交错排列的网格点阵孔群宏程序编程优化方案

图3-47是在一长方形零件上进行交错排列的网格点阵孔群钻（铣）削加工。假设点阵孔群排列成行，共有行m，每行孔数交替n与（n-1）个，孔位交错排列，相邻各行孔的位置在X坐标上偏移半个孔距。

设孔距为a，行距为b，左下角的第一个孔与工件坐标系原点的距离为X₀、Y₀，X_T为偶数行内最右边那个孔的X坐标值，则

X_T=X₀+（n-1）a-（a/2）=X₀+（n-1.5）a

为了减少空行程时间，第1行从左至右逐个加工，第2行则从右至左逐个加工，这样交替进行，空行程时间最短。为此，在框图中要对行数作奇偶判别。令每行的序数减1等于j，当j为偶数时（包括0），从左至右逐个加工；当j为奇数时，从右至左逐个加工。

由以上分析，可画出该宏程序的结构流程框图，如图3-48所示。

图3-47 交错排列的网格点阵孔群类零件走刀路线示意图

a）交错排列的网格点阵孔群类零件图 b）效果图

图3-48 交错排列的网格点阵孔群的用户宏程序结构流程框图

1.HNC—21/22M华中世纪星数控系统对交错排列的网格点阵孔群零件的用户宏程序

局部变量含义：

#1=X₀；左下角孔的X绝对坐标值（即X₀）

#2=Y₀；左下角孔的Y绝对坐标值（即Y₀）

#3=X_T；图3-47中的X_T值

#4=b；各行的距离（即b）

#5=a；孔距（即a）

#6=n；孔数（即n）

#7=m；行数（即m）

#8=Z；最终钻孔深度

#9=R；刀具离工件表面的安全距离

#10=F；进给速度

#107=#6；

%××××；程序号

N010 #100=0；行计数器置零

N015 WHILE#100LT#7；当#100大于或等于#7时，则程序跳转到N105程序段

N020 #101=#100*#4；第i个行距和

N025 #102=#2+#101；当前Y的坐标值

N030 #104=0；列计数器置零

N035 WHILE#104LT#107；当#104大于或等于#107时，则程序跳转到N095程序段

N040 #105=#104*#5；第j个列距和

N045 #111=#100-2*TRUNC[#100/2]；取余数

N050 IF#111EQ0；当#111=0时，则程序转移到N070程序段

N055 #106=#3-#105；计算第j个孔的X坐标值

N060 #107=#6-1；孔数减1

N065 ELSE；

N070 #106=#1+#105；第j个孔的X坐标值

#107=#6；将孔数（即n）值赋给中间变数#107

N075 ENDIF；

N080 G90 G99 G81 X[#106] Y[#102] Z[#8] R[#9] F[#10]；执行孔加工固定循环

N085 #104=#104+1；列计数器加1

N090 ENDW；返回循环体

N095 #100=#100+1；行计数器加1

N100 ENDW；返回循环体

N105 G80；取消固定循环

N110 M99；返回主程序

2.SINUMERIK802D数控系统对交错排列的网格点阵孔群零件的用户R参数程序

R参数含义：

R1=X₀；左下角孔的X绝对坐标值（即X₀）

R2=Y₀；左下角孔的Y绝对坐标值（即Y₀）

R3=X_T；图3-47中的X_T值

R4=b；各行的距离（即b）

R5=a；孔距（即a）

R6=n；孔数（即n）

R7=m；行数（即m）

R8=Z；最终钻孔深度

R9=R；刀具离工件表面的安全距离

R10=F；进给速度

R107=R6；

RTP=50；后退平面（绝对值）

REP=0；参考平面（绝对值）

SDIS=0；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）

L3328.SPF；R参数子程序名

N010 R100=0；行计数器置零

N020 MARKE3：R101=R100*R4；第i个行距和

N025 R102=R2+R101；当前Y的坐标值

N030 R104=0；列计数器置零

N035 MARKE2：R105=R104*R5；第j个列距和

N040 R111=R100-2*TRUNC（R100/2）；取余数

N045 IF R111==0 GOTOF MARKE1；当R111=0时，则程序转移到N065MARKE1程序段

N050 R106=R3-R105；计算第j个孔的X坐标值

N055 R107=R6-1；孔数减1

N060 GOTOF MARKE0；无条件转移到N075程序段

N065 MARKE1：R106=R1+R105；第j个孔的X坐标值

N070 R107=R6；将孔数（即n）值赋给中间变数R107

N075 MARKE0：G90 G99 G81 X=R106 Y=R102；执行孔加工

N078 CYCL81（RTP，REP，SDIS，DP，DPR）；调用固定循环程序钻定该孔

N080 Z=R9；快速下降到安全高度

N085 Z=R8 F=R10；以工进速度R10切削进给到最终深度

N090 G00 Z=R9；快速退回到安全高度

N095 R104=R104+1；列计数器加1

N100 IF R104＜R107 GOTOB MARKE2；当R104＜R107时，则程序转移到标志符MARKE2

N105 R100=R100+1；行计数器加1

N110 IF R100＜R7 GOTOB MARKE3；当R100＜R7时，则程序转移到标志符MARKE3

N120 RET；R参数子程序结束，返回主程序

3.FANUC0i数控系统对该零件的用户宏程序

自变量含义：

#1=X₀；左下角孔的X绝对坐标值（即X₀）

#2=Y₀；左下角孔的Y绝对坐标值（即Y₀）

