定位銷(xiāo)參數(shù)化宏程序的開(kāi)發(fā)

李兆祥

（河南工業(yè)技師學(xué)院，河南 鄭州 450007）

文章總結(jié)的最重要的主題之一，它包含了全面理解宏程序開(kāi)發(fā)的方法。例子中的方案是為CNC車(chē)床設(shè)計(jì)的定位銷(xiāo)。和很多宏程序特征一樣，這里給出的邏輯方法和程序同樣可以應(yīng)用在兩類(lèi)機(jī)床上。和CNC編程標(biāo)準(zhǔn)一樣，提供的工程圖是設(shè)計(jì)過(guò)程中的第一要素。在這個(gè)例子中，這個(gè)系列的所有零件在一張圖中全部列出了，因此圖本身就是參數(shù)化的。在其它的案例中，編程員必須從幾張不同的圖中獲得信息。

從簡(jiǎn)單入手，提供給編程員的定位銷(xiāo)數(shù)據(jù)如圖1所示。解決最基本的參數(shù)化編程需要，第一步是研究和分析圖紙及其給出的信息，以達(dá)到拋磚引玉的目的。

1 圖紙分析

即使隨便看一下這張圖紙也知道它不僅僅是單個(gè)零件的圖紙。它要求加工四個(gè)銷(xiāo)，所有的尺寸和材料都已給出。零件的設(shè)計(jì)者選擇了一張圖紙而不是四張單獨(dú)的圖紙來(lái)描述。從某種意義上來(lái)講，設(shè)計(jì)者已經(jīng)把這個(gè)方案看作一類(lèi)零件，這和編程員一樣。所有4個(gè)銷(xiāo)相似，它們有幾個(gè)共同的特征。圖1中總共標(biāo)注出了7個(gè)尺寸。其中2個(gè)尺寸是固定的，其它5個(gè)是變量。所有的尺寸必須正確的給出，然后才能加工出如圖1所示的零件。例如，在兩個(gè)半徑之間有一個(gè)平的臺(tái)肩面。在開(kāi)始編寫(xiě)宏程序前看出這點(diǎn)相似也是很重要的。

2 宏程序目標(biāo)

宏程序的最重要目標(biāo)是設(shè)計(jì)出能夠用一個(gè)程序加工出這個(gè)系列中的所有4個(gè)銷(xiāo)的程序，因此只通過(guò)改變主程序中G65自變量就可完成加工。在達(dá)到這個(gè)目標(biāo)之前，必須做一些技術(shù)性的工作。

3 零件的裝夾、刀具的裝夾和加工方法

工件的安裝方式必須同零件的加工方法一起考慮。選擇一種方法經(jīng)常會(huì)影響另一種方法。加工方法影響刀具的選擇。圖紙上標(biāo)明對(duì)所有零件給出的是相同直徑的低碳鋼棒料(φ50mm)。為開(kāi)發(fā)宏程序，必須建立以下條件如表1所示。

表1 開(kāi)發(fā)宏程序條件表

實(shí)際的刀具路徑也可詳細(xì)定義如下：①快速靠近工件進(jìn)行表面切削；②離開(kāi)中心線以下的前端面；③快速退到G71循環(huán)的起點(diǎn)；④粗加工成型，留有合適的余量；⑤用G70完成加工。

4 處理圖紙

即使對(duì)于簡(jiǎn)單的零件，較好的處理圖紙仍可以幫助顯示出刀具路徑及其相關(guān)的數(shù)據(jù)，如間隙。

5 標(biāo)準(zhǔn)程序

選擇相似零件類(lèi)中的一個(gè)零件(顯示為銷(xiāo)001)，并使用前面的選擇為其編寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)程序。這是和經(jīng)驗(yàn)增長(zhǎng)沒(méi)有幫助但是和開(kāi)發(fā)有一致性的步驟。為銷(xiāo)001編寫(xiě)的帶相關(guān)注釋的標(biāo)準(zhǔn)程序列出如表2所示。

一旦這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)程序經(jīng)確定是正確的，就只需指定剩下三個(gè)銷(xiāo)的所有改變的參數(shù)即可。銷(xiāo)001實(shí)例的Z軸位置在程序段N130中為Z-47.0，而不是Z-44.0。3mm的余量是故意留出的，它提供了后續(xù)刀具加工的加工尺寸，允許車(chē)刀平滑的切入材料。

6 確定變量數(shù)據(jù)

確定從零件到零件的變化的數(shù)值意味著確定變量數(shù)據(jù)。變化的數(shù)據(jù)將有助于確定宏程序變量，或作為直接輸入或?yàn)榱艘院笥?jì)算。在表2標(biāo)準(zhǔn)程序中，所有的變量數(shù)據(jù)用下劃線涂灰標(biāo)出。仔細(xì)并單獨(dú)的研究它們，這些數(shù)值將在宏程序中成為變量。下面逐段分析所選擇的數(shù)據(jù)：

N090程序段代表輪廓“1”的第一點(diǎn)。也是接下來(lái)進(jìn)行切削的倒角的X點(diǎn)。直徑?jīng)]有在圖紙上標(biāo)出，是基于倒角尺寸(1mm45°)根據(jù)較小直徑和當(dāng)前Z軸間隙(程序段N5中為3mm)，通過(guò)計(jì)算得到的。較小的直徑為24mm，倒角為11mm，Z軸間隙為3mm。

