基于FANUC-0i系统的椭球宏程序设计

现在绝大多数控机床都不具备非圆曲线加工所对应的插补指令, 由于数控系统均有直线插补 (G 0 1) 与圆弧插补 (G02/G3) 两类指令, 因此可采用一段段小直线或一段段小圆弧来逼近 (拟合) 这些非圆曲线, 只要这些直线和圆弧分得足够小, 就能达到加工精度要求。由于直线与圆弧的分段比较多, 采用宏程序可简化编程, 提高编程效率。

1 宏程序的相关概念

1.1 变量

宏程序与普通程序相比较, 普通程序的程序字为常量, 一个程序只能描述一个几何形状, 所以缺乏灵活性和适用性。而在用户宏程序的本体中, 可以使用变量进行编程, 还可以用宏指令对这些变量进行赋值、运算等处理。

1.1.1 变量的表示

以#加1~3位阿拉伯数字来表示一个变量。还可以用表达式表示, 但表达式必须封闭在括号“[]”中。如:#1、#1 0 0、#[#1+#2+10]等。

1.1.2 变量的引用

如:G01X[#100-30.0]Y-#101F[#101+#103];当#100=100.0、#101=50.0、#103=80时。上式即表示为G01X70.0Y-50.0F130.

1.1.3 变量的赋值

变量的赋值有直接赋值和引数赋值两种。其中以直接赋值使用较为广泛。

如:#100=100.0;#100=30.0+20.0;等。

1.2 宏程序运算指令

以B类宏程序为例, 常用运算指令如表1所示。

1.3 控制指令

控制指令起到控制程序流向的作用。

1.3.1 分支语句

格式一GOTO n;如:GOTO 1000;无条件转移语句, 当执行该程序时, 无条件转移到N1000程序段执行。

格式二IF[条件表达式]GOTO n;如IF[#1GT#100]GOTO 1000;有条件转移语句, 如果条件成立, 则转到N程序段执行, 如果条件不成立, 则执行下一句程序。条件式的种类见表2。

WHILE[条件式]DO m (m=1、2、3…) ;

……

END m;

当条件式满足时, 就循环执行WHILE与END之间的程序段, 当条件不满足时, 就执行END m;的下一个程序段。

2 椭球编程

2.1 编程实例

编写如图1所示椭球的加工程序。

2.2 编程思路

加工椭球面可看成是在不同Z值高度加工一系列长、短轴不等的椭圆。刀具在每层Z值高度作环切加工。刀具轨迹如图2所示。

随着Z高度的变化各层椭圆上的长、短 (对应X、Y) 轴数值为:长轴=, 短轴=, 其中Z取值范围为0~30。

2.3 宏程序流程设计

宏程序流程图见图3。

(1) 刀具Z方向进给至椭球最低点; (2) 计算该层截面椭圆的长、短轴; (3) 直线拟合加工此截面上的椭圆; (4) 刀具Z方向抬高一个增量; (5) 重复执行2~4, 直至Z方向高度等于0为止。

2.4 参考程序 (见表3, 仅提供核心部分程序)

3 结语

虽然自动编程应用越来越广泛, 但宏程序作为数控编程的一个重要补充, 不管是在教学过程中还是在实际生产中正得到逐步的重视。只要能为零件外形建立一个数学模型, 就能用宏程序编写出短小、高效的数控加工程序。

摘要：随着数控技术及计算机辅助制造软件越来越广泛的应用, 手工编程正在被图形交互式自动编程逐步取代, 然而, 宏程序作为手工编程的重要技巧之一却逐渐为数控技术人员所认识和使用。本文以在FANUC-0i系统中编制椭球为例, 介绍宏程序的相关概念、编程方法和设计思路。

关键词：宏程序,变量,椭球,宏程序流程设计