編輯推薦
《數控宏程序:思路·要領·實例精解》是一本可以幫助讀者迅速掌握宏程序編程思路、方法和要領的實用性很強的參考書。
《數控宏程序:思路·要領·實例精解》具有以下特點。
1、從數控手動編程的角度,講述瞭手動編程方法中運用宏程序編程的特點。
2、重點介紹瞭數控宏程序編程的思路以及分析方法。
3、內容豐富,分為上下兩篇:上篇是數控宏程序基礎知識,下篇為數控宏程序思路剖析。
4、實例豐富,所有例題均上機運行驗證。
內容簡介
《數控宏程序:思路·要領·實例精解》通過大量的實例分析,從數控手動編程的角度,講述瞭手動編程方法中運用宏程序編程的特點,重點介紹瞭數控宏程序編程的思路以及分析方法。
《數控宏程序:思路·要領·實例精解》分為上下兩篇,上篇是數控宏程序基礎知識,包括:宏程序概論、基本指令、宏程序理論基儲宏程序數學基礎;下篇為數控宏程序思路剖析,包括:孔類宏程序思路剖析、輪廓類宏程序思路剖析、倒圓角類宏程序思路剖析、倒斜角類宏程序思路剖析、圓類宏程序思路剖析、橢圓類宏程序思路剖析、直綫與圓弧類宏程序思路剖析、宏程序在粗加工中的運用、宏程序的特殊運用、麯麵編程的思路建設與運用等。本書注重經驗歸納與實例解析相結閤,講解透徹,實用性強。
《數控宏程序:思路·要領·實例精解》適閤從事數控編程、數控加工的工程技術人員使用,也可供高等院校、大中專院校數控專業師生學習參考。
目錄
第1章 宏程序概論
1.1 認識宏程序
1.2 宏程序的基本特徵
1.3 宏程序的優點
1.4 編製宏程序的基礎要求
第2章 編程指令
2.1 插補功能
2.1.1 定位(G00)
2.1.2 單嚮定位(G60)
2.1.3 直綫插補(G01)
2.1.4 圓弧插補(G02,G03)
2.1.5 螺鏇綫插補(G02,G03)
2.2 進給功能
2.2.1 快速移動
2.2.2 切削移動
2.2.3 停刀(G04)
2.3 參考點
2.3.1 自動返迴參考點(G28)
2.3.2 從參考點自動返迴(G29)
2.4 坐標係
2.4.1 機床坐標係(G53)
2.4.2 工件坐標係(G92,G54~G59)
2.4.3 局部坐標係(G52)
2.4.4 坐標平麵選擇(G17,G18,G19)
2.5 坐標尺寸功能指令
2.5.1 絕對值編程(G90)與增量值編程(G91)
2.5.2 極坐標指令(G15,G16)
2.5.3 英製/公製轉換(G20,G21)
2.6 主軸速度功能(S功能)
2.7 刀具功能(T功能)
2.8 輔助功能(M功能)
2.9 簡化編程指令
2.9.1 固定循環概述
2.9.2 取消固定循環(G80)
2.9.3 鑽孔加工循環(G81,G82,G73,G83)
2.9.4 功螺紋循環(G74,G84)
2.9.5 鏜孔循環(G85,G89,G86,G88,G76,G87)
2.9.6 任意角度倒角/ 拐角圓弧
2.10 刀具補償功能
2.10.1 刀具長度偏置(G43,G44,G49)
2.10.2 刀具半徑補償(G40,G41,G42)
2.10.3 用程序輸入刀具補償值(G10)
2.10.4 比例縮放(G50,G51)
2.10.5 坐標係鏇轉功能(G68,G69)
第3章 宏程序理論基礎
3.1 變量
3.1.1 變量的錶示
3.1.2 變量的類型
3.1.3 變量的範圍
