。

  主程序调用同一子程序执行加工,最多可执行9999次,但是子程序的嵌套不是无限次的,在编程中使用较多的是二重嵌套(不同的系统其执行的次数及层次不同),其程序执行情况如图1所示。

  3 应用子程序编程实例

  (1)等距槽可以利用循环或子程序进行编程,但加工不等距槽时,就体现出了利用子程序进行编程的优势。

  例如:图2所示为车削不等距槽,已知02号刀为切槽刀,刀刃宽度为4mm,左刀尖对刀, 35mm外圆已加工好,试通过调用子程序的形式编写其加工程序。

  1)主程序。

  O0001

  N10 G50 X100.0 Z100.0;设定工件坐标系。

  N20 M03 S900;主轴正转,转速900r/min。

  N30 T0202;换02号切槽刀。

  N40 G00 X38.0;快速定位到38mm处。

  N50 Z-20.0 M08;快速定位,准备切槽,开冷却液。

  N60 M98 P31000;调用O1000的子程序3次。

  N70 G00 X50.0 Z-138.0;快速定位。

  N80 G01 X0 F30;切断。

  N90 M30;程序结束。

  2)子程序。

  O1000

  N10 G00 W-4.0;Z轴负向移动4mm至第一槽处。

  N20 G01 U-13.0F30;切第一槽至指定尺寸。

  N30 G04 X1.0;槽底停留1S。

  N40 G01 U13.0;X方向退出。

  N50 G00 W-14.0;快速定位第二槽处。

  N60 G01 U-13.0;切第二槽至指定尺寸。

  N70 G04 X1.0;槽底停留1S。

  N80 G01 U13.0;X方向退出。

  N90 G00 W-20.0;Z轴负向移动20mm。

  N100 M99;子程序结束,并返回主程序。

  (2)如果加工等距槽,但是形状较复杂时,循环指令就失效了,这时应用子程序就可以大大提高编程的效率。

  例如:图3所示为车削等距复杂型槽,已知02号刀为切槽刀,刀刃宽度为3mm,左刀尖对刀,28mm外圆已加工好,试通过调用子程序的形式编写其加工程序。

  1)主程序。

  O0002

  N10 G50 X100.0 Z100.0; 设定工件坐标系。

  N20 M03 S600; 主轴正转,转速600r/min。

  N30 T0101; 选择1号外圆刀。

  N40 G00 X30.0 Z2.0;定位至30mm,距端面正向2mm。

  N50 G71 U1.0 R0.5; 采用复合循环粗加工半圆球、外圆、外圆锥面等,

  N60 G71 P70 Q130 U0.5 W0 F100; X正方向留精加工余量0.5mm。

  N70 G42 G01 X0 F50;

  N80 Z0;

  N90 G03 X20.0 W-10.0 R10.0;

  N100 G01 Z-42.0;

  N110 X25.0 Z-50.0;

  N120 Z-55.0;

  N130 G40 X30.0;

  N140 M00 M05;主轴停,程序加工暂停,检测工件。

  N150 M03 S1200;主轴正转,转速 1200r/min。

  N160 G70 P70 Q130;精加工半圆球、外圆、外圆锥面等。

  N170 G00 X100.0 Z100.0;返回换刀点,主轴停。

  N180 M03 S800;主轴正转,转速 800r/min。

  N190 T0202; 换02号切槽刀。

  N200 G00 X22.0 Z-10.7M08;快速定位,准备切槽,开冷却液。

  N210 M98 P32000;调用O2000的子程序3次,加工3处等距外沟槽。

  N220 G00 X100.0 Z100.0; 返回换刀点。

  N230 M30; 程序结束。

  2)子程序。

  O2000

  N10 G00 W-8.6;刀具沿Z轴负方向平移8.6mm。

  N20 G01 U-10.0 F20;沿径向切槽至槽底。

  N30 G04 X1.0;槽底停留1S。

  N40 G00 U10.0 F500;快速退至22mm处。

  N50 W1.3;沿Z轴正方向平移1.3mm。

  N60 G01 U-2.0;沿径向移动至20mm处。

  N70 U-8.0 W-1.3;刀具切沟槽右侧面至槽底。

  N80 G00 U10.0;快速退至22mm处。

  N90 W-1.3; 沿Z轴正方向平移1.3mm。

  N100 G01 U-2.0;沿径向移动至20mm处。

  N110 U-8.0 W1.3;刀具切沟槽左侧面至槽底。

  N120 G00 U10.0;快速退至22mm处。

  N130 M99;子程序结束,并返回主程序。

  4 结语

  编写子程序时注意应用增量坐标写出加工路线,让程序沿X向(或Z向)循环进刀,设置好背吃刀量,计算出加工次数,在主程序中进行调用。

  这种方法可减少基点的计算个数,适用于各种形状复杂的零件,使这类零件在数控机床上的编程变得简便。

  灵活的应用子程序,在很大程度上提高了零件的加工效率,并且在实际生产中收到了良好的效果。

  参考文献:

  [1]谢晓红.数控车削编程与加工技术.北京:电子工业出版社,2008.7.

