郭满荣

（安徽工业大学工程实践与创新教育中心，安徽 马鞍山 243002）

0 引言

随着数控机床的普及和数控技术的发展，数控加工在各行各业的应用越来越普遍，为了提高数控机床的运行效率，我们在手工编程时尽量使用编程技巧来简化编程[1]。为了减少程序和编程工作量，几乎所有的数控系统都具有循环加工指令和子程序调用指令。

目前，各种教材、书籍和因特网上关于数控铣床手工编程的实例，大多都是以德国SIEMENS 公司的SINUMERIK系列802D[2]或810D数控系统、日本FANUC系列数控系统[3-4]、南京四开SKY数控系统和华中数控系统HNC[5]等为例。但在实际生产和教学中，很多工厂和院校，都是使用德国SIEMENS公司的SINUMERIK系列802S/C这种经济型的数控系统[6]，可是关于SIEMENS数控铣床循环[7]和子程序调用[8-10]的文章却不多见，这就使得许多初次使用循环和子程序调用的操作者无从下手。本文以键槽铣削为例说明如何使用可偏移旋转指令、子程序调用和铣削循环在SIEMENS数控铣床手工编程中简化编程。零件结构如图1所示。

1 图样及编程分析

从图1可知，如果直接编程，要计算出每个键槽的各点坐标，计算量较大，程序较复杂，这是不可取的。因6个键槽形状完全相同，为了简化编程，编程时既可采用循环加工，也可采用子程序调用加工，以减少编程量。本文主要介绍如何使用循环LCYC75来加工多个键槽，并与采用子程序调用的方法予以对比。

图1 6个键槽

从图1可以看出，键槽长度为30 mm，宽度为15 mm，槽深为1 mm。6个键槽分别在X轴上，与X轴线成60°、120°、180°、240°和300°角的位置。

加工第一个键槽，可直接在X轴上调用循环LCYC75。加工第二个键槽，先用G259附加的可编程旋转指令，将键槽旋转60°后，再调用键槽循环LCYC75。调用结束后，再用G259附加的可编程旋转指令将键槽继续旋转60°，再次调用循环。依此类推，再分别继续旋转3次，再分别调用3次循环。最后，再用G259附加的可编程旋转指令将键槽旋转60°，回到初始位置，并用空的G158指令取消附加的可编程旋转。

使用子程序调用的方法加工上述6个键槽，则需要先编制一个键槽的子程序，然后在上述6个位置分别6次调用子程序来完成零件的加工。

每次调用循环和子程序时，都用到了可编程的零点偏移指令G158和附加的可编程旋转指令G259。

G158表示让坐标轴编程时进行零点偏移。程序段G158指令后无坐标轴名，表示取消当前的可编程零点偏移和坐标轴旋转设定[11]。

G259指令可以在当前平面(G17到G19) 中编程一个坐标旋转。本例使用G17，即在XY平面编程。使用G17，可省略不写，所以后面的程序中都没有写G17。

编程前，要先设定编程原点。否则，所编程序没有任何意义[6]。因为编程原点位置不同，程序就不一样。图1设定编程原点在零件的中心上表面上，即虚线圆的圆心，在G54下建立工件坐标系并对刀，工件坐标系的原点就是编程原点。

目前有很多数控系统，如FANUC、SKY、SIEMENS、HNC系统等，每个数控系统的指令代码都不尽相同，编程方法也就不同。因此，编写程序前，一定要掌握自己所用数控系统的指令代码，然后用其进行编程。本文中的两个程序都是针对SIEMENS 802S/C数控系统而编制的。

为了提高加工精度，加工通常分为粗加工和精加工。本文只关注铣削循环和子程序调用的两种编程方法不同之处。为了简化程序、减少换刀时间，此案例不分粗加工和精加工，只用一把铣刀一次完成铣削加工。根据图1中的图形尺寸，采用直径为10 mm的键槽铣刀加工较合适。下面分别讲述如何使用SIEMENS 802S/C数控系统的循环LCYC75和子程序调用来加工键槽。

2 利用铣削循环LCYC75编程

利用铣削循环LCYC75，通过设定相应的参数可以铣削一个与轴平行的矩形槽或者键槽，或者一个圆形凹槽。循环中，如果要铣削键槽，必须设置凹槽宽度为2倍圆角半径。程序中循环各项参数设置和说明如表1所示。

表1 铣削循环LCYC75中各项R参数设置说明

虽然SIEMNS说明书中，有关于循环LCYC75的案例，但却是以XZ平面为例来说明的。众所周知，平时大家都是使用XY平面来编程的。为了帮助初次使用循环LCYC75的用户有效地解决了这一问题，本文以一个加工6个键槽的案例来说明如何使用循环LCYC75在XY平面编程。程序及说明如下。

3 利用子程序调用编程

一些零件上经常会出现一些相同的或对称的结构，编程时需要反复编程同一形状零件吗？答案是否定的。为了达到简化编程的目的，可以把多次出现的同一形状图形的程序编成一个子程序，在主程序中反复调用子程序即可。

图1中有6个完全相同的键槽。编程时，只要先编写一个键槽的子程序，在主程序中调用6次子程序即可。下面为加工键槽的主程序和子程序。主程序名为JC，子程序名为L1。主程序和子程序名可随意编写，只要满足程序命名原则即可。

4 结语

用循环LCYC75加工时，只要设置循环中的各项参数即可，不需要考虑刀具的半径补偿。但是使用子程序调用时，子程序中需要考虑刀具半径左右补偿，在此补偿值为5 mm（因刀具直径为10 mm）。注意刀具半径补偿值在加工前，要先输入到数控铣床的数控系统中，加工时才能进行半径补偿[6]。

从前面的两个编程案例可以看出，使用铣削循环LCYC75加工，要求大家熟悉各种循环参数及使用方法。如果不清楚各项参数含义，则无法熟练运用此功能。设置好循环各项参数后，系统就可以自动运行程序加工出所需零件。而运用子程序调用加工，不仅要求熟悉子程序的编制方法，而且要求掌握子程序调用方法。两种编程方法都用到了坐标系旋转指令G259和取消坐标系旋转G158指令。使用循环和子程序调用这两种方法都可以加工出图1所示的零件，各有利弊，大家可依据自己的习惯和掌握情况来选择使用哪种方法来加工，目的是简化编程，提高效率。