《数控编程与操作》课件-项目5 宏程序加工及自动编程加工

《数控编程与操作》任务一椭圆轴的宏程序加工项目五宏程序加工及自动编程加工任务一椭圆轴的宏程序加工任务一椭圆轴的宏程序加工制定该椭圆轴的加工方案；应用宏程序编制该椭圆轴的加工程序并实施加工。材料：铝棒毛坯尺寸：Φ30×100[任务描述]01熟悉变量的类型、赋值的方法；02熟悉变量运算的规则及优先级；03熟悉跳转和循环语句的格式；04熟悉宏程序的格式及调用方法；05熟悉宏程序的设计方法及编程；06能应用宏程序编制非圆二次曲线零件的程序并实施加工。[知识准备]（一）认识宏程序针对多处相同特征，或机床不具备的功能，用户可以用使用变量、算术和逻辑运算及条件转移等功能编制宏程序。非圆二次曲线（如椭圆、抛物线、双曲线）、正弦曲线等，都可以通过宏程序的方法实现编程与加工。[知识准备]（二）变量固定用途的变量，用于读、写CNC运行时的各种数据；FANUC0i系统中＃l000及以上的变量。…….………..系统变量[知识准备]（二）变量主程序内和由主程序调用的各用户宏程序内公用的变量；共60个。＃l00-＃149在断电时将被初始化为空，＃500-＃509能保存数据，即使断电数据也不会丢失。…….………..公共变量[知识准备]（二）变量指局限于在用户宏程序内使用的变量；共33个，＃1-＃33，断电时将被初始化为空。…….………..局部变量[知识准备]（三）变量的运算函数名称函数代号举例加法#i=#j+#k#1=#2+#3减法#i=#j-#k#1=#2-100乘法#i=#j*#k#1=#2*#3除法#i=#j/#k#1=#1/5正弦（度单位）#i=SIN[#J]#1=SIN[#2]余弦#i=COS[#J]#1=COS[30]正切#i=TAN[#J]#1=TAN[#2+#3]反正切#i=ATAN[#J]/[#K]#1=ATAN[1]/[1]平方根#i=SQRT[#J]#1=SQRT[#2]绝对值#i=ABS[#J]#1=ABS[#2]小数点以下舍去#i=FIX[#J]#1=FIX[#2]小数点以上进位#i=FUP[#J]#1=FUP[#2]小数点以下四舍五入#i=ROUND[#J]#1=ROUND[#2]或#i=#jOR#k

异或#i=#jXOR#k

与#i=#jAND#k

算术、逻辑运算和运算符[知识准备]（三）变量的运算运算符的优先级#1=sin[[#2+#3]*#4+#5]*#6IIIIIIIVV[知识准备]（四）赋值方式直接赋值将数值直接赋给变量。间接赋值用表达式赋值，即把表达式内运算的结果赋值给某个变量。[知识准备]（四）赋值方式举例#1=80；#2=50；

#103=#2；[知识准备]（五）跳转与循环语句在程序中，使用GOTO语句和IF语句可以改变控制的流向，有三种转移和循环操作可供使用。01无条件转移（GOTO语句）转移到标有顺序号n的程序段。当指定1到99999以外的顺序号时，出现P/S报警No.128。可用表达式指定顺序号。GOTOn；——n：顺序号(1～99999）例：GOT01；GOTO#10；[知识准备]（五）跳转与循环语句02条件转移（IF语句）［<条件表达式>］IF之后指定条件表达式①IF［<条件表达式>］GOTOn如果指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号n的程序段。如果指定的条件表达式不满足，执行下个程序段。如果变量#1的值大于10，转移到顺序号N2的程序段。[知识准备]（五）跳转与循环语句02条件转移（IF语句）［<条件表达式>］IF之后指定条件表达式。②IF［<条件表达式>］THEN如果条件表达式满足，执行预先决定的宏程序语句。只执行一个宏程序语句。如果#1和#2的值相同，0赋给#3。IF［#1EQ#2］THEN#3=0；[知识准备]（五）跳转与循环语句02条件转移（IF语句）［<条件表达式>］IF之后指定条件表达式。条件表达式必须包括运算符。运算符插在两个变量中间或变量和常数中间，并且用括号（［］）封闭。表达式可以替代变量。运算符由2个字母组成，用于两个值的比较，以决定它们是相等还是一个值小于或大于另一个值。运算符含义见表93。注意，不能使用不等符号。②IF［<条件表达式>］THEN③循环（WHILE语句）[知识准备]（五）跳转与循环语句02条件转移（IF语句）［<条件表达式>］IF之后指定条件表达式。在WHILE后指定一个条件表达式，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。[知识准备]（五）跳转与循环语句举例[知识准备]（六）宏程序的调用方法非模态调用（G65）模态调用（G66）\取消模态调用G67格式G65P

