李兆祥

（河南工業(yè)技師學(xué)院，河南 鄭州 450007）

文章總結(jié)的最重要的主題之一，它包含了全面理解宏程序開發(fā)的方法。例子中的方案是為CNC車床設(shè)計的定位銷。和很多宏程序特征一樣，這里給出的邏輯方法和程序同樣可以應(yīng)用在兩類機床上。和CNC編程標準一樣，提供的工程圖是設(shè)計過程中的第一要素。在這個例子中，這個系列的所有零件在一張圖中全部列出了，因此圖本身就是參數(shù)化的。在其它的案例中，編程員必須從幾張不同的圖中獲得信息。

從簡單入手，提供給編程員的定位銷數(shù)據(jù)如圖1所示。解決最基本的參數(shù)化編程需要，第一步是研究和分析圖紙及其給出的信息，以達到拋磚引玉的目的。

1 圖紙分析

即使隨便看一下這張圖紙也知道它不僅僅是單個零件的圖紙。它要求加工四個銷，所有的尺寸和材料都已給出。零件的設(shè)計者選擇了一張圖紙而不是四張單獨的圖紙來描述。從某種意義上來講，設(shè)計者已經(jīng)把這個方案看作一類零件，這和編程員一樣。所有4個銷相似，它們有幾個共同的特征。圖1中總共標注出了7個尺寸。其中2個尺寸是固定的，其它5個是變量。所有的尺寸必須正確的給出，然后才能加工出如圖1所示的零件。例如，在兩個半徑之間有一個平的臺肩面。在開始編寫宏程序前看出這點相似也是很重要的。

2 宏程序目標

宏程序的最重要目標是設(shè)計出能夠用一個程序加工出這個系列中的所有4個銷的程序，因此只通過改變主程序中G65自變量就可完成加工。在達到這個目標之前，必須做一些技術(shù)性的工作。

3 零件的裝夾、刀具的裝夾和加工方法

工件的安裝方式必須同零件的加工方法一起考慮。選擇一種方法經(jīng)常會影響另一種方法。加工方法影響刀具的選擇。圖紙上標明對所有零件給出的是相同直徑的低碳鋼棒料(φ50mm)。為開發(fā)宏程序，必須建立以下條件如表1所示。

表1 開發(fā)宏程序條件表

實際的刀具路徑也可詳細定義如下：①快速靠近工件進行表面切削；②離開中心線以下的前端面；③快速退到G71循環(huán)的起點；④粗加工成型，留有合適的余量；⑤用G70完成加工。

4 處理圖紙

即使對于簡單的零件，較好的處理圖紙仍可以幫助顯示出刀具路徑及其相關(guān)的數(shù)據(jù)，如間隙。

5 標準程序

選擇相似零件類中的一個零件(顯示為銷001)，并使用前面的選擇為其編寫標準程序。這是和經(jīng)驗增長沒有幫助但是和開發(fā)有一致性的步驟。為銷001編寫的帶相關(guān)注釋的標準程序列出如表2所示。

一旦這個標準程序經(jīng)確定是正確的，就只需指定剩下三個銷的所有改變的參數(shù)即可。銷001實例的Z軸位置在程序段N130中為Z-47.0，而不是Z-44.0。3mm的余量是故意留出的，它提供了后續(xù)刀具加工的加工尺寸，允許車刀平滑的切入材料。

6 確定變量數(shù)據(jù)

確定從零件到零件的變化的數(shù)值意味著確定變量數(shù)據(jù)。變化的數(shù)據(jù)將有助于確定宏程序變量，或作為直接輸入或為了以后計算。在表2標準程序中，所有的變量數(shù)據(jù)用下劃線涂灰標出。仔細并單獨的研究它們，這些數(shù)值將在宏程序中成為變量。下面逐段分析所選擇的數(shù)據(jù)：

N090程序段代表輪廓“1”的第一點。也是接下來進行切削的倒角的X點。直徑?jīng)]有在圖紙上標出，是基于倒角尺寸(1mm45°)根據(jù)較小直徑和當(dāng)前Z軸間隙(程序段N5中為3mm)，通過計算得到的。較小的直徑為24mm，倒角為11mm，Z軸間隙為3mm。

