《數(shù)控銑床加工中心加工工藝與編程（第二版）》 課件 模塊六　宏程序編程

模塊六宏程序編程任務(wù)一宏程序加工均布孔任務(wù)二宏程序加工均布輪廓宏程序加工規(guī)則曲面任務(wù)三291任務(wù)一宏程序加工均布孔292知識(shí)點(diǎn)◎宏程序的定義?！蚝瓿绦蜃兞抠x值方法。◎宏程序編程方法。技能點(diǎn)◎采用宏程序編寫(xiě)均布孔加工程序。293一、任務(wù)描述試編寫(xiě)如圖所示噴絲板零件均布孔的加工程序，并在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為100mm×80mm×15mm。294噴絲板零件二、任務(wù)分析采用手工編程方式編寫(xiě)本任務(wù)零件的加工程序時(shí)，每一個(gè)孔均需計(jì)算其基點(diǎn)坐標(biāo)，而且每一個(gè)孔均需編寫(xiě)單獨(dú)的程序段，在編程和加工過(guò)程中容易出現(xiàn)編程和程序輸入等方面的錯(cuò)誤。而采用宏程序編寫(xiě)該零件的加工程序時(shí)，程序簡(jiǎn)單且不需要計(jì)算孔的基點(diǎn)坐標(biāo)。295三、知識(shí)鏈接1．宏程序簡(jiǎn)介（1）宏程序的定義一組以子程序的形式存儲(chǔ)并帶有變量的程序稱為用戶宏程序，簡(jiǎn)稱宏程序；調(diào)用宏程序的指令稱為用戶宏程序指令或宏程序調(diào)用指令（簡(jiǎn)稱宏指令）。宏程序與普通程序相比較，普通程序的程序字為常量，一個(gè)程序只能描述一個(gè)幾何形狀，所以靈活性和適用性較差，而在用戶宏程序的本體中，可以使用變量進(jìn)行編程，還可以用宏指令對(duì)這些變量進(jìn)行賦值、運(yùn)算等處理。使用宏程序能執(zhí)行一些按一定規(guī)律變化的動(dòng)作。宏程序分A類(lèi)和B類(lèi)兩種，F(xiàn)ANUC0i系統(tǒng)采用B類(lèi)宏程序進(jìn)行編程。296（2）宏程序中的變量在常規(guī)的主程序和子程序內(nèi)，總是將一個(gè)具體的數(shù)值賦給一個(gè)地址。為了使程序更加具有通用性和靈活性，在宏程序中設(shè)置了變量。1）變量的表示。一個(gè)變量由符號(hào)“#”和變量序號(hào)組成，如：#I（I=1，2，3，…）。此外，變量還可以用表達(dá)式表示，但表達(dá)式必須全部寫(xiě)入方括號(hào)“［］”中。2）變量的引用。將跟隨在地址符后的數(shù)值用變量來(lái)代替的過(guò)程稱為引用變量。同樣，引用變量也可以采用表達(dá)式。3）變量的種類(lèi)。變量分為局部變量、公共變量（全局變量）和系統(tǒng)變量三種。在A、B類(lèi)宏程序中，其分類(lèi)方法均相同。2972．宏程序編程（1）變量的賦值變量的賦值方法有兩種，即直接賦值和引數(shù)賦值。其中直接賦值的方法較為直觀、方便，其書(shū)寫(xiě)格式如下：#100=100.0；#101=30.0+20.0；298（2）宏程序運(yùn)算指令宏程序的運(yùn)算類(lèi)似于數(shù)學(xué)運(yùn)算，用各種數(shù)學(xué)符號(hào)來(lái)表示。常用宏程序運(yùn)算指令見(jiàn)下表。299常用宏程序運(yùn)算指令300常用宏程序運(yùn)算指令宏程序運(yùn)算說(shuō)明如下：1）函數(shù)SIN、COS等的角度單位是度（°），分（′）和秒（″）要換算成帶小數(shù)點(diǎn)的度（°）。2）宏程序數(shù)學(xué)運(yùn)算的次序依次為：函數(shù)運(yùn)算（SIN、COS、ATAN等），乘和除運(yùn)算（*、/等），加和減運(yùn)算（+、-等），邏輯運(yùn)算（AND、OR、XOR等）。3）函數(shù)中的括號(hào)用于改變運(yùn)算次序，允許嵌套使用，但最多只允許嵌套5級(jí)。301（3）宏程序轉(zhuǎn)移指令指令起到控制程序流向的作用。1）分支語(yǔ)句。格式一：GOTOn；格式二：IF［條件表達(dá)式］GOTOn；這是有條件轉(zhuǎn)移語(yǔ)句，如果條件成立，則轉(zhuǎn)到N1000程序段執(zhí)行；如果條件不成立，則執(zhí)行下一個(gè)程序段。3022）循環(huán)指令。WHILE［條件表達(dá)式］DOm（m=1，2，3…）；…ENDm；當(dāng)條件表達(dá)式滿足時(shí)，就循環(huán)執(zhí)行WHILE與END之間的程序段m次；當(dāng)條件表達(dá)式不滿足時(shí)，就執(zhí)行“ENDm；”的下一個(gè)程序段。3033．宏程序編程實(shí)例例

