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1、教学单元5 SINUMERIK 数控铣镗床高级编程,5-0 任务引入与相关任务 5-1 R 参数编程及其应用 5-2 程序跳转 5-3 程序段重复功能(REPEAT / REPEATB) 5-4 程序架构FRAME 功能,下一页,返回,教学单元5 SINUMERIK 数控铣镗床高级编程,5-5 平面方程曲线轮廓加工(渐开线、抛物线轮廓) 5-6 立体方程曲线的参数编程(半球、椭球) 5-7 孔系与槽系的加工 5-8 铣镗床加工高级编程 思考与练习,上一页,返回,5-0 任务引入与相关任务,体育馆看台模型共10 层, 最高一层长400 mm, 宽300 mm, 以后每层高度分别递减5 mm, 每
2、层坐台宽分别递减5, 毛坯为实心的440 mm 340 mm 70 mm 长方体, 材质为铸铁, 如图5-0-1 所示, 试编写加工程序。 用R 参数编程, 可以实现同类零件共用一个程序, 只要通过修改R 参数, 就能实现产品形状及尺寸的变化, 从而极大地提高编程效率, 实现柔性制造, 自动适应市场变化。,下一页,返回,5-0 任务引入与相关任务,数控铣削任意直径大小的内孔, 编写一个孔的R 参数子程序就可以解决任意直径大小的内孔铣削; 编写一个加工矩形的R 参数子程序, 就可以解决任意大小矩形的加工, 什么是R 参数编程? R 参数子程序怎样编写? 怎样调用? 下面针对这些问题进行讲解。,上
3、一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,例1: 编写一个铣削100 的通孔的程序。 1.R 参数编程 (1) 参数R, 用Rn 表示变量, n 为下标, n 的值根据SINUMERIK 系统版本不同, 可取0 999, 程序格式为Rn=; (2) 功能。 使用R 参数功能, 可以进行址分配、设定参数变量、进行参数赋值等。 NC 程序的灵活性在于可以利用算术参数把这些算术参数或表达式分配给别的NC 地址。值、表达式及算术参数可分配给所有(除了N、G、L 之外) 地址。分配时, 字符“ =”写在地址字符后面, 也可选用符号分配, 分配给轴地址要求在独立的程序段。,下一页,返回,5-1 R 参数编
4、程及其应用,例如: N10 G0 X=R02; 分配给X 轴。 注意: 一个程序段内可以有若干个R 参数或多个表达式的分配。值的分配必须在一个独立的程序段中进行。 2.R 参数程序举例 N05 R01=R01+1 ; 新的R01 从旧的R01 加1 得出, 当计数器用 N10 R01=R02+R03 R04=R05-R06 ; 参数加减运算 N15 R07=R08*R09 R10=R11/ R12 ; 参数乘除运算 N20 R13=SIN (25.3); ; 函数运算, R13 等于25.3度的正弦 N25 R14=R01*R02+R03 ; 加减混合运算,上一页,下一页,返回,5-1 R 参
5、数编程及其应用,N30 R14=R03+R02*R01 ; 结果与程序段N25 相同 N60 R15=SQRT (R01*R01+R02*R02 ) ; R15=R01R01+R02R02 的平方根分配轴值: N10 G01 G91 X=R01 Z=R02 F300 N20 Z=R03 N30 X=-R04 N40 Z=-R05 编写程序可以解决任意直径大小的内孔, 当然也就能解决铣削100 的。任务实施条件或适用范围: 具有西门子840D 功能的数控机床, 如XK2414A*40、XK2420A*40 等机床, 子程序内容如下。,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,内圆周铣子
6、程序, 现编写XY 加工平面的程序, 其他加工平面类似。 例1: 任意直径大小的内孔的铣削。 1.R 参数设定 设参数R01 为加工圆直径, R03 为刀具半径(精确数据), 如图5-1-1所示。 2.子程序编写 XILEIKONG.SPF ; 子程序名, 见名知意, 铣内孔子程序 N05 R01=R01/2-R03 ; 计算刀具中心运动轨迹 N10 R02=R01/2 ; 计算切入圆半径 N15 G91 G64 G03 X=0 Y=-R01 CR=R 02 ; 圆弧切入工件内孔 N20 G03 X0 Y0 I0 J=R01 ; 内孔整圆铣削, 只能用I、J 编程,上一页,下一页,返回,5-1
