孫 浩

（濟南動力有限公司，山東 濟南 250200）

數(shù)控宏程序的編制與應(yīng)用，是手工編程的最高形式。希望通過本文闡述的的一些數(shù)控宏程序?qū)嵗?，可以給同行提供一個解決問題的思路和方法。

1 數(shù)控系統(tǒng)的函數(shù)計算模型

筆者在平時的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場編程人員中，有時因為生產(chǎn)現(xiàn)場的限制，通常無法利用計算機等計算輔助設(shè)備，所以各種功能強大的機械輔助軟件，也都會無法應(yīng)用，如果計算角度，及加工所需要的各種曲線參數(shù)，都需要現(xiàn)場編程人員通過查詢相關(guān)的手冊，如《機械工人切削手冊》等,來得到相應(yīng)的計算公式、計算方法及參數(shù)，再手動計算或利用計算器來進行計算。其過程非常繁瑣，計算過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種錯誤，從而影響最終計算結(jié)果，進而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。

目前的大部分數(shù)控系統(tǒng)，都具有比較完整的數(shù)學運算能力，除可以進行普通的運算外，大多數(shù)系統(tǒng)還內(nèi)建了多種數(shù)學函數(shù)的計算模型，如三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、開平方、對數(shù)等。在生產(chǎn)現(xiàn)場，利用數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)學運算功能，對這些函數(shù)進行計算，可以極大地降低數(shù)控程序的編寫計算復(fù)雜程度，降低手工計算出現(xiàn)錯誤的發(fā)生。

另外，還可以通過系統(tǒng)變量的運算，實現(xiàn)一些繁瑣數(shù)據(jù)的簡化輸入，如刀具長度補償值，和工件坐標系等，提高了生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)準備時間，減少因為人為原因而出現(xiàn)的錯誤。

2 變量的功能及作用

數(shù)控編程中的變量，按作用域分為三類：局部變量，公共變量，系統(tǒng)變量。

#1～#33是局部變量。局部變量只在變量自己所在的程序內(nèi)起作用；例如：當斷電時，這些局部變量被初始化為空變量，只有在調(diào)用相應(yīng)的宏程序時，自變量才會對局部變量進行賦值；

#100～#199，#500～#999 是公共變量。公共變量分為兩種，在不同的程序內(nèi)，他們的意義沒有什么不同，但是，當數(shù)控系統(tǒng)斷電時，變量#100～#199初始化為空變量。變量#500～#999的數(shù)據(jù)則會保存，即使數(shù)控系統(tǒng)斷電也不會丟失。

#1000以上，是系統(tǒng)變量。系統(tǒng)變量用于讀和寫數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)，例如刀具現(xiàn)在的位置和系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的當前時間等。

3 編程實例

3.1 求三角函數(shù)的編程實例

O0002；

#1=30；

#2=SIN[#1]；

#500=#2；

M30；

如果對計算結(jié)果需要長時間保存，則應(yīng)該選擇公共變量(#500～#999)，如上述編程實例。因為，#1～#33是局部變量，在機床斷電以后，會初始化為空變量。而公共變量#500～#999在機床斷電之后，卻不會丟失。上述實例，運算結(jié)果可以在程式自變量#500中查詢。

將此程序保存，以后需要時只要將#1的賦值修改為相應(yīng)的角度數(shù)，以此類推，我們還可以計算cos，tan，atan的具體數(shù)值。

3.2 利用G10指令實現(xiàn)刀具長度補償值的快速輸入

數(shù)控機床一般有8個以上的刀位，部分多軸機床已經(jīng)達到了40多個，在沒有對刀儀而加工所需要的刀具又比較多的情況下，由操作人員逐個試切對刀、進行測量，然后再計算各個刀具的長度補償值，進而手動輸入到刀具幾何補償表內(nèi)，這是是正常生產(chǎn)加工之前，必須要做的一件工作。

但這種方法的效率比較低，并且人工計算很容易出錯，所以其準確性也比較低，這就會直接或間接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)與生產(chǎn)的效率。

為了彌補這一缺陷，筆者通過運行宏程序，讓其利用數(shù)控系統(tǒng)自動運算功能，計算每把刀具長度補償值，然后通過G10指令，將其輸?shù)降毒邘缀窝a償表中。G10指令是FANUC系統(tǒng)提供給用戶應(yīng)用程序之類方式進行參數(shù)修改的指令，通過G10與系統(tǒng)中的宏指令相互配合，利用其中的工件坐標系的修改功能，刀具補償值的修改功能運用宏程序，來實現(xiàn)刀具長度補償值和工件坐標系的自動輸入，既節(jié)約了生產(chǎn)準備時間，同時避免了操作者人為輸入錯誤情況的發(fā)生。

O0045

T01；

M06；

M00；（程序暫停，用手輪搖動刀具到到正確的對刀位）

#1=#4120；(讀取機床主軸上的當前刀具號)

#2=715.5；（主軸端面到對刀點的距離）

#3=#5023；（讀取機床Z軸的機械坐標值）

#4=#2+#3；（計算刀具的長度補償）

G90G10L10P#1R#4；（將計算出來的刀長輸入）

G91G30P2G0Z0.；（刀具返回）

G91G30P2G0X0.Y0.Z0.；

M02；

如果是加工中心之類的機床，會存在一個旋轉(zhuǎn)工作臺的問題。這時，只可以應(yīng)用同一個工作臺來確定刀具的長度，以保證刀具長度值的統(tǒng)一，上例為簡易數(shù)控機床的對刀程序，本文只對其對刀思路進行了一定的分析，至于復(fù)雜的多軸數(shù)控機床，需要考慮的問題將更多，其對刀的宏程序也將更加復(fù)雜。

關(guān)于坐標系的更改，我們還可以利用G10 L2 P_IP_與FANUC的系統(tǒng)變量相結(jié)合，來更改工件的坐標系，實現(xiàn)工件坐標系的快速建立。防止因為繁瑣數(shù)據(jù)的輸入而產(chǎn)生錯誤。

4 結(jié)束語

利用數(shù)控機床系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)學運算功能，可以降低程序編制的計算復(fù)雜程度，節(jié)省程序調(diào)試計算的時間，通過G10與宏指令的結(jié)合，降低編程關(guān)鍵數(shù)據(jù)輸入差錯率，提高編程效率。在生產(chǎn)過程中，善于應(yīng)用宏指令功能，可以有效提高數(shù)控機床的加工性能。筆者希望上述方法，可以對解決一些手工編程中的問題，提供一些解決方法和思路。。

[1]李 峰，白一凡.數(shù)控銑削變量編程實例教程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[2]江葉青，朱 蕓，朱明瑞.用FANUC用戶宏程序開發(fā)對刀自動輸入刀長功能[J].制造技術(shù)與機床，2010，（5）:135-136.