数控铣削加工宏程序与CAD/CAM软件生成程序的加工性能对比
任何数控加工只要能够用宏程序完整地表达，即使再复杂，其程序篇幅都非常有限，可以说任何一个比较合理、优化的宏程序，极少会超过60行，换算成字节数，至多不过2KB。一方面，宏程序天生短小精悍，即使是最廉价的机床数控系统，其内部程序存储空间再小也会有个10KB左右(FANUC 0i系统的标准配置一般为128KB或256KB，其他常见的数控系统也与此大体相仿)，完全容纳得下任何“庞大”的宏程序，因此根本无需考虑机床与外部电脑的传输速度对实际加工速度的影响(事实上还没有什么数控系统或DNC软件支持以DNC方式运行宏程序来进行在线加工)。
另一方面，为了对复杂的加工运动进行描述，宏程序必然会最大限度地使用数控系统内部的各种指令代码，例如直线插补G01指令、圆弧(螺旋)插补G02/G03指令等，因此机床在执行宏程序时，数控系统的计算机可以直接进行插补运算，运算速度极快，伺服电动机响应快，机床反应迅速，加工效率极高。
而对于CAD/CAM软件生成的程序，情况则要复杂得多！下面笔者将结合自己多年使用CAD/CAM软件的心得与经验，对此进行比较深入、详细的阐述。
首先，CAD/CAM软件生成的程序通常都比较大，非常容易就突破机床数控系统内部程序存储空问的限制(通俗地说就是系统装不下程序)，因此一般来说，除了相对简单的孔系加工、二维轮廓或口袋加工以外，其余绝大部分程序都不得不以DNC方式进行在线加工，显然机床与电脑之间的传输速度成为了影响加工速度的第一个“瓶颈”因素。除了那些机床系统内置硬盘、或机床与电脑之间以FDDI、以太网等形式进行组网的新型数控机床(主要是高速加工机床)之外，目前凡是运用CAD/CAM软件进行数控编程的数控铣/加工中心绝大多数都是通过RS232口的串口通信来实现DNC在线加工的。
绝大多数主流的中档数控系统，如FANUC 0M、0i，三菱M52、M64，西门子8021)、810D等，系统所支持的RS232口最大传输速度(即波特率Baud rate)基本上都是19200，而大多数DNC软件(如V24，PCIN，AIC等)支持的最大波特率多数也不过红19200～38400，即使在19200的波特率下工作，当计算精度较高、进给速度，值又较大(如F1800～F2500)时，程序传输速度往往还是；跟不上机床的节拍，在实际加工中可以看到机床的进给；运动有明显的断续、迟滞，对于FANUC系统，即使打开DNC缓冲，或设置C51.1参数，也难以有大的改观。
经验证明，由于RS232口通信抗干扰能力有限，其传输效果实际上还涉及到传输线是否屏蔽良好、是否长度适中、机床与电脑两端接地是否良好等，波特率越高，传输越不稳定，实际中往往被迫限制在9600甚至更低，如此一来DNC在线方式下的加工效率更打折扣。
其次，从用户使用的层面上说，使用CAD/CAM软件来生成刀路及程序是非常容易的事，但是剖析
CAD/CAM软件计算刀路的原理，就知道它存存一定的弊端。在CAD/CAM软什中，无论构造规则或不规
则的曲面，都有一个数学运算的过程，也必然存在着计算的误差和处理，而在对其生成三维加工刀路时，软件是根据你选择的加工方式、设定的加工参数，并结合所设定的加工误差(或称为曲面的计算精度)，使刀具与加工表面接触点(相交点或相切点)逐点移动完成加工，从本质上看，其实就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。
这样任意曲面自然都能对付，而且也是完全合理的做法，但是在加工规则曲面如球面时，工艺上就出现了一些问题。由于CAD/CAM软件构造曲面的底层数学模型所限，也由于CAD/CAM软件对曲面生成刀路的逼近原理所限，在走事实上真正的整圆或圆弧时，软件无法智能地判断这里其实是“真正的整圆或圆弧”，生成的程序并不是G02/G03指令，而是G01逐点逼近形成的“圆”——可以想象为用正N边形去逼近一个圆，只不过这个N非常巨大而已。如果整圆或圆弧是座落在G18或G19平面内，更加没有机会生成G02/G03指令。这也正能解释为什么CAD/CAM软件生成的程序“天生”就庞大无比。程序执行时，相邻的每两个逼近点之间数控系统都要进行直线插补运算，系统的计算机工作量巨大，反映到机床上，必然表现为运动迟钝、不连贯。如下图所示，表面上看起来都是同样的半球，但是在CAD时其实是有多种不同的建模方法，图1是把ZX平面内的一段1/4圆弧作为母线，以Z轴为轴线旋转360o得出的半球曲面；图2是把XY平面内的一段1/2圆弧作为母线，以X轴为轴线旋转180o得出的半球曲面。即使是采用实体造型(如Pro/E、SolidWorks之类)，在其底层草图构造的数学机理上，也有类似的差别。
由此可以看出，两种情况下构成半球曲而的UV流线是截然不同的，各种CAD/CAM软件在生成半球曲面精加工的刀路时，也必然存在差别。简单地说，即使是被业界普遍认为是最杰出的数控编程软件之一的Cima-tron软件，也只有在极少数情况下(如下面的图1)，并以Surmill方式(类似与Mastercam中的曲面流线加工)加工，Cimatron软件才能判断出这里其实是“真正的整圆”，生成的刀路轨迹本身才是“真正的整圆”，
后处理出来的程序才都足主要由G02/G03指令构成。如果使用srfpkt、3D_step等其他走刀方式，则绝对都是用G01逼近的结果。
再举另外一个很简单的例子，例如用铣刀以螺旋方式加工内圆孔，使用宏程序不仅程序非常短，区区20行都不到！而且机床实际运行时进给速度f=2000mm/min都可以保持非常均匀、快速的螺旋运动；而在Cimatron软件中，即使通过使用外部用户功能user中的helicprf，虽然也可以生成相似的刀路，但是刀路是根据给定的误差值(通常给0.01)用G01逐段逼近的，程序字节数根本就是比宏程序大两个数量级，而且即使把整个程序都存人到机床的控制器中，机床实际运行时速度根本上不去，在F600以下还不明显，如果F 值打到F1200左右，就可以看到机床在明显的“颤抖”。
对于数控系统支持NURBS曲线插补的高速机床来说，如果使用拥有高速加工功能的CAD/CAM软件来配合编程，当然没有太大的问题；但是对于绝大多数的数控系统来说始终都是问题。
其实CAD/CAM软件厂商也不可能没有意识到这个问题，事实上，各个CAD/CAM软件也捉供了一些其他途径来对此加以改善，但都不是在根本上解决先天性的问题，而是在“后天”的环节上做文章。众所周知，CAD/CAM软件进行编程的原理是首先生成一个仅包含纯粹几何意义的刀位点文件(即刀路轨迹)，这个过程对于使用者来说往往是后台的、不透明的，例如Pro/E的CL文件(Cutter Location File)、UG的CLF文件、Mastercam的NCI文件，Cimatron的APT文件等，然后要经过一道非常重要的环节即后处理，才能生成真证的程序。
