基于FANUC系統(tǒng)開發(fā)臥式加工中心工件偏置自動(dòng)創(chuàng)建功能
臥式加工中心是指機(jī)床主軸處于水平狀態(tài)的加工中心，這類機(jī)床通常配置 一個(gè)繞固定軸線360度旋轉(zhuǎn)的分度工作臺(tái)，足Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸加一個(gè)回 轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，適合箱體類零件的加工,，工件一次裝夾,，除了安裝底面和頂面之外， 可以完成至少四個(gè)側(cè)面的加工,。臥式加工中心加工零件時(shí),，每個(gè)角度平面都要建立工件坐標(biāo)系。在0°、 90°,、180°、270°這四個(gè)正交平面上，操作工可以方便的通過(guò)量棒或探頭等 工具,，測(cè)量工件偏置值,，建立工件坐標(biāo)系,。但是,，當(dāng)加工非正交平面（如30° 平面）時(shí),，測(cè)量工件偏置是個(gè)繁瑣但必需要解決的問(wèn)題,。確定非正交平面工件偏置的方法有多種,，其中最常用的方法是,，技術(shù)人員 通過(guò)手工計(jì)算或者電腦繪圖確定,。在計(jì)算之前，需要收集機(jī)床數(shù)據(jù),、零件數(shù)據(jù) 和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)三個(gè)方面的信息,，如表所示。其中機(jī)床數(shù)據(jù)和零件數(shù)據(jù)對(duì)于特 定機(jī)床和零件是固定的，而現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)需要零件在機(jī)床上裝夾,、定位后才能測(cè)量,， 因此，出現(xiàn)了技術(shù)員等待操作工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),，而操作工等待技術(shù)員計(jì)算結(jié)果 的現(xiàn)象,，造成機(jī)床停機(jī)，降低了機(jī)床有效作業(yè)率,。為了解決非正交平面加工基準(zhǔn)點(diǎn)工件偏置的計(jì)算問(wèn)題,，我們利用精工系統(tǒng) 的宏編程功能，開發(fā)了針對(duì)多種精工系統(tǒng)的宏程序,，作為固定循環(huán)植人精工系統(tǒng),， 可以實(shí)現(xiàn)任意角度平面工件偏置的自動(dòng)創(chuàng)建功能，徹底解決了現(xiàn)場(chǎng)人工計(jì)算工 件偏置的環(huán)節(jié),。下面以FANUC系統(tǒng)為例,，介紹宏程序的開發(fā)過(guò)程和具體應(yīng)用。 表人工計(jì)算工件偏置需要收集的數(shù)據(jù)信息 序號(hào) 數(shù)據(jù)類別 數(shù)據(jù)內(nèi)容 1 機(jī)床數(shù)據(jù) (1) 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心的機(jī)床坐標(biāo)值足之 (2) 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度正負(fù)規(guī)定,，如順時(shí)針為正,，還是逆 時(shí)針為正 2 零件數(shù)據(jù) (1) 非正交平面上,，加工基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的坐標(biāo) 值足Z (2) 非正交平面的傾斜角度 3 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù) 零件在擺正情況下,，如0°面，作為計(jì)算參考基準(zhǔn)點(diǎn)的足 Z坐標(biāo)值 二,、FANUC系統(tǒng)宏程序的編制 要實(shí)現(xiàn)“工件偏置”自動(dòng)創(chuàng)建功能,，需要利用精工系 統(tǒng)的宏編程平臺(tái),，開發(fā)一個(gè)能夠根據(jù)已知條件,，自動(dòng)讀取 參考基準(zhǔn)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù),，自動(dòng)計(jì)算工件偏置數(shù)據(jù)并寫 人精工系統(tǒng)的宏程序，然后將該宏程序存儲(chǔ)到精工系統(tǒng)內(nèi) 存中,，作為機(jī)床定制固定循環(huán)使用，通過(guò)零件加工主程序 中編制宏調(diào)用指令調(diào)用,，實(shí)現(xiàn)各種非正交平面工件坐標(biāo)系 的自動(dòng)創(chuàng)建. 按照上述思路，我們根據(jù)上面推導(dǎo)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型,， 針對(duì)FANUC系統(tǒng)，開發(fā)了能夠根據(jù)已知數(shù)據(jù),，實(shí)現(xiàn)“工件偏置”自動(dòng)計(jì)算和輸入的宏程序,，宏程序結(jié)構(gòu)及注釋如下,。