【正文】 _N_MPF_DIR N1 T10 M6 N3 G500 N2 S5300 M3（程序頭格式） N4 G54（程序頭格式 ） N3 G0 X7 Y4 N5 T06 N4 G43 Z50 H10 M7 N6 M6 N5 Z20 N7 S5000 M3 ?? N6 G1 Z15 F30 ?? N49 G500 G0 X50 Y30 N21 M5 N50 M30（程序尾格式） N22 M30（程序尾格式） 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 16 準(zhǔn)備功能 G 代碼 準(zhǔn)備功能 G代碼是控制數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置為某種預(yù)期狀態(tài)，或某種加工模態(tài)的代碼。依據(jù) IS0I0561975E國際標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)制訂了 JB320883部頒標(biāo)準(zhǔn) （ 黃翔，李迎光 ， 2021） ，都規(guī) 定了部分 G代碼的統(tǒng)一功能，如 G00快速點(diǎn)位運(yùn)動、 G01直線插補(bǔ)、G02順時(shí)針圓等，只有部分 G功能在某數(shù)控機(jī)床上有其特有意義， 如下表 。 表 部分 G 代碼功能說明 Table Part of the G code function G 代碼 說明 G 代碼 說明 G00 快速定位 G20/G21 單位選擇（英制 /公制） G01 直線插補(bǔ) G40/G41/G42 刀具半徑補(bǔ)償（取消 /左補(bǔ) /右補(bǔ)） G02/G03 圓弧插補(bǔ)（順時(shí) /逆時(shí)） G43/G44* 刀具長度補(bǔ)償（取消 /正補(bǔ) /負(fù) 補(bǔ)） G04 暫停 G54G59 加工坐標(biāo)偏置 G15/G16 極坐標(biāo)取消 /開啟 G90/G91 尺寸模式（絕對 /增量） G17/G18/G19 加工平面的選擇 G98/G99* 固定循環(huán)退刀平面的選擇 注：上表是 FANUC 16iM 的 G 代碼部分說明，帶 *表示 SIEMENS 系統(tǒng)沒有或者意義不同，詳見機(jī)床手冊 輔助功能 M 代碼 輔助功能 M代碼主要用于控制數(shù)控機(jī)床的一些運(yùn)動功能，如主軸的轉(zhuǎn)向、冷卻液的開停、程序的結(jié)束狀態(tài)，其詳細(xì)說明如下表 。 表 部分 M 代碼功能說明 Table Part of the M code function M 代碼 說明 M 代碼 說明 M0 暫停程序 M7/M8/M9 冷卻液開停 M1 直線插補(bǔ) M30 程序停止回到程序頭 M2 圓弧插補(bǔ) M98/M99* 子程序調(diào)用及停止 M3/M4/M5 主軸旋轉(zhuǎn)方向 G54G59 加工坐標(biāo)偏置 注：上表是 FANUC 16iM 的 G 代碼部分說明，帶 *表示 SIEMENS 系統(tǒng)沒有或者意義不同，詳見機(jī)床手冊 固定循環(huán)特性 固定循環(huán)加工在不同數(shù)控系統(tǒng)上，表示的格式相差很大，主要包 括鉆孔循環(huán)、深孔鉆循環(huán)、锪孔循環(huán)、鏜孔循環(huán)等。 SIEMENS系統(tǒng)采用 MCALL來調(diào)用、停止 CYCLE類型循環(huán)，而 FANUC系統(tǒng)都采用 G類型循環(huán) ，兩者格式相差較大 （ 鄧奕，謝駭，蔣德軍 ， 2021） ，如下表 。 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機(jī)自動編程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 表 SIEMENS 810D 和 FANUC 16iM 系統(tǒng)部分功能比較 Table Comparison of partial function between SIEMENS 810D and FANUC 16iM 循環(huán)格式 SIEMENS 系統(tǒng) FANUC 系統(tǒng) 循環(huán)調(diào)用 MCALL 無 循環(huán)停止 MCALL G80 鉆孔循環(huán) CYCLE81 G81 锪孔循環(huán) CYCLE82 G82 深孔鉆循環(huán) CYCLE83 G83 攻絲循環(huán) CYCLE84 G84 鏜孔循環(huán) CYCLE85 G85 SIEMENS系統(tǒng)和 FANUC系統(tǒng)的參數(shù)意義比較如圖 。 圖 SIEMENS 810D 和 FANUC 16iM 系統(tǒng)參數(shù)意義的比較 Comparison of system parameters between SIEMENS 810D and FANUC 16iM SIEMENS 810D 系統(tǒng)參數(shù)意義如下： (1)RTP：后退點(diǎn)的坐標(biāo)值（絕對）； (2)RFP： 工件表面坐標(biāo)值（絕對）； (3)SDIS：相對于工件表面的安全量； (4)DP：采用坐標(biāo)最終深度（絕對）； (5)DPR：距離工件表面的深度（相對）； FANUC 16iM 系統(tǒng)參數(shù)意義如下： (1)R： Z 軸的起點(diǎn)； (2)Z：鉆孔深度； (3)F：鉆孔進(jìn)給率； 4 基于 Pro/E NC 的蛋糕裱花后置處理 概述 裱花機(jī)自動編程程序的輸出分為三個(gè)部分。