123976023畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于FANUC數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)系自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难芯亢蛻?yīng)用

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目：基于fanuc數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)系自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难?究和應(yīng)用系部名稱： 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 年 月 日摘要 fanuc數(shù)控加工中心機(jī)床在加工零件時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到下面的這種問題：由于零件加工部位的需要，通常要求工作臺(tái)能旋轉(zhuǎn)任意角度。當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心重合時(shí)，工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)不會(huì)給加工過程帶來影響。但在一般情況下件坐標(biāo)系原點(diǎn)與工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心是不重合的，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置隨著工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，在機(jī)床坐標(biāo)系中發(fā)生變化。所以，要求重新設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置。在實(shí)際生產(chǎn)中通常的做法是，借助于計(jì)算機(jī)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算出工件坐標(biāo)系原

2、點(diǎn)的變化量，在初始工件坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定值的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，然后人工設(shè)定新的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置。這種人工補(bǔ)償計(jì)算，設(shè)定的方法不僅效率低，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。本文運(yùn)用fanuc系統(tǒng)中的宏指令及參變量，提出了編寫一個(gè)補(bǔ)償軟件，認(rèn)為此程序可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工中心機(jī)床在零件過程中，工作臺(tái)任意角度旋轉(zhuǎn)后，自動(dòng)補(bǔ)償與并設(shè)定新的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置。關(guān)鍵字：fanuc , 工件坐標(biāo)系自動(dòng)補(bǔ)償 ，宏程序 abstractfanuc cnc system based on the coordinates of the research and application of automatic compensation

3、fanuc cnc processing center machine, often in processing components will meet the following this question: because parts processing parts of the need, usually require workbench can rotate arbitrary angle. when the workpiece axis of rotation center coincides with table, the rotation of the workbench

4、impact wont give processing. but normally a axis and workbench the rotation center is not coincidence, workpiece axis position with the rotation of the workbench, changes in the machine tool coordinate system. so, asked to set workpiece axis position. in the actual production of typically, computer,

5、 according to the rotation angle by calculating the changes needed a axis, in the initial amount of workpiece coordinates value based on the origin, then compensate calculation manually set new self-positioning presended in the position of origin. this artificially compensation calculation, the meth

6、od is not only set low efficiency, and prone to errors. this paper uses the macro instruction and fanuc system, puts forward the parameter write a compensation software, think this program can achieve nc machining center machine in parts processing process, workbench arbitrary angle rotation, automa

7、tic compensation and and setting new workpiece axis position.keywords：fanuc self-positioning presended automatic compensation macro programs目錄摘要iabstractii1. 工件坐標(biāo)原點(diǎn)補(bǔ)償軟件開發(fā)11.1 本文課題任務(wù)和目的11.2 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心的關(guān)系11.3 坐標(biāo)系自動(dòng)補(bǔ)償原理21.3.1 機(jī)床坐標(biāo)系、機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)31.3.2 工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)31.3.3 機(jī)床坐標(biāo)系與工件標(biāo)系的關(guān)系：41.3.4 工作臺(tái)象限的分析41.

8、3.5 新工件坐標(biāo)原點(diǎn)的確定61.3.6 新工件坐標(biāo)系的確定162. fanuc數(shù)控宏程序指令162.1 宏程序的基本知識(shí)172.2 宏程序的調(diào)用192.3 宏程序的變量203. 宏程序補(bǔ)償?shù)木帉?24. 宏程序軟件補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用實(shí)例234.1 確定工件加工工藝234.2 切削用量和刀具的選擇244.2.1 切削用量的計(jì)算244.2.2 刀具和切削用量的選擇：244.3 編寫加工工藝254.4 涉及零件的專用夾具26總 結(jié)28致 謝29參考文獻(xiàn)30附錄：程序清單311. 工件坐標(biāo)原點(diǎn)補(bǔ)償軟件開發(fā)1.1 本文課題任務(wù)和目的本文研究的課題是；基于fanuc數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难芯亢蛻?yīng)用。本次課題主

