圆弧点阵孔群宏程序编程

图3-41是在一圆弧上均匀分布孔的一种零件。假设钻孔数为H，圆弧的半径为I，第一个孔的起始角（即与X坐标的夹角）为A。均布孔间隔角度D，圆弧的中心坐标值为X₀和Y₀。试用变量（或参数）编制圆弧点阵孔群钻（铣）削通用加工程序。

由图3-41分析，可画出该宏程序的结构流程框图，如图3-42所示。

图3-41 圆弧点阵孔群类零件钻削加工刀具路线示意图

a）零件图 b）效果图

图3-42 圆弧点阵孔群宏程序结构流程框图

1.HNC—21/22M华中世纪星数控系统钻削圆弧点阵孔群的用户宏程序

局部变量含义：

#1=X₀；X₀—圆弧形中心的横向坐标绝对值（0.001mm）

#2=Y₀；Y₀—圆弧形中心的纵向坐标绝对值（0.001mm）

#3=I；I—圆弧半径（0.001mm）

#4=A；A—第一个孔的起始角（0.001°）

#5=H；H—圆周上孔数

#6=D；D—均布孔间隔度数（D=360/#5）

#7=Z；Z—最终钻孔深度

#8=R；R—接近加工表面安全距离

#9=F；F—钻孔进给速度

%3326；宏程序号

N10 #100=1；赋孔计数器初值

N15 WHILE#100LE#5；#100（孔计数值）大于#5（孔数），则程序跳转到N65程序段

N20 #30=#3*COS[#4*PI/180]；圆弧中心到圆弧上任意孔中心的横坐标值

N25 #31=#1+#30；圆弧上任意孔中心的工件绝对横坐标值

N30 #32=#3*SIN[#4*PI/180]；圆弧中心到圆弧上任意孔中心的纵坐标值

N35 #33=#2+#32；圆弧上任意孔中心的工件绝对纵坐标值

N40 G90 G00 X[#31] Y[#33] F[#9]；刀具直线插补到圆弧上任意孔中心上方

N45 G99 G81 Z[#7] R[#8] F[#9] K0；调用钻孔固定循环

N50 #100=#100+1；孔计数器加1

N55 #4=#4+#6；孔位置角度叠加一个角度均值

N60 ENDW；返回循环体

N65 G80；取消固定循环

N70 M99；子程序结束，返回主程序

2.SINUMERIK802D数控系统钻削圆弧点阵孔群的用户R参数程序

R参数含义：

R1=X₀；X₀—圆弧形中心的X坐标值（0.001mm）

R2=Y₀；Y₀—圆弧形中心的Y坐标值（0.001mm）

R3=I；I—圆弧半径（0.001mm）

R4=A；A—第一个孔的起始角（0.001°）

R5=H；H—圆周上孔数

R6=D；D—均布孔间隔度数（D=360/R5）

R9=F；F—钻孔进给速度

RTP=50；后退平面（绝对值）

REP=0；参考平面（绝对值）

SDIS=R；安全间隙（无符号）

DP=Z；最终钻孔深度（绝对值）

DPR=Z；相当于参考平面的最后钻孔深度（无符号）

L3326.SPF；R参数子程序名

N10 R100=1；赋孔计数器初值

N15 MARKE1：R30=R3*COS（R4）；圆弧中心到圆弧上任意孔中心的横坐标值

N20 R31=R1+R30；圆弧上任意孔中心的工件绝对横坐标值

N25 R32=R3*SIN（R4）；圆弧中心到圆弧上任意孔中心的纵坐标值

N30 R33=R2+R32；圆弧上任意孔中心的工件绝对纵坐标值

N35 G90 G00 X=R31 Y=R33 F=R9；刀具直线插补到圆弧上任意孔中心上方

N40 CYCL81（RTP，REP，SDIS，DP，DPR）；调用固定循环程序钻定位孔

N45 R100=R100+1；孔计数器加1

N50 R4=R4+R6；孔位置角度叠加一个角度均值

N55 IF R100＜=R5 GOTOB MARKE1；如果R100（孔计数值）小于或等于R5（孔数），则程序跳转到MARKE1

N60 RET；R参数子程序结束，返回主程序

3.FANUC0i数控系统钻削圆弧点阵孔群的用户宏程序

自变量含义：

#1=X₀；X₀—圆弧形中心的X坐标值（0.001mm）

#2=Y₀；Y₀—圆弧形中心的Y坐标值（0.001mm）

#3=I；I—圆弧半径（0.001mm）

#4=A；A—第一个孔的起始角（0.001°）

#5=H；H—圆周上孔数

#6=D；D—均布孔间隔度数（D=360/#5）

#7=Z；Z—最终钻孔深度（Z）

#8=R；R—接近加工表面安全距离（R）

#9=F；F—钻孔进给速度（F）

O3326；宏程序名

N10 #100=1；赋孔计数器初值

N15 WHILE[#100LE#5]DO1；#100（孔计数值）大于#5（孔数），则程序跳转到N65程序段

N20 #30=#3*COS[#4]；圆弧中心到圆弧上任意孔中心的横坐标值

N25 #31=#1+#30；圆弧上任意孔中心的工件绝对横坐标值

N30 #32=#3*SIN[#4]；圆弧中心到圆弧上任意孔中心的纵坐标值

N35 #33=#2+#32；圆弧上任意孔中心的工件绝对纵坐标值

N40 G90 G00 X#31 Y#33 F#9；刀具直线插补到圆弧上任意孔中心上方

N45 G81 Z#7 R#8 F#9 K0；调用固定循环程序钻定位孔

N50 #100=#100+1；孔计数器加1

N55 #4=#4+#6；孔位置角度叠加一个角度均值

N60 END1；返回循环体

N65 G80；取消固定循环

N70 M99；子程序结束，返回主程序(https://www.xing528.com)

