宏程序用于FANUC程序的防錯

孫玉松

摘 要：介紹了使用臥式加工中心時為防止人為操作失誤，運用FANUC 宏程序編寫防錯程序的方法及相關思路

關鍵詞：臥式加工中心；程序；防錯

1 背景

隨著生產成本的壓力越來越大，生產車間對于效率的要求越來越高，而在機加工車間會發生因為操作人員的疏忽造成‘撞車的現像。嚴重的情況會造成機床損壞，生產停止數周、后續品質不穩定，輕則造成生產中斷、刀具損壞。在工藝設計時充分考慮防錯的應用，不但能夠有效的減少發生事故的風險，而且對于操作人員的技術要求也相應的降低。然而，在實際工作中，由于工藝人員的經驗和水平參差不齊，設計出來的程序也經常存在不足。將以往的經驗利用宏程序設計一個通用模板，可以有效的預防錯誤的發生。

2 程序邏輯機構的設計

臥式加工中心在程序設計時，要基于以下幾方面考慮。1、工件加工過程中，由于某種原因造成程序中止，或者加工完工件時，由于尺寸不合格需要返修，程序啟動時程序的設定參數可能錯誤。2，生產車間是一個多品種小批量的生產線，日常生產中需要經常換型，操作人員可能會調錯程序。3、刀具安裝時，操作員可能會忽略機床的允許刀具長度和直徑，會造成刀庫損壞或刀具干涉事件。4、刀具尺寸輸入時，操作員需要根據對刀儀的測量值將刀具的尺寸輸入到機床中，這一過程中作業員可能會把刀具參數輸錯，會造成碰撞事故。5、由于臥式加工中心有兩個工作臺分別安裝不同的工件，每一個工作臺對應一個程序，操作人員在操作時可能會發生調用的工作臺與程序不對應。基于以上幾點，邏輯結構圖設計如下：

程序初始化→選定程序是否與加工程序相符→刀具的長度和直徑是否超出規范→刀具的補償數值是否輸錯→根據當前工作臺的編號調用對應的程序→切削加工

3 主程序的設計

FANUC宏程序在設計時要將相應的技術信息包括在內，如機器編號、圖紙號、程序版本、程序編寫者以及日期，以便后續的維護和管理。程序的初始化分為模態初始化，刀具回到安全位置和應用參數初始化。#120需要操作員在換型時將要加工的產品型號輸入機床，程序運行時會檢查當前的程序是否是操作員要調用的程序。如果正確就繼續加工，否則就會在屏幕出現請更換主程序的報警。刀具參數的檢查是通過指令M98調用程序8803完成的。機床參數的設置是通過指令M98調用程序10完成的。機床在運行時，會將當前的工作臺編號返回給#147，程序會檢查#147，如果#147=1，就調用1號工作臺的程序，如果#147=2，就調用2號臺的程序。完成通用程序的設計后，工藝人員可以根據工件的尺寸完成后續工步程序軌跡的設計。

IF[#120 EQ 8000]GOTO1159

#3006=1（PLS CHANGE MAIN PROGRAM）

N1159

M98P8803

M98P10

IF[#147EQ1]GOTO18000（PALETTE 1）

IF[#147EQ2]GOTO28000（PALETTE 2）

4 設定參數的初始化程序

數控編程時，必須先建立工件坐標系，用來確定刀具刀位點在坐標系中的坐標值。工件坐標系一旦設定錯誤，往往會發生嚴重的事故。利用變量可以改變G54等坐標數據，從而達到用程序來設定零件坐標原點的各軸的機械數值。#5221、#5222、#5223和#5224分別用來記錄G54坐標的X軸、Y軸、Z軸和B軸的坐標。#5241、#5242、#5243和#5244分別用來記錄G55坐標的X軸、Y軸、Z軸和B軸的坐標。在程序10中 ，N50和N60語句通過#147參數判斷當前工作臺為1號還是2號，如果是1號工作臺就繼續執行N1000號語句，將工件的坐標中心賦予G54坐標系，賦值結束后執行GOTO999跳轉到N99語句，如果是2號工作臺就繼續執行N1000號語句，將工件的坐標中心賦予G55坐標系。#1、#2和#3分別用于調整G54坐標的偏差值，#11、#12和#13分別用于調整G55坐標的偏差值，當加工完的工件有位置偏差時，只需調整#1、#2和#3來調整G54的X、Y、Z的偏差值，只需調整#11、#12和#13來調整G55的X、Y、Z的偏差值。

