毕业设计（论文）-宏编程技术在数控加工中的应用.doc

河南科技学院河南科技学院 2009 届本科届本科毕业论毕业论文（文（设计设计） ） 论论文文题题目：宏目：宏编编程技程技术术在数控加工中的在数控加工中的应应用用 学生姓名：学生姓名： 石石伟伟超超 所在院系：所在院系： 机机电电学院学院 所学所学专业专业： ： 机机电电技技术术教育教育 导师导师姓名：姓名： 杜家熙杜家熙 完成完成时间时间： ： 2009 年年 5 月月 20 日日 毕业论毕业论文（文（设计设计）任务书任务书 题 目 宏编程技术在数控加工中的应用 学生姓名石伟超所学专业机电技术教育班级042 班 指导教师姓名 杜家熙所学专业机械制造职称副教授 完成期限 2008 年 12 月 22 日 至 2009 年 5 月 31 日 论文（设计）主要内容及主要技术指标 1.主要内容 1）数控加工的产生及其技术发展趋势； 2）FANUC 0i 数控系统的特点及说明； 3）FANUC 0i 数控系统中宏程序的编程原理及特点； 4）宏程序在数控加工中的应用及其优越性； 宏程序编程，宏程序数控加工，与其它编程方法比较。 2.技术指标 1) FANUC 0i 数控操作系统中宏程序的编程指令及规则； 2）编程时根据尺寸公差要求准确计算各坐标。 3）合理刀具参数和准确对刀和检验。 4）程序加工中自动停机准确检测尺寸。 5）正确修改尺寸和刀补。 6）正确编程和检验。 二、毕业论文（设计）的基本要求 1.毕业设计（论文）一份：有 400 字左右的中英文摘要，正文后有 10 篇左右的参考文献， 正文中要引用 5 篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在 6000 字以上； 2.有不少于 2000 汉字的与本课题有关的外文翻译资料； 3.毕业设计总字数在 10000 字以上； 三、毕业论文（设计）进度安排 1.2008 年 12 月 22 日-2009 年 1 月 9 日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成外文资料 翻译和开题报告。 2. 2009 年 2 月 16-2 月 27 日（第 1-2 周），指导教师审核开题报告、设计方案。 3. 2009 年 3 月 2 日-4 月 24 日（第 3-10 周），毕业设计单元部分设计。 4. 2009 年 4 月 26 日-5 月 1 日（第 10-11 周），毕业设计中期检查。 5. 2009 年 5 月 4 日-5 月 22 日（第 12-14 周），设计仿真、程序调试，整理、撰写毕业设 计论文。 6. 2009 年 5 月 25-5 月 28 日（第 15-16 周）,上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审 查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。 河南科技学院毕业论文（设计）课题申核表河南科技学院毕业论文（设计）课题申核表 院（系）名称机电学院 专业名称机电技术教育 指导教师 姓名及职称 杜家熙 副教授 课题名称宏编程技术在数控加工中的应用 课题来源 自选 立题理由 和所具备 的条件 随着数控加工技术逐步引航现代机械制造业，数控机床的应用范围日 益扩大，其产生的经济效益与社会效益也变的十分明显。 数控编程作为数控加工的关键技术之一，其程序的编制效率和质量在 很大程度上决定了产品的加工精度和生产效率。尤其是数控加工不断朝高 速、精密方向的发展。提高数控程序的编制质量和效率对于提高制造企业 的竞争力有着重要的意义。宏编程和 CAM 相比具有程序简短、减少空刀， 提高加工效率等的优点。编制简洁合理的数控宏程序，有着非常重大的现 实意义，既能锻炼从业人员的编程能力，又能解决自动编程在生产实际工 作中存在的不足。 研究本课题已具备相应的机床、CAD/CAM 软件和数控机床，能够满 足本课题的分析和研究。课题组成员具有相应的基础知识和研究能力。 教研室 审批意见 教研室主任签字： 年 月 日 毕业论文（设 计）工作领导 小组审批意见 组长签字： 年 月 日 学生姓名石伟超班级机教 042指导教师杜家熙 论文（设计）题目宏编程技术在数控加工中的应用 1.