試論FANUC數(shù)控系統(tǒng)宏指令在零件倒角處理中的應(yīng)用

黃許娜

(鄭州市技師學(xué)院，河南 鄭州 450006)

用戶宏指令為用戶提供了一種編寫宏程序的手段。通常運(yùn)用宏指令編寫的程序我們稱之為用戶宏程序，簡(jiǎn)稱為宏程序。通常宏程序作為子程序存放在存儲(chǔ)器中，主程序需要時(shí)可以使用呼叫子程序的方式隨時(shí)調(diào)用。宏程序是一種編程方法，不僅可以讓編程者按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的格式編寫數(shù)控程序，而且還允許編程者在程序中進(jìn)行簡(jiǎn)單邏輯運(yùn)算與初等數(shù)學(xué)運(yùn)算，從而拓展了編程的靈活性與使用性，如表一所示。

表一 常規(guī)數(shù)控程序與用戶宏程序特點(diǎn)的對(duì)比

1 FANUC 0iM用戶宏程序使用方法

變量格式:FANUC 0iM數(shù)控系統(tǒng)中，變量的格式是再“#”符號(hào)后放置變量號(hào)碼，如#10表示10號(hào)變量。

變量的引用:變量的使用方法和常量一致，區(qū)別在于變量的值可以被替換。如:若變量#10的數(shù)值為1，變量#20中的數(shù)值為50，變量#30的數(shù)值為100，則指令G#10X#20F#30即為G1X50.0F100。

變量的運(yùn)算。宏程序的重要特性即是可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)算功能，相當(dāng)于給編程者一把鑰匙，讓編程者開發(fā)適合自己的加工走刀方式。宏程序的運(yùn)算有限順序?yàn)?1.函數(shù)運(yùn)算;2.乘除法與運(yùn)算、邏輯“與”;加減法運(yùn)算、邏輯“或”、邏輯“異或”。

宏程序中的控制指令。1)無條件轉(zhuǎn)移指令。指令使用格式為:GOTO n;其中，n為順序號(hào)。例如:GOTO 100。2)有條件轉(zhuǎn)移指令。指令使用格式為:IF{邏輯條件}GOTO n;其中，n為順序號(hào)。該指令表示，當(dāng)邏輯條件為真時(shí)，執(zhí)行GOTO n，否則順序執(zhí)行下程序。3)循環(huán)指令。指令使用格式為:WHILE{邏輯條件}DO m;……END m;該指令表示，當(dāng)邏輯條件為真時(shí)，程序執(zhí)行DO m和END m之間的程序，當(dāng)邏輯條件為假時(shí)，程序執(zhí)行END m后的程序。其中，m的取值為1、2、3。例如:WHILE{#10 EQ#20}DO 1 G01 X100.0 END 1。

宏程序的調(diào)用。FANUC 0iM數(shù)控系統(tǒng)中用戶宏程序調(diào)用格式為:G65 P程序號(hào)L宏程序被重復(fù)調(diào)用幾次〈自變量賦值〉。例如:G65 P5001 L2 A1.0 B －100.0 C50.0。其中，5001為被調(diào)用的宏程序號(hào)，L2表示重復(fù)調(diào)用兩次，A1.0表示向#1賦值1.0，B －100.0 表示向#2 賦值 －100.0，C50.0 表示向#3賦值 50.0。

2 FANUC數(shù)控系統(tǒng)宏指令在倒角編程中的思路解析

從外形來看，倒角面就是一個(gè)三維的空間曲面，一般來說，對(duì)這種三維空間曲面的編程，使用常規(guī)的編程手段進(jìn)行程序編制會(huì)很麻煩，不僅會(huì)耗費(fèi)大量的編程時(shí)間，并且也不容易完成，在這個(gè)過程中可以考慮使用自動(dòng)的編程軟件，但是自動(dòng)編程軟件編制出來的程序一般都很復(fù)雜，很不易于實(shí)現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。經(jīng)過上面對(duì)兩種編程方案進(jìn)行分析后，我們認(rèn)為，必須要找出一種更加恰當(dāng)?shù)姆椒▉斫鉀Q這個(gè)難題，宏指令編程方法就能解決上述問題。因此，下面我們將對(duì)使用FANUC數(shù)控系統(tǒng)的宏指令解決上述問題的應(yīng)用方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹(數(shù)學(xué)計(jì)算法)。

