任务3 子程序与坐标平移编程 1．了解子程序的概念及运用。 2．掌握采用子程序编程的方法。 3．掌握坐标平移基本指令。 任务3 子程序与坐标平移编程 1．了解子程序的概念及运用。 2．掌握采用子程序编程的方法。 3．掌握坐标平移基本指令。 4．掌握采用坐标平移指令编程的方法。

任务要求：加工如下左图所示零件，毛坯为50mm×48mm×10mm的45钢，内孔已加工完成，现以内孔定位装夹来加工外轮廓，在数控铣床上进行4件或多件加工，零件在夹具中的装夹如下右图所示，试编写其数控铣加工程序。 零件在夹具中的装夹示意图 子程序及坐标平移编程实例 零件图

任务分析：加工本例工件时，如果每个轮廓均采用单一的加工程序编程与加工，则基点换算困难，编写和输入程序容易出错。如采用子程序并结合坐标平移指令进行编程，则程序简单明了。 零件实体图

一、子程序的概念及编程方法 1．子程序的定义 机床的加工程序可以分为主程序和子程序两种。所谓主程序是一个完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主体部分。它和被加工零件或加工要求一一对应，不同的零件或不同的加工要求，都有唯一的主程序。 在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它。这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。 子程序一般都不可以作为独立的加工程序使用，它只能通过调用，实现加工中的局部动作。子程序执行结束后，能自动返回到调用的程序中。

为了进一步简化程序，可以让子程序调用另一个子程序， 这一功能称为子程序的嵌套。 2．子程序的嵌套 为了进一步简化程序，可以让子程序调用另一个子程序， 这一功能称为子程序的嵌套。 当主程序调用子程序时，该子程序被认为是一级子程序，系统不同，其子程序的嵌套级数也不相同。一般情况下，在FANUC 0系统中，子程序可以嵌套4级，如下图所示。 子程序嵌套

3．子程序的格式 在FANUC系统中，子程序和主程序并无本质区别。子程序和主程序在程序号及程序内容方面基本相同，但结束标记不同。主程序用M02或M30表示主程序结束，而子程序则用M99表示子程序结束，并实现自动返回主程序功能。如下子程序格式所示： O0100； G91 G01 Z-2.0； … G91 G28 Z0； M99； 对于子程序结束指令M99，不一定要单独书写一行，如上面程序中最后两行写成“G91 G28 Z0 M99；”也是允许的。

4．子程序的调用 在FANUC系统中，子程序的调用可通过辅助功能代码M98指令进行，且在调用格式中将子程序的程序号地址改为P，其常用的子程序调用格式有两种。 格式一 M98 P×××× L××××； 例1 M98 P100 L5； 例2 M98 P100； 格式二 M98 P××××××××； 例3 M98 P50010； 例4 M98 P510；

地址P后面的八位数字中，前四位表示调用次数，后四位表示子程序序号，采用此种调用格式时，调用次数前的0可以省略不写，但子程序号前的0不可省略。如例3表示调用子程序O10五次，而例4则表示调用子程序O510一次。 子程序的执行过程如下程序所示 主程序： O0001； 子程序： N10 …； O0100； N20 M98 P0100； … N30 …； M99； … … O0200； N60 M98 P0200 L2； … … M99； N100 M30；

例1 加工如图所示六个相同外形轮廓，试采用子程序编程方式编写其数控铣加工程序。 5．子程序的应用 （1）同平面内多个相同轮廓形状工件的加工 在一次装夹中，若要完成多个相同轮廓形状工件的加工，编程时只编写一个轮廓形状的加工程序，然后用主程序来调用子程序。如下例题所示。 子程序加工相同轮廓 例1 加工如图所示六个相同外形轮廓，试采用子程序编程方式编写其数控铣加工程序。

O0020； （主程序） G90 G94 G21 G40 G17 G54； G91 G28 Z0； M03 S800 ； G90 G00 X－48.0 Y－40.0； Z10.0 M08 ； G01 Z－5.0 F100； M98 P201 L6； （调用子程序6次） G00 Z50.0； M05 M09； M30； O0201； （子程序） G91 G41 G01 X5.0 D01； （在子程序中编写刀具半径补偿） Y60.0； G02 X6.0 R3.0； G01 Y－40.0； G02 X－6.0 R3.0； G40 G01 X－5.0 Y－20.0； （刀具半径补偿不能被分支） G01 X16.0； （移动到下一个轮廓起点） M99；

例2 加工如下图所示零件凸台外形轮廓，Z向每次切深为5mm，试编写其数控铣加工程序。

O0080； （主程序） G90 G94 G21 G40 G17 G54； G91 G28 Z0； M03 S600 ； G90 G00 X－40.0 Y－40.0； Z20.0 M08； G01 Z0 F100； （刀具Z向定位） M98 P10 L3； （调用子程序三次） G90 G00 Z50.0 M09； M30； O10； （子程序） G91 G01 Z－5.0； （增量进给5mm） G90 G41G01 X－20.0 D01； （注意模式的转换） Y14.0； G02 X－14.0 Y20.0 R6.0； G01 X14.0； G02 X20.0 Y14.0 R6.0；

