第五章FANUC 0I 系统数控铣床宏编程实例修改

第五章FANUC0I系统数控铣床宏编程实例5.1特殊曲线轮廓零件的编程零件的轮廓加工，既包括简单几何轮廓零件的加工，又包括特殊曲线几何轮廓零件的加工。对于由直线和圆弧组成的简单几何轮廓零件的加工，编程人员可直接用零件图上给定的已知条件，或经过简单的数学计算，可获得基点坐标值，直接编写出零件的加工程序。对于特殊曲线轮廓零件的编程，采用一般的编程方法，通常编程人员计算量较大，有时并不能得到某些基点的精确坐标，这是在编程过程中的难点所在，对于这一类特殊曲线轮廓零件的加工，这里仅介绍轮廓曲线的方程式为已知时，可采用宏程序编程的方法，既大大减小了计算量，又具有一定的通用性，在工程中具有一定的适应性。5.1.1椭圆形零件的轮廓编程（1）零件图分析如图5-1所示，编制一个宏程序加工椭圆的外轮廓。毛坯尺寸φ110×40mm.材料为45钢。已知椭圆的长半轴为50mm，椭圆短半轴为40mm,加工椭圆轮廓的高度为20mm.图5-1（2）工艺分析1）程序原点及工艺路线采用三爪自定心夹盘装夹，工件坐标系原点设定在工件上表面中心处。2）变量设定#1=(A)*椭圆长半轴长#2=(B)*椭圆短半轴长#3=(C)*椭圆轮廓的高度#4=(I)*四分之一圆弧切入的半径#7=(D)*平底立铣刀半径#9=(F)*进给速度#11=(H)*Z方向自变量赋初值#17=(Q)*自变量每层递增量3）刀具选择φ20平底立铣刀（3）参考程序主程序：O0511；G28G91Z0.；G17G40G49G80；S1200M03；G54G90G00X0.Y0.；G43H01Z30.；G65P1511A50.B40.C20.I20.D10.H0.Q2.F300.；M05；M03；子程序:O1511；G00X0.Y-[#2+#4]；*定位到起刀点上方WHILE[#11GT-#3]DO1；*当#11＞-#3时，循环1继续#11=#11-#17；*铣刀Z方向的坐标值Z#11；*Z向快速进刀到#11处G01G41X#4D01F#9；*加入刀具半径左补偿G03X0.Y-#2R#4F#9；*圆弧切入到椭圆起点#12=-90.；*椭圆角度自变量赋初值WHILE[#12GT-450.]DO2；*当#12-450.时，循环2继续#12=#12-0.5；*角度#12减0.5度#21=#1*COS[#12]；*角度#12时的椭圆X方向坐标值#22=#2*SIN[#12]；*角度#12时的椭圆X方向坐标值G01X#21Y#22；*椭圆加工END2；*循环2结束G03X-#4Y-[#2+#4]R#4；*圆弧切出G00G40X0.；*取消刀具半径补偿END1；*循环1结束G00Z30.；*刀具返回初始平面M99；*程序结束返回（4）本题回顾：5.1.2角度线段的轮廓编程（1）零件图分析；如图5-2所示，编制一个宏程序加工角度线段的形外轮廓。（2）工艺分析1）程序原点及工艺路线2）变量设定3）刀具选择（3）参考程序（4）本题回顾5.1.3正多边形零件的轮廓编程（1）零件图分析如图5-3所示，编制一个宏程序加工标准正六边形外轮廓。毛坯尺寸φ100×40mm，材料为45钢。已知正六边形的内切圆半径40mm，正六边形的轮廓高度为20mm。图5-3（2）工艺分析1）程序原点及工艺路线采用三爪自定心夹盘装夹，工件坐标系原点设定在工件上表面中心处。2）变量设定#1=(A)*正N边形的边数#2=(B)*正N边形的内切圆半径#3=(C)*正N边形的高度#4=(I)*四分之一圆弧切入的半径#7=(D)*平底立铣刀半径#9=(F)*进给速度#11=(H)*Z方向自变量赋初值#17=(Q)*自变量每层递增量3）刀具选择φ20平底立铣刀（3）参考程序：主程序：O0513；G28G91Z0.；G17G40G49G80；S1200M03；G54G90G00X0.Y0.；G43H01Z30.；G65P1513A6.B40.C20.I10.D10.H0.Q2.F300.