基于FANUC数控系统宏程序的典型零件加工.pdf

毕业论文论文题目 基于FANUC数控系统宏程序的典型零件加工_系 别 机电工程系_专 业数控技术 _ _ _ _ 摘要宏程序是对数控系统的种功能扩展,即在其功能平台上进行开发,开发出 来的程序称之为宏程序。宏程序是数控系统中一种具有计算能力和决策能力的数 控程序,也可称之为参数化编程。论文首先从数控宏指令的特点、加工零件的范围着手,对用户宏程序B的数 学应用基础、变量赋值、运算、循环、转移等功能,及非模态指令G65、G66/G67,G和M代码指令的调用进行说明。然后,基于FANUC数控系统的宏程序,解决 自动编程中无法进行参数化编程的难题,编制出可在数控车床上加工的椭圆 08001、双曲线08002、抛物线08003三种二次曲线的走刀指令,实现非圆曲线的 二次开发。同时,采用FANUC数控系统宏程序对数控铳床上典型序模型凸台、斜面、以及包含各类二次圆锥曲线的曲面等进行编程及仿真加工,有利于实现程 序模块化,并达到较高的效率。最后,应用宏程序对椭圆手柄、平行四边形框点 式孔群两种典型零件进行编程和仿真加工,验证宏程序加工的特点。用户宏程序B可以使用数学函数进行参数编程,实现编程的参数化,无需进 行大量繁琐的计算。其次,它还具有通用性,参数易于修改、程序可循环使用等 特点。在相似的工序中,修改相关参数即可实现宏程序多次使用。关键词:宏程序参数化自动编程IBased On FANUC Macro Program For The Typical CNC MachiningAbstractMacroprogram is a kind of function expansion to the CNC system,namely,we can develop on its function platform,we call the program what is developed out as the macroprogram.Macroprogram is a kind of CNC program which keeps the calculating power and decision power,also called nc parametric programming.Firstly,the essay begins with the feature of CNC macro instrucion and the scope of processing pieces,explaining the function of mathematical application basis user macroprogram B,variable assignment,operation circle,shift and transferring the non-modal order G65,G66G67,the code order of G and M.Secondly,it bases on the macroprogram of FANUC CNC system,solving the problem of unable parameterization programming during automatic programming,compiling out the knife order of the oval 08001,hyperbolic cure 08002,parabolic curve 08003 three kinds quadratic curve which can work on the NCN lathe,and realized secondary development of the non-circular curve.At the same time,we can use the FANUC CNC system macroprogram to compile and process the typical production model boss,obliquity,and the curved surface of all kinds off secondary cone curve on the CNC lathe.It is beneficial to realize the program