iTNC530數控系統是HEIDENHAIN公司最高端的數控系統，廣泛的應用與五軸、高速、高精密鏜銑類機床上。在我公司Mikron高速五軸加工中心上iTNC530以其強大的功能、友好的操作界面、安全穩定性能成為我們工作中不可或缺的得力助手。
如右圖所示的漏斗型工件在我廠零件中是一種典型形狀，我們一直使用CAM軟件編程，CAM生成的程序由于都為短直線段程序，程序容量大，修改麻煩，同類型的工件不能通用。
而利用iTNC530數控系統提供的CYCLE 251矩形型腔加工循環與變量計算功能，自動計算加工點位坐標，分層加工實現同類型工件加工程序通用，同樣形狀不同尺寸的工件只需簡單的修改幾個參數，就可是實現通用，并且在循環中刀具補償自動有效，在加工精度、工藝控制、方便現場修改等方面有了很大的提高。
在各類數控系統中廣泛使用的循環編程功能，實現的基本原理即為變量編程，更加深入的了解變量編程，可以更加深入了理解數控系統與機床本身。本文介紹了利用iTNC530系統實現上方下圓漏斗形狀編程的算法與技巧。
一、 功能介紹
1.1Q參數的定義范圍
在iTNC530系統對話格式編程環境下，Q 參數由字母Q 和0 至1999 間的一個數字編號組成。Q 參數分為三類：
| 含義 | 范圍 |
| 可自由使用的參數，對TNC 內存中的所有程序有效。 | Q1600 至Q1999 |
| 只要不與SL 循環發生重疊便可自由使用的參數，對TNC 內存中的所有程序有效。 | Q0 至Q99 |
| TNC 特殊功能參數 | Q100 至Q199 |
| 主要用于循環的參數，對TNC 內存中的所有程序有效。 | Q200 至Q1199 |
| 主要用于OEM 循環參數，對TNC 內存中的所有程序有效。需要機床制造商或供應商協助。 | Q1200 至Q1399 |
| 主要用于調用生效的OEM 循環參數，對TNC 內存中的所有程序有效。 | Q1400 至Q1499 |
| 主要用于定義生效的OEM 循環參數，對TNC 內存中的所有程序有效。 | Q1500 至Q1599 |
由上表可見，最終用戶盡量選用Q1600至Q1999參數，這樣保證不會發生沖突的情況，不過根據軟件版本不同，Q參數的賦值范圍也不盡相同。
1.2 Q參數的應用
1.3Q參數命令| 基本數值運算 | BASIC ARITHM. | 負值、加減乘除等 |
| 三角函數運算 | TRIGO-NOMETRY | SIN COS TAN等 |
| 3或4點計算圓弧 | CIRCLE CALCU-LATION | 圓弧上3點或4點坐標計算圓直徑圓心 |
| 條件跳轉指令 | JUMP | 條件判斷跳轉，如大于跳轉等 |
| 特殊功能 | DIVERSE FUNCTION | PLC、NC數據交換，打印等功能 |
| 公式 | FORMULA | 復雜數學計算公式 |
| 輪廓計算 | CONTOUR FORMULA | SL循環中使用計算敞開輪廓 |
| 字符串計算 | STRING FORMULA | 字符的處理 |
1、 算法
在CYCLE 251循環中可以定義矩形的長度、寬度、圓角尺寸，采用分層銑削的方式，自動更改矩形長寬與圓角直至漸變為一個圓形。
長度更新：ΔL＝（矩形長度－底圓直徑）/分層次數
寬度更新：ΔW＝（矩形寬度－底圓直徑）/分層次數
倒角半徑：ΔR＝（初始倒角半徑－底圓半徑）/分層次數
深度更新：ΔH＝最終深度/分層次數
2、公式
| 計算 | Q218 = Q218 - (Q2 -Q4) / Q7 | 更新矩形長度 |
| Q219 = Q219 - (Q3 -Q4) / Q7 | 更新矩形寬度 | |
| Q220 = Q220 + (Q4 / 2 - Q5) / Q7 | 更新圓角半徑 | |
| Q201 = Q1 / Q7 | 計算下刀深度 | |
| FN 0: Q202 =+Q201 | 負值下刀深度 | |
| FN 1: Q11 =+Q11 + +1 | 計數器加1 | |
| 比較 | FN 12: IF +Q11 LT +Q7 GOTO LBL 1 Q11 < Q7 | 判斷加工深度 |
3、 加工程序
| 主程序 | 0 BEGIN PGM FUNNEL MM | |
| 1 BLK FORM 0.1 Z X-60 Y-50 Z-30 | ||
| 2 BLK FORM 0.2 X+60 Y+50 Z+0 | ||
| 3 TOOL CALL 1 Z S3000 | ||
| 4 CYCL DEF 247 SET DATUM Q339=+6 | 調用6號坐標系 | |
| 負值 | 5 FN 0: Q1 =+30 | 漏斗深度 |
