基于台达数控系统的客制化CNC控制方案

5 加工和辅助工艺参数设计

　　5.1光轴类零件的加工和辅助工艺参数的处理

　　（1）光轴类零件的加工工艺过程比较简单，最终用户稍加NC编程基础的培训，便可以通过人工G代码编程、示教模式，并配合自定义M代码来完成编程。

　　以下零件为例，淬火区域为红色部分，G代码设计如下，其中X，Z轴的数据(如下例中的Z1、X1等)最终用户可以通过图纸计算得出，也可以通过CNC的示教功能采集得出。　　

　　（2）淬火辅助工艺参数的处理。在淬火零件加工过程中，都会涉及到一些淬火机床加工辅助工艺参数，如淬火进给速度F，延时时间X等，这些参数即可以通过LCD规划的变量表格输入，也可以通过具体数值直接给定，如上例说明描述。工艺参数界面规划如下：

　　5.2齿轮类零件加工

　　齿轮零件一般主要分为直齿类零件和斜齿类零件两大类，人字型齿轮和阶梯类齿轮也是这两大类零件的延伸。以下就直齿轮零件的加工过程为例进行说明，CNC是如何结合工艺要求给操作者提供最便利的编程方式。将直齿类零件圆周，展开如图5所示。

图5直齿类零件圆周展开图

　　直齿淬火的一个淬火周期过程如下：Z轴快速进给到淬火起点B-----X轴淬火感应头进给到齿根----Z轴以淬火速度提升，淬火感应头由淬火起点B上升到淬火终点C----Z轴，继续以快速进给提升到喷液安全距离D----X轴淬火感应头退回到齿顶---Y轴分度一个齿距A。直齿齿轮一个加工周期的G代码编辑如下：

　　N01G01Z#210F#212Z轴提升到进给起点位置（直齿轮）

　　G01X#250F#213X轴进给到淬火位置，进给F值#213

　　M9淬火感应器加热

　　G04X#145延时变量#145秒

　　M25冷却喷液开

　　G04x0.5

　　M27辅助冷却喷液开

　　G01Z#220F#222Z轴提升到淬火终点，进给F值#222

　　M10淬火感应器停止加热

　　G04x0.5

　　M28辅助喷液关

　　G01Z#230F#223Z轴提升到喷液停止位置D，进给F值#223

　　G04X#124延时变量#124秒

　　M26主喷液延时断

　　G01X#240F#213X轴退回，进给F值#213

　　G01Z#210F#212Z轴下降到进给起点位置，进给F值#212

　　N100G01Y#13125F#168Y轴分度，进给F值#168

　　N20M99

　　以上的举例，只是齿轮类零件的一个齿加工周期的工艺过程，对于多齿零件编程如果依靠操作者人工G代码编程和示教方式生成数据并不合适。因此需要更为便利的编辑功能来实现G代码的自动生成和处理。

6 编程方式讨论

　　6.1增量编程配合宏指令编程方式

　　宏指令编程就是利用CNC系统自身MACRO宏指令功能，进行数学、逻辑运算来实现加工程式自动循环。例如：

　　G65L01P#1A0齿数加工计数#1清零

　　N01G01Z#210F#212Z轴提升到进给起点位置（直齿轮）

　　-------------------

　　--------------------直齿齿轮一个加工周期的G代码

　　---------------------

　　G01Z#210F#212Z轴下降到进给起点位置，进给F值#212

　　N100G01V#999F#168Y轴增量分度齿距#999，进给F值#168

　　G65L01P#2A#1当前齿数#1送入#2

　　G65L02P#1A#2B1#2+1=#1加工计数#1加一

　　G65L81P02A#1B#3判断，如果#1=#3，GOTON02#3为设定齿数

　　G65L84P01A#1B#3判断，如果#1<#3，GOTON01#3为设定齿数
　　N02M02
　　通过CNC增量编程，并配合MACRO宏指令功能编程方式，Y轴的增量进给V值必须设定的很精确，否则会产生累计误差！并且机械上的误差是没有办法通过具体的数据修正。此外MACRO宏指令属于NC高阶应用语言，使用者也较难掌握，因此该方案并不是齿轮编程的最佳应用方案。

　　6.2通过变量表格和CNC自动生成G代码数据链方式

　　通过上述G代码的编辑不难发现，齿轮在淬火加工时，每个齿的加工过程中，其G代码数据X、Z值都是固定不变的。以直齿齿轮为例，只有Y轴的分度数据Y#13125需要不断的更新，而X、Z值可以通过变量的形式固化在NC程序中去。而Y值Y#13125的数据在不考虑修正的情况下，差值是固定的增量数值等于一个齿距。故可以利用CNC的特殊执行模式R154、R242来实现变量表格和CNC自动生成G代码数据链的编辑方式。该方案的核心方法如下：