如何使用西门子的Cycle 循环？数控车床加工编程经验总结

本文将以西门子828D数控系统为例介绍数控车床进行零件程序编写的过程。待加工的零件如下图所示，我们使用SINUTRAIN进行机外编程和模拟。 

工件剖视图

在SINUTRAIN上需要选定一个机型：斜床身，带动力刀架的车床。

一、准备阶段

首先创建零件加工所需要的刀具。我们创建如下刀具，数量均为1把，创建刀具的时候要注意正确录入刀具数据（包括刀尖方向以及必要的刀具数据），因为它们和后面编程中需要切削工艺循环相挂钩 ，循环的使用才能正确，动态的模拟过程可以更精确，系统估算出的加工时间，零件加工出来的最终尺寸也会正确。

刀具信息以及注意事项如下：

1. 外圆车刀（选择粗加工刀具或精加工刀具即可）的刀尖点方向：

在界面中选择刀尖位置3，红色圈位置

2. 切槽刀具要注意输入槽刀的刀宽：

该参数一般标注在刀片的包装盒上，也可使用游标卡尺实际测量后填写。此处举例：录入刀宽数据3mm，切槽刀可深入到工件的长度为21mm。

3. 内孔车刀（包括粗加工刀具，精加工刀具）的刀尖点方向：

选择刀尖位置2，红色圈位置

4. 钻头(包括中心钻，麻花钻)需要录入刀具的直径：

该参数一般标注在钻头的刀柄上，也可通过游标卡尺实际测量后填写。此处举例：中心钻直径4mm, 麻花钻直径16mm。

二、程序的基本结构

零件的加工程序可以分为两部分，主程序和子程序。

1. 主程序

主程序分成三个部分：程序头（加工条件，加工参数），轮廓加工，程序停止。

（1）程序头：我们首先编写如下指令，这些指令可以为后续的编程加工奠定基础。

（2）轮廓加工：在这里我们完成刀具在毛坯上的实际切削动作，包含的核心要素如下：

对上述话题的阶段性总结：

1）确定加工基本条件（切削参数，毛坯尺寸）

2）确定标记位(例如-AA:BB)  

3）调用加工工艺循环。

（3）程序停止：加工完成后需要将刀具退出到安全位置，并让主轴停止，冷却液停止，程序完全结束。

2. 子程序

子程序部分，子程序主要需要表达零件的轮廓，简单的说就是要使用G01,G02,G03指令将cycle952中需要加工的最终尺寸用坐标点串起来的过程。调用子程序是大家在使用中比较容易出错的部分，但过程并不难。只要把握下面的一些规律，就基本可以避免。

首先一点：子程序要写在主程序结构的后面，也就是M30的后面，这一点非常重要。

三、要点总结

1. 创建刀具的时候要注意正确录入刀具数据（包括刀尖方向以及必要的刀具数据）。例如：刀尖方向，刀宽，刀长，直径，刀尖圆弧。

2. 主程序分成三个部分：程序头（加工条件，加工参数），轮廓加工，程序停止。

3. 为保证在程序模拟的时候充分发挥出828D的产品性能，使用WORKPIECE循环不仅可以看到刀具的轨迹路径，还可以看到模拟过程中的零件结构的变化。

4. 使用Cycle62循环确定轮廓子程序的起始标记和终止标记，至于轮廓子程序AA-BB之间包含的内容，需要放在子程序部分编写。

5. Cycle952有三类，通过软菜单键“轮廓切削”来调用,分为“切削”，“槽式切削”，“往复切削”，此零件我们选择第三种，“往复切削”来加工。

6. 子程序要写在主程序的M30指令后面。

7. 子程序中只用到了G01,G02,G03,X,Z,数字，以及+，-符号。圆弧编程（G2或G3）使用CR=半径值来表示。8.程序结束标记“BB:”需要和最后一行轮廓写在同一行。

最后的零件加工结果如下图所示：

零件加工结果—主视图与右视图

零件加工结果--3D模拟视图（选项功能，非必备）

下面继续介绍以下3部分内容：

1. 如何对动力刀具轴进行编程？

2.  如何对内轮廓进行加工（包括：如何加工底孔，如何使用内孔车刀加工内轮廓）

3.  如何调用铣削加工循环进行端面加工？

一、准备阶段

1. 需要配置的选项

1）必需：端面和柱面转换功能6FC5800-0AM27-0YB0

2）非必备：3D 模拟选项 6FC5800-0AP25-0YB0

2. 基于原来的刀具表再创建一把铣削刀具。

创建一把立铣刀，直径6mm,带有3个切削刃

二、程序的基本结构

编程指令的写法需要结合数控系统内相应参数的设定，例如机床中的轴名（这些都是设定在系统内的机床参数）。这些参数的设定需要结合机床的机械结构（如下图所示）。

机床主轴部分的结构：带有1根主-主轴（SP1）和一根刀具主轴(SP3)—图片来源《CNC Handbuch 2015-2016》

828D上配置了4根坐标轴：X1,Z1,SP1,SP3

1. 如何对动力刀具轴进行编程

西门子828D中提供了相应的编程指令可帮助机床操作者控制主-主轴，刀具主轴的动作，例如根据上图中所示坐标轴的名称，可以编写加工程序（如下图）控制主-主轴以及刀具主轴的动作。

在MDA方式下编写程序，控制主-主轴和刀具主轴的动作

2. 如何对内轮廓进行加工

加工底孔 :钻中心孔 

加工内孔结构之前，我们必须要先加工底孔，需要使用的刀具为中心钻以及深孔钻。

只需输入刀具的直径即可，其他参数保持默认值。

加工底孔：加工深孔

只需输入底孔的深度即可 。 相对于Z0的加工深度的增量值25mm （注意：在这里不需要考虑添加“负号”的问题）

内孔车刀加工内轮廓（主程序）

其中子程序按照规则，写在主程序部分结束之后。

3. 如何调用铣削加工循环进行端面加工 

内孔车刀加工内轮廓（子程序）

三、要点总结

1. 在使用端面铣削循环（例如CYCLE79循环）前，客户需要提前购买选项 6FC5800-0AM27-0YB0，并激活，并在加工程序中编写相关指令（如：TRANSMIT）向系统声明，目前需要转换到铣削模式下工作。

2. 对于配置了伺服主轴的西门子系统，支持任意角度的主轴定向。编程指令为SPOS=角度

3. 使用西门子内置的加工循环可以大大缩短程序的长度，节省现场编程的工作量，填写数值时注意数值的正负号。

4. Cycle 952循环可用来加工外轮廓或者内轮廓，用户只需要在对话框中选定好就可。

5. 再次强调，子程序的编写一定要写在主程序结束（M02/M30）指令之后，这一点需要和其他编程方法（例如ISO编程法）区别开。

上述程序可以在下面的链接上找到：

https://www.industry.siemens.com.cn/topics/cn/zh/cnc4you/tips_and_tricks/Pages/20180507-4.aspx

https://www.industry.siemens.com.cn/topics/cn/zh/cnc4you/tips_and_tricks/Pages/2018061201.aspx

更多有趣的信息请参考: www.siemens.com.cn/cnc4you

若需要模拟上述加工程序，客户可下载免费版的SINUTRAIN，