modeling and achieve higher efficiency.Finally,we can apply macroprogram to compile and process on the two typical parts of oval rein and orifice parallelogram.We also can check the working feature of marcoprogram.We use the mathematical function to make a parameteic program to the user marcoprogram and realize the parameterization programming.It is unnecessary to carry on so hitty-gritty calculation.Secondly,it also has the feature of generality,the parameter is easy to be revised and program can cyclic utilization.On the same production,we can realize macroprogram multiple use when we revise the related parameter.Key word：macro program Parametric Automatic programming目录第一章绪论.11.1 宏程序的定义.11.2 宏程序的发展现状.11.3 宏程序的编程特点.21.4 适用宏程序加工的内容.31.5 宏程序与普通编程的比较.4第二章宏程序数学基础应用.5第三章用户宏程序转移和循环.93.1 变量.93.2 算术与逻辑运算.113.3 转移与循环.13第四章宏程序功能.174.1 用户宏程序A.174.2 用户宏指令B.184.3 宏程序语句的处理以及使用限制.23第五章宏程序在数控车/铳床的应用.245.1 数控车床非圆二次曲线的走刀宏程序.245.2 数控铳床单序宏程序模块化编程.255.3 小结.39第六章FANUC车床宏程序的典型零件加工实例.406.1 加工方案选择及确定.406.2 椭圆手柄工艺分析.416.3 椭圆手柄宏程序编程加工.446.4 MASTERCAM 软件自动编程.486.5 宏程序加工的实体模型分析.52第七章FANUC铳床宏程序的典型零件加工实例二.547.1 平行四边形框式点阵孔群零件图.54III7.2 平行四边形框点式孔群零件工艺分析.567.3 编程.567.4 仿真加工图.587.5 本章小结.59第八章结论.60参考文献.61附录.62致谢.63IV第一章绪论1.1 宏程序的含义一般意义而言,数控指令是指ISO代码指令编程,即每一指令的功能是固定 的,由系统厂家生产,使用者只需且只能按照机床的控制规定编程即可。但有时 这些指令满足不了用户的需求,系统因此提供了用户宏程序平台,用户可以对数 控系统进行定的功能扩展,即在数控系统宏程序功能的平台上进行开发,其开 发出来的程序就是宏程序。宏程序是数控系统中一种具有计算能力和决策能力的数控程序,简单而言,即采用参数化编程就称之为宏程序。1.2 宏程序的发展现状随着数控机床的普及和数控技术的推广,我国也被誉为“世界工厂”、“制造大 国,我国制造工业飞速发展的同时,与世界制造先进水平的差距在不断缩小,而 作为现代制造技术的灵魂及核心,数控加工技术也得到了广泛的应用,各类 CAD/CAM软件的应用日趋普及,特别是在数控三维曲面加工中手工编程几乎已无 用武之地然而强大的思维定式和使用习惯,使得编程人员不论程序大小、加工难 易都习惯使用CAD/CAM软件来编程,手工编程似乎被遗忘了,而在学习手工编 程时只是简单地学习基本的编程指令。在国外,特别是日本,日本的机械行业的自动化、智能化、数控化程度不在 我国之下,CAD/CAM软件也非常流行、普遍,但日本并没有因此而忽略和削弱对 编程能力的基本功要求,因此在企业的生中,手工编程依然存在。宏程序作为个数控机床厂为满足用户进行二次开发编程使用平台,也是手 工编程的核心,我国的数控技术是在2000年以后得到广泛的推广与使用,并且 在我国有相当一部分数控机床是通过普通机床改造而得到,机床的数控系统绝大 多数是低级的版本,并且数控技术早期发展时厂家也仅仅是研发了用户宏程序A（详见第四章）,用户宏程序A代码定义不明显,编辑用户宏程序A困难,而且 无法使用运算符,这使得用户对用户宏程序A产生厌恶的感觉。