(1.蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241006；2.上海永碩機(jī)械設(shè)備有限公司，上海 寶山 201906)

0 引 言

應(yīng)用于不同領(lǐng)域的模具，其加工要求和側(cè)重點(diǎn)各不相同[1]。對(duì)于常規(guī)的模具產(chǎn)品加工，根據(jù)其產(chǎn)品技術(shù)要求，一般只需調(diào)整加工工藝，對(duì)加工切削要素進(jìn)行改變保證產(chǎn)品質(zhì)量。而對(duì)于精密模具加工而言，還需調(diào)整相應(yīng)的高速高精度加工參數(shù)，方能滿足加工條件的要求。但系統(tǒng)中高速高精度加工參數(shù)較多，修改過程麻煩，這就對(duì)機(jī)床加工人員的業(yè)務(wù)水平提出了一定的要求[2]。為此，給機(jī)床用戶提供一個(gè)簡(jiǎn)便快捷的方法。根據(jù)實(shí)際加工產(chǎn)品需求，將加工條件分為三種情況，即三種加工模式，利用PMC窗口功能的寫參數(shù)功能，對(duì)每一種加工模式所選高速高精度加工參數(shù)項(xiàng)進(jìn)行批量設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)加工條件的快捷設(shè)定。使用時(shí)用戶只需通過面板上的指定按鍵，根據(jù)加工工藝需求，選擇與加工工序相適應(yīng)的加工模式進(jìn)行加工，以提升加工效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)按需加工。

1 三種加工模式的設(shè)定

根據(jù)實(shí)際模具產(chǎn)品加工中，不同產(chǎn)品所需加工條件的不同，大致將其分為三種情況。為了方便，設(shè)定三種加工模式來分別代表所需三種不同加工條件。第1種情況(模式1)：對(duì)精度要求相對(duì)較高的，形狀優(yōu)先模式(重視精度)；第2種情況(模式2)：一般產(chǎn)品加工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)模式；第3種情況(模式3)：對(duì)速度要求相對(duì)較高的，速度優(yōu)先模式(重視速度)[3]。依據(jù)機(jī)床的實(shí)際特性和產(chǎn)品的加工工藝需求，文中選用6個(gè)典型的高速高精度加工參數(shù)進(jìn)行組合。其中5個(gè)參數(shù)的設(shè)定值及所對(duì)應(yīng)的窗口功能編號(hào)如表1所示。參數(shù)No.1660通過手動(dòng)設(shè)定，不在PMC程序里做處理。參數(shù)No.1737設(shè)定值和No.1735相同，PMC賦值過程與No.1735的類似，窗口功能首地址為D650。表1中三種加工模式下每個(gè)參數(shù)所給定的值是根據(jù)實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)選取的典型值。實(shí)際應(yīng)用中，用戶可根據(jù)具體的產(chǎn)品加工需求，合理選擇高速高精加工參數(shù)項(xiàng)進(jìn)行組合及設(shè)置參數(shù)的值。

2 PMC 窗口功能

2.1 PMC窗口寫功能

FANUC系統(tǒng)為用戶提供了可寫入系統(tǒng)參數(shù)的窗口功能指令 WINDW ( SUB52) ，可在一段掃描時(shí)間內(nèi)完成對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的寫入[4]。WINDW 格式及控制數(shù)據(jù)定義如圖1所示。

當(dāng)執(zhí)行WINDW 指令時(shí)，要滿足以下幾個(gè)條件[5]：

(1)觸發(fā)導(dǎo)通條件ACT = 1時(shí) ，執(zhí)行 WINDW 功能，數(shù)據(jù)寫入完成后應(yīng)立即將 ACT 復(fù)位( ACT = 0)；(2)所有數(shù)據(jù)按二進(jìn)制儲(chǔ)存, 與 NUMEB(SUB40,定義二進(jìn)制常數(shù))功能指令配合使用；(3)窗口寫功能代碼決定了窗口寫要完成的任務(wù)；(4)控制數(shù)據(jù)可儲(chǔ)存在D地址或R地址中，如果儲(chǔ)存在 R 地址中，只能在 PMC 程序中對(duì)控制數(shù)據(jù)賦值；如果儲(chǔ)存在 D 地址中，既可以在PMC 程序中賦值，又可以在 PMC 數(shù)據(jù)表面中賦值。文中為了簡(jiǎn)化PMC程序，采用D地址區(qū)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。(5)當(dāng)功能指令結(jié)束代碼為0時(shí)，表示功能指令正常結(jié)束，此時(shí)輸出的數(shù)據(jù)才有效。

表1 參數(shù)表及對(duì)應(yīng)的窗口編號(hào)

圖1 WINDW格式及控制數(shù)據(jù)定義

2.2