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

            g01 z1 f#212     z軸提升到進(jìn)給起點(diǎn)位置
            m03 s500    變頻電機(jī)on。
            g01 x1 f#213     x軸進(jìn)給到淬火位置，進(jìn)給f值 #213
            m9   淬火感應(yīng)器加熱
            g04 x#145    延時(shí)變量#145秒
            m25 冷卻噴液開(kāi)
            g01 z2 f100    z軸到淬火終點(diǎn)，進(jìn)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(jìn)給f值 #223
            g04 x5    延時(shí)時(shí)間也可以通過(guò)x值直接指定
            m26  主噴液延時(shí)斷
            g01 x0    f#213 x軸退回，進(jìn)給f值 #213 
            m05  變頻電機(jī)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(guò)程中，都會(huì)涉及到一些淬火機(jī)床加工輔助工藝參數(shù)，如淬火進(jìn)給速度f(wàn)，延時(shí)時(shí)間x等，這些參數(shù)即可以通過(guò)lcd規(guī)劃的變量表格輸入，也可以通過(guò)具體數(shù)值直接給定，如上例說(shuō)明描述。工藝參數(shù)界面規(guī)劃如下：

    　5.2 齒輪類(lèi)零件加工
   
   　 齒輪零件一般主要分為直齒類(lèi)零件和斜齒類(lèi)零件兩大類(lèi)，人字型齒輪和階梯類(lèi)齒輪也是這兩大類(lèi)零件的延伸。以下就直齒輪零件的加工過(guò)程為例進(jìn)行說(shuō)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(lèi)零件圓周，展開(kāi)如圖5所示。

                                                                圖5  直齒類(lèi)零件圓周展開(kāi)圖          
   
    　直齒淬火的一個(gè)淬火周期過(guò)程如下：z軸快速進(jìn)給到淬火起點(diǎn)b——x軸淬火感應(yīng)頭進(jìn)給到齒根——z軸以淬火速度提升，淬火感應(yīng)頭由淬火起點(diǎn)b上升到淬火終點(diǎn)c——z軸，繼續(xù)以快速進(jìn)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(gè)齒距a。直齒齒輪一個(gè)加工周期的g代碼編輯如下：
   
            n01  g01 z#210   f#212    z軸提升到進(jìn)給起點(diǎn)位置(直齒輪)
            g01 x#250 f#213   x軸進(jìn)給到淬火位置，進(jìn)給f值 #213
            m9   淬火感應(yīng)器加熱
            g04 x#145    延時(shí)變量#145秒
            m25  冷卻噴液開(kāi)
            g04 x0.5
            m27  輔助冷卻噴液開(kāi)
            g01 z#220   f#222   z軸提升到淬火終點(diǎn)，進(jìn)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(jìn)給f值 223                
            g04 x#124    延時(shí)變量#124秒
            m26  主噴液延時(shí)斷
            g01 x#240 f#213   x軸退回，進(jìn)給f值 #213 
            g01 z#210    f#212   z軸下降到進(jìn)給起點(diǎn)位置，進(jìn)給f值 #212
            n100 g01 y#13125 f#168    y軸分度，進(jìn)給f值 #168
            n20m99
   
   　 以上的舉例，只是齒輪類(lèi)零件的一個(gè)齒加工周期的工藝過(guò)程，對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)g代碼的自動(dòng)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(jìn)行數(shù)學(xué)、邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)加工程式自動(dòng)循環(huán)。例如：
   
            g65 l01 p#1 a0  齒數(shù)加工計(jì)數(shù)#1清零
            n01  g01 z#210   f#212   z軸提升到進(jìn)給起點(diǎn)位置(直齒輪)
            -------------------     
            -------------------  直齒齒輪一個(gè)加工周期的g代碼#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
            ------------------
            g01 z#210    f#212     z軸下降到進(jìn)給起點(diǎn)位置，進(jìn)給f值 #212
            n100 g01 v#999 f#168   y軸增量分度齒距#999，進(jìn)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(jì)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(guò)cnc增量編程，并配合macro宏指令功能編程方式，y軸的增量進(jìn)給v值必須設(shè)定的很精確，否則會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差！并且機(jī)械上的誤差是沒(méi)有辦法通過(guò)具體的數(shù)據(jù)修正。此外macro宏指令屬于nc高階應(yīng)用語(yǔ)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(guò)變量表格和cnc自動(dòng)生成g代碼數(shù)據(jù)鏈方式
   