#3=X_T；图3-47中的X_T值

#4=b；各行的距离（即b）

#5=a；孔距（即a）

#6=n；孔数（即n）

#7=m；行数（即m）

#8=Z；最终钻孔深度

#9=R；刀具离工件表面的安全距离(www.xing528.com)

#10=F；进给速度

O3328；宏程序名

N010 #100=0；行计数器置零

N020 #101=#100*#4；第i个行距和

N025 #102=#2+#101；当前Y的坐标值

N030 #104=0；列计数器置零

N035 #105=#104*#5；第j个列距和

N040 #111=#100-2*TRUNC（#100/2）；取余数

N045 IF[#111EQ0] GOTO 065；当#111=0时，则程序转移到N065程序段

N050 #106=#3-#105；计算第j个孔的X坐标值

N055 #107=#6-1；孔数减1

N060 GOTO 075；无条件转移到N075程序段

N065 #106=#1+#105；第j个孔的X坐标值

N070 #107=#6；将孔数（即n）值赋给中间变数#107

N075 G90 G99 G81 X#106 Y#102 Z#8 R#9 F#10；执行孔加工固定循环

N080 #104=#104+1；列计数器加1

N085 IF[#104LT#107] GOTO 035；当#104小于#107时，则程序转移到N035程序段

N090 #100=#100+1；行计数器加1

N095 IF[#100LT#7] GOTO 020；当#100小于#7时，则程序转移到N020程序段

N100 G80；取消固定循环

N105 M99；返回主程序

4.编程举例

在铣床或加工中心上钻削图3-49所示一长方形零件上交错排列的网格点阵孔群。交错

图3-49 交错排列的网格点阵孔群编程实例零件走刀路线示意图

a）零件尺寸图 b）效果图

排列的网格点阵孔群排列共有6行，每行孔数交替10与（10-1）个，孔位交错排列，相邻各行孔的位置在X坐标上偏移半个孔距。孔距为10.0mm，行距为10.0mm，左下角的第1个孔与工件坐标系原点的距离为（10，10），偶数行内最右边那个孔距离工件坐标原点的X坐标值为95.0mm。试编写出其宏程序。

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。

为了减少空行程时间，采用第1行从左至右逐个钻削加工，第2行则从右至左逐个钻削加工，这样交替进行交错排列的网格点阵孔群的加工。选择ϕ5mm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

%××××；主程序号

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=10.0；左下角孔的X绝对坐标值（即X₀）

#2=10.0；左下角孔的Y绝对坐标值（即Y₀）

#3=95.0；图3-47中的X_T值

#4=10.0；各行的距离（即b）

#5=10.0；孔距（即a）

#6=10.0；孔数（即n）

#7=6.0；行数（即m）

#8=-20.0；最终钻孔深度

#9=4.0；刀具离工件表面的安全距离

#10=150.0；进给速度

#107=#6；孔数初始值赋给中间变量#107

N35 M98 P3328；调用钻削交错排列的网格点阵孔群的用户宏程序

N40 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭

N45 G49；取消刀具长度补偿

N50 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止

N55 M30；程序结束并返回程序开头

%3328；交错排列的网格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=10.0 R2=10.0 R3=95.0 R4=10.0 R5=10.0 R6=10 R7=6.0 R8=-20.0 R9=4.0 R10=150.0 R107=R6；参数设置

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 L3328；调用钻削交错排列的网格点阵孔群的用户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 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

L3328；交错排列的网格孔群钻削用户R参数子程序（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=10.0；左下角孔的X绝对坐标值（即X₀）

#2=10.0；左下角孔的Y绝对坐标值（即Y₀）

#3=95.0；图3-47中的X_T值

#4=10.0；各行的距离（即b）

#5=10.0；孔距（即a）

#6=10.0；孔数（即n）

#7=6.0；行数（即m）

#8=-20.0；最终钻孔深度

#9=4.0；刀具离工件表面的安全距离

#10=150.0；进给速度

#107=#6；孔数初始值赋给中间变量#107

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 P3328；调用钻削交错排列的网格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

O3328；交错排列的网格孔群钻削用户宏程序（见前面）

︙

M99；子程序结束，返回主程序