长方形零件同向铣削的宏程序编程方案

编制一个通用类宏程序，铣削加工图3-17所示长方形零件的平面，采用同向铣削平面的走刀路线，假设X₀为工件左下角的横坐标绝对值，Y₀为工件左下角的纵坐标绝对值，Z为垂向最终加工深度，R为刀具起始加工深度及快速接近点坐标绝对值，U为工件的横（X）向长度，V为工件的纵（Y）向宽度，D为加工零件的刀具半径，E为有效切削刀具直径百分比（E≤1），C为间隙（C≥刀具半径），K为精加工余量，Q为每层加工深度（Q=R-Z+K）。

由图3-17所示分析，可画出该宏程序的结构流程框图，如图3-18所示。

图3-17 长方形零件平面同向铣削走刀路线示意图

a）长方形零件平面同向铣削示意图 b）效果图

（1）HNC—21/22M华中世纪星数控系统对长方形零件平面同向铣削的用户宏程序

局部变量含义：

#23=X₀；X₀—工件左下角的X绝对坐标值

#24=Y₀；Y₀—工件左下角的Y绝对坐标值

#25=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度尺寸值

#17=R；R—刀具起始加工深度及快速接近点坐标绝对值

#20=U；U—工件横（X）向长度

#21=V；V—工件纵（Y）向长度

#3=D；D—刀具半径

#5=F；F—切削进给速度

#4=E；E—有效切削刀具百分比（E≤1）

#2=C；C—间隙

#10=K；K—精加工余量

#16=Q；Q—Z轴每次下降深度

%3311；宏程序号

图3-18 长方形零件平面同向铣削用户宏程序结构流程框图

N010 #27=#23-[#2+#3]；刀具起刀点的X绝对坐标值[X₀-（C+D）]

#28=#24+#3*[2*#4-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值（Y₀+2DE-D）

#29=#17+#10-#16；刀具首次等高背吃刀量

#30=#28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量#30

#14=2*#3*#4；Y方向移动步距2DE

N015 WHILE#29GT#25；当#29小于或等于#25时，程序跳转到N095程序段

N020 #12=#14；将Y方向移动步距赋给中间变量#12

N025 G00 X[#27] Y[#28]；指令刀具快速移动至工件左下角处X=X₀-（C+D）Y=Y₀+D（2E-1）

N030 Z[#17]；刀具快速下降到工件毛坯表面

N035 G01 Z[#29] F[#5/2]；刀具以工进速度等高下降Q（Z=R+K-Q）

N040 WHILE#12LE#21；当#12大于#21时，程序跳转到N080程序段

N045 G01 X[#20+#2+#3+#23] F[#5]；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N050 #12=#12+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N055 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N060 Z[#17+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N065 G00 X[#27] Y[#28]；指令刀具快速移动至工件左侧下次下刀处

N070 Z[#29] F[#5/2]；刀具快速等高下降Q，并返回循环开头N040程序段

N075 ENDW；循环结束

N080 #29=#29-#16；中间变量（背吃刀量）再减去一个等高量#28=#30；将中间变量#30重新赋给#28（刀具起刀点的Y绝对坐标值）

N085 G00 G90 Z[#17+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N090 ENDW；循环结束

N095 #29=#25；将最终加工深度赋给中间变量#29，开始进行平面精加工

#28=#30；将刀具起点的Y绝对坐标值赋给中间变量#28

#12=#14；将Y方向移动步距赋给中间变量#12

N100 G00 X[#27] Y[#28]；指令刀具快速移动至工件左侧下刀处，准备精加工

N105 Z[#17]；刀具快速下降到工件毛坯表面

N110 G01 Z[#29] F[#5/2]；刀具以工进速度下降至最终加工深度

N115 WHILE#12LE#21；当#12大于#21时，跳转到N155

N120 G01 X[#20+#2+#3+#23] F[#5]；刀具从工件左侧向右直线插补

N125 #12=#12+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N130 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N135 Z[#17+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N140 G00 X[#27] Y[#28]；指令刀具快速移动至工件左侧下次下刀处

N145 Z[#29] F[#5/2]；刀具快速等高下降Q，并返回循环开头N115程序段

N150 ENDW；循环结束

N155 G00 Z[#17+50]；刀具快速上升离开工件

N160 M99；宏子程序结束，并返回主程序

（2）SINUMERIK 802D系统对长方形零件平面同向铣削的用户R参数程序

R参数含义：

R24=X₀；X₀—工件左下角的X绝对坐标值

R25=Y₀；Y₀—工件左下角的Y绝对坐标值

R26=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度尺寸值

R18=R；R—刀具起始加工深度及快速接近点坐标绝对值

R21=U；U—工件横（X）向长度

R22=V；V—工件纵（Y）方向长度

R7=D；D—刀具半径

R9=F；F—切削进给速度

R8=E；E—有效切削刀具百分比（E≤1）

R3=C；C—间隙

R6=K；K—精加工余量

R17=Q；Q—Z轴每次下降深度

L3311；R参数程序名

N010 R27=R24-[R3+R7]；刀具起刀点的X绝对坐标值[X₀-（C+D）]