CAD/CAM软件所能做的，就是在不改变刀位点文件(即用G01直线逼近曲线的刀路轨迹)的前提下，在后处理上做文章。例如Mastercam软件后处理的环节中，允许使用者设定最小半径值和最大半径值来生成
G02/G03指令，其实就是用G02/G03来逼近(准确地说应是“拟合”)相邻的若干段直线段，以达到减少程序字节，提高机床实际运行速度的目的。
而Cimatron软件也是采用相似的做法，即使用者不用通常使用的GPP后处理，而是用另外一个非常专业的后处理软件IMs，这是个第三方软件，可以外挂在众多的知名CAD/CAM软件上运行，使用者可以根据自己的需要度身订作，设置最适合自己的后处理选项，不过一般的软件用户很少拥有运行IMS软件的权限。笔者曾经在2002年专门针对Cimatron软件的GPP和IMS两种后处理进行研究，并在一家台资模具厂进行实际加工测试和评估，撰。写过一篇内部文章，结论是：改善较大，但不能从根本上解决。
在后处理上做文章有一个根本的弊端:它并没有改变、改良或优化刀路轨迹本身，只是增加了一个“二次逼近”的计算过程，必然会导致额外的误差积累，也不可能从根本上解决问题。
宏程序 裳华职业技术中专鲍新涛 宏程序概述 其实说起来宏就是用公式来加工零件的，比如说,如果没有宏的话，我们要逐点算出上的点，然后慢慢来用直线逼近，如果是个光洁度要求很高的工件的话，那么需要计算很多的点，可是应用了宏后，我们把椭圆公式输入到系统中然后我们给出Z坐标并且每次加10um那么宏就会自动算出X坐标并且进行切削，实际上宏在程序中主要起到的是运算作用。.宏一般分为A类宏和B类宏。 A类宏是以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx的格式输入的，而B类宏程序 则是以直接的公式和语言输入的和C语言很相似在0i系统中应用比较广。 宏程序的作用 数控系统为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句，利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，以及精简程序量。 宏程序指令适合抛物线、椭圆、双曲线等没有插补指令的曲线编程；适合图形一样，只是尺寸不同的系列零件的编程；适合工艺路径一样，只是位置参数不同的系列零件的编程。较大地简化编程；扩展应用范围。 宏的分类 B类宏 由于现在B类宏程序的大量使用,很多书都进行了介绍这里我就不再重复了,但在一些老系统中,比如（FANUC）OTD系统中由于它的MDI键盘上没有公式符号,连最简单的等于号都没有,为此如果应用B类宏程序的话就只能在计算机上编好
再通过RSN-32接口传输的数控系统中,可是如果我们没有PC机和RSN-32电缆的话怎么办呢,那么只有通过A类宏程序来进行宏程序编制了,下面我介绍一下A 类宏的引用; A类宏 A类宏是用G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx或G65 Hxx P#xx Qxx Rxx格式输入的,xx 的意思就是数值,是以um级的量输入的,比如你输入100那就是0.1MM.#xx就是号,变量号就是把数值代入到一个固定的地址中,固定的地址就是变量,一般OTD 系统中有#0~#100~#149~#500~#531.关闭电源时变量#100~#149被初始化成“空”，而变量#500~#531保持数据.我们如果说#100=30那么现在#100地址内的数据就是30了,就是这么简单.好现在我来说一下H代码,大家可以看到A类宏的标准格式中#xx和xx都是数值,而G65表示使用A类宏,那么这个H就是要表示各个数值和变量号内的数值或者各个变量号内的数值与其他变量号内的数值之间要进行一个什么运算,可以说你了解了H代码A类宏程序你基本就可以应用了,好,现在说一下H代码的各个含义: 应用 以下都以#100和#101和#102,及数值10和20做为例子,应用的时候别把他们当格式就行, 基本指令 H01赋值;格式:G65H01P#101Q#102:把#102内的数值赋予到#101中 G65H01P#101Q#10:把#10赋予到#101中 H02加指令;格式G65 H02 P#101 Q#102 R#103,把#102的数值加上#103的数值赋予#101
一．用户宏程序的基本概念 用一组指令构成某功能，并且象子程序一样存储在存储器中，再把这些存储的功能由一个指令来代表，执行时只需写出这个代表指令，就可以执行其相应的功能。 在这里，所存储的一组指令叫做宏程序体(或用户宏程序)，简称为用户宏。其代表指令称为用户宏命令，也称作宏程序调用指令。 用户宏有以下四个主要特征： 1）在用户用户宏程序中可以使用变量，即宏程序体中能含有复杂的表达式； 2）能够进行变量之间的各种运算； 3）可以用用户宏指令对变量进行赋值，就象许多高级语言中的带参函数或过程，实参能赋值给形参； 4）容易实现程序流程的控制。 使用用户宏时的主要方便之处在于由于可以用变量代替具体数值，因而在加工同一类的工件时．只得将实际的值赋予变量既可，而不需要对每个不同的零件都编一个程序。 二．基本书写格式 数控程序文档中，一般以“%”字符作为第一行的起头，该行将被视为标题行。当标题行含有关键字“@MACRO”时整个文档就会以系统所定义的MACRO语法处理。如果该行无“@MACRO”关键词此档案就会被视为一般ISO程序文档格式处理，此时将不能编写用户宏和使用其MACRO语法。而当书写ISO程序文档时标题行一般可以省略，直接书写数控程序。“@MACRO”关键词必须是大写字母。 对于程序的注释可以采用“//……”的形式，这和高级语言C++一样。 例一：MACRO格式文档 % @MACRO //用户宏程序文档，必须包含“@MACRO”关键词 IF @1 = 1 THEN G00 X100.； ELSE G00 Z100.； END_IF; M99; 例二：ISO格式文档 % 这是标题行，可当作档案用途说明，此行可有可无 G00 X100.； G00 Z100.； G00 X0； G00 Z0； M99;