分別為數(shù)控加工的操作與演示 、后 CYCLE81（ RTP， RFP， SDIS， DP， DPR） G81 X Y R Z F 安全平面 安全距離 鉆 孔 深 度（相對） 鉆 孔 深 度（絕對） 參考平面 孔的坐標(biāo)值 Z 軸起點(diǎn) 進(jìn)給率 鉆孔深度 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 18 置處理器的創(chuàng)建（配合機(jī)床手冊）和數(shù)控程序（ .tap）文件的自動輸出。 這三個(gè)部分前后相關(guān)，任何一個(gè)部分操作的正確與否都會直接影響到其他兩部分的操作，它們共同構(gòu)成了自動編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體。下面就這三個(gè)部分 的操作過程進(jìn)行 初步 的分析。 數(shù)控加工操作與演示 在進(jìn)行數(shù)控加工操作之前， 應(yīng)該將毛坯及成品零件圖分別畫出來，完成之后進(jìn)入到 Pro/E NC加工模塊， 選擇“制造模型”菜單，將參照模型 和工件通過裝配的方式組合在一起。 Pro/E進(jìn)行數(shù)控 加工 編程的一般過程包括加工方法設(shè)置、確定加工范圍、加工過程仿真和刀具軌跡驗(yàn)證等步驟。 結(jié)合蛋糕的整體外形，將蛋糕裱花的數(shù)控加工過程 主要分為三個(gè) 過程 ： (1)體積 塊 操作，即蛋糕整體的制作。 體積塊 銑削在上一章表 。需要強(qiáng)調(diào)的是體積塊銑削中是將模型中被銑削的材料移除，而在蛋糕裱花中是將奶油堆積起來，它們的過程雖有所不同，但走刀（擠奶）路徑及最終雖達(dá)到的目的都是完全一樣的。 (2)打孔操作，即蛋糕的局部裱花。在完成了蛋糕整體的制作之后，需要對蛋糕表面進(jìn)行修飾， 修飾的過程即局部裱花的過程，這個(gè)過程可以通過打 孔操作來完成。 (3)刻模操作，即蛋糕刻字操作。在完成了前面兩個(gè)部分之后，蛋糕的制作基本上已經(jīng)完成了，最后是在蛋糕表面進(jìn)行刻字操作， 到此，整個(gè)蛋糕裱花操作已經(jīng)完成。 上述三個(gè)過程可以分別選擇不同的奶桶進(jìn)行裱花，以隨時(shí)更換奶油或花色等。下面就其具體操作過程進(jìn)行 詳細(xì)的 介紹。 蛋糕整體制作 蛋糕整體制作利用體積塊銑削進(jìn)行完成 ： (1)蛋糕加工模型創(chuàng)建 打開 Pro/E， 新建【零件】 /【實(shí)體】模型， 點(diǎn)擊拉伸按鈕 ， 在 Top 平面上繪制 400mm400mm 的矩形， 輸入拉伸深度 200mm， 點(diǎn)擊完成 。再次 點(diǎn)擊拉伸按鈕， 在 Top 平面上繪制跨度為 290mm(8 寸 )的蛋糕花型，點(diǎn)擊切除按鈕 ，將這部分實(shí)體切掉， 切除深度為 100mm， 具體創(chuàng)建過程如圖 所示。 圖 加工模型創(chuàng)建 Creating machine modles (2)加工方法設(shè)置 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機(jī)自動編程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 明確了制造模型之后，就可以對體積塊銑削加工方法進(jìn)行設(shè)置。其中，對于機(jī)床、刀具、夾具等操作設(shè)置，可以在 NC序列定義之前預(yù)先建立其數(shù)據(jù)庫。其數(shù)據(jù)庫預(yù)先定義主要包括工作機(jī)床設(shè)置、刀具設(shè)置和操作參數(shù)設(shè)置，具體設(shè)置過程如下。 選擇 【制造設(shè)置】 /【操作】命令，在彈出的【操作設(shè)置】對話框中可以定義操作名稱，單擊 按鈕，可以對工作機(jī)床進(jìn)行設(shè)置，如圖 。操作設(shè)置可以對機(jī)床參數(shù)、坯件材料、加工零點(diǎn)、退刀設(shè)置點(diǎn)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 圖 操作參數(shù)設(shè)置 The setting of operating parameters 如圖 所示，在機(jī)床設(shè)置對話框中對體積塊銑削加工相關(guān)相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 圖 工作機(jī)床參數(shù)設(shè)置 The setting of working machine parameters 定義操作名稱 加工零點(diǎn)定義，通過選擇或建立坐標(biāo)系定義 退刀平面定義，所建立的退刀平面在所選坐標(biāo)系的 Z 