基于FANUC系统开发卧式加工中心工件偏置自动创建功能
卧式加工中心是指机床主轴处于水平状态的加工中心，这类机床通常配置 一个绕固定轴线360度旋转的分度工作台，足Z三个直线坐标轴加一个回 转坐标轴，适合箱体类零件的加工，工件一次装夹，除了安装底面和顶面之外， 可以完成至少四个侧面的加工。卧式加工中心加工零件时，每个角度平面都要建立工件坐标系。在0°、 90°、180°、270°这四个正交平面上，操作工可以方便的通过量棒或探头等 工具，测量工件偏置值，建立工件坐标系。但是，当加工非正交平面（如30° 平面）时，测量工件偏置是个繁琐但必需要解决的问题。确定非正交平面工件偏置的方法有多种，其中最常用的方法是，技术人员 通过手工计算或者电脑绘图确定。在计算之前，需要收集机床数据、零件数据 和现场测量数据三个方面的信息，如表所示。其中机床数据和零件数据对于特 定机床和零件是固定的，而现场数据需要零件在机床上装夹、定位后才能测量， 因此，出现了技术员等待操作工现场实测数据，而操作工等待技术员计算结果 的现象，造成机床停机，降低了机床有效作业率。为了解决非正交平面加工基准点工件偏置的计算问题，我们利用精工系统 的宏编程功能，开发了针对多种精工系统的宏程序，作为固定循环植人精工系统， 可以实现任意角度平面工件偏置的自动创建功能，彻底解决了现场人工计算工 件偏置的环节。下面以FANUC系统为例，介绍宏程序的开发过程和具体应用。 表人工计算工件偏置需要收集的数据信息 序号 数据类别 数据内容 1 机床数据 (1) 工作台回转中心的机床坐标值足之 (2) 工作台旋转角度正负规定，如顺时针为正，还是逆 时针为正 2 零件数据 (1) 非正交平面上，加工基准点相对于设计基准的坐标 值足Z (2) 非正交平面的倾斜角度 3 现场数据 零件在摆正情况下，如0°面，作为计算参考基准点的足 Z坐标值 二、FANUC系统宏程序的编制 要实现“工件偏置”自动创建功能，需要利用精工系 统的宏编程平台，开发一个能够根据已知条件，自动读取 参考基准点的现场测量数据，自动计算工件偏置数据并写 人精工系统的宏程序，然后将该宏程序存储到精工系统内 存中，作为机床定制固定循环使用，通过零件加工主程序 中编制宏调用指令调用，实现各种非正交平面工件坐标系 的自动创建. 按照上述思路，我们根据上面推导的数学计算模型， 针对FANUC系统，开发了能够根据已知数据，实现“工件偏置”自动计算和输入的宏程序，宏程序结构及注释如下。三、宏调用指令及使用说明根据编制的宏程序，我们确定 FANUC 系统的宏调用指令格式如下。G65 P_ A_ X_ Y_ Z_ B_ H_注释：G65 （宏调用指令）P_ （调用的宏程序号，如 P7010）A_ （参考基准点的工件偏置号，1-48 或 54-59，对应坐标系 G54.1 P1-P48 和 G54-G59）X_（非正交平面坐标系原点相对于参考基准点的 X 坐标值，有 +/- 之别）Y_（非正交平面坐标系原点相对于参考基准点的 Y 坐标值，有 +/- 之别）Z_（非正交平面坐标系原点相对于参考基准点的Z坐标值，有+/-之别）B_（旋转角度）H_（建立非正交平面坐标系的工件偏置号，1-48 或54-59，对应坐标系 G54.1 P1-P48 和 G54-G59，注意和A_ 中的不要相同）四、 宏程序特点及注意事项(1) 该宏程序仅适用于工作台顺时针旋转为正的机床， 否则，需要适当调整。(2) 针对不同的卧式加工中心，因回转中心的机床坐 标不同，需要查阅机床手册或者根据实际校调数据，对宏 程序中#4和#6的变量值进行调整，其中#4对应足 #6对应；(3) 使用前，必需在零件“摆正”状态下，建议为0°， 测量参考基准点的坐标偏置值，输人宏调用指令参数A指 定的偏置中，如G54,建立计算基准点，供宏程序内部计 算调用。(4) 宏调用指令中，由参数A和H指定参考点偏置 号和建立非正交平面工件零点偏置号，可以根据程序中非 正交平面的数量，选择G54—G59,或者G54.1 P1—P48， 二者不能相同。(5) 宏调用指令中，参数A和H要正确输人，超出 取值范围的赋值将会触发报警。(6) 宏调用指令一般放在主程序的开始，零件有几个 非正交平面，就需要几行宏调用指令，主程序执行时，工 件偏置自动计算，并写人精工系统指定的工件偏置设定区， 建立工件坐标系，供主程序调用。五、 效果验证宏程序编制完成后，为了验证工件偏置自动创建功能 的有效性，计算数据准确性，我们设计了5组不同数据， 在公司两台配置FANUC 310i系统的卧式加工中心上进行 验证，采用的方法是分别在两台设备上进行不同旋转角度 的数值验证，并将计算结果与CAD软件绘图采集的数据进 行对比，二者计算结果完全一致。六、结语 利用FANUC系统的宏编程技术，开发的卧式加工中 心工件偏置自动创建功能，解决了卧式加工中心在加工非 正交平面时，工件坐标系的建立难题，消除了人工重复计 算工件偏置的环节，降低了技术人员的工作量和出错率， 减少了机床停机等待时间。本文由海天精工整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！