华中HNC-21/22M数控系统中轮廓倒圆、倒角的实现
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摘要： 在华中hnc-21/22m数控系统中，可以运用刀具半径补偿功能结合宏指令编程，实现对轮廓的倒角和倒圆，本文就其实现的原理、变量的设定、刀具的轨迹及程序的设计做了详细的说明，并介绍了在实际编程中的要点和注意事项。
关键词： 华中HNC-21/22AM 数控系统 倒圆 倒角
在一些情况下，为了满足使用的要求，零件的轮廓上会设计出圆角或倒角，另外，在近几年的数控铣（加工中心）的技能比赛中，轮廓的倒圆、倒角也是一个很重要的考试内容。为了实现轮廓倒圆、倒角，实际操作中可以选用成形刀具一次切削成型或选用球形刀、立铣刀利用宏指令编程来实现。因为成形刀具的规格单一、价格昂贵，另外，比赛中也明确要求不准选用成形刀具来进行轮廓的倒圆、倒角，所以只有考虑选用普通刀具，利用宏指令编程来实现。现就运用刀具半径补偿功能结合宏指令编程实现轮廓的圆角或倒角的过程作如下分析：
一、基本原理
在加工如图1所示零件的外轮廓时，只需按编程轨迹坐标编写程序，并设定刀具半径补偿方向和补偿值。实际加工时，刀具按刀具中心轨迹运动。图中明显看出，编程轨迹不变的条件下，只要改变刀具补偿量，就使刀具的位值改变，从而改变轮廓的尺寸，达到切削的目的。
下面就具体说明用这种方法进行轮廓倒圆、倒角的过程。比如，要加工如图2所示零件，轮廓1为编程轨迹，要保证轮廓1的尺寸，选择刀具半径补偿值为D1（D1=刀具半径）；若保证轮廓2的尺寸，在程序不变的条件下，只要改变刀具半径补偿值为D2（D2＜刀具半径）即可。图中可以看出，加工外轮廓时，在程序不变的条件下，刀具半径补偿值＜刀具半径，零件轮廓的尺寸减小；相反，刀具半径补偿值＞刀具半径，零件轮廓的尺寸增大。
在这里也就是利用了这一原理实现轮廓倒圆、倒角目的的，只不过刀具半径补偿值是按照一定的函数关系变化罢了。为了使刀具半径补偿值按照一定的函数关系变化，在FANUC系统中是用可编程参数输入指令G10实现的，而在华中数控系统中没有相关的指令实现，经过一番的研究发现，刀具半径补偿值存储在变量#101-#199中，这样只要把刀具半径补偿值赋到此变量中，并按照一定的函数关系变化就可以方便地实现轮廓的倒圆和倒角。
二、轮廓倒圆的实现
零件图如图3所示。要求在轮廓四周倒出半径为5mm的圆角。
利用上面的理论，倒圆为5mm，选择Φ16的立铣刀，变量#1为角度，刀具半径补偿值按照#101=5*COS［#1*PI/180］+3变化，加工深度按照#2=5*SIN［#1］变化，刀具的轨迹为半径为R的圆弧，如图4所示，刀具路线如图5所示。
参考程序如下：
%0001
G54G17G21G40G49G90
M03S500
G00Z100
X0Y0
Z5
#1=0；初始角度
WHILE#1LE90；角度范围
#101=5*COS［#1*PI/180］+3；刀补值
#2=5*SIN［#1*PI/180］；深度值
G01Z［-5+#2］F500；下刀深度
G42G01X-18.11Y47.23D［101］；建立刀补
G02X18.11Y47.23R25
G01X57.79Y5.51
G02X54.16Y-7.70R8
G01X37.83Y-12.29
G03X32.62Y-16.9R8
G01X23.04Y-39.68
G02X-23.04Y-39.68R25
G01X-32.62Y-16.9
G03X-37.83Y-12.29R8
G01X-54.16Y-7.70
G02X-57.79Y5.51R8
G01X-18.11Y47.23
G40G00X0Y30；取消刀补
X0Y0
#1=#1+7；角度递增
ENDW
G00Z100
X0Y0
M05
M30
三、轮廓倒角的实现
如图7所示，要求在轮廓四周倒角，尺寸为C3。选择Φ16的立铣刀，变量#1为X方向变量，刀具半径补偿值按照#101=-#1+8变化，加工深度按照#2=#1变化，刀具的轨迹为C3的倒角，如图6所示，刀具路线如图7所示。
参考程序：
%0002
G54G17G21G40G49G90
M03S500
G00Z100
X0Y0
Z5
#1=0；初始值
WHILE#1LE3；倒角范围
#101=-#1+8；刀补值
#2=#1；倒角尺寸
G01Z［-3+#2］F500；下刀深度
G42G01X-18.11Y47.23D［101］；建立刀补
G02X18.11Y47.23R25；轮廓加工
……
G01X-18.11Y47.23；轮廓加工
G40G00X0Y30；取消刀补
#1=#1+0.1；
ENDW
G00Z100
X0Y0
M05
M30
四、注意事项
1.刀具半径补偿值变量必须选择变量#101-#199，选择其他变量无作用。
2.倒圆时，在#101=R*COS［#1*PI/180］+A语句中，#101的初始值应该为选用刀具的半径值，所以要计算出A，如图4所示；倒角时，在#101=-#1+B语句中，#101的初始值应该为选用刀具的半径值，所以要计算出B，如图6所示。
3.在建立刀具半径补偿语句G42G01X_Y_D［101］中，D的值101不用符号“#”。
4.在每一次循环中必须有取消刀具半径补偿和建立语句。
参考文献：
［1］HNC-21M编程说明书.武汉：华中数控股份有限公司，2000.