淺談Fanuc Oi－mate－TC系統(tǒng)復(fù)雜外形輪廓零件粗精車削程序編制

龔真蕊

（晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中030601）

1 Fanuc Oi－mate－TC系統(tǒng)的特點及功能介紹

剛性攻絲：主軸控制回路為位置閉環(huán)控制，主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)與攻絲軸（Z軸）進(jìn)給完全同步，從而實現(xiàn)高速高精度攻絲。

復(fù)合加工循環(huán)：復(fù)合加工循環(huán)可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。

圓柱插補(bǔ)：該功能最適用于切削圓柱上的槽。能夠按照圓柱表面的展開圖進(jìn)行編程。

直接編程：可直接指定諸如直線的傾角、倒角值、轉(zhuǎn)角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程。

記憶型螺距補(bǔ)償：利用該補(bǔ)償功能，可對絲杠螺距誤差等機(jī)械系統(tǒng)中的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償數(shù)據(jù)以參數(shù)的形式存儲在CNC的存儲器中。

CNC內(nèi)裝PMC編程：PMC對機(jī)床和外部設(shè)備進(jìn)行程序控制。

隨機(jī)存儲模塊：MTB（機(jī) 床廠）可在CNC上直接改變PMC程序和宏執(zhí)行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無需專用的RA M寫入器或PMC的調(diào)試RA M。

2 復(fù)雜外形輪廓車削加工方法分析

加工如圖1如示零件［1］。

工藝條件：工件材質(zhì)45鋼，毛坯為ф40 mmX105 mm的棒料。

零件圖樣分析是工藝準(zhǔn)備中的重要工作，直接影響零件程序的編制及零件加工結(jié)果［2］，主要包括：

（1）加工內(nèi)容：車端面、外圓、倒角、圓弧、螺紋、槽、橢圓等。

（2）工件坐標(biāo)系：該零件加工需調(diào)頭加工。首先加工左端，裝夾（夾具：三爪卡盤）ф40外圓，控制伸出長度50 mm，平端面，對刀，設(shè)置工件原點，此端面做精加工面，以后不再加工，一次裝夾完成左端粗精加工。然后掉頭加工右端，裝夾ф36的外圓（夾持部分35 mm），粗平端面，測量控制長度。對刀，設(shè)置工件原點，此原點做精加原點，控制長度100 mm（在公差范圍內(nèi)），完成右端的粗精加工。

（3）換刀點：（X100，Z100）

（4）分析形位公差和尺寸公差

尺寸及處理：分析零件圖樣上的尺寸公差要求，以確定控制其尺寸精度的加工工藝，對于數(shù)控切削中，零件的形狀和位置誤差主要受機(jī)床機(jī)械運(yùn)動副精度的影響［3］，沿X坐標(biāo)運(yùn)動的方向與其主軸在車削中，如沿Z坐標(biāo)運(yùn)動的方向與其主軸軸線不平行時，則無法保證圓柱度這一形狀公差要求，又如軸線不垂直時，則無法保證垂直度這一位置公差要求，因此編程前要考慮進(jìn)行技術(shù)處理的有關(guān)方案，如刀具的選擇及切削用量的確定等。

（5）合理的選擇數(shù)控車削刀具：選擇正確數(shù)控車刀對于加工時很重要的。數(shù)控車刀的類型很多，不同的類型適合不同的加工表面。如加工直臺階軸應(yīng)該選擇主偏角等于或大于90°的數(shù)控車刀。切削一些弧度較大的圓弧，應(yīng)該考慮主、副偏角是否與加工表面發(fā)生干涉，一般選擇刀尖角小的數(shù)控車刀加工。

圖1 加工的零件Fig.1 Parts

3 編程與操作注意事項

3.1 編制程序時常采取中值作為編程尺寸依據(jù)

在零件的圖紙上標(biāo)有上下偏差的尺寸標(biāo)注一般都取中值為編程尺寸［4］。

3.2 編程時盡量符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

編程的原點要和工藝基準(zhǔn)、設(shè)計的基準(zhǔn)，對刀點的位置盡量統(tǒng)一，減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來的加工誤差。在很多情況下，若圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致，故應(yīng)首先將圖樣上的各個基準(zhǔn)尺寸換算為坐標(biāo)系中的尺寸。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動量時［5］，還要通過尺寸鏈解算才能得，然后才可進(jìn)行下一步編程工作。