  [2]黄康美.数控加工编程.上海交通大学出版社,2004.8.

  [3]宋放之.数控工艺培训教程.清华大学出版社,2003.8.

  主程序调用子程序的编程方案在数控教学中的应用【2】

  一、手工编程在教学和生产中的概况及意义

  在制造业非常发达的华南(以珠三角地区为代表)和(以江浙地区为代表),各类CAD\CAM软件的`应用由来已久,而且非常广泛和成熟,即使在那些只有1~2部数控铣床或加工中心的“路边加工店”里,也随处可见Mastercam、 UG、 PRO\E、Cimatron、Powermill、Surfcam等世界知名CAD\CAM软件的身影。

  到目前为止,各类CAD\CAM软件应用日趋普及,特别是数控三维曲面加工,使手工编程几乎已没有用武之地。

  但是必须强调的是,手工编程是根本,是基础,各种疑难杂症的解决往往还要利用手工编程;再者,学习手工编程有利于进一步完善数控程序,所以在学校中教学手工编程有着极其重要的意义,特别是“模块式”课程教学手工程序。

  另外,当一些中小型认为使用正版CAD\CAM软件成本过高时,手工编程(更高层次的变量编程,即宏程序的运用)就会显示其使用价值。

  因此手工编程在教学和生产中仍具有极其重要的地位。

  笔者根据多年的数控生产实践经验和教学实践,提出采用主程序调用子程序的编程方案,编写结构化数控程序,有效地改善数控程序的可读性与安全性,给教学和生产带来了安全与便利。

  二、用主程序调用子程序编程方案的优点

  GSL990M铣床数控系统中,在主程序中用M98指令调用子程序,而在子程序中用M99指令返回主程序。

  采用主程序调用子程序进行编程有两大用途,一是把需要重复使用的边界程序段编写成子程序,避免了程序编写重复,使程序简洁;二是把需要重复实现的功能用子程序来完成,使程序清晰易读。

  阵列孔加工程序采用子程序结构,充分说明了以上第一用途;多工序加工中,系列辅助功能(如换刀、刀具长度补偿等)采用子程序结构,说明了以上第二个用途。

  三、两个重要子程序

  多工序加工中无原则经常换刀,换刀后在刀具接近工件的过程中,又需建立刀具的长度补偿。

  如果将这两项功能编写成两个子程序,将使主程序结构清晰、易变,而且不容易出错。

  下面介绍两个子程序。

  1.换刀子程序

  O5555;

  N0001 G80G40M09;撤消固定循环、撤消半径补偿、

  关冷却液

  N0002 G91G28Z0M05;通过当前点返回参考点、主轴

  停转

  N0003 G49;刀具长度偏移注销

  N0004 M06;换刀准备,具体调用的刀具号由主程序

  指定

  N0005 M99;返回主程序

  由此可见,换刀子程序除实现换刀功能外,还撤销了固定循环、刀具半径补偿、刀具长度补偿,实现关冷却液、停止主轴旋转功能,使系统基本复原到初始状态,起到防止误操作的作用,提高了程序的安全性。

  2.刀具接近子程序

  O5554;

  N0001 G90G00X0Y0;检验X、Y坐标原点是否正确

  N0002 M03;主轴正转,具体转速由主程序指定

  N0003 G43G00Z100;建立刀具长度补偿,并移动到

  Z=100mm的位置,具体补偿参数            由主程序指定

  N0004 M07;开冷却液

  N0005 M99;返回主程序

  刀具接近子程序建立了刀具的长度补偿,并且使刀具到坐标点(0,0,100)的位置,起到了检查工件坐标系(WCS)原点是否正确的作用,提高了程序运行的安全性。

  四、数控加工中工序概念的定义

  为了说明多工序加工数控编程,需对数控加工中的工序概念进行重新定义。

  传统机械加工中的工序概念,以两个方面区分工序,一是工序过程是否连续完成;二是工作场地是否发生变化。

  显然,这种传统的工序定义在数控加工中已不适用,应对数控加工工序提出新的定义。

  数控加工以是否更换加工程序来区分工序,更符合数控加工的实际情况。

  进一步说,数控加工工序是指工件的一次安装中,使用同一把刀具、同一工艺参数和同一数控加工程序对工件进行加工,所连续完成的那一部分工艺过程。

  基于以上数控加工工序的定义,数控加工工艺过程卡包括:工序号、工序名称(应说明加工部位、加工性质、加工阶段)、刀具、安装方案和有关工艺装备、工艺参数、数控程序号、加工区域简图等内容。

  反之,数控加工工序过程卡也正好明确了数控加工工序的概念。

  五、多工序加工中采用的主程序结构

  在建立数控加工工序概念的基础上,通过调用两个重要子程序,可以对多工序数控加工编写出结构性、可读性好的主程序。

  假如要完成两道工序的数控加工,这两道工序分别使用说明01#、02#刀具,长度补偿值分别存放在H01、H02内存单元,转速分别为1000r/min、1200r/min,加工子程序号为O1000、O2000。