第四章 数控铣宏程序实例 §4.1 椭圆加工（编程思路:以一小段直线代替曲线）例1 整椭圆轨迹线加工（假定加工深度为2mm) 方法一:已知椭圆的参数方X=acosθ Y=bsinθ 变量数学表达式 设定θ= #1（0°～ 360°） 那么 X= #2 = acos［#1］ Y= #3= bsin［#1］ 程序 O0001; S1000 M03; G90 G54 G00 Z100; G00 Xa Y0; G00 Z3; G01 Z-2 F100; #1=0; N99 #2=a*cos［#1］； #3=b*sin［#1］； G01 X#2 Y#3 F300; #1=#1+1; IF［#1LE360］GOTO99； GOO Z50； M30；
例2 斜椭圆且椭心不在原点的轨迹线加工（假设加工深度为2mm ） 椭圆心不在原点的参数方程 X=a*C ＯS ［#1］+ M Y=b*SIN ［#1］+ N 变量数学表达式 设定θ=#1; (0°～360°) 那么X=#2=a*C ＯS ［#1］+ M Y=#3=b*SIN ［#1］+ N 因为此椭圆绕（M ,N ）旋转角度为A 可运用坐标旋转指令G68 格式 G68 X - Y - R - X,Y ：旋转中心坐标; R: 旋转角度 程序 Ｏ0002; S1000 M03; G90 G54 G00 Z100; GOO X0 Y0; GOO Z3; G68 XM YN R45; #1=0; N99 #2=a*COS ［#1］+M;
#3=b*SIN［#1］+N; GO1 X#2 Y#3 F300; G01 Z-2 F100; #1=#1+1; IF［#1LE360］GOTO99; G69 GOO Z100; M30; 例3:椭圆轮廓加工（深度2mm） 采用椭圆的等距加工方法使椭圆的长半轴和短半轴同时减少一个行距的方法直到短半轴小于刀具的半径R 根据椭圆的参数方程可设 变量表达式θ=#1(0°～360°) a=#2 b=#3(b-R～R) X=#2*COS［#1］=#4 Y=#3*SIN［#1］=#5 程序 Ｏ0003; S1000 M03;
变量 普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离；例如，GO1和X100.0。使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时，变量值可用程序或用MDI面板上的操作改变。#1＝#2＋100 G01X#1F300 说明： 变量的表示计算机允许使用变量名，用户宏程序不行。变量用变量符号（#）和后面的变量号指定。例如：# 1 表达式可以用于指定变量号。此时，表达式必须封闭在括号中。例如：#[#1+#2-12] 变量的类型变量根据变量号可以分成四种类型 变量号变量类型功能#0空变量该变量总是空,没有值能赋给该变量. #1-#33 局部变量局部变量只能用在宏程序中存储数据,例如,运算结果.当断电时,局部变量被初始化为空.调用宏程序时,自变量对局部变量赋值, #100-#199
#500-#999 公共变量公共变量在不同的宏程序中的意义相同.当断电时,变量#100-#199初始化为空.变量#500-#999的数据保存,即使断电也不丢失. #1000 系统变量系统变量用于读和写CNC运行时各种数据的变化,例如,刀具的当前位置和补偿值. 变量值的范围局部变量和公共变量可以有0值或下面范围中的值: -1047到-10-29或-10-2到-1047 如果计算结果超出有效范围,则发出P/S报警N O.111. 小数点的省略当在程序中定义变量值时，小数点可以省略。例：当定义#1＝123；变量#1的实际值是123.000。 变量的引用为在程序中使用变量值，指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。例如：G01X[#1+#2]F#3; 被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动地舍入。例如：当G00X#/;以1/1000mm的单位执行时，CNC把123456赋值给变量#1,实际指令值为G00X12346.
Mastercam型腔铣削 刀具路径的相关性 Mastercam系统中，型腔铣削、轮廓铣削和点位加工的刀具路径与被加工零件的模型是相关一致的。当零件几何模型或加工参数修改后，Mastercam能迅速准确地自动更新相应的刀具路径,无需重新设计和计算刀具路径。利用上述功能，用户可把常用的加工方法及加工参数存储于数据库中。实际加工之前，从库中选取相似的加工方法，对其编辑修改，使其适合当前的任务。这样可以大大提高数控程序设计效率及计算的自动化程度。例如，数据库中已存储有一系列的点位加工方法（包括工序、刀具、加工参数等），若要钻、啄、攻丝一组孔，就可以从库中选取相似的加工方法，适当修改后，直接加工。 型腔铣、轮廓铣和点位加工 Mastercam能加工非常复杂的2D、2.5D零件,也能加工简单的2D、2.5D零件。它提供了数控加工所需的所有工具，可迅速编制出优质可靠的数控程序。极大地提高了编程者的工作效率和数控机床的利用率。 型腔铣削的走刀方式很丰富，包括：ZigZag、One Way、True Spiral、Constant Overlap和Morph Pocketing。 加工型腔时的入刀方法很多。除了常用的入刀方法外，还可以选择更为高级的入刀方法，如螺旋型或Z字型入刀。使刀具沿着螺旋型或Z字型路径渐进地切入型腔，避免刀具受损或在型腔腹部留下切削痕迹。 型腔铣削还具有清角（Clear Corner）和Constant Overlap等多种特性。利用它们，可以清除刀具在刀路转角处残留的余量 利用Mastercam的窗选或多边形窗选方法，可以一次选择所要加工的所有钻孔位置、轮廓和型腔（包括相互嵌套的型腔），十分方便。 对型腔的内壁或型腔内孤岛的侧壁，可以设置不同的拔模斜度，然后按设置要求计算刀具路径。 孤岛清面功能（Island Facing）可清除型腔内各孤岛顶部多余的材料。 在精铣型腔和轮廓时，入刀路径和退刀路径可分开设置。 铣削轮廓时，在加工参数列表中可以同时设置多次粗加工走刀，多次精加工走刀和多次Z向深度进给。 强劲的曲面粗加工功能 在数控加工中，提高粗加工的速度和效率很重要。Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。例如，Mastercam有以下先进的粗加工走刀方法： Z向深度进给确定，刀具以轮廓或型腔铣削的走刀方式粗加工多曲面零件。 平行走刀或辐射走刀粗加工零件。在这种走刀方法中，通过控制刀具的Z向运动（+Z或－Z方向），可以控制刀具切入或退出曲面凹坑时的方式。即控制刀具沿着曲面陡壁切入\退出，或直接切入\退出。 对于某些特别的粗加工，可把2D刀具路径投影在多曲面的零件模型上，产生粗加工零件的3D刀具路径。
