主程序調(diào)用子程序的編程方案在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

一、手工編程在教學(xué)和生產(chǎn)中的概況及意義

在制造業(yè)非常發(fā)達(dá)的華南（以珠三角地區(qū)為代表）和（以江浙地區(qū)為代表），各類CAD\\CAM軟件的應(yīng)用由來(lái)已久，而且非常廣泛和成熟，即使在那些只有1～2部數(shù)控銑床或加工中心的“路邊加工店”里，也隨處可見(jiàn)Mastercam、 UG、 PRO\\E、Cimatron、Powermill、Surfcam等世界知名CAD\\CAM軟件的身影。到目前為止，各類CAD\\CAM軟件應(yīng)用日趨普及，特別是數(shù)控三維曲面加工，使手工編程幾乎已沒(méi)有用武之地。

但是必須強(qiáng)調(diào)的是，手工編程是根本，是基礎(chǔ)，各種疑難雜癥的解決往往還要利用手工編程；再者，學(xué)習(xí)手工編程有利于進(jìn)一步完善數(shù)控程序，所以在學(xué)校中教學(xué)手工編程有著極其重要的意義，特別是“模塊式”課程教學(xué)手工程序。

另外，當(dāng)一些中小型認(rèn)為使用正版CAD\\CAM軟件成本過(guò)高時(shí)，手工編程（更高層次的變量編程，即宏程序的運(yùn)用）就會(huì)顯示其使用價(jià)值。

因此手工編程在教學(xué)和生產(chǎn)中仍具有極其重要的地位。

筆者根據(jù)多年的數(shù)控生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)踐，提出采用主程序調(diào)用子程序的編程方案，編寫(xiě)結(jié)構(gòu)化數(shù)控程序，有效地改善數(shù)控程序的可讀性與安全性，給教學(xué)和生產(chǎn)帶來(lái)了安全與便利。

二、用主程序調(diào)用子程序編程方案的優(yōu)點(diǎn)

GSL990M銑床數(shù)控系統(tǒng)中，在主程序中用M98指令調(diào)用子程序，而在子程序中用M99指令返回主程序。采用主程序調(diào)用子程序進(jìn)行編程有兩大用途，一是把需要重復(fù)使用的邊界程序段編寫(xiě)成子程序，避免了程序編寫(xiě)重復(fù)，使程序簡(jiǎn)潔；二是把需要重復(fù)實(shí)現(xiàn)的功能用子程序來(lái)完成，使程序清晰易讀。陣列孔加工程序采用子程序結(jié)構(gòu)，充分說(shuō)明了以上第一用途；多工序加工中，系列輔助功能（如換刀、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)龋┎捎米映绦蚪Y(jié)構(gòu)，說(shuō)明了以上第二個(gè)用途。

三、兩個(gè)重要子程序

多工序加工中無(wú)原則經(jīng)常換刀，換刀后在刀具接近工件的過(guò)程中，又需建立刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償。如果將這兩項(xiàng)功能編寫(xiě)成兩個(gè)子程序，將使主程序結(jié)構(gòu)清晰、易變，而且不容易出錯(cuò)。下面介紹兩個(gè)子程序。

1.換刀子程序

O5555；

N0001 G80G40M09；撤消固定循環(huán)、撤消半徑補(bǔ)償、

關(guān)冷卻液

N0002 G91G28Z0M05；通過(guò)當(dāng)前點(diǎn)返回參考點(diǎn)、主軸

停轉(zhuǎn)

N0003 G49；刀具長(zhǎng)度偏移注銷

N0004 M06；換刀準(zhǔn)備，具體調(diào)用的刀具號(hào)由主程序

指定

N0005 M99；返回主程序

由此可見(jiàn)，換刀子程序除實(shí)現(xiàn)換刀功能外，還撤銷了固定循環(huán)、刀具半徑補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)關(guān)冷卻液、停止主軸旋轉(zhuǎn)功能，使系統(tǒng)基本復(fù)原到初始狀態(tài)，起到防止誤操作的作用，提高了程序的安全性。

2.刀具接近子程序

O5554；

N0001 G90G00X0Y0；檢驗(yàn)X、Y坐標(biāo)原點(diǎn)是否正確

N0002 M03；主軸正轉(zhuǎn)，具體轉(zhuǎn)速由主程序指定

N0003 G43G00Z100；建立刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，并移動(dòng)到