对宏程序的发展和应用现状有了一定的认识，熟悉了宏程序的编程原理和规则以 及 FANUC 数控系统的特点和指令用法，并且练习编制程序。 2.对典型零件进行了工艺特点分析及三维制图。 目 前 已 完 成 任 务 是否符合任务书要求进度： 是 1.根据零件工艺特点运用宏程序编制零件程序。 2.运用 CAD 软件对零件进行自动编程并对比两种程序的异同。 3.整理和完善毕业论文。 尚 需 完 成 的 任 务能否按期完成论文（设计）： 能 存 在 问 题 1.编程过程中对变量的选择和使用遇到了问题。 2.制定加工工艺是遇到了一些问题。 存 在 问 题 和 解 决 办 法 拟 采 取 的 办 法 以自己为主，加强编程练习，多与指导老师沟通，解决遇到的问题，另外和同学 多讨论多交流，确保按时按质完成毕业设计。 指导教师 签 字 日期 年 月 日 教学院长 （系主任） 意 见 签字： 年 月 日 河南科技学院本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表河南科技学院本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表 毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）开题报告 题目名称 宏编程技术在数控加工中的应用 学生姓名石伟超专业机电技术教育班级042 班 指导教师姓名杜家熙专业机械制造职称副教授 完成期限2009 年 2 月 16 日至 2009 年 2 月 27 日 一、选题的目的意义 随着我国现代制造技术的发展，数控机床的普及和从事数控加工人员的增多，数控加 工越来越受到人们的重视。数控程序编制的效率和质量在很大程度上决定了产品的加工精 度和生产效率，它既是数控技术的重要组成部分，也是数控加工的关键技术之一。在我国， 有相当大比例的数控铣床(包括加工中心)应用在模具行业，到处可见从大厂到模具作坊应 用CADCAM 软件的身影， 自动编程差不多要一统天下，手工编程、宏程序应用的空间 日趋缩小，究其原因就是大家对手工编程不重视， 对宏程序不熟悉。其实手工编程是自动 编程的基础， 宏程序是手工编程的高级形式，是手工编程的精髓，也是手工编程的最大亮 点和最后堡垒。同时编制简洁合理的数控宏程序，有着非常重大的现实意义，既能锻炼从 业人员的编程能力，又能解决自动编程在生产实际工作中存在的不足。 二、国内外研究现状 随着计算机科学、信息技术的迅速发展，传统的制造业已发生了显著的变化，发达国 家正进行由传统的制造技术向现代制造技术的转变，并提出了全新的制造模式。数控加工 技术将逐步引航现代机械制造业的发展。数控机床的应用范围日益扩大，其产生的经济效 益与社会效益明显。 数控编程作为数控加工的关键技术之一，其程序的编制效率和质量决定了产品的加工 精度和生产效率,尤其是数控加工不断朝高速、精密方向发展的今天，提高程序的编制质量 和效率对于提高制造企业的竞争力有着重要意义。随着CADCAM软件的普及应用，数控 编程逐渐由自动编程取代手工编程。但CAM软件编程和手工编程仍有各自特长，其程序简 短、减少空刀，加工效率高。面对出现新技术、新工艺，现有的CAM软件在数控机床的应用 中还存在着许多问题，影响了数控机床效率的充分发挥。 三、主要研究内容 1)FANUC 0i 数控系统的特点及说明； 2)FANUC 0i 数控系统中宏程序的编程原理及特点； 3)宏程序在数控加工中的应用及其优越性； 4)通过例子阐述了数控加工中采用宏编程技术的重要作用； 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线 1.根据设计内容查阅相关期刊资料； 2.利用网络查找相关资料进行修改整理； 3.对实际生产中宏程序的应用进行统计总结； 4.论文总结。 五、参考文献与资料 1.高凤英数控机床M南京：东南大学出版社，2004 2.张超英，谢富春数控编程技术M北京：化学工业出版社，2004 3.张导成三维CADCAM-MasterCAM应用M北京：机械工业出版社，2005 4.陈海舟数控铣削加工宏程序及应用实例M机械工业出版社，2006 5.FANUC Oi Mate-Mc操作说明书M北京法那克公司，2006 6.