   　 通過(guò)上述g代碼的編輯不難發(fā)現(xiàn)，齒輪在淬火加工時(shí)，每個(gè)齒的加工過(guò)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(guò)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(gè)齒距。故可以利用cnc的特殊執(zhí)行模式r154、r242來(lái)實(shí)現(xiàn)變量表格和cnc自動(dòng)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(jiàn)圖6）。

              
                                                            圖6  方案的核心方法

6.3 cnc狀態(tài)c255和r242的說(shuō)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(shí)，cnc可以實(shí)現(xiàn)特定的自定義按鍵功能。從而可以在編輯模式下自動(dòng)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(gè)數(shù)據(jù)都可以單獨(dú)修改。

              
            自動(dòng)生成y軸數(shù)據(jù)鏈的plc規(guī)劃如下(見(jiàn)圖7)

              
                                                         圖7  自動(dòng)生成y軸數(shù)據(jù)鏈的plc規(guī)劃
   
   　 6.4 r154的說(shuō)明
   
    　中達(dá)電通putnc-h4系列cnc，除了有標(biāo)準(zhǔn)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(huì)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(lái)做子程序跳躍的功能。 r154 可以同時(shí)多個(gè) bit on，但每單節(jié)只執(zhí)行一次跳躍動(dòng)作 (bit位較低的，優(yōu)先權(quán)高)。

   　 舉例說(shuō)明：主程序單節(jié)n00  y36.000當(dāng)r154bit24=1時(shí)，在主程序在執(zhí)行過(guò)程中，并不會(huì)去執(zhí)行n00  y36.000 而是會(huì)去執(zhí)行子程序o0792里的程式內(nèi)容，數(shù)據(jù)36.000同時(shí)被cnc存放到變量地址#13125。
   
    　所以只要將齒輪加工一個(gè)齒的加工程式固化到子程序o0792中，并且在主程序執(zhí)行過(guò)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(shí)現(xiàn)整個(gè)齒輪的連續(xù)淬火加工控制。
   
 　   通過(guò)變量表格和cnc自動(dòng)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(lèi)齒輪零件的編輯，在此不在復(fù)述。通過(guò)這種方案，最終用戶(hù)無(wú)須具備nc編程的知識(shí)和能力，只需根據(jù)編輯對(duì)話(huà)框的要求填入相應(yīng)工藝參數(shù)，就可以通過(guò)plc運(yùn)算自動(dòng)計(jì)算出y軸分度的絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)值，不會(huì)存在增量方式的累計(jì)誤差，并且可以以g代碼的形式存儲(chǔ)下來(lái)。操作者還可以根據(jù)實(shí)際加工情況來(lái)修改變量表格中數(shù)據(jù)鏈的數(shù)值，因此使用最為簡(jiǎn)單和便利，是齒輪編程的最佳應(yīng)用方案。
   
   　 為了滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求和淬火機(jī)床加工光軸類(lèi)零件的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)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(huà)面選擇不同的路徑即可。

7  結(jié)束語(yǔ)
    
    　本案是中達(dá)電通通用型cnc數(shù)控系統(tǒng)在產(chǎn)業(yè)機(jī)械上的一個(gè)典型應(yīng)用。對(duì)于cnc產(chǎn)業(yè)機(jī)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(zhǔn)的金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)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(jī)械的加工工藝特點(diǎn)和機(jī)床的最終用戶(hù)操作和使用需求的基礎(chǔ)上來(lái)開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)的。
   
   　 只有從機(jī)床制造商的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，并結(jié)合中達(dá)電通的通用型cnc開(kāi)放系統(tǒng)架構(gòu)這一優(yōu)點(diǎn)，合理的對(duì)cnc系統(tǒng)的plc和lcd進(jìn)行規(guī)劃開(kāi)發(fā)，才能夠提供更有價(jià)值的客制化控制解決方案。