；M05；M30；子程序；O1513；#10=360/#1；*正N边形的圆心角#5=#2+#7；*初始刀位点到原点距离#6=#5/COS[#10/2]；*刀具运动轨迹的正N边形外接圆半径G00X#4Y-[#5+#4]；*快速移至四分之一圆弧起刀点Z[#11+1.]；*快速下降至当前加工平面#11+1.处WHILE[#11GT-#3]DO1；*当#11#3时，循环1继续#11=#11-#17；*铣刀Z方向的坐标值G01Z#11F[0.2*#9]；*Z向直线插补到当前加工深度G03X0.Y-#5R#4F#9；*四分之一圆弧切入#12=0；*刀具加工的边数赋初值WHILE[#12LT#1]DO2；*当#12#1时，循环2继续#20=-[90+#10/2]-#12*#10；*刀具与圆心连线和X轴所成夹角#21=#6*COS[#20]；*刀具中心X坐标值#22=#6*SIN[#20]；*刀具中心Y坐标值G01X#21Y#22F#9；*沿轮廓走刀#12=#12+1；*加工边数加1END2；*结束循环2X0.；*G01到X0.G03X-#4Y-[#5+#4]R#4F[2*F#9]；*四分之一圆弧切出G01X#4；*G01走刀到X#4END1；*结束循环1G00Z30.；*快速提刀到初始平面M99；*程序结束返回（4）本题回顾：5.1.4SIN曲线形零件的轮廓编程（1）零件图分析如图5-4所示，编制一个宏程序加工其外形轮廓。毛坯尺寸80mm×60mm×25mm,材料为45钢。零件外轮廓由直线、椭圆弧及正弦曲线构成，已知椭圆长半轴长30mm，短半轴长20mm，正弦曲线方程为Y=10xsin(πx/30)，轮廓加工厚度为8mm。图5-4（2）工艺分析1）程序原点及工艺路线采用平口钳装夹，工件坐标系原点设定在工件上表面中心处。2）变量设定加工椭圆时：#1=(A)*椭圆长半轴长#2=(B)*椭圆短半轴长#3=(C)*椭圆轮廓高度#7=(D)*铣刀半径#9=(F)*进给速度#11=(H)*Z方向自变量赋初值#17=(Q)*自变量每层递增量#24=(X)*椭圆中心X坐标#25=(Y)*椭圆中心Y坐标加工正弦曲线时：Y=10xsin(πx/30)#1=(A)*正弦曲线的振幅#3=(C)*正弦曲线轮廓高度#7=(D)*铣刀半径#9=(F)*进给速度#11=(H)*Z方向自变量赋初值#17=(Q)*自变量每层递增量#24=(X)*正弦中心X坐标#25=(Y)*正弦中心Y坐标3）刀具选择Φ16平底立铣刀（3）参考程序：主程序：O0514；G91G28Z0.；G17G40G49G80；S1200M03；G54G90G00X0.Y-45.；G43H01Z3.；G01Z0.F100.；M98P41514；G00Z30.；G65P2514X0.Y-35.D8.H0.Q2.F300.A30.B20.C8.；G65P3514X-30.Y15.D8.H0.Q2.F300.A10.C8.；M05；G91G28Y0.；M30；子程序（加工矩形四边）：O1514；G91G01Z-2.0F100.；G90Y-35.F360.；X-40.；Y35.；X40.；Y-35.；X0.；Y-45.；M99；子程序：（加工椭圆）：O2514；G52X#24Y#25；*在椭圆中心处建立局部坐标系G00X0.Y0.；*快速移动到局部坐标系零点位置Z[#11+1.]；*快速下降至当前加工平面#11+1.处WHILE[#11GT-#3]DO1；*当#11-#3时，执行循环1#11=#11-#17；*铣刀Z方向的坐标值G01Z#11F[0.2*#9]；*Z向直线插补到当前加工深度#12=0；*椭圆角度自变量赋初值WHILE[#12LE180.]DO2；*当#12≤180时，执行循环2#21=#1*COS[#12]；*角度#12时的椭圆X方向坐标值#22=#2*SIN[#12]；*角度#12时的椭圆Y方向坐标值G01G41X#21Y#22D01F#9；*加入刀具补偿沿椭圆轮廓走刀#12=#12+0.5；*角度#12加0.5度END2；*结束循环2G00G40X0.Y0.