L

<自变量指定>；P：要调用的程序；L：调用的次数自变量：传递到宏程序体中的数据。调用宏程序2次，并将A1.0B1.0数据传给宏程序变量#1和变量#2。[知识准备]（七）非圆曲线的拟合方法用若干段直线段或圆弧段去近似代替非圆曲线的方法；拟合存在一定的拟合误差，在保证拟合精度的前提下，尽量选较少的拟合段数；比较普遍使用等间距法。拟合等间距法的示意图[知识准备]（八）宏程序举例#2=5.0:#1=20*SQRT[10*10-#2*#2]/10#3=#1#4=10*SQRT[20*20-#3*#3]/20#3=#3-0.4WHILE[[#1+#3]GT0.4]D01G01X[2*[20-#4]]Z[#3-30]椭圆起始X值，赋初始值5椭圆起点Z值椭圆上任一点A点Z值，初始值为#1点A的X值等间距法，每循环一次，#3变量减少0.4条件判断，刀具离椭圆终点距离大于0.4时，继续循环进刀到A点（以右端面中心为原点）[知识准备]（八）宏程序举例N30G00X32.0Z2.0；

N40G73U4.0W0R3.0；

N50 G73P60Q180U1W0F0.2 ；N60#2=5.0；

N70#1=20*SQRT[10*10-#2*#2]/10；

N80#3=#1；

N90G00G42X30.0Z2.0N100G01Z[#1-30]F0.1N110WHILE[[#1+#3]GT0.4]DO1；N120#4=10*SQRT[20*20-#3*#3]/20；N130G01X[2*[20-#4]]Z[#3-30]F0.1；N140#3=#3-0.4；N150END1；N160G01X30.0Z[-30-#1]；N170Z-62.0；

