基于FANUC系統開發臥式加工中心工件偏置自動創建功能
臥式加工中心是指機床主軸處于水平狀態的加工中心，這類機床通常配置 一個繞固定軸線360度旋轉的分度工作臺，足Z三個直線坐標軸加一個回 轉坐標軸，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， 可以完成至少四個側面的加工。臥式加工中心加工零件時，每個角度平面都要建立工件坐標系。在0°、 90°、180°、270°這四個正交平面上，操作工可以方便的通過量棒或探頭等 工具，測量工件偏置值，建立工件坐標系。但是，當加工非正交平面（如30° 平面）時，測量工件偏置是個繁瑣但必需要解決的問題。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，技術人員 通過手工計算或者電腦繪圖確定。在計算之前，需要收集機床數據、零件數據 和現場測量數據三個方面的信息，如表所示。其中機床數據和零件數據對于特 定機床和零件是固定的，而現場數據需要零件在機床上裝夾、定位后才能測量， 因此，出現了技術員等待操作工現場實測數據，而操作工等待技術員計算結果 的現象，造成機床停機，降低了機床有效作業率。為了解決非正交平面加工基準點工件偏置的計算問題，我們利用精工系統 的宏編程功能，開發了針對多種精工系統的宏程序，作為固定循環植人精工系統， 可以實現任意角度平面工件偏置的自動創建功能，徹底解決了現場人工計算工 件偏置的環節。下面以FANUC系統為例，介紹宏程序的開發過程和具體應用。 表人工計算工件偏置需要收集的數據信息 序號 數據類別 數據內容 1 機床數據 (1) 工作臺回轉中心的機床坐標值足之 (2) 工作臺旋轉角度正負規定，如順時針為正，還是逆 時針為正 2 零件數據 (1) 非正交平面上，加工基準點相對于設計基準的坐標 值足Z (2) 非正交平面的傾斜角度 3 現場數據 零件在擺正情況下，如0°面，作為計算參考基準點的足 Z坐標值 二、FANUC系統宏程序的編制 要實現“工件偏置”自動創建功能，需要利用精工系 統的宏編程平臺，開發一個能夠根據已知條件，自動讀取 參考基準點的現場測量數據，自動計算工件偏置數據并寫 人精工系統的宏程序，然后將該宏程序存儲到精工系統內 存中，作為機床定制固定循環使用，通過零件加工主程序 中編制宏調用指令調用，實現各種非正交平面工件坐標系 的自動創建. 按照上述思路，我們根據上面推導的數學計算模型， 針對FANUC系統，開發了能夠根據已知數據，實現“工件偏置”自動計算和輸入的宏程序，宏程序結構及注釋如下。三、宏調用指令及使用說明根據編制的宏程序，我們確定 FANUC 系統的宏調用指令格式如下。G65 P_ A_ X_ Y_ Z_ B_ H_注釋：G65 （宏調用指令）P_ （調用的宏程序號，如 P7010）A_ （參考基準點的工件偏置號，1-48 或 54-59，對應坐標系 G54.1 P1-P48 和 G54-G59）X_（非正交平面坐標系原點相對于參考基準點的 X 坐標值，有 +/- 之別）Y_（非正交平面坐標系原點相對于參考基準點的 Y 坐標值，有 +/- 之別）Z_（非正交平面坐標系原點相對于參考基準點的Z坐標值，有+/-之別）B_（旋轉角度）H_（建立非正交平面坐標系的工件偏置號，1-48 或54-59，對應坐標系 G54.1 P1-P48 和 G54-G59，注意和A_ 中的不要相同）四、 宏程序特點及注意事項(1) 該宏程序僅適用于工作臺順時針旋轉為正的機床， 否則，需要適當調整。(2) 針對不同的臥式加工中心，因回轉中心的機床坐 標不同，需要查閱機床手冊或者根據實際校調數據，對宏 程序中#4和#6的變量值進行調整，其中#4對應足 #6對應；(3) 使用前，必需在零件“擺正”狀態下，建議為0°， 測量參考基準點的坐標偏置值，輸人宏調用指令參數A指 定的偏置中，如G54,建立計算基準點，供宏程序內部計 算調用。(4) 宏調用指令中，由參數A和H指定參考點偏置 號和建立非正交平面工件零點偏置號，可以根據程序中非 正交平面的數量，選擇G54—G59,或者G54.1 P1—P48， 二者不能相同。(5) 宏調用指令中，參數A和H要正確輸人，超出 取值范圍的賦值將會觸發報警。(6) 宏調用指令一般放在主程序的開始，零件有幾個 非正交平面，就需要幾行宏調用指令，主程序執行時，工 件偏置自動計算，并寫人精工系統指定的工件偏置設定區， 建立工件坐標系，供主程序調用。五、 效果驗證宏程序編制完成后，為了驗證工件偏置自動創建功能 的有效性，計算數據準確性，我們設計了5組不同數據， 在公司兩臺配置FANUC 310i系統的臥式加工中心上進行 驗證，采用的方法是分別在兩臺設備上進行不同旋轉角度 的數值驗證，并將計算結果與CAD軟件繪圖采集的數據進 行對比，二者計算結果完全一致。六、結語 利用FANUC系統的宏編程技術，開發的臥式加工中 心工件偏置自動創建功能，解決了臥式加工中心在加工非 正交平面時，工件坐標系的建立難題，消除了人工重復計 算工件偏置的環節，降低了技術人員的工作量和出錯率， 減少了機床停機等待時間。本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！