3.1.4 小數點的省略
3.1.5 變量的引用
3.1.6 未定義的變量
3.1.7 限製
3.2 係統變量
3.2.1 接口信號
3.2.2 刀具補償值
3.2.3 宏程序報警
3.2.4 停止和信息顯示
3.2.5 時間信息
3.2.6 模態信息
3.2.7 當前位置
3.2.8 工件坐標係補償值
3.3 算術和邏輯運算
3.4 轉移和循環
3.4.1 無條件轉移(GOTO語句)
3.4.2 條件轉移(IF語句)
3.4.3 循環(WHILE語句)
3.4.4 嵌套
3.5 宏程序調用
3.6 宏程序的運用限製
第4章 宏程序數學基礎
4.1 數列
4.2 三角變換
4.3 三角函數
4.4 平麵解析幾何
4.4.1 點
4.4.2 直綫與圓
4.4.3 麯率與麯率半徑
4.4.4 橢圓
4.4.5 雙麯綫
4.4.6 拋物綫
4.4.7 擺綫
4.4.8 漸開綫
4.4.9 螺綫
4.5 空間解析幾何
4.5.1 麯麵及方程
4.5.2 柱麵及鏇轉麯麵
4.5.3 二次麯麵
4.6 幾何要素分析
4.6.1 直綫直綫要素分析
4.6.2 直綫圓弧要素分析
4.6.3 圓弧圓弧要素分析
第5章 孔類宏程序思路剖析
5.1 孔類宏程序思路核心
5.2 直綫孔組宏程序分析
5.2.1 單直綫孔組分析
5.2.2 框形點陣孔組分析
5.2.3 矩形矩陣孔組分析
5.2.4 菱形矩陣孔組分析
5.2.5 交錯網孔孔組分析
5.2.6 正多邊形孔組分析
5.3 放射狀孔組宏程序分析
5.3.1 沿圓周均布孔組分析
5.3.2 沿圓周放射孔組分析
5.3.3 沿圓周交錯放射孔組分析
5.3.4 沿矩形分布多組孔群分析
5.3.5 沿圓周平移分布多組孔群分析
5.3.6 沿圓周鏇轉分布多組孔群分析
5.4 孔的螺鏇式銑削
5.5 鑽孔深度可變的宏程序分析
5.6 孔類宏程序的綜閤運用
第6章 輪廓類宏程序思路剖析
6.1 輪廓類宏程序編寫的思路核心
6.2 利用數學錶達式編製圖形
6.2.1 橢圓麯綫圖形
6.2.2 正弦麯綫圖形
6.2.3 餘弦麯綫圖形
6.2.4 正切麯綫圖形
6.2.5 雙麯綫麯綫圖形
6.2.6 拋物綫麯綫圖形
6.2.7 阿基米德螺綫圖形
6.2.8 空間麯綫探索
6.3 利用求解數學方程組編製圖形
6.3.1 缺口圓颱之解數學方程式
6.3.2 扇形圓環之解數學方程式
6.3.3 兩直綫倒斜角
6.4 利用平麵幾何三角函數求解
6.4.1 圓的另類編程法
6.4.2 缺口圓颱之三角變換
6.4.3 扇形圓環之三角變換
6.4.4 加工正五邊形倒角外輪廓
6.4.5 加工正五邊形倒角外輪廓
6.4.6 加工正六邊形外輪廓
6.4.7 加工正六邊形倒角外輪廓
第7章 倒圓角類宏程序思路剖析
7.1 倒圓角類宏程序編寫的思路核心
7.2 直綫型倒圓角
7.2.1 凸圓弧直綫(單嚮)加工(平底立銑刀)
7.2.2 凸圓弧直綫(單嚮)加工(球頭銑刀)
7.2.3 凸圓弧直綫(雙嚮)加工(平底立銑刀)
7.2.4 凸圓弧直綫(雙嚮)加工(球頭銑刀)
7.2.5 凹圓弧直綫(單嚮)加工(平底立銑刀)
7.2.6 凹圓弧直綫(單嚮)加工(球頭銑刀)
7.2.7 凹圓弧直綫(雙嚮)加工(平底立銑刀)
7.2.8 凹圓弧直綫(雙嚮)加工(球頭銑刀)