N180G40X32.0；

N190G00X150.0Z100.0；

[任务实施]工艺分析椭圆长半轴为20，短半轴为14；设定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。[任务实施]工艺分析计算各节点位置坐标值。C点（X14，Z37.321），其余略。椭圆方程为：[任务实施]数学处理等间距法，间距0.06，自变量为#2；椭圆上任一点A，其Z向变量为#2，X向变量为#1，椭圆终点B的X及Z向变量计算如下公式：#1=14*SQRT[1-#2*#2/400]#11=#1+0#22=#2-20G01X[2*#11]Z[#22]#2=#2-0.06参考程序O0001M03S600T0101M08G00X32Z2G73U15R15G73P1Q2U0.5W0.2F0.1N1G01X0G01Z0#2=20WHILE[#2GE[-17.321]]DO1#1=14*SQRT[1-#2*#2/400]#11=#1+0#22=#2-20G01X[2*#11]Z[#22]#2=#2-0.06END1Z-45X28Z-65N2X32M03S1000G70P1Q2F0.05G00X100Z100M05M30注意遵守安全操作规程工件装夹；刀具装夹；车总长并完成对刀；程序的输入与调试；自动运行加工程序，完成加工；卸下工件，清理机床。检测评分学生自检，填写评分表及误差分析；学生发言总结任务实施过程及结果；教师点评，总结实施过程及结果。01完成实训报告一份；02自主学习项目6子程序、宏程序与自动编程的应用任务3椭圆轴模型加工的相关内容。《数控编程与操作》任务二连接轴自动编程加工项目五宏程序加工及自动编程加工任务二连接轴自动编程加工[任务描述]如图6-14所示圆头机电轴，由外圆、端面、圆锥、圆弧面、槽及外螺纹构成，外圆柱（锥）及螺纹精度要求较高，试用CAXA2020数控车软件完成其编程并使用FANUCoiMate-TD系统数控车床完成该零件加工，材料：45钢，毛坯φ30mm棒料。任务二连接轴自动编程加工[任务描述]图6-19圆头电动机轴零件图任务二连接轴自动编程加工[知识目标]1.了解CAD/CAM基础知识；2.了解CAD/CAM加工过程；3.掌握数控车床程序各种输入方法。任务二连接轴自动编程加工[技能目标]1.会进行数控车床及通信软件参数设置；2.会传输数控程序并对输入的程序进行编辑；3.会进行数控车床CAD/CAM加工。[知识准备]CAD/CAM（计算机辅助设计与计算机辅助制造）技术；常用CAD/CAM软件有Ug、Creo、MastCAM、及国产软件CAXA等，本课题以CAXA2020数控车软件介绍CAD/CAM加工过程。[知识准备]图6-21CAXA2020数控车软件界面[知识准备]（一）创建刀具图6-22“创建刀具”对话框。[知识准备]（二）车削粗加工图6-23“创建：车削粗加工”对话框。[知识准备]（三）车削精加工图6-24“创建：车削精加工”对话框。[知识准备]（四）车削槽加工图6-25“创建：车削槽加工”对话框。[知识准备]（五）车螺纹加工图6-26“创建：车螺纹加工”对话框。[知识准备]（六）螺纹固定循环图6-27“创建：螺纹固定循环”对话框。[知识准备]（六）螺纹固定循环图6-22螺纹固定循环加工参数设置对话框。[知识准备]（七）异形螺纹加工图6-28“创建：异形螺纹加工”对话框。[知识准备]（八）线框仿真图6-29“线框仿真”对话框。[知识准备]（九）后置设置图6-30“后置设置”对话框。[知识准备]（十）后置处理图6-31“后置处理”对话框。[知识准备]（十一）反读轨迹图6-33“创建：反读轨迹”对话框。[知识准备]（十二）浏览代码图6-34“通信”下拉菜单。（十三）通信[知识准备]（十三）通信图6-35“发送代码”对话框。01发送代码[知识准备]图6-36“接收代码”对话框。02接收代码（十三）通信[知识准备]图6-37“参数设置”对话框。03标准设置（十三）通信[知识准备]（十四）数控机床程序接收及程序传输方法01RS232接口传输入数控机床大多配备有RS232接口，用于数控机床与计算机间数据传输，传输时需专用的传输通讯软件或CAD/CAM软件自带的传输功能才行，且数控机床与通讯软件参数一致。