例析數(shù)控子程序的手工編程

　　例析數(shù)控子程序的手工編程
　　
　　湖北十堰職業(yè)技術(shù)（集團）學(xué)校 田竹梅
　　
　　【摘 要】手工編程是指利用一般的計算工具，通過各種數(shù)學(xué)方法，人工進行刀具軌跡的運算，并進行指令編程。文章主要從子程序的定義以及編程中應(yīng)注意的問題入手，來進行說明子程序的運用，并通過一個常見的例題分析子程序在實際中的用法。
　　
　　【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù) 手工編程 子程序
　　
　　隨著我國現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床的逐漸普及，從業(yè)人員也在不斷增加，數(shù)控加工越來越受到人們的重視。數(shù)控程序編制的效率和質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率，它既是數(shù)控技術(shù)的生活組成部分，也是其關(guān)鍵技術(shù)之一。在我國，相當多的數(shù)控銑床（包括加工中心）應(yīng)用在模具行業(yè)，大部分模具廠應(yīng)用CAD/CAM軟件。手工編程，子程序的應(yīng)用的空間很廣泛。而手工編程是自動編程的基礎(chǔ)，子程序是手工編程的基本形式和精髓，它能使數(shù)控程序簡潔化。我們知道，加工一個復(fù)雜的工件，自動編程軟件生成的程序少則幾十行多則幾千行，可讀性差，不容易理解，且存儲容量大，一般機床的內(nèi)存無法滿足要求，那么子程序可以彌補這種不足，它結(jié)構(gòu)嚴謹，分析方便，可讀性好，短小精悍。它結(jié)合機床功能和和數(shù)控指令系統(tǒng)的特點，融入編程人員的智慧。根據(jù)零件的幾何信息建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，采用模塊化的程序設(shè)計思想進行編程，除了便于調(diào)用外，還使編程人員從繁瑣的、大量的重復(fù)性工作中解脫出來，這是任何自動編程軟件都不能達到的效果。因為在自動編程軟件中，當零件的幾何參數(shù)改變時，都要重新建模，重新設(shè)置加工參數(shù)，重新生成數(shù)控程序。
　　
　　盡管子程序有諸多優(yōu)點，但很多初學(xué)者都往往不易理解，且要求編程人員有相應(yīng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。所以在教學(xué)過種中，如何讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)的數(shù)學(xué)知識理解和掌握子程序，成為編制子程序的一個重要前提。首先讓學(xué)生明白子程序的定義，它是在編制數(shù)控加工程序時，在一個程序中多次出現(xiàn)或在幾個程序中都要用到的一組程序段稱為子程序，將這組程序段命名后單獨存儲，由機床控制指令調(diào)用，它在加工中具有獨立的意義，它的功能屬于數(shù)控編程中的高級功能，目的是為主程序調(diào)用的，簡化主程序。這樣可以減少編程工作量，節(jié)省編程時間。在此以FANUC 0i 系統(tǒng)并結(jié)合具體示例，對子程序功能的使用方法和注意點進行分析。
　　
　　一、子程序的調(diào)用格式
　　
　　首先，在講解時結(jié)合主程序的結(jié)構(gòu)和形式來對比說明，子程序的形式和組成與主程序大體相同，只是子程序結(jié)束指令的作用是返回主程序或上一層子程序，其指令字各系統(tǒng)不統(tǒng)一，調(diào)用第一層子程序的指令所在的加工程序稱為主程序，子程序可嵌套，嵌套層數(shù)及調(diào)用指令由具體的數(shù)控系統(tǒng)決定。M98為子程序調(diào)用指令，P后面的數(shù)字為子程序名稱，L后面的數(shù)字為調(diào)用次數(shù)。當被省略時默認為調(diào)用一次，M99為子程序結(jié)束指令。以下為子程序的調(diào)用格式。
　　
　　二、子程序的使用注意點
　　
　　1.主程序中的模態(tài)G代碼可被子程序中同一組的其它G代碼更改，如主程序中的絕對坐標指令G90會被子程序中的相對坐標指令G91更改，從子程序返回時也變?yōu)镚91狀態(tài)。要給學(xué)生強調(diào)子程序的編程一般是相對坐標編程，在編程時必須特別注意這一點，避免混亂。
　　
　　2.如在主程序或上一級子程序中使用了刀具半徑補償指令，在啟動階段開始后的刀補狀態(tài)中，如果存在二段以上的沒有移動的指令或存在非指定平面軸的移動指令段，在教學(xué)過程中用G17平面為例來引導(dǎo)學(xué)生理解，即刀具必需有X軸或Y軸方向的移動量。否則可能產(chǎn)生進刀量不足或進刀超量。特別是在孔加工子程序中，應(yīng)注意這一點，這是由刀具補償原理決定的。
　　
　　三、子程序編程分析示例
　　
　　如圖所示：用直徑為8mm的立銑刀，加工長方形槽，刀心軌跡如圖所示，槽深6mm，要求每次切削的深度不超過2mm。
　　
　　在教學(xué)過程中，可以引導(dǎo)學(xué)生分析，將刀具中心軌跡A-B-C-D-A編成子程序，主程序分三次調(diào)用它，使槽深逐次增加，此時子程序通常采用增量方式編程比較方便。參考程序如下：
　　
　　子程序是數(shù)控加工必不可少的編程方法，它編制快，方便，而且可讀性強，易于檢查。只要掌握了它的編程原理，在實際加工中，對零件的程序編制就會得心應(yīng)手，合理運用，會大大提高我們的編程效率。