梅　梅，姬宜朋，殷業(yè)財，丁　杰

(北京石油化工學(xué)院，北京 102617)

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利用編程方法解決西門子802S數(shù)控系統(tǒng)不足的研究

梅梅，姬宜朋，殷業(yè)財，丁杰

(北京石油化工學(xué)院，北京 102617)

隨著相關(guān)學(xué)科技術(shù)手段的進步，數(shù)控系統(tǒng)的更迭不斷加快；但老舊設(shè)備依然長期存在且用于生產(chǎn)，在面對新的加工要求時，難免會顯現(xiàn)出系統(tǒng)本身無法實現(xiàn)的功能缺陷。經(jīng)過不斷的實踐、試制和研究表明，利用切刀逐條編寫刀具軌跡和利用尖刀編寫宏程序等2種方法合理規(guī)避系統(tǒng)缺陷最為實用和有效。合理利用宏程序，可以減輕編程人員的工作量，提高程序編寫的正確率，加快編寫程序的速度，同時也加快了機床運行程序的速度；另外，邏輯清晰、規(guī)律可循的程序也便于檢查和修改。

數(shù)控系統(tǒng)；802S；宏程序

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，西門子數(shù)控系統(tǒng)已擁有802D/810D/840D等不同智能程度的系列產(chǎn)品，其在數(shù)控機床的配置上有著廣泛的應(yīng)用。但在一些企業(yè)和教學(xué)單位，還存有一定量配有西門子早期數(shù)控系統(tǒng)的機床設(shè)備，例如802S數(shù)控系統(tǒng)，該數(shù)控系統(tǒng)投入市場時間較早，對比目前市面上的數(shù)控系統(tǒng)在車削加工中的應(yīng)用，其最大的缺陷就是當工件徑向輪廓由大到小遞減時，循環(huán)“LCYC95”無法進行切削，即無法在循環(huán)中調(diào)用刀具(尖刀)對某些異型(凹槽)輪廓進行加工。

長期的實踐經(jīng)驗表明，通過選擇恰當?shù)木幊谭椒?，可以合理?guī)避系統(tǒng)缺陷，完成零件的加工。在實際生產(chǎn)中，利用切刀逐條編寫刀具軌跡和利用尖刀編寫宏程序等2種方法最為實用和有效[1]。本文以圖1所示的零件為例進行研究。

圖1　零件圖

1　確定加工工藝

零件右側(cè)圓弧R44.4 mm可以利用系統(tǒng)自帶的循環(huán)“LCYC95”進行編寫，但由R16.47 mm、φ5 mm及17°直線組成的輪廓無法使用該循環(huán)進行編寫；所以，考慮使用切刀或尖刀進行加工。

零件的工藝順序見表1。備料毛坯尺寸為φ20 mm，安裝時伸出三爪自定心卡盤右側(cè)55 mm。下述就工序2使用的2種方法依次進行討論說明和比較。

表1　工藝順序

2　加工方法

2.1切刀的加工方法

利用切刀去除凹槽徑向的多余材料，使其符合形狀要求，最后再驅(qū)動刀具沿零件的外形輪廓進行走刀(見圖2)。使用切刀加工時，刀具平移步距為2.8 mm(刀具寬度為3 mm)。

圖2　切刀的刀具軌跡

2.2尖刀的加工方法

使用宏程序編寫尖刀的加工程序，編寫前，應(yīng)先分析零件的圖形特點(見圖3)，確定各輪廓間的數(shù)學(xué)方程及邏輯關(guān)系。

圖3　零件圖形分析

2.2.1確定數(shù)學(xué)方程

1)確定R16.47 mm圓弧的參數(shù)方程。其參數(shù)方程為：

Z=-11.72+16.47cosθ

X= -7.47+16.47sinθ

(104.15°≤θ≤142.75°)

2)確定17°直線的方程。17°直線的方程為：

X=-3.27Z-133.33

2.2.2定義R參數(shù)

設(shè)定3個變量(R1、R2、R3)及相關(guān)動點a、b的坐標與變量的關(guān)系。令R1=θ，R2=X，R3=Z，則圓弧上任一動點a的坐標為(2R2，R3)，直線上任一動點b的坐標為：(2R2,-(R2+133.33)/3.27)。

3　程序編寫及對比

根據(jù)加工工藝確定的加工方法，編寫了零件的加工程序(見表2)[2-3]。

表2　零件加工程序

(續(xù))

通過對上述2段程序(切刀的程序和尖刀的宏程序)進行對比和分析，可知2段程序編寫的特點(見表3)。宏程序最突出的特點是允許引入數(shù)學(xué)方程及邏輯運算，在加工過程中由數(shù)控系統(tǒng)按照給定的數(shù)學(xué)方程自行計算，完成加工。合理利用宏程序，可以減少編程人員的工作量，提高程序編寫的正確率，加快編寫程序的速度，同時加快機床運行程序的速度；另外，邏輯清晰、規(guī)律可循的程序也便于檢查和修改。

表3　2段程序特點

4　結(jié)語

利用編制宏程序解決了802S數(shù)控系統(tǒng)車削應(yīng)用時的不足，當需要加工一些復(fù)雜的圖形時，編程人員可使用宏程序，例如在編寫橢圓等圖形的加工程序時，對比CAM軟件自動生成的冗長程序，宏程序依然能顯示其短小、精致、邏輯性強、運算速度快和易于糾錯等特點。此外，宏程序也可以應(yīng)用在其他數(shù)控系統(tǒng)上。

[1]韓全立，王宏穎.宏程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用技巧及編程實例[J].機床與液壓，2010(10)：29-32.

[2]王卉，張彤.G代碼B類宏程序在數(shù)控切割參數(shù)化圖形庫中的應(yīng)用[J].焊接，2015(9)：56-58,75-76.

[3]林福,孔艷艷,候恩光.基于宏程序的多頭鋸齒形螺紋加工程序應(yīng)用.[J].新技術(shù)新工藝,2014(7):4-6.

責(zé)任編輯馬彤

Research on the Use of Programming Method to Solve the Lack of Siemens 802S Numerical Control System

MEI Mei， JI Yipeng， YIN Yecai, DING Jie

(Beijing Institute of Petrochemical Technology， Beijing 102617， China)

Numerical control machine has become an indispensable important part of modern industrial production, and with the progress of technology related disciplines, accelerate the turning of the CNC system. The old equipment is still used in the production for a long time. With the new requirement, it shows that the system can not achieve the functional defects.In this case, how to complete the processing has become a inevitable question in front of the operator.Through the constant practice, trial production and research, summarize the two practical methods in processing. It can reduce the pressure of programmers to use the macro program properly, and it also improves the accuraly rate and edit speed of the program. Otherwise, it is easy to be checked and modified for the correct program with the obvious logic and laws.

numerical control system， 802S， the macro program

TP 391

A

梅梅(1981-)，女，大學(xué)本科，實驗師，主要從事機械加工、實操實訓(xùn)等方面的研究。

2015-12-18