FANUC數控機床自動編程在實踐中的應用

王利峰

摘 要：隨著數控技術的不斷發展，編程技術手段也在不斷地更新。目前在實踐應用中主要有自動編程和手動編程兩種方法。自動編程是借助于CAD/CAM軟件來實現編程加工，相對于手動編程來講，自動編程加工更為快捷。文章通過對比兩種方法的特點，對自動編程在實際中的應用進行了綜述。

關鍵詞：數控機床；自動編程；應用

1 自動編程與手動編程的對比特點

在實際的生產加工過程中，編程人員通常是利用手動編程或者自動編程的方法來獲取零件的加工程序。其中手動編程方法主要用于其零件圖紙輪廓相對比較簡單，程序量比較小，便于編程和修改的場合。可以通過常用的G代碼或者固定的功能指令格式來實現編程，使用時比較方便和快捷。但對于比較復雜的零件輪廓，用手動編程就比較繁瑣，要花費大量的時間和精力去編寫程序，并且出錯率比較高，大大降低了生產效率。如果利用自動編程的方法，通過CAD/CAM輔助軟件來實現編程加工，就可以解決這些問題[1]。

2 CAD/CAM軟件的選擇

自動編程的初期是通過使用微機和專用的編程器，利用編程軟件以人機對話的形式來確定所需的加工對象和加工條件，然后編程器自動進行計算和生成加工代碼，其實就是在計算機上使用一些編程軟件從而來實現零件程序編制和加工的過程。隨著我國制造業技術的迅速發展，生產過程中，越來越多形狀復雜的零件、帶有曲線輪廓的零件在加工中隨處可見，顯然手工編程已經適應不了生產的需求。那么如何能在最短的時間內制定出最高效、最準確的加工程序，才能滿足生產的需求。正是在這種生產需求的推動下，自動編程技術才得到了很快的發展。對于這種自動編程方式，形狀比較簡單的輪廓，可以很快地完成編程工作。如果加工零件的輪廓是樣條曲線或是三維立體曲面組成的，這種自動編程方法就無法生成所需的加工程序。那么就只能利用一些CAD/CAM軟件來解決在數控自動編程中的這些問題。目前，使用比較廣泛的CAC/CAM軟件有UG，CAXA，PRO/E，Mastercam等，這些軟件各有各的特點，功能比較強大。通過充分利用這些CAD/CAM軟件，可以提高生產的效率和零件的質量，同時也縮短了編程時間，不僅能夠展示數控機床的加工的特點，還能提升制造業的整體生產水平[2]。

3 實現自動編程加工的方法

3.1 利用M-CARD卡實現數據傳輸和加工

在使用前，首先將初次使用的MC卡進行格式化（格式成FAT格式），將生成的G代碼拷貝到MC卡中，并建立程序名；其次，將系統20號參數設置成“4”，允許通過外部MC卡實現數據交換；然后正確地將M-CARD卡插入FANUC系統顯示器左側的M-CARD插槽中，通過按鍵操作來實現MC卡的DNC加工。這種方法操作比較簡單，可以實現一卡多用，在多臺機床上實現自動加工，但是對于MC卡的正確使用要求比較高，使用者必須按照以下正確的方法來操作，才能完成MC卡和數控系統之間程序的互通。

3.1.1 由MC卡傳至NC

步驟：首先，解除程序寫保護并調至編輯模式。其次，選擇程序鍵，按界面[操作]再按最右邊擴展鍵找到[輸入出]，然后按下[F輸入]鍵。最后，輸入在MC卡中的程序號按下[F設定]鍵，再輸入該程序的程序名稱，按下[O設定]鍵，接著再按下[執行]鍵就可以看到有光標[輸入]在閃爍，閃爍停止后表示程序輸入已經完成。

3.1.2 由NC傳至MC卡

步驟：首先，解除程序寫保護并調至編輯模式。其次，選擇程序鍵，按界面[操作]再按最右邊擴展鍵找到[輸入出]，然后按下[F輸出]鍵。最后，輸入在NC中的程序號按下[F設定]鍵，再輸入該程序的程序名稱，按[O設定]鍵，接著再按下[執行]鍵就可以看到有光標[輸出]在閃爍，閃爍停止后表示程序輸出已經完成。

3.1.3 利用MC卡進行DNC加工

步驟：（1）將系統參數0138的第#7位設定為1，表明允許使用MC卡進行DNC加工。（2）把加工所需程序拷貝到MC卡中，并建立程序名稱。（3）解除程序寫保護并選擇DNC模式。（4）調至[程序]畫面，依次按下[+][列表][操作][+][設備][M-F][+][更新]按鍵，然后輸入加工所需的程序名，再按下[DNC]鍵。（5）選擇機床循環啟動按鈕，機床就開始DNC加工。