9、要解決的問題是；數(shù)控機(jī)床在加工零件時(shí)，隨著工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，被加工零件的工件坐標(biāo)原點(diǎn)將隨工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度發(fā)生改變。在實(shí)際生產(chǎn)中通常的做法是，借助于計(jì)算機(jī)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算出工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的變化量，在初始工件坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定值的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，然后人工設(shè)定新的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置。這種人工補(bǔ)償計(jì)算，設(shè)定的方法不僅效率低，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。本文運(yùn)用宏指令及參變量編寫一個(gè)工件坐標(biāo)原點(diǎn)補(bǔ)償軟件，認(rèn)為此程序可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工中心機(jī)床在零件加工過程中，工作臺(tái)任意角度旋轉(zhuǎn)后，自動(dòng)補(bǔ)償與并設(shè)定新的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置。1.2 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心的關(guān)系 當(dāng)工件隨夾具在工作臺(tái)上安裝后，初始工件坐標(biāo)系原點(diǎn)經(jīng)測(cè)

10、量、設(shè)定后，在機(jī)床坐標(biāo)系中即被確定。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心的關(guān)系如圖1.1所示。圖1.1所示a、a分別為工件坐標(biāo)系在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)前、后相對(duì)于機(jī)床主軸的位置關(guān)系，其坐標(biāo)為（s,t）和（s,t）。其中s、t可以直接測(cè)量的，s、t為帶求值，已知的還有工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心相對(duì)于主軸的位置m、n和工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度a，現(xiàn)在要確定a點(diǎn)的位置，就是要找出a點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床主軸的位置，即s、t的值，s、t可以通過a點(diǎn)相對(duì)于o點(diǎn)的坐標(biāo)系為（m-s,n-t）,而x、z為a相對(duì)于o點(diǎn)的位置，這里只要求出x、z得知就可以確定a點(diǎn)的相對(duì)于主軸的位置。圖1.1 a和a相對(duì)與o點(diǎn)的坐標(biāo)設(shè)r =o af設(shè) =aoex = r *

11、cos yz = r * sin yoe = m s, ae = n tr = (ae2 + oe2)(1/2) = （ m-s）2 + (n-t)2 (1/2) r = 90 - (180 - (a-) = a-90 = arctanae/oe = arctan n-t/m-sx = （ m-s）2 + (n-t)2 (1/2) * cos(a-90)z = （ m-s）2 + (n-t)2 (1/2) *sin(a-90)至此a點(diǎn)的位置得以確定。 1.3 坐標(biāo)系自動(dòng)補(bǔ)償原理要計(jì)算出工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)后新工件坐標(biāo)系的位置。先介紹一下機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系：1.3.1 機(jī)床坐標(biāo)系、機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床

12、參考點(diǎn) 機(jī)床坐標(biāo)系用來確定工件位置和機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基本坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)是固定的。 機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)稱為機(jī)床原點(diǎn)或機(jī)床零點(diǎn)。在機(jī)床設(shè)計(jì)和制造完成后，這個(gè)點(diǎn)便被確定下來。 為了正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系，通常在每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)，它在靠近每個(gè)軸的正向極限內(nèi)側(cè)。機(jī)床參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)可以重合，也可以不重合，通過數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置可指定該參考點(diǎn)到機(jī)床零點(diǎn)的距離。 機(jī)床參考點(diǎn)的設(shè)置，一般采用常開微動(dòng)開關(guān)配反饋元件及脈沖的方法確定。機(jī)床在回參考點(diǎn)時(shí)，先把機(jī)床工作臺(tái)向常開微動(dòng)開關(guān)靠近，壓下開關(guān)后，以慢速運(yùn)動(dòng)直至接收到第一基準(zhǔn)脈沖，這時(shí)的機(jī)床位置就是機(jī)床參考點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，也就確定了該坐標(biāo)

13、軸的零點(diǎn)位置，從而建立了機(jī)床坐標(biāo)系。 機(jī)床啟動(dòng)前，通常要通過自動(dòng)或手動(dòng)會(huì)參考點(diǎn)，機(jī)床回參考點(diǎn)有以下兩個(gè)作用：1） 建立機(jī)床坐標(biāo)系；2） 消除由于工作臺(tái)漂移、變形等造成的誤差。機(jī)床使用一段時(shí)間后，工作臺(tái)會(huì)造成一些漂移，導(dǎo)致加工誤差。每回一次機(jī)床參考點(diǎn)，就可以使機(jī)床的工作臺(tái)回到準(zhǔn)確位置，消除一次誤差。所以在機(jī)床加工前，首先要進(jìn)行回機(jī)床參考點(diǎn)的操作。1.3.2 工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn) 工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)自行定義的坐標(biāo)系。編程人員選擇工件上的某一固定點(diǎn)為原點(diǎn)（稱為工件原點(diǎn)或程序原點(diǎn)），建立一個(gè)新的坐標(biāo)系。稱為工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的工件系所取代。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)選擇

