宏程序在圆周圆弧凹槽铣削加工编程中的应用

本文简介了宏程序编程基础理论，设计了圆周均布圆弧凹槽铣削加工的宏程序，并给出该宏程序应用实例。实践表明，该宏程序简化了圆周均布圆弧凹槽的编程，缩短了程序调试时间，具有通用性和灵活性，对圆周均布的其他相同结构铣削加工数控编程具有参考价值。

在机械加工中，沿圆周均布的圆弧凹槽是比较常见的结构，采用常量编程，加工程序编制、调试复杂，没有通用性，编程效率低。基于上述，采用变量编程对圆周均布的圆弧凹槽典型零件结构进行参数化编程，对该类零件凹槽结构的数控编程只需像调用固定循环指令一样，指定圆弧凹槽几何参数，即可用于加工，大大提高了编程和程序调试效率，对圆周均布相似结构形状的数控铣削加工编程具有借鉴意义。

一、FANUC 0i系统宏程序编程基础

1.变量

变量是宏程序中最重要的要素，变量提供了参数化程序中的关键元素――可变量，变量里存储的是一些可以改变的数据。变量用#i表示（i=1、2、3…），变量引用将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量，如G01X#1F#2。

2.控制指令

控制指令起到控制程序流向的作用，实现程序的跳转。宏程序编程时主要使用下面两种转移和循环语句：①IF语句（条件转移：IF[条件表达式]GOTO n；）；②WHILE语句（当……时循环）。

由WHILE语句构造的DO循环最多可以进行3重嵌套，但循环不能交叉，条件转移IF语句可以跳出WHILE循环，但不能跳入WHILE循环。

3.宏程序的定义和调用

宏程序的定义和子程序的定义相似，不同之处主程序采用G65或G66指令调用宏程序，而使用M98指令调用子程序。宏程序还可以用G代码、M代码调用。

宏程序的调用格式是G65或G66 P_L_。G65为非模态调用，G66为模态调用，P值为宏程序的程序号，L值为调用次数，“”传递到宏程序的数据。“”有两种格式，应用时一般采用自变量赋值Ⅰ，即用英语字母后加数值进行赋值，除了G、L、O、N和P之外，其余21个英文字母都可以给自变量赋值，每个字母赋值一次，从A、B、C……X、Y、Z ，赋值不必按字母顺序进行，但I、J、K例外，不赋值的字母可以省略。

二、圆周圆弧凹槽铣削宏程序的设计

1.圆周圆弧凹槽宏程序设计

建立圆弧凹槽宏程序编程模型如图1所示，编程坐标系原点在工件几何中心O点，定义圆周均布圆弧凹槽几何参数和刀具半径变量如下：#1表示凹槽起始角度，#2表示凹槽终止角度增量值，#3表示凹槽的宽度，#18表示凹槽中心圆周半径，#6表示凹槽个数，#10表示槽间角度值（#10=360/#6），#17表示层切距，#26表示槽深（槽深与层切距须为整数倍关系），#11表示Z坐标绝对值，#2表示刀具半径。

设计圆周均布凹槽宏程序流程图如图2所示，为2层嵌套循环，凹槽加工个数循环为外层循环1，实现圆周均布n个槽的加工；每个凹槽深度分层加工循环为内循环2，完成槽深加工，每层凹槽加工走刀路线设计为图1中点1点2点3点4点5点6点1，其中点1为下刀点和返回点。

2.圆弧凹槽宏程序源代码

由上述圆周均布凹槽宏程序设计流程图，根据FANUC0i-MC系统编程指令即可编制程序源代码。为便于宏程序编程和使用，列变量和参数如表所示，编写圆周均布凹槽宏程序如O8201所示。

三、加工实例

1.加工工件分析

某工件如图3所示，工材铝合金，要求加工圆周均布的6个圆弧凹槽，深度12mm。由图可知，凹槽底面坐标值12mm，凹槽分布圆周半径42.5mm，宽度15mm，凹槽起始角度自变量初值-15°，圆弧凹槽终止角度增量值30°，刀具半径选取4mm，层间距选取3mm，每个槽的Z轴自变量初值取为层间距，凹槽个数6。建立编程坐标系原点在工件几何中心，Z轴零点在工件顶面。

2.圆周圆弧凹槽宏程序的使用

通过G65引数赋值调用圆弧凹槽宏程序，即可实现该工件圆弧凹槽的加工。根据工件分析，加工6个圆弧凹槽引数赋值：D4、Z12、R42.5、C15、A-15、B30、Q3、K6。至此，可编制该工件凹槽加工主程序如O0001所示，粗、精加工时只需改变刀具半径变量值即可。

四、结语

结果表明，该宏程序可用于加工圆周均布的不同圆周半径、不同槽深、不同槽宽、不同个数及角度的圆弧凹槽，使用时只需改变引数赋值，具有很好的柔性、通用性，缩短了编程和程序调试时间，提高了工作效率，这对圆周均布的各种结构形状铣削加工编程具有参考价值，能更好地充分发挥数控机床的性能。