周瀟瀟， 李 炫， 許 振， 張金龍

(鎮(zhèn)江中福馬機(jī)械有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212028)

等分加工是比較常見(jiàn)的一種機(jī)械加工，等分加工件如圖1所示。這是一種等分加工零件，常用的數(shù)控加工系統(tǒng)為西門子系統(tǒng)和法蘭克系統(tǒng)，下面以此兩種系統(tǒng)做編程簡(jiǎn)述。

圖1 等分加工件

1 西門子系統(tǒng)

1.1 西門子系統(tǒng)簡(jiǎn)介

西門子系統(tǒng)需用到ROT RPL=......和RND，ROT RPL=......指令代表坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，RND指令代表圓弧過(guò)渡，圖1中缺口共16等分，每等分角度為22.5°。首先需要畫出需要用到的坐標(biāo)，各點(diǎn)坐標(biāo)如圖2所示。點(diǎn)A為點(diǎn)B的延長(zhǎng)點(diǎn)用于進(jìn)刀，點(diǎn)L為點(diǎn)K的延長(zhǎng)點(diǎn)用于退刀，A點(diǎn)：114.76，14.55；C點(diǎn)：125.41，10.88；D點(diǎn)：128.6，；6.18；E點(diǎn)；128.66，1.74；F點(diǎn)：131.91，2.96；G點(diǎn)：132.66，3.24；H點(diǎn)：135.92，7.93；I點(diǎn)：135.92，16.48；J點(diǎn)：127.9，20.39；L點(diǎn)：114.76，9.21。這是所需要的坐標(biāo)點(diǎn)，圖2中所有圓弧為R5，厚度為20，在此用φ10立銑刀加工。

圖2 各點(diǎn)坐標(biāo)

1.2 西門子加工程序

T1D1

刀號(hào)

M3S600

轉(zhuǎn)數(shù)

G90G54G0X0Y0

移動(dòng)到G54中心

R1=-22.5

R1設(shè)為-22.5，與

R2累加后剛好為0°

R2=22.5

每等分的分角度

N1

跳躍地址

R1=R1+R2

角度累加

IF R1>360 GOTON2

角度累加大于

360°跳到結(jié)尾結(jié)束

ROT RPL=R1

角度旋轉(zhuǎn)

R3=0

R4=0.5

N4

跳躍地址

R3=R3+R4

深度累加

IF R3>21 GOTON1

深度大于21跳躍N1

G0X114.76Y0

Z=-R3

G41G1X114.76Y14.55F1000

A點(diǎn)

X125.41Y10.88

C點(diǎn)

X128.66Y6.18RND=5

D點(diǎn)

X128.66Y1.74

E點(diǎn)

X131.91Y-2.96RND=5

F點(diǎn)

X132.66Y-3.24

G點(diǎn)

X135.92Y-7.93RND=5

H點(diǎn)

X135.92Y-16.48

I點(diǎn)

X127.9Y-20.39RND=5

J點(diǎn)

X114.76Y-9.21

L點(diǎn)

G0Z100

GOTO N4

跳躍到N4

N2

M30

西門子這段程序中用到2個(gè)宏程序，首先運(yùn)用ROT RPL=......進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度的累加，然后再編輯一個(gè)深度累加的宏程序，從而達(dá)到加工目的。這里比較容易出現(xiàn)的問(wèn)題是兩個(gè)宏程序串聯(lián)時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以在編程時(shí)一定要注意在宏程序串聯(lián)時(shí)跳躍地址是否正確。也可以選擇用子程序調(diào)用的方法進(jìn)行編程，這樣不會(huì)出現(xiàn)宏程序串聯(lián)時(shí)發(fā)生地址跳躍錯(cuò)誤問(wèn)題而導(dǎo)致加工失敗。

使用法蘭克系統(tǒng)編程的方法跟西門子相差不多，為了區(qū)分兩種方法編程不同，在進(jìn)行法蘭克編程時(shí)使用子程序調(diào)用的方法。

2 法蘭克系統(tǒng)

2.1 法蘭克系統(tǒng)簡(jiǎn)介

使用法蘭克需要的指令有G68X...Y...R...。其中：X、Y為旋轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)值(可以是X、Y、Z中的任意兩個(gè)，它們由當(dāng)前平面選擇指令G17、G18、G19中的一個(gè)確定)。當(dāng)X、Y省略時(shí)，G68指令認(rèn)為當(dāng)前的位置即為旋轉(zhuǎn)中心。R為旋轉(zhuǎn)角度，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定義為正方向，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定義為負(fù)方向。當(dāng)程序在絕對(duì)方式下時(shí)，G68程序段后的第一個(gè)程序段必須使用絕對(duì)方式移動(dòng)指令才能確定旋轉(zhuǎn)中心。如果這一程序段為增量方式移動(dòng)指令，那么系統(tǒng)將以當(dāng)前位置為旋轉(zhuǎn)中心，按G68給定的角度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)。

