【正文】 ............................................................................... 1 研究目的和意義 ............................................................................................... 1 第二章 數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)原理 ...................................................................................... 4 插補(bǔ)定義 ........................................................................................................... 4 插補(bǔ)算法的種類 ............................................................................................... 4 直線插補(bǔ) .................................................................................................. 5 圓弧插補(bǔ) .................................................................................................. 6 第三章 數(shù)控宏程序車銑零件加工實(shí)例 ...................................................................... 8 數(shù)控車床的宏程序編程 .................................................................................. 8 數(shù)控車床宏程序編程技巧 ..................................................................... 8 用宏程序和 R 參數(shù)編程實(shí)現(xiàn)規(guī)格不同的軸加工 ................................ 8 用宏程序和 R 參數(shù)編程實(shí)現(xiàn)螺紋的粗、精加工 .............................. 11 拋物線類零件用宏程序和 R 參數(shù)編程 .............................................. 13 數(shù)控銑床的宏程序編程 ................................................................................ 16 數(shù)控銑床宏程序編程技巧 ................................................................... 16 孔系類零件宏程序編程實(shí)例 ............................................................... 17 外輪廓側(cè)面銑削宏程序編程實(shí)例 ....................................................... 19 凹槽類零件側(cè)面銑削宏程序編程實(shí)例 ............................................... 23 第四章 宏指令編程與刀具路徑優(yōu)化 .................................................................... 27 橢圓形的半球曲面 ......................................................................................... 27 加工橢圓宏程序應(yīng)用 .................................................................................... 28 橢圓宏程序編程方法一 ........................................................................ 28 橢圓宏程序編程方法二 ........................................................................ 29 加工球體的宏程序應(yīng)用 ................................................................................ 30 誤差分析 ......................................................................................................... 31 心得體會(huì) ...................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 34 致 謝 ............................................................................................................................ 35 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 課題來源 宏 程序邏輯緊密， 結(jié)構(gòu)緊湊， 功能強(qiáng)大 ， 可以 實(shí)現(xiàn) 模塊化，參數(shù)化，智能化編程。數(shù)控程序編制的效率和質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率，它既是數(shù)控技術(shù)的重要組成部分，也是數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。在我國，有相當(dāng)多數(shù)控（包括加工中心）應(yīng)用在模具行業(yè)，大部分模具廠都應(yīng)用 CAD/CAM 軟件，手工編程、宏程序應(yīng)用的空間日趨縮小，究其原因就是大家對(duì)手工編程不重視，對(duì)宏程序不熟悉。 數(shù)控系統(tǒng)通常提供用戶的基本加工指令只有直線與圓弧插補(bǔ)，對(duì)于非圓二次曲線的加工程序編制，往往需要宏指令來實(shí)現(xiàn)。 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)決定了實(shí)際生產(chǎn)加工的質(zhì)量和效率。因此，數(shù)控加工時(shí)如何通過設(shè)計(jì)數(shù)控工藝，選擇合理的加工路徑，去減少對(duì)加工質(zhì)量的不好影響進(jìn)而提高生產(chǎn)質(zhì)量是值得研究的。但 CAM 軟件編程和手工編程有著各自的特長(zhǎng)，且現(xiàn)有的 CAM 軟件不 能滿足所有數(shù)控系統(tǒng)的特殊功能。 