14、原則為：1） 使編程盡量簡(jiǎn)單；2） 尺寸換算少;3） 引起的加工誤差??；4） 以坐標(biāo)式尺寸標(biāo)注的零件，工件原點(diǎn)常選尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)點(diǎn)；5） 對(duì)稱零件或以同心圓為主的零件，原點(diǎn)選在對(duì)稱中心線或圓心上；6） z軸的工件原點(diǎn)通常選在工件的上表面編程加工程序時(shí)首先要設(shè)置工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系的建立可用g92指令或g54g59指令。1.3.3 機(jī)床坐標(biāo)系與工件標(biāo)系的關(guān)系：機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系如圖1.2所示。一般說來，工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸機(jī)床坐標(biāo)系相應(yīng)的坐標(biāo)軸平行，方向也相同，但原點(diǎn)不同。在加工中，工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，要測(cè)量工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的坐標(biāo)距離，這個(gè)距離稱為工件原點(diǎn)偏置。這個(gè)偏置值需

15、要預(yù)存到數(shù)控系統(tǒng)中，在加工時(shí)，工件原點(diǎn)偏置值便能自動(dòng)加到工件坐標(biāo)系上，使數(shù)控系統(tǒng)可按機(jī)床坐標(biāo)系確定加工時(shí)的坐標(biāo)值。圖1.2 坐標(biāo)系示意圖1.3.4 工作臺(tái)象限的分析把工作臺(tái)分為四個(gè)象限如圖1.3所示：090 為第一象限90180 為第二象限180270 為第三象限270360 為第四象限圖1.3 工作臺(tái)的四個(gè)象限為什么要分四個(gè)象限？四種象限就是四種情況。比如a點(diǎn)放在第一象限里的任意位置都屬于第一象限這種情況。初始工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在工作臺(tái)上的位置是隨意的，只有當(dāng)a點(diǎn)與工作臺(tái)中心重合時(shí)。a點(diǎn)的坐標(biāo)才不會(huì)隨工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化。但是在實(shí)際生產(chǎn)中很難在每次裝夾的時(shí)間將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心重

16、合，因此工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心和機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是機(jī)床生產(chǎn)時(shí)的2個(gè)參考點(diǎn)。所以我們要考慮工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a放在工作臺(tái)上時(shí)所有可能的位置，在坐標(biāo)軸上和四個(gè)象限內(nèi)的所有位置。我們先考慮a點(diǎn)在四個(gè)象限的情況：1. 當(dāng)t-n0;s-m0時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在第一象限；2. 當(dāng)t-n0時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在第二象限；3. 當(dāng)t-n0;s-m0時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在第三象限；4. 當(dāng)t-n0;s-m0時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在第四象限；然后再考慮一些特殊情況：5. 當(dāng)t-n=0;s-m0時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在z軸正向；6. 當(dāng)t-n0時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在z軸正向；8. 當(dāng)t-n0;s-m=0時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在x軸正

17、向；9. 當(dāng)t-n=0;s-m=0時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)和工作臺(tái)中心重合。1.3.5 新工件坐標(biāo)原點(diǎn)的確定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在工作臺(tái)上的位置有以前9種情況。當(dāng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，新的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)所在工作臺(tái)上的位置也要分情況討論：圖1.4 a1點(diǎn)在第一象限在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)過程中（見圖1.4），a1點(diǎn)的軌跡是以o為圓心，以oa1為半徑的園。則在旋轉(zhuǎn)過程中oa1不變?cè)O(shè)oa1=r，則 r=(ae2 + oe2)1/2 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a1的旋轉(zhuǎn)角度用a表示，由上圖知，計(jì)算新點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，oa2的初始角度用表示。在每個(gè)象限內(nèi)都不同，所以要分情況討論：1. 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在第一象限時(shí)：（1） 當(dāng)a點(diǎn)隨著工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度到第一