表2 銷-001標準程序表

計算相應(yīng)的X軸方向直徑很容易，只要仔細的看懂程序并確定用于直徑計算的所有數(shù)值，而不是每邊的數(shù)值(半徑)：

X=24-2×1-2×3=16mm=X16.0

這個計算公式是宏程序的一部分，其它要用的變量仍需要定義。

兩個直徑中較小的直徑有兩個特征，它的起點在1mm倒角的末端(Z-1.0)，盡管在每個零件中不同，但總在圖紙中直接給出。而且它可自動的生成變量定義。圖紙中的字母C也可用在宏程序中。C賦值對應(yīng)于賦值列表1中的局部變量#3，如表3所示。

表3 #3變量的賦值

因此，對應(yīng)分配給每個零件的數(shù)值可以確定第一個定義。

在程序段N110中，有兩個變量數(shù)據(jù)，而且兩個都是在圖紙中直接定義的。Z軸位置表示小徑的長度(圖紙中的“A”尺寸，在前端面和軸肩面之間)。R值表示圖紙中內(nèi)圓角半徑尺寸。實際上所有的FANUC車床控制器對90°的倒角或半徑支持自動拐角，在表面和軸肩之間或軸肩和表面之間。

圖紙中的兩個字母也可用于變量賦值，在賦值列表4中，字母A對應(yīng)變量#1和字母R對應(yīng)變量#18，如表4所示。

表4 #1和#1 8變量的賦值

隨著程序的運行，在車削內(nèi)圓角后車削表面。

在程序段N110中，使用自動拐角中斷特征，在直徑和軸肩之間有過渡。在程序段N120中軸肩和直徑之間也存在同樣的過渡。這一系列的所有零件R都為2mm，因此沒有必要定義變量。所有零件間變動的是大徑，在圖中用字母D標明,對應(yīng)賦值列表5中的變量#7，如表5所示。

表5 #7變量的賦值

這個地方仍然需要有一個切削長度量，用零件長度B表示。

四個零件說明書的表中用字母B表示出了零件的全長，那是所有加工完成后的最終長度。 字母B也可用于變量賦值(#2)，并定義為銷的總長，如每張圖紙中指定的數(shù)值如表6所示。

表6 #2變量的賦值

到目前為止，所有的賦值都跟圖紙要求的尺寸匹配了。

7 引進自變量

一旦對每個變量進行賦值，并做出相關(guān)的決定，就是為調(diào)用宏程序G65把所有的信息組合到一塊引進自變量的最佳時機。表7綜合了所有四個零件的自變量和變量賦值，如圖2所示。

表7 四個零件的自變量和變量賦值

圖2固定值與變量賦值

8 使用變量

一旦指定了自變量，就可用如圖2所示作為參考開發(fā)宏程序。宏程序結(jié)構(gòu)必須包括零件類中的每一個零件。在第1個版本中，程序采用了宏程序的許多特征。帶下劃線涂灰的字轉(zhuǎn)換成變量，其它需要計算的將產(chǎn)生組合變量輸入。如表8所示：

所有的受到變化影響的字也加上下劃線以示強調(diào)：

表8 銷-***宏程序表

程序段N9是組合變量輸入，它包含相應(yīng)的計算。

9 書寫宏程序

最后的步驟就是運用帶有宏程序特征的標準程序編寫出真正的宏程序。宏程序應(yīng)該只包括從一個零件轉(zhuǎn)變成另一個零件的程序段。對例子中的4個銷，粗加工循環(huán)(及數(shù)據(jù))是程序中唯一改變的地方，宏程序只包含G71粗車循環(huán)，由程序段N070---N140表示，以及G70精車循環(huán)，由程序段N150表示。盡管只是實際輪廓改變，最好也包括G71和G70循環(huán)

第一部分——將包括含有G65宏程序調(diào)用和自變量的主程序，如表10所示。

表1 0銷-001主程序

第二部分——將用G71和G70加工循環(huán)加工定義的刀具路徑，如表11所示。

表1 1銷-***宏程序（

程序雖小“五臟”俱全，對任何應(yīng)用程序來講，用計算機編程有一條規(guī)則，其首要的和主要的目的是開發(fā)基本的程序核心。要盡可能運用最短的程序代碼來實現(xiàn)目標。

[1]北京發(fā)那科公司FANUC機床操作手冊[M].北京:2005

[2][美]Smid,P.（斯密德）.FANUC CNC custom Macros:Programming Resources for FANUC Custom Macro B Users[M]U.S.A:McGraw-Hill，2004

[3]【印】S.K.Sinha.FANUC數(shù)控宏程序編程技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2011.