數(shù)控銑床在線測量功能的開發(fā)

魯淑葉

(四川信息職業(yè)技術學院 四川廣元 628017)

隨著先進制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控機床要求加工的零件越來越復雜，精度越來越高。在數(shù)控加工前，需要對工件進行找正、設定工件坐標系等輔助操作，占機時間長、加工效率低。在數(shù)控加工過程中，需要經(jīng)常對工件進行檢測，以調(diào)整工藝參數(shù)，提高加工精度。傳統(tǒng)的手動測量精度在很大程度上依賴操作者的經(jīng)驗，精度很難保證。為了提高數(shù)控機床的使用效率和工件精度，最好的方法就是購買配有數(shù)控測頭的高檔數(shù)控機床或在現(xiàn)有數(shù)控機床上加裝數(shù)控探頭，但購買或改造費用太高，一旦操作失誤，數(shù)控探頭很容易報廢，本文采用了尋邊器與宏程序相結合的辦法，實現(xiàn)工件不從機床上取下完成零件的測量與工件坐標系的設定。

1 宏程序中變量介紹

Fanuc數(shù)控系統(tǒng)中，宏變量用地址符“#”和變量序號組成，變量分為空變量（＃0）、局部變量、公共變量(#100～#149、#500～#549)和系統(tǒng)變量。其中局部變量（#1～#33）就是在用戶宏程序中局部使用的變量，被調(diào)用時參數(shù)賦值給變量，公共變量是在宏主體及調(diào)用的宏程序中通用的變量，分為保持型變量＃500～＃999與操作型變量＃199 ～ ＃199兩種。操作型（非保持型）變量斷電后就被清零，保持型變量斷電后仍被保存。系統(tǒng)變量是用來讀寫CNC系統(tǒng)指令或數(shù)據(jù)的的變量，如刀具偏置值、當前位置數(shù)據(jù)等，部分系統(tǒng)變量見表1。

表1 宏程序使用的部分統(tǒng)變量

2 宏程序的調(diào)用

宏程序格式：G65 P（程序號）＜引數(shù)賦值＞；

格式中，G65宏調(diào)用代碼；P后面的程序號為宏程序主體的程序代碼；＜引數(shù)賦值＞是由地址符及數(shù)值構成， 由它給宏主體中所使用的變量賦予實際數(shù)值。地址符與宏變量關系對照表如表2所示。

表2 變量賦值列表

3 FANUC系統(tǒng)工件測量程序的編制

（1）矩形零件測量路徑的規(guī)劃如圖1所示。

圖1 矩形零件測量路徑

（2）圓形零件測量路徑的規(guī)劃如圖2所示。

圖2 圓形零件測量路徑

（3）宏程序編制所使用的變量

宏變量 變量說明

#1 尋邊器測頭直徑

#2 凸臺（0）與型腔（1）的選擇

#5021X方向機床坐標值

#5221 G54中X工件坐標

#5022Y方向機床坐標值

#5222 G54中Y工件坐標

#3000 用戶宏程序產(chǎn)生的報警或信息

#4102T代碼刀具號

（4）測量宏程序的編制

測量主程序的調(diào)用如下：

G65 P9011 A B

A（#1）尋邊器測頭直徑

B（#2）凸臺（0）與型腔（1）的選擇

測量宏程序編寫如下：

O9011 (測量宏程序)

IF[#1 EQ #0]GOTO 990（檢查尋邊器測頭直徑是否定義）

M00（轉換至手動狀態(tài)，移動尋邊器，使測頭剛剛與孔壁（或者工件邊沿）接觸，此時尋邊器上的指示燈會發(fā)光）

#501=#5021(讀取當前X方向x1點的機床坐標）

M00（換至手動狀態(tài)，僅在水平方向緩慢移動產(chǎn)品，直至尋邊器上的測頭剛剛與孔壁（或者工件邊沿）接觸，指示燈亮）

#502=#5021(讀取當前X方向x2點的機床坐標）

#503=[#501+#502]/2(計算工件X方向中心點的坐標)

#801=#5221（記錄 G54 零偏區(qū)中X軸的中心；）

#5221=#503(將X方向中心點坐標賦值到G54 零偏區(qū)中)

M00(轉換至手輪狀態(tài)，在豎直方向移動產(chǎn)品，至尋邊器上的測頭剛剛與工件側壁接觸)

#504=#5022(讀取當前Y方向Y1 點的機床坐標；）

M00(在豎直方向緩慢移動產(chǎn)品，直至尋邊器上的測頭剛剛與孔壁（或者工件邊沿）接觸（水平方向不動)

#505=#5022(讀取當前Y方向Y2 點的機床坐標）

#506=[#504+#505]/2(計算工件Y方向的中心）

#802=#5222（記錄 G54 零偏區(qū)中Y軸的中心）

#5222=#506（設置 G54 零偏區(qū)中Y軸的中心)

IF[#13EQ0]GOTO 10

#510=2*SQRT[[#5021-#5221]*[#5021-#5221]+[#5022-#5222]*[#5022-#5222]]+#1(計算工件的直徑）

#511=ABS[#502-#501]+#1(計算工件長度尺寸）

#512=ABS[#505-#504]+#1(計算工件寬度尺寸）

N10#510=2*SQRT[[#5021-#5221]*[#5021-#5221]+[#502 2-#5222]*[#5022-#5222]]-#1(計算工件的直徑）

#511=ABS[#502-#501]-#1(計算工件長度尺寸）

#512=ABS[#505-#504]-#1(計算工件寬度尺寸）

#3006=1(D=#510 L=#511 W=#512 )；（在控制面板上顯示工件直徑（長度、寬度）各自所對應的變量名）

N990 #3000=2(Probe radius not defined )

M30； （程序結束）

程序執(zhí)行完后，系統(tǒng)自動記錄并在指定的零點偏置區(qū)（G54）中輸入工件中心坐標，同時顯示出工件直徑、工件長度、工件寬度所對應的參數(shù)號：#510、#511、#512，這些變量對應的數(shù)值保存在“OFFSET”界面下。按下“OFFSET”軟鍵顯示刀具補償界面。按軟鍵“MACRO”顯示宏變量頁面。按下“NO.”鍵，輸入變量號然后按“INPUT”鍵即可顯示該變量的數(shù)值。

4 結語

通過對數(shù)控機床進行二次開發(fā)，結合數(shù)控系統(tǒng)宏程序功能，將簡易式尋邊器作為探頭使用，使數(shù)控機床擴展記錄數(shù)據(jù)、自動計算坐標、自動設定坐標、自動找正工件及自動計算測量等功能。經(jīng)過二次開發(fā)后，縮短機床在加工工件前的輔助時間，提高了生產(chǎn)效率，保障零件的質(zhì)量。