在分別對(duì)應(yīng)圓孔的倒角處理和異形孔的倒角處理的基礎(chǔ)上，通過觀察相應(yīng)的圖形主視圖，可分別選擇相應(yīng)圖中的O點(diǎn)，進(jìn)而建立機(jī)加工所需要的工件坐標(biāo)系，并且分別確定X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)的坐標(biāo)方向，視圖上表面的Z軸坐標(biāo)的數(shù)值均為零，我們進(jìn)而選取其中一個(gè)進(jìn)行相應(yīng)的分析，通過觀察工件坐標(biāo)系，主視圖坐標(biāo)方向中各個(gè)尺寸之間存在的數(shù)學(xué)關(guān)系，我們可以推算出，倒角面在Z軸方向的高度為5。根據(jù)我們以上對(duì)倒角面的分析，我們可以思考建立這樣一個(gè)基本的編程思路:使用宏指令進(jìn)行數(shù)控編程，加工刀具在到倒角面處沿Z軸向負(fù)方向在0—－5之間進(jìn)行切削加工，同時(shí)刀具還沿X、Y平面上進(jìn)行逐層的走刀，沿著這個(gè)思路，最終就可以形成我們所需要的倒角曲面。

通過深入的進(jìn)行切削過程分析，可以知道:刀具不僅在沿著Z軸負(fù)值方向進(jìn)行必要的切削移動(dòng)，同時(shí)刀具也在X、Y平面進(jìn)行逐層的走刀。倘若加工刀具在Z為零值的平面內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，則刀具沿X、Y平面走刀所形成的輪廓就會(huì)形成40mm的整圓或異形圓;倘若加工刀具已經(jīng)移動(dòng)到了Z等于－5mm的位置，則刀具沿X、Y平面走刀所形成的的輪廓就會(huì)形成30mm的整圓或異形圓。從三個(gè)坐標(biāo)數(shù)值間的關(guān)系的角度出發(fā)，也可以這樣理解，當(dāng)Z坐標(biāo)的數(shù)值發(fā)生變化的時(shí)候，整個(gè)圓的直徑也在與Z坐標(biāo)的數(shù)值在形成某種對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)關(guān)系后進(jìn)行相應(yīng)的變化，也可以把它理解成是Z坐標(biāo)數(shù)值與X坐標(biāo)數(shù)值之間的某種內(nèi)在的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)主視圖剖面放大后，顯示出的倒角截面X坐標(biāo)數(shù)值和Z坐標(biāo)數(shù)值的數(shù)學(xué)關(guān)系式為Z=X。從上面的分析可以知道，由于倒角的截面X坐標(biāo)值和Z坐標(biāo)值間存在著非常明顯的數(shù)學(xué)關(guān)系，所以在用宏指令進(jìn)行編程時(shí)可分別設(shè)置Z和X為兩個(gè)變量，控制Z值在(0～5mm)之間變化可實(shí)現(xiàn)走刀平面高度的變化即逐層銑削。由倒角截面間存在的數(shù)學(xué)關(guān)系式可得出:在進(jìn)行道具對(duì)倒圓角進(jìn)行逐層銑削過程中，X的數(shù)值隨Z軸數(shù)值的變化遵從相應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系式而發(fā)生變化，進(jìn)而就可以得到不同的走刀輪廓軌跡，我們把這種宏指令編程方法定義為數(shù)學(xué)計(jì)算法。

3 結(jié)論

在工廠的實(shí)際機(jī)加工中，為了使裝配體能夠快速簡(jiǎn)單的進(jìn)行零件的裝配，一般零件都需要在其端部進(jìn)行倒圓角這一項(xiàng)加工工序，倒圓角雖然是很小的一道工序，但是其加工量很大，因此很費(fèi)工時(shí)。為了解決現(xiàn)有技術(shù)在倒圓角方面的不足，本文分析了用FANUC宏指令編程的方法來實(shí)現(xiàn)倒圓角，從分析來看，該方法應(yīng)該具有良好的實(shí)際機(jī)加工價(jià)值。