数控加工汽缸坡口中宏程序编程的探讨.doc

加工汽缸管口坡口中宏程序编程的应用
摘 要：本文探讨了SINUMERIK 840D系统数控铣削加工时，如何运用计算参数R和程序部分重复(REPEAT)将汽缸管口坡口（圆锥轮廓）进行逼近，并用宏程序进行G代码编程加工的方法。
关键词：运算符、计算功能、计算参数R、REPEAT 指令、圆锥数学模型、宏程序
引 言:数控机床是我公司产品加工主要设备，而数控编程在数控加工愈来愈重要。现阶段由于我公司加工产品大多为小批量，单件产品周期长，工艺复杂且多样化等特点，数控加工完全利用计算机编程，难以解决生产中诸多实际问题，实际生产加工中，手工编程起主导作用。在加工汽缸管口坡口时，利用数控镗铣床铣削坡口提高了加工质量，使用宏程序编程的方法颇具有代表性。为此，将宏程序编程方法作以下介绍。
一、宏程序
  宏程序是指数控编程中含有变量且运用变量、运算以及条件功能，编制出更加合理简便的程序。宏程序编制方便，简单易学，是手工编程的一部分，多用于形状有一定规律的零件加工。随着数控技术的发展，计算机自动编程逐渐代替手工编程，但宏程序的简单依然具有实用价值。用最短时间，编制出合格的程序并加工出合格零件，是数控加工所共同追求的。下面以《840D编程手册》为参考，对宏程序做简单介绍
1、运算符/计算功能/计算参数R
+ 加法 - 减法 * 乘法 / 除法
Sin ( ) 正弦COS( ) 余弦TAN( ) 正切 ASIN( ) 反正弦
ACOS ( ) 反余弦 ATAN2(,) 反正切 SQRT( ) 平方根
ABS ( ) 总计 POT ( )乘方（平方） TRUNC ( ) 整数部分
ROUND ( ) 整数圆整 LN ( ) 自然对数 EXP () 指数函数
2、比较运算符含义
== 等于 <> 不等 > 大于 < 小于
>= 大于等于 <= 小于等于
3、计算参数 R
Rn=（）
R 计算参数
n 计算参数个数，n= 0 至最大值。
缺省设定为：最大值 = 0-99
在使用运算符/计算功能/计算参数R时，必须要遵守通常的数学运算
规则。优先执行的过程通过园括号设置。其它情况下，按照先乘除后加减运算。
4、REPEAT 指令
标签: xxx
yyy
REPEAT LABEL P=n
zzz
在标签（带任意一个名称）和REPEAT 指令之间的程序
部分重复P=n 次。
如果带标签的程序段中还有其它的指令，则在每次重复
时它们均重新执行。
如果没有说明P，则程序部分仅重复一次。
在重复最后一次之后，继续执行REPEAT 行之后的程序
编程举例(部分程序)：
N10 G1 F300 Z-10
N20 BEGIN1:
N30 X10
N40 Y10
N50 BEGIN2:
N60 X20
N70 Y30
N80 ENDLABEL: Z10
N90 X0 Y0 Z0
N100 Z-10
N110 BEGIN3: X20
N120 Y30
N130 REPEAT BEGIN3 P=3 ；执行N10 到N20 程序部分3 次
N140 REPEAT BEGIN2 P=2 ；执行N50 到N80 之间的程序部分2 次
N150 M100
N160 REPEAT BEGIN1 P=2 ；执行N20 到N80 之间的程序部分2 次
N170 Z10
N180 X0 Y0
N190 M30
二、宏程序在铣削加工汽缸管口坡口中的应用
   图示为汽轮机坡口加工的简图，现以φ80玉米棒铣刀加工为例：
图表 1
G90G54G17 ；定义工件零点
M3S500F2000 ;主轴正转
G0W0 ；w附加轴回零点
Z50 ；z轴提刀
X0Y0 ；主轴回零点
R1=0 ；z轴每圈下刀深度初始值
R9=80 ；刀具直径
R10=45 ；坡口斜度
R13=100 ；坡口顶面直径
R11=(R13+R9)/2 ；刀具+顶圆直径（此工件刀补简单，可直接计算）
R12=10 ;止口深度
R14=200 ；底圆直径
G0X=(R14+R9)/2+10 ；止口外圆加工快速定位
G1Z-10 ；z轴进刀深度
G1X=R11Y0 ；止口外圆加工起始点
G02I=AC(0)J=AC(0) ；整圆插补
BEGIN1：G64 ；连续路径模式
R2=R1/TAN(R10) ；半径增量计算
R3=R2+R11 ；每层半径和计算
R4=360 ；圆弧起始角初始值
R7=0 ；每一点z轴下刀初始值
BEGIN2: R5=SIN(R4)*R3 ；y轴坐标计算
R6=COS(R4)*R3 ；x轴坐标计算；
G1X=R6Y=R5Z=-R12-R1-R7 ；小直线段插补
R4=R4-0.1 ；圆弧角度自变量
R7=R7+0.5/3600 ；每圈z轴下刀自变量
REPEAT BEGIN2 P3599 ；标记开始循环3599次
R1=R1+0.5 ；锥螺旋螺距
REPEAT BEGIN1 P99 ；标记开始循环99次
G0Z50 ；提刀
M30
三、结束语
宏程序的特点就是将有规律的形状或尺寸用最短的程序段表示出来，既具有易读性和修改性，熟练的掌握宏程序才能是一个程序更加合理完善。在汽轮机加工过程中，诸多零件的机械加工工序中，采用宏程序编程可减少编程量，同时减轻了劳动强度，提高加工质量。
参考文献:
《SINUMERIK 840D编程手册》 西门子股份公司出版
本人就加工汽缸坡口中所领悟的浅薄见解，与大家作以探讨交流，有不对之处敬请指出，得以共同提高。