3.2 利用RS-232串行數據端口進行數據傳輸和加工

FANUC系統的數控機床操作面板的右側都配有RS-232串行數據接口，使用前通過數據電纜電腦和機床正確地連接，并在電腦中安裝傳輸軟件，設置好與機床相匹配的傳輸參數，將系統20號參數設置成“1”，選擇DNC模式，按下循環啟動鍵，然后通過傳輸軟件將程序發送到機床，完成在線加工，具體操作如下。這種在線加工方法可以實現多臺機床同時控制，在現代的智能工廠中應用比較廣泛。

3.2.1 由PC機傳至NC

步驟：首先，要在PC機中打開傳輸軟件，設置好相應參數，解除寫保護并選擇編輯狀態。其次，切換至程序界面，按下[操作]鍵，再按右邊擴展鍵找到[輸入出]并選擇[F輸入]鍵。最后，輸入程序名按下[O設定]再按[執行]鍵，同時在PC機中的傳輸軟件里面選擇加工程序，并發送該文件，此時可以看到NC界面有光標[輸入]在閃爍，閃爍停止后表明傳輸完成。

3.2.2 由NC傳至PC機

步驟：首先，要在PC機中打開傳輸軟件，設置好相應參數，解除寫保護并選擇編輯狀態。其次，切換至程序界面，按下[操作]鍵，再按右邊擴展鍵找到[輸入出]并選擇[F輸出]鍵。最后，輸入NC里面的程序名稱按下[O設定]，然后在PC端的傳輸軟件中選擇接收文件，同時按下[執行]鍵，就可以看到NC界面有光標[輸出]在閃爍，閃爍停止后表明輸出就完成了。

3.2.3 利用RS-232數據端口進行DNC加工

步驟：首先，打開機床，解除寫保護并選擇DNC模式。其次，打開PC機中的傳輸軟件，并選擇加工的程序準備發送。最后，按下機床循環啟動按鈕，再點擊傳輸軟件中的程序發送，此時機床就可以進行DNC加工了。

4 自動編程在實踐中的應用過程

4.1 零件的形狀建模

對于生產零件圖紙以及具體特征輪廓數據的復雜零件要實現自動編程，首先要對被加工零件的幾何要素建立模型，通常要借助于CAD/CAM軟件來完成。

4.2 優化加工參數和方案

自動編程的加工效率和質量主要依靠最為合理的加工方案和加工參數來保證，只有加工使用的刀具、刀軸、進給路線和走刀速度的方案選擇是滿足加工要求的，是最為優化的，那么自動編程加工才能體現出與手動編程的優勢。

4.3 刀具軌跡的生成

刀軌的生成是自動編程加工中最為重要的內容，刀軌生成是否正確有效，直接會影響到加工的可行性，以及效率與質量。刀軌生成是否可行的前提是刀具在加工中軌跡必須要滿足無干涉、無碰撞、表面光滑、切削作用力小、效率高。同時，還應具有很好的穩定性、通用性以及編程效率高、程序量小等條件。

4.4 在線模擬加工

由于在實踐應用中環境的復雜性以及零件輪廓的多樣性，為了保證所生成的加工程序準確無誤，在實際加工前，要對加工過程中的干涉碰撞、機床各部件之間的相對位置以及過切與欠切等進行模擬加工。尤其對于高速、高精度切削，這些問題尤為關鍵。在線模擬加工可以通過CAD/CAM軟件自帶的模擬加工環境，進行刀具路徑以及加工中的干涉碰撞檢測，同時可以優化程序，具有很好的柔性。這樣就大大降低了切削成本，在保證高效的同時還有很好的安全可靠性，更是提高了自動編程的效率。

4.5 后置處理

后置處理是自動編程技術中的一個重要環節，通過把前置處理生成的刀位軌跡轉換成適用于實際機床所能識別的數據。主要處理內容包含刀具幾何運動建模與計算、機床結構性誤差補償、機床運動非線性誤差修正、機床運行平穩性的修正、走刀速度的校核修正及轉換代碼等。所以，后置處理對于保證加工質量、效率及機床運行可靠性具有非常重要的作用[3]。

5 結語

近年來，隨著工業技術的飛速發展，對傳統的機械制造業提出了更高的要求。今后的機械制造業要向更加智能化的方向發展，要不斷地創新、豐富現代化制造手段，更新現代數控技術知識，用現代化技術來滿足生產和發展的需要。

[參考文獻]

[1]張星.數控自動編程介紹[J].科技視界，2011（2）：102-103.

[2]郭倩.數控自動編程技術現狀和發展方向[J].價值工程，2011（28）：41-42.

[3]王琨.淺談《數控自動編程》在數控教學中的應用[J].科技信息（學術研究），2008（12）：155-156.