随着技术的发展,数控机床的厂家也对宏程序编程的平台进行了升级与提高,在推出用户宏程序B 之时已经无人问津了,原因很简单:是上述所说的用户宏程序A不完善,让用 户产生厌恶的感觉;二是宏程序的编程需要一定的汇编语言以及数学模型基础,而一般编程仅学习普通固定循环指令,且没有学习汇编语言;三是我国对宏程序 研究相对很少,同时数控设备公司对技术的封锁。以上原因均影响了宏程序在我 1国的应用与发展。1.3 宏程序的编程特点宏程序编程虽然比普通的编程难掌握很多,但是在企业生产中却有着较多的 应用,特别是有些特殊曲面的零件只能用宏程序或自动编程来处理。宏程序编程 主要有以下方面的特点。1.3.1 高效数控加工中常遇到数量少,品种多,有规则几何形状的零件,在编程时只要 稍加分析和总结,找出它们之间的共同点,把这些共同点设为变量应用到程序中,编出一个宏程序,通过改变其中的赋值,就可以进行零件加工,有效节省编程时 间,而且在运用时准确性也得到提高。如果使用CAD/CAM自动编程软件,对于 此类零件需要重新绘制图形,设置走刀路线,实体切削验证,执行后处理以及向 机床传输程序后可以进行加工。此外宏程序短小,执行效率高。即加工个零 件仅仅节省1s,成千上万的相同零件合计起来节省的时间也就非常可观了。1.3.2 经济在实际生产中,经常会出现许多结构相似,但品种多,数量少的零件,这些 零件在某些特征上变化不定,按常规加工方法,往往需要用成型刀具加工。但是 零件品种多,所以成型刀具数量很多,定做一把成型铳刀要比普通的铳刀费用高 出23倍。为了降低加工成本,采用宏程序编程,就可以解决此类问题。同时许 多在实际加工中必须依靠球头铳刀加工的零件,采用宏程序编程,只需要平底铳 刀就可以解决。1.3.3 加工质量好如果比较宏程序与软件编程,对于软件编程而言,通常编制的曲面加工程序 的容量比较大,而常用的数控系统的标准配置一般为128KB或是256KB(机械 程训练中心的机床是512KB),当程序的大小超出机床的存储容量时,用户就要考 虑在线加工了。在线加工时,会出现程序的传输速率跟不上机床的节拍,原因是 常见的数控系统(如GSK980TDa)所支持的RS232接口最大传输波特率为19200 bit/s0当计算机精度较高、进给速度值比较大时,在实际加工中就可以看到机床的 进给运动有明显的断续、迟滞。使用宏程序编程时,即使是复杂的数控加工程序,其篇幅也是精简。通常一 个正常合理优化的宏程序,一般不会超过60行,换算成字节,最多不超过2KB,2根本不用在线加工,也就没有加工断续的现象。从用户使用宏程序角度讲,使用CAD/CAM软件来生成刀具轨迹及加工程序 是非常容易的。但是剖析CAD/CAM软件计算刀具轨迹的原理,就知道存在一定 的弊端。在CAD/CAM自动编程软件中,无论构造规则或不规则曲面,都有一个 数学运算过程,也必然存在计算的误差和处理,而在对其生产三维加工刀具轨迹 时,软件是根据操作者所选择的加工方式,设定加工参数,并结合设定的加工误 差,使刀具与加工表面的接触逐点移动完成加工。从本质上看,其实是在允许的 误差值范围内沿每条路径用直线去逼近曲面的过程。使用宏程序时,为了对复杂 的加工运动进行描述,变量编程,比如会最大限度地使用数控系统内部的各种指 令（如G01、G02/G03等）,因此机床在执行宏程序编程时,数控系统的工业计算 机可以直接进行插补运算,且运算速度极快,在加工伺服电动机和机床的迅速响 应下,使得加工效率很高,加工质量更好。1.4 适用于宏程序加工的内容1.4.1 加工艺的优化机械零件绝大多数都是批量生产,在保证质量的前提下,要求最大限度提高 加工效率,以降低生产成本,同时零件批量生产的几何尺寸精度和形状位置精度 都要保证高度的一致性。加工艺的优化主要是数控加工程序的优化,要求操作 者非常方便、快速地调整生产过程的加工参数（如刀具尺寸、刀具补偿值、层降、步距、计算精度等）,宏程序在这方面有强大的优越性。使用宏程序编程加工时,操作者根本不需触动程序本身,只需针对各项加工参数所对应的自变量赋值做出 个别调整,就能调整到最优化的状态。1.4.2 保证几何参数曲面的加工机械零件的形状主要是各种凸台、凹槽、圆孔、斜平面、回转面等组合体。