数控宏程序 一．什么是宏程序？ 什么是数控加工宏程序？简单地说，宏程序是一种具有计算能力和决策能力的数控程序。宏程序具有如下些特点：1．使用了变量或表达式（计算能力），例如：（1）G01 X[3+5] ; 有表达式3+5 （2）G00 X4 F[#1] ; 有变量#1 （3）G01 Y[50*SIN[3]] ; 有函数运算2．使用了程序流程控制（决策能力），例如：（1）IF #3 GE 9 ; 有选择执行命令 ENDIF 2)WHILE #1 LT #4*5 ; 有条件循环命令 ENDW
二．用宏程编程有什么好处？ 1．宏程序引入了变量和表达式，还有函数功能，具有实时动态计算能力，可以加工非圆曲线，如抛物线、椭圆、双曲线、三角函数曲线等； 2．宏程序可以完成图形一样，尺寸不同的系列零件加工； 3．宏程序可以完成工艺路径一样，位置不同的系列零件加工； 4．宏程序具有一定决策能力，能根据条件选择性地执行某些部分； 5．使用宏程序能极大地简化编程，精简程序。适合于复杂零件加工的编程。 一．宏变量及宏常量 1．宏变量 先看一段简单的程序： G00 X25.0 上面的程序在X tt作一个快速定位。其中数据25.0是固定的，引入变量后可以写成：#1=25.0 ;#1 是一个变量 G00 X[#1] ;#1 就是一个变量 宏程序中，用“ #”号后面紧跟1~4位数字表示一个变量，如#1, #50, #101,……。变 量有什么用呢？变量可以用来代替程序中的数据，如尺寸、刀补号、G指令编号……，变量的使用，给程序的设计带来了极大的灵活性。
使用变量前，变量必需带有正确的值。如 #1=25 G01 X[#1] ; 表示G01 X25 #1=-10 ; 运行过程中可以随时改变#1的值 G01 X[#1] ; 表示G01 X-10 用变量不仅可以表示坐标，还可以表示G M F、D H、MX、Y、……等各种代码后的数字。如： #2=3 G[#2] X30 ; 表示G03 X30 例1 使用了变量的宏子程序 %1000 #50=20 ; 先给变量赋值 M98 P1001 ; 然后调用子程序 #50=350 ; 重新赋值 M98 P1001 ; 再调用子程序 M30
实例一 毛坯为70㎜×70㎜×18㎜板材，六面已粗加工过，要求数控铣出如图3-23所示的槽，工件材料为45钢。 1．根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1）以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上。
2）工步顺序 ①铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工50㎜×50㎜四角倒圆的正方形。 ②每次切深为2㎜，分二次加工完。 2．选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用XKN7125型数控立式铣床。 3．选择刀具 现采用φ10㎜的平底立铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。 4．确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。 5．确定工件坐标系和对刀点 在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系，如图2-23所示。
采用手动对刀方法（操作与前面介绍的数控铣床对刀方法相同）把点O 作为对刀点。 6．编写程序 按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。 考虑到加工图示的槽，深为4㎜，每次切深为2㎜，分二次加工完，则为编程方便，同时减少指令条数，可采用子程序。该工件的加工程序如下（该程序用于XKN7125铣床）： N0010 G00 Z2 S800 T1 M03 N0020 X15 Y0 M08 N0030 G20 N01 P1.-2 ；调一次子程序，槽深为2㎜ N0040 G20 N01 P1.-4 ；再调一次子程序，槽深为4㎜ N0050 G01 Z2 M09 N0060 G00 X0 Y0 Z150 N0070 M02 ；主程序结束 N0010 G22 N01 ；子程序开始 N0020 G01 ZP1 F80 N0030 G03 X15 Y0 I-15 J0 N0040 G01 X20 N0050 G03 X20 YO I-20 J0
数控铣宏程序实例(DOC)
数控铣宏程序实例 §4.1 椭圆加工（编程思路:以一小段直线代替曲线）例1：整椭圆轨迹线加工（假定加工深度为2mm) 方法一:已知椭圆的参数方X=acosθ Y=bsinθ变量数学表达式 设定θ= #1（0°～ 360°） 那么 X= #2 = acos［#1］ Y= #3= bsin［#1］ 程序 O0001; S1000 M03; G90 G54 G00 Z100; G00 Xa Y0; G00 Z3; G01 Z-2 F100; #1=0; N1 #2=a*cos［#1］； #3=b*sin［#1］； G01 X#2 Y#3 F300; #1=#1+1; IF［#1LE360］GOT01； GOO Z50； M30；
例2：斜椭圆且椭心不在原点的轨迹线加工（假设加工深度为2mm） 椭圆心不在原点的参数方程 X=a*CＯS［#1］+ M Y=b*SIN［#1］+ N 变量数学表达式 设定θ=#1; (0°～360°) 那么X=#2=a*CＯS［#1］+ M Y=#3=b*SIN［#1］+ N 因为此椭圆绕（M ,N）旋转角度为A 可运用坐标旋转指令G68 格式 G68 X - Y - R - X,Y：旋转中心坐标; R: 旋转角度 程序 Ｏ0002; S1000 M03; G90 G54 G00 Z100; GOO Xa+M YN; GOO Z3; G68 XM YN R45; #1=0; N99 #2=a*COS［#1］+M; #3=b*SIN［#1］+N; GO1 X#2 Y#3 F300; G01 Z-2 F100; #1=#1+1; IF［#1LE360］GOTO99; G69 ； GOO Z100; M30;
