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5  加工和輔助工藝參數(shù)設(shè)計
    
   　 5.1 光軸類零件的加工和輔助工藝參數(shù)的處理
   
    　(1) 光軸類零件的加工工藝過程比較簡單，最終用戶稍加nc編程基礎(chǔ)的培訓(xùn)，便可以通過人工g代碼編程、示教模式，并配合自定義m代碼來完成編程。
   
   　 以下零件為例，淬火區(qū)域為紅色部分，g代碼設(shè)計如下，其中x，z軸的數(shù)據(jù)(如下例中的z1、x1等)最終用戶可以通過圖紙計算得出，也可以通過cnc的示教功能采集得出。

            g01 z1 f#212     z軸提升到進給起點位置
            m03 s500    變頻電機on。
            g01 x1 f#213     x軸進給到淬火位置，進給f值 #213
            m9   淬火感應(yīng)器加熱
            g04 x#145    延時變量#145秒
            m25 冷卻噴液開
            g01 z2 f100    z軸到淬火終點，進給f值直接指定
            m10  淬火感應(yīng)器停止加熱
            g01 z3 f#223   z軸提到安全位置，進給f值 #223
            g04 x5    延時時間也可以通過x值直接指定
            m26  主噴液延時斷
            g01 x0    f#213 x軸退回，進給f值 #213 
            m05  變頻電機off
            m02  程序結(jié)束

(2) 淬火輔助工藝參數(shù)的處理。在淬火零件加工過程中，都會涉及到一些淬火機床加工輔助工藝參數(shù)，如淬火進給速度f，延時時間x等，這些參數(shù)即可以通過lcd規(guī)劃的變量表格輸入，也可以通過具體數(shù)值直接給定，如上例說明描述。工藝參數(shù)界面規(guī)劃如下：

    　5.2 齒輪類零件加工
   
   　 齒輪零件一般主要分為直齒類零件和斜齒類零件兩大類，人字型齒輪和階梯類齒輪也是這兩大類零件的延伸。以下就直齒輪零件的加工過程為例進行說明，cnc是如何結(jié)合工藝要求給操作者提供最便利的編程方式。將直齒類零件圓周，展開如圖5所示。

                                                                圖5  直齒類零件圓周展開圖          
   
    　直齒淬火的一個淬火周期過程如下：z軸快速進給到淬火起點b——x軸淬火感應(yīng)頭進給到齒根——z軸以淬火速度提升，淬火感應(yīng)頭由淬火起點b上升到淬火終點c——z軸，繼續(xù)以快速進給提升到噴液安全距離d——x軸淬火感應(yīng)頭退回到齒頂---y軸分度一個齒距a。直齒齒輪一個加工周期的g代碼編輯如下：
   
            n01  g01 z#210   f#212    z軸提升到進給起點位置(直齒輪)
            g01 x#250 f#213   x軸進給到淬火位置，進給f值 #213
            m9   淬火感應(yīng)器加熱
            g04 x#145    延時變量#145秒
            m25  冷卻噴液開
            g04 x0.5
            m27  輔助冷卻噴液開
            g01 z#220   f#222   z軸提升到淬火終點，進給f值 #222
            m10  淬火感應(yīng)器停止加熱
            g04 x0.5
            m28  輔助噴液關(guān)
            g01 z#230    f#223        z軸提升到噴液停止位置d，進給f值 223                
            g04 x#124    延時變量#124秒
            m26  主噴液延時斷
            g01 x#240 f#213   x軸退回，進給f值 #213 
            g01 z#210    f#212   z軸下降到進給起點位置，進給f值 #212
            n100 g01 y#13125 f#168    y軸分度，進給f值 #168
            n20m99
   
   　 以上的舉例，只是齒輪類零件的一個齒加工周期的工藝過程，對于多齒零件編程如果依靠操作者人工g代碼編程和示教方式生成數(shù)據(jù)并不合適。因此需要更為便利的編輯功能來實現(xiàn)g代碼的自動生成和處理。
            
6  編程方式討論
    
   　 6.1 增量編程配合宏指令編程方式
   
　    宏指令編程就是利用cnc系統(tǒng)自身macro宏指令功能，進行數(shù)學(xué)、邏輯運算來實現(xiàn)加工程式自動循環(huán)。例如：
   
            g65 l01 p#1 a0  齒數(shù)加工計數(shù)#1清零
            n01  g01 z#210   f#212   z軸提升到進給起點位置(直齒輪)
            -------------------     
            -------------------  直齒齒輪一個加工周期的g代碼#p#分頁標(biāo)題#e#
            ------------------
            g01 z#210    f#212     z軸下降到進給起點位置，進給f值 #212
            n100 g01 v#999 f#168   y軸增量分度齒距#999，進給f值 #168
            g65 l01 p#2 a#1 當(dāng)前齒數(shù)#1送入#2
            g65 l02 p#1 a#2 b1     #2+1=#1加工計數(shù)#1加一
            g65 l81 p02 a#1 b#3 判斷，如果#1=#3，goto n02  #3為設(shè)定齒數(shù)
            g65 l84 p01 a#1 b#3 判斷，如果#1<#3，goto n01  #3為設(shè)定齒數(shù)
            n02 m02
   