构成其几何因素无外乎点、直线、圆弧、各种二次圆锥曲线（椭圆、抛物线、双 曲线）等,这些都是基于三角函数、解析几何的数学应用。上述的直线或曲线在 数学上均可以用三角函数表达式、解析方程式以及参数方程加以表达。因此宏程 序有广泛的应用空间,能发挥较强的作用。1.4.3 特殊螺纹的加工机械零件还有一些很特殊的应用,如变螺距螺纹加工,运用宏程序切削变螺 距螺纹,在循环中只需要每转动圈,对螺距进行递增（递减）一定量,这样就 3可以实现加工过程中螺距的变化。1.5 宏程序与普通编程的比较宏程序与普通编程存在一定的区别,如表1-1。表宏程序与普通编程的简要对比宏程序普通编程可以使用变量,并给变量赋值只能使用常量变量之间可以运算常量之间不能运算程序可以跳转程序只能顺序执行,不能跳转从上述表中可以看出,宏程序与普通编程之间的差别。4第二章 宏程序数学基础应用宏程序的应用离不开相关的数学知识,尤其是中学的基础知识,其中三角函 数、解析几何是最重要、最直接的数学基础,要编制出精简的加工用宏程序。方面要求编程者具有相应的工艺知识和经验,即确定合理的刀具、走刀路线（或 走刀方式）,另一方面也要求编程者具有相应的数学知识,即如何将上述的意图通 过逻辑严密的数学语言,配合标准的格式语句加以表达出来这是手段。在宏程序编程应用中,充分了解曲线的标准方程和参数方程的转换,非圆曲 线采用的编程均是参数编程,因此本论文使用图形、表格的形式简单总结以下三 种常用曲线的标准方程及参数方程。二次曲线的定义是:从动点P到定点F的距离PF到定直线的距离PF之比为 定值,叫离心率,即PF：PH=。如果小于1,则动点P的轨迹为椭圆;如果 等于1,则动点P的轨迹为抛物线,如果1,则动点P的轨迹为双曲线。此时,定点F称为焦点,定直线称为准线。椭圆和双曲线（及其退去形式）称为有心二次曲线,抛物线（及其退化形式）称为无心二次曲线。二次曲线在立体几何上都是由一平面以不同角度与标准圆锥面相割而得到的 截面线,又称之为圆锥曲线。在工程实践中,二次曲线的应用非常广泛,在此不 再赘述。图2-1椭圆图形5表21椭圆方程参数椭圆方程类别表达式标准方程X2 y2+=1a2 b2说明中心 (0,0),顶点 A、B(土a,0),顶点 C、D(0,b)焦距=2c,离心率C=OFI=OF2=y a2 b2=OF/a=-la2 b2/a,(e1 参数方程（直角坐标）0叫双曲线的离心角）%=，（x-a/cos6,or,x-asec6 y=，（y=b tan 07极坐标方程（p为焦弦之半）焦点B为极点,BX为极轴r=p/1-8COS0 焦点F2为极点,F2X为极轴r=p/1+ecosO 图2-3抛物线图形表2-3抛物线方程参数抛物线方程类别类别标准方程y2=2px焦距OF,离心率=OF=p/2（=1 参数方程（极坐标）p为焦弦之半F为极点,FX为极轴一 r=p/lcos。）8第三章 用户宏程序转移和循环FANUC数控系统提供两种用户宏程序,即用户宏程序功能A和用宏程序功能 Bo用户宏程序功能A是FANUC数控系统的标准配置功能,任何配置的FANUC 数控系统都具备这个功能。用户宏程序功能B是用户宏程序功能A的升级,虽然 不是FANUC数控系统的标准配置功能,但是绝大部分的FANUC数控系统也都支 持宏程序功能B;同时变量的转移与循环是宏程序编程的关键,而变量的使用则为 循环提供的条件。3.1 变量3.1.1 变量表示相对计算机而言,计算机可以直接使用变量,而数控系统中的宏程序不能直 接使用,变量需要使用变量符号“#”加上后面的变量号指定,如#1。变量在数控系统中,分三种类型,分别是:局部变量、公共变量和系统变量。表3-1变量类型变量号变量类型功能#0空变量该变量总是空的,没有值能赋给该变量#1#33局部变量局部变量只能用于在宏程序中存储数据。例如运算结果。#1007199#5007999公共变量公共变量在不同的宏程序中意义是相同。#10009999系统变量系统变量用于读与写CNC各种数据,例如刀具补偿等等。局部变量:在局部变量中,当断电时,局部变量变量被初始化为空,调用宏 程序时,自变量对局部变量赋值。公共变量：断电时变量#100-#199初始化为空,变量#500#999的数据保存,即使断电也不会丢失数据。3.1.2 自变量的指定在宏程序中,有两种不同的指定形式,第一种自变量指定I使用除了 G、L、N、P之外的字母,每个字母指定一次;第二种自变量指定H使用A、B、C和、匕、上、&i为110,根据使用字母自动决定自变量指定的类型。