華中ＨＮＣ－２１／２２Ｍ數(shù)控系統(tǒng)中輪廓倒圓、倒角的實現(xiàn)

摘要： 在華中HNC-21/22M數(shù)控系統(tǒng)中，可以運用刀具半徑補償功能結(jié)合宏指令編程，實現(xiàn)對輪廓的倒角和倒圓，本文就其實現(xiàn)的原理、變量的設(shè)定、刀具的軌跡及程序的設(shè)計做了詳細(xì)的說明，并介紹了在實際編程中的要點和注意事項。

關(guān)鍵詞： 華中HNC-21/22AM 數(shù)控系統(tǒng) 倒圓 倒角

在一些情況下，為了滿足使用的要求，零件的輪廓上會設(shè)計出圓角或倒角，另外，在近幾年的數(shù)控銑（加工中心）的技能比賽中，輪廓的倒圓、倒角也是一個很重要的考試內(nèi)容。為了實現(xiàn)輪廓倒圓、倒角，實際操作中可以選用成形刀具一次切削成型或選用球形刀、立銑刀利用宏指令編程來實現(xiàn)。因為成形刀具的規(guī)格單一、價格昂貴，另外，比賽中也明確要求不準(zhǔn)選用成形刀具來進行輪廓的倒圓、倒角，所以只有考慮選用普通刀具，利用宏指令編程來實現(xiàn)。現(xiàn)就運用刀具半徑補償功能結(jié)合宏指令編程實現(xiàn)輪廓的圓角或倒角的過程作如下分析：

一、基本原理

在加工如圖1所示零件的外輪廓時，只需按編程軌跡坐標(biāo)編寫程序，并設(shè)定刀具半徑補償方向和補償值。實際加工時，刀具按刀具中心軌跡運動。圖中明顯看出，編程軌跡不變的條件下，只要改變刀具補償量，就使刀具的位值改變，從而改變輪廓的尺寸，達到切削的目的。

下面就具體說明用這種方法進行輪廓倒圓、倒角的過程。比如，要加工如圖2所示零件，輪廓1為編程軌跡，要保證輪廓1的尺寸，選擇刀具半徑補償值為D₁（D₁=刀具半徑）；若保證輪廓2的尺寸，在程序不變的條件下，只要改變刀具半徑補償值為D₂（D₂＜刀具半徑）即可。圖中可以看出，加工外輪廓時，在程序不變的條件下，刀具半徑補償值＜刀具半徑，零件輪廓的尺寸減小；相反，刀具半徑補償值＞刀具半徑，零件輪廓的尺寸增大。

在這里也就是利用了這一原理實現(xiàn)輪廓倒圓、倒角目的的，只不過刀具半徑補償值是按照一定的函數(shù)關(guān)系變化罷了。為了使刀具半徑補償值按照一定的函數(shù)關(guān)系變化，在FANUC系統(tǒng)中是用可編程參數(shù)輸入指令G10實現(xiàn)的，而在華中數(shù)控系統(tǒng)中沒有相關(guān)的指令實現(xiàn)，經(jīng)過一番的研究發(fā)現(xiàn)，刀具半徑補償值存儲在變量#101-#199中，這樣只要把刀具半徑補償值賦到此變量中，并按照一定的函數(shù)關(guān)系變化就可以方便地實現(xiàn)輪廓的倒圓和倒角。

二、輪廓倒圓的實現(xiàn)

零件圖如圖3所示。要求在輪廓四周倒出半徑為5mm的圓角。

利用上面的理論，倒圓為5mm，選擇Φ16的立銑刀，變量#1為角度，刀具半徑補償值按照#101=5*COS［#1*PI/180］+3變化，加工深度按照#2=5*SIN［#1］變化，刀具的軌跡為半徑為R的圓弧，如圖4所示，刀具路線如圖5所示。

參考程序如下：

%0001

G54G17G21G40G49G90

M03S500

G00Z100

X0Y0

Z5

#1=0；初始角度

WHILE#1LE90；角度范圍

#101=5*COS［#1*PI/180］+3；刀補值

#2=5*SIN［#1*PI/180］；深度值

G01Z［-5+#2］F500；下刀深度

G42G01X-18.11Y47.23D［101］；建立刀補

G02X18.11Y47.23R25

G01X57.79Y5.51

G02X54.16Y-7.70R8

G01X37.83Y-12.29

G03X32.62Y-16.9R8

G01X23.04Y-39.68

G02X-23.04Y-39.68R25

G01X-32.62Y-16.9

G03X-37.83Y-12.29R8

G01X-54.16Y-7.70

G02X-57.79Y5.51R8

G01X-18.11Y47.23

G40G00X0Y30；取消刀補

X0Y0

#1=#1+7；角度遞增

ENDW

G00Z100

X0Y0

M05

M30

三、輪廓倒角的實現(xiàn)

如圖7所示，要求在輪廓四周倒角，尺寸為C3。選擇Φ16的立銑刀，變量#1為X方向變量，刀具半徑補償值按照#101=-#1+8變化，加工深度按照#2=#1變化，刀具的軌跡為C3的倒角，如圖6所示，刀具路線如圖7所示。

參考程序：

%0002

G54G17G21G40G49G90

M03S500

G00Z100

X0Y0

Z5

#1=0；初始值

WHILE#1LE3；倒角范圍

#101=-#1+8；刀補值

#2=#1；倒角尺寸

G01Z［-3+#2］F500；下刀深度

G42G01X-18.11Y47.23D［101］；建立刀補

G02X18.11Y47.23R25；輪廓加工

……

G01X-18.11Y47.23；輪廓加工

G40G00X0Y30；取消刀補

#1=#1+0.1；

ENDW

G00Z100

X0Y0

M05

M30

四、注意事項

1.刀具半徑補償值變量必須選擇變量#101-#199，選擇其他變量無作用。

2.倒圓時，在#101=R*COS［#1*PI/180］+A語句中，#101的初始值應(yīng)該為選用刀具的半徑值，所以要計算出A，如圖4所示；倒角時，在#101=-#1+B語句中，#101的初始值應(yīng)該為選用刀具的半徑值，所以要計算出B，如圖6所示。

3.在建立刀具半徑補償語句G42G01X_Y_D［101］中，D的值101不用符號“#”。

4.在每一次循環(huán)中必須有取消刀具半徑補償和建立語句。

參考文獻：

［1］HNC-21M編程說明書.武漢：華中數(shù)控股份有限公司，2000.