[知识准备]（十四）数控机床程序接收及程序传输方法01RS232接口传输入法那科系统通讯参数设置步骤（1）按系统功能键；（2）按几次最右侧软键，出现（ALLIO）软键；（3）按软键（ALLIO），显示ALLIO画面；（4）将光标移至相应参数位置进行参数设置。[知识准备]（十四）数控机床程序接收及程序传输方法01RS232接口传输入法那科系统程序读入步骤（1）按机床数控面板系统功能键；（2）按几次最右侧软键，出现（ALLIO）软键；（3）按软键（ALLIO），显示ALLIO画面；（4）按READ键，进行程序接收；（5）在传输软件中选择要传输入的程序，进行程序发送。[知识准备]（十四）数控机床程序接收及程序传输方法02CF卡传输将程序拷贝到CF卡中，再把CF卡插到数控机床的CF插槽中即可在数控机床上调用、拷贝CF卡中程序。03以太网将数控机床与计算机联成局域网，实现基于以太网形式的程序传输。任务实施（一）工艺分析01刀具选择；02量具选择；03工艺路线制定；04选择切削用量。任务实施工序名定位（装夹面）工步序号及内容刀具及刀号转速n（r/min）进给量f（mm/r）背吃刀量aP/mm车削夹住毛坯外圆，伸出长度70mm1.粗车端面外圆轮廓外圆车刀，刀号T016000.22~41.精车端面外圆轮廓外圆车刀，刀号T0210000.10.23.切槽切槽刀，刀号T034000.144.车螺纹螺纹车刀，刀号T0435020.1~0.45.手动切断槽切槽刀，刀号T034000.14任务实施（二）生成程序01造型①打开CAXA2020数控车软件，画出工件轮廓线，工件右端面轴心点位于软件坐标原点上。②设置毛坯并画毛坯轮廓线。任务实施图6-38CAXA2020数控车软件中工件轮廓及毛坏轮廓图形任务实施（二）生成程序02确定加工路线，生成刀具轨迹①生成车削粗加工刀具轨迹。②生成车削精加工刀具轨迹。③生成车削槽加工刀具轨迹。④生成车螺纹刀具轨迹。任务实施图6-40粗精车外圆、槽加工、螺纹加工刀具轨迹任务实施（二）生成程序03轨迹仿真单击“数控车”菜单下“后置处理”子菜单，在弹出的对话框中进行控制系统文件及机床配置文件设置；单击“拾取”按钮，依次拾取车削粗加工、车削精加工、车削槽加工、车螺纹加工刀具轨迹并单击鼠标右键结束后置处理。04后置设置05生成G代码任务实施（二）生成程序05生成G代码单击对话框中“后置”按钮，生成程序代码并出现“编辑代码”对话框，单击“另存文件”按钮，将程序代码保存在计算机桌面上。图6-41CAXA2020“程序代码另存为”界面任务实施（三）加工操作01加工准备①开机回参考点，建立机床坐标系。②装夹工件。③装夹刀具。④对刀操作。⑤输入程序并校验。任务实施（三）加工操作02零件加工①粗精车零件右端轮廓。②手动切断并调头车削端面，控制总长。③加工结束后，及时清扫机床。[检测评分]序号检测项目检测内容及要求配分学生自检学生互检教师检测得分1职业素养文明、礼仪52安全、纪律103行为习惯54工作态度55团队合作56零件造型1.轮廓造型正确2.毛坏设置正确57程序编制1.基点位置；2.刀具类塑型；3.加工路径；4.切销用里合理；5.程序。10表6-24圆头电机轴加工检测评价表[检测评分]序号检测项目检测内容及要求配分学生自检学生互检教师检测得分8机床操作1.开机前检查、开机、回参考点；2.工件装夹与对刀；3.程序输入与校验。59零件加工φ280-0.052510φ220-0.052511φ120-0.151260±0.151349、39、27、11414R63表6-24圆头电机轴加工检测评价表[检测评分]序号检测项目检测内容及要求配分学生自检学生互检教师检测得分15零件加工R33165×φ12217M16×1-6g5181：2锥度519C1120表面粗糙度Ra1.6421表面粗糙度Ra3.23综合评价表6-24圆头电机轴加工检测评价表[任务反馈]表6-25圆头电机轴加工出现误差项目、产生原因及修正措施误差项目产生原因修正措施不能生成数控程序1.工件轮廓线画法错误2.毛坏轮廓线设置错误3.生成轨迹的参数错误程序不能传输到数控机床中1.通讯参数设置不一致2.不会发送或接收程序3.传输线接口接触不良4.传输线接口位置错误[任务反馈]表6-25圆头电机轴加工出现误差项目、产生原因及修正措施误差项目产生原因修正措施零件形状不正确或尺寸精度达不到要求1.刀具轨迹拾取次序错误2.生成刀具轨迹参数设置错误3.刀具安