7、 R 参数编程及其应用,N25 G03 X0 Y=R1 CR=R02 序; 圆弧切出内孔, 退到孔中心 N30 G90 M17 ; 子程序结束 3.主程序调用 XIKONG.MPF N05 G54 G90 G00 Z20 ; 程序初始化 N10 X0 Y0 S800 ; 走到起刀位置 N15 M03 S750 F120 ; N20 G01 Z-10 ; 下刀 N25 LEIKONG R01=100 R03=31.5 ; 刀具半径值 N30 G00 Z20 M05 ; 抬刀 N35 M30,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,4.操作技能说明 加工内孔, 往往受到空间的限制, 有
8、时无法完成刀具补偿功能, 为了使编写的R 参数子程序具有很强的通用性, 采用了刀具中心编程方式, 操作时, 把实际的刀具半径值输入到参数R03 中即可, 其作用与使用刀具补偿功能一样。 例2: 编写一个在XY 坐标平面铣削加工300265 的外矩形程序。 1.R 参数设定 设: R01 为加工矩形的长度, R02 为矩形宽度, R05 为矩形圆角半径, R03为刀具半径(精确数据), R04 为刀具进深, 在坐标轴负向R04 为“-”, 如图5-1-2 所示。,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,2.子程序编写 WAIJUXIN.SPF ; 外矩形铣削加工R 参数子程序 N05
9、 R06=R05*2 ; R06 为中间变量 N10 R10=R05+R03 ; 考虑刀补偿后的刀具中心点 N15 R08=R01/2+R03 ; 计算图5-1-2 中R08 的值 N20 R09=R02/2-R05 ; 计算图5-1-2 中R09 的值 N25 R11=R02/2+R03+R03 ; 计算图5-1-2 中R11 的值 N30 R13=R11+R09 ; 计算图5-1-2 中R13 的值 N35 R01=R01-R06 ; 计算矩形直边的长度,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,N40 R02=R02-R06 ; 计算矩形直边的宽度 N45 G91 G60 G0
10、0 X=R08 Y=R11 ; 增量坐标, 走到起刀点位置 N50 G01 G64 Z=-R04 ; 深度下刀 N55 Y=-R13 ; 加工矩形的右边宽度直边 N60 G02 X=-R10 Y=-R10 CR=R10 ; 加工1/4 圆角 N65 G01 X=-R01 ; 加工矩形下方的长度直边 N70 G02 X=-R10 Y=R10 CR=R10 ; 加工1/4 圆角 N75 G01 Y=-R02 ; 加工矩形的左边宽度直边 N80 G02 X=R10 Y=R10 CR=R10 ; 加工1/4 圆角 N85 G01 X=R01 ; 加工矩形上方的长度直边 N90 G02 X=R10 Y=
11、-R10 CR=R10 ; 加工1/4 圆角,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,N95 G00 Z=R04 ; 抬刀 N100 X=-R08 Y=-R09 ; 刀具返回 N105 G90 M17 ; 子程序结束 3.主程序调用 XIKONG.MPF ; 铣削加工300265 的外矩形主程序 N05 G54 G90 G00 Z20 ; 程序初始化 N10 X0 Y0 S800 ; 走到起刀位置 N15 M03 S600 F110 ; N20 R01=300 R02=265 ; 矩形参数赋值 N25 R03=31.5 R04=20 R05=10 ; N30 WAIJUXIN ;
