宏程序在深孔加工中的应用研究

2015-03-13杨彦伟

太原城市职业技术学院学报 2015年7期

关键词：程序段深孔宏程序

杨彦伟

(咸宁职业技术学院，湖北咸宁437100)

[工业技术与创新]

宏程序在深孔加工中的应用研究

杨彦伟

(咸宁职业技术学院，湖北咸宁437100)

本文通过对深孔加工过程中，每次钻深和孔的总深度之间的关系进行分析，找出其数学规律，用数列的形式来控制每次钻深的变化。并以深孔加工固定循环指令为G83和G73为模板，对宏程序在这两种钻孔深度可变的孔加工中的应用进行研究，找出它的特点和切入点，从而提高深孔加工的高效性和的安全性。

宏程序；深孔；加工

在FANUC数控系统中有专门用于孔加工编程的固定循环指令，采用固定循环指令编程，可以用一个程序段完成一个孔加工的全部动作。数控系统提供的固定循环功能中，一般能满足绝大多数的孔加工循环，但是在进行深孔加工时，随着孔深的加深，排屑必然变得困难，在钻深固定的情况下，往往是在开始时适合，等到接近孔底时便会产生众多问题。

一、深孔加工固定循环指令

FANUC系统提供了两个深孔加工固定循环，一个是G83排屑式深孔加工，该指令走刀路线如图1所示,即每次向下进给后刀具都快速返回至R点平面；另一个是G73断屑式深孔钻，该指令走刀路线如图2所示，即每次向下进给后刀具并不快速返回至R点平面，而只是回退一个微小的距离用来断屑。这两种方式中每次钻深都是一样的，在深孔钻削加工时，我们都希望能够控制每次的加工深度，能按照一定的要求或规律逐渐减少，来改善加工条件，使得加工的效率与加工的安全性有一个比较好的结合。因此，这两种指令所控制的加工方式并不能完全适用于实际加工。

图1 G83指令走刀路线示意图

图2 G73指令走刀路线示意图

二、分析每次钻深与钻削总深的关系

每次钻深的控制方式有很多种，通常采用等差数列或者等比数列来控制每次钻深的变化。但是不管是哪种递减方式，对于最小钻深应该有一个限制，当递减至此钻深时，就不再递减，以最小钻深的形式往下钻削，从而保证加工的效率。

图3G83式钻孔深度可变

图3 所示是以G83为模板的钻深可变的加工，主要用于长径比比较大的孔，在每次向下进给一个钻深后，都快速地返回到R点平面。图4所示是以G73为模板的钻深可变的加工，主要是为了追求高效率，在每次向下进给一个钻深后，只返回一个退刀量。

图4 G73式钻孔深度可变

对宏程序在这两种钻孔深度可变的孔加工中的应用进行分析，找出它的特点和切入点。以递减等差数列为数学关系式进行分析。

G83式钻孔深度可变：在这种钻孔的模式下，宏程序编写的钻头进给过程是：下刀至R点→第1次钻孔→抬刀至R点→分析是否钻削到位→第2次钻孔→抬刀至R点→分析是否钻削到位→……

在这样的模式下，提炼出它的要领，就是要找出每次钻孔深度的变化与钻削总深的关系。如图5所示。

图5 钻孔深度可变分析示意图

通过对图5的分析，总钻深由两部分组成，其一是等差数列的前n项和，其二是最小钻深的倍数。那么也就是说，在第n次钻孔后，就应该是等差数列到最小钻深倍数的过渡，而这个过渡就恰恰是等差数列的第n项小于最小钻深倍数的时候。

关系式如下：在钻深未达到最小钻深之前，当前深度=等差数列的前n项和；在钻深达到最小钻深之后，当前深度=等差数列的前n项和加最小钻深的倍数。

三、宏程序在深孔加工中的应用

孔分布的形式千变万化，找出图形的共性，并采用宏程序语言对这种共性进行演化是宏程序编程的重点。在孔类零件的编程中，最大特点是找出孔坐标之间的相互规律，这也是宏程序编程的核心。

那么，在该类程序编程之前，怎样找出这种规律呢？答案就是数列。找各类型孔的规律，并用数学表达式把这种规律表示出来，之后只要用宏语言对数学表达式进行翻译，就能达到满意的加工效果。“数列”就是孔类零件数学模型的最好表达。

在以上分析的过渡期中，将会发生两个子变化，其一是第n项后，每次钻深是最小钻深，不再是等差数列的通项。其二是钻孔的当前绝对深度(即相对于编程原点的深度)由原来的等差数列的和项，变成了等差数列的前n项和加上现在的最小钻深倍数。因此，程序中就必有两个跳转：（1）等差数列通项与最小钻深间的判断跳转；（2）等差数列和项与等差数列和项加最小钻深倍数间的判断跳转。对于其他的一些细节，只要按照刀具钻孔的步骤逐步添加即可。

G83式钻孔深度可变宏程序编写表1所示：