宏指令编程提高表面加工质量

1引言

数控铣削加工中,常常要铣削一些周期性循环曲面或曲线,如波浪线等。一般都是编制一个循环周期的加工程序作为子程序,而整个曲面或曲线的程序是利用多次调用该子程序来进行编制的。例如,图中所示波浪线的铣削加工程序如下:

主程序:

O1*

……

M98P250002*

……

M00*

子程序:

O2*

G91G02X5R3.5F100*

G01X5Y-5*

G03X5R3.5*

G01X5Y5*

M99*

2问题的提出

由上面的程序可见,这种编程方法非常简单,所以编程人员一般都采用这种方法编制程序。但是在NT—J320A型数控铣床上加工该曲线时,我们发现曲线上各周期间的相交点A处都有一明显的刀痕,根本达不到所要求的表面质量。是什么原因造成了这样的刀痕呢,经过仔细观察发现,每当加工到各周期的相交点A时,机床都有一明显的停顿,而在其他的位置,机床都以100mm/min的进给速度进行加工。正是由于进给速度的突然变化,才造成了A处的加工刀痕。而这个停顿是因为在子程序调用过程中,每当一个周期完成后遇到M99指令时,数控系统要进行大量的计算、比较、判断和转移等内部操作。由于NT—J320A型数控铣床采用FANUC—3M系统(十几年前的产品),运算速度较慢,所以执行M99指令所需要的时间较长,造成了加工过程中的停顿。

3解决方法

消除或减小该切削刀痕的方法,有以下三种。

1.降低进给速度仍采用上面的子程序调用程序,也就是说在执行M99指令时,停顿仍存在。但是由于进给速度降低了,进给速度的变化就相对减小了,因此A点的刀痕也就减小了。实验证明,当进给速度降低到20mm/min以下时,刀痕几乎看不出来,可以达到加工要求,但加工效率却下降到1/5。显然这不是最好的方法。

2.逐段编程不采用子程序调用方法编程,而是对整个曲线进行逐段编程,程序如下:

……

G91G02X5R3.5F100*

G01X5Y-5*

G03X5R3.5*

G01X5Y5*

G02X5R3.5*

G01X5Y-5*

G03X5R3.5*

G01X5Y5*

G02X5R3.5*

G01X5Y-5*

G03X5R3.5*

G01X5Y5*

……

即将O2子程序重复25次,全部编到程序中去。这样可以完全消除停顿。但程序的长度是第一种方法的25倍,若曲线的循环次数再多,假设为50次,则程序长度将是第一种方法的50倍。这样不但会增加编程工作量,而且还可能超出系统的内存容量,显然这也不是令人满意的解决办法。

3.宏指令编程如同大多数系统一样FANUC-3M系统除了具有大量的基本数控指令之外,还为用户提供了宏指令。系统中利用宏指令登录的程序称为用户宏程序。在宏程序中,除通常的NC指令外,还可以使用变量、运算、判断和转移等宏指令。

若上面的曲线采用宏指令进行编程,则可以得到如下的程序:

……

G65H01P#100Q25*(变量#100=25)

N100G91G02X5R3.5F100*

G01X5Y-5*

G03X5R3.5*

G01X5Y5*

G65H03P#100Q#100R1*(#100=#100-1)

G65H81P-100Q#100R0*(IF#100≠0G0T0N100)

实际加工表明,采用这种方法编程,A点看不出任何加工刀痕,完全达到了表面质量要求。而且从上面的程序可以看出,该程序很短,编程工作量很小。另外若改变变量#100的最初定义值,就可以改变曲线的循环次数,非常方便。显然,这种方法在周期性循环曲线的数控加工中,是一种比较完美的编程方法。

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