Z＝100mm的位置，具體補(bǔ)償參數(shù) 由主程序指定

N0004 M07；開(kāi)冷卻液

N0005 M99；返回主程序

刀具接近子程序建立了刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償，并且使刀具到坐標(biāo)點(diǎn)（0，0，100）的位置，起到了檢查工件坐標(biāo)系（WCS）原點(diǎn)是否正確的作用，提高了程序運(yùn)行的安全性。

四、數(shù)控加工中工序概念的定義

為了說(shuō)明多工序加工數(shù)控編程，需對(duì)數(shù)控加工中的工序概念進(jìn)行重新定義。傳統(tǒng)機(jī)械加工中的工序概念，以兩個(gè)方面區(qū)分工序，一是工序過(guò)程是否連續(xù)完成；二是工作場(chǎng)地是否發(fā)生變化。顯然，這種傳統(tǒng)的工序定義在數(shù)控加工中已不適用，應(yīng)對(duì)數(shù)控加工工序提出新的定義。

數(shù)控加工以是否更換加工程序來(lái)區(qū)分工序，更符合數(shù)控加工的實(shí)際情況。進(jìn)一步說(shuō)，數(shù)控加工工序是指工件的一次安裝中，使用同一把刀具、同一工藝參數(shù)和同一數(shù)控加工程序?qū)ぜM(jìn)行加工，所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。

基于以上數(shù)控加工工序的定義，數(shù)控加工工藝過(guò)程卡包括：工序號(hào)、工序名稱（應(yīng)說(shuō)明加工部位、加工性質(zhì)、加工階段）、刀具、安裝方案和有關(guān)工藝裝備、工藝參數(shù)、數(shù)控程序號(hào)、加工區(qū)域簡(jiǎn)圖等內(nèi)容。反之，數(shù)控加工工序過(guò)程卡也正好明確了數(shù)控加工工序的概念。

五、多工序加工中采用的主程序結(jié)構(gòu)

在建立數(shù)控加工工序概念的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)用兩個(gè)重要子程序，可以對(duì)多工序數(shù)控加工編寫(xiě)出結(jié)構(gòu)性、可讀性好的主程序。

假如要完成兩道工序的數(shù)控加工，這兩道工序分別使用說(shuō)明01＃、02＃刀具，長(zhǎng)度補(bǔ)償值分別存放在H01、H02內(nèi)存單元，轉(zhuǎn)速分別為1000r／min、1200r／min，加工子程序號(hào)為O1000、O2000。以此說(shuō)明主程序編寫(xiě)結(jié)構(gòu)。

O0001；

N0001 G54；建立工件坐標(biāo)系

N0002 T01M98P5555；換01＃刀具

N0003 S1000H01M98P5554；01＃刀具定位到坐標(biāo)點(diǎn) （0，0，100）

N0004 M98P1000；調(diào)用第一道工序的加工程序；

以上程序完成第一工序的加工

N0005 T02M98P5555；

N0006 S1200H02M98P5554；

N0007 M98P2000；調(diào)用第二道工序的加工程序；

以上程序完成第二道工序的加工

N0008 T02M98P5555；

N0009 M30

可見(jiàn)，多道工序的數(shù)控加工程序可依次編寫(xiě)。此主程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編寫(xiě)容易、程序易讀，由于在每道工序加工中不必考慮刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)慕⑴c撤消，程序運(yùn)行的安全性好，而且編程人員可以集中編寫(xiě)每道工序的加工子程序。

對(duì)于每道工序的加工子程序，編寫(xiě)人員只要從坐標(biāo)點(diǎn)（0，0，100）開(kāi)始編寫(xiě)，不必考慮刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償以及開(kāi)關(guān)指令（換刀、主軸啟動(dòng)／停止、冷卻液開(kāi)／關(guān)）等，只要考慮快速移動(dòng)（G00）、切削加工（G01、G02）、指定進(jìn)給速度（F指令）、刀具半徑補(bǔ)償（G41、G42、G40）和固定循環(huán)等指令。

綜上所述，通過(guò)多年一線生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，在多工序數(shù)控加工編程中，采用主程序調(diào)用子程序的編程方案，充分改善了程序的結(jié)構(gòu)性、可讀性，并且大大提高了編程效率。

（作者單位：惠州市技師學(xué)院）