例析数控子程序的手工编程

例析数控子程序的手工编程

　　例析数控子程序的手工编程
　　
　　湖北十堰职业技术（集团）学校 田竹梅
　　
　　【摘 要】手工编程是指利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编程。文章主要从子程序的定义以及编程中应注意的问题入手，来进行说明子程序的运用，并通过一个常见的例题分析子程序在实际中的用法。
　　
　　【关键词】数控技术 手工编程 子程序
　　
　　随着我国现代制造技术的发展，数控机床的逐渐普及，从业人员也在不断增加，数控加工越来越受到人们的重视。数控程序编制的效率和质量在很大程度上决定了产品的加工精度和生产效率，它既是数控技术的生活组成部分，也是其关键技术之一。在我国，相当多的数控铣床（包括加工中心）应用在模具行业，大部分模具厂应用CAD/CAM软件。手工编程，子程序的应用的空间很广泛。而手工编程是自动编程的基础，子程序是手工编程的基本形式和精髓，它能使数控程序简洁化。我们知道，加工一个复杂的工件，自动编程软件生成的程序少则几十行多则几千行，可读性差，不容易理解，且存储容量大，一般机床的内存无法满足要求，那么子程序可以弥补这种不足，它结构严谨，分析方便，可读性好，短小精悍。它结合机床功能和和数控指令系统的特点，融入编程人员的智慧。根据零件的几何信息建立相应的数学模型，采用模块化的程序设计思想进行编程，除了便于调用外，还使编程人员从繁琐的、大量的重复性工作中解脱出来，这是任何自动编程软件都不能达到的效果。因为在自动编程软件中，当零件的几何参数改变时，都要重新建模，重新设置加工参数，重新生成数控程序。
　　
　　尽管子程序有诸多优点，但很多初学者都往往不易理解，且要求编程人员有相应的数学基础。所以在教学过种中，如何让学生结合所学的数学知识理解和掌握子程序，成为编制子程序的一个重要前提。首先让学生明白子程序的定义，它是在编制数控加工程序时，在一个程序中多次出现或在几个程序中都要用到的一组程序段称为子程序，将这组程序段命名后单独存储，由机床控制指令调用，它在加工中具有独立的意义，它的功能属于数控编程中的高级功能，目的是为主程序调用的，简化主程序。这样可以减少编程工作量，节省编程时间。在此以FANUC 0i 系统并结合具体示例，对子程序功能的使用方法和注意点进行分析。
　　
　　一、子程序的调用格式
　　
　　首先，在讲解时结合主程序的结构和形式来对比说明，子程序的形式和组成与主程序大体相同，只是子程序结束指令的作用是返回主程序或上一层子程序，其指令字各系统不统一，调用第一层子程序的指令所在的加工程序称为主程序，子程序可嵌套，嵌套层数及调用指令由具体的数控系统决定。M98为子程序调用指令，P后面的数字为子程序名称，L后面的数字为调用次数。当被省略时默认为调用一次，M99为子程序结束指令。以下为子程序的调用格式。
　　
　　二、子程序的使用注意点
　　
　　1.主程序中的模态G代码可被子程序中同一组的其它G代码更改，如主程序中的绝对坐标指令G90会被子程序中的相对坐标指令G91更改，从子程序返回时也变为G91状态。要给学生强调子程序的编程一般是相对坐标编程，在编程时必须特别注意这一点，避免混乱。
　　
　　2.如在主程序或上一级子程序中使用了刀具半径补偿指令，在启动阶段开始后的刀补状态中，如果存在二段以上的没有移动的指令或存在非指定平面轴的移动指令段，在教学过程中用G17平面为例来引导学生理解，即刀具必需有X轴或Y轴方向的移动量。否则可能产生进刀量不足或进刀超量。特别是在孔加工子程序中，应注意这一点，这是由刀具补偿原理决定的。
　　
　　三、子程序编程分析示例
　　
　　如图所示：用直径为8mm的立铣刀，加工长方形槽，刀心轨迹如图所示，槽深6mm，要求每次切削的深度不超过2mm。
　　
　　在教学过程中，可以引导学生分析，将刀具中心轨迹A-B-C-D-A编成子程序，主程序分三次调用它，使槽深逐次增加，此时子程序通常采用增量方式编程比较方便。参考程序如下：
　　
　　子程序是数控加工必不可少的编程方法，它编制快，方便，而且可读性强，易于检查。只要掌握了它的编程原理，在实际加工中，对零件的程序编制就会得心应手，合理运用，会大大提高我们的编程效率。