螺纹铣削程序（设置说明） 该程序为Mazatrol行星攻丝加工方式的延伸，可以实现可控制的多圈差补铣削螺纹。 使用方法： 1，在Mazatrol程序中用单动方式调出加工刀具； 2，在Mazatrol子程序调用该程序，变数定义如下： 1）加工坐标：X（＃24）、Y（＃25）、Z（＃26） 2）加工形状：螺孔大径：M（＃13） 螺孔深度：H（＃11） 螺距：E（＃8） 加工圈数：Q（＃17） 3）刀具及切削参数：刀具直径：D（＃7）——调整数值可以控制螺纹直径大小。进给量（mm/rev）：F（＃9） 转速（r/min）：S（＃19） R点：R（＃18） 4）左旋、右旋选择：K（＃6） K＝0，右旋螺纹 K＝1，左旋螺纹 特点：1，只需要在Mzaztrol程序中，给X，Y，Z，M，H，E，Q，D，F，S，R，K附值即可，调用宏程序加工，子程序不用变动； 2，1/4螺距圆弧切入、切出； 3，可以通过调整Q设定值，调整加工圈数，解决Mazatrol行星攻丝方式只能差补一圈的缺点。 缺点：1，此程序使用中在MZAZTROL里不能有坐标偏执（补助坐标），因为子程序执行的是基本坐标，不认偏执量。 （不同的螺纹只需修改主程序（144）中的个个参数即可） 程序（144）
子程序（145） O00000005(HELICAL TAP CYCLE) (EIA HELICAL TAP) O00000005 IF[#13EQ0]GOTO100 IF[#11EQ0]GOTO200 IF[#8EQ0]GOTO300 IF[#17EQ0]GOTO400 IF[#7EQ0]GOTO500 IF[#19EQ0]GOTO600 IF[#18EQ0]GOTO700 IF[[#13-#7]LT0]GOTO800 (MAIN PROGRAM) G91G28Z0. G90G00G95X#24Y#25 G43Z50. G90G00Z#18 Z#26S#19M03 #3=#9*4 #21=#11-0.5 G91G01Z-#21F#3 Z-0.5F0.1 #1=[#13-#7]/2 #2=#17*#8 #3=#9*0.4
宏程序实现的数控车多件加工 近年来，在各类数控赛事中宏程序的应用非常的广泛，但在实际生产中宏程序的应用则非常少见，笔者根据加工中遇见的挡圈零件，谈一下如何利用宏程序实现一次装夹加工多个零件。 一、问题的提出 如图挡圈零件，采用定尺拉光管料毛坯，内外圆直径均有2mm加工余量。右端加工采用需要三把刀具：外圆车刀、内孔镗刀、切断刀。其中外圆车刀和内孔镗刀刀尖圆弧半径R=0.4，切断刀刀宽3mm。加工中管料一次装夹后加工多件，加工次序为：车外圆-外倒角-端面-内倒角-内孔-切断。常规的编程方法是根据加工件数按部就班编写，程序量大，编程计算量大、容易出错，而且实际的加工件数变化导致更改程序麻烦，也有利用子程序编程，虽然程序量比前者有所改善，但还是不够简洁。如果采用宏程序编程，则程序简洁，一次装夹加工件数调整也很方便。 二、程序的编制（以FANUC系统为例） 1、单件加工程序： O0001； M03 S1200; M08 G99; T0101; G00 X36 Z2; G01 Z-14 F0.12; G00 X37 Z-1.25;（此处已将欠切量计算在内） G01 X34.5 Z0; X27; G00 Z80; T0303 S1500; G00 X35 Z2; G01 X29.5 Z-0.75 F0.2; Z-14;
G00 U-2 Z1; X33.5; G01 X30 Z-0.75 F0.1; Z-14; G00 U-2 Z80; T0404 S1000; G00 X40; Z-13.5; G01 X28 F0.06; G00 X40; Z80; M30; 2、多件加工的宏程序： （1）思路：多件加工只是在单件加工的基础上将长度Z变成变量，而且变量的计算与加工件数有关。 （2）程序： O0001； M03 S1200; M08 G99; #101=5；(一次装夹的加工件数为5件) #102=1； N10#103=[#102-1]*14; T0101; G00 X36 Z[2-#103]; G01 Z[-14-#103] F0.12; G00 X37 Z[-1.25-#103]; G01 X34.5 Z[0-#103]; X27; G00 Z80;
加工中心通用铣螺纹宏程序编程教程 使用G03/G02三轴联动走螺旋线，刀具沿工件表面（孔壁或圆柱外表）切削。螺旋插补一周，刀具Z向负方向走一个螺距量。 工作原理 使用G03/G02三轴联动走螺旋线，刀具沿工件表面（孔壁或圆柱外表）切削。螺旋插补一周，刀具Z向负方向走一个螺距量。 编程原理：G02 Z-2.5 I3. Z-2.5等于螺距为2.5mm 假设刀具半径为5mm则加工M16的右旋螺纹 优势 使用了三轴联动数控铣床或加工中心进行加工螺纹，相对于传统螺纹加工 １、如螺距为2的螺纹铣刀可以加工各种公称直径，螺距为2mm的内外螺纹 ２、采用铣削方式加工螺纹，螺纹的质量比传统方式加工质量高 ３、采用机夹式刀片刀具，寿命长 ４、多齿螺纹铣刀加工时，加工速度远超攻丝 ５、首件通止规检测后，后面的零件加工质量稳定 使用方法 G65 P1999 X_ Y_ Z_ R_ A_ B_ C_ S_ F_ XY 螺纹孔或外螺纹的中心位置X=#24 Y=#25 Z 螺纹加工到底部，Z轴的位置（绝对坐标） Z=#26 R 快速定位（安全高度）开始切削螺纹的位置 R=#18 A 螺纹螺距A=#1 B 螺纹公称直径B=#2 C 螺纹铣刀的刀具半径C=#3 内螺纹为负数外螺纹加工为正数 S 主轴转速 F 进给速度，主要用于控制刀具的每齿吃刀量 如： G65 p1999 X30 Y30 Z-10 R2 A2 B16 C-5 S2000 F150; 在X30y30的位置加工 M16 螺距2 深10的右旋螺纹加工时主轴转速为2000转进给进度为150mm/min 宏程序代码 O1999; G90G94G17G40; G0X#24Y#25; 快速定位至螺纹中心的X、Y坐标 M3S#19; 主轴以设定的速度正转 #31=#2*0.5+#3; 计算出刀具偏移量 #32=#18-#1; 刀具走螺旋线时，第一次下刀的位置 #33=#24-#31; 计算出刀具移动到螺纹起点的位置 G0Z#18;刀具快速定位至R点 G1X#33F#9; 刀具直线插补至螺旋线的起点，起点位于X的负方向 N20 G02Z-#32I#31;以偏移量作为半径，以螺距作为螺旋线Z向下刀量（绝对坐标）