軸正方向 定義機(jī)床的名稱 選擇機(jī)床的類型和軸數(shù)，體積塊銑削選擇 3 軸銑床 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 20 刀具的設(shè)置操作 在【制造設(shè)置】菜單中選擇【刀具】命令，在彈出的【刀具設(shè)定】對話框中對體積塊銑削加工相關(guān)的各參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 對于體積塊銑削的 NC 序列設(shè)置，選擇【加工】 /【 NC 序列】 /【新序列 】，在彈出的【輔助加工】菜單中選擇【體積塊】 /【 3 軸】，點(diǎn)擊【完成】， 可生成如圖 所示的 【序列設(shè)置】菜單 ，主要 勾選【刀具】、【參數(shù)】、【體積】三個(gè)選項(xiàng)，點(diǎn)擊【完成】， 在彈出的【刀具設(shè)定】對話框中進(jìn)行刀具定義。 圖 NC 序列設(shè)置 The setting of NC sequence 制造參數(shù)決定了加工的綜合效果，包括切削進(jìn)給速度、切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、走刀方式等工藝參數(shù)。 NC 序列參數(shù)設(shè)置如圖 所示。 圖 NC 序列參數(shù)設(shè)置 The setting of NC sequence parameters 設(shè)定 /修改刀具參數(shù) 設(shè)定 /修改操作 參數(shù) 選擇體積塊加工方式 輸入刀具名稱 設(shè)置刀具 類型 設(shè)置刀具尺寸 淡粉色背景表示銑削塊序列參數(shù)的必填項(xiàng) 主要參數(shù)設(shè)置 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機(jī)自動編程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 (3)確定加工范圍 要進(jìn)行數(shù)控加工，必須確定加工范圍，即明確需要加工的區(qū)域。在 Pro/E 中，可由 MFG 幾何特征來構(gòu)建其加工區(qū)域， MFG 幾何特征由銑削窗 口、銑削曲面、銑削體積塊等特征組成。 要創(chuàng)建 體積塊，可在工具條中選擇銑削體積塊 工具圖標(biāo)，再選擇工具欄中的基礎(chǔ)特征指令來創(chuàng)建一個(gè)封閉的空間體，具體操作步驟如圖 所示。 圖 確定銑削體積塊 Determining the size of the block milling (4)體積塊銑削加工過程仿真 完成刀具路徑規(guī)劃后，可生成刀具路徑和 CL 數(shù)據(jù)。 Pro/E NC 可進(jìn)行演示軌跡、NC 檢測，以便查看和修改，生成滿意的刀具路徑。 在 【 NC 序列】菜單中選擇【演 示軌跡】命令，在【演示路徑】中選擇【屏幕演示】，可觀測刀具的行走路線。演示效果如圖 所示。 圖 演示軌跡 The demo track 1 2 3 【演示】按鈕 【速度控制】按鈕 刀具 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 22 在【演示路徑】中選擇【 NC 檢測】，命令，可對工件材料進(jìn)行動態(tài)模擬，觀察刀具切割工件的實(shí)際運(yùn)行情況，并可檢查干擾項(xiàng)，如圖 所示。 圖 NC 檢測操作 NC detection operation 蛋糕局部裱花 蛋糕局部裱花利用打孔操作進(jìn)行完成： (1)加工 模型創(chuàng)建 在圖 ，點(diǎn)擊拉伸按鈕 ，以中間的凹槽面為參照面，繪制 4個(gè)環(huán)繞蛋糕中心直徑為 30mm的孔，點(diǎn)擊切除按鈕 ，切除深度為 40mm，操作如圖 。 圖 孔加工模型創(chuàng)建 Creating hole machine modles (2)加工方法設(shè)置 打孔銑削中加工方法的設(shè)置與上述體積塊加工方法的設(shè)置步驟基本一致，此處就不在詳細(xì)贅述，刀具及 NC 序列參數(shù)根據(jù)具體的要求來進(jìn)行設(shè)置。 (3)確定加工范圍 要進(jìn)行打孔銑削加工，必須設(shè)定需要加工的孔。加工孔的設(shè)定可以直接點(diǎn)選要 模擬仿真 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機(jī)自動編程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 加工的孔，也可以通過直徑值來確定相應(yīng)大小的孔，如圖 所示。 圖 孔加工范圍選取 The selection of hole’s range (4)打孔銑削加工過程仿真 完成刀具路徑規(guī)劃后，可生成相應(yīng)的刀具路徑和 CL 數(shù)據(jù)。數(shù)控加工的【屏幕演示】過程與【 NC 檢測】完全一樣。具體參照 上 圖 與圖 。下圖 和圖 是最后的演示效果圖 。 圖 打孔銑削屏幕演示 Hole Milling screen presentation 圖 Vericut 模擬仿真 Vericut