数控系统宏程序会话编程设计与实现

数控系统宏程序会话编程设计与实现

高杉;吴文江

【摘要】本文按零件的工艺特性划分数控车削,铣削和线切割加工零件的类别,并设计宏程序零件库.通过对用户宏程序的划分,对适于宏程序编程的典型零件的图形、参数及工艺文件进行详细描述.采用会话编程的方式,生成数控加工零件的宏程序.这种将数控系统宏程序与会话编程相结合的方式,不仅降低了某些零件数控编程的难度,扩展了数控系统的编程功能,同时数控系统的编程能力也得到很大的提升.

【期刊名称】《辽宁省交通高等专科学校学报》

【年(卷),期】2010(012)005

【总页数】4页(P19-22)

【关键词】宏程序;会话编程;零件库;零件分类

【作者】高杉;吴文江

【作者单位】辽宁省交通高等专科学校,辽宁沈阳110122;中国科学院沈阳计算技术研究所,辽宁沈阳110171

【正文语种】中文

【中图分类】TG659

1 引言

目前，数控机床上的现场会话编程功能已经非常实用。以美国Hurco公司开发的数控系统为例，最大的特点是以会话式编程为主，同时也能编辑、执行标准的NC

程序。使熟练或非熟练的操作者，都能直接通过手上的“零件图”来完成复杂的加工任务。

利用宏程序进行数控编程具有简单易读、灵活方便、易于修改等特点。并适合曲面呈规律变化，形状类似但尺寸不同，或有一定的数学关系中等复杂程度的零件加工。因此，将数控系统宏程序与会话编程的方式相结合，开发宏程序会话编程系统在提高我国数控系统编程功能方面具有很好的应用前景。

2 宏程序零件库的设计原则

零件是实现产品结构和功能的基础，零件库是企业所有产品系列中具有相同特征的零件和部件及其定义资源的集合。建立数控系统宏程序零件库，以数控加工工艺为基本原则，把适合宏程序编程的零件分类，以实现数控系统的宏程序会话编程。2.1 零件标准化

零件标准化是要对一组零件进行相似性分析。然后对零件组内的相似要素进行归并处理和重构改进，即零件相似要素的统一化。零件特征的相似性、尺寸的扩散性和参数分级的合理性是零件相似要素统一化的主要依据。

2.2 零件库的分类方法

（1）按产品的结构特征分类

按产品结构特征的分类方法是从产品—部件—零件的隶属关系角度划分。使用结

构特征分类方法简单方便，适于单件产品或大批量的生产。

（2）按功能用途分类

按零件的功能用途分类的方法应用广泛，主要依据零件的功能、用途、任务对零件分类，建立面向对象的零件族分类层次结构。

（3）按成组技术分类

按成组技术对零件资源分类，对具有相同或相似功能、结构、形状和工艺的零件信息进行标准化，建立零件库。零件结构特征的详细描述，有利于组织相似零件成组

生产，还能为CAD图库的管理、CAPP的输入提供基础信息。

3 宏程序零件库的分类

宏程序零件库的设计以零件标准化的分析为原则，按照零件产品的结构特性、功能用途以及吸收成组技术的优点进行设计。对数控加工零件按照结构特征、工艺特征和生产组织特征进行分类。

数控加工工艺是数控编程的基础。数控加工中每一个工序中的一个工步所完成的内容可以由一个用户宏程序来实现。把零件按照工艺特征进行逐层的分类，直到工步级，每个工步都对应一个用户宏程序。这样完成整个数控加工零件的宏程序库设计。

3.1 宏程序零件库的总体分类

宏程序零件库第一级按数控加工的设备分类，可以分为数控车削加工、数控铣削加工以及数控线切割加工。

3.2 数控车削加工零件的分类

数控车削加工中第二级按适合数控车床加工的工件类型可分为外圆面类零件、孔类零件、螺纹类零件和键槽类零件。

第三级按加工零件的表面形状，外圆面类零件可分为圆柱面零件、圆锥面零件和非圆曲线类零件。按加工零件的位置，螺纹类零件可分为内螺纹和外螺纹；键槽类零件可分为内键槽和外键槽。

第四级圆柱面零件和圆锥面零件可分为一阶梯轴、二阶梯轴、三阶梯轴等。非圆曲线类零件可分为椭圆类零件、双曲线类零件、抛物线类零件。内螺纹和外螺纹可分为普通螺纹、传动螺纹、密封螺纹。

第五级普通螺纹可分为公制粗牙螺纹、公制细牙螺纹、英制粗牙螺纹、英制细牙螺纹等，传动螺纹可分为V形螺纹、方形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等，密封螺

纹可分为锥螺纹、管用螺纹、锥管螺纹、滚珠螺纹等。

3.3 数控铣削加工零件的分类

数控铣削加工中第二级按数控铣床适合加工的工件类型可分为平面类零件、侧面铣削类零件、孔类零件、非圆锥曲线类零件、球面类零件、螺纹类零件、倒角类零件。第三级按走刀方式，平面类零件可分为平面同向铣削、平面双向铣削。按加工零件的表面形状，孔类零件可分为带角度直线排孔、矩形框式孔群、平行四边形框式孔群、矩形网式孔群、平行四边形网式孔群、圆弧孔群、圆周均布孔群、交错排列的网格孔群；非圆锥曲线类零件可分为椭圆类零件、双曲线类零件、抛物线类零件、阿基米德螺旋线类零件、正余弦曲线类零件、正余切曲线类零件；球面类零件可分为凸球面零件、凹球面零件；螺纹类零件可分为内螺纹零件和外螺纹零件；侧面铣削类零件可分为外轮廓类零件、内腔类零件、锥台类零件、锥槽类零件；倒角类零件加工可分为孔口倒角、圆柱倒角、等距外倒角。

第四级外轮廓类零件铣削可分为圆形零件外轮廓、矩形零件外轮廓、跑道形零件外轮廓；内腔类零件铣削可分为圆形内腔、矩形内腔、正多边形内腔、椭圆内腔；锥台类零件铣削可分为圆形锥台、正四棱锥台、正多棱锥台；锥槽类零件铣削可分为圆锥槽、四方锥槽、跑道形锥槽；孔口倒角可分为圆孔倒角、矩形孔倒角；内、外螺纹加工都可分为普通螺纹加工、管螺纹加工、梯形螺纹加工和锯齿形螺纹加工。第五级倒角零件还可分为倒直角、倒圆角及小于90°的角。

3.4 数控线切割加工零件的分类

线切割加工第二级按被加工面的直线度可以划分为无锥度加工和有锥度加工。第三级无锥度加工和有锥度加工可以划分为内轮廓和外轮廓加工。第四级内轮廓加工和外轮廓加工可以划分为直线、圆弧、矩形、椭圆、多边形加工。

同时进行宏程序零件库详细设计，对每类别中典型零件的图形、参数及工艺文件进行详细描述，例图1为圆柱阶梯轴类零件的图形文件，并设置了其变量参数和工

艺的描述。

图1 圆柱阶梯轴类零件图形文件