R28=R25+R7*[2*R8-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值（Y₀+2DE-D）

R29=R18+R6-R17；刀具首次等高背吃刀量

R30=R28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量R30

R14=2*R7*R8；Y方向移动步距2×D×E

N015 MARKE1：R12=R14；将Y方向移动步距赋给中间变量R12

N020 G00 X=R27 Y=R28；指令刀具快速移动至工件左下角处X=X₀-（C+D）Y=Y₀+D（2E-1）

N025 Z=R18；刀具快速下降到工件毛坯表面

N030 G01 Z=R29 F=R9/2；刀具以工进速度等高下降Q（Z=R+K-Q）

N035 MARKE2：G01 X=R21+R3+R7+R24 F=R9；刀具从工件左侧向右直线插补

N040 R12=R12+R14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N045 R28=R28+R14；Y方向移动步距等距叠加

N050 Z=R18+5；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N055 G00 X=R27 Y=R28；指令刀具快速移动至工件左侧下次下刀处

N060 Z=R29 F=R9/2；刀具快速等高下降Q

N065 IF R12＜=R22 GOTOB MARKE2；当R12小于或等于R22时，程序跳转到MARKE2

N070 R29=R29-R17；中间变量（背吃刀量）再减去一个等高量

R28=R30；将中间变量R30重新赋给R28（刀具起刀点的Y绝对坐标值）

N075 G00 G90 Z=R18+5；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N080 IF R29＞=R26 GOTOB MARKE1；当R29大于或等于R26时，程序跳转到MARKE1

N085 R29=R26；将最终加工深度赋给中间变量R29，开始进行平面精加工

R28=R30；将刀具起点的Y绝对坐标值赋给中间变量R28

R12=R14；将Y方向移动步距赋给中间变量R12

N090 G00 X=R27 Y=R28；指令刀具快速移动至工件左侧下刀处，准备精加工

N095 Z=R18；刀具快速下降到工件毛坯表面

N100 G01 Z=R29 F=R9/2；刀具以工进速度下降至最终加工深度

N105 MARKE3：G01 X=R21+R3+R7+R24 F=R9；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N110 R12=R12+R14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N115 R28=R28+R14；Y方向移动步距等距叠加

N120 Z=R18+5；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N125 G00 X=R27 Y=R28；指令刀具快速移动至工件左侧下次下刀处

N130 Z=R29 F=R9/2；刀具快速等高下降Q

N135 IF R12＜=R22 GOTOB MARKE3；当R12小于或等于R22时，程序跳转到MARKE3(www.xing528.com)

N140 G00 Z=R18+50；刀具快速上升离开工件

N145 RET；参数子程序结束并返回主程序

（3）FANUC 0i系统对长方形零件平面同向铣削的用户宏程序

自变量含义：

#24=X₀；X₀—工件左下角的X绝对坐标值

#25=Y₀；Y₀—工件左下角的Y绝对坐标值

#26=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度尺寸值

#18=R；R—刀具起始加工深度及快速接近点坐标绝对值

#21=U；U—工件横（X）向长度

#22=V；V—工件纵（Y）向长度

#7=D；D—刀具半径

#9=F；F—切削进给速度

#8=E；E—有效切削刀具百分比（E≤1）

#3=C；C—间隙

#6=K；K—精加工余量

#17=Q；Q—Z轴每次下降深度

O3311；宏程序名

N010 #27=#24-[#3+#7]；刀具起刀点的X绝对坐标值[X₀-（C+D）]

#28=#25+#7*[2*#8-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值（Y₀+2DE-D）

#29=#18+#6-#17；刀具首次等高背吃刀量

#30=#28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量#30

#14=2*#7*#8；Y方向移动步距2DE

N015 WHILE[#29GT#26]DO1；当#29小于或等于#26时，程序跳转到N095程序段

N020 #12=#14；将Y方向移动步距赋给中间变量#12

N025 G00 X#27 Y#28；指令刀具快速移动至工件左下角处X=X₀-（C+D）Y=Y₀+D（2E-1）

N030 Z#18；刀具快速下降到工件毛坯表面

N035 G01 Z#29 F[#9/2]；刀具以工进速度等高下降Q（Z=R+K-Q）

N040 WHILE[#12LE#22]DO2；当#12大于#22时，程序跳转到N080程序段

N045 G01 X[#21+#3+#7+#24] F#9；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N050 #12=#12+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N055 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N060 Z[#18+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N065 G00 X#27 Y#28；指令刀具快速移动至工件左侧下次下刀处