12、调用外矩形铣削加工R 参数子程序,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,N35 G00 G90 Z50 M05 ; 抬刀 N40 M30 ; 4.操作技能说明 1)加工外轮廓, 一般无空间限制, 可以直接使用G41/ G42 刀具补偿功能。 2)子程序中使用了增量编程, 形成运动轨迹封闭, 便于子程序调用及程序错误检查。 例3: 编写一个在YZ 坐标平面铣削M483 的内螺纹程序, 螺纹的有效深度为100。 1.R 参数设定,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,设参数R01 为内螺纹公称直径, R02 为刀具理论半径, R06 为内螺纹中径公差, R05 为内螺纹
13、深度和空行程(取螺距的整倍数), R09 为螺距, 如图5-1-3所示。 2.子程序编写 LEILUOWEN.SPF ; 内螺纹铣削R 参数子程序 N05 R09=R09*0.866/8 ; 计算螺纹牙形高度 N10 R06=R06/4 ; 内螺纹中径公差均分为四等份 N15 R01=R01/2+R06+R09-R03 ; 考虑中径公差后的螺纹大半径 N20 R02=R01/2 ; 切入圆半径 N25 R30=0 ; 计数器置零, 用于计算螺纹圈数 N30 G64 G19 G91 G01 X= R05 ; 刀具先到孔底, 从孔底向外铣螺纹,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,N
14、35 G03 Y=-R01 Z0 CR=R02 ; 半圆切入 N40 G03 Y0 Z0 J=R01 K0 X=R09 ; 走螺旋线, 完成一个螺距的加工 N45 R30=R30+R09 ; 计算螺纹圈数 N50 125 R30 R5 K+40 ; 条件判断, 若螺纹深度到位, 则程序结束 N55 G00 Y=R01 ; 刀具回到孔中心 N60 G60 G90 M17 ; 子程序结束 3.主程序调用 XILUOWEN.MPF ; YZ 坐标平面铣削M483 的内螺纹主程序,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,N05 G54 G90 G00 X20 ; 程序初始化 N10 Y0
15、Z0 S800 ; 走到起刀位置 N15 M04 S1200 F90 ; 右螺纹, 按螺纹拧松的方向旋转 N20 R01=48 R02=22.5 R09=3 ; 囉参数赋值 N25 R06=0.021 R05=109 ; R05 螺纹的有效深度+3 个螺距的空行程 N30 LEILUOWEN ; 调用内螺纹铣削R 参数子程序 N35 G00 G90 Z50 M05 ; 抬刀 N40 M30 任务实施条件或适用范围:,上一页,下一页,返回,5-1 R 参数编程及其应用,任务实施条件或适用范围: 该程序是在YZ 平面铣削内螺纹, 因此要求具有西门子840D 功能的数控机床, 且带有角度铣头, 如X
16、K2414A40 数控龙门铣床或TX613 镗床等机床。 4.操作技能说明 1)加工大直径内螺纹, 使用旋风式铣削方式, 主轴转度要求较高, 有的大机床主轴转度较低, 则需要加“增速头”才行。 2)子程序上中的N50 语句, 125 表示程序跳转指令, 是SINUMERIK 较老的版本, 若用840D 的版本, 可以换成IFGOTO 语句。,上一页,返回,5-2 程序跳转,编写一个M48 以上的任意大小、任意螺距、任意深度的内螺纹旋风铣削程序, 案例要求: 为了体现内螺纹任意的特性, 要求加工的内螺纹任意大小、任意螺距、任意深度, 且所用的刀具直径也要随任意螺纹大小变化而变化。螺纹铣削程序轨迹及参数定义如图5-2-1 所示, 螺纹旋风铣削程序流程如图5-2-2 所示。,下一页,返回,5-2 程序跳转,1.程序跳转 (1) 标记符 跳转功能的标记符用于标记程序中所跳转的目标程序段, 达到程序运行分支的目的。标记符位于所跳转的目标程序段开头, 若有程序段号, 则标记符紧跟着程序段号之后, 如N45 BIAO: G01