张华数控设备与编程M电子工业出版社，2002 7.张立新数控机床电气系统典型故障原因分析及维护 8.严爱珍机床数控原理与系统M北京：机械工业出版社2002 9.裴炳文数控加工工艺与编程M北京：机械工业出版社。2006 10. 孙德茂机床数控系统编程能力的现状与展望CADCAM 与制造业信息 化2003。 11. 陈志雄数控机床与数控编程技术M北京：电子工业出版社，2003 12. 西门子数控培训系统810D_840D_840Di手册册北京：西门子(中国)有限公司， 2006 13. 熊光华数控机床M北京：机械工业出版社，2001 14. 世纪星数控装置连接说明书阴武汉：华中数控股份有限公司，2003 15. 陈洪涛数控加工工艺与编程M北京：高等教育出版社，2003 16. 顾京数控机床加工程序编制M北京：机械工业出版社，2003 17. 陈海舟 数控铣削加工宏程序及应用实例M北京：机械工业出版社，2006 18. 林红梅.宏编程技术探析及其在数控加工中的应用J.闽西职业技术学院院报.2007.6. 19. 廖宁辉.宏程序在数控铣削加工中的应用J.衡阳师范学院学报.2007.6. 20. 杨伟群.数控工艺培训教程M清华大学出版社.2006. 摘摘 要要 本文根据目前数控加工中手工编程和自动编程的特点及应用现状，分析了 用户宏编程技术的应用。通过对典型零件的工艺特点分析，以 FANUC 数控系统 为载体，利用宏程序编制典型零件的加工程序，在程序中应用了宏程序中变量、 循环语句、算术逻辑等功能。并利用自动编程技术对零件进行实体造型、加工参 数设置，自动生成了加工程序，通过与宏程序编程进行对比，分析了宏程序技术 在数控加工中的优势和不足。 关关键键字：字：宏程序，数控编程，数控加工，变量 ，FANUC 六、导教师审批意见 2009 年 2 月 16 日 Acro-program technology and its application in the numerical control processing Abstract On the present numerical control processing in acro-program and automatic programming characteristic and its present application situation. The papers analyze parts of the typical characteristics of the process, take the FANUC numerical control system as a carrier, using acro-program programming procedures, introduced the macro variables in the process, the loop, such as arithmetic logic function applications. Carry on the solid modeling, the processing parameter establishment to the components, has produced the processing program automatically and carries on the contrast with the great procedure, elaborated the great procedure the superiority which and the insufficiency the automatic programming manifests in the numerical control processing. Keywords: Macroprogram, Numerical Programming, Numerical Control Processing, Variable, FANUC 目目 录录 摘 要.1 ABSTRACT.2 1 绪论.4 2 宏程序概述.4 2.1 数控编程技术的分类.4 2.1.1 手工编程.4 2.1.2 自动编程.5 2.2 