数控车床主要是加工回转体零件.docx
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数控车床主要是加工回转体零件
数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。
例如，要加工形状如图所示的零件，采用手工编程方法比较合适。
由于不同的数控系统其编程指令代码有所不同，因此应根据设备类型进行编程。
以西门子802S数控系统为例，应进行如下操作。
图1零件图
（1）确定加工路线
按先主后次，先精后粗的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行粗加工，再精加工，然后车退刀槽，最后加工螺纹。
（2）装夹方法和对刀点的选择
采用三爪自定心卡盘自定心夹紧，对刀点选在工件的右端面与回转轴线的交点。
（3）选择刀具
根据加工要求，选用四把刀，1号为粗加工外圆车刀，2号为精加工外圆车刀，3号为切槽刀，4号为车螺纹刀。
采用试切法对刀，对刀的同时把端面加工出来。
（4）确定切削用量
车外圆，粗车主轴转速为500r/min，进给速度为0.3mm/r，精车主轴转速为800r/min，进给速度为0.08mm/r，切槽和车螺纹时，主轴转速为300r/min，进给速度为0.1mm/r。
（5）程序编制
确定轴心线与球头中心的交点为编程原点，零件的加工程序如下：
主程序
JXCP1.MPF
N05G90G95G00X80Z100（换刀点）
N10T1D1M03S500M08（外圆粗车刀）
-CNAME=“L01”
R105=1R106=0.25R108=1.5（设置坯料切削循环参数）
R109=7R110=2R111=0.3R112=0.08
N15LCYC95（调用坯料切削循环粗加工）
N20G00X80Z100M05M09
N25M00
N30T2D1M03S800M08（外圆精车刀）
N35R105=5（设置坯料切削循环参数）
N40LCYC95（调用坯料切削循环精加工）
N45G00X80Z100M05M09
N50M00
N55T3D1M03S300M08（切槽车刀，刀宽4mm）
N60G00X37Z-23
N65G01X26F0.1
N70G01X37
N75G01Z-22
N80G01X25.8
N85G01Z-23
N90G01X37
N95G00X80Z100M05M09
N100M00
N105T4D1M03S300M08（三角形螺纹车刀）
R100=29.8R101=-3R102=29.8（设置螺纹切削循环参数）
R103=-18R104=2R105=1R106=0.1
R109=4R110=2R111=1.24R112=0
R113=5R114=1
N110LCYC97（调用螺纹切削循环）
N115G00X80Z100M05M09
N120M00
N125T3D1M03S300M08（切断车刀，刀宽4mm）
N130G00X45Z-60
N135G01X0F0.1
N140G00X80Z100M05M09
N145M02
子程序
L01.SPF
N05G01X0Z12
N10G03X24Z0CR=12
N15G01Z-3
N20G01X25.8
N25G01X29.8Z－5
N30G01Z－23
N35G01X33
N40G01X35Z－24
N45G01Z－33
N50G02X36.725Z－37.838CR=14
N55G01X42Z－45
N60G01Z－60
N65G01X45
N70M17
对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不多，采用手工编程较容易完成，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。
但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用一般的手工编程就有一定的困难，且出错机率大，有的甚至无法编出程序。
而采用“R”参数编程则可很好地解决这一问题。
非圆曲线轮廓零件的种类很多，但不管是哪一种类型的非圆曲线零件，编程时所做的数学处理是相同的。
一是选择插补方式，即首先应决定是采用直线段逼近非圆曲线，还是采用圆弧段逼近非圆曲线；二是插补节点坐标计算。
采用直线段逼近零件轮廓曲线，一般数学处理较简单，但计算的坐标数据较多。
等间距法是使一坐标的增量相等，然后求出曲线上相应的节点，将相邻节点连成直线，用这些直线段组成的折线代替原来的轮廓曲线（见图1）。
其特点是计算简单，坐标增量的选取可大可小，选得越小则加工精度越高，同时节点会增多，相应的编程费也将增加，而采用“R”参数编程正好可以弥补这一缺点。
