系列零件多件聯動數控加工的參數化編程

陳兆祥，黃成元

（江蘇濱盛石化機械有限公司，江蘇 濱海 224500）

系列零件多件聯動數控加工的參數化編程

陳兆祥，黃成元

（江蘇濱盛石化機械有限公司，江蘇 濱海 224500）

本文介紹了運用變量控制坐標系，實現對系列零件多件聯動數控加工時，進行參數化編程的方法。該方法極大地減輕了編程工作量，避免了編寫、調用程序的錯誤，特別適用于系列零件中小批量的數控加工。

系列零件；多件聯動加工；參數化編程；變量；坐標系

我單位實習工廠日前接到一批防噴器閘板加工業務，經過研究和實踐，我們決定應用手工參數編程。防噴器是油井采油機械中不可缺少的井口安全密封裝置，其種類多樣，其中閘板防噴器已標準化和系列化。主要零件閘板（圖1）的各系列結構一致，尺寸呈系列化，材料為35CrMo調質，精度不算高。兩端2-R40半圓、用于安裝調節絲杠的R8丁字槽、用于安裝前密封膠芯的35寬槽以及用于安裝頂密封膠芯的20寬（R10）直槽和16寬（R120-R104）圓弧槽均需在立式數控銑床上加工。編程時根據零件的系列化特點，利用用戶變量實現系列零件參數化一體編程。該系列零件為中小批量生產，可運用強磁吸盤多件一起裝夾（圖2），聯動加工。為此筆者考慮在數控編程時用變量控制坐標系變換，只編寫一個零件程序應用于多件加工。

圖1 防噴器閘板零件圖

1 工序安排

該零件在加工中共有六道工序，具體安排如表1。

圖2 加工零件安裝圖（多件聯動加工坐標系分布圖）

下面以第5道工序“數控銑削二”中銑削2-20寬（R10）直槽、16寬（R120-R104）圓弧槽為例，說明用變量控制坐標系實現多件聯動加工和利用用戶變量實現系列零件參數化一體編程的方法。因槽為安裝密封彈性橡膠所用，其寬的精度和粗糙度都要求不高，所以直接用D20和D16直柄銑刀進行銑削。圖2為帶定位條的強磁吸盤裝夾多個工件示意圖。

圖3 變量設定圖

表1

2 變量設定（圖3）

#1=140/2 中心距一半

#2=40 兩端圓半徑

#3=112 16寬槽中心（120+104）/2

#4=160/2 R10圓X坐標

#5=SQRT[#3*#3－#4*#4] R10圓Y坐標

#6=36 20寬直槽傾角

#7=52 20寬直槽深度

#8=68 16寬圓弧槽深度

#10=10 D20刀

（1）銑兩邊20寬直槽控制變量為：X向坐標#14 和#4；Y向坐標#15和#5；Z向坐標#17。

①#14的求解計算式為：

#14=#17－#2

#14=SQRT[#2*#2－#14*#14]

#14=#14+#1+[#10+1]*SIN[#6] 圖3 為變量設定圖。

②#15的求解計算式為：

#15=#14－#4

#15=#15/TAN[#6]

#15=#5－#15

（2）銑中間16寬圓弧槽控制變量為：X向坐標±#4，Y向坐標#5，Z向坐標#18。

（3）控制坐標系變化的變量為#20。即使用G #20來控制坐標系從G54變化到G59。

3　程序編制（基于FANUC系統）

O1000 銑兩邊20寬直線槽主程序

#1=140/2

#2=40

#3=112

#4=160/2

#5=SQRT[#3*#3－#4*#4]

#6=36

#7=52

#10=10

#20=53 #20控制坐標系從G54變化到G59

#21=59

G90 G00 Z200 H01

M03 S600

M08

N100 IF[#20 GE #21] GOTO200

#20=#20+1

G#20 #20控制坐標系從G54變化到G59

M98 P1001

G51.1 X0

M98 P1001

G50.1 X0 M09

G00 G49 Z200

GOTO100

N200 M30

O1001 銑兩邊20寬直線槽子程序

#17=2*#2

G00 X－#4 Y#5

Z[#17+2]

N1 IF[#17 LE #7] GOTO2

#17=#17－1 [2*#2—#7]應為整數（被1整除）

#14=#17－#2

#14=SQRT[#2*#2－#14*#14]

#14=#14+#1+[#10+1]*SIN[#6]

#15=#14－#4

#15=#15/TAN[#6]

#15=#5－#15

G00 X－#14 Y#15

Z[#17+1]

G01 Z#17 F100

X－#4 Y#5 F400

G00 Z[2*#2+2]

GOTO1

N2 G00 Z200

M99

O2000 銑中間16寬圓弧槽程序

#1=140/2

#3=112

#4=160/2

#5=SQRT[#3*#3－#4*#4]

#8=68

#20=53 #20控制坐標系從G54變化到G59

#21=59

G90 G00 Z200 H02

M03 S600

M08

N100 IF[#20 GE #21] GOTO200

#20=#20+1

G#20 G00 X－#4 Y#5

#18=2*#2

Z[#18+2]

N1 [#18 LE #8] GOTO2

#18=#18－1 [2*#2—#8]應為偶數（被2整除）

G1 Z#18 F100

G2 X#4 Y#5 R#3 F400

#18=#18－1 [2*#2—#8]應為偶數（被2整除）

G1 Z#18 F100

G3 X－#4 Y#5 R#3 F400

GOTO1

N2 M09

G00 G49 Z200

GOTO100

N200 M30

4 結語

系列零件多件聯動數控加工的參數化一體編程極大地減輕了編程工作量，避免了編寫、調用程序的錯誤，特別適用系列零件中小批量的數控加工。強磁吸盤的使用減化了定位件，避免了夾緊件，提高了機床空間利用

率，為多件聯動加工提供了硬件條件。最終我們可根據刀具耐用度來確定到底多少工件可以一并聯動加工。可能有讀者會問FANUC系統只提供了G54~G59共6個標準工件坐標系，那么如果工件數多于6個怎么辦呢？其實系統還提供了另外48個附加工件坐標系，G54.1 P01~G54.1 P48。同樣我們可以用用戶變量來控制，如果控制變量仍為#20的話，可以寫成G54.1 P#20。

TG61

A

1671-0711（2016）07（上）-0060-03