7.3 規則鏇轉麵倒圓角
7.3.1 圓柱體(外側)倒凸圓角加工(平底立銑刀)
7.3.2 圓柱體(外側)倒凸圓角加工(球頭銑刀)
7.3.3 圓柱體(外側)倒凹圓角加工(平底立銑刀)
7.3.4 圓柱體(外側)倒凹圓角加工(球頭銑刀)
7.3.5 圓柱體(內側)倒凸圓角加工(平底立銑刀)
7.3.6 圓柱體(內側)倒凸圓角加工(球頭銑刀)
7.3.7 圓柱體(內側)倒凹圓角加工(平底立銑刀)
7.3.8 圓柱體(內側)倒凹圓角加工(球頭銑刀)
7.4 標準矩形框倒圓角
7.4.1 標準矩形框外側倒圓角加工(平底立銑刀)
7.4.2 標準矩形框外側倒圓角加工(球頭銑刀)
7.5 含過渡圓矩形框倒圓角
7.5.1 含過渡圓矩形框(外側)倒圓角加工(平底立銑刀)
7.5.2 含過渡圓矩形框(外側)倒圓角加工(球頭銑刀)
7.5.3 含過渡圓矩形框(內側)倒圓角加工(平底立銑刀)
7.5.4 含過渡圓矩形框(內側)倒圓角加工(球頭銑刀)
7.6 標準正五邊形倒圓角
7.6.1 標準正五邊形外側倒圓角加工(平底立銑刀)
7.6.2 標準正五邊形外側倒圓角加工(球頭銑刀)
7.7 含過渡圓弧正五邊形倒圓角
7.7.1 含過渡圓弧正五邊形(外側)倒圓角加工(平底立銑刀)
7.7.2 含過渡圓弧正五邊形(外側)倒圓角加工(球頭銑刀)
7.7.3 含過渡圓弧正五邊形(內側)倒圓角加工(平底立銑刀)
7.7.4 含過渡圓弧正五邊形(內側)倒圓角加工(球頭銑刀)
第8章 倒斜角類宏程序思路剖析
8.1 倒斜角類宏程序編寫的思路核心
8.2 直綫型倒斜角
8.2.1 直綫斜角(單嚮)加工(平底立銑刀)
8.2.2 直綫斜角(單嚮)加工(球頭銑刀)
8.2.3 直綫斜角(雙嚮)加工(平底立銑刀)
8.2.4 直綫斜角(雙嚮)加工(球頭銑刀)
8.3 規則鏇轉麵倒斜角
8.3.1 圓柱體(外側)倒斜角加工(平底立銑刀)
8.3.2 圓柱體(外側)倒斜角加工(球頭銑刀)
8.3.3 圓柱體(內側)倒斜角加工(平底立銑刀)
8.3.4 圓柱體(內側)倒斜角加工(球頭銑刀)
8.4 標準矩形框倒斜角
8.4.1 標準矩形框外側倒斜角加工(平底立銑刀)
8.4.2 標準矩形框外側倒斜角加工(球頭銑刀)
8.5 含過渡圓弧矩形框倒斜角
8.5.1 含過渡圓弧矩形框(外側)倒斜角加工(平底立銑刀)
8.5.2 含過渡圓弧矩形框(外側)倒斜角加工(球頭銑刀)
8.5.3 含過渡圓弧矩形框(內側)倒斜角加工(平底立銑刀)
8.5.4 含過渡圓弧矩形框(內側)倒斜角加工(球頭銑刀)
8.6 標準正五邊形倒斜角
8.6.1 標準正五邊形外側倒斜角加工(平底立銑刀)
8.6.2 標準正五邊形外側倒斜角加工(球頭銑刀)
8.7 含過渡圓弧正五邊形倒斜角
8.7.1 含過渡圓弧正五邊形(外側)倒斜角加工(平底立銑刀)
8.7.2 含過渡圓弧正五邊形(外側)倒斜角加工(球頭銑刀)
8.7.3 含過渡圓弧正五邊形(內側)倒斜角加工(平底立銑刀)
8.7.4 含過渡圓弧正五邊形(內側)倒斜角加工(球頭銑刀)
第9章 圓類宏程序思路剖析
9.1 圓類宏程序編寫的思路核心
9.2 圓柱式凹半圓加工
9.3 圓柱式凸半圓加工
9.4 凸半圓球的精加工
9.4.1 勾股定理的運用
9.4.2 三角函數的運用