9表3-2自变量指定I地址变量号地址变量号地址变量号A#1I#4T#20B#2J#5U#21C#3K#6V#22D#7M#13W#23E#8Q#17X#24F#9R#18Y#25H#11S#19Z#26使用自变量I时必须考虑以下两点:1 不需要指定的地址可以省略,对应于省略地址的局部变量为空。2 地址不需要按字母顺序指定,但是应符合字母地址的格式,I、J、K这三 个需要按字母的顺序指定。表3-3自变量指定II地址变量号地址变量号地址变量号A#1K3#12J7#23B#214#13K7#24C#3J4#1418#2511#4K4#15J8#26J1#515#16K8#27K1#6J5#1719#2812#7K5#18J9#29J2#816#19K9#30K2#9J6#20110#3113#10K6#21J10#32J3#1117#22K10#33使用自变量指定II时,需要注意的是:（1）自变量指定格式H使用前,任何自变量前必须指定G65。（2 自变量指定I、II混合使用,CNC内部系统会自动识别自变量I和自变 量II,当混合使用时,系统会默认自变量指定H格式。（3 不带小数点的自变量,其数据为各地址的最小设定单位,传递不带小数 的自变量,其值会根据机床实际的系统配置变化。在宏程序调用中,使用小数点 可使程序兼容性更好。103.2 算术与逻辑运算3.2.I 算术运算在FANUC数控系统中,一般的编程都是只能使用数值加工无法使用函数运 算。宏程序中,一般都不适用数值,使用函数方程式运算。表3-4 FANUC数控算术运算功能格式备注定义、置换#i=#j算术运算加法#i=#j+#k减法#i=#j-#k乘法#i=#j*#k除法#i=#j/#k正弦#i=SIN#j三角函数以及反三角 函数的数值均要转换 为小数;例如 90.30=90.5反正弦#i=ASIN#j余弦#i=COS#j反余弦#i=ACOS#j功能格式备注定义、置换#i=#j算术运算正切#i=TAN#j三角函数以及反三角 函数的数值均要转换 为小数;例如 90.30=90.5反正切#i=ATAN#j/#k平方根#i=SQRT#j绝对值#i=ABS#j舍入#i=ROUND#j指数对数#i=EXP#j（自然）对数#i=LN#j上取整#i=FIX#j下取整#i=FUP桁3.2.2 混合运算的运算顺序表3-2中函数与函数之间的运算,如数学中运算一样,有运算优先级,其顺序 与数学中的定义一样,优先级顺序从高到底依次如图3-1所示。11函数运算乘法与除法运算加法与减法运算图3-1计算优先级流程图3.2.3 括号嵌套在数控宏程序编程中,对于程序中出现多层运算的时候,可以使用“”进行改 变运算的顺序,最里面层的“口“优先运算。括号内最多可以嵌套5个“”，3.2.4 运算精度无论是计算机系统还是数控系统,在计算过程中避免不了会产生误差,宏程 序运算过程中也不例外,而数控机床加工的零件,精度要求均是比较高,因此在 使用用户宏程序也必须考虑。在FANUC数控系统中,用户宏程序处理数据运算时,误差所使用的格式是浮点格式:MX2E,并且每次进行用户宏程序运算中,都产生一 次误差,重复计算的过程中,误差会积累相加。FANUC数控系统宏程序在运算过 程中误差的精度见表3-5。表3-5 FANUC数控系统运算误差表运算平均误差（mm 最大误差（mm#1=#2*#31.55x104.66x10#1=#2/#34.66x101.88x10#1=V#21.24x103.73X1O-10#1=#2+#3#1=#2-#32.33x105.32x10#1=SIN#2#1=COS#25.0 x10-91.0 x10-8#l=ATAN#2/#31.8x10-63.6x1012由此可见,运用用户宏程序运算误差非常小,精确度非常高,对于一般的加 I,都能都达到图纸所需要的精度。3.3 转移与循环在计算机C语言中,可以使用IF语句和WHILE语句改变程序的运行方向。宏程序中,使用GOTO语句和IF语句改变程序的流向,FANUC数控系统提供了三 种转移与循环。表3-6转移与循环表转移与循环GOTO语句无条件转移IF语句条件转移WHILE当时循环表3-7运算符运算符含义运算符含义EQ等于（=）GE大于或等于（）NE不等于（力）ET小于（GT大于）LE小于或等于（。