子程序在数控车床编程中的应用

刘晔

摘要：以FANUC系统经济型数控车床为例，着重介绍了子程序的概念、编写格式以及应用注意事项，并结合实例详解子程序在数控车削编程中的具体应用。

关键词： 子程序;数控车床;编程

引言

在程序段中，当某一程序反复出现（即工件上有好几个部分相同的切削路线）时，把同类的程序段单独编制，并按一定格式单独加以命名，作为子程序，编程时调用，这样便可使程序简单清楚。正确使用子程序，可以有效简化手工编程的工作量，减少程序所占内存，提高加工效率。

随着我国数控技术的迅猛发展，数控机床的普及率越来越高。特别是一些无功能浪费、可靠性好、价格低廉的普及型机床，已成为市场上众多企业渴求的产品，市场前景相当广阔，且市场占有率较高。经济型数控车床的数控加工程序一般通过手工编程方式获得。在满足零件的加工精度要求下编程人员应尽量编制写较短的加工程序，选用合理的数控编程指令。

用数控机床加工具有相同、相似的几何要素的零件时，为了简化程序，编程人员应尽可能地缩短程序的长度，使程序简单清楚。而熟练的应用子程序编程就是简化程序的方法之一。

一、子程序的概念、格式及调用

1.子程序的概念

在一个加工程序中，若一组程序段多次出现，为了简化程序，可以把这组程序段抽出来，按规定的格式写成一个新的程序单独存储，这种程序就叫子程序。主程序执行过程中如果需要某一个子程序，可以通过一定的格式来调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执行后面的程序段。同时，子程序也可以调用另一个子程序。这样可以大大简化程序的编制和节省CNC系统内存空间。

2.编程中子程序的格式

O××××     子程序号

M99   子程序结束

3.调用子程序的格式

格式一 M98 P××××L××××;

格式二  M98 P××××××××;

指令说明：

格式一：P××××表示要调用的子程序号

L××××表示重复调用子程序的次数，若只调用一次子程序则L及其后的数字可省略不写。

子程序号及调用次数前的0可以省略不写。

例：M98 P100 L5

格式二：地址P后面的8位数字中前四位表示调用次数，后四位为要调用

子程序号。调用次数前的0可以省略不写，但子程序号前的0不可省略。

例：M98 P50010;

系统允许主程序重复调用子程序次数一般为1～9999次。此外，子程序调用另一个子程序一般最多可调用4层子程序（不同的系统其执行的次数及层次不同）。

执行到子程序结束M99指令后，返回至主程序，继续执行M98 P××××L××××程序段下面的主程序。（注意：M99指令也可用于主程序最后程序段，区别于M30指令的是此时程序执行光标会跳回主程序的第一程序段继续执行此程序，此程序将一直重复执行，除非按下RESET键才能中断执行）

二、子程序的应用原则

①零件上有若干处相同的轮廓外形。在这种情况下只编写一个子程序，然后用主程序調用该子程序就可以了，此时通常要以增量方式编程。

②程序的内容具有相对的独立性。在加工较复杂的零件时，往往包含很多独立的工序，有时工序之间的调整也是允许的。为了优化加工顺序，把每一个工序编成一个独立子程序，主程序中只需加入换刀和调用子程序等指令即可。

三、子程序应用实例

编写如图所示零件的精车加工程序。已知毛坯直径φ32mm，长度L=80mm，材料为45号钢。

刀具的选择：按题目要求，加工图示零件精车程序一共需要用2把刀。

（1）90°外圆车刀：设为一号刀安装在刀架的一号刀位上（T0101）;

（2）切断刀：二号刀为刀尖宽度2mm，设为二号刀安装在刀架的二号刀位上（T0202），以左刀尖为刀位点。

（3）工件原点的确定：工件原点设在零件右端面的中心。

装夹定位：以工件左端外径作为定位基准，用三爪自定心卡盘装夹定位。

O2000;;;;;;;;（主程序）

N010 T0101;;;;;;（调外圆车刀）

N020 M03 S1200;

N030 G00 X30.0 Z2.0;

N040 G01 X30.0 Z-50.0 F0.5;（精车外圆表面）

N050 G00 X32.0 Z-50.0;

N060 G00 X200.0 Z200.0;

N070 T0202;;;;;;;（调切断刀）

N080 G00 X32.0 Z0.0;;;（子程序循环起点）

N090 M98 P3000L2;;;;（调子程循环2次）

N100 G00 X200.0 Z200.0;

N110 M05;

N120 M30;

O3000; （子程序）

N010 G00 X32.0 W-12.0;

N020 G01 X20.0 F0.5;

N030 G04 X1.5;

N040 G01 X32.0 W0.0;

N050 G00 X32.0 W-8.0;

N060 G01 X20.0 W0.0;

N070 G04 X1.5;

N080 G01 X32.0 W0.0;

N090 M99;

四、子程序的注意事项

①子程序与主程序的命名方式没有区别，子程序无须定义子程序开始指令，但子程序必须以M99指令表示结束返回。

②子程序中不得有循环指令;

③为使子程序编程中数值计算方便，子程序最好采用增量方式编程，但在编程中往往又容易忽略在子程序结束前或在主程序中取消增量编程，因为在主程序中用绝对方式编程计算比较方便。

结语

在数控车床中合理采用子程序编程可以缩短程序段，减少编程所占内存，提高数控加工编程速度，减轻程序员编程任务量，但并不能缩短零件加工时间。另外，在如数控铣床等其他加工编程中，采用子程序编程可以减少零件轮廓坐标计算的工作量。对企业生产来说，加工通用类零件时，可以充分利用系统中已储存的子程序，只需对其进行相应坐标值的修改，这样就可大大减少编程时间，提高生产效率，在具体的加工应用中，只有灵活应用了程序，才使其更有实用价值。

参考文献

[1]高进祥.数控机床编程与操作（数控车床分册）中国劳动和社会保障出版社，2018.