一、問題的提出
北方賓士重慶變速器公司承接了如圖1所示的鏈輪加工，銑削外形安排在引進的辛辛那提馬刀750型立式加工中心上進行。分析零件圖可以看出，該零件在圓周上均勻分佈了8個相同的槽，全部是圓弧連接。如果按照直接編程方法，則要計算大量的圓弧切點坐標。雖然可以用繪圖軟體用作圖法求這些切點的坐標，但在沒有自動編程軟體的情況下，這些點的坐標數據量還是比較大的。如果全部用手工編製，不但費時，而且容易出錯。能不能利用機床數控系統自身的功能來簡化編程，提高工作效率呢？
馬刀750加工中心採用辛辛那提的ACRAMATIC 850MC數控系統。雖然該系統開發時間較早，但其輔助編程功能還是很強的，有多種算數運算、函數運算、順序控制、坐標系旋轉等豐富的編程功能。靈活運用這些功能，應該是能夠實現簡化編程的目的的。
二、相關指令介紹
以下主要介紹850MC數控系統的有關指令，對FANUC 0系統的相應指令也作簡要介紹。實際上，現代數控系統基本上都具備這些功能，只是表示方法有所不同。
1.賦值指令
850MC系統的賦值指令為G10，其格式為：
G10=[T1] V123.45；將值123.45存儲於臨時變數T1中，即[T1]=123.45
G10=[T2] V[T1]+1.23；將臨時變數T1的值與數值1.23之和存儲於臨時變數T2中，即[T2]=124.68
G10=[T3] V[T1]+[T2]；將臨時變數T1加上T2之和存儲於臨時變數T3中
850MC數控系統共有從T1至T32共32個臨時變數。
FANUC 0系統也有若干公共變數（#100～#149、#500～#531）。賦值指令更容易理解，如 #100=123.45 或 #101=#102等。
2.轉移指令
G11 轉移指令，可分為帶條件轉移指令和無條件轉移指令。
(1)無條件轉移
G11 L100是無條件轉移指令，L后的值為轉移標號，轉移之處使用Q帶標號，如Q100。若向G11程序段之後轉移，L后不帶符號；若向前轉移，則L后要帶「－」號。Q標號不帶符號。例如，向後轉移：
N1210 …………
N1220 G11 L100；
N1230 …………
N1240 …………
N1250 Q100；
向前轉移：
N1410 Q200；
N1420 …………
N1430 …………
N1440 …………
N1450 G11 L－200；
標號的值可為任意整數。
FANUC 0系統使用「GOTO nnnn」指令，其中「nnnn」為程序順序號，不帶符號，如「GOTO 1000」表示轉移至N1000程序段。
(2)條件轉移
G11 E[T1]<8 L100是條件轉移指令，L100的意義同上。其中的E[T1]<8為條件測試表達式，e為關鍵字。關係運算符共有「>」、「<」、「=」及「<>」四種，分別表示大於、小於、等於和不等於。
G11 E[T1]<8 L100表示：如果臨時變數T1的值小於8，則向後轉移至標號Q100之程序段。
FANUC 0系統使用「IF [#100 LT 8] GOTO 1000」來進行條件轉移。其中的關係運算符用「GT」、「GE」、「LT」、「LE」、「EQ」和「NE」分別表示大於、大於等於、小於、小於等於、等於和不等於。
3.循環指令
850MC系統沒有循環指令，但可以使用條件轉移指令來實現循環功能。
FANUC 0系統使用「WHILE .... DOn」加上「ENDn」實現循環功能。其中的n=1～3，可以理解為循環體標號，「DOn」和「ENDn」必須配對使用。循環結構可以嵌套至多三層，但不能交叉。例如：
WHILE[#100 LE 8] DO1
…………
END1
表示當#100變數的值小於等於8時則執行循環體中的程序段。
4.坐標系旋轉
850MC系統使用如下指令來進行坐標系旋轉（其中的左右括弧是必需的）：
（ROT，G0 X0 Y0 A45）
其中，ROT為坐標系旋轉指令；G0表示旋轉角度為增量方式，G1表示旋轉角度為絕對方式；X、Y為旋轉中心坐標，A為旋轉角度。
坐標系旋轉的取消可用指令（ROT，G1 A0）、程序中帶「：」的同步段或按操作面板上「數據恢復」鍵。程序結束也自動取消坐標系旋轉。
FANUC 0系統使用G68 X_ Y_ R_指令實現坐標系旋轉功能。X_、Y_為旋轉中心坐標，R_為旋轉角度，而旋轉角度的增量方式、絕對方式的選擇則在系統參數#041的第0位（最低位）中設定，若該位設為1，則旋轉角度為絕對方式；若為0，則用G90/G91方式決定。G69指令取消坐標系旋轉。
三、解決方案
由於零件8個槽在圓周上均勻分佈，我們可以考慮只編寫其中一個槽的程序，然後使用循環結構，8次旋轉零件坐標系，就可加工出零件的全部輪廓了。
如圖2所示，求出第一個槽的所有點坐標值，編寫該部分的輪廓銑削程序。再綜合運用上述相應指令，生成的零件加工程序如下。
N10 T3 M6;
N20 G00 X200 Y-50 S200 F70 M13;
N30 Z-40;
N40 G0 G42 X160 Y-15;
N50 G01 X160 Y0;
N60 G10=[T1] V1;
N70 Q100;
N80 G03 X159.496 Y12.689 I0 J0;
N90 X147.957 Y26.106 R15;
N100 G02 X123.081 Y86.162 R40;
N110 G03 X121.753 Y103.808 R15;
N120 X113.137 Y113.137 I0 J0;
N130 (ROT,G0 X0 Y0 A45);
N140 G10=[T1] V[T1]+1;
N150 G11 E[T1]<9 L-100;
N160 G01 X160 Y10;
N170 G00 G40 X200 Y50 M9;
N180 M2;
註：刀具切入、切出部分的程序放在循環體之外。本程序用850MC數控系統編寫（程序中I、J為圓心坐標）。
四、一點體會
數控技術的進步和數控機床的普及，要求數控工程技術人員更深刻地理解和掌握數控編程指令，充分利用技術給我們帶來的方便，從而在更高的水平上使用數控機床，這對於提高企業的競爭力有著重要的意義。本文介紹的方法對於在圓周或直線方向均勻分佈的元素均可適用。另外，坐標系旋轉除在編程時使用外，還可方便快捷地找正零件。如圖3所示，兩個大孔ΦD與Φd已經加工，現要加工外圍孔系。找正零件時，要將兩個大孔找正，在X軸方向是非常麻煩費時的。我們可以直接將零件壓緊后，建立以大孔中心為原點的零件坐標系，再打表找正小孔，利用數控系統自身的計算功能，用反正切求出角度，然後使用坐標系旋轉功能即可。這樣每次裝夾零件時，只需將小孔中心的坐標值輸入程序即可加工零件。總之，靈活運用數控系統的功能，對簡化編程、提高工作效率是很有幫助的。