2.2 法蘭克系統(tǒng)編程

主程序：(O001)

G17G40G15G69

G54G0X0Y0

M3S400

G43H1Z100

#100=-22.5

#101=22.5

N1

跳躍地址

#100=#100+#101

角度累加

IF[#100GT360]GOTO2

角度大于360跳躍

G68X0Y0R#100

坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)

M98P002

子程序調(diào)用

GOTO1

N2

跳躍地址

M30

子程序：(O002)

#110=0

#111=0.5

N30

跳躍地址

#110=#110+#111

深度累加

IF[#110GT21]GOTO40

深度大于21時(shí)跳躍

G0X114.76Y0

Z-#110

G41G1X114.76Y14.55F1000

A點(diǎn)

X125.41Y10.88

C點(diǎn)

G2X128.66Y6.18R5

D點(diǎn)

G1X128.66Y1.74

E點(diǎn)

G3X131.91Y-2.96R5

F點(diǎn)

G1X132.66Y-3.24

G點(diǎn)

G2X135.92Y-7.93R5

H點(diǎn)

G1X135.92Y-16.48

I點(diǎn)

G2X127.9Y-20.39R5

J點(diǎn)

G1X114.76Y-9.21

L點(diǎn)

G0Z100

GOTO30

跳躍

N40

跳躍地址

M99

回主程序

3 兩種編程方式對(duì)比分析

從這兩種編程方式可以看出二者大同小異，只是根據(jù)機(jī)床系統(tǒng)而編程。西門子和法蘭克在所編程序上可以互用，但使用程序進(jìn)行角度累加時(shí)，由于自動(dòng)運(yùn)算，機(jī)床默認(rèn)數(shù)值不同容易出現(xiàn)累積誤差，往往起始第一個(gè)與末尾最后一個(gè)會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的誤差。此外，對(duì)于簡(jiǎn)單的等分外型加工可以進(jìn)行手工編程，但如果形狀復(fù)雜或不是均分可以運(yùn)用另一種編程方式CAM。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造的飛速發(fā)展與不斷完善，可以利用三維CAD/CAM軟件進(jìn)行編程加工。

以圖1為例，首先在UG中制圖，繪制出所要加工的零件，利用UG中自帶的編程操作。

在UG中繪圖，然后再進(jìn)行三維加工，UG繪圖如圖3所示，選擇創(chuàng)建幾何體，選擇坐標(biāo)系如圖4所示。

然后創(chuàng)建工序選擇型腔銑，在對(duì)話框中選擇要加工的零件、加工的部位、設(shè)定刀具、每刀切削量，然后設(shè)定道路就會(huì)形成，加工軌跡如圖5所示，這樣加工位置的刀路、軌跡就都會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。確定無(wú)誤后就可以自動(dòng)生成程序，如圖6所示，這樣所需要的程序就會(huì)出來(lái)。選擇不同的系統(tǒng)，導(dǎo)出的程序會(huì)根據(jù)所選系統(tǒng)生成程序，然后用U盤導(dǎo)入機(jī)床就可以進(jìn)行加工。

圖3 UG繪圖

圖4 坐標(biāo)系

圖5 加工軌跡

圖6 生成程序

4 小結(jié)

等分的加工方法很多，但復(fù)雜程度不同，使用計(jì)算機(jī)編程比手動(dòng)編程方便快捷，可省去繁瑣的數(shù)值計(jì)算，在生成程序時(shí)可以先進(jìn)行模擬運(yùn)行，不容易出錯(cuò)。

應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定加工方法，手動(dòng)編程與計(jì)算機(jī)編程各有優(yōu)勢(shì)，手動(dòng)編程主要是通過(guò)給定的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行編程，適用于單件散件加工，如技術(shù)要求發(fā)生變化，圖形變更，可以直接通過(guò)修改坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行更改，節(jié)省時(shí)間。計(jì)算機(jī)編程則不然，當(dāng)技術(shù)要求發(fā)生變化，圖形更改時(shí)必須重新進(jìn)行制圖，重設(shè)參數(shù)才能進(jìn)行加工，花費(fèi)的時(shí)間往往比手工編程多很多，所以計(jì)算機(jī)編程相對(duì)而言比較適用于穩(wěn)定的批量生產(chǎn)。使用CAM進(jìn)行加工，對(duì)使用者有相當(dāng)高的要求，使用者應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求、加工的方式方法、工裝的設(shè)計(jì)都有一定的理論基礎(chǔ)，否則很容易出現(xiàn)問(wèn)題。