基于C語言的變螺距螺紋軟件開發(fā)

變螺距螺紋在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，利用數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，因其螺距在做增量變化，同時(shí)要保證牙的寬度相等，主要采用的的編程方式就是宏程序，宏程序需要利用數(shù)控系統(tǒng)中的變量、循環(huán)、邏輯運(yùn)算等高級編程方式，對于編程人員的要求較高。為了使編程更方便、容易，我們可以借助計(jì)算機(jī)語言自行開發(fā)通用工具，提高編程效率。

1  開發(fā)前期準(zhǔn)備

1.1  變螺距螺紋車削工藝分析

牙等寬變螺距螺紋因螺距在做增量變化，但是牙的寬度相等，加工時(shí)刀具寬度不會(huì)變化，因此在加工時(shí)需要先分層，再在每一層趕刀加工?？紤]到加工效率，加工過程分為開粗和精加工兩部分，開粗時(shí)對牙槽中的多余材料加工，精加工時(shí)對牙側(cè)進(jìn)行車削，確保零件精度。

1.2  開發(fā)工具的確定

1.2.1  開發(fā)語言

開發(fā)語言可根據(jù)自身需求自行選定，本文以C語言為例進(jìn)行開發(fā)，C語言是國際流行的計(jì)算機(jī)高級語言，具有代碼量很小、運(yùn)行速度比較快和功能強(qiáng)大，簡單易學(xué)的特點(diǎn)；

1.2.2  開發(fā)工具

工具可根據(jù)自身需求選定，本文以code blocks作為開發(fā)工具，code blocks是一個(gè)開放源碼的全功能的跨平臺C/C++集成開發(fā)環(huán)境，具有靈活而強(qiáng)大的配置功能，除支持自身的工程文件，還支持多種腳本文件、工程文件和解決方案，具有良好的兼容性。

1.2.2.1  程序的開發(fā)

1.2.2.2  確定框架

螺紋軟件的開發(fā)只需要對輸入?yún)?shù)進(jìn)行處理，然后輸出準(zhǔn)確的G代碼即可，所以編碼部分由螺紋各加工參數(shù)輸入、正確與否的判斷、邏輯運(yùn)算和文件生成四大部分組成。

1.2.2.3  各部分的編程

（1）參數(shù)輸入。首先分定義參數(shù)在C語言中的變量名，然后將參數(shù)準(zhǔn)確輸入到相應(yīng)變量中，參數(shù)即為螺紋的基本數(shù)據(jù)，由加工時(shí)螺紋實(shí)際參數(shù)而定。

（a）下表即為螺紋各參數(shù)在編碼過程中所對應(yīng)的變量名：

表1 

（b）螺紋參數(shù)的輸入（源代碼），考慮各參數(shù)的數(shù)據(jù)類型，此處使用了整型、浮點(diǎn)型的數(shù)據(jù)： 

圖1

1.2.2.4  對各參數(shù)正確與否進(jìn)行判斷

在輸入?yún)?shù)時(shí)，難免會(huì)輸入錯(cuò)誤的參數(shù)，如果沒有將輸入的參數(shù)進(jìn)行判斷，則輸出的G代碼也會(huì)按照錯(cuò)誤的參數(shù)進(jìn)行輸出，這樣就可能導(dǎo)致撞刀或其他嚴(yán)重的安全事故，所以在進(jìn)行邏輯運(yùn)算之前必須對各參數(shù)進(jìn)行判斷，使得各參數(shù)符合加工需要，編碼過程中需對牙寬、螺距、牙側(cè)角度、刀寬、引入距離等參數(shù)進(jìn)行判斷，當(dāng)輸入有誤時(shí)，報(bào)警提示并重新寫入數(shù)據(jù)，確保參數(shù)的正確和G代碼的正確性。

（a）判斷牙寬和螺距 

（b）判斷牙側(cè)角度

圖2                                         圖3

1.2.2.5  邏輯運(yùn)算

邏輯運(yùn)算直接影響著輸出的G代碼是否安全可靠，屬于開發(fā)中的核心部分。邏輯運(yùn)算分參數(shù)計(jì)算、開粗、精加工三部分組成，參數(shù)計(jì)算方面根據(jù)所輸入的數(shù)據(jù)，結(jié)合加工軌跡進(jìn)行計(jì)算，對螺紋總長度、總牙數(shù)、借刀次數(shù)、分層次數(shù)等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；開粗時(shí)將每層的加工G代碼輸出；精加工時(shí)根據(jù)加工精度選擇合適的參數(shù)，對牙型兩側(cè)的殘料加工。

在數(shù)控系統(tǒng)中，運(yùn)行螺紋加工指令G32時(shí)，螺距的值不能為0，所以開發(fā)中必須做出處理，防止機(jī)床使用時(shí)報(bào)錯(cuò)。

（a）參數(shù)的計(jì)算                        

圖7  （d）文件類型的處理與輸出

圖4

（b）螺紋開粗G代碼的輸出            （c） 螺紋精加工G代碼的輸出 

1.2.2.6  文件類型的處理與輸出

FUNUC數(shù)控系統(tǒng)中，機(jī)床通常采用的程序文件后綴為.TXT/.CUT/.NC等數(shù)據(jù)格式，為了能使得用戶直接將生成的程序傳輸進(jìn)去，本文以TXT文件格式為例，將G代碼保存到TXT文檔中，方便直接傳輸?shù)綑C(jī)床。此處以在桌面位置新建一個(gè)文件名為O7777的TXT文檔為例進(jìn)行說明（見圖7）。

1.2.2.7  程序的調(diào)試與生成

代碼完工后，利用具體參數(shù)進(jìn)行軟件測試與調(diào)試，同時(shí)利用CIMCO EDIT和進(jìn)行刀具軌跡仿真；調(diào)試過程中，著重對生成G代碼的可使用性和準(zhǔn)確性進(jìn)行測量，對數(shù)據(jù)報(bào)錯(cuò)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保在使用過程中既不出安全事故，又使加工的零件精度合格；調(diào)試合格后，生成.exe的可執(zhí)行文件。2  結(jié)語

本文介紹了利用C語言開發(fā)數(shù)控螺紋軟件的方法，并將程序開發(fā)中所涉及的程序結(jié)構(gòu)、注意事項(xiàng)和源代碼進(jìn)行了詳細(xì)闡述；解決了數(shù)控操作人員因編程能力有限或其他原因沒法加工高難度螺紋的難題，降低了生產(chǎn)成本、提高了加工效率，為其他高難度螺紋、特定工藝環(huán)節(jié)的軟件開發(fā)提供思路和借鑒。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://www.12-baidu.cn/w/qk/21223.html