FANUC 0i系統(tǒng)與SINUMERIK 802D系統(tǒng)的編程指令分析及應(yīng)用

FANUC0i系統(tǒng)與SINUMERIK802D系統(tǒng)的編程指令分析及應(yīng)用FANUC0i系統(tǒng)和SINUMERIK802D系統(tǒng)都是目前國內(nèi)最流行的機(jī)床控制系統(tǒng)，它們都適用于數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心和專用數(shù)控機(jī)床等。該文作者主要針對(duì)加工中心上應(yīng)用FANUC0i系統(tǒng)和SINUMERIK802D系統(tǒng)在編程指令、編程方法上的不同，目的是供機(jī)床操作編程人員參考與借鑒。一、數(shù)控加工程序結(jié)構(gòu)的異同不管是哪種數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控加工程序都由程序開始部分、若干個(gè)程序段、程序結(jié)束部分組成。每一個(gè)數(shù)控加工程序?qū)?yīng)一個(gè)程序號(hào)，不同的數(shù)控系統(tǒng)，程序號(hào)的規(guī)定不同。對(duì)于FANUCOi系統(tǒng)，主程序和子程序的程序號(hào)規(guī)定相同，由地址“O”和后面的4位數(shù)字組成，如01234。而對(duì)于SINUMERIK802D數(shù)控系統(tǒng)，主程序以.mpf為后綴，子程序以.spf為后綴，如SPFl.mpf。二、刀具功能的異同刀具功能，又稱T功能，編程時(shí)用來選擇刀具，由T代碼和它后面的2位數(shù)字表示，其編程格式因數(shù)控系統(tǒng)的不同而異。如在FANUC0i數(shù)控中，換刀時(shí)必須結(jié)合M98指令，其編程格式如下：TM98P9OOO其中：T后為刀具號(hào)，一般取2位；M98為調(diào)用換刀子程序；P9000為換刀子程序號(hào)。指定刀具偏置值的代碼分為H代碼（刀具長度偏置）和D代碼（刀具半徑補(bǔ)償）。在SINUMERIK8O2D系統(tǒng)中，采用T、D指令編程。T功能用來選擇刀具，而D功能用來選擇相關(guān)的刀偏。一把刀具可以匹配1?9個(gè)不同補(bǔ)償?shù)牡镀M。如果沒有編寫D指令，則D1自動(dòng)生效。如果編寫D0,則刀具補(bǔ)償值無效。每個(gè)刀補(bǔ)在調(diào)用時(shí)，長度和半徑都必須輸入完整。三、編程指令的異同目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值表達(dá)方法在數(shù)控加工程序中，表示目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值有絕對(duì)尺寸指令和增量尺寸指令兩種，在FANUCOi系統(tǒng)和SINUMERIK8O2D系統(tǒng)中，分別用G9O、G91指定。不過，SINUMERIK802D系統(tǒng)還可以在程序中通過AC或IC以絕對(duì)尺寸或相對(duì)尺寸方式進(jìn)行設(shè)定，編程更為靈活。基本移動(dòng)指令基本移動(dòng)指令有GOO、GO1、GO2、GO3。GOO和GO1的編程格式均相同。但圓弧插補(bǔ)有區(qū)別。對(duì)于FANUCOi系統(tǒng)，圓弧插補(bǔ)有終點(diǎn)/圓弧半徑和終點(diǎn)/圓心坐標(biāo)兩種編程方式，而SINUMERIK8O2D數(shù)控系統(tǒng)有5種編程方式，除上面兩種方式外，還有張角/圓心、張角/終點(diǎn)等極坐標(biāo)編程方式，以及通過中間點(diǎn)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)和切線過渡圓弧編程方式。刀具半徑補(bǔ)償指令在銑削零件輪廓時(shí)，由于刀具半徑尺寸的影響，刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計(jì)算刀具中心軌跡，數(shù)控系統(tǒng)提供了刀具半徑補(bǔ)償功能，編程人員可以直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程。相同之處1)指令及功能G41是刀具半徑左補(bǔ)償指令，即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動(dòng))，刀具位于工件輪廓的左邊；G42是刀具半徑右補(bǔ)償指令，即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動(dòng))，刀具位于工件輪廓的右邊；G40是取消刀具半徑補(bǔ)償指令。使用該指令后，G41、G42指令無效。2)編程格式G17G41G01DG42ZDYDG18G19JG17G41G01DG42ZDYDG18G19JG40/ G00」這里有三點(diǎn)要說明：首先，建立和取消刀補(bǔ)必須與G01或G00指令組合完成；其次，程序中的X、Y是G01、G00運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)；第三，D代碼中存放刀具半徑值作為偏置量，用于數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。偏置量可用CRT/MDI方式輸入。所以在應(yīng)用時(shí)要注意：建立刀具半徑補(bǔ)償?shù)某绦蚨?，必須是在補(bǔ)償平面內(nèi)不為零的直線移動(dòng)，一般應(yīng)在切入工件之前完成；取消刀具半徑補(bǔ)償?shù)某绦蚨?