18、象限時(shí)：由圖1.4中幾何關(guān)系知：tan=a1h/oh = arctan a1h/oha1h = n t , oh = m s a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +)(2) 當(dāng)a點(diǎn)隨著工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)a角度到第二象限時(shí)： 由圖1.5中幾何關(guān)系可知：圖1.5 a1點(diǎn)在第一象限 a2在第二象限 計(jì)算時(shí)可用絕對(duì)值角度計(jì)算，a2在以o點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中的相對(duì)坐標(biāo)的正負(fù)可有三角函數(shù)自己算出： 因此這時(shí)a2的相對(duì)坐標(biāo)是：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +) 因此，當(dāng)a1點(diǎn)在第一象限時(shí)，隨著工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，a點(diǎn)到其他位置，其新點(diǎn)a2

19、的相對(duì)坐標(biāo)的計(jì)算式子相同為：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +)2. 當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在第二象限時(shí)：圖1.6 a點(diǎn)在第二象限由圖1.6中幾何關(guān)系知：oa1的初始角度：= a1oh+ 90tan a1oh=a1h/oh a1oh=arctan a1h/oh = arctan a1h/oha1h = n t , oh = m s 點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)為：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +) 由于oa1的初始角度已經(jīng)計(jì)算出，則當(dāng)a點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到工作臺(tái)其他位置時(shí)，新點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)的計(jì)算式子仍然是：a2(x) = r *

20、sin(a +)a2(z) = r * cos(a +)3. 當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在第三象限時(shí)：圖1.7 a點(diǎn)在第三象限由圖1.7中幾何關(guān)系知：oa1的初始角度：= a1oh+ 180tan a1oh=a1h/oh a1oh=arctan a1h/oh = arctan a1h/oha1h = n t , oh = m s 點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)為：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +) 由于oa1的初始角度已經(jīng)計(jì)算出，則當(dāng)a點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到工作臺(tái)其他位置時(shí)，新點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)的計(jì)算式子仍然是：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a

21、 +)4. 當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在第四象限時(shí)：圖1.8 a點(diǎn)在第四象限由圖1.8中幾何關(guān)系知：oa1的初始角度：= a1oh+ 270tan a1oh=a1h/oh a1oh=arctan a1h/oh = arctan a1h/oha1h = n t , oh = m s 點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)為：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +) 由于oa1的初始角度已經(jīng)計(jì)算出，則當(dāng)a點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到工作臺(tái)其他位置時(shí)，新點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)的計(jì)算式子仍然是：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +) 當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在坐標(biāo)軸上時(shí)，oa的初始

22、角度將是一個(gè)固定值。由于每個(gè)坐標(biāo)軸上的角度不同，還要分類討論。5. 當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在z軸正向時(shí)，也就是t n = 0 , s m 0如圖1.9所示：圖1.9 a點(diǎn)在z軸正半軸oa1初始角度： = 0點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)為：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +)6. 當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在z軸正向時(shí)，也就是t n 0如圖1.11所示：oa1初始角度： = 180點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)為：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +)圖1.11 a點(diǎn)在z軸負(fù)半軸8. 當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在x軸負(fù)向時(shí)，也就是t n 0 , s m=

23、0如圖1.12所示：oa1初始角度： = 270點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)為：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +)圖1.12 a點(diǎn)在x軸負(fù)半軸9. 當(dāng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a與工作臺(tái)中心重合時(shí)，也就是t n = 0 , s- m = 0如圖1.13所示：這是工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a和工作臺(tái)中心重合，a點(diǎn)的位置不會(huì)隨著工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化。 綜上所述，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)不重合時(shí)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的變化量為：a2(x) = r * sin(a +)a2(z) = r * cos(a +)圖1.13 a點(diǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心1.3.6 新工件坐標(biāo)系的確定 前面是a1在工作臺(tái)上的任