3.3 巧用切斷刀倒角

對切斷面帶一倒角的零件，在批量車削加工中比較普遍，為了便于切斷并避免掉頭倒角，可巧利用切斷刀同時完成車倒角和切斷兩工序，效果較好［6］。同時切刀有兩個刀尖，在編程中要注意使用哪個刀尖及刀寬問題，防止對刀加工時出錯。

3.4 橢圓中的數(shù)學(xué)處理

如圖2所示，橢圓的加工時的起刀點是B點坐標(biāo)為（20.24，10.24），不能誤以為是 A點。

3.5 G指令的合理選擇

圖1的零件加工內(nèi)容很復(fù)雜，如果選擇單一的固定循環(huán)G指令編程，程序就會很繁瑣。所以類似于這樣的復(fù)雜外形輪廓的零件，可以選擇內(nèi)／外輪廓復(fù)合加工循環(huán)G指令進(jìn)行編程，并與宏程序相結(jié)合。圖1零件所用的主要G指令有內(nèi)／外粗車循環(huán)指令G71、成型車削循環(huán)指令G73、精加工循環(huán)指令G70、螺紋切削復(fù)合指令G76等［7］。

圖2 橢圓加工圖Fig.2 Elliptical processing map

4 編程

通過零件圖樣分析，確定進(jìn)給路線、調(diào)用G指令、切削用量和刀具的選擇的確定。則圖1所示零件數(shù)控加工編程如下，（采用前置刀架，四工位，直徑編程）

左端面程序如下：

掉頭加工右端面，裝夾Φ36的外圓，手動加工右端面，控制總長100 mm

程序如下：

5 結(jié)論

從零件的加工過程中可以看出，從數(shù)控車床開始啟動到零件加工完畢，程序?qū)嚧驳拿總€動作都作了要求。加工零件必須事先對零件圖樣進(jìn)行工藝分析，在分析的基礎(chǔ)上，制定工藝路線，進(jìn)行相關(guān)的計算，以確定加工路徑，選擇合理的刀具切削用量，合理的利用G指令及宏程序等。然后嚴(yán)格地按照所用數(shù)控設(shè)備規(guī)定地運(yùn)算和加工，由此可見，編程工作十分重要，其優(yōu)劣程度直接影響數(shù)控系統(tǒng)的使用和加工特點的發(fā)揮［8～10］。

概括地說，程序編制主要包括6方面的工作：

（1）零件圖樣的分析。

（2）制訂數(shù)控加工零件的工藝過程（包括制定工序、進(jìn)給路線、選擇合理的切削用量）。

（3）選擇或設(shè)計夾具、刀具與量具。

（4）計算出數(shù)控系統(tǒng)完成零件加工每個程序段所需要的輸入數(shù)據(jù)。

（5）編寫、校對、修改、檢驗加工程序。

（6）首件的試制加工與現(xiàn)場問題處理。

在生產(chǎn)過程中，完成上述工作的步驟可以不同，這樣編程方法可以不同。

［1］韓加好.數(shù)控車床編程與操作技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008：106－107.

［2］陳江進(jìn).數(shù)控加工編程與操作［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2010：78－79.

［3］蔡厚道，成勇.用戶宏程序在數(shù)控銑削加工編程中的應(yīng)用［J］.江西藍(lán)天學(xué)院學(xué)報，2008（01）：79－82.

［4］周紅.數(shù)控編程與操作［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008：77－78.

［5］陳艷紅.數(shù)控車床編程與加工技術(shù)［M］.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2010：45－46.

［6］穆國巖.數(shù)控車床編程與操作［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：90－91.

［7］尹存濤.小議數(shù)控編輯中的幾個“點”［J］.承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2006（1）：35－37.

［8］周虹.數(shù)控編程與操作實訓(xùn)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005：165－167.

［9］王駿，鄭貞平.數(shù)控編程與操作［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：278－279.

［10］張在平，佘抒萌.數(shù)控銑削編程中宏程序的應(yīng)用［J］.科技資訊，2010（34）：27.