9.4.3 三維螺鏇綫式加工
9.5 凹半圓球的精加工
9.5.1 放射狀加工
9.5.2 三維螺鏇綫式加工
第10章 橢圓類宏程序思路剖析
10.1 橢圓類宏程序編寫的思路核心
10.2 橢圓倒斜角加工
10.2.1 橢圓外側倒斜角(平底刀)
10.2.2 橢圓外側倒斜角(球頭銑刀)
10.2.3 橢圓內側倒斜角(平底刀)
10.2.4 橢圓內側倒斜角(球頭銑刀)
10.3 橢圓倒圓角加工
10.3.1 橢圓外側倒圓角(平底刀)
10.3.2 橢圓外側倒圓角(球頭銑刀)
10.3.3 橢圓內側倒圓角(平底刀)
10.3.4 橢圓內側倒圓角(球頭銑刀)
10.4 凸橢圓柱體加工
10.4.1 直綫擬閤單嚮走刀加工(平底刀)
10.4.2 單刀推進雙嚮走刀加工(平底刀)
10.5 凹橢圓柱體加工
10.5.1 直綫擬閤雙嚮走刀加工(球頭銑刀)
10.5.2 單刀推進雙嚮走刀加工(球頭銑刀)
10.6 凸橢圓球麵加工(球頭銑刀)
10.6.1 等高度增量變化凸橢圓球加工
10.6.2 等角度增量變化凸橢圓球加工
10.7 凹橢圓球麵加工(球頭銑刀)
10.7.1 等高度增量變化凹橢圓球加工
10.7.2 等角度增量變化凹橢圓球加工
第11章 直綫與圓弧類宏程序思路剖析
11.1 直綫與圓弧類宏程序編寫的思路核心
11.2 斜麵與底平麵倒R角加工
11.3 斜麵與上下過渡平麵倒R角加工
11.4 凸圓球與平麵過渡倒角加工
11.5 凹圓球與平麵過渡倒角加工
11.6 凸圓柱麵與平麵過渡倒角加工
11.7 凹圓柱麵與平麵過渡倒角加工
第12章 宏程序在粗加工中的運用
12.1 宏程序在粗加工中編程的思路核心
12.2 矩形開放平麵加工
12.3 矩形方槽粗加工
12.4 矩形方槽倒過渡圓角粗加工
12.5 圓形槽加工
12.6 凸圓球粗加工
12.7 凹圓球粗加工
12.8 橢圓槽加工
12.9 凸橢圓球粗加工
12.10 凹橢圓球粗加工
12.11 多邊形粗加工
12.12 大斜麵粗加工
第13章 宏程序的特殊運用
13.1 防止鏜孔時振動
13.2 毛坯的角度鏇轉
13.3 機床的刀具轉換
13.4 換刀不撞刀
13.5 G10運用
第14章 麯麵編程的核心思路與運用
14.1 麯麵宏程序編寫的思路核心
14.2 直紋麯麵編程
14.2.1 雙圓弧直紋麯麵編程
14.2.2 直綫圓弧直紋麯麵編程
14.3 掃描麯麵編程
14.3.1 引導綫單要素掃描麯麵編程
14.3.2 引導綫多要素掃描麯麵編程
14.4 鏇轉麯麵精加工編程
14.5 空間圓弧倒角麯麵編程運用
參考文獻
前言/序言
《精密製造的智慧之鑰:現代數控編程藝術》 在科技飛速發展的今天,製造業的精細化、智能化水平已成為衡量一個國傢工業實力和競爭力的關鍵指標。而數控技術,作為現代製造的核心驅動力,更是扮演著至關重要的角色。在眾多數控技術的分支中,宏程序以其強大的靈活性、高效的執行能力和高度的自動化潛力,成為廣大工程師和技術人員攻剋復雜加工難題、實現工藝優化的利器。 本書,《精密製造的智慧之鑰:現代數控編程藝術》,正是為助力您全麵掌握數控宏程序的精髓而傾力打造。它並非對某一特定書籍的介紹,而是旨在構建一個係統、深入的學習框架,帶領您走進宏程序的世界,理解其核心原理,掌握其編程要領,並領略其在實際應用中的無限可能。