表2 銷(xiāo)-001標(biāo)準(zhǔn)程序表

計(jì)算相應(yīng)的X軸方向直徑很容易，只要仔細(xì)的看懂程序并確定用于直徑計(jì)算的所有數(shù)值，而不是每邊的數(shù)值(半徑)：

X=24-2×1-2×3=16mm=X16.0

這個(gè)計(jì)算公式是宏程序的一部分，其它要用的變量仍需要定義。

兩個(gè)直徑中較小的直徑有兩個(gè)特征，它的起點(diǎn)在1mm倒角的末端(Z-1.0)，盡管在每個(gè)零件中不同，但總在圖紙中直接給出。而且它可自動(dòng)的生成變量定義。圖紙中的字母C也可用在宏程序中。C賦值對(duì)應(yīng)于賦值列表1中的局部變量#3，如表3所示。

表3 #3變量的賦值

因此，對(duì)應(yīng)分配給每個(gè)零件的數(shù)值可以確定第一個(gè)定義。

在程序段N110中，有兩個(gè)變量數(shù)據(jù)，而且兩個(gè)都是在圖紙中直接定義的。Z軸位置表示小徑的長(zhǎng)度(圖紙中的“A”尺寸，在前端面和軸肩面之間)。R值表示圖紙中內(nèi)圓角半徑尺寸。實(shí)際上所有的FANUC車(chē)床控制器對(duì)90°的倒角或半徑支持自動(dòng)拐角，在表面和軸肩之間或軸肩和表面之間。

圖紙中的兩個(gè)字母也可用于變量賦值，在賦值列表4中，字母A對(duì)應(yīng)變量#1和字母R對(duì)應(yīng)變量#18，如表4所示。

表4 #1和#1 8變量的賦值

隨著程序的運(yùn)行，在車(chē)削內(nèi)圓角后車(chē)削表面。

在程序段N110中，使用自動(dòng)拐角中斷特征，在直徑和軸肩之間有過(guò)渡。在程序段N120中軸肩和直徑之間也存在同樣的過(guò)渡。這一系列的所有零件R都為2mm，因此沒(méi)有必要定義變量。所有零件間變動(dòng)的是大徑，在圖中用字母D標(biāo)明,對(duì)應(yīng)賦值列表5中的變量#7，如表5所示。

表5 #7變量的賦值

這個(gè)地方仍然需要有一個(gè)切削長(zhǎng)度量，用零件長(zhǎng)度B表示。

四個(gè)零件說(shuō)明書(shū)的表中用字母B表示出了零件的全長(zhǎng)，那是所有加工完成后的最終長(zhǎng)度。 字母B也可用于變量賦值(#2)，并定義為銷(xiāo)的總長(zhǎng)，如每張圖紙中指定的數(shù)值如表6所示。

表6 #2變量的賦值

到目前為止，所有的賦值都跟圖紙要求的尺寸匹配了。

7 引進(jìn)自變量

一旦對(duì)每個(gè)變量進(jìn)行賦值，并做出相關(guān)的決定，就是為調(diào)用宏程序G65把所有的信息組合到一塊引進(jìn)自變量的最佳時(shí)機(jī)。表7綜合了所有四個(gè)零件的自變量和變量賦值，如圖2所示。

表7 四個(gè)零件的自變量和變量賦值

圖2固定值與變量賦值

8 使用變量

一旦指定了自變量，就可用如圖2所示作為參考開(kāi)發(fā)宏程序。宏程序結(jié)構(gòu)必須包括零件類(lèi)中的每一個(gè)零件。在第1個(gè)版本中，程序采用了宏程序的許多特征。帶下劃線涂灰的字轉(zhuǎn)換成變量，其它需要計(jì)算的將產(chǎn)生組合變量輸入。如表8所示：

所有的受到變化影響的字也加上下劃線以示強(qiáng)調(diào)：

表8 銷(xiāo)-***宏程序表

程序段N9是組合變量輸入，它包含相應(yīng)的計(jì)算。

9 書(shū)寫(xiě)宏程序

最后的步驟就是運(yùn)用帶有宏程序特征的標(biāo)準(zhǔn)程序編寫(xiě)出真正的宏程序。宏程序應(yīng)該只包括從一個(gè)零件轉(zhuǎn)變成另一個(gè)零件的程序段。對(duì)例子中的4個(gè)銷(xiāo)，粗加工循環(huán)(及數(shù)據(jù))是程序中唯一改變的地方，宏程序只包含G71粗車(chē)循環(huán)，由程序段N070---N140表示，以及G70精車(chē)循環(huán)，由程序段N150表示。盡管只是實(shí)際輪廓改變，最好也包括G71和G70循環(huán)

第一部分——將包括含有G65宏程序調(diào)用和自變量的主程序，如表10所示。

表1 0銷(xiāo)-001主程序

第二部分——將用G71和G70加工循環(huán)加工定義的刀具路徑，如表11所示。

表1 1銷(xiāo)-***宏程序（

程序雖小“五臟”俱全，對(duì)任何應(yīng)用程序來(lái)講，用計(jì)算機(jī)編程有一條規(guī)則，其首要的和主要的目的是開(kāi)發(fā)基本的程序核心。要盡可能運(yùn)用最短的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

[1]北京發(fā)那科公司FANUC機(jī)床操作手冊(cè)[M].北京:2005

[2][美]Smid,P.（斯密德）.FANUC CNC custom Macros:Programming Resources for FANUC Custom Macro B Users[M]U.S.A:McGraw-Hill，2004

[3]【印】S.K.Sinha.FANUC數(shù)控宏程序編程技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2011.