圆形型腔铣削宏程序 余海波提供 根据阿基米德螺旋线设计圆形型腔开粗及精铣。 圆形型腔宏程序.prg % O0003 ; #1=50 ; //安全平面 #2=2. ; //Z向每层进给量 #3=10. ; //粗加工步距（刀具直径的80%） #4=6. ; //刀具半径 #6=0.1 ; //步距角 #7=5 ; //抬刀距离 #8=120 ; //Z向进给速度 #9=1000 ; //粗加工进给速度 #11=1000 ; //精加工进给速度 #13=0.5 ; //精加工余量 #17=50. ; //型腔半径 #18=#17-#4 ; //实际加工型腔尺寸 #26=10. ; //型腔深度 G54 G90 G80 G40 G49 G00 X0 Y0 ; //快速定位到圆心
G43 Z50 H01 ; //建立长度补偿 #125=#18-#13 ; //计算粗加工余量 #120=#3/360. ; //(求公式r=a*θ中系数a) G0 Z#1 ; // Z轴快速定位至安全平面 G90 G0 Z5. ; #131=#2 ; //Z向每层加工量赋值给累计加工深度 N10 G90 G0 X0 Y0 ; G01 Z-#131 F#8 ; #121=0 ; #124=0 ; WHILE [#124 LE #125] DO 1 ; //如果极半径大于待加工量时，跳出循环 #123=#121+#6 ; //增加步距角 #124=#123*#120 ; //计算极半径 #126=#124*SIN[#123] ; //计算Y轴坐标 #127=#124*COS[#123] ; //计算X轴坐标 G90 G1 X#127 Y#126 F#9 ; //根据计算出的坐标值进行直线插补 #121=#123 ; END 1 ; G3 X#127 Y#126 I-#127 J-#126 ; //当螺旋线到达规定极半径时，以当前位置铣整圆 G0 Z#7 ; //加工完一层后抬刀 G90 G0 X0 Y0 ; #130=#26-#131 ; //计算Z向待加工量 #131=#131+#2 ; //计算Z向累计加工量 IF [#130 GE #2] GOTO 10 ; //判断Z向是否加工到位，未到位返回N10继续加工 G90 G0 Z#7 ; //抬刀 G0 X0 Y0 ; G1 Z-#26 F#8 ; //进刀至Z向最终加工尺寸 #121=0 ; #124=0 ; WHILE [#124 LE #125] DO 1 ; //循环精铣底面 #123=#121+#6 ; #124=#123*#120 ; #126=#124*SIN[#123] ; #127=#124*COS[#123] ; G90 G1 X#127 Y#126 F#9 ; #121=#123 ; END 1 ; G3 X#127 Y#126 I-#127 J-#126 ; G90 G0 Z#7 ; //抬刀 G00 X[#18/2.]Y[#18/2.] ; //快速定位到型腔壁精铣起点位置 G1 Z-#26 F#8 ; //进刀至型腔底面
圆弧面蜗杆数控车削加工的宏程序实现 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
圆弧面蜗杆数控车削加工的宏程序实现 欧阳德祥詹华西（武汉职业技术学院，湖北武汉430073） 摘要： 圆弧面蜗杆作为一种特殊的蜗杆类型，无法用一般蜗杆螺纹的车削方式，通常需要专用机床加工。对具有宏指令功能的数控车床而言，可将圆弧转化为小线段，然后对小线段实施螺纹切削，采用宏程序循环控制即可实现圆弧面蜗杆的车削加工。实践证明，该方法控制方便、适应性强，为圆弧面蜗杆加工的实现提供了一种新的思路。 关键词： 圆弧面蜗杆宏程序螺纹车削 中图分类号：TH16；TP391文献标识码：B 圆弧面蜗杆也称球面蜗杆，它具有结构紧凑、承载能力大、工作寿命长等优点，其传动效率可以达到0.85～0.95，承载能力约比普通蜗轮副提高3～4倍，适用于冶金、矿山、起重、运输、石油、化工和建筑等行业机械设备的减速传动。但圆弧面蜗杆的加工通常需要专用机床，或对一般机床进行改造后方可进行加工，因此，往往因生产成本高而制约了其应用。本文利用HNC系统数控车床的宏程序功能对圆弧面蜗杆中的直廓环面蜗杆进行了加工实践的尝试，为圆弧面蜗杆加工的实现提供了一种新的思路。 1圆弧面蜗杆的结构及其加工机制 如图1所示直廓环面蜗杆是圆弧面蜗杆常见形式之一，其节面为环面，齿廓形状为一直线，直线的延长线切于直径为d的形成圆。环面蜗杆的加工通常在专用机床上进行。图1所示专机加工的实现方式是采用左右两把切刀，无论粗切还是精切，其圆周进给分两次进行，第一次用一把切刀，在某一圆周进给方向加工蜗杆螺旋槽的一个侧面，然后再换另一把切刀并采用相反方向的圆周进给加工蜗杆螺旋槽的另一个侧面，其调整控制通过分度交换齿轮和速度交换齿轮实现。采用专用机床加工弧面蜗杆时通常要对工件旋转运动和刀具旋转运动按一定的运动配合关系进行控制，这就需要较复杂的机构来实现。
凯恩帝系统中宏程序的使用技巧 张红志乐昌市中等职业技术学校 【摘要】数控铣在职业学校的教学中，软件编程较为普遍，如利用软件CAXA 编程是其教学的一部分，但最为主要的是手工编程，而且在大的技能比赛中，常常要求我们手工编程，加工椭圆、抛物线、凸半球，进行工件的倒斜角、倒圆，等，利用宏程序编程基本上都可以实现。本文叙述了宏程序在凯恩帝系统中的编程原理、特点以及在数控铣削加工中的应用。 【关键词】凯恩帝、数控加工、宏程序、倒圆、编程、铣削 1 引言 随着我国现代制造技术的发展，数控机床应用的普及、从事数控加工的人员不断增加，数控加工越来越受到人们的重视。数控程序编制的效率和质量在很大程度上决定了产品的加工精度和生产效率，它既是数控技术的重要组成部分，也是数控加工的关键技术之一。在我国，有相当多数控铣床（包括加工中心）应用在模具行业，大部分模具厂都应用CAD/CAM软件，手工编程、宏程序应用的空间日趋缩小，究其原因就是大家对手工编程不重视，对宏程序不熟悉。其实手工编程是自动编程的基础，宏程序是手工编程的高级形式，是手工编程的精髓，也是手工编程的最大亮点和最后堡垒。同时编制简洁合理的数控宏程序，有着非常重大的现实意义，由于我校实习教学主要用的是凯恩帝系统，其宏程序主要是B 类宏程序。自己职业教育的生涯中，在数控方面为了更好地锻炼学生的编程能力，现把自己多年来在教学中对宏程序应用的经验和加工的实例分享给大家。 2 宏程序介绍 宏程序（Macroprogram）是以变量的组合，通过各种算术和逻辑运算、转移和循环等命令，而编制的一种可以灵活运用的程序，只要改变变量的值，即可以完成不同的加工和操作。宏程序可以简化程序的编制，提高工作效率。宏程序可以像子程序一样用一个简单的指令调用。 2.1 变量 普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离，例如：G01和X100.0。使用宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时，变量值可用程序或用MDI面板上的操作进行改变。
