宏指令及R參數(shù)編程，是數(shù)控編程技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。利用SIEMENS810D系統(tǒng)中的R參數(shù)及宏指令“@”可解決錐齒輪類零件的數(shù)控程序的通用性問題。采用R參數(shù)及宏指令，不僅使數(shù)控程序具有通用性、靈活性，使程序得到最大限度的簡化，而且極大地提高編程效率和加工可靠性，為一些特殊及相似零件的數(shù)控編程提供參考依據(jù)。
一、引言

　　在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常常有一些形狀相似的零件需要加工。如我們用數(shù)控車床加工的礦用電力牽引電機(jī)車傳動用的錐齒輪錐面，產(chǎn)品型號多達(dá)三十種，然而這些錐齒輪的結(jié)構(gòu)及外形卻非常相似，如果一個個去編程很費(fèi)事而且易出差錯，且占用內(nèi)存空間；若用系統(tǒng)自帶的標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)程序顯得不直觀，且無法準(zhǔn)確控制刀路，特別是碰到斷屑不暢的情況，為了除去鐵屑時(shí)常按RESET鍵，這樣無法用“程序段搜索”到具體的哪一條程序，往往只有從頭啟動程序，加工效率不高，給加工帶來諸多不便。

　　在用手工編制零件的數(shù)控加工程序時(shí)，在一般情況下，通常將重復(fù)執(zhí)行的加工內(nèi)容編寫成子程序，以此來達(dá)到簡化程序的目的。但有時(shí)我們覺得程序仍不夠簡化，特別是當(dāng)遇到形狀復(fù)雜的零件時(shí)程序仍然顯得冗長。另外，僅采用“G”、“M”代碼編寫的數(shù)控程序缺乏通用性，且顯得過于呆板。因此，如何編寫一個加工錐齒輪錐面的具有通用性、靈活性和實(shí)用性強(qiáng)的通用程序是一個值得深入探討的問題。

二、R參數(shù)及宏指令簡介

　　在SINUMERIK810D數(shù)控系統(tǒng)中，為用戶提供了算術(shù)參數(shù)R編程及宏指令。算術(shù)參數(shù)R常稱R參數(shù)，R參數(shù)是個非常靈活的參數(shù)，共有100個，即R0~R99，在編程中可對這些R參數(shù)進(jìn)行賦值，如R1=50，R2=1等；R參數(shù)還可進(jìn)行加、減、乘、除、開方、乘方、三角函數(shù)等運(yùn)算，如R1=R2*COS（R34）。在編制零件加工程序中，利用系統(tǒng)提供的宏指令功能及R參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序的邏輯判斷、比較、轉(zhuǎn)移及各種運(yùn)算，為解決特殊零件的數(shù)控編程問題提供了方便。這里對錐齒輪錐面加工程序中用到的一些語句作以介紹，希望對大家在運(yùn)用R參數(shù)及宏指令時(shí)有拋磚引玉之作用。

SINUMERIK810D數(shù)控系統(tǒng)中，宏指令內(nèi)容很多，程序分支（條件轉(zhuǎn)移）指令格式及用

法如圖1所示。

圖1 宏指令格式

編寫數(shù)控程序時(shí)，將宏指令與R參數(shù)聯(lián)合使用，將使數(shù)控程序大幅簡化，同時(shí)數(shù)控程序也顯得更加靈活多變。如：使用@121 <表達(dá)式1，表達(dá)式2> K LABEL1（標(biāo)號），利用其條件判斷功能，當(dāng)<表達(dá)式1，表達(dá)式2>值相等時(shí)，按照指令后指定的語句標(biāo)號，實(shí)現(xiàn)程序的跳躍，或根據(jù)工藝需要在不改變原有程序的情況下，實(shí)現(xiàn)加工程序的轉(zhuǎn)移，改變程序的執(zhí)行次序。宏指令配合R參數(shù)還可實(shí)現(xiàn)循環(huán)加工。　　

對于形狀相似的零件，應(yīng)用宏指令及R參數(shù)編制數(shù)控程序，只需編制一個零件的加工程序，僅需改變R參數(shù)的值就可實(shí)現(xiàn)對不同尺寸零件的加工，從而減少編程工作量，同時(shí)還可避免因輸入程序時(shí)可能產(chǎn)生的錯誤，另還可省去程序校驗(yàn)時(shí)間，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。下面就我們在實(shí)際工作中的編制的錐齒輪的面錐及背錐加工通用程序?yàn)槔榻B“@”指令及R參數(shù)的編程方法。

三、編程實(shí)例

　　1. 零件特點(diǎn)

　　圖2所示為礦用牽引機(jī)車上傳動箱用錐齒輪示意圖，該類零件的我單位有近30來種。該零件已在普通機(jī)床上完成了其他工序的加工，僅留兩個錐面未加工，需在數(shù)控車床上進(jìn)行粗、精加工。其面錐、背錐的角度分別為B°和A°，面錐及背錐的表面粗糙度為Ra3.2。加工工藝方案為：粗加工面錐→粗加工背錐→加工背錐面的倒圓弧處→精車面、錐背錐。面、背錐加工中的走刀方式為沿各自錐面仿形加工。