24、何位置時(shí)，每種情況都計(jì)算了工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)了角度后，新點(diǎn)a2的相對(duì)坐標(biāo)。 還要求出新點(diǎn)a2在機(jī)床坐標(biāo)系的位置。 只要加上o點(diǎn)的坐標(biāo)，就是新坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)：s= m + r * cos(a +)t= n + r * sin(a +)2. fanuc數(shù)控宏程序指令我以前并未接觸過宏程序，但是這次的論文里面有關(guān)于宏程序的內(nèi)容。我在肖慶和老師的指點(diǎn)下買了一本數(shù)控銑削加工宏程序及實(shí)用用例，這本書讓我全面深入地了解宏程序，這為我的論文編纂打下了良好的基礎(chǔ)。2.1 宏程序的基本知識(shí) 宏程序是一種允許用戶自己使用的程序，比如子程序、命令程序、同時(shí)你已經(jīng)編制和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，無論什么時(shí)候需要，可以隨意調(diào)用的程序。不

25、同于普通的nc語言程序，有著獨(dú)一無二操作和函數(shù)功能的宏程序被普遍用于專門的變量，這樣它能普遍被用于自動(dòng)化機(jī)械加工操作。 宏程序使用變量來表示某些值的程序。其特點(diǎn)是可以用變量表示很多值。宏程序有四種規(guī)則（加、減、乘、除）、三角函數(shù)和平方根，允許你編制自己的軟件。1 算術(shù)運(yùn)算命令：（1） 變量的定義和代替#1 = 123： #2 = #1（2） 加和減 加 #1 = #2 + 10: #1 = #2 + #3 減 #1 = #2 - 10: #1 = #2 - #3（3） 乘和除乘 #1 = #2 * 10: #1 = #2 * #3除 #1 = #2 / 10: #1 = #2 / #3 (4)

26、三角函數(shù) 正玄 #1 = sin (90) #1 = sin (#2) 余玄 #1 = cos (90) #1 = cos (#2) 正切 #1 = tan (90) #1 = tan (#2) 平方根 #1 = sqrt#2 #2 = 2 #1 = 1.414 絕對(duì)值 #1 = abs#2 #2 = -2 #1 = 22. 條件轉(zhuǎn)移指令： 1. if語句n = 1 9999如果條件表達(dá)式是適合的，調(diào)相順序no.n。如果不滿足時(shí)，執(zhí)行的塊緊接if語句。條件表達(dá)式被描述用a操作b例如：if#2 gt #2 goto 1 如果#1是比#2大，跳向no.n1指令和它們的涵義：表2.1 邏輯運(yùn)算指令表

27、指令 描述eq相等a等于bne不相等a不等于bgt大于a大于bge大于等于a大于或等于blt小于a小于ble小于等于a小于或等于b（2） while語句n=1-3如果條件滿足時(shí)執(zhí)行do-end，如果不滿足，執(zhí)行下一個(gè)end n:條件表達(dá)式是和if語句相同例如： while#1 le #2 do1如果#1小于等于#2.重復(fù)語句到end1.注意：當(dāng)操作eq被使用時(shí)，算術(shù)運(yùn)算命令的實(shí)行可能在計(jì)算過程中引起一個(gè)錯(cuò)誤。因此，取代eq。盡可能的用ege 或者le為表達(dá)式。2.2 宏程序的調(diào)用當(dāng)一個(gè)宏程序編號(hào)后，輸入機(jī)床系統(tǒng)。當(dāng)加工時(shí)需要?jiǎng)t被調(diào)用出來。（1）宏程序簡(jiǎn)單調(diào)用格式。宏程序的簡(jiǎn)單調(diào)用是指在主程序中

28、，宏程序可以被單個(gè)程序段單次調(diào)用。指令格式：g65p（宏程序號(hào)）l（重復(fù)次數(shù)）（變量分配）宏程序的運(yùn)算命令通過指令g65的不同表達(dá)形式實(shí)現(xiàn)，其指令的一般形式為：g65 h m p # i q # j r # k ；格式中各參數(shù)的意義如下：m：可以是0199，表示運(yùn)算命令或轉(zhuǎn)移命令的功能；# i：存放運(yùn)算結(jié)果的變量；# j：需要運(yùn)算的變量1；也可以是常數(shù)，常數(shù)可以直接表示，不帶“#”；# k：需要運(yùn)算的變量2，也可以是常數(shù)，常數(shù)可以直接表示，不帶“#”；指令所代表的意義為：#i = #j # k；代表運(yùn)算符號(hào)，它由h m指定。如：g65 h 02 p #100 q #101 r #102 ；表示