三,、宏調(diào)用指令及使用說(shuō)明根據(jù)編制的宏程序,，我們確定 FANUC 系統(tǒng)的宏調(diào)用指令格式如下,。G65 P_ A_ X_ Y_ Z_ B_ H_注釋：G65 （宏調(diào)用指令）P_ （調(diào)用的宏程序號(hào),，如 P7010）A_ （參考基準(zhǔn)點(diǎn)的工件偏置號(hào),，1-48 或 54-59,，對(duì)應(yīng)坐標(biāo)系 G54.1 P1-P48 和 G54-G59）X_（非正交平面坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于參考基準(zhǔn)點(diǎn)的 X 坐標(biāo)值,，有 +/- 之別）Y_（非正交平面坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于參考基準(zhǔn)點(diǎn)的 Y 坐標(biāo)值，有 +/- 之別）Z_（非正交平面坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于參考基準(zhǔn)點(diǎn)的Z坐標(biāo)值,，有+/-之別）B_（旋轉(zhuǎn)角度）H_（建立非正交平面坐標(biāo)系的工件偏置號(hào),，1-48 或54-59，對(duì)應(yīng)坐標(biāo)系 G54.1 P1-P48 和 G54-G59,，注意和A_ 中的不要相同）四,、 宏程序特點(diǎn)及注意事項(xiàng)(1) 該宏程序僅適用于工作臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正的機(jī)床， 否則,，需要適當(dāng)調(diào)整,。(2) 針對(duì)不同的臥式加工中心，因回轉(zhuǎn)中心的機(jī)床坐 標(biāo)不同,，需要查閱機(jī)床手冊(cè)或者根據(jù)實(shí)際校調(diào)數(shù)據(jù),，對(duì)宏 程序中#4和#6的變量值進(jìn)行調(diào)整，其中#4對(duì)應(yīng)足 #6對(duì)應(yīng),；(3) 使用前,，必需在零件“擺正”狀態(tài)下,，建議為0°， 測(cè)量參考基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)偏置值,，輸人宏調(diào)用指令參數(shù)A指 定的偏置中,，如G54,建立計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)，供宏程序內(nèi)部計(jì) 算調(diào)用,。(4) 宏調(diào)用指令中,，由參數(shù)A和H指定參考點(diǎn)偏置 號(hào)和建立非正交平面工件零點(diǎn)偏置號(hào)，可以根據(jù)程序中非 正交平面的數(shù)量,，選擇G54—G59,或者G54.1 P1—P48,， 二者不能相同。(5) 宏調(diào)用指令中,，參數(shù)A和H要正確輸人,，超出 取值范圍的賦值將會(huì)觸發(fā)報(bào)警。(6) 宏調(diào)用指令一般放在主程序的開始,，零件有幾個(gè) 非正交平面,，就需要幾行宏調(diào)用指令，主程序執(zhí)行時(shí),，工 件偏置自動(dòng)計(jì)算,，并寫人精工系統(tǒng)指定的工件偏置設(shè)定區(qū)， 建立工件坐標(biāo)系,，供主程序調(diào)用,。五、 效果驗(yàn)證宏程序編制完成后,，為了驗(yàn)證工件偏置自動(dòng)創(chuàng)建功能 的有效性,，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，我們?cè)O(shè)計(jì)了5組不同數(shù)據(jù),， 在公司兩臺(tái)配置FANUC 310i系統(tǒng)的臥式加工中心上進(jìn)行 驗(yàn)證,，采用的方法是分別在兩臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行不同旋轉(zhuǎn)角度 的數(shù)值驗(yàn)證，并將計(jì)算結(jié)果與CAD軟件繪圖采集的數(shù)據(jù)進(jìn) 行對(duì)比,，二者計(jì)算結(jié)果完全一致,。六、結(jié)語(yǔ) 利用FANUC系統(tǒng)的宏編程技術(shù),，開發(fā)的臥式加工中 心工件偏置自動(dòng)創(chuàng)建功能,，解決了臥式加工中心在加工非 正交平面時(shí)，工件坐標(biāo)系的建立難題,，消除了人工重復(fù)計(jì) 算工件偏置的環(huán)節(jié),，降低了技術(shù)人員的工作量和出錯(cuò)率， 減少了機(jī)床停機(jī)等待時(shí)間,。本文由海天精工整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考,，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明,！