3.3.1 无条件转移及条件转移 1 无条件转移:GOTO n；2 条件转移:IF条件表达式GOTO n；n顺序号为19999的数值当运用无条件转移时,只要执行到该含GOTO的程序段后,程序就会调用到 n程序段,执行相关的程序（一般很少使用到无条件转移）。采用条件转移,则需 要条件表达式进行比较,条件表达式包含有两个变量以及用于比较的运算符,当 条件满足时,即可跳到GOTO所指定的程序段执行程序。条件不满足IF#1GT#5 GOTO 15;条件满足程序N15G00Z50；图3-2条件转移流程图3.3.2循环在宏程序中,为了得到程序的简洁、精悍的效果,因此有些程序需要循环使 用,这就使需要使用循环语句进行循环,在宏程序中,除了使用转移格式可以达 到循环的效果以外,数控系统还提供WHLIE语句执行循环。WHILE条件表达式Do/(GOTO)n；不满足条件条件满足程 序图3-3 WHILE-DO循环流程图顺序号n为19999的数值,WHILW循环与IF转移执行程序很相似,不 同之处是其:使用IFGOTO n;语句是当条件不满足的时候,继续执行程序,满足条件则跳出转移;而WHILEDO/(GOTO)n!语句则是当条件满足之时,执行程序,不满足则跳出循环。其二:IF-GOTO n;语句不能嵌套使用,仅仅能 使用一次;而WHILEDO/(GOTO)n;语句在内部循环中可以嵌套使用,其嵌 套可以是：14(1)多次使用WHILEDO循环图3-4 WHILE-DO多次循环流程图15(2)WHILE-DO循环3次嵌套:图3-5 WHILEDO多次嵌套循环流程图(3)条件转移可以跳出循环图3-6 IF条件跳出WHILE-DO循环流程图在多次嵌套循环中,必须如计算机C汇编语言样,实现WHILEDO语 句的成对出现。在条件转移跳出循环中,也需要严格执行其格式,不能颠倒顺序,否则无法执行程序循环,并且会出现报警现象。16第四章宏程序功能4.1 用户宏程序A用户宏程序A也称为A类宏,其格式为:G65HmP#iQ#jR#k,其中m为199,宏程序功能;#i为存储运算结果的变量号;#j为进行运算的变量1,也可以是常数;#k为进行运算的变量2,也可以是常数；表4-1 FANUC数控系统G65HmA类宏指令表G65Hm功能数学定义G65H01定义、置换#i=#jG65H02加法#i=#j+#kG65H03减法#i=#j-#kG65H04乘法#i=#jx#kG65H05除法#i=#j-r#kG65H11逻辑加#i=#jAND#kG65H12逻辑减#i=桁 OR#kG65H13异或（非）#i=#jXOR#kG65H21开平方#i=7#7G65H22绝对值G65H23剩余数#i=trunc(#j/#i)x#kTrunc:小数部分舍去G65H24变成二进制#i=BIN(#j)G65H25变成十进制#i=BCD(#j)G65H26复合除运算#i=(桁/#i)4-#kG65H27复合开方根1#i=J#jx#j+#kx#kG65H28复合开方根2#i=J#jx#j-#kx#kG65H31正弦#i=#jxsin(#)G65H32余弦#i=#jxcos(#fe)G65H33正切#i=#jxtan(#Z)G65H34反正切#i=arctan(#j/#k)G65H80无条件转移GOTOnG65H81条件转移12F#j=#k GOTOn17G65H82条件转移22F#k GOTO nG65H83条件转移32F#j#k GOTOnG65H84条件转移42F#j#k GOTO nG65H86条件转移62F#j 步距为 K=0.1mmN110G01X26.96Z-68.33;加工斜面N120G02X26W-3.36R20;加工R20的圆弧N125G01Z-90;力口工（p26mm的圆N130X42;退刀N140M09;车削液关闭N150G40G00X100Z100;取消刀补,退刀刀X100Z100处,为精加 换刀做准备N160T0404;调用4号刀具,使用4号刀补N170M03S1200F50;主轴正转,2000r/mimN180G70PQ170;精加工轮廓N70-N170N190M05;主轴停转N200M30;加工完毕,程序返回程序头。表 6-6 08001幅圆宏程序程序号加工程序程序说明08001程序名N10N10#4=2*#lSQRTl-#2*#2/#3*#3;以#2为变量的参数N20G01X#4Z#2;加工椭圆N30#2-#5;步进加工N40IF#2GE#6GOTO 10;循环条件N50M99返回主程序46（2 椭圆手柄模型加工现场如图6-4：图6-4椭圆手柄模型加工现场图6-5零件模型476.4 MasterCAM软件自动编程运用MasterCAM加工椭圆手柄零件,自动编程在加工椭圆圆弧与斜面无法交 接,因而无法G73的固定循环代码,因此在加工过程中,左右两端的交接处在斜 面与椭圆的相交处。