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1、模块2 数控车削编程与加工,正德职业技术学院,数控加工编程与操作,任务2.8 宏指令的使用,正德职业技术学院,数控加工编程与操作,知识目标,掌握宏变量的类型及功能 掌握宏变量的算术运算法则及格式 掌握宏变量的关系运算法则及运算符 掌握宏变量的条件转移和循环语句 掌握参数方程法完成椭圆轮廓插补的编程,学习目标,技能目标,学习目标,解决非圆轮廓曲线的数学逼近算法 会设置刀具补偿值,任务导入,任务引入,完成如图所示右端为椭圆轮廓的短轴零件的车削加工，零件已完成粗加工，现需对其进行精加工，单件生产,确定所需的知识,3段直线,1/4椭圆,任务分析,加工部位：,零件外轮廓已事先完成 粗加工,由于轮廓中含有
2、椭圆且一般数控系统均不提供直接的椭圆插补编程，因此必须结合宏指令完成零件的精加工编程,宏指令编程的概念,知识学习,由于一般数控系统均不提供直接的非圆轮廓曲线（如椭圆）的插补编程，因此采用手工编程完成非圆轮廓的插补必须借助于高等数学中的积分概念将非圆轮廓处理为大量的微小直线段来逼近其理论轮廓 由于宏指令允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移，因此使得上述的逼近算法在数控编程中得以实现。,宏变量的类型,指令介绍,在FANUC数控系统中，宏变量用变量符号（#）和后面的变量号（数字）指定，如“#1”代表系统的局部变量。宏变量根据变量号可分为四种类型,宏变量的类型,指令介绍,宏变量的算术运算法则,算术运
3、算法则举例说明,指令介绍,定义变量#1=100，#2=200，#3=0.2 编程G01 X#1 Z#2 F#3 其功能等同于常规指令,G01 X100 Z200 F0.2,宏变量的关系运算法则,指令介绍,以FAUNC系统为例,指令介绍,算术运算法则举例说明,要表达变量#1大于等于#2，,则应编程为#1 GE #2,宏变量的条件转移和循环语句,指令介绍,使用条件转移和循环语句可以控制程序的流向， 一般常用的有三种：,条件转移（IF语句）,格式：,IF GOTO n；,若满足，下步操作转移到顺序号为n的程序段去。 若不满足，执行IF语句下面的语句。,说明：,指令介绍,宏变量的条件转移和循环语句,格
4、式：,IF THEN ；,若满足，执行THEN后的宏程序语句，只执行一个语句,说明：,条件转移（IF语句）,工艺学习,工、量、刃具选择,加工工艺方案,工艺学习,换刀点,换刀点,O点,A点,A-B-C-D-E顺序加工,快 速,切削 速度,E点垂直切出,返回至换刀点,工艺方案切削用量的选择,工艺学习,加工材料为硬铝，硬度低，切削力小，,精车时采用恒线速度切削V=60m/min,进给速率f=0.05mm/r,任务实施,程序的编制,1）工件坐标系的建立,工件坐标系的原点选在工件右端面的中心， 遵循基准重合的原则。,2）椭圆轮廓的数值计算,轮廓AB为1/4椭圆 采用参数方程的方法 其椭圆的坐标系如图所示
5、,由椭圆参数方程可得动点A的坐标为：,X=2bSIN（） Z=aCOS（）,a为椭圆长半轴,b为椭圆短半轴,为动态夹角,任务实施,程序的编制,由于本案例中编程原点设置在零件的右端面中心，即图中的A点因此需对图中的坐标系进行平移，在平移后的坐标系中动点A的坐标为 ：,X=2bSIN（） Z=aCOS（）-a,任务实施,程序的编制,O0004 （程序名） % （程序起始符号） N0010 G50 S2500 （设置主轴最高限制转速） N0020 G96 S60 M03 T0202 （设置恒线速度，启动主轴，换2号刀并设置刀具补偿为2号补偿） N0030 G00 X44 Z2 （快速运动至O点，接近