G01Y－14.0； G02 X14.0 Y－20.0 R6.0； G01 X－14.0； G02 X－20.0 Y－14.0 R6.0； G40 G01 X－40.0 Y－40.0； M99； （3）实现程序的优化 加工中心的程序往往包含有许多独立的工序，为了优化加工顺序，通常将每一个独立的工序编写成一个子程序，主程序只有换刀和调用子程序的命令，从而实现优化程序的目的。 在实际生产中，若零件有多个轮廓需要加工，常用子程序来实现每个局部轮廓的加工。

6．使用子程序的注意事项 （1）注意主、子程序间模式代码的变换 例题2中，子程序的起始行用了G91模式，从而避免了重复执行子程序过程中刀具在同一深度进行加工。但需要注意及时进行G90与G91模式的变换。 O1；（主程序） O2；（子程序） G90 G54（ G90模式 ）； G91…； M98 P2； … …； G91 … （G91模式） M99； G90 … （G90模式） M30；

（2）在半径补偿模式中的程序不能被分支 O1；（主程序） O2；(子程序) G91…； …； G41…； M99； M98 P2； G40…； M30； 在以上程序中，刀具半径补偿模式在主程序及子程序中被分支执行，在编程过程中应尽量避免编写这种形式的程序。在有些系统中如出现此种刀具半径补偿被分支执行的程序，在程序执行过程中还可能出现系统报警。正确的书写格式如下： O1；（主程序） O2；(子程序) G91…； G41…； …； …； M98 P2； G40…； M30； M99；

二、局部坐标系（坐标平移） 在数控编程中，为了方便编程，有时要给程序选择一个新的参考，通常是将工件坐标系偏移一个距离。在FANUC系统中，通过指令G52来实现，其指令格式如下： G52 X Y Z ； G52 X0 Y0 Z0； G52：设定局部坐标系，该坐标系的参考基准是当前设定的有效工件坐标系原点，即使用G54～G59设定的工件坐标系。 X Y Z ：局部坐标系的原点在原工作坐标系中的位置，该值用绝对坐标值加以指定。 G52 X0 Y0 Z0：取消局部坐标系，其实质是将局部坐标系仍设定在原工件坐标系原点处。

上例表示设定一个新的工件坐标系，该坐标系位于原工件坐标系XY平面的（20.0，10.0）位置，如图所示。 例 G54； G52 X20.0 Y10.0； 上例表示设定一个新的工件坐标系，该坐标系位于原工件坐标系XY平面的（20.0，10.0）位置，如图所示。 设定局部坐标系

一、加工准备 1．选择数控机床 本任务选用的机床为TH7650型FANUC 0i系统加工中心。 2．选择刀具及切削用量 选择φ16mm的高速钢立铣刀加工周边轮廓。切削用量推荐值如下：切削速度n=500～600 r/min；进给速度取f=100～200 mm/min；背吃刀量的取值稍大于零件毛坯高度，取ap=10 mm。

二、编写加工程序 1．设计加工路线 编写本例周边轮廓的加工程序时，应注意切入方式的合理选择，此处选择轮廓左侧直线的延长线切入。另外还应注意刀具轨迹的合理规划，防止刀具移动过程中与其他轮廓发生干涉。

采用CAD软件进行基点坐标分析，得出图中部分基点坐标如下： 1点 （－24.07，17.0） 2点 （－20.49，－13.42） 3点 （－18.62，－11.55） 4点 （－17.15，－5.48） 5点 （－20.31，－22.08）

2．编制加工程序 本例工件的加工中心加工程序见下表。 子程序编程实例参考程序 （转下页） 刀具 φ16mm立铣刀 程序 段号 加工程序 程序说明 O0082； 主程序 N10 G90 G94 G21 G40 G17 G54； 程序初始化 N20 G91 G28 Z0； Z向回参考点 N30 M03 S600 ； 主轴正转 N40 G90 G00 X0 Y0； 刀具在XY平面中快速定位 N50 Z10.0 M08 ； 刀具Z向快速定位，切削液开 N60 M98 P100； 调用子程序加工第一个轮廓 N70 G52 X70.0 Y0； 调用子程序加工第二个轮廓 N80 （转下页）

（转下页） N90 G52 X0 Y70.0； 调用子程序加工第三个轮廓 N100 M98 P100； N110 调用子程序加工第四个轮廓 N120 N130 G52 X0 Y0； 取消坐标平移 N140 G90 G00 Z100.0 M09； 程序结束 N150 M30； O100； 加工轮廓子程序 N10 G00 X－35.0 Y－40.0； 刀具定位 N20 G01 Z－9.0； N30 G41 G01 X－24.07Y－17.0 D01； 在子程序中建立刀补 （转下页）

操作视频 N40 X－18.62 Y－11.55； 加工单个轮廓 N50 G03 X－17.15 Y－5.48 R6.0； N60 在子程序中取消刀补 N130 G00 Z10.0； 刀具抬起 N140 M99； 返回主程序 操作视频

说明：上表中的加工程序，也可采用工件坐标系零点偏移指令编写其加工程序。采用这种方式编程时，其主程序如下“O0252”所示，子程序与采用坐标平移指令编程时的子程序相同。机床偏置存储器中的参数设置如图所示，其X参数或Y参数的数值之间的差值即为工件之间的距离。 O0252； … G54 G90 G00 X0 Y0； （选择G54坐标系加工第1个零件） Z10.0； M98 P100； G55 M98 P100； （选择G55坐标系加工第2个零件） G56 M98 P100； （选择G56坐标系加工第3个零件） G57 M98 P100； （选择G57坐标系加工第4个零件）

机床偏置存储器参数