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FANUC系統(tǒng)數(shù)控車削加工中子程序的應(yīng)用與研究

2020-4-19 來源：大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)中等職業(yè)技術(shù)專業(yè)學(xué)校作者：謝玉寶

摘要：隨著數(shù)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，對于在數(shù)控車削加工過程中的一些較難加工的拋物線、橢圓、雙曲線等都可以利用 FANUC數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行子程序編程。將一些難操作的車削加工工作編進(jìn)程序里，存儲(chǔ)到 FANUC 系統(tǒng)存儲(chǔ)器里，隨時(shí)調(diào)用，從而簡化程序，減少加工過程中出現(xiàn)的根切問題，提高數(shù)控車削加工的工作效率。通過對子程序應(yīng)用于 FANUC 系統(tǒng)車削數(shù)控加工的具體實(shí)例分析，提出了在車削加工的子程序編程方法中先要掌握哪段程序組需要用子程序進(jìn)行編程，然后分析具體情況，掌握走刀的路徑，把握車削初始點(diǎn)、終止點(diǎn)的位置及車削加工的被吃刀量等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，最后根據(jù)輪廓進(jìn)行子程序的計(jì)算，從而保證車削加工工作的質(zhì)量問題以及工作效率。

關(guān)鍵詞：子程序；FAUNC 系統(tǒng)；數(shù)控車削

隨著我國數(shù)控車削加工技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)ANUC 系統(tǒng)數(shù)控車削加工技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。目前，在進(jìn)行數(shù)控車削加工工作時(shí)，當(dāng)加工到某些軸套類部件時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)大凹圓弧以及輪廓形狀的根切現(xiàn)象。傳統(tǒng)的大車加工由于其徑向尺寸沒有規(guī)律，因此很容易造成根切現(xiàn)象，無法滿足現(xiàn)代的車削加工工作。但是，應(yīng)用 FAUNC 系統(tǒng)的子程序能夠解決這些問題，從而提高車削加工工作的質(zhì)量與效率。

1 、子程序的編程方法

FANUC 數(shù)控系統(tǒng)程序包括子程序與主程序。數(shù)控系統(tǒng)通常是按照主程序的指令進(jìn)行工作，但是如果主程序里存在調(diào)用子程序的命令，那么數(shù)控系統(tǒng)便按照子程序運(yùn)行。在 FANUC數(shù)控系統(tǒng)存儲(chǔ)器中，可以存儲(chǔ)的子程序與主程序合計(jì)為 63 個(gè)程序。

1.1 子程序的定義

當(dāng)進(jìn)行零件加工工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)完全相同的幾何形狀的軌跡，在進(jìn)行此車削加工的程序編程時(shí)，有一些重復(fù)模式以及固定順序的程序段能夠被好幾個(gè)程序反復(fù)利用，這個(gè)被重復(fù)利用的程序段能夠做成固定的程序，并且加以固定的命名，這個(gè)被命名的程序段便是子程序[1]。

1.2 子程序的嵌套

利用子程序的方式調(diào)用另一個(gè)子程序能夠做到簡化程序的目的，這個(gè)過程稱為子程序的嵌套。第一層子程序與主程序的關(guān)系，與子程序的上一級(jí)與子程序的下一級(jí)的關(guān)系相同。但是需要注意的是子程序的嵌套過程不能夠進(jìn)行無限次嵌套，其能夠嵌套的層數(shù)需要取決于 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)。通常在 FANUC數(shù)控系統(tǒng)中能夠進(jìn)行兩次嵌套。但是當(dāng)選擇功能具有宏程序時(shí)，系統(tǒng)能夠進(jìn)行四重子程序的調(diào)用。同時(shí)，一條子程序的調(diào)用命令能夠重復(fù)地、連續(xù)地進(jìn)行同一個(gè)子程序的調(diào)用，最多能夠進(jìn)行 999 次的子程序調(diào)用。

1.3 注意事項(xiàng)