6、工件） N0040 G01 X0 Z0 F0.05 （切削至椭圆起点A）,N0050 #1=15 （定义宏变量，即椭圆短轴） N0060 #2=30 （定义宏变量，即椭圆长轴） N0070 #3=1 （定义宏变量，即初始增量角度） N0080 #4=2*#1*SIN#3 （计算X轴坐标数据） N0090 #5=#2*COS#3-#2 （计算Z轴坐标数据）,N0100 G01 X#4 Z#5 （通过插补直线拟合椭圆轮廓） N0110 #3=#3+1 （增量角度递增） N0120 IF #3 LE 90 GOTO 80 （判定是否走完椭圆） N0130 G01 Z-40 （插补直线轮廓BC） N0
7、140 X40 Z-50 （插补直线轮廓CD） N0150 Z-60 （插补直线轮廓DE） N0160 X42 （由E点垂直切出零件） N0170 G00 X100 Z100 （快速返回至换刀点） N0180 M05 N0190 M30 %,任务实施,程序说明,在此程序中，采用微小直线段插补椭圆轮廓时宏变量#3（即角）每次递增1度，整个椭圆将由90个微小直线段构成。 从高等数学的极限角度出发，角每次递增越小，椭圆将越逼近其真实形状；但从数控加工的角度出发，如果角递增过小，微小直线段的数量则会过大，这将影响轮廓加工的效率 如果角递增过大则会影响轮廓加工的质量经过加工试验角递增值为1度既能满足数控
8、加工对效率的要求也能满足其对质量的要求。,任务实施,加工准备,加工准备,1）检查毛坯尺寸。,2）开机、回参考点。,3）程序输入：把编写好的程序 或经仿真后的数控程序输入数控系统。,4）工件装夹：将毛坯用三爪自定心卡盘夹至预紧，并用百分表校正圆周的跳动度，待调整完毕后再将毛坯完全夹紧,任务实施,加工准备,加工准备,5）刀具装夹： 由于本案中的零件尺寸精度要求不高，且切削量不大，因此采用一把高速钢外圆车刀完成零件的粗、精加工。首先将准备好的车刀安装至刀架并夹紧，通过试切校正并调整其中心高。,6）对刀操作,任务实施,加工准备,7）机床刀具磨损量的调整,以FANUC 0i-TC数控车为例，进行刀具磨损
9、量的设置介绍。,磨损量设置可按如下步骤进行：,（1）按,键进入参数设定面，,先按“,出现下图所示系统画面；,”,再按,”,（2）把光标移到所用刀具号的X和Z处，输入刀具磨损量值，,按输入健,对于磨损量的计算，应根据零件粗加工后相关尺寸的测量值与尺寸编程值进行比较，并考虑事先的余量计算出刀具的磨损量，该磨损量不仅包括了 刀具的磨损，同时也包括了先前对刀过程可能产生的误差。,即可。,任务实施,加工准备,加工准备,加工准备,任务实施,8）、空运行,9）、零件自动加工及尺寸控制,10）、零件尺寸检测,11）、加工结束、拆下工件、清理机床,知识拓展,椭圆轮廓的粗加工编程,数控车削加工中，粗加工阶段由于切削量较多，轮廓需多次车削才能完成，因此一般使用轮廓多次车削循环指令进行编程，但是本案中的零件由于包含椭圆轮廓 。 粗加工编程需要对待加工的椭圆轮廓做一定的几何处理。,知识拓展,椭圆轮廓的粗加工编程,为了简化计算可以用一条长度为15mm的水平直线和半径为15mm的1/4圆弧近似地替代该椭圆轮廓 ，如右图 由于替代的轮廓可以通过基本的G指令编程构建G71外圆轮廓多次车削循环，这使得零件的粗加工编程得以简化,