圖2 零件示意圖

　　2. 程序處理

　　在具體的編程中，根據(jù)具體的加工圖圖紙建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，利用“@”指令及R參數(shù)算好每一個刀具節(jié)點(diǎn)即坐標(biāo)點(diǎn)，使之具有通用性，而不是只具體地算好每個節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，而是將這些節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)用數(shù)學(xué)表達(dá)式來確定，無疑這樣程序便具有了通用性。

　　根據(jù)圖2，經(jīng)分析得出X與Z坐標(biāo)的相應(yīng)關(guān)系為X等于2倍Z值乘以TAN（B面錐角）或TAN（A背錐角）；粗車時(shí)將刀具的起點(diǎn)定在圖示外形輪廓的延長線上，留有一點(diǎn)有余量，這樣加工起來不會有臺階，起刀點(diǎn)須定在比最大毛坯量要大4mm左右的位置，以避免撞刀。編制加工程序時(shí)將每一個功能模塊編制成一個子程序，共分為4個子程序，分別是計(jì)算每刀加工余量、粗加工兩錐面、車圓弧及精加工程序。圖3所示的是錐齒輪錐面加工程序流程圖。

圖3 主程序流程圖

所生成的程序如下：
%MPF2005
（錐齒輪面、背錐加工主程序）
R50=L1 ；總厚度
R51=L ；面錐與背錐交點(diǎn)厚度
R52=B ；面錐角度
R53=A ；背錐角度
R54= ；背錐粗加工走刀數(shù)
R55=
R56=X2
R57=Z2
R58=； ；面錐粗加工走刀數(shù)
R59=； ；大圓弧加工走刀數(shù)
R60=1
R61= 1 ；為1則是面錐
R3=1
S200 M04
T1D1 G90 F0.4
R62=R50-R51
R4=R56-2*ABS(R62-R57)*TAN(R52)
R63=R4
SPFL1 ；計(jì)算面錐相關(guān)數(shù)據(jù)
SPFL2 ；車面錐
T3D1
R61=-1 ；為-1則是背錐
R3=1
R57=Z’2
R4=R56-2*ABS(R62-R57)*TAN(R53)
R64=R57
R65=R4
R66=0 ；為0表示倒圓，為1表示倒角
SPFL1 ；計(jì)算背錐相關(guān)數(shù)據(jù)
SPFL2 ；車背錐
T5D1
SPFL3 ；車背錐圓弧
T8D1
SPFL4 ；精車輪廓
M09
M30
%

　　MPF2005為加工該盤類零件的主程序，夾φ150外圓，先用外圓車刀（左偏刀）調(diào)用子程序SPFL1及SPFL2粗車面錐，換外圓車刀（右偏刀）后，再次調(diào)用子程序SPFL1及SPFL2粗車背錐；接著調(diào)用SPFL3子程序車背錐部R圓弧面；最后換上球頭刀調(diào)用SPFL4子程序，精車面錐及背錐。

　　圖4所示的是計(jì)算面錐及背錐面粗加工的切削余量及確定起刀點(diǎn)坐標(biāo)的程序流程框圖。后面是相應(yīng)的子程序。

圖4 計(jì)算粗加工切削余量程序框圖

%SPFL1
(2005子程序，計(jì)算切削余量)
@121 R61 R3 K100
R1=(R56-R4-0.4*TAN(R52))/R58 ；X方向粗車每刀切削余量
R2=ABS(R57-R62-0.2)/R58 ；Z方向粗車每刀切削余量
@100 K200
N100 R1=(R56-R4-1*TAN(R53))/R58
R2=ABS(R57-R62-0.5)/R58
N200 R70=R1
R71=R2
R1=R1*R3
R2=R2*R3
M17
%
%SPFL2
(2005子程序，背錐、面錐粗加工程序)
　N300 G0 X=R56+2 Z=R57
　　　G0 Z=R57+R61*R2
　　　G1 X=R56 F0.4
X=R56-R1 Z=R57
Z=R57-R61
　　　G0 X=R56+2
　　　　　R3=R3+1
　　　　　R1=R70*R3
　　　　　R2=R71*R3
　　　@126 R3 R58 K-300
　　　M17
%
%SPFL3
(2005子程序，圓弧加工)
　N400 G0 Z=R57+R69
　　　X=R4+2*R69*TAN(R53)+2
　　G1 X=IC(-2)
　　　 X=R4 Z=R57 RND=R69
　　　　X=R4+2*R69
　　　　Z=IC(-1)
　　　　R67=R67-1
　　　　R69=R55-R67*R68
　　@124 R67 0 K-400
　　G0 X500
　　　　Z200
　　M17
%

四、結(jié)束語

　　在數(shù)控車削手工編程中采用宏指令及R參數(shù)編程方法，為解決相似零件數(shù)控程序的通用性及特殊零件的數(shù)控編程問題有很好的借鑒意義。在本例中各個程序中均采用了宏指令及R參數(shù)的運(yùn)算功能，使該數(shù)控程序更具邏輯性、靈活性和通用性，特別是在通用性方面，在首個零件加工合格后，對所有的錐齒輪零件的錐面加工，操作者只需輸入幾個R參數(shù)的值，無需再調(diào)試程序即加工，節(jié)省大量的編程時(shí)間及調(diào)試時(shí)間，提高了編程效率，極大地降低了編程差錯率。從我單位30多種錐齒輪零件加工中采用這個通用數(shù)控程序比對每種錐齒輪零件單個編程減少了近90%的工作量。