《数控车削编程与加工》课程标准 一、课程基本情况 二、课程的定位及性质 《数控车削编程与加工》课程是根据教育部颁发的《中等职业学校数控技术应用专业领域技能型紧缺型人才培养培训指导方案》中核心教学与训练项目的基本要求及劳动技能型人才的发展需要，以就业为导向，顺应现代职业教育教学制度的改革趋势，在数控技术应用专业开设的必修课。该课程是数控技术应用专业的综合性核心课程，通过本课程的学习，使学生掌握数控车床的操作方法，能够依据生产工艺文件（或零件）选择刀具、夹具和测量工具，在数控车床上独立完成零件的车削加工，正确对零件进行检测，达到数控机床操作工岗位的要求。该课程以培养综合素质为基础，以提高学生的职业能力为本位，采用理实一体化教学模式，注重实践教学，使学生成为企业迫切需要的劳动技能型人才。 三、课程的设计思路 以校企合作，工学结合为平台，以对接企业生产的真实零件为载体，以一体化教学、四步教学法、项目教学法为主要教学方式，倾力打造本课程，提升教学效果。主要思路有：加强实践案例教学，充分利用校内数控实训室，加大实践操作力度，进行教师现场辅导，师生互动交流。 四、课程目标
本课程的任务是使学生了解数控车床的工作原理，掌握数控车床的编程指令及使用方法，并能够使用数控仿真软件验证数控加工程序，掌握零件的车削加工和精度检测的方法，能对数控机床进行日常的维护保养。并进行数控编程的实践应用，解决实际生产中的零件加工问题。培养学生独立解决问题和继续学习的能力，培养学生良好的职业道德和意志品质。课程结束时，学生应达到数控中级车工（国家职业资格四级）的要求。 1、专业能力 （1）能读懂零件图； （2）能读懂和编制车削类零件的数控车削加工工艺文件； （3）能使用通用夹具进行零件定位与装夹； （4）能根据数控车床加工工艺文件选择、安装和调整数控车床常用刀具； （5）能进行数控加工程序的编制及调整； （6）能使用数控仿真软件验证数控加工程序； （7）能使用CAXA数控车软件自动编程； （8）能利用数控车床进行轮廓、螺纹、槽及孔的加工； （9）能进行零件的长度、内径、外径、螺纹和角度的精度检验； （10）能进行数控车床的正确操作，独立完成零件的数控车削加工； （11）能对数控机床进行日常的维护保养。 2、方法能力 （1）能够根据学习任务要求，制定合理工作计划和方案，并正确实施方案； （2）能够应用所学的工艺知识，解决数控车削加工中出现的问题； （3）培养学生自主学习和独立解决问题的能力； 3、社会能力
第三章数控铣削加工实例 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题(如刀具选择、加工路线等)也需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析与制订是一项十分重要的工作。 3.1数控编程的工艺基础 程序编制人员在进行工艺分析时，需借助机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具和夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等。此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析与制订方面的实际经验，编写出高质量的数控加工程序。 3.1.1 数控铣削加工零件图样的分析 1、零件图的尺寸标注应适应数控加工的特点 在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。由于设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配、功用等方面的要求，经常采用局部分散的标注方法，这样就给工序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而影响使用特性，因此可将局部的分散标注改为同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。 2、零件轮廓的几何元素的条件应充分 在手工编程时要计算基点或节点坐标。在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义，因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分，如圆弧与直线、圆弧与圆弧在图样上相切，其给出的尺寸是否与图样上的几何关系相符等。由于构成零件几何元素条件的不充分，使编程时无法下手。遇到这种情况时，应与零件设计者协商解决。 3.1.2数控铣削加工零件工艺性分析 数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的综合，应用于整个数控加工工艺过程。 数控工艺分析主要从精度和效率两方面对数控铣削的加工艺进行分析，加工精度必须达到图纸的要求，同时又能充分合理地发挥机床的功能，提高生产效率。一般情况下应遵循下列原则： 1、在加工同一表面时，应按粗加工_半精加工_精加工的次序完成。对整个零件的加工也可以按先粗加工，后半精加工，最后精加工的次序进行。 2、当设计基准和孔加工的位置精度与机床的定位精度和重复定位精度相接近时，可采用按同一尺寸基准进行集中加工的原则，这样可以解决多个工位设计尺寸基准的加工精度问题。 3、对于复合加工(既有铣削又有镗孔)的零件，可以先铣后镗。因为铣削的切削力大，工件易变形，采用先铣后镗孔的方法，可使工件有一段时间的恢复，减少变形对精度的影响。相反，如果先镗孔再进行铣削，会在孔口处产生毛刺、飞边，从而影响孔的精度。如对于图 3.1所示零件，应先铣阶梯面，后铰φ20的6个孔。 4、在孔类零件加工时，刀具在XY平面内的运动路线，主要考虑： （1）定位要迅速，也就是在刀具不与工件、夹具和机床碰撞的前提下空行程时间尽可能短。
