基于华中数控（HNC-22M）螺旋线铣孔自定义G代码的应用

段瑞永 闫吉玲

摘   要：为简化铣孔加工的程序编制，文章采用基于华中数控（HNC-22M）系统的宏程序功能，编写自定义G代码来实现铣孔加工的工艺路线，实现了数控编程指令功能扩展的二次开发，扩展机床功能，简化了程序编写。

关键词：宏程序;G代码;二次开发

1    铣孔加工方式

数控铣床加工孔的方式有多种，对于孔径较大孔的加工，表面有要求，不能在车床装夹上加工时用铣孔。沉孔和阶梯孔可以锪孔，而沉孔、阶梯孔的加工也可使用铣孔加工代替。

在这些孔加工方式中，多为定尺寸刀具加工。铣孔加工、加工孔径尺寸与铣刀直径无关，具有很强的通用性，可大量节省刀具成本，提高机床刀具的利用率和生产效益[1]。

2    铣孔工艺路线设计

华中数控（HNC-22M）系统为用户提供了丰富的宏程序编程指令，允许用户自定义G代码功能，从而要以使用宏程序开发出铣孔的固定循环指令，具有很好的灵活性、通用性，占用机床内存小，可以大大简化程序的编写，降低编程人员的劳动强度，提高工作效率。

根据加工工艺路线要求，参照固定循环格式：（1）定位孔中心坐标。（2）定位到加工起点。（3）下降到加工高度。（4）分层铣削平面圆周直到孔底。（5）孔底动作，通孔直接让刀、阶梯孔、孔底锪平后让刀。（6）抬刀。根据加工要求，对第（4）步分层加工，进行优化设计，采用螺旋线下刀分层加工，使切削工更为平稳，提高了加工质量。对铣削加工方式增加可编程指令，可根据加工要求实现顺铣和逆铣，对孔加工增加外圆加工功能，使G代码可实现内/外轮廓的加工。让刀距离设为默认的固定值#55，可用参数修改[2]。G100代码走刀路线示意如图1所示。

3    G代码设计

格式：G100 X_Y_I_D_K_W_Z_A_B_C_F_

参数说明：

X/Y—孔（圆柱）中心坐标（绝对坐标）。

I—孔（圆柱）半径。

D—刀具半径。

K—螺旋线导程，﹢K向下，﹣K向上。

W/Z—螺旋线起始/终止坐标（绝对坐标），W与Z之差应为导程整数倍。

A—A=2，3，螺旋线用G02/G03走刀，铣削方式顺铣/逆铣。

B—B=1时，孔底锪平，B=0时，孔底不锪平。

C—﹣1外轮廓/1内轮廓。

F—走刀速度。

4    源程序编辑

要实现G100功能还在编辑华中世纪星数控系统用户自定义G代码文件O9999，实现G100功能的源程序为：

%0100

;螺旋线铣削程序 參数出错处理

IF [AR[#23] EQ 0] ;孔位中心X坐标 如果没有定义X

if ar[#1143] eq 0

#23=0                ;如果X省略，且未定义X，X=0

else

#23=#1143                ; 否则调用之前的X

endif

ENDIF

IF [AR[#24] EQ 0] ;孔位中心Y坐标 如果没有定义Y

if ar[#1144] eq 0

#24=0                ;如果Y省略，且未定义Y，Y=0

else

#24=#1144

endif

ENDIF

IF [AR[#0] EQ 0] ;G2/G3 如果没有定义A

if ar[#1120] eq 0

#0=2

else

#0=#1120

endif

ENDIF

IF [#0 NE 2] AND [#0 NE 3]

M-99  ;G2/G3 error

ENDIF

IF [AR[#1] EQ 0]       ;定义是否孔底锪平 如果没有定义B

if ar[#1121] eq 0

#1=0

else

#1=#1121

endif

ENDIF

IF [AR[#2] EQ 0]       ;定义内/外加工轮廓 如果没有定义C

if ar[#1122] eq 0

#2=1

else

#2=#1122

endif

ENDIF

if #2 eq 0

m-99  ;C error opration

else

#2=#2/abs[#2] ;非1处理

endif

IF [AR[#8] EQ 0] ; 如果没有定义I

#8=#1128

ENDIF

IF [AR[#3] EQ 0] ; 定义刀具半径 如果没有定义D

IF [AR [#1123] EQ 0]

#3=0          ;如果没有定义D，取0

ELSE

#3=#1123

ENDIF

ENDIF

IF [AR[#10] EQ 0] ;螺旋线导程，如果没有定义K，则取#1130

#10=#1130

ENDIF

IF [AR[#22] EQ 0] ;加工起点W，如果没有定义W

#22=#1142

ENDIF

IF [AR[#25] EQ 0] ; 加工起点Z 如果没有定义Z

#25=#1145

ENDIF

if ar[#55] eq 0 ;#55 加工完成后退刀量，刀具离开轮廓的距离，正值表示

#55=2

endif

if ar[#5] eq 0            ;加工速度F

if ar[#1125] eq 0

#5=800  ;默认值F取800

else

#5=#1125

endif

endif

IF [AR[#25] EQ 0] or [AR[#22] EQ 0]or [AR[#8] EQ 0] or [AR[#10] EQ 0] ]

; 如果没有定义孔底Z值、孔底W，螺纹半径I，导程K，则返回

M-99 ; 返回报错

ENDIF

#8=#8-#3*#2  ;螺旋线实际半径

if #8 le 0

m-99

endif

g90 g40  ;使用中心轨迹绝对编程

g0 x[#23+#8-#55*#2] y[#24];下刀

z[#22]

g1 x[#23+#8] f[#5]

#22=#22-#10

while [#22*#10] ge [#25*#10]

g[#0] i[-#8] z[#22]

#22=#22-#10

endw

if #1 eq 1  ;孔底锪平

G[#0] i[-#8]

endif

g91g1 x[-#55*#2] ;抬刀

g90 g0 z5

M99

示例：按照图1尺寸，以φ10铣刀加工φ20的孔，孔底不锪平，程序为G100 X0 Y0 I10 D5 K5 W0 Z-10 A3 B1 C1 F500;孔底锪平，程序为G100 X0 Y0 I10 D5 K5 W0 Z-10 A3 B1 C1 F500。在銑床加工时，可以看出孔底锪平时，在孔底深底机床会再加工一个整圆。

5    结语

使用宏程序设计固定循环指令，可以对数控系统功能实现二次开发，使编程更加简单、便利，大大提高了编程的准确性和程序的可读性，提高了加工质量和生产效率。

[参考文献]

[1]段瑞永.巧设铣床/加工中心工件坐标系技术分析[J].无线互联科技，2016（19）：137-138.