我們相信,通過本書的學習,您將能夠駕馭復雜的加工任務,顯著提升生産效率,並在精密製造的浪潮中脫穎而齣。 一、 數控宏程序的基石:理解其“為何”與“是什麼” 在深入探討宏程序的具體技巧之前,我們必須首先建立起堅實的理論基礎。本書將從宏程序産生的必然性齣發,深入分析其在傳統數控編程局限性下的獨特優勢。傳統G代碼編程雖然直觀易懂,但對於重復性高的操作、復雜的幾何形狀的輪廓加工、變量的動態調用以及條件判斷等場景,往往顯得力不從心,需要大量冗餘的代碼,極大地增加瞭編程的難度和齣錯的可能性。 宏程序,正是為瞭解決這些痛點而生的。它藉鑒瞭高級編程語言的諸多特性,允許用戶自定義指令、變量、循環、判斷等邏輯結構,將一係列重復性的操作封裝成模塊化的子程序。這意味著,您不再需要為每一次相似的操作編寫相同的代碼,隻需調用預先定義好的宏程序,即可實現精準、高效的加工。 本書將詳細解析宏程序的構成元素,包括: 變量: 無論是簡單的計數器、尺寸參數,還是復雜的幾何坐標、刀具半徑補償值,變量是宏程序實現動態化和智能化的關鍵。我們將探討局部變量、全局變量的定義與作用域,以及如何利用變量進行參數化編程,實現“一碼多用”。 算術與邏輯運算: 宏程序支持豐富的算術運算(加、減、乘、除、取模等)和邏輯運算(大於、小於、等於、不等於、與、或、非等),這些運算能力使得宏程序能夠根據實際情況進行復雜的計算和判斷,從而生成動態的刀具路徑。 控製流語句: 循環(FOR, WHILE)、條件判斷(IF...THEN...ELSE)、跳轉(GOTO)等控製流語句,是實現宏程序自動化和智能化決策的核心。我們將通過豐富的案例,演示如何利用這些語句編寫齣能夠根據輸入參數自動調整加工策略的宏程序。 子程序調用與參數傳遞: 宏程序能夠將常用的功能封裝成獨立的子程序,並通過參數傳遞機製實現靈活調用。這不僅提高瞭代碼的可讀性和可維護性,更重要的是極大地提高瞭編程效率,避免瞭代碼的重復編寫。 二、 宏程序的骨架:掌握其“如何”編程 理論的掌握是基礎,而實操的技巧則是提升的關鍵。本書將聚焦於宏程序的編寫方法與技巧,為您提供一條清晰的學習路徑。 1. 宏程序的結構與語法: 我們將從最基礎的宏程序語法入手,解析不同數控係統(如FANUC, SIEMENS, MITSUBISHI等)在宏程序編寫上的共性與差異。雖然不同係統的具體語法可能略有不同,但其核心思想和常用指令是相通的。我們將重點講解: 宏程序的調用方式: 如何通過M代碼、G代碼或其他自定義指令來調用宏程序。 變量的聲明與賦值: 變量的初始化、在程序運行過程中的動態賦值。 常用宏指令的解析: 深入理解如 ``(變量符號)、`:`(標簽符號)、`=`(賦值符號)、`IF`, `WHILE`, `FOR`, `GOTO`, `WHILE`, `END` 等常用宏指令的用法。 注釋的藝術: 如何撰寫清晰、有條理的注釋,提高宏程序的可讀性,方便後續的修改和維護。 2. 編程思維與邏輯構建: 宏程序的強大之處在於其邏輯處理能力。本書將引導您培養良好的宏程序編程思維: 問題分析與分解: 如何將復雜的加工任務分解成一係列可執行的宏程序模塊。 流程圖繪製: 利用流程圖來直觀地設計宏程序的執行邏輯,提前規避潛在的錯誤。 變量的閤理運用: 如何根據加工需求,設計和管理變量,實現參數化編程。 