29、 #100 = #101+ #102 ；g65 h 03p #100 q #101 r15； 表示 #100 = #101-15 ；g65 h 03p #100 q-100 r #102； 表示 #100 =-100#102；g65 h 04p #100 q-100 r #102； 表示 #100 =-100#102等等（2）宏程序的編寫格式。宏程序的編寫格式與子程序相同。如：o（00018999為宏程序號(hào)）n10指令.nm99 上述宏程序內(nèi)容中，除通常使用的編程外，還可使用變量、算術(shù)運(yùn)算指令及其他控制指令。變量值在宏程序調(diào)用指令中賦給。2.3 宏程序的變量變量的種類 按變量號(hào)碼可將變量分為局

30、變量、公共變量、系統(tǒng)變量，其用途和性質(zhì)都是不同的。1）局部變量 #1#33所謂局部變量就是在用戶宏中局部使用的變量。換句話說，在某一時(shí)刻調(diào)出的用戶宏中所使用的局部變量#i和另一時(shí)刻調(diào)用的用戶宏(也不論與前一個(gè)用戶宏相同還是不同)中所使用的#i是不同的。 2）公共變量 與局部變量相對(duì)，公共變量是在主程序，以及調(diào)用的子程序中通用的變量。因此，在某個(gè)用戶宏中運(yùn)算得到的公共變量的結(jié)果#i，可以用到別的用戶宏中。公共變量主要由#1#149及#500#531構(gòu)成。其中前一組是非保持型(操作型)，即斷電后就被清零，后一級(jí)是保持型，即斷電后仍被保存 3）系統(tǒng)變量 系統(tǒng)變量是根據(jù)用途而被固定的變量，主要有以下幾

31、種(表2.3)。表2.2 系統(tǒng)變量表3. 宏程序補(bǔ)償?shù)木帉懭鐖D3.1所示，測(cè)量工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a1在機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)為：圖3.1 坐標(biāo)變量設(shè)置 x方向坐標(biāo)為#101，z方向坐標(biāo)為#103 工作臺(tái)中心o點(diǎn)的坐標(biāo)為機(jī)床的固定參數(shù)存在機(jī)床坐標(biāo)系里。 o點(diǎn)x方向坐標(biāo)為#110，z方向坐標(biāo)為#111.每臺(tái)機(jī)床由于規(guī)格和性能不同，則其工作臺(tái)中心坐標(biāo)也不同。測(cè)量工件坐標(biāo)系原點(diǎn)a在機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)后，要將其測(cè)量結(jié)果存放在機(jī)床系統(tǒng)里的坐標(biāo)系里，以讓程序調(diào)用。機(jī)床坐標(biāo)系有：g54，g55，g56，g57，g58，g59,還有g(shù)54.1.p(148).用#1來表示機(jī)床坐標(biāo)系：g#1 #1的取值范圍：148,5459以

32、g54為例：g54 x y z則測(cè)量出的x,y,z坐標(biāo)將存放在g54坐標(biāo)系的相對(duì)位置。軟件清單和流程圖見附錄4. 宏程序軟件補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用實(shí)例圖4.1 待加工零件圖4.1是紡織機(jī)械梳棉機(jī)道夫墻板的示意圖。在數(shù)控機(jī)床加工中心上加工12-m8-6h的螺紋孔，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)選在零件的圓弧中心。顯然該零件裝夾時(shí)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心無法重合。這樣，12-m8-6h的螺紋孔加工時(shí)，初始設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)隨著工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，位置發(fā)生變化。通常需要手工計(jì)算各角度的原點(diǎn)差值，在初始設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)償。本文采用自動(dòng)化補(bǔ)償程序可以完美地解決這個(gè)問題。4.1 確定工件加工工藝 在加工這個(gè)零件時(shí)，

33、除了零件側(cè)面的孔未加工，其他面均已加工好。只負(fù)責(zé)編寫12個(gè)螺紋孔的程序。加工工序1. 打中心孔 2.鉆孔 3.攻絲4.2 切削用量和刀具的選擇4.2.1 切削用量的計(jì)算切削用量應(yīng)根據(jù)工件材料、硬度、刀具材料及機(jī)床等因素來考慮，一般有經(jīng)驗(yàn)確定：本加工零件為鑄鐵，以下是切削用量計(jì)算：查設(shè)計(jì)手冊(cè)知：鉆孔速度：v = 822m/min 取均值15m/min攻絲速度：v = 68 m/min 取均值7/min由v =*d*n / 1000知（v代表切削速度，d代表刀具直徑，n代表主軸轉(zhuǎn)速）(1)主軸轉(zhuǎn)速刀具取m8*1.25 主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v /*d = 15*1000 / 3.14*8 = 5