| 6 FN 0: Q2 =+110 | 矩形長度 | |
| 7 FN 0: Q3 =+80 | 矩形寬度 | |
| 8 FN 0: Q4 =+50 | 圓直徑 | |
| 9 FN 0: Q5 =+20 | 矩形圓角 | |
| 10 FN 0: Q7 =+25 | 下刀次數 | |
| 11 L Z+100 R0 FMAX M3 | ||
| 加工圓孔 | 12 CYCL DEF 208 BORE MILLING | 螺旋銑孔循環定義 |
| Q200=+2 ;Setup clearance | ||
| Q201=-Q1 ;Depth | ||
| Q206=1200 ;Feed rate for plunging | ||
| Q334=2 ;Plunging depth | ||
| Q203=+0 ;Surface coordinate | ||
| Q204=50 ;2nd setup clearance | ||
| Q335=Q4 ;Nominal diameter | ||
| Q342=0 ;Preset diameter | ||
| 13 L X+0 Y+0 R0 FMAX M99 | 循環調用 | |
| 14 TOOL CALL 2 Z S3000 | ||
| 15 FN 0: Q11 =+1 | 計數器設1 | |
| 16 Q201 = Q1 / Q7 | ||
| 17 CYCL DEF 251 RECTANGULAR POCKET | 矩形型腔加工循環 | |
| Q215=2 ;Machining operation | ||
| Q218=Q2 ;1st side length | ||
| Q219=Q3 ;2nd side length | ||
| Q220=Q5 ;Rounding-off radius | ||
| Q368=0 ;Allowance for side | ||
| Q224=+0 ;Rotational position | ||
| Q367=0 ;Pocket position | ||
| Q207=1200 ;Feed rate for milling | ||
| Q351=+1 ;Climb/Up-cut | ||
| Q201=-Q201;Depth | ||
| Q202=Q202 ;Plunging depth | ||
| Q369=0 ;Allowance for floor | ||
| Q206=300 ;Feed rate for plunging | ||
| Q338=0 ;Infeed for finishing | ||
| Q200=2 ;Setup clearance | ||
| Q203=+Q203;Surface coordinate | ||
| Q204=2 ;2nd setup clearance | ||
| Q370=1 ;Path overlap | ||
| Q366=2 ;Plunging | ||
| Q385=1800 ;Feed rate for finishing | ||
| 子程序 | 18 LBL 1 | |
| 計算 | 19 Q218 = Q218 - ( Q2 - Q4 ) / Q7 | 更新X軸長度 |
| 20 Q219 = Q219 - ( Q3 - Q4 ) / Q7 | 更新Y軸長度 | |
| 21 Q220 = Q220 + ( Q4 / 2 - Q5 ) / Q7 | 更新圓角半徑 | |
| 22 Q203 = Q203 - Q1 / Q7 | 更新工件表面坐標 | |
| 23 FN 0: Q202 =+Q201 | 下刀深度 | |
| 24 FN 1: Q11 =+Q11 + +1 | 計數器加1 | |
| 25 L X+0 Y+0 R0 FMAX M99 | 新循環調用 | |
| 26 FN 12: IF +Q11 LT +Q7 GOTO LBL 1 | 次數判斷 | |
| 27 L Z+100 R0 FMAX M2 | ||
| 28 END PGM FUNNEL MM |
如上程序只有28句，為CAM程序的千分之一，大大節省了硬盤空間，并且在iTNC530 中的固定循環完整的集成了下刀方式、粗精加工工藝分開等各種工藝控制方式，程序編制完成后上機模式并試驗加工，不同尺寸的工件只需修改程序頭中的6個參數即可自由控制零件形狀尺寸與加工表面質量。
利用這個思路，我們可將具有一定特征的類型零件，用變量加工的方式替換用CAM編制的程序，使程序更加柔性化。iTNC530面向車間編程的思路可使機床操作人員在現場較快的完成復雜零件程序編制，大量的節省了編程時間，提高了工作效率。