现今数控铣床一般都具备“R”参数编程功能，如西门子802D数控系统，这给手工编写某些复杂图形的程序带来了方便。
如图2、3所示，当要加工一个周期的正弦线时，通常的方法是采用自动编程，若用手工编程，则可用“R”参数编程较简单。
曲线上坐标点选取的多少，可视加工精度而定。
“R”参数编程的实质，就是用变量“R”编写出“子程序”，并根据“R”数值的条件，多次调用“子程序”，以简化编程。
如：
用变量R1表示上图中从0到2л各点弧度值；用[X=100*R1/2л，Y=25*SIN（R1）]表示一个子程序，若要在正弦线上选取1000个坐标点，只可将子程序调用1000次即可。
合理的选用“R”参数编程，可以提高某些零件的加工精度（多选节点）和编程效率，它也是手工编制复杂零件程序的主要方法之一，在不具备计算机自动编程的情况下一般常采用这种办法。
编程举例：
（西门子802D系统）试用“R”参数编程的方法编制整圆的程序（如图4）。
分析：
若不用圆弧插补，可将圆均分成360份，再用直线插补连接。
变量R1=50表示半径，R2=360表示共分了360份，R3=1表示间隔1份，R4=0表示初始角度。
程序如下：
O0001N10G54G42G90G00X50Y0Z100N20G01F20S600M03Z-10N30R1=50R2=360R3=1R4=0N40AA：
X=R1*COS（R4）Y=R1*SIN（R4）N50R4=R4+1R2=R2-R3N60IFR2＞＝0GOTOBAAN70G00Z50N80G40M2注解：
程序中，N30程序段为条件
SINUMERIK系统R参数编程
数控技术2010-10-2213:
56:
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一计算参数R
1.功能
要使一个NC程序不仅仅适用于特定数值下的一次加工，或者必须要计算出数值，
两种情况均可以使用计算参数，你可以在程序运行时由控制器计算或设定所需要的数值；
可以通过操作面板设定参数数值。
如果参数已经赋值，则它们可以在程序中对由变量确定
地址进行赋值。
2.编程
R0=...
到
R249=...
3.说明
一共250个计算参数可供使用。
R0...R99-可以自由使用
R100...R249-加工循环传递参数
如果你没有用到加工循环，则这部分计算参数也同样可以自由使用。
4.赋值
举例一：
R0=3.5678R1=-37.3R2=2R3=-7R4=-45678.1234
用指数表示法可以赋值更大的数值范围：
（10－300...10＋300）.
指数值写在EX符号之后；最大符号数：
10（包括符号和小数点）.
EX值范围：
－300到＋300
举例二：
R0=-0.1EX-5；意义：
R0=-0.0000001
R1=1.874EX8；意义：
R1=187400000
注释：
一个程序段中可以有多个赋值语句；也可以用计算表达式赋值。
5.给其他的地址赋值
通过给其它的NC地址分配计算参数或参数表达式，可以增加NC程序的通用性。
可以用数值、算术表达式或R参数对任意NC地址赋值。
但对地址N、G和L例外。
赋值时在地址符之后写入符号“＝”
赋值语句也可以赋值－负号。
给坐标轴地址（运行指令）赋值时，要求有一独立的程序段。
举例：
N10G0X=R2；给X轴赋值
6.参数的计算
在计算参数时也遵循通常的数学运算规则。
原括号内的运算优先进行。
另外，乘法和除法运算优先于加法和减法运算。
二标记符――程序跳转目标
1.功能
1）标记符用于标记程序中所跳转的目标程序段，用跳转功能可以实现程序运行分支。
2）标记符可以自由选取，但必须由2一个字母或数字组成，其中开始两个符号必须是字
母或下划线。
3）跳转目标程序段中标记符后面必须为冒号。
标记符位于程序段段首。
如果程序段有段
号，则标记符紧跟着段号。
4）在一个程序段中，标记符不能含有其它意义。
2.程序举例
N10MARKE1:
G1X20；MARKE1为标记符，跳转目标程序段
...
TR789:
G0X10Z20；TR789为标记符，跳转目标程序段没有段号
三绝对跳转
1.功能
NC程序在运行时以写入时的顺序执行程序段。
程序在运行时可以通过插入程序跳转指令改变执行顺序。
跳转目标只能是有标记符的程序段。
此程序段必须位于该程序之内。
绝对跳转指令必须占用一个独立的程序段。
2.编程
GOTOFLable；先前跳转
GOTOBLable；向后跳转
AWL说明
GOTOF向前跳转（向程序结束的方向跳转）
GOTOB向后跳转（向程序开始的方向跳转）
Lable所选的标记符
四有条件跳转
1.功能
用IF-条件语句表示有条件跳转.如果满足跳转条件（也就是值不等于零）,则进行跳转.跳转目标只能是有标记符的程序段.该程序段必须在此程序之内.