N070 Z#29 F[#9/2]；刀具快速等高下降Q，并返回循环开头N040程序段

N075 END2；循环结束

N080 #29=#29-#17；中间变量（背吃刀量）再减去一个等高量

#28=#30；将中间变量#30重新赋给#28（刀具起刀点的Y绝对坐标值）

N085 G00 G90 Z[#18+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N090 END1；循环结束

N095 #29=#26；将最终加工深度赋给中间变量#29，开始进行平面精加工

#28=#30；将刀具起点的Y绝对坐标值赋给中间变量#28

#12=#14；将Y方向移动步距赋给中间变量#12

N100 G00 X#27 Y#28；指令刀具快速移动至工件左侧下刀处，准备精加工

N105 Z#18；刀具快速下降到工件毛坯表面

N110 G01 Z#29 F[#9/2]；刀具以工进速度下降至最终加工深度

N115 WHILE [#12LE#22] DO3；当#12大于#22时，程序跳转到N155程序段

N120 G01 X[#21+#3+#7+#24] F#9；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N125 #12=#12+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N130 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N135 Z[#18+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N140 G00 X#27 Y#28；指令刀具快速移动至工件左侧下次下刀处

N145 Z#29 F[#9/2]；刀具快速等高下降Q，并返回循环开头N115程序段

N150 END3；循环结束

N155 G00 Z[#18+50]；刀具快速上升离开工件

N160 M99；宏子程序结束，并返回主程序

注意：

1）U、V值必须大于0。

2）有效切削刀具直径百分比应小于1。

3）间隙量C不能小于0。

4）精加工余量K不能大于Q。

5）每层加工深度Q不能大于总加工厚度R-Z。

6）刀具半径值D必须大于0。

7）刀具半径补偿指令（G40、G42、G40）没有被使用。

8）精加工时，在操作面板上手动调整主轴和进给倍率开关。

（4）编程实例

图3-19所示一长方形零件，长400.0mm，宽300.0mm，要求对该零件平面进行铣削。

解：（1）工艺设计 建立工件坐标系，工件左下角离开工件坐标系X、Y轴零点的绝对坐标为（100，50），工件表面离开坐标系Z轴零点的绝对坐标值为5.0mm，机床坐标系偏置值设置在G54寄存器中。

采用同向铣削方式铣削平面，选择ϕ80mm的硬质合金面铣刀，取主轴转速为600r/min，铣削进给速度为350mm/min；假设切削厚度为5.0mm，分层切削，每次粗加工深度为2.0mm，精加工余量为1.0mm，主轴起始位置在零件上方50.0mm处，刀具起始切削高度为5.0mm，最终加工位置为Z0.0mm。

图3-19 长方形零件平面同向铣削编程实例加工路线示意图

a）长方形零件平面同向铣削编程实例尺寸图 b）效果图

（2）参考程序

1）HNC—21/22M华中世纪星数控系统。

O××××；文件名

%3310；程序号

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 S600 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为600r/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 M98 P3311 X100.0 Y50.0 Z0.0 R5.0 U400.0 V300.0 D40.0 F350.0 E0.75 C5.0 K1.0 Q2.0；调用长方形零件平面同向铣削的用户宏程序

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

2）SINUMERIK 802D数控系统。

FZG×××××；主程序名

N05 R24=100.0 R25=50.0 R26=0.0 R18=5.0 R21=400.0 R22=300.0 R7=40.0 R9=350.0 R8=0.75 R3=5.0 R6=1.0 R17=2.0；参数设置

N10 T1 D1 M06；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 S600 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为600r/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 L3311；调用长方形零件平面同向铣削的用户R参数子程序

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

N40 X0 Y0 D0 M05；刀具退回工件坐标零点，取消刀具长度补偿，主轴停止

N45 M02；程序结束并返回程序开头

3）FANUC 0i数控系统。

O××××；主程序名

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 S600 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为600r/min

N25 X0.0 Y0.0 M08；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 G65 P3311 X100.0 Y50.0 Z0.0 R5.0 U400.0 V300.0 D40.0 F350.0 E0.75 C5.0 K1.0 Q2.0；调用长方形零件平面同向铣削的用户宏程序

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