基于FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)正弦線宏程序數(shù)控車削加工研究

尤 詠

(南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 后勤管理處,江蘇 南京 211188)

基于FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)正弦線宏程序數(shù)控車削加工研究

尤 詠

(南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 后勤管理處,江蘇 南京 211188)

利用FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)分析正弦線的加工問題，研究了正弦線輪廓加工宏程序的編制方法。通過變量設(shè)定編制宏程序和加工仿真，確保了曲線加工的正確性，取得良好的效果。

數(shù)控車；正弦線；宏程序

在數(shù)控教學(xué)和生產(chǎn)中，對(duì)于簡(jiǎn)單的輪廓可以采用手動(dòng)編程，利用直線及圓弧插補(bǔ)指令來實(shí)現(xiàn)程序的編制。隨著制造技術(shù)的不斷提高，零件結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，非圓平面曲線如橢圓、拋物線、正余弦等二次曲線，由于普通數(shù)控系統(tǒng)沒有這類曲線的插補(bǔ)功能，加工起來具有一定的難度，因此對(duì)于此類零件的加工多采用自動(dòng)編程的方法，但自動(dòng)編程軟件生成的程序往往比較繁瑣，計(jì)算復(fù)雜，不易檢查且加工時(shí)間長(zhǎng)，所以只能在手動(dòng)編程中通過宏程序來實(shí)現(xiàn)。目前各類數(shù)控系統(tǒng)大多提供了用戶宏程序功能，宏程序變量編程加工可以用函數(shù)公式來描述工件的輪廓或曲面，通過手工編程方式予以實(shí)現(xiàn)[1]。 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的宏功能，該系統(tǒng)提供有A 、B 類兩種功能的宏程序。其中A 類宏程序是以G65 Pxx Lxx 的格式輸入，而B 類宏程序和計(jì)算機(jī)高級(jí)語言之一的C 語言相似，編程語句中可直接運(yùn)用公式和賦值語句，在0i 系統(tǒng)中得到廣泛運(yùn)用[2]。本文即以具有正弦線輪廓的零件為例，通過工藝分析，采用FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)手工編寫宏程序并進(jìn)行仿真加工。

1 正弦線零件的工藝分析

圖1 正弦線輪廓零件

由圖1可以看出，該零件是典型的旋轉(zhuǎn)體零件，因此加工設(shè)備選擇普通的配有FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的CK6140機(jī)床。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征需要選擇刀具為90°的外圓刀和60°的尖刀。圖1中沒有特別精度要求，量具選擇規(guī)格為0～100mm游標(biāo)卡尺。加工順序?yàn)橐淮伟惭b完成全部加工內(nèi)容，即(1)車端面；(2)粗加工各外圓，留0.6mm精加工余量；(3)精加工各外圓至設(shè)計(jì)尺寸。工藝參數(shù)：粗加工選擇轉(zhuǎn)速800r/min，進(jìn)給速度F選擇160mm/min，背吃刀量為2mm;精加工轉(zhuǎn)速選擇1200r/min，進(jìn)給速度F選擇80mm/min，同時(shí)在精加工前進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行必要的刀具磨損補(bǔ)償，以保證加工精度。該零件數(shù)控車削加工順序、刀具、切削用量等選擇見表1。

表1 數(shù)控加工工藝簡(jiǎn)卡

2 正弦線零件的宏程序編寫與仿真加工

O111；

N10 G54G90G80;

N20 M03 S800;(啟動(dòng)主軸)

N30 T0101;(選用1號(hào)刀)

N40 G00 X67 Z0;(進(jìn)刀至粗車起始點(diǎn))

N50 G71 U2 R1; (粗車，吃刀量2mm，退刀1mm)

N60 G71 P70 Q180 U0.6 W0.2 F150 S800;(徑向余量0.6mm，軸向余量0.2mm)

N70 G01 X40 F60; (進(jìn)刀)

N80 #1=-32; (常量賦初值)

N90 #2=0;(Z坐標(biāo)變量賦初值)

N100 WHILE [#2GE#1] DO01; (直到加工到Z為-32為止)

N110 #3=3*SIN[#1*PI/16+PI]; (計(jì)算中間變量)

N120 G01 X[38+2*#3] Z[#1]; (加工正弦線輪廓)

N130 #1= #1-0.3; (設(shè)定步距為0.3)

N140 END1; (正弦輪廓加工完畢)

N150 G01 X44 Z-35; (倒C3角)

N160 W-9; (加工φ44外圓)

N170 G02 X54 W-5 R5; (加工R5圓弧)

N180 G01 Z-64 F60; (加工φ54外圓)

N190 G00 X100; (X返回)

N200 Z100; (Z返回)

N210 M00;(程序暫停，進(jìn)行測(cè)量和刀具補(bǔ)償)

N220 M03 S1200;(準(zhǔn)備精加工)

N230 G70 P70 Q180;(精加工零件輪廓)

N240 G00 X100; (X返回)

N250 Z100; (Z返回)

N260 T0202 S300;(換2號(hào)刀準(zhǔn)備割斷)

N270 G00 Z-67;(割刀Z方向定位)

N280 X62;(快速X方向定位)

N290 G01 X-1 F30;(割斷)

N300 X62 F100;(退刀)

N310 G00 X100;(X方向返回)

N320 Z100;(Z方向返回)

N330 M05; (主軸停轉(zhuǎn))

N340 M30; (程序結(jié)束并返回)

圖2 正弦線輪廓零件宏程序流程圖

零件加工精度由步距控制，減小走刀步距可以提高零件的加工精度。使用斯沃仿真軟件對(duì)該零件進(jìn)行仿真加工，如圖3所示。通過仿真驗(yàn)證，使用FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)提供的宏程序進(jìn)行正弦線的加工方法可行，程序簡(jiǎn)單，加工效率高。

圖3 正弦線輪廓零件的仿真加工

3 結(jié)束語

在使用宏程序編程的過程中，大部分零件尺寸和工藝參數(shù)可以傳遞到宏程序中，程序的修改比較方便，具有較強(qiáng)的易讀性，程序簡(jiǎn)潔，邏輯嚴(yán)密，通用性強(qiáng)[3]。本文利用FANUC 0i 系統(tǒng)宏程序編制正弦線輪廓零件的加工程序，具有程序簡(jiǎn)捷、邏輯嚴(yán)密，實(shí)踐證明該方法簡(jiǎn)單可靠，零件加工精度高。

[1] 蔡錦峰．基于FANUC 0i 型數(shù)控系統(tǒng)橢圓宏程序的研究與應(yīng)用[J]．裝配制造技術(shù)，2013(4)：247-248．

[2] 肖忠躍，劉朝暉，謝世坤．基于FANUC 0i 系統(tǒng)的橢圓類輪廓零件宏程序應(yīng)用研究[J]．煤礦機(jī)械，2013，34(1)：145-146．

[3] 顧京．?dāng)?shù)控機(jī)床加工程序編制[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：125-140．

TheMacroProgramDevelopmentofSinusoidalLineNCinTurningProcessingBasedonFanuc0iSystem

YOU Yong

(Nanjing Communications Institute of Technology, Jiangsu Nanjing, 211188, China)

It analyzes the machining problems of sinusoidal line in using FANUC 0i NC system, introduces the method of sinusoidal line profile macro program compiling. After setting variable and simulation process, this method ensures the correctness of curve processing and obtains the better results.

NC Turning; Sinusoidal Line; Macro Program

10.3969/j.issn.2095-509X.2014.05.012

2014-04-17

尤詠(1974—)，女，江蘇金壇人，南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械制造及教育管理。

TP391

A

2095-509X(2014)05-0048-03