4.编程举例

在铣床或加工中心上钻削图3-43所示一正方形零件上的圆弧点阵孔群。圆弧点阵孔群零件的圆弧中心绝对坐标为X₀=40.0mm，Y₀=30.0mm，钻孔直径ϕ7mm，弧形半径I=30.0mm，孔间隔角度D=30°，第一孔的起始角A=15°，孔数H=4。试编写出其宏程序。

图3-43 圆弧点阵孔群编程实例零件钻削刀具位移路线示意图

a）圆弧点阵孔群编程实例零件尺寸图 b）效果图

解：

（1）工艺设计 建立工件坐标系，工件左下角为工件坐标系X、Y轴的零点，工件表面为工件坐标系Z轴的零点，机床坐标系偏置值设置在G54寄存器中。

采用逆时针位移钻削方式钻削圆弧点阵孔群，选择ϕ7mm的麻花钻，取主轴转速为800r/min，钻削进给速度为150mm/min，主轴起始位置在零件上方50.0mm处，刀具起始切削高度为4.0mm，最终钻孔深度为Z-20.0mm。根据不同数控系统，运用变量（或参数）直接赋值编制宏程序。

（2）参考程序

1）HNC—21/22M华中世纪星数控系统。

O××××；文件名

%××××；程序号

N10 T01 M06；调用1号刀

N15 G17 G90 G21 G94 G54 G40 G49 G80；工艺加工初始状态设置

N20 G43 G00 Z50.0 H01 S800 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为800r/min

N25 X0.0 Y0.0 M07；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 #1=40.0；圆弧形中心的X坐标值（即X₀）（0.001mm）

#2=30.0；圆弧形中心的Y坐标值（即Y₀）（0.001mm）

#3=30.0；圆弧半径（即I）（0.001mm）

#4=15.0；第一个孔的起始角（即A）（0.001°）

#5=4.0；圆周上孔数（即H）

#6=30.0；均布孔间隔度数D

#7=-20.0；最终钻孔深度（Z）

#8=4.0；接近加工表面安全距离（R）

#9=150.0；钻孔进给速度（F）

N32 M98 P3326；调用钻削圆弧点阵孔群的用户宏程序

N35 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭

N40 G49；取消刀具长度补偿

N45 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止

N50 M30；程序结束并返回程序开头

%3326；圆弧点阵孔群钻削用户宏程序（见前面）

︙

M99；子程序结束，返回主程序

2）SINUMERIK 802D数控系统。

FZG×××××；主程序名

N05 R1=40.0；圆弧形中心的X坐标值（即X₀）（0.001mm）

R2=30.0；圆弧形中心的Y坐标值（即Y₀）（0.001mm）

R3=30.0；圆弧半径（即I）（0.001mm）

R4=15.0；第一个孔的起始角（即A）（0.001°）

R5=4.0；圆周上孔数（即H）

R6=30；均布孔间隔度数D

R9=150.0；钻孔进给速度（F）

RTP=50.0；后退平面（绝对值）

REP=0；参考平面（绝对值）

SDIS=4.0；安全间隙（无符号）

DP=-20.0；最终钻孔深度（绝对值）

DPR=0；相当于参考平面的最后钻孔深度（无符号）

N10 T1 D1；调用1号刀，1号刀补

N15 G17 G90 G71 G94 G54 G40；工艺加工状态设置

N20 G00 Z50.0 S800 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为800r/min

N25 X0.0 Y0.0 M07；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 L3326；调用钻削圆弧点阵孔群的用户R参数程序

N35 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭

N40 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止

N45 M02；程序结束并返回程序开头

L3326；圆弧点阵孔群钻削用户R参数程序（见前面）

︙

RET；R参数子程序结束，返回主程序

3）FANUC 0i数控系统。

O××××；主程序名

N05 #1=40.0；圆弧形中心的X坐标值（即X₀）（0.001mm）

#2=30.0；圆弧形中心的Y坐标值（即Y₀）（0.001mm）

#3=30.0；圆弧半径（即I）（0.001mm）

#4=15.0；第一个孔的起始角（即A）（0.001°）

#5=4.0；圆周上孔数（即H）

#6=30.0；均布孔间隔度数D

#7=-20.0；最终钻孔深度（Z）

#8=4.0；接近加工表面安全距离（R）

#9=150.0；钻孔进给速度（F）

N10 T01 M06；调用1号刀

N15 G17 G90 G21 G94 G54 G40 G49 G80；工艺加工状态设置

N20 G43 G00 Z50.0 H01 S800 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为800r/min

N25 X0.0 Y0.0 M07；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 G65 P3326；调用钻削圆弧点阵孔群的用户宏程序

N35 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭

N40 G49；取消刀具长度补偿

N45 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止

N50 M30；程序结束并返回程序开头

O3326；圆弧点阵孔群钻削用户宏程序（见前面）

︙

M99；子程序结束，返回主程序