面向華中HNC—22T數控系統的二次開發

熊杰

摘 要：數控編程作為數控加工的關鍵技術之一，其程序編制的效率和質量在很大程度上決定了產品的加工精度和生產率。數控系統的二次開發可擴展編程指令，使用戶簡單實現非圓曲線的加工功能。以定制橢圓插補指令為例，闡述了華中HNC-22T數控系統的二次開發過程，提出了一種定制編程指令的方法。

關鍵詞：數控系統；二次開發；指令定制

1 引言

隨著科技的發展，機床業已進入以數控技術為核心的時代。數控機床已成為制造業的重要基礎，為國民經濟提供裝備和手段，具有重大的經濟效應與社會效應。

產品的加工精度和生產效率很大程度上取決于數控程序的編制是否合理高效，數控編程指令作為數控程序編制的基礎元素，其作用尤為重要。目前發那科、西門子、華中、廣數等主流數控系統中僅配備直線插補和圓弧插補指令，當加工諸如橢圓、正弦曲線等非圓曲線時使用標準的編程指令已無能為力，須使用宏程序編程。

然而，宏程序的編制對用戶的邏輯思維要求高，編程難度大，程序易出錯。因此，通過數控系統的二次開發，擴展數控系統的編程指令，實現一個指令行即可加工非圓曲線的功能，可降低用戶編程難度，提高編程效率，并降低程序出錯的概率。

2 華中HNC-22T數控系統的二次開發

華中HNC-22T數控系統作為一個開放式的數控系統，是以工業PC機為硬件基礎，以DOS操作系統為軟件平臺，為用戶提供了一個便捷的二次開發環境。

華中HNC-22T數控系統配備了類似于高級語言的宏程序功能，用戶可以使用變量進行算術運算、函數運算和邏輯運算，簡化了數值計算的繁瑣。并且，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序調用語句，使程序的邏輯關系清晰簡潔。

華中HNC-22T數控系統在執行G代碼指令時將進行參數傳值，系統會將當前程序段中A～Z各字段的內容拷貝到局部變量#0～#25中，同時拷貝當前通道九個軸的機床絕對坐標值到局部變量#30～#38中。此外，還可以通過系統變量#1120～#1145來訪問A～Z等26個地址字的模態數據，并通過系統變量#1150～#1169來訪問0～19組G代碼的模態值。

華中HNC-22T數控系統中對于每個局部變量都可用系統宏AR[]來判別該變量是否被定義，如果被定義則可判別其為相對模式或絕對模式。該系統宏的調用格式為AR[#變量號]，變量沒有被定義時返回0，變量被定義為絕對模式時返回90，變量被定義為相對模式時返回91。

3 定制華中HNC-22T數控系統的橢圓插補

文章以定制橢圓插補指令為例，闡述華中HNC-22T數控系統的二次開發過程。

第一步，指定橢圓插補的宏程序名，該宏程序名不能與程序中已有的G代碼重復。本例中，指定G88為橢圓插補的宏程序名。

第二步，設計G代碼格式。本例中G88格式為：

G88 X__Z__U__W__P__Q__R__F__

其中X和Z為橢圓終點坐標值，U和W分別為X和Z方向上的橢圓半軸值，P和Q分別為X和Z方向上的橢圓中心坐標值，R指定橢圓的凹凸（R為1或未指定時表示凸橢圓），F為進給速度。

第三步，編寫橢圓插補的宏程序

%0088；指定橢圓插補的宏程序名G88

IF[AR[#23]EQ0]OR[AR[#25]EQ0]

M99；如未定義X和Z則退出程序

ENDIF

IF[AR[#20]EQ0]OR[AR[#22]EQ0]

M99；如未定義U和W則退出程序

ENDIF

IF[AR[#15]EQ0]OR[AR[#16]EQ0]

M99；如未定義P和Q則退出程序

ENDIF

IF AR[#17]EQ0

#17=1；如未定義R則指定R為1

ENDIF

G90；指定絕對編程模式

IF AR[#23]EQ91

#23=#23+#30；如X為增量坐標值，則轉換為絕對坐標值

ENDIF

IF #17EQ1

#20=#20；根據參數R，如為凸橢圓則U不變

ELSEIF #17EQ-1

#20=-#20；如為凹橢圓則U取相反數

ELSE

M99；如R既非1也非-1則退出程序

ENDIF

#40=#32；將當前Z坐標值賦給中間變量#40

WHILE [#40GE#25]；當Z的實際坐標值大于目標坐標值時啟動循環

G1[2*#20/#22*SQRT[#22*#22-#40*#40]+#15]Z[#40+#16]；根據橢圓公式進行插補

#40=#40-0.1；設定加工精度為0.1mm

ENDW

M99；宏程序結束

第四步，將程序%0088拷貝到華中HNC-22T數控系統BIN 文件夾的STATICCY 文件中。

4 橢圓插補應用實例

以圖1零件為例，使用二次開發所得的G88橢圓插補指令編寫A到B段的外輪廓加工程序。

圖1 橢圓插補實例

%0001

M3S800；主軸以800r/min速度正轉

T0101；指定刀具和刀補

G0X45Z2；快速移動到進刀點

G71U1R0.5P10Q20E0.2F150 ；粗加工循環指令

N10G0X0S2000

G1Z0F200；定位到A點

G88X20Z-20U10W20P0Q-20；凸橢圓插補

G1X32

Z-26.1；直線插補到凹橢圓起點

G88X32Z-53.9U8W16P40Q-40R-1 ；凹橢圓插補

G1Z-60

X40

Z-70；直線插補到B點

N20X45；退刀

G0X80Z80；返回安全點

M30 ；程序結束

5 結束語

華中HNC-22T數控系統為開放式數控系統，可通過二次開發，定制諸如橢圓、雙曲線、拋物線、正弦曲線等非圓曲線的加工指令，簡化編程難度，提高編程效率。文章以定制橢圓插補指令為例，闡述了華中HNC-22T數控系統的二次開發過程，提出了一種定制編程指令的方法。

參考文獻

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