加工如圖所示直線均布孔（工件厚度為12mm），試編寫(xiě)其加工中心加工程序。304宏程序編程實(shí)例任務(wù)二宏程序加工均布輪廓305知識(shí)點(diǎn)◎多輪廓加工的宏程序編程技巧。◎坐標(biāo)平移加工的宏程序編程技巧?！蜚娐菁y加工的宏程序編程技巧。技能點(diǎn)◎采用宏程序編寫(xiě)均布輪廓的加工程序。306一、任務(wù)描述試編寫(xiě)如圖所示網(wǎng)格零件（毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為180mm×180mm×8mm）的加工程序，并在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。307網(wǎng)格零件二、任務(wù)分析采用手工編程方式編寫(xiě)本任務(wù)零件的加工程序時(shí)，如采用一般的子程序指令進(jìn)行編程，則其加工程序極為復(fù)雜，且要計(jì)算每個(gè)型腔的基點(diǎn)坐標(biāo)，編程與程序的輸入極為不便。如在編程過(guò)程中采用宏程序結(jié)合坐標(biāo)平移的方式進(jìn)行編程，則程序簡(jiǎn)單明了。308三、知識(shí)鏈接1．多輪廓加工的宏程序編程例如圖所示零件，毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為φ80mm×15mm，試編寫(xiě)其加工程序。309多輪廓加工的宏程序編程實(shí)例2．坐標(biāo)平移加工的宏程序編程（1）局部坐標(biāo)系（坐標(biāo)平移）在數(shù)控編程中，為了方便編程，有時(shí)要給程序選擇一個(gè)新的參考基準(zhǔn)，通常是將工件坐標(biāo)系偏移一個(gè)距離。在FANUC系統(tǒng)中，通過(guò)指令G52來(lái)實(shí)現(xiàn)。1）指令格式：G52X

Y

Z

；

G52X0Y0Z0；2）指令說(shuō)明。G52：設(shè)定局部坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的參考基準(zhǔn)是當(dāng)前設(shè)定的有效工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，即使用G54～G59設(shè)定的工件坐標(biāo)系。X

Y

Z

：局部坐標(biāo)系的原點(diǎn)在原工件坐標(biāo)系中的位置，該值用絕對(duì)坐標(biāo)值加以指定。G52X0Y0Z0：取消局部坐標(biāo)系，其實(shí)質(zhì)是將局部坐標(biāo)系原點(diǎn)仍設(shè)定在原工件坐標(biāo)系原點(diǎn)處。310（2）編程實(shí)例例加工如圖所示端蓋零件，工件材料為45鋼，在一次裝夾過(guò)程中加工5行8列共計(jì)40個(gè)零件，試編寫(xiě)其加工程序。311端蓋零件312端蓋零件在一次裝夾中的加工示意圖3．銑螺紋加工的宏程序編程例在數(shù)控銑床上加工如圖所示內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋的底孔已加工完成（底孔直徑為38.5mm），工件材料為45鋼，試編寫(xiě)其數(shù)控銑床加工程序。313銑內(nèi)螺紋實(shí)例任務(wù)三宏程序加工規(guī)則曲面314知識(shí)點(diǎn)◎規(guī)則曲面及固定斜角平面的加工方法。◎非圓曲線輪廓的擬合方法。技能點(diǎn)◎采用宏程序編寫(xiě)規(guī)則曲面的加工程序。315一、任務(wù)描述試編寫(xiě)如圖所示模具型芯件（毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為80mm×60mm×15mm）的加工程序，并在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。316模具型芯件二、任務(wù)分析本任務(wù)零件的加工要素為非圓曲線輪廓和規(guī)則曲面，采用手工編程方式編寫(xiě)其加工程序時(shí)，可采用短線段對(duì)這些輪廓進(jìn)行擬合，采用宏程序方式進(jìn)行編程。317三、知識(shí)鏈接1．曲面及固定斜角平面的加工方法（1）加工方法的選擇規(guī)則曲面（如球面、橢球面等）或固定斜角平面數(shù)控銑床加工時(shí)，多以行切法進(jìn)行三軸聯(lián)動(dòng)加工，可采用手工宏程序編程或CAM軟件自動(dòng)編程。曲面采用行切法加工時(shí)，會(huì)在工件表面留有較大的殘留面積，影響表面加工質(zhì)量。減小行切法加工殘留面積最有效的方法是減小行距。318319曲面及固定斜角平面的加工方法a）曲面的加工b）固定斜角平面的加工（2）非圓曲線輪廓的擬合方法目前大多數(shù)控系統(tǒng)還不具備非圓曲線的插補(bǔ)功能。因此，加工這些非圓曲線時(shí)，通常采用線段或圓弧段擬合的方法進(jìn)行。常用的手工編程擬合計(jì)算方法有等間距法、等插補(bǔ)段法和三點(diǎn)定圓法等幾種。1）等間距法。在一個(gè)坐標(biāo)軸方向，將擬合輪廓的總增量（如果在極坐標(biāo)系中，則指轉(zhuǎn)角或徑向坐標(biāo)的總增量）等分后對(duì)其設(shè)定節(jié)點(diǎn)，并計(jì)算各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值，此方法稱為等間距法，如圖所示。320非圓曲線輪廓的等間距法擬合2）等插補(bǔ)段法。當(dāng)設(shè)定相鄰兩節(jié)點(diǎn)間的弦長(zhǎng)相等時(shí)，對(duì)輪廓曲線進(jìn)行節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值計(jì)算的方法稱為等插補(bǔ)段法。3）三點(diǎn)定圓法。這是一種用圓弧擬合非圓曲線時(shí)常用的計(jì)算方法，其實(shí)質(zhì)是過(guò)已知曲線上的三點(diǎn)（也包括圓心和半徑）作一圓。321（3）三維型面母線的擬合方法宏程序編程采用行切法加工三維型面（如球面、變斜角平面等）時(shí)，型面截面上的母線通常無(wú)法直接加工，而采用短線段來(lái)擬合。（4）擬合誤差分析非圓曲線與三維型面母線的擬合過(guò)程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生擬合誤差，但其誤差值不能超出規(guī)定值。322