，一般?yīng)在切出工件之后完成；當(dāng)?shù)毒甙霃酱笥谒庸すぜ?nèi)輪廓轉(zhuǎn)角或刀具直徑大于所加工溝槽時(shí)會(huì)產(chǎn)生過切，要避免這種情況的發(fā)生。不同之處對(duì)于FANUCOi系統(tǒng)，G41或G42必須與G40成對(duì)使用，即編程中刀補(bǔ)方向改變時(shí)，必須先取消刀補(bǔ)，才能建立新的刀補(bǔ)。而對(duì)于SINUMERIK802D系統(tǒng)，無需經(jīng)過G40,G41、G42就可以相互轉(zhuǎn)換。刀具長度補(bǔ)償指令使用刀具長度補(bǔ)償指令，在編程時(shí)不必考慮刀具的實(shí)際長度及各把刀具不同的長度尺寸。加工時(shí)，用CRT/MDI方式輸入刀具的長度尺寸，即可進(jìn)行正確加工。當(dāng)由于刀具磨損、更換刀具等原因引起刀具長度尺寸變化時(shí)，只要修正刀具長度補(bǔ)償量，而不必調(diào)整程序或刀具。指令及功能G43是建立刀具長度正補(bǔ)償，G44是建立刀具長度負(fù)補(bǔ)償，G49是取消刀具長度補(bǔ)償。編程格式G43(G44)GOO(GO1)ZHG49GOO(GO1)Z以上編程指令只適合于FANUC0i系統(tǒng)。對(duì)于SINUMERIK802D系統(tǒng)，刀具調(diào)用后，刀具長度補(bǔ)償立即生效，無需G代碼指定。固定循環(huán)功能為了進(jìn)一步提高編程工作效率，數(shù)控系統(tǒng)中一般設(shè)計(jì)了固定循環(huán)功能，它規(guī)定對(duì)于一些典型加工中的固定、連續(xù)的動(dòng)作，用一個(gè)程序段表達(dá)，即用固定循環(huán)指令來進(jìn)行孔或槽的加工。(1)基于FANUC0i系統(tǒng)中固定循環(huán)功能的編程對(duì)于FANUC0i系統(tǒng)，常用的固定循環(huán)指令能完成的工作有鉆孔、攻螺紋和鏜孔等。這些循環(huán)通常包括在XY平面定位、快速移動(dòng)到R平面、孔的切削加工、孔底動(dòng)作、返回到R平面、返回到起始平面6個(gè)基本動(dòng)作，如圖1所示。圖1固定循環(huán)的基本動(dòng)作常用的固定循環(huán)有高速深孔鉆循環(huán)、螺紋切削循環(huán)、精鏜循環(huán)等。編程格式如下：G90(G91)G98(G99)G73?G89XYZRQPFK式中，G90/G91表示絕對(duì)坐標(biāo)編程或增量坐標(biāo)編程；G98表示刀具返回到起始平面；G99表示刀具返回到返回R平面；G73?G89表示孔加工方式，如鉆孔加工、高速深孔鉆加工、鏜孔加工等；X、Y表示孔的位置坐標(biāo)；Z表示孔底坐標(biāo);R表示安全面(R平面)的坐標(biāo)；Q表示每次切削深度；P表示孔底的暫停時(shí)間；F表示切削進(jìn)給速度；K表示規(guī)定的重復(fù)加工次數(shù)。固定循環(huán)由G80或01組的G代碼撤消。(2)基于SINUMERIK802D系統(tǒng)中固定循環(huán)功能的編程對(duì)于SINUMERIK802D系統(tǒng)，固定循環(huán)是指用于特定加工過程的工藝子程序，在具體加工過程中只要改變參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)各種循環(huán)。固定循環(huán)中使用的基本參數(shù)的含義如下表所示，參數(shù)示意如圖2所示。

表i固定循環(huán)的基本參數(shù)秦?cái)?shù)含義HTP起始平面（絕對(duì)）RFP賽考平面（絕對(duì)）SDiS安全間隙（無苻號(hào)輸入）DP最后鉆深（絕對(duì)）DPR相當(dāng)于齦考于面的最后鉆孔深度（無苻號(hào)輸入）DTB鉆底停留時(shí)間SINUMERIK802D系統(tǒng)包括鉆孔循環(huán)（如中心鉆孔、深度鉆孔、剛性攻絲、鉸孔、鏜孔等）、鉆孔樣式循環(huán)（加工一排孔、加工一圈孔）和銑削循環(huán)（矩形槽、鍵槽和圓形凹槽）。起始平面-安全間隕-步考平回量后吐深起始平面-安全間隕-步考平回量后吐深圖2主要參數(shù)示意圖（3）編程比較如圖3所示零件，要求加工所有的孔，工件零點(diǎn)選擇在工件左上角，選用①10的鉆頭，進(jìn)給速度F=20mm/min，主軸轉(zhuǎn)速S=600r/min。y|y|圖3加工示例我們分別在FANUC0i系統(tǒng)和SINUMERIK802D系統(tǒng)進(jìn)行了編程，程序如下農(nóng)2針廿因3觀示零件忖加工亙序比-校創(chuàng)1館；餐序晉NH）GflOG54；遵置工將點(diǎn)mTQhN30MC3seOO創(chuàng)1館；餐序晉NH）GflOG54；遵置工將點(diǎn)mTQhN30MC3seOO；趨動(dòng)主赫童特御Or/nilN40045GOOZ30HOIM07；直J_ZJ#長足訃榕.開鳥申卻袒K閒；G99G3IX0Z-15R5F20；施血|恥矍惟乳N60XSO；ZU帥」0）血屋鮎孔NTflY30；滋闊」5僮丘鉆亂mxio；在n罠甜）隹量站孔N的曲0；取消覘孔攜茸NfflO的0X0Y0Z100N110AW2DP-聞f;醛帛哼N10N?0H30H40N5QmN70麗0N90-15+0）；&00.io）ai?fieoG54G1?;設(shè)亶工井靠點(diǎn)TOh選擇Zf具M(jìn)05S600｛啟詢主抽正將啟（Kk/n亦GOOZ30X10Y10M07eCVCLE&S（iO,0+2,-15,X53；定位于〔旳，10）CYCLES?門譏0,2,-15,y范定住千侃m）CYO.E