自动编程生成程序的流程图如图6-6所示:图6-6 MasterCAM生成程序流程图48自动编程程序实现过程(步骤)：(1)由于手柄外轮廓有椭圆,而MasterCAM自动编程软件与绘图软件之间存在软件的兼容性,且CAD与CAM无法实现图形,使得该零件需要通过CAXA 电子图版2007来将2008CAD零件图进行复现,并且能使MasterCAM软件兼容该 零件图。(2)MasterCAM调用零件图,并选择两轴联动的机床,设置材料以及夹具,如图67、图6-8所示:Make from 2 points.Use MarginsPreview图6-7材料设置PositionM From stockI Grip on maximum diameter Grip length:User defined point:图6-8卡盘设置(3)设置刀具、车削速度V=800r/min、单边车削深度=lmm、进给率=100mm/min,对零件进行粗车,所得走刀路线如下图所示:49图6-9粗车走刀路线图6-10粗车效果50（4 设置精加工路线,以及刀具、车削速度=1200r/min、进给率50r/min,得 到的精加工路线如图6-11所示:图6-1!精加工走刀路线图6-12精加工效果51图6-13程序输出 5 输出程序,在生成数控加工程序进行后期处理,详细的数控程序见附表。6.5宏程序加工的实体模型分析 1 由加工零件的模型看,本模型根据实际加工中打板形式,通过调节主轴 转速、进给率来获取最佳精加工参数。由于加工过程中参数的改变,因而每段中所获得的表面粗糙度有所不同,在 第三段加工中,其光滑度达到了镜面车,粗糙度达到（参数参考各级表面粗糙 度的表面特征及应用举例）,比图纸中所需的要求高一个等级。表6-7实体模型加工参数对比段数加工速度（r/mm 进给率（mm/mim 第一段900100第二段90080第三段120050第四段70080第五段70070第六段5007052(2)通过表6-8进行宏程序加工与自动编程加工进行对比分析 表6-8宏程序加工与自动编程加工对比名称宏程序加工MasterCAM自动编程加工表面粗糙度0.81.6尺寸精度很容易能达到0.1mm有一定的难度效率高,铳床加工过程中,还可以在BG(后台)进行另个零件的编程低是否能参数修改能不能零件加工使用时间少多劳动强度小大相似零件时,程序可否循环 使用可以,只需要进行部分参数修改即 可不可以通过上述的两点可以看出,宏程序加工出来椭圆手柄模型比自动编程获得的 效果要好,并且宏程序加工椭圆手柄零件能达到预期的效果。53第七章FANUC铳床宏程序的典型零件加工实例二7.1 平行四边形框式点阵孔群零件图图7-1平行四边形框式点阵孔群零件图该孔系点阵为平行四边形,孔尺寸为16mm,孔与孔之间间隔为550.1mm,第一行孔与X轴之间成15。0.1。角,平行四边形锐角为65。,第一行孔的第一个孔 与X轴、Y轴的距离均为50mm,零件的外轮廓尺寸为260mm、220mm孔深为 25mm 与普通编程相比,普通编程需要计算出每个孔的具体尺寸,这对于精度控 制要求较高的孔群零件,要达到图纸所需的尺寸精度,普通编程存在一定的困难;使用宏程序加工该孔群,仅需要保证第一行的第一个孔保证尺寸,剩余的孔就以 第一个空为基准,采用参考函数计算进行推进加工,加工比较容易实现。因此采用 宏程序加工该零件,宏程序编程加工流程图如图7-2所示:54图72框点式孔群宏程序加工流程图557.2 平行四边形框点式孔群零件工艺分析根据零件图的分析可以看出,该孔群是在加工完成零件的外轮廓以及表面加 工以后而进行的序。由于其工序只是加工孔,并且孔尺寸为016mm,只需要一 把麻花钻即可满足加工的刀具需求。