在手工編制數(shù)控機(jī)床程序中，經(jīng)常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那樣存入存儲(chǔ)器，用一個(gè)總指令來代表它們，使用時(shí)只需給出這個(gè)總指令就能 執(zhí)行其?？梢?，用戶宏功能是提高數(shù)控機(jī)床性能的一種特殊功能。從事數(shù)控行業(yè)的人都知道加工一個(gè) 二維的非圓曲線，如：橢圓拋物線。而且在加工形狀相同而尺寸不同的產(chǎn)品時(shí)，只要改變其中的的變量就可以了，而不需要改變整個(gè)程序。 用直線逼近等弦長(zhǎng)法編程加工大中型曲線輪廓零件，可在滿足精度的前提下，明顯縮短加工時(shí)間；且加工時(shí)由于每次曲線走刀步長(zhǎng)相等，能使曲線加工點(diǎn)處進(jìn)給速度基本恒定，有利于零件表面質(zhì)量的均勻一致。 另外，由于宏程序基本上包含了所有的加工信息 (如所使用刀具的幾何尺寸信息等 )，而且非常簡(jiǎn)明、直觀，通過簡(jiǎn)單地存儲(chǔ)和調(diào)用，就可以很方便地查看當(dāng)時(shí)的加工狀態(tài)，給周期性的生產(chǎn)特別是不定期的間隔式生產(chǎn)帶來了極大的便利。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)原理 插補(bǔ)定義 數(shù)控系統(tǒng)在處理軌跡控制信息時(shí)，一般情況，用戶編程時(shí)給出了軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)，搖臂鉆床以及軌跡的類型 (即是直線、圓弧或是其他曲線 )，并規(guī)定其走向 (如圓弧是順時(shí)針還是逆時(shí)針 )，然后由數(shù)控系統(tǒng)在控制過程中計(jì)算出運(yùn)動(dòng)軌跡的各個(gè)中間點(diǎn)，這個(gè)過程稱之為插補(bǔ)，即“插入”、“補(bǔ)上”軌跡運(yùn)動(dòng)的中間點(diǎn)。早期的數(shù)控系統(tǒng) (NC)中，插補(bǔ)器是一個(gè)由專門的硬件接成的數(shù)字電路裝置，這種插補(bǔ)稱之為硬件插補(bǔ)，它把每次插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生的指 令脈沖輸出到伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。基準(zhǔn)脈 沖軟件插補(bǔ)法是模擬硬件 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 插補(bǔ)的原理，其插補(bǔ)輸出仍是脈沖；數(shù)字增量插補(bǔ)法，在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算，根據(jù)指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線數(shù)據(jù)段，然后計(jì)算出動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，經(jīng)過若干個(gè)插補(bǔ)周期即可完成一個(gè)程序段的插補(bǔ)。其進(jìn)給方向搖臂鉆床總是向著給定軌跡的方向逼近，如果實(shí)際加工點(diǎn)在給定軌跡的上方，下一步進(jìn)給就向給定軌跡的下方逼近；加工中心如果實(shí)際加工點(diǎn)在給定軌跡的里面，下一步進(jìn)給就向給定軌跡的外面逼近。刀具進(jìn)給一步后，坐標(biāo)點(diǎn)位置發(fā)生了變化，應(yīng)按偏差計(jì) 算公式計(jì)算新位置的偏差值； （４）終點(diǎn)判別。顯然，在點(diǎn)Ａ處，為使刀尖點(diǎn)向輪廓直線靠攏，應(yīng)＋ XＸ向走一步； C 點(diǎn)處，應(yīng)＋ Y 向走一步；至于 B 點(diǎn)，看來兩個(gè)方向均可以，但考慮匯編編程時(shí)的方便，現(xiàn) 規(guī)定往＋ X 向走一步。這個(gè)公式比 F＝ eeXY XY? 計(jì)算要方便。 A（ X， Y）點(diǎn)處有： 2 2 2X Y R??, 2 2 2 0X Y R? ? ? B（ X， Y）點(diǎn)處有： 2 2 2X Y R??, 2 2 2 0X Y R? ? ? C（ X， Y）點(diǎn)處有： 2 2 2X Y R??, 2 2 2 0X Y R? ? ? 原始的偏差計(jì)算公式為： F＝ 2 2 2X Y R??（ X， Y為當(dāng)前插補(bǔ)點(diǎn)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)）。 走完－ X 后： 偏差計(jì)算公式為 21F F X? ? ? ，動(dòng)態(tài)坐標(biāo)修正為 1XX??； 走完＋ Y 后： 偏差計(jì)算公式為 21F F Y? ? ? ，動(dòng)態(tài)坐標(biāo)修正為 1YY??。試編寫其數(shù)控車的通用加工程序。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 32 1. 零件圖的工藝分析 螺紋軸加工時(shí)先粗、精車螺紋大徑，螺紋大徑一般應(yīng)車的比基本尺 ～(約 、 C 為螺紋螺距 )；保證車好螺紋后牙頂處有 的寬度；再車削退刀槽；最后分層粗、精車螺紋。為了適應(yīng)不同的拋物線曲線（即不同的對(duì)稱軸和不同的焦點(diǎn)）、不同的起始點(diǎn)和不同的步距，我們可以編制一個(gè)只用變量不用具體數(shù)據(jù)的宏程序，然后在主程序中呼出該宏程序的用戶宏指令段內(nèi)為上述變量賦值。 2PX） 可轉(zhuǎn)換為： Z=177。 [R26*R26]/[2*R17] 根據(jù)上述分析，可畫出圖 33宏程序的結(jié)構(gòu)流程圖，如圖 34所示。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 孔系類零件宏程序編程實(shí)例 用戶宏程序特別適用于有規(guī)則排列的多孔零件（點(diǎn)陣孔群）的數(shù)控加工，所以在數(shù)控銑上，用戶宏程序得到廣泛應(yīng)用。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 36 直線點(diǎn)陣孔群鉆削加工用戶宏程序結(jié)構(gòu)流程框圖 2. 編寫程序 FANUC 0i 數(shù)控系統(tǒng)對(duì)直線點(diǎn)陣孔群零件鉆削的用戶宏程序 自變量含義： 1=X0 ； X0— 工件上左下邊第一個(gè)孔的橫坐標(biāo)絕對(duì)值 2=Y0 ； Y0— 工件上左下邊第一個(gè)孔的縱坐標(biāo)絕對(duì)值 3=Z ； Z— 垂直（ Z）方向的最終加工深度 Z絕對(duì)坐標(biāo)值 4=R ； R— 從刀具起始加工位置到工件初始平面的高度 5=H ； H— 孔數(shù)目 6=B ； B— X軸與斜線的夾角 7=U ； U— 孔間距 8=F ； F— 切削進(jìn)給速度 9=1 ；計(jì)數(shù)器置初始值 主程序 O3320；主程序名 N05 1=X0 ； X0— 工件上左下邊第一個(gè)孔的橫坐標(biāo)絕對(duì)值 常量賦值 中間變量賦值 進(jìn)入循環(huán)體 孔數(shù) =？ 計(jì)算鉆孔中心坐標(biāo)值 指令機(jī)床移動(dòng) X、 Y 坐標(biāo) 調(diào)用鉆孔循環(huán) 計(jì)數(shù)器計(jì)算 孔數(shù)加 1 返回加工循環(huán)體 返回基準(zhǔn)點(diǎn) 結(jié)束 開始 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（