子程序調(diào)用和銑削循環(huán)在鍵槽銑削中的應(yīng)用

郭滿榮

（安徽工業(yè)大學(xué)工程實(shí)踐與創(chuàng)新教育中心，安徽 馬鞍山 243002）

0 引言

隨著數(shù)控機(jī)床的普及和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越普遍，為了提高數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率，我們在手工編程時盡量使用編程技巧來簡化編程[1]。為了減少程序和編程工作量，幾乎所有的數(shù)控系統(tǒng)都具有循環(huán)加工指令和子程序調(diào)用指令。

目前，各種教材、書籍和因特網(wǎng)上關(guān)于數(shù)控銑床手工編程的實(shí)例，大多都是以德國SIEMENS 公司的SINUMERIK系列802D[2]或810D數(shù)控系統(tǒng)、日本FANUC系列數(shù)控系統(tǒng)[3-4]、南京四開SKY數(shù)控系統(tǒng)和華中數(shù)控系統(tǒng)HNC[5]等為例。但在實(shí)際生產(chǎn)和教學(xué)中，很多工廠和院校，都是使用德國SIEMENS公司的SINUMERIK系列802S/C這種經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控系統(tǒng)[6]，可是關(guān)于SIEMENS數(shù)控銑床循環(huán)[7]和子程序調(diào)用[8-10]的文章卻不多見，這就使得許多初次使用循環(huán)和子程序調(diào)用的操作者無從下手。本文以鍵槽銑削為例說明如何使用可偏移旋轉(zhuǎn)指令、子程序調(diào)用和銑削循環(huán)在SIEMENS數(shù)控銑床手工編程中簡化編程。零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1 圖樣及編程分析

從圖1可知，如果直接編程，要計(jì)算出每個鍵槽的各點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算量較大，程序較復(fù)雜，這是不可取的。因6個鍵槽形狀完全相同，為了簡化編程，編程時既可采用循環(huán)加工，也可采用子程序調(diào)用加工，以減少編程量。本文主要介紹如何使用循環(huán)LCYC75來加工多個鍵槽，并與采用子程序調(diào)用的方法予以對比。

圖1 6個鍵槽

從圖1可以看出，鍵槽長度為30 mm，寬度為15 mm，槽深為1 mm。6個鍵槽分別在X軸上，與X軸線成60°、120°、180°、240°和300°角的位置。

加工第一個鍵槽，可直接在X軸上調(diào)用循環(huán)LCYC75。加工第二個鍵槽，先用G259附加的可編程旋轉(zhuǎn)指令，將鍵槽旋轉(zhuǎn)60°后，再調(diào)用鍵槽循環(huán)LCYC75。調(diào)用結(jié)束后，再用G259附加的可編程旋轉(zhuǎn)指令將鍵槽繼續(xù)旋轉(zhuǎn)60°，再次調(diào)用循環(huán)。依此類推，再分別繼續(xù)旋轉(zhuǎn)3次，再分別調(diào)用3次循環(huán)。最后，再用G259附加的可編程旋轉(zhuǎn)指令將鍵槽旋轉(zhuǎn)60°，回到初始位置，并用空的G158指令取消附加的可編程旋轉(zhuǎn)。

使用子程序調(diào)用的方法加工上述6個鍵槽，則需要先編制一個鍵槽的子程序，然后在上述6個位置分別6次調(diào)用子程序來完成零件的加工。

每次調(diào)用循環(huán)和子程序時，都用到了可編程的零點(diǎn)偏移指令G158和附加的可編程旋轉(zhuǎn)指令G259。

G158表示讓坐標(biāo)軸編程時進(jìn)行零點(diǎn)偏移。程序段G158指令后無坐標(biāo)軸名，表示取消當(dāng)前的可編程零點(diǎn)偏移和坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)設(shè)定[11]。

G259指令可以在當(dāng)前平面(G17到G19) 中編程一個坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。本例使用G17，即在XY平面編程。使用G17，可省略不寫，所以后面的程序中都沒有寫G17。