有条件跳转指令要求一个独立的程序段.在一个程序段中可以有许多个条件跳转指令.
使用了条件跳转后有时会使程序得到明显的简化.
2.编程
IF条件GOTOFLable；先前跳转
IF条件GOTOBLable；向后跳转
AWL
说明
GOTOF
向前跳转（向程序结束的方向跳转）
GOTOB
向后跳转（向程序开始的方向跳转）
Lable
所选的标记符
IF
跳转条件导入符
条件
作为条件的计算参数,计算表达式
3.比较运算
运算符
意义
==
等于
＜＞
不等
＞
大于
＜
小于
＞=
大于或等于
＜=
小于或等于
用上述比较运算表示跳转条件,计算表达式也可用于比较运算.
比较运算的结果有两种,一种为“满足”，另一种为“不满足”。
“不满足”时，该运算结果值为零。
4.比较运算编程举例
R1＞1；R1大于1
1＜R1；1小于R1
R1＜R2+R3；R1小于R2加R3
R6＞=SIN（R7*R7）；R6大于或等于SIN（R7）2
五程序跳转举例
L1（半球）
L2（椭圆）:
效果图
代码如下：
G54X0Y0Z10F100M03S100
R10=-15R11=-9.06
L1
R10=15R11=-9.06
L1
R10=0
L2
子程序L1代码如下:
G0X=R10+12.5-4Y=R11
G1Z-6F100
G3I=4-12.5
G1X=R10+8Y=R11
G41D1X=R10+4Y=R11
G2I-4
G0Z5
R1=4
R2=90
AAA:
R3=R1*COS（R2）+4+R10
R4=R1*SIN（R2）-R1
G0X=R3Y=R11
G1Z=R4F300
G2I=R10-R3
G0Z1
R2=R2-1
IFR2>=0GOTOBAAA
G0Z10
M17
子程序L2代码如下:
R1=35
R2=15
R3=0
G0X=R1+R10Y=R11
G1Z-5F100
AAA:
R4=R1*COS（R3）+R10
R5=R2*SIN（R3）+R11
G1X=R4Y=R5F100
R3=R3+1
IFR3<=360GOTOBAAA
G0Z5
M17
六子程序
1.应用
原则上讲主程序和子程序之间并没有区别。
用子程序编写经常重复进行的加工，比如某一确定的轮廓形状。
子程序位于主程序的一种型式就是加工循环，加工循环包含一般通用的加工工序，诸如螺纹切削，柸料切削加工等等。
通过给规定的计算参数赋值就可以实现各种具体的加工。
2.结构
子程序的结构与主程序的结构一样，在子程序中也式最后一个程序段中用M2结束子程序运行运行。
子程序结束后返回主程序。
3.程序结束
除了用M2指令外，还可以用RET指令结束子程序。
RET要求占用一个独立的程序段。
用RET指令结束子程序、返回主程序时不会中断G64连续路径运行方式，用M2指令则会中断G64运行方式，并进入停止状态。
4.子程序程序名
为了方便地选择某一子程序，必须给子程序取一个程序名。
程序名可以自由选取，但必须符合以下规定：
－开始两个符号必须时字母
－其它符号为字母，数字或下划线
－最多8个字符
－没有分隔符
其方法与主程序中程序名的选取方法一样。
5.子程序调用
在一个程序中（主程序或子程序）可以直接用程序名调用子程序。
子程序调用要求占用一个独立的程序段。
举例：
N10L785P3；调用子程序L785
N20WELLE7；调用子程序WELLE7
6.程序重复调用
如果要求多次连续地执行某一子程序,则在编程时必须在所调用子程序的程序名后地址P下写入调用次数,最大次数可以为9999（P1...P9999）
举例:
N10L785P3；调用子程序L785,运行3次
7.嵌套深度
子程序不仅可以从主程序中调用,也可以从其它程序中调用,这个过程称为子程序的嵌套。
子程序的嵌套深度可以为三层,也就是四级程序界面（包括主程序界面）。
注释:
在使用加工循环进行加工时,要注意加工循环程序也同样属于四级程序界面中的一级。
8.说明
在子程序中可以改变模态有效的G功能,比如G90到G91的变换.在返回调用程序时请注意检查一下所有模态有效的功能指令,并按照要求进行调整。
对于R参数也需同样注意，不要无意识地用上级程序界面中所使用的计算参数来修改下级程序界面的计算参数。
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