　    通過cnc增量編程，并配合macro宏指令功能編程方式，y軸的增量進給v值必須設(shè)定的很精確，否則會產(chǎn)生累計誤差！并且機械上的誤差是沒有辦法通過具體的數(shù)據(jù)修正。此外macro宏指令屬于nc高階應(yīng)用語言，使用者也較難掌握，因此該方案并不是齒輪編程的最佳應(yīng)用方案。
    
　    6.2 通過變量表格和cnc自動生成g代碼數(shù)據(jù)鏈方式
   
   　 通過上述g代碼的編輯不難發(fā)現(xiàn)，齒輪在淬火加工時，每個齒的加工過程中，其g代碼數(shù)據(jù)x、z值都是固定不變的。以直齒齒輪為例，只有y軸的分度數(shù)據(jù)y#13125需要不斷的更新，而x、z值可以通過變量的形式固化在nc程序中去。而y值y#13125的數(shù)據(jù)在不考慮修正的情況下，差值是固定的增量數(shù)值等于一個齒距。故可以利用cnc的特殊執(zhí)行模式r154、r242來實現(xiàn)變量表格和cnc自動生成g代碼數(shù)據(jù)鏈的編輯方式。該方案的核心方法如下（見圖6）。

              
                                                            圖6  方案的核心方法

6.3 cnc狀態(tài)c255和r242的說明
   
   　 在編輯模式下，利用plc使cnc狀態(tài)c255=1，即可激活r242功能。當(dāng)r242=特定數(shù)值時，cnc可以實現(xiàn)特定的自定義按鍵功能。從而可以在編輯模式下自動生成程式內(nèi)容，配合lcd變量表格功能，程式就可以以變量表格數(shù)據(jù)鏈的形式展現(xiàn)給使用者，而且變量表格里的生成的每個數(shù)據(jù)都可以單獨修改。

              
            自動生成y軸數(shù)據(jù)鏈的plc規(guī)劃如下(見圖7)

              
                                                         圖7  自動生成y軸數(shù)據(jù)鏈的plc規(guī)劃
   
   　 6.4 r154的說明
   
    　中達電通putnc-h4系列cnc，除了有標(biāo)準g，mcode執(zhí)行模式外，還有另一種較特殊的執(zhí)行模式。只要 r154 有某一bit位為1后，cnc就會被切換到特殊的執(zhí)行模式中，并且依照指定的程序位置來做子程序跳躍的功能。 r154 可以同時多個 bit on，但每單節(jié)只執(zhí)行一次跳躍動作 (bit位較低的，優(yōu)先權(quán)高)。

   　 舉例說明：主程序單節(jié)n00  y36.000當(dāng)r154bit24=1時，在主程序在執(zhí)行過程中，并不會去執(zhí)行n00  y36.000 而是會去執(zhí)行子程序o0792里的程式內(nèi)容，數(shù)據(jù)36.000同時被cnc存放到變量地址#13125。
   
    　所以只要將齒輪加工一個齒的加工程式固化到子程序o0792中，并且在主程序執(zhí)行過程中，能夠不斷將y軸的分度數(shù)據(jù)賦值到變量地址#13125里，即可實現(xiàn)整個齒輪的連續(xù)淬火加工控制。
   
 　   通過變量表格和cnc自動生成g代碼數(shù)據(jù)鏈方式也同樣適用于斜齒齒輪和其它各類齒輪零件的編輯，在此不在復(fù)述。通過這種方案，最終用戶無須具備nc編程的知識和能力，只需根據(jù)編輯對話框的要求填入相應(yīng)工藝參數(shù)，就可以通過plc運算自動計算出y軸分度的絕對坐標(biāo)數(shù)值，不會存在增量方式的累計誤差，并且可以以g代碼的形式存儲下來。操作者還可以根據(jù)實際加工情況來修改變量表格中數(shù)據(jù)鏈的數(shù)值，因此使用最為簡單和便利，是齒輪編程的最佳應(yīng)用方案。
   
   　 為了滿足不同用戶的需求和淬火機床加工光軸類零件的需要，我們設(shè)計了標(biāo)準g代碼編程和變量表格兩種編程方式，操作者只需在編輯lcd畫面選擇不同的路徑即可。

7  結(jié)束語
    
    　本案是中達電通通用型cnc數(shù)控系統(tǒng)在產(chǎn)業(yè)機械上的一個典型應(yīng)用。對于cnc產(chǎn)業(yè)機械而言，cnc系統(tǒng)的操作和使用，以及零件加工的工藝條件都和標(biāo)準的金屬切削類數(shù)控機床存在很大的差異，所以最佳的客制化方案是應(yīng)該在充分了解產(chǎn)業(yè)機械的加工工藝特點和機床的最終用戶操作和使用需求的基礎(chǔ)上來開發(fā)的實現(xiàn)的。
   
   　 只有從機床制造商的實際應(yīng)用出發(fā)，并結(jié)合中達電通的通用型cnc開放系統(tǒng)架構(gòu)這一優(yōu)點，合理的對cnc系統(tǒng)的plc和lcd進行規(guī)劃開發(fā)，才能夠提供更有價值的客制化控制解決方案。