数控铣削加工中任意内外轮廓圆角曲面在宏程序中的应用

李耀炳

（江门市新会高级技工学校，广东　江门　529100）



数控铣削加工中任意内外轮廓圆角曲面在宏程序中的应用

李耀炳

（江门市新会高级技工学校，广东江门529100）

摘要：本文以FANUC 0i Mate-MB系统为例，对带有旋转角度的任意内外圆角曲面进行宏程序参数化编程，实现参数化编程应用灵活，使用范围广。

关键词：宏程序；参数化编程；任意内外轮廓；圆角曲面

1　宏程序参数化编程编制规则复杂几何曲面的优势

带有旋转角度的任意内外轮廓圆角曲面是构成这些规则复杂几何曲面的主体和典范，此程序不需要改动程序主体，只需在变量中设置零件所需的参数，再根据加工零件的曲面轮廓简单地编制出加工的轮廓轨迹，宏程序便可根据轮廓轨迹加工出规则的复杂几何曲面，操作工人就算对宏程序一窍不通，只需懂得最基本的G01、G02、G03指令即可编制加工出任意内外轮廓规则复杂几何圆角曲面。对在工厂中经常不定期的间隔式生产铣削加工不同的外形和内外轮廓规则复杂几何曲面零件，不需根据变化后的加工参数重新计算刀具轨迹，再经后置处理生成程序。以上在加工中存在的操作难，编程繁琐，操作工人难以编程操作，效率低等问题得到了根本解决。

机械零件中规则的复杂曲面形状加工是必不可少的组成部分，因此，结合工厂实际数控铣削加工生产情况，继承以上宏程序的技术特点、加工性能和数控加工优势，极大地发挥了加工程序效率极高，通用性极强，操作极方便快捷的特点，能使操作者从繁琐的大量重复性的编程工作中解脱出来，实现一劳永逸的效果。

2　圆角曲面参数示意图

圆角曲面参数变量设置见图1所示。

图1　圆角曲面加工参数变量设置示意图解

圆角曲面参数变量计算公式：横向比值，#7=COS[#5]；横向值刀具补偿值，#9=[#7*[#3+#4]]；纵向比值，#8=SIN[#5]；纵向初始值，#10=[#8*[#3+#4]]；Z轴值，#11=[#10-#3]。

3　带有旋转角度的任意内外形状圆角曲面加工的宏程序编制（球头铣刀）

3.1外形圆角曲面

加工外形轮廓圆角曲面只需把主体宏程序中的补偿点坐标值设置为G41 D1 X_Y_；即是外形圆角曲面加工（见图2）。

图2　外形圆角曲面加工示意图

3.2内形圆角曲面

加工内形轮廓圆角曲面只需把圆角曲面主体宏程序中的补偿点坐标值设置为G42 D1 X_Y_；即是内形圆角曲面加工（见图3）。因此，内外轮廓的加工也不需改变宏程序的任何主体部分，只是G41与G42间的切换即可，这也是本程序通用与易用的一个优势之处。

图3　内形圆角曲面加工示意图

3.3任意轮廓形状的实现

任意轮廓形状的实现是圆角曲面形状轮廓切削加工程序段的编制与嵌入，根据零件的圆角曲面内外轮廓形状尺寸编制任意轮廓的NC插补程序嵌入到主体宏程序中即可实现任意形状的圆角曲面铣削加工［1］。例如，上图的外形圆角曲面轮廓形状，设轮廓尺寸矩形长宽高为：100mm×60mm×10mm，四角圆角为R10，总高度为15mm，其轮廓切削加工程序段为：

圆角曲面加工主体宏程序

%

O0011；

#1=15；总高度（需进行设置）

#2=10；基本高度（需进行设置）

#3=5；顶边圆角（需进行设置）

#4=3；球刀半径（需进行设置）

#5=90；初始角度（需进行设置）

#6=0；旋转角度（需进行设置）

G21；

G00 G17 G40 G54 G69 G90 S2400 M03；

G52 X_Y_；新原点的坐标值（需进行设置）

G68 X0 Y0 R#6；如果需要旋转角度可执行

Z50.；

N10#7=COS[#5]；横向比值

#8=SIN[#5]；纵向比值

#9=[#7*[#3+#4]]；横向值（刀补值）

#10=[#8*[#3+#4]]；纵向值（初值）

#11=[#10-#3]；Z轴值

X_Y_；横向刀具定位点

G10 L12 P1 R#9；

G41 D1 X_Y_；横向刀具补偿点

G01 F1000 Z#11；

G91 G00 Z[#3+#4+2]；

G90 G40 X_Y_；取消补偿至横向刀具定位点

#5=#5-1；此数值改小可使加工精细

IF[#5GE0]GOTO10；

G00 G90 Z50.；

G52 X0 Y0；

G69 M05；

M30；

%

总之，以上程序是以FANUC 0i Mate-MB系统为例进行的宏程序参数化编程。参数化编程应用灵活，使用范围广，每个程序都可针对某一类型的图样进行加工，节省编程时间。带有旋转角度的任意内外轮廓圆角曲面，极大地发挥了加工程序效率极高、通用性极强、操作极方便快捷的优点，加工中存在的问题也得到了根本解决。

参考文献：

［1］孙德茂.数控机床铣削加工直接编程技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

中图分类号：TG547

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2016）01-0098-02

收稿日期：2015-12-25

作者简介：李耀炳(1981-),男，本科，一级实习指导教师，研究方向：数控加工与模具制造。

Application of Arbitrary and External Contour Fillet Surface in Macro Program in NC Milling Process

Li Yaobing
（Jiangmen City Xinhui senior technical school，Jiangmen Guangdong 529100）

Abstract:Taking the 0I Mate-MB FANUC system as an example,the macro program parametric programming is pre⁃sented for the arbitrary internal and external fillet surfaces with rotation angle,to realize the parametric programming of flexibleapplication,andwiderangeofuse.

Keywords:macro program；parametric programming；arbitrary internal and external profile；fillet surface