数控编程技术的应用现状 .5 2.3 宏程序编程的技术特点 .5 2.4 宏程序与普通程序的对比 .7 2.5 FANUC-0I宏程序编编程.7 2.5.1 变量.7 2.5.2 双轨迹（双轨迹控制）的公共变量.8 2.5.3 算术和逻辑运算.9 2.5.4 转移和循环.10 3 宏程序数控加工工艺设计.10 3.1 零件 1 的工艺分析.10 3.2 刀具的选择.11 3.3 编制加工工艺.12 3.4 零件 2 的工艺分析.12 3.5 刀具的选择.13 3.6 编制加工工艺.13 4 FANUC 用户宏程序编程 .13 4.1 计算编程时各点点坐标.13 4.2 手工宏程序编程 .14 4.3 实体造型与自动编程.22 4.3.1 CAXA 制造工程师简介.22 4.3.2 CAXA 实体造型.22 4.3.3 CAXA 自动编程.23 4.4 总结.25 5 结束语.25 致谢.26 参考文献.27 附录.28 1 绪论绪论 数控加工程序编制的关键是刀具相对于工件运动轨迹的计算，即计算加工 轮廓的基点和节点坐标或刀具中心的基点和节点坐标。数控机床一般只提供平 面直线和圆弧插补功能，对于非圆的平面曲线Y=f(X),采用的加工方法是按编程 允许误差，将平面轮廓曲线分割成许多小段。然后用数学计算的方法求逼近直线 或圆弧轮廓曲线的交点和切点的坐标。随着计算机数控系统（CNC）的不断发展， CNC不仅能通过数字量去控制多个轴的机械运动，而且具有强大的数据计算和 处理功能。编程时只要建立加工轮廓的基点和节点的数学模型，按加工的先后顺 序，由数控系统即时计算出加工节点的坐标数据，进而控制加工，这就是数控系 统提供的宏编程。宏指令编程像高级语言一样，可以使用变量进行算术运算逻辑 运算和函数混合运算进行编程。在宏程序形式中，一般都提供循环判断分支和子 程序调用的方法。可编制各种复杂的零件加工程序。熟练应用宏程序指令进行编 程，可大大精简程序量，还可以增强机床的加工适应能力。比如可以将抛物线、 椭圆等非圆曲线的算法标准化后做成内部宏程序，以后就可以像圆弧插补一样 按标准格式编程调用，相当于增加了系统的插补功能。 随着数控系统的不断更新，宏指令应用越来越广泛。以日本FANUC-0i系统 为例，0i系统使用B类宏指令，包括宏变量的赋值、运算、条件调用等，其功能强 大，编程直观。 宏指令编程虽然属于手工编程的范畴，但它不是直接算出轮廓各个节点的 具体坐标数据，而是给出数学公式和算法，由CNC来即时计算节点坐标，因此对 于简单直观的零件轮廓不具有优势。若零件结构不能用常规插补指令可以完成 编程的，则可采用编制宏程序的方法，将计算复杂数据的任务交由数控系统来完 成。对于加工方法和加工方式，零件的加工步骤，走刀路线及对刀点、起刀点的 位置，以及切入、切出方式的设计还是遵循一般手工编程的规则。编制宏程序时， 应从零件的结构特点出发，分析零件上各加工表面之间的几何关系，据此推倒出 各参数之间的数量关系，建立准确的数学模型。 2 宏程序概述宏程序概述 2.1 数控数控编编程技程技术术的分的分类类 数控编程方法可以分为两类：一类手工编程，另一类是自动编程。 2.1.1 手工手工编编程程 手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺 决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀尖轨迹坐标数据、编写零件的数控加工 程序单直至程序的检验，均由工来完成。对于点位加工或几何形状不太复杂的 轮廓加工，几何计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。如简单阶梯轴的 车削加工，一般不需要复杂的坐标计算，往往可以由技术人员根据工序图纸数据， 直接编写数控加工程序。 但对轮廓形状不是由简单的直线、圆弧组成的复杂零 件，特别是空间复杂曲面零件，数值计算则相当繁琐，工作量大，容易出错，且很 难校对，采用手工编程是难以完成的。 2.1.2 自自动编动编程程 使用计算机编制数控加工程序，自动地输出零件加工程序单及自动的制作 控制介质的过程称作自动编程。自动编程就是编程人员根据零件图纸和工艺过 程，使用规定的数控语言编写一个较简短的零件加工源程序，输入到计算机中。 