錯誤處理與異常捕獲: 編寫健壯的宏程序,能夠對可能齣現的錯誤進行預判和處理,保證加工的穩定性。 3. 常用宏程序實例分析: 理論結閤實踐是學習任何技能的最好方式。本書將精選一係列典型的數控宏程序應用場景,進行深入剖析: 參數化孔加工宏程序: 針對不同直徑、不同深度、不同排列方式的孔加工,編寫能夠自動計算刀具路徑、進給速度和切削深度的宏程序。 復雜麯麵輪廓加工宏程序: 對於不規則的二維或三維輪廓,如何利用宏程序實現高效率、高精度的加工,包括圓弧插補、直綫插補的組閤應用。 刀具壽命管理宏程序: 實時監測刀具的使用時間或切削量,並在達到預設壽命時自動報警或切換刀具。 特徵化零件加工宏程序: 針對特定形狀的零件,如齒輪、凸輪等,編寫能夠自動識彆加工特徵並執行相應加工策略的宏程序。 多工序自動化加工宏程序: 將多個獨立的加工任務串聯起來,形成一個完整的自動化加工流程,減少人工乾預。 三、 宏程序的升華:實現“更高、更快、更強” 掌握瞭宏程序的編程技巧,您將能夠邁入數控編程的更高境界。本書將進一步引導您探索宏程序的深度應用,實現製造的智能化與高效化。 1. 宏程序與CAM的結閤: 雖然CAM軟件能夠生成大部分的數控程序,但在一些特殊情況或對效率有極高要求時,宏程序仍能發揮不可替代的作用。本書將探討如何將宏程序與CAM軟件相結閤,例如: CAM輸齣程序的後置處理: 利用宏程序對CAM生成的G代碼進行二次優化,實現更精細的刀具路徑控製或變量替換。 CAM無法直接生成的特殊加工: 編寫宏程序來彌補CAM軟件在某些特殊加工指令或邏輯上的不足。 2. 宏程序在自動化生産綫中的應用: 在高度自動化的現代工廠中,數控機床的智能化集成至關重要。宏程序可以作為實現機床之間、機床與機器人之間的信息交互和協同工作的關鍵。 與PLC的聯動: 編寫宏程序,實現數控機床與PLC的信號交換,從而實現更高級彆的自動化控製。 機器人協同加工: 通過宏程序控製機床與搬運機器人、焊接機器人等協同工作,實現自動化上下料、産品檢測等。 3. 性能優化與效率提升: 程序執行速度優化: 分析宏程序執行過程中的瓶頸,學習如何優化代碼結構,提高程序運行速度。 刀具路徑優化: 利用宏程序實現更優化的刀具路徑規劃,減少空刀時間,降低刀具損耗。 加工參數自適應調整: 結閤傳感器數據,利用宏程序實現加工參數的實時自適應調整,提高加工精度和錶麵質量。 四、 實踐中的挑戰與解決方案 理論知識必須經過實踐的檢驗。本書不會迴避宏程序編程過程中可能遇到的各種挑戰,並將為您提供切實可行的解決方案。 調試技巧: 掌握有效的宏程序調試方法,快速定位和解決程序中的錯誤。 兼容性問題: 理解不同數控係統之間的差異,學習如何編寫具有良好兼容性的宏程序。 性能瓶頸分析: 當宏程序執行緩慢時,如何係統地分析原因並進行優化。 知識更新與學習: 製造業技術不斷發展,本書將鼓勵您保持學習的熱情,關注行業最新動態,不斷提升自己的宏程序編程能力。 結語: 《精密製造的智慧之鑰:現代數控編程藝術》旨在為您提供一個全麵、深入、實用的宏程序學習平颱。我們相信,通過對本書內容的係統學習和不懈實踐,您將不僅能夠熟練掌握數控宏程序的編程技能,更能深刻理解其在現代精密製造中的核心價值,從而成為一名優秀的數控技術專傢,為中國乃至全球的製造業發展貢獻您的智慧和力量。