；*取消刀补END1；*结束循环1G00Z30.；*快速提刀到初始平面G52X0.Y0.；*取消局部坐标系M99；*程序结束返回子程序(加工正弦曲线)O3514；G52X#24Y#25；*在正弦曲线起点处建立局部坐标系WHILE[#11GT-#3]DO1；*当#11-#3时，执行循环1G00X-20.Y-20.；*快速移动到局部坐标系X-15.Y0.位置Z[#11+1.]；*快速下降至当前加工平面#11+1.处#11=#11-#17；*铣刀Z方向的坐标值G01Z#11F[0.2*#9]；*Z向直线插补到当前加工深度#12=0；*正弦曲线角度自变量赋初值WHILE[#12LE60.]DO2；*当#12≤60时，执行循环2#21=#12；*角度#12时的正弦曲线X方向坐标值#22=10*SIN[180.*#12/30]；*角度#12时的正弦曲线Y方向坐标值G01G41X#21Y#22D01F#9；*加入刀补沿正弦曲线轮廓走刀#12=#12+0.5；*角度#12加0.5度END2；*结束循环2G91G01G40X10.Y10.；*取消刀补G00G90Z3.；*快速提刀至当前加工平面#11+3.处END1；*结束循环1G00Z30.；*快速提刀到初始平面G52X0.Y0.；*取消局部坐标系M99；*程序结束返回（4）本题回顾：本课题中工件轮廓由正弦曲线和椭圆弧构成，这两条曲线的编程是本题的难点之一。另一关键点所在是在加工正弦曲线时刀具半径值的选择。在工程技术中，有时需要考虑曲线的弯曲程度，常用曲线的曲率和曲率半径来对其弯曲程度进行描述。本例中，为避免在正弦曲线加工过程中因刀具半径过大而造成零件轮廓的干涉现象，需对正弦曲线曲率半径最小处（即正弦曲线波峰、波谷处）的曲率半径进行计算，从而选择正确的刀具半径值。下面对曲线的曲率半径的计算过程作简单的介绍：工程上，用曲率K表示曲线的弯曲程度。K越大，则表示曲线的弯曲程度越大；K越小，则表示曲线的弯曲程度越小。若已知曲线方程y=f（x）,而有曲率的近似计算公式K≈︱y〞︱而曲率半径ρ表示在曲线上该点的曲率圆的半径值，ρ=1/K本例中，正弦曲线Y=10xsin(πx/30)，在波峰(X=15处)、波谷（X=45处）曲率K最大，即曲率半径ρ最小。计算这两点处K≈︱y〞︱=π2/90ρ=1/K≈9.128（mm）*曲率最大处的最大曲率半径值为避免在加工过程中的干涉现象，所选刀具的半径值必须小于曲率最大处的最大曲率半径值9.128mm，所以本例在加工过程中选用Φ16mm平底立铣刀。加工矩形椭圆弧加工正弦曲线的加工5.2孔的零件编程5.2.1按环形规律分布的孔系零件编程（1）零件图分析如图5-5所示，编制一个宏程序加工沿圆周均匀分布的孔群。圆周的半径为30mm，起始角为15°，间隔为30°，钻孔个数为7，圆的中心坐标为（80，60）。图5-52）工艺分析1）程序原点及工艺路线工件坐标系原点设定在距圆心在X方向-80mm，Y方向-60mm的位置。2）变量设定#1=(A)*第一孔的角度A#2=(B)*增量角B#4=(I)*圆半径I#9=(F)*进给速度#11=(H)*孔数#18=(R)*安全平面高#24=(X)*圆心在坐标系下的X坐标值#25=(Y)*圆心在坐标系下的Y坐标值#26=(Z)*孔深3）刀具选择A3中心钻（3）参考程序：主程序：O0521；G91G28Z0.；G17G40G49G80；S1200M03；G54G90G00X0.Y0.；G43H01Z30.；G65P1521X80.Y60.Z-8.R3.F100.A15.B30.I30.H7.；M05；M30；子程序O1521；#3=1；*孔序号计数值（即从第一个孔开始）WHILE[#3LE#11]DO1；*当#3≤#11时，循环1继续#5=#1+[#3-1]*#2；*第#3个孔对应的角度#6=#2