计算机自动的进行数学处理，计算出刀具中心运动轨迹，编写出零件加工程序单， 并生成控制介质。有预见在计算机上可自动的绘出所编程序的图形及走刀轨迹， 所以能及时的检查程序是否错误，并进行修改，得到正确的程序。在自动编程时， 工艺处理部分工作还需编程人员来完成并按自动编程系统要求的格式输入。 2.2 数控数控编编程技程技术术的的应应用用现现状状 在我国，六成以上的数控铣床（包括加工中心）都是应用在模具行业，由于模 具加工的特殊性和一些非技术性原因，CAD/CAM软件的应用由来已久，且日趋 成熟，特别是在数控三维曲面加工中，手工编程几乎已没有用武之地，而由于强 大对我思维定势和使用习惯，使得编程人员不论程序大小、加工难易，都习惯并 乐于使用各种CAD/CAM软件来编程加工。手工编程似乎被遗忘在角落里，大有 无人问津之势。 2.3 宏程序宏程序编编程的技程的技术术特点特点 尽管使用各种CAD/CAM软件来编制数控加工程序已经成为潮流（或是主流） ，但是手工编程毕竟还是基础，各种“疑难杂症”的解决往往还要利用手工编程； 且手动编程还可以使用变量编程，即宏程序的使用。其最大特点就是将有规律的 形状或尺寸用最短的程序段表示出来，具有极好的易读性和已修改性，编写出的 程序非常简洁，逻辑严密，通用性极强，而且机床在执行此类程序时，较执行 CAD/CAM软件生成的程序更加快捷，反应更迅速。 随着技术的发展，自动编程逐渐会取代手工编程，但宏程序简捷的特点使之 依然具有使用价值，宏程序的御用是手工编程应用中最大的亮点和最后的堡垒。 宏程序具有灵活性、通用性和智能性等特点，例如对于规则曲面的编程来说， 使用CAD/CAM软件编程一般都有工作量大，程序也庞大，加工参数不容易修改 等缺点，只要任何一个加工参数发生任何变化，再智能的软件也要根据变化后的 加工参数重新计算刀具轨迹，尽管软件计算刀具轨迹的计算速度非常快，但始终 是个比较麻烦的过程。而宏程序则注重把机床参数与编程语言结合，而且灵活的 参数设置也使机床具有最佳的工作性能，同时也给予操作工人极大的自由调整 空间。 从模块化加工的角度看，宏程序最具有模块化的思想和资质条件，编程人员 只需要根据零件几何信息和不同的数学模型即可完成相应的模块化加工程序设 计，应用时只需要把零件信息、加工参数等输入到相应的模块的调用语句中，就 能使编程人员从繁琐的、大量重复性的编程工作中解脱出来，有种一劳永逸的效 果。 另外，由于宏程序基本上包含了所有的加工信息（如所使用刀具的几何尺寸 信息等），而且非常简明直观，通过简单的存储和调用，就可以很方便的重现当时 的加工状态，给周期性的生产特别是不定期的间隔式生产带来了极大的便利。 客观的说，对于主要由大量的不规则复杂曲面构成的模具成型零件，特别是 各种注塑模、压铸模等型腔类模具的型芯、型腔和电极，以及汽车覆盖件模具的 凸模、凹模等，由于从设计、分析到制造的整个产业链在技术层面及生产管理上 都是通过以上各种CAD/CAM软件为核心（还包括PDM/CAE等）的纽带紧密相连 的，从而形成一种高度的一体化和关联性，无论从哪个角度来看，数控加工的程 序编制几乎百分百的依赖各种CAD/CAM软件，宏程序在这里的发挥空间是非常 有限的。但是，数控加工领域还有很大一片天空是属于机械零件的批量加工，虽 然同样是数控加工，它与上述的模具类零件的数控加工还是有着相当大的差别 的，机械零件的数控加工主要有以下几个特点： （1）机械零件绝大多数都是批量生产，在保证质量的前提下要求最大限度的 提高生产效率以降低生产成本。另外批量零件字加工的几何尺寸精度和形状位 置精度方米昂都要求保证高度的一致性，而加工工艺的优化主要就是程序的优 化，是一个反复调整、尝试的过程，这就要求操作者能够非常方便的调整程序中 的各项加工参数（如刀具尺寸、刀具补偿值、层降、步距、计算精度、进给速度等）， 宏程序在这方面就有强大的优越性，只要能用宏程序来表述，操作者就根本无需 触动程序本身，而只需针对各项加工参数所对应的自变量赋值做出个别调整，就 能迅速的将程序调整到最优化的状态，这就体现出宏程序的一个突出优点，即一 次编程，终身受益。 （2）机械零件的形状主要是由各种凸台、凹槽、圆孔、斜平面、回转面等组成， 很少包含不规则的复杂曲面，构成其的几何因素无外乎点、直线、圆弧、最多加 上各种二次圆锥曲面（椭圆、抛物线、双曲线），以及一些渐开线（常应用于齿轮及 凸轮等），所有这些都是基于三角函数，解析几何的应用，而数学上都可以用三角 函数表达式及参数方程加以表述，因此宏程序在此有广泛的应用空间，可以发挥 其强大的作用。 （3）机械零件还有一些很特殊的应用，即使采用CAD/CAM软件也不一定能 轻易地解决，例如变螺距螺纹的加工、用螺旋插补进行锥度螺纹的加工和钻深可 变式深孔钻加工等，而在这些方面宏程序却可以发挥它的优势。 2.4 宏程序与普通程序的宏程序与普通程序的对对比比 一般意义上所讲的数控指令其实是指 ISO 代码指令编程，即每个代码的功 能是固定的，由系统生产厂家开发，使用者只需（只能）按照规定编程即可。但有 时候这些指令满足不了用户的需要，系统因此提供了用户宏程序功能，是用户可 以对数控系统进行一定的功能扩展，实际上是数控系统对用户的开放，也可视为 用户利用数控系统提供的工具，在数控系统的平台上进行二次开发，这里所讲的 开放和开发也都是有条件和有限制的（如表 1）。 表 1 用户宏程序和普通程序的简要对比 普 通 程 序宏 程 序 只能使用常量可以使用变量，并给变量赋值 常量之间不可以运算变量之间可以运算 程序只能顺序进行程序可以跳转，循环 2.5 FANUC-0i 宏程序宏程序编编编编程程 2.5.1 变变量量 普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离；例如，G01和X100.0。使用 用户宏程序是，数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时，变量值可以用程 序或用MDI面板上的操作改变。如：#1=#2+100 G01 X#1 F300 (1) 变变量的表示量的表示 计算机允许使用变量名，用户宏程序不行。变量用变量符号（#）和后面的变 量号指定。例如：#1 表达式可以用于指定变量号。此时，此时，表达式必须封闭在括号中。 例如：#1+#2-12 (2) 变变量的量的类类型型 变量根据变量号可以分成四种类型（如表2） (3) 变变量量值值的范的范围围 局部变量和公共变量可以有0值或下面范围中的值：-1047到-10-29或-10-2到- 1047。如果计算范围超出有效范围，则发出P/S报警NO.111。 表2 宏程序变量类型 (4) 小数点的省略小数点的省略 当在程序中定义变量值时，小数点可以省略。 例：当定义#1123；变量#1的实际值是123.000。 (5) 变变量的引用量的引用 （1）为在程序中使用变量值，指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量 时，要把表达式放在括号中。 例如：G01X#1+#2F#3; （2）被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动地舍入。 例如：当 G00X#/;以 1/1000mm 的单位执行时，CNC 把 123456 赋值给变量#1,实际指令值 为 G00X12346. （3）改变引用变量的值的符号，要把负号（）放在#的前面。例如：G00X#1 （4）当引用未定义的变量时，变量及地址都被忽略。 例如：当变量#1 的值是 0，并且变量#2 的值是空时，G00X#1 Y#2 的执行结果为 G00X0。 2.5.2 双双轨轨迹（双迹（双轨轨迹控制）的公共迹控制）的公共变变量量 对双轨迹控制，系统为每一轨迹都提供了单独的宏变量，但是，根据参数 N0.6036 和 6037 的设定，某些公共变量可同时用于两个轨迹。 (1) 未定未定义义的的变变量量 当变量值未定义时，这样的变量成为空变量。变量#0总是空变量。它不能写， 只能读。 （1）引用：当引用一个未定义的变量时，地址本身也被忽略。 （2）运算：除了用赋值以外，其余情况下与0相同。 （3）条件表达式：EQ和NE中的不同于0。 (2) 限制限制 程序号，顺序号和任选程序段跳转号不能使用变量。 例：下面情况不能使用变量： 0#1； /#2G00X100.0; N#3Y200.0; 2.5.3算算术术和和逻辑逻辑运算运算 下面表中列出的运算可以在变量中执行。运算符右边的表达式可包含常量 和由函数或运算符组成的变量。