美国Acramatic.doc

美国CINCINNATIMILARON公司于1950年首先与麻省理工学院（MIT）合作开发了世界上最早的数控机床和数控系统。1952年世界第一台直线插补连续控制的三坐标数控铣床由CINCIN-NATIMILACRON公司制造。 1981年研制出ACRAMATIC900CNC系统（简称A900），装有自诊断功能、回轴的点位和轮廓控制系统。仅20世纪80年代我国就有近百家企业使用A900系统控制的数控机床。 20世纪80年代末有相继推出利用32位80386、80486的中央微处理器（CUP）和多个16位的80186微处理器控制的具有高功能，利用CRT显示菜单触摸操作的ACRAMATIC850、950CNC系统，简称A850、A950。1994年，该公司有研制出ACRAMATIC2100（简称A2100）CNC控制系统。 目前，A2100系统可以提供标准的、带有一系列高性能部件的80486微处理器，也可以提供奔腾（PENTUM）甚至高于奔腾（PENTIUMPRO）微处理器以及相关的软件。因此A2100系统可以用最新的、功能最强的部件对系统的中央处理器和软件进行升级，这样，就为加工灵活性的扩展提供了巨大的支持。一、问题的提出北方奔驰重庆变速器公司承接了如图1所示的链轮加工，铣削外形安排在引进的辛辛那提马刀750型立式加工中心上进行。分析零件图可以看出，该零件在圆周上均匀分布了8个相同的槽，全部是圆弧连接。如果按照直接编程方法，则要计算大量的圆弧切点坐标。虽然可以用绘图软件用作图法求这些切点的坐标，但在没有自动编程软件的情况下，这些点的坐标数据量还是比较大的。如果全部用手工编制，不但费时，而且容易出错。能不能利用机床数控系统自身的功能来简化编程，提高工作效率呢？图1 链轮的零件图马刀750加工中心采用辛辛那提的ACRAMATIC 850MC数控系统。虽然该系统开发时间较早，但其辅助编程功能还是很强的，有多种算数运算、函数运算、顺序控制、坐标系旋转等丰富的编程功能。灵活运用这些功能，应该是能够实现简化编程的目的的。二、相关指令介绍以下主要介绍850MC数控系统的有关指令，对FANUC 0系统的相应指令也作简要介绍。实际上，现代数控系统基本上都具备这些功能，只是表示方法有所不同。1.赋值指令850MC系统的赋值指令为G10，其格式为：G10=T1 V123.45；将值123.45存储于临时变量T1中，即T1=123.45G10=T2 VT1+1.23；将临时变量T1的值与数值1.23之和存储于临时变量T2中，即T2=124.68G10=T3 VT1+T2；将临时变量T1加上T2之和存储于临时变量T3中850MC数控系统共有从T1至T32共32个临时变量。FANUC 0系统也有若干公共变量（#100#149、#500#531）。赋值指令更容易理解，如 #100=123.45 或 #101=#102等。2.转移指令G11 转移指令，可分为带条件转移指令和无条件转移指令。(1)无条件转移G11 L100是无条件转移指令，L后的值为转移标号，转移之处使用Q带标号，如Q100。若向G11程序段之后转移，L后不带符号；若向前转移，则L后要带“”号。Q标号不带符号。例如，向后转移：N1210 N1220 G11 L100；N1230 N1240 N1250 Q100；向前转移：N1410 Q200；N1420 N1430 N1440 N1450 G11 L200；标号的值可为任意整数。FANUC 0系统使用“GOTO nnnn”指令，其中“nnnn”为程序顺序号，不带符号，如“GOTO 1000”表示转移至N1000程序段。(2)条件转移G11 ET18 L100是条件转移指令，L100的意义同上。其中的ET1”、“”、“=”及“”四种，分别表示大于、小于、等于和不等于。G11 ET18 L100表示：如果临时变量T1的值小于8，则向后转移至标号Q100之程序段。FANUC 0系统使用“IF #100 LT 8 GOTO 1000”来进行条件转移。其中的关系运算符用“GT”、“GE”、“LT”、“LE”、“EQ”和“NE”分别表示大于、大于等于、小于、小于等于、等于和不等于。3.循环指令850MC系统没有循环指令，但可以使用条件转移指令来实现循环功能。FANUC 0系统使用“WHILE . DOn”加上“ENDn”实现循环功能。其中的n=13，可以理解为循环体标号，“DOn”和“ENDn”必须配对使用。循环结构可以嵌套至多三层，但不能交叉。例如：WHILE#100 LE 8 DO1END1表示当#100变量的值小于等于8时则执行循环体中的程序段。4.坐标系旋转850MC系统使用如下指令来进行坐标系旋转（其中的左右括号是必需的）：（ROT，G0 X0 Y0 A45）其中，ROT为坐标系旋转指令；G0表示旋转角度为增量方式，G1表示旋转角度为绝对方式；X、Y为旋转中心坐标，A为旋转角度。坐标系旋转的取消可用指令（ROT，G1 A0）、程序中带“：”的同步段或按操作面板上“数据恢复”键。程序结束也自动取消坐标系旋转。FANUC 0系统使用G68 X_ Y_ R_指令实现坐标系旋转功能。X_、Y_为旋转中心坐标，R_为旋转角度，而旋转角度的增量方式、绝对方式的选择则在系统参数#041的第0位（最低位）中设定，若该位设为1，则旋转角度为绝对方式；若为0，则用G90/G91方式决定。G69指令取消坐标系旋转。三、解决方案由于零件8个槽在圆周上均匀分布，我们可以考虑只编写其中一个槽的程序，然后使用循环结构，8次旋转零件坐标系，就可加工出零件的全部轮廓了。如图2所示，求出第一个槽的所有点坐标值，编写该部分的轮廓铣削程序。再综合运用上述相应指令，生成的零件加工程序如下。图2 第一个槽坐标N10 T3 M6;N20 G00 X200 Y-50 S200 F70 M13;N30 Z-40;N40 G0 G42 X160 Y-15; N50 G01 X160 Y0; N60 G10=T1 V1; N70 Q100; N80 G03 X159.496 Y12.689 I0 J0;N90 X147.957 Y26.106 R15;N100 G02 X123.081 Y86.162 R40; N110 G03 X121.753 Y103.808 R15;N120 X113.137 Y113.137 I0 J0;N130 (ROT,G0 X0 Y0 A45); N140 G10=T1 VT1+1; N150 G11 ET19 L-100; N160 G01 X160 Y10; N170 G00 G40 X200 Y50 M9; N180 M2; 注：刀具切入、切出部分的程序放在循环体之外。本程序用850MC数控系统编写（程序中I、J为圆心坐标）。四、一点体会数控技术的进步和数控机床的普及，要求数控工程技术人员更深刻地理解和掌握数控编程指令，充分利用技术给我们带来的方便，从而在更高的水平上使用数控机床，这对于提高企业的竞争力有着重要的意义。本文介绍的方法对于在圆周或直线方向均匀分布的元素均可适用。另外，坐标系旋转除在编程时使用外，还可方便快捷地找正零件。如图3所示，两个大孔D与d已经加工，现要加工外围孔系。找正零件时，要将两个大孔找正，在X轴方向是