34、97r/min（2）進(jìn)給速度s = 0.10.15 mm/min攻絲時(shí)刀具取m8*1.25 攻絲的轉(zhuǎn)速n = 1000v /*d = 7*1000/ 3.148 = 280 r/min4.2.2 刀具和切削用量的選擇：1.中心孔刀具刀具號(hào)t刀具描述主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給量偏置號(hào)ht20中心鉆100080h202. 鉆孔刀具刀具號(hào)t刀具描述主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給量偏置號(hào)ht19直柄麻花鉆（直徑6.8）500100h193. 攻絲刀具刀具號(hào)t刀具描述主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給量偏置號(hào)ht18細(xì)牙普通螺紋m8*1.25200300h184.3 編寫加工工藝根據(jù)以上計(jì)算，利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行編程，加工程序見附表。加工中宏程序的調(diào)用，下面為

35、宏程序調(diào)用的語句。g65 p(宏程序編號(hào)) l(調(diào)用次數(shù))g65 p1002 a12 b0 c1g65 p1002 a12 b10 c2g65 p1002 a12 b20 c3g65 p1002 a12 b37 c4g65 p1002 a12 b47 c5g65 p1002 a12 b57 c6g65 p1002 a12 b74 c7g65 p1002 a12 b84 c8g65 p1002 a12 b94 c9g65 p1002 a12 b111 c10g65 p1002 a12 b121 c17g65 p1002 a12 b131 c12上面是加工程序中，調(diào)用宏程序的指令。由于要加工12個(gè)

36、孔，要計(jì)算12次坐標(biāo)系，宏程序要調(diào)用12次。在上面的宏程序中：a代表機(jī)床系統(tǒng)的坐標(biāo)系，在程序里a取了48，表示要把測(cè)量到工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)輸入g54.1 p48的坐標(biāo)系里面。b表示旋轉(zhuǎn)角度c表示機(jī)床系統(tǒng)的坐標(biāo)系。就是計(jì)算出來坐標(biāo)值，存放到機(jī)床系統(tǒng)的坐標(biāo)里。要計(jì)算12次坐標(biāo)值，因此要存放機(jī)床系統(tǒng)12個(gè)坐標(biāo)系里，程序中c的取值為112，表示將坐標(biāo)值存放在g54.1 p48的坐標(biāo)系里面。g54.1 p1表示，取出再工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)后由宏程序自動(dòng)計(jì)算的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)值。然后按照加工程序加工。4.4 涉及零件的專用夾具此軟件所加工的內(nèi)容是零件側(cè)面螺紋孔的加工，在加工這個(gè)零件的時(shí)候其

37、它的面均已加工好，其它的面都可以作為定位基準(zhǔn)。各個(gè)孔的中心要和零件中心在一條直線上，這就要求加工時(shí)裝夾一定要保證。分析零件時(shí)，下半圓的半徑r355,上半圓的半徑為r355.5.本文采用中心軸定位，三點(diǎn)夾緊的裝置，保證零件的中心和家具體的中心在一條直線上。要保證各個(gè)孔的中心要和零件中心在一條直線上，還要限制零件旋轉(zhuǎn)方向的自由度。本文設(shè)計(jì)了一套機(jī)構(gòu)，用點(diǎn)定位限制零件旋轉(zhuǎn)方向的自由度。下圖為夾具體草圖：圖4.2 夾具體草圖因工件是圓形的，而且工件需加工處的厚度只有25mm，為防止工件在加工時(shí)夾具體與主軸發(fā)生干涉，降價(jià)具體設(shè)計(jì)成下方上圓的結(jié)構(gòu)。夾具裝配圖見附圖。，總 結(jié)本文運(yùn)用fanuc系統(tǒng)中的宏指令