表达式中的变量#j 和#k 可以用常数赋值。左边 的变量也可以用表达式赋值，其表达式如表 3 所示。 表 3 宏程序中算术和逻辑运算表达式 说明： （1）函数 SIN ,COS,ASIN,ACOS,TAN 和 ATAN 的角度单位是度。如 90 30表示为 90.5 度。 （2）ARCSIN # i= ASIN#j （3）取值范围如下： 当参数（NO.6004#0）NAT 位设为 0 时，27090 当参数（NO.6004#0）NAT 位设为 1 时，9090 （4）当#j 超出1 到 1 的范围时，发出 P/S 报警 NO.111. （5）常数可替代变量#j （6）ARCCOS #iACOS#j 取值范围从 1800 当#j 超出1 到 1 的范 围时，发出 P/S 报警 NO.111. 常数可替代变量#j。 2.5.4 转转移和循移和循环环 在宏程序中，有三种转移和循环操作可供使用。 (1) 无条件无条件转转移移(GOTO 语语句句) 其格式为：GOTO n； 当程序执行 GOTO 语句时，立即无条件转移至标有顺序号的程序段，n 为顺 序号(199 999)，顺序号也可用表达式来指定。 (2) 条件条件转转移移(IF 语语句句) IF 语句有以下两种格式： （1）IFGOTO n （2）IFTHEN 如果所需的是指定的条件表达式满足，转移至顺序号 n 的程序段，不满足则 执行下个程序段，用第一种格式；如果所需的是指定的条件表达式满足，执行预 先决定的宏程序语句，不满足则执行下个程序段，用第二种格式。 （ （3）循）循环环(WHILE 语语句句) 循环语句的格式为： WHILE DO m END m 当指定条件满足时，执行从 DO 到 END 之间的程序，否则，转到 END 后的 程序段。循环嵌套最多不超过 3 级。 3 宏程序宏程序数控加工工数控加工工艺设计艺设计 3.1 零件零件 1 的工的工艺艺分析分析 一、零件一、零件图图分析，分析，选择选择加工内容加工内容 如图 1 所示，该零件材料为 45 号钢。本工件的毛坯尺寸为 15012026mm。 四个侧面为不加工面，全部加工面都集中在上表面及下表面。由于该件与零件 2 配合，所以加工螺纹时位置精度不好保证，为了能与零件 2 的孔通过螺栓很好连 接，故这些螺纹孔在一次装夹中加工出来。另外该零件中有两段椭圆的弧，编制 程序时选用宏程序加工。从工序集中和便于定位两方面考虑，选择上表面及上表 面的螺纹孔、凸台在加工中心中加工。将下表面作为主要定位基准，并在前道工 序中加工出来。 二、二、选择选择加工中心加工中心 由于上表面及上表面上的螺纹孔，凸台只需单工位加工即可完成，故选择立 式加工中心。加工表面只有粗铣，精铣，攻丝等工步。所需刀具不超过二十把刀。 故选国产 XH714 型立式加工中心即可满足上述要求。该机床工作台尺寸为 400mm800mm,X 轴行程为 600mm,Y 轴行程为 400mm,Z 轴行程为 400mm,主轴 端面到工作台距离为 125525mm,定位精度和重复定位精度分别为 0.02mm 和 0.01mm。刀库容量为 18 把。工件在依次装夹中即可完成铣、钻，扩、铰等工步的 加工。 图 1 零件 1 3.2 刀具的刀具的选择选择 所需的刀具有平面铣刀，螺纹刀。其规格根据加工尺寸选择。上表面粗铣时 铣刀直径应选小一些，以减小切削力矩，但不能太小，以免影响加工效率；上表面 精铣时铣刀直径应大一些，以减小接刀痕迹，但要考虑到刀库允许装刀直径 （XH714 型加工中心的允许装刀直径无相邻刀具直径为 150mm,有相邻刀具直径 为 80mm）也不能太大。刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择。XH714 型加工 中心锥孔为 ISO40。具体所选刀具及刀柄见附录 1 所示。 3.3 编编制加工工制加工工艺艺 （1）加工方法选择 上表面用铣削方法加工，因其表面粗糙度值为 1.6 微米，故采用粗铣，精铣 的加工方案。内腔的内壁的粗糙度要求与上表面相同加工方案与上表面相同。直 径为 10mm 的螺纹孔可以直接用 M10 的螺纹刀。30mm 的孔不能铸造出来，为了 满足要求，采用钻、扩、铰方法。 （2）确定装夹方案 该零件结构简单，四个侧面较光整加工面与不加工面之间的位置精度要求 不高，但凸台要与件 2 配合的，故形状精度要求较高由机床保证，四个螺纹孔的 位置精度要保证好只能在一次装夹中完成，采用通用虎钳从侧面夹紧，以底面和 两侧面定位。 （3）确定加工顺序 按照先面后孔，先粗后精的原则确定具体的加工顺序为先粗铣，精铣上表面及 凸台，后加工 4 个直径为 10mm 的螺纹孔。具体的加工顺序见附录 2 所示。 3.4 零件零件 2 的工的工艺艺分析分析 图 2 零件 2 一、一、零件零件图图分析，分析，选择选择加工内容加工内容 如图 2 所示该零件 2 材料为 45 号钢。本工件的毛坯尺寸为 15012026mm。四个侧面为不加工面，全部加工面集中在上表面及下表面。由 于该件与件 1 配合，所以加工孔时位置精度不好保证，为了能与件 1 的螺纹孔,通 过螺栓很好连接故这些孔在一次装夹中加工出来。另外该零件中有两段椭圆的 弧，编制程序时需用宏程序。从工序集中和便于定位两方面考虑，选择上表面及 上表面的孔、内腔在加工中心中加工。将下表面作为主要定位基准，并在前道工 序中加工出来。 二、二、选择选择加工中心加工中心 由于上表面及上表面上的孔，内腔只需单工位加工即可完成，故选择与零件 1 相同的国产 XH714 型立式加工中心。 3.5 刀具的刀具的选择选择 如 3.4 中零件分析，零件 2 较零件 1 有诸多相似点，所选刀具于刀柄如附录 3 所示。 3.6 编编制加工工制加工工艺艺 （1）加工方法选择 上表面用铣削方法加工，因其表面粗糙度值为 1.6，故采用粗铣，精铣的加工 方案。内腔的内壁的粗糙度要求与上表面相同加工方案与上表面相同。直径为 12mm 的孔小于 35mm,故不能够铸造出来，为达到 IT7 级精度和粗糙度只值，故 采用钻、扩、铰的加工方案。 （2）确定装夹方案 该零件结构简单，四个侧面较光整加工面与不加工面之间的位置精度要求 不高，但内与件 1 配合的，故形状精度要求较高由机床保证，四个孔的位置精度 要保证好只能在一次装夹中完成，采用通用虎钳从侧面夹紧，以底面和两侧面定 位。 （3）确定加工顺序 按照先面后孔，先粗后精的原则确定具体的加工顺序为先粗铣，精铣上表面 及内腔，后加工 4 个直径为 12mm 的孔。具体的加工顺序见附录 4 所示。 4 FANUC 用用户户宏程序宏程序编编程程 4.1 计计算算编编程程时时各点点坐各点点坐标标 如图 3 中所示，编程时需计算图中各点的坐标。 A(20,15) B(10,25) C(-10,25) D(-20,15) E(-20,-15) F(-10,-25) G(10,-25) H(20,-15) I(0,40) J(-34.642,34.7585) K(-45,20.499) L(-45,-20.499) M(-34.642,-34.7585) N(0,- 40) O(53.18,-53.8) P(61.25,-60) Q(77.5,-60) R(77.5,-47.35) S(63.42,-38) T(63.42,38) U(77.5,47.35) V(77.5,60) W(61.25,60) X(53.18,53.8) Y(-49.5,60) Z(-49.5,55) a(- 67.5,37) b(-72.5,37) c(-72.5,60) d(-72.5,-37) e(-67.5,-37) f(-49.5,-55) g(-49.5,-60) h(- 72.5,-60) 四个孔的 圆心坐标 分别 为 （20，25）（20，-25）（-20，25）（-20，-25） 图 3 编程需计算坐标的点 4.2 手工宏程序手工宏程序编编程程 主程序主程序 O0001 O0001; N1 G54G90G00X0Y0Z200 N2 T01M06 （换 1 号刀） N3 G43Z50H01 （建立正向长度补偿 H01=100） N4 Z5 N5 S800M03 （转速 800，主轴正转） N6 X120Y30 N7 G01Z0.5F40 （开始粗铣上表面） N8 X-120F100 N9 Y-30 N10 X120 N11 S1000M03 （开始精铣上表面） N12 G01Z0F40 N13 X-120 N14 Y30 N15 X120 （铣上表面结束） N16 G49Z200 （取消长度补偿） N17 M05 （主