在進(jìn)行車削加工數(shù)控系統(tǒng)的子程序編程時(shí)，應(yīng)該注意確定車削的循環(huán)次數(shù)，車削初始點(diǎn)、終止點(diǎn)的位置，車削加工的被吃刀量。將這三者有機(jī)結(jié)合，確保 W 向累積和是偏移量或者零點(diǎn)，U 向累積和是被吃刀量[2]。

2、子程序的實(shí)際應(yīng)用舉例

2.1 在不同齒距的槽型輪廓中的加工應(yīng)用

對于相同齒距的槽型車削加工方式，通常采用循環(huán)的加工方式較為簡單；對于不同齒距的槽型車削加工方式，通常采用子程序的調(diào)用模式比較簡單。下面是不等距的槽型加工。

例如：長度為 77 mm，毛坯料為?35mm，外圓車刀為一號(hào)刀，切槽刀為二號(hào)刀（對刀點(diǎn)是左刀尖，刀寬是 2 mm）。

由于此工件的長度并不是特別長，因此可以將工件的?35 mm 的外圓及其左端面作為基準(zhǔn)定位，利用常用的三爪卡盤將工件夾緊，將工件的右端面中心點(diǎn)作為工件的原點(diǎn)。一號(hào)刀是 90 度的外圓車刀，進(jìn)刀速度為 0.15 mm/r，二號(hào)刀為切槽刀，進(jìn)刀速度為 0.1 mm/r[3]。

其程序語句為：

2.2 在大凹圓弧的加工應(yīng)用

如下圖所示，是大凹圓弧的加工形式，利用 FANUC 系統(tǒng)數(shù)控車削加工中的子程序進(jìn)行編制，要完成粗車制造，需要重復(fù)調(diào)用八次子程序并選用 35 度的尖刀。

每次的背吃刀量為 2 mm，大徑為 30 mm，小徑為 14 mm，n=（30-14）/2=8，X=30+（30-14+1）=47，Z=-5.03。其程序語句為：

2.3 在車削外橢圓曲面的加工應(yīng)用

編制如下圖所示的橢圓面零件加工子程序，保證零件加工的表面尺寸。設(shè) W 處為編程原點(diǎn)，橢圓長半軸為 a，其長度為20 mm，橢圓的短半軸為 b，其長度為 10 mm。

如圖所示，工件的外橢圓曲面的車削加工參數(shù)方程為：Z=a*cos ? ? β =20*cos?? 20。X=a+b*sin?=15+10*sin?，當(dāng)加工外橢圓的上半軸時(shí)取加號(hào)）。參數(shù)方程中的?是變量，其在 0 到 180 之間。橢圓的中心為（30，-30），X 方向?yàn)橥说?、讓刀?為動(dòng)點(diǎn)變換，其值為?+ 步距，讓刀量的變換方程：X=X-1[4]。

其子程序語句為：

編制如下圖所示的橢圓面零件加工子程序，保證零件加工的表面尺寸。設(shè) W 處為編程原點(diǎn)，橢圓長半軸為 a，其長度為30 mm，橢圓的短半軸為 b，其長度為 25 mm[5]。

如圖所示，工件的外橢圓曲面的車削加工參數(shù)方程為：Z=a*cos? ? β =30*cos ? ? 30。X=a+b*sin ? =25sin ? ，當(dāng)加工外橢圓的上半軸時(shí)取加號(hào)）。參數(shù)方程中的是變量，其在48.01 到 131.99 之間。橢圓的中心為（0，-30），X 方向?yàn)橥说?、讓刀? 為動(dòng)點(diǎn)變換，其值為? + 步距，讓刀量的變換方程 :X=X-1。其子程序語句為：

總之，隨著我國數(shù)控車削加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在實(shí)際車削加工工作中利用 FANUC 系統(tǒng)的子程序編程是十分重要的。首先要掌握車削加工中哪段程序組需要用子程序進(jìn)行編程，然后具體情況具體分析，掌握走刀的路徑是沿著徑向還是軸向偏移，確保 W 向累積和是偏移量或者零點(diǎn)，U 向累積和是被吃刀量，最后根據(jù)輪廓進(jìn)行子程序的計(jì)算，從而保證車削加工工作的質(zhì)量問題以及工作效率。

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