38、及參變量，提出了編寫一個(gè)補(bǔ)償軟件，認(rèn)為此程序可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工中心機(jī)床在零件過程中，工作臺(tái)任意角度旋轉(zhuǎn)后，自動(dòng)補(bǔ)償與并設(shè)定新的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置。 通過本文的學(xué)習(xí)，鍛煉了我的發(fā)現(xiàn)問題的能力、分析問題的能了、解決問題的能力，這為我以后踏入社會(huì)積累了寶貴的人生經(jīng)驗(yàn)，它就像一筆寶貴的財(cái)富一樣，取之不盡，用之不竭，讓我終生受益。致 謝大學(xué)生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺，感慨良多。感謝在整個(gè)論文寫作過程中幫助過我的每一位人。 感謝的是我的指導(dǎo)老師，肖慶和老師。在整個(gè)過程中他給了我很大的幫助，在論文題目制定時(shí)，他首先肯定了我的題目大方向，但是同

39、時(shí)又幫我具體分析使我最后選擇fanuc數(shù)控系統(tǒng)工件坐標(biāo)系自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难芯繎?yīng)用。這個(gè)具體目標(biāo)，讓我在寫作時(shí)有了具體方向。在論文提綱制定時(shí)，我的思路不是很清晰，經(jīng)過老師的幫忙，讓我具體寫作時(shí)思路頓時(shí)清晰。在完成初稿后，老師認(rèn)真查看了我的文章，指出了我存在的很多問題。更重要的是，肖老師的工作態(tài)度給我又補(bǔ)了相當(dāng)有意義的一課，做事情要認(rèn)認(rèn)真真、一絲不茍、善始善終，這給我以后的人生起到了很好的啟迪。參考文獻(xiàn) 1 楊可幀.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京: 高等教育出版社 ,2007 2 任同.數(shù)控加工工藝.西安： 西安電子科技大學(xué)出版社，20083 周興萬.機(jī)械制造工藝學(xué).西安： 西安交通大學(xué)出版社，2007 4機(jī)械制圖

40、.北京：高等教育出版社，2007 5 馬莉敏.數(shù)控機(jī)床變成與加工操作.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005 6機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20027機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：冶金工業(yè)出版社，20028陳海舟.數(shù)控銑削加工宏程序及應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007附錄：程序清單程序流程圖主程序o1001g00 g91 g28 x0 y0 z0t20 m06g65 p1002 a12 b0 c1g65 p1002 a12 b10 c2g65 p1002 a12 b20 c3g65 p1002 a12 b37 c4g65 p1002 a12 b47 c5g65 p1002 a12 b5

41、7 c6g65 p1002 a12 b74 c7g65 p1002 a12 b84 c8g65 p1002 a12 b94 c9g65 p1002 a12 b111 c10g65 p1002 a12 b121 c17g65 p1002 a12 b131 c12b0 g54.1 p1m98 p1003b10 g54.1 p2m98 p1003b20 g54.1 p3m98 p1003b37 g54.1 p4m98 p1003b47 g54.1 p5m98 p1003b57 g54.1 p6m98 p1003b74g54.1 p7m98 p1003b84 g54.1 p8m98 p1003b94

42、g54.1 p9m98 p1003b111 g54.1 p10m98 p1003b121 g54.1 p11m98 p1003b131 g54.1 p12m98 p1003t19 m06b0 g54.1 p1m98 p1004b10 g54.1 p2m98 p1004b20 g54.1 p3m98 p1004b37 g54.1 p4m98 p1004b47 g54.1 p5m98 p1004b57 g54.1 p6m98 p1004b74g54.1 p7m98 p1004b84 g54.1 p8m98 p1004b94 g54.1 p9m98 p1004b111 g54.1 p10m98 p1

43、004b121 g54.1 p11m98 p1004b131 g54.1 p12m98 p1004t18 m06b0 g54.1 p1m98 p1005b10 g54.1 p2m98 p1005b20 g54.1 p3m98 p1005b37 g54.1 p4m98 p1005b47 g54.1 p5m98 p1005b57 g54.1 p6m98 p1005b74g54.1 p7m98 p1005b84 g54.1 p8m98 p1005b94 g54.1 p9m98 p1005b111 g54.1 p10m98 p1005b121 g54.1 p11m98 p1005b131 g54.1 p12m98 p