編程前，要先設(shè)定編程原點(diǎn)。否則，所編程序沒有任何意義[6]。因?yàn)榫幊淘c(diǎn)位置不同，程序就不一樣。圖1設(shè)定編程原點(diǎn)在零件的中心上表面上，即虛線圓的圓心，在G54下建立工件坐標(biāo)系并對刀，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是編程原點(diǎn)。

目前有很多數(shù)控系統(tǒng)，如FANUC、SKY、SIEMENS、HNC系統(tǒng)等，每個數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼都不盡相同，編程方法也就不同。因此，編寫程序前，一定要掌握自己所用數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼，然后用其進(jìn)行編程。本文中的兩個程序都是針對SIEMENS 802S/C數(shù)控系統(tǒng)而編制的。

為了提高加工精度，加工通常分為粗加工和精加工。本文只關(guān)注銑削循環(huán)和子程序調(diào)用的兩種編程方法不同之處。為了簡化程序、減少換刀時間，此案例不分粗加工和精加工，只用一把銑刀一次完成銑削加工。根據(jù)圖1中的圖形尺寸，采用直徑為10 mm的鍵槽銑刀加工較合適。下面分別講述如何使用SIEMENS 802S/C數(shù)控系統(tǒng)的循環(huán)LCYC75和子程序調(diào)用來加工鍵槽。

2 利用銑削循環(huán)LCYC75編程

利用銑削循環(huán)LCYC75，通過設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)可以銑削一個與軸平行的矩形槽或者鍵槽，或者一個圓形凹槽。循環(huán)中，如果要銑削鍵槽，必須設(shè)置凹槽寬度為2倍圓角半徑。程序中循環(huán)各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置和說明如表1所示。

表1 銑削循環(huán)LCYC75中各項(xiàng)R參數(shù)設(shè)置說明

雖然SIEMNS說明書中，有關(guān)于循環(huán)LCYC75的案例，但卻是以XZ平面為例來說明的。眾所周知，平時大家都是使用XY平面來編程的。為了幫助初次使用循環(huán)LCYC75的用戶有效地解決了這一問題，本文以一個加工6個鍵槽的案例來說明如何使用循環(huán)LCYC75在XY平面編程。程序及說明如下。

3 利用子程序調(diào)用編程

一些零件上經(jīng)常會出現(xiàn)一些相同的或?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)，編程時需要反復(fù)編程同一形狀零件嗎？答案是否定的。為了達(dá)到簡化編程的目的，可以把多次出現(xiàn)的同一形狀圖形的程序編成一個子程序，在主程序中反復(fù)調(diào)用子程序即可。

圖1中有6個完全相同的鍵槽。編程時，只要先編寫一個鍵槽的子程序，在主程序中調(diào)用6次子程序即可。下面為加工鍵槽的主程序和子程序。主程序名為JC，子程序名為L1。主程序和子程序名可隨意編寫，只要滿足程序命名原則即可。

4 結(jié)語

用循環(huán)LCYC75加工時，只要設(shè)置循環(huán)中的各項(xiàng)參數(shù)即可，不需要考慮刀具的半徑補(bǔ)償。但是使用子程序調(diào)用時，子程序中需要考慮刀具半徑左右補(bǔ)償，在此補(bǔ)償值為5 mm（因刀具直徑為10 mm）。注意刀具半徑補(bǔ)償值在加工前，要先輸入到數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)中，加工時才能進(jìn)行半徑補(bǔ)償[6]。

從前面的兩個編程案例可以看出，使用銑削循環(huán)LCYC75加工，要求大家熟悉各種循環(huán)參數(shù)及使用方法。如果不清楚各項(xiàng)參數(shù)含義，則無法熟練運(yùn)用此功能。設(shè)置好循環(huán)各項(xiàng)參數(shù)后，系統(tǒng)就可以自動運(yùn)行程序加工出所需零件。而運(yùn)用子程序調(diào)用加工，不僅要求熟悉子程序的編制方法，而且要求掌握子程序調(diào)用方法。兩種編程方法都用到了坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令G259和取消坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)G158指令。使用循環(huán)和子程序調(diào)用這兩種方法都可以加工出圖1所示的零件，各有利弊，大家可依據(jù)自己的習(xí)慣和掌握情況來選擇使用哪種方法來加工，目的是簡化編程，提高效率。