用宏程序在數(shù)控銑床上編制球面加工程序

盧小燕

（廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程系，廣州 510980）

1 變量編程在數(shù)控系統(tǒng)中的運(yùn)算過程

變量編程在數(shù)控系統(tǒng)中的運(yùn)算過程為：讀取數(shù)控代碼→提取變量和變量定義→將預(yù)先保存的全局變量和用戶自定義變量保存在相關(guān)列表中→讀取數(shù)控代碼提取復(fù)雜表達(dá)式→解釋與執(zhí)行代碼過程中讀取變量列表中保存的數(shù)值，計(jì)算表達(dá)式，并給變量賦新值→按照條件語句，循環(huán)語句等控制程序的下一步操作→按照結(jié)果輸出實(shí)際數(shù)值。

2 編制宏程序的思路

先構(gòu)建正確的數(shù)學(xué)模型，再設(shè)定所需的變量，并找出各變量之間的關(guān)系，列出控制變量變化的表達(dá)式，最后編制用戶宏程序。

要編宏程序就得找出各變量的關(guān)系，建立各變量的數(shù)學(xué)模型。所謂數(shù)學(xué)模型，就是描述數(shù)值各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。有了這個(gè)數(shù)學(xué)模型之后，只要知道變量的初始條件，就可對(duì)方程求解，得出數(shù)值的解。根據(jù)這一解就可以對(duì)數(shù)值進(jìn)行評(píng)估?？梢娊⒆兞恐g的數(shù)學(xué)模型是編宏程序的前提。

3 宏程序編程舉例

在數(shù)控銑床上加工半徑為R8 的半球面，材料為45 鋼，選取φ10 立銑刀，如圖1 所示。

圖1 宏程序編制例圖

1）用數(shù)學(xué)方程加工球面（變量的關(guān)系如圖1（a））：

數(shù)學(xué)方程加工球面是將球面曲線以Z 軸的下刀深度變量為步距，通過勾股定理計(jì)算下刀深度變化后，球面曲線所對(duì)應(yīng)的X 軸的變化，再運(yùn)用圓弧插補(bǔ)形式來加工球面的一種方法。下刀量分得越小，加工出來的球面曲線精度越高。

2）用參數(shù)方程加工球面（變量的關(guān)系如圖1（b））：

參數(shù)方程加工球面是將球面曲線以角度的方式，分角為若干度為單位的步距角，通過球面參數(shù)方程計(jì)算步距角變化后，球面曲線所對(duì)應(yīng)的X 軸的變化，再運(yùn)用圓弧插補(bǔ)形式來加工球面的一種方法。步距分得越小，加工出的球面曲線精度越高。

4 加工注意事項(xiàng)

用數(shù)學(xué)方程加工球面時(shí)，8（加工最終深度）與#1（#1的初始賦值）的差值必須是每次下刀增量的整數(shù)倍，否則無法加工到8 mm 的深度。例如：當(dāng)#1 的初始賦值為0.4 mm，#1=#1+0.3 給#1 賦值（每次下刀的增量為0.3mm），此時(shí)最終加工到的深度只能為7.9 mm，而不能達(dá)到預(yù)期的8 mm。當(dāng)#1的初始賦值為0.5 mm，#1=#1+0.3 給#1 賦值（每次下刀的增量為0.3mm），此時(shí)最終加工到的深度能達(dá)到預(yù)期的8mm。

用參數(shù)方程加工球面時(shí)，#1（#1 的初始賦值）必須是#1=#1-5（每次以5°作為下刀變量）每次下刀增量的整數(shù)倍，否則無法加工到8 mm 的深度。例如：當(dāng)#1 的初始賦值為85，#1=#1-4 給#1 賦值（每次以4°作為下刀變量），此時(shí)最終加工到的深度只能為7.86 mm，而不能達(dá)到預(yù)期的8 mm。當(dāng)#1 的初始賦值為85，#1=#1-5 給#1 賦值（每次以5°作為下刀變量），此時(shí)最終加工到的深度能達(dá)到預(yù)期的8 mm。

5 結(jié)語

利用宏程序的變量、運(yùn)算、轉(zhuǎn)移控制三大功能，通過手工編程，程序簡單明了，便于修改、保存，便于發(fā)揮機(jī)床控制系統(tǒng)本身的強(qiáng)大功能，可以對(duì)零件的精度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，最適用于規(guī)則零件的批量生產(chǎn)。

鑒于宏程序具有的這些不可替代的優(yōu)勢，我們在零件加工程序的編制中廣泛合理地加以應(yīng)用，從而使程序的結(jié)構(gòu)和生成的刀具加工路徑達(dá)到最優(yōu)，這對(duì)程序的保存、修改、再次使用以及生產(chǎn)效率的提高都具有重要的意義。

［1］盧增懷.數(shù)控車床上橢圓的編程與零件的加工［J］.機(jī)械工人：冷加工，2007（6）：66-67.