O0010（ORIGIN）

N10

N50IF[#147 EQ 1]GOTO1000（PALETTE 1）

N60IF[#147 EQ 2]GOTO2000（PALETTE 2）

N1000

（##### PALLET 1 #####）

#1=0（PALLET 1 G54 X OFFSET）

#2=0（PALLET 1 G54 Y OFFSET）

#3=0（PALLET 1 G54 Z OFFSET）

…

N999

M99

5 刀具尺寸和補償的檢查程序

刀具參數包括半徑尺寸和半徑補償，以及長度尺寸和長度補償。長度尺寸和半徑尺寸是在刀具安裝到機床時，將刀具的長度尺寸和半徑尺寸輸入到機床中。半徑補償和長度補償是根據加工完的工件尺寸偏差，做出的調整值。宏程序的作用是當認為輸入的尺寸超過安全規范時，機床會報警。刀具各項數據也可以程序控制，如#11001為1號刀長度補償（H1），#11002為2號刀長度補償（H2），各數值分別對應如下：刀具長度#11XXX 刀具長度磨損#13XXX 刀具半徑#13XXX 刀具半徑磨損#12XXX（其中XXX為刀號，3號刀則為#11003，123號刀則為#11123）利用程序控制刀具數據可以方便管理，同時也能方便編程加工，例如在一把刀分粗精加工時，只要更該刀具數據就可以用同一程序同一把刀來完成了。#1用來設定允許刀具長度的最小值，#2用來設定允許刀具長度的最大值，#3用來設定允許刀具半徑的最小值，#4用來設定允許刀具半徑的最大值，#10用來設定刀具的編號。#10001到#10400用來記錄刀具長度的1到400的磨損補償，#11001到#11400用來記錄刀具長度的1到400的外形補償。當#10=1時，#[#10+10000]+#[#10+11000]的返回值為1號補償號的刀具長度值與刀具長度補償值的和。如果#[#10+10000]+#[#10+11000]的返回值大于#2設定的允許刀具長度的最大值，跳轉到N910語句，顯示刀具長度大于最大值報警。如#[#10+10000]+#[#10+11000]的返回值小于#1用來設定允許刀具長度的最小值，跳轉到N920語句，顯示刀具長度小于最小值報警。#12001到#12400用來記錄刀具半徑的1到400的磨損補償，#13001到#13400用來記錄刀具半徑的1到400的外形補償。當#10=1時，#[#10+10000]+#[#10+11000]的返回值為1號補償號的刀具半徑與刀具半徑補償值的和。如果#[#10+10000]+#[#10+11000]的返回值大于#4設定的允許刀具半徑的最大值，跳轉到N930語句，顯示刀具半徑大于最大值報警。如果#[#10+10000]+#[#10+11000]的返回值小于31用來設定允許刀具半徑的最小值，跳轉到N940語句，顯示刀具半徑小于最小值報警。如果有多把刀具，按照上述方法依此類推。

6 總結

此程序已經使用多次，使用效果良好，使用此程序后未發現有漏洞，程序穩定可靠，大大的減少了因為人員疏忽而造成的“撞車”事故，而且編程的時間大大縮短。

參考文獻

[1]FANUC Series 16i/160i/160is-MB OPERATORS MANUAL OCT.，2001/Edition 02 作者：FANUC LTD