毛坯材料:已经加工好外轮廓的220 x260mm#45钢机床选择:FANUC数控铳床刀具:根据实用金属切削手册选取硬质合金直柄麻花钻(GB/T6135.41996)夹具：艺板表7-1刀具参数钻头直接d/mm螺旋角p/锋角2K/后角a横刃斜角屮/016301181242转速：500r/min校验工具：内测千分尺(JB/T 100061999)、万能角度尺(GB/T 63152008)7.3 编程表7-2变量使用说明#101=X；第一个孔的X坐标#102=Y；第一个孔的坐标#2=#101；第一个孔的X坐标赋值给#2#3=#102；第一个孔的Y坐标赋值给#3#4=1；平行四边形点阵孔群行孔数初始值#5=1；平行四边形点阵孔群列孔数初始值#6=15；起始边与X轴的夹角#7=4；X轴孔数#8=3；Y轴孔数#9=55；X轴孔间距#10=55；Y轴孔间距#11=65；点阵孔群终边与起始边的夹角#12=20；最终钻削深度#13=50；安全高度#14=500；钻削进给速度56表7-3加工主程序顺序号程序/程序名说明05001N01G54G90G00X100.0Y100.0Z100.0;设置坐标系N05M03S500;主轴转速N10G43G00Z5.0;设置刀具长度补偿N15X0.0Y0.0M07;机床移动,切削液打卡N20G65P3322;调用宏程序03322N25G00Z100.0M09;Z轴上升到100mm处,切削液关闭N30G49;取消刀具长度补偿N35X0.0Y0.0M05;主轴停止N40M30加工完毕,程序返回表7-4宏程序顺序号程序/程序号说明03322N01WHILE#4GT#7 DO1;如果#4大于#7,程序跳转N40N05G00X#101Y#102;将刀具移动到孔的上方N10G98G81Z#12R#13F#14;调用循环程序钻孔N15#101=#2+#9*COS#6;计算孔的X坐标值N20#102=#3+#9*SIN#6;计算孔的Y坐标值N25#2=#101;将X坐标值赋值给#变量#2存储N30#3=#102;将Y坐标值赋值给#变量#3存储N35#4=#4+l；孔数加1N40END1;返回循环体1N45WHILE#5GE#8DO2与上述循环1的说明类似与上述循环1的说明类似N50#101=#2+#10*COS#6+#11;N55#102=#3+#10*SIN#6+#ll;N60G00X#101Y#102;N65G98G81Z#12R#13F#14;N70#2=#101;N75#3=#102;N80#5=#5+l;N95END2;N100#4=1;N105WHILE#4GE#7DO3;N110#101=#2-#9*COS#29;N115#102=#3-#9-SIN#29;N120G00X#101Y102;N125G98G81Z#12R#13F#14;N130#2=#101;57N135#3=102;N140#4=#4+1；N145END3;N150#5=1;N155WHILE#5GE#10D01;N160#101=#2-#1 COS#6+#10;N165#102=#3#1SIN#6+#10;N170G00X#101Y#102;N175G98G81Z#12R#13F#14;N180#2=#101;N185#3=#102;N190#5=#5+l;N195END1;N200G80;取消固定循环N205M99;返回主程序7.4 仿真加工图图73走刀路线图58图7-4仿真效果图7.5 本章小结通过上述的加工过程,很容易看出,运用宏程序加工有规律的孔系,其采用 参数（一次函数）编程,方便、快捷,无需进行大量繁琐的计算,这可以减少了 计算过程中的估算误差,同时也减少了艺员的工作量（劳动强度）;较易地达到零 件的精度要求;而宏程序的加工艺是较优的加工艺,其走刀路线是采用最简 的方式,实现最优时间,因此采用宏程序加工有规律的孔系零件优于其他的加工 方式。59第八章结论本文通过FANUC数控系统运用简单的语言总结宏程序的理论基础及编程形 式阐述了几种编程方式,以及提出了一种可以直接采用于主程序的宏程序也可以 使用G65/G66调用编程形式,宏程序更加灵活。在数控系统二次开发中,使用宏程序编程编出了椭圆、双曲线、抛物线三种 非圆曲线的程序指令,使用程序代替走刀指令,突破了数控系统中仅有的G01直 线插补、G02/G03圆弧插补走刀指令,弥补了数控系统中没有非圆曲线加工指令 的空白,实现宏程序可以直接采用有程序组成的指令进行走刀加工,其在椭圆手 柄的加工中得以验证。在数控铳床（加工中心）中,提出了一种可以将宏程序直接使用于宏程序中,同时也可以使用于G65/G66指令调用中,这让宏程序在实际加工中更加灵活、方 便;同时编辑出数控铳床中（加工中心）的常用工序的模型宏程序,实现了程序 的循环使用,为实际加工节约时间、降低成本,提高生产效率,解决一般编程以 及自动