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    海德汉iTNC530数控系统中使用标准循环与变量编程实现漏斗型加工———海德汉iTNC530数控系统中使用标准循环与变量编程实现漏斗型加工

    2008-11-12 约翰内斯•海德汉博士(中国)有限公司

      iTNC530数控系统是HEIDENHAIN公司最高端的数控系统,广泛的应用与五轴、高速、高精密镗铣类机床上。在我公司Mikron高速五轴加工中心上iTNC530以其强大的功能、友好的操作界面、安全稳定性能成为我们工作中不可或缺的得力助手。
     

      如右图所示的漏斗型工件在我厂零件中是一种典型形状,我们一直使用CAM软件编程,CAM生成的程序由于都为短直线段程序,程序容量大,修改麻烦,同类型的工件不能通用。


      而利用iTNC530数控系统提供的CYCLE 251矩形型腔加工循环与变量计算功能,自动计算加工点位坐标,分层加工实现同类型工件加工程序通用,同样形状不同尺寸的工件只需简单的修改几个参数,就可是实现通用,并且在循环中刀具补偿自动有效,在加工精度、工艺控制、方便现场修改等方面有了很大的提高。
    在各类数控系统中广泛使用的循环编程功能,实现的基本原理即为变量编程,更加深入的了解变量编程,可以更加深入了理解数控系统与机床本身。本文介绍了利用iTNC530系统实现上方下圆漏斗形状编程的算法与技巧。

     

      一、 功能介绍
      1.1Q参数的定义范围
      在iTNC530系统对话格式编程环境下,Q 参数由字母Q 和0 至1999 间的一个数字编号组成。Q 参数分为三类:

    含义 范围
    可自由使用的参数,对TNC 内存中的所有程序有效。 Q1600 至Q1999
    只要不与SL 循环发生重叠便可自由使用的参数,对TNC 内存中的所有程序有效。 Q0 至Q99
    TNC 特殊功能参数 Q100 至Q199
    主要用于循环的参数,对TNC 内存中的所有程序有效。 Q200 至Q1199
    主要用于OEM 循环参数,对TNC 内存中的所有程序有效。需要机床制造商或供应商协助。 Q1200 至Q1399
    主要用于调用生效的OEM 循环参数,对TNC 内存中的所有程序有效。 Q1400 至Q1499
    主要用于定义生效的OEM 循环参数,对TNC 内存中的所有程序有效。 Q1500 至Q1599

      由上表可见,最终用户尽量选用Q1600至Q1999参数,这样保证不会发生冲突的情况,不过根据软件版本不同,Q参数的赋值范围也不尽相同。
     

      1.2 Q参数的应用

      1.3Q参数命令
      按下iTNC530系统键盘上Q键后,屏幕下方会出现8组软键:

      它们的功能分别为:
    基本数值运算 BASIC ARITHM. 负值、加减乘除等
    三角函数运算 TRIGO-NOMETRY SIN COS TAN等
    3或4点计算圆弧 CIRCLE CALCU-LATION 圆弧上3点或4点坐标计算圆直径圆心
    条件跳转指令 JUMP 条件判断跳转,如大于跳转等
    特殊功能 DIVERSE FUNCTION PLC、NC数据交换,打印等功能
    公式 FORMULA 复杂数学计算公式
    轮廓计算 CONTOUR FORMULA SL循环中使用计算敞开轮廓
    字符串计算 STRING FORMULA 字符的处理
          二、 算法与加工程序
      工件尺寸如下图所示:

      1、 算法
      在CYCLE 251循环中可以定义矩形的长度、宽度、圆角尺寸,采用分层铣削的方式,自动更改矩形长宽与圆角直至渐变为一个圆形。
      长度更新:ΔL=(矩形长度-底圆直径)/分层次数
      宽度更新:ΔW=(矩形宽度-底圆直径)/分层次数
      倒角半径:ΔR=(初始倒角半径-底圆半径)/分层次数
      深度更新:ΔH=最终深度/分层次数

     