数控铣床锥螺纹加工实例（宏程序） 使用FANUC系统的数控铣床或加工中心加工内锥螺纹之前应先了解系统中的一个重要参数：即No.3410参数，该参数定义为：在G02/G03指令中，设定起始点的半径与终点的半径之差的允许极限值，当由于机械原因或编程原因造成圆加工的起始点与终点在半径方向的差值超过此值（既不在同一个标准圆上）时，系统将发出P/S报警No.20，该值通常为0~30μm，由机床厂家设定。（（如果设定值为0，（系统）反而不进行圆弧半径差的检查））。该参数可以说是决定能否实现使用螺旋差补功能来加工锥度螺纹的关键因素！ 建议：适当修改此参数，或直接设为0。 下面就是一个加工程序实例： 加工说明：右旋内锥螺纹，中心位置为（50，20），螺纹大端直径为ф60mm，螺距=4mm，螺纹深度为Z-32，单刃螺纹铣刀半径R=13.5mm，螺纹锥度角=10° 假设螺纹底孔已预先加工，为简明扼要说明宏程序原理，这里使用一刀精加工，实际加工可合理分配余量分次加工！ O0101 S2000 M03 G54 G90 G00 X0 Y0 Z30. G65 P8101 A10. B0 D60. Q4. R13.5 X50. Y20. Z-32. F500 M30 自变量赋值说明； #1=A 螺纹的锥度角（以单边计算） #2=B 螺纹顶面Z坐标（非绝对值） #7=D 螺纹起始点（大端）直径 #9=F 进给速度 #17=Q 螺距 #18=R 刀具半径（应使用单刃螺纹铣刀） #24=X 螺纹中心X坐标值 #25=Y 螺纹中心Y坐标值 #26=Z 螺纹深度（Z坐标，非绝对值） 宏程序 O8101 G52 X#24 Y#25 在螺纹中心（X，Y）建立局部坐标系 #3=#7/2-#18 起始点刀心回转半径（初始值） #4=TAN[#1] 锥度角正切值 #5=#17*#4 一个螺距所对应的半径变化量 #6=#3+#26*#4 螺纹底部（小端）半径 G00 X#3 Y0 G00移动到起始点的上方 Z[#2+1.] G00下降到Z#2面以上1.处 G01 Z#2 F#9 G01进给到Z#2面 WHILE [#3 GT #6] DO 1 如果#3＞#6,循环1继续 G91 G02 X-#5 I-#3 Z-#17 F#9 G02螺旋加工至下一层,实际轨迹为圆锥插补 ##=#3-#5 刀心回转半径依次递减#5
项目九应用宏程序零件加工 教学目标 知识目标：1.宏程序的基础知识。 2.能使用坐标系旋转指令编制程序； 3.能使用椭圆参数方程编制程序和铣削工件； 4.能使用条件跳转语句编制程序； 5.能使用刀具半径补偿功能对内、外轮廓进行编程和铣削。 能力目标：1.宏程序与坐标系旋转指令的综合编程； 2.编制椭圆参数方程和条件跳转语句编制程序； 3.数控铣床或加工中心的基本操作与铣削工件； 4.零件的质量检测。 情感目标：1.通过工件制作，学生体验成功的喜悦，感受软件和机器的综合魅力，从而提高学生专业课的学习兴趣； 2. 通过任务驱动的方法逐步完成项目，培养学生发现和分析问题的能力； 3. 通过分工协作，加强团队合作精神。 教学重点与难点 重点：1. 加工中心的基本操作及与数控铣床的区别； 2. 加工中心机床的零件加工程序编制与课题件的制作； 难点：1. 加工中心换刀功能指令的应用； 2. 加工中心机床的操作； 教学目的 1.了解数控简化编程方法的种类和编程结构； 2.掌握加工中心的应用特点、换刀功能和程序结构与编制方法。 教学方法 总体方法：任务驱动法 具体方法：讲述法、引导文法、示范教学法 学时、教具 学时：10学时 教具：数控铣床或加工中心、刀具、夹具、量具和工件等。 教学过程
一、项目呈现 图7—1 零件图 引导学生进行该零件的结构及工艺分析，引出课题的实现方法。 二、项目分析 本项目零件的图形基本结构是上部为一椭圆实体，下部是一矩形且四角为圆弧或倒角形状，中间一个键槽和一个沉孔，只需要一把刀具加工。其椭圆的程序编制要求一般程序结构不能满足加工要求，故采用宏程序结构编程，同时应用旋转功能指令。设备选用可采用数控铣床或加工中心，都能完成此零件的加工。本项目主要阐述宏程序的编制与应用，使学生初步掌握此编程方法的应用，能够解决实训中遇到的特殊形状或公式曲线的编程问题。 三、知识学习 1、宏程序的基础知识 1）系统变量 宏程序提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句，利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，以及精简程序量。 2）系统变量的表示方法 用变量符号“＃”和后面的变量号表示。例如：＃1、＃8、＃33、＃501等； 变量号变量类型功能 ＃0空变量该变量总为空，不能赋给该变量任何值 ＃1～＃33 局部变量只能用在宏程序中储存数据，例如，运算结果。当断电时，局部变量被初始化为空。调用宏程序时，自变量对
毛坯为150㎜×70㎜×20㎜块料，要求铣出如图2-25所示的椭球面，工件材料为蜡块。见图 程序： 1．根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1）以底面为主要定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上。 2）加工路线 Y方向以行距小于球头铣刀逐步行切形成椭球形成。 2．选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用华中Ⅰ型（ZJK7532A型）数控钻铣床。3．选择刀具 球头铣刀大小f6mm。 4．确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。 5．确定工件坐标系和对刀点 在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系，如图2-25所示。 采用手动对刀方法把0点作为对刀点。 6．编写程序（用于华中I型铣床） 按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下： %8005（用行切法加工椭园台块，X，Y按行距增量进给） #10=100 ；毛坯X方向长度 #11=70 ；毛坯Y方向长度 #12=50 ；椭圆长轴 #13=20 ；椭圆短轴 #14=10 ；椭园台高度 #15=2 ；行距步长 G92 X0 Y0 Z[#13+20] G90G00 X[#10/2] Y[#11/2] M03 G01 Z0 X[-#10/2] Y[#11/2] G17G01 X[-#10/2] Y[-#11/2] X[#10/2] Y[#11/2] #0=#10/2 #1=-#0 #2=#13-#14 #5=#12*SQRT[1-#2*#2/#13/#13] G01 Z[#14] WHILE #0 GE #1 IF ABS[#0] LT #5 #3=#13*SQRT[1-#0*#0/[#12*#12]] IF #3 GT #2 #4=SQRT[#3*#3-#2*#2] G01 Y[#4] F400