      2、公式

    计算 Q218 = Q218 - (Q2 -Q4) / Q7 更新矩形长度
      Q219 = Q219 - (Q3 -Q4) / Q7 更新矩形宽度
      Q220 = Q220 + (Q4 / 2 - Q5) / Q7 更新圆角半径
      Q201 = Q1 / Q7 计算下刀深度
      FN 0: Q202 =+Q201 负值下刀深度
      FN 1: Q11 =+Q11 + +1 计数器加1
    比较 FN 12: IF +Q11 LT +Q7 GOTO LBL 1 Q11 < Q7 判断加工深度

      3、 加工程序

    主程序 0 BEGIN PGM FUNNEL MM  
      1 BLK FORM 0.1 Z X-60 Y-50 Z-30  
      2 BLK FORM 0.2 X+60 Y+50 Z+0  
      3 TOOL CALL 1 Z S3000  
      4 CYCL DEF 247 SET DATUM Q339=+6 调用6号坐标系
    负值 5 FN 0: Q1 =+30 漏斗深度
      6 FN 0: Q2 =+110 矩形长度
      7 FN 0: Q3 =+80 矩形宽度
      8 FN 0: Q4 =+50 圆直径
      9 FN 0: Q5 =+20 矩形圆角
      10 FN 0: Q7 =+25 下刀次数
      11 L Z+100 R0 FMAX M3  
    加工圆孔 12 CYCL DEF 208 BORE MILLING 螺旋铣孔循环定义
           Q200=+2   ;Setup clearance  
           Q201=-Q1 ;Depth  
           Q206=1200 ;Feed rate for plunging  
           Q334=2    ;Plunging depth  
           Q203=+0   ;Surface coordinate  
           Q204=50   ;2nd setup clearance  
           Q335=Q4   ;Nominal diameter  
           Q342=0    ;Preset diameter  
      13 L X+0 Y+0 R0 FMAX M99 循环调用
      14 TOOL CALL 2 Z S3000  
      15 FN 0: Q11 =+1 计数器设1
      16 Q201 = Q1 / Q7  
      17 CYCL DEF 251 RECTANGULAR POCKET 矩形型腔加工循环
           Q215=2    ;Machining operation  
           Q218=Q2   ;1st side length  
           Q219=Q3   ;2nd side length  
           Q220=Q5   ;Rounding-off radius  
           Q368=0    ;Allowance for side  
           Q224=+0   ;Rotational position  
           Q367=0    ;Pocket position  
           Q207=1200 ;Feed rate for milling  
           Q351=+1   ;Climb/Up-cut  
           Q201=-Q201;Depth  
           Q202=Q202 ;Plunging depth  
           Q369=0    ;Allowance for floor  
           Q206=300 ;Feed rate for plunging  
           Q338=0    ;Infeed for finishing  
           Q200=2    ;Setup clearance  
           Q203=+Q203;Surface coordinate  
           Q204=2    ;2nd setup clearance  
           Q370=1    ;Path overlap  
           Q366=2    ;Plunging  
           Q385=1800 ;Feed rate for finishing  
    子程序 18 LBL 1  
    计算 19 Q218 = Q218 - ( Q2 - Q4 ) / Q7 更新X轴长度
      20 Q219 = Q219 - ( Q3 - Q4 ) / Q7 更新Y轴长度
      21 Q220 = Q220 + ( Q4 / 2 - Q5 ) / Q7 更新圆角半径
      22 Q203 = Q203 - Q1 / Q7 更新工件表面坐标
      23 FN 0: Q202 =+Q201 下刀深度
      24 FN 1: Q11 =+Q11 + +1 计数器加1
      25 L X+0 Y+0 R0 FMAX M99 新循环调用
      26 FN 12: IF +Q11 LT +Q7 GOTO LBL 1 次数判断
      27 L Z+100 R0 FMAX M2  
      28 END PGM FUNNEL MM  

      如上程序只有28句,为CAM程序的千分之一,大大节省了硬盘空间,并且在iTNC530 中的固定循环完整的集成了下刀方式、粗精加工工艺分开等各种工艺控制方式,程序编制完成后上机模式并试验加工,不同尺寸的工件只需修改程序头中的6个参数即可自由控制零件形状尺寸与加工表面质量。
     

      利用这个思路,我们可将具有一定特征的类型零件,用变量加工的方式替换用CAM编制的程序,使程序更加柔性化。iTNC530面向车间编程的思路可使机床操作人员在现场较快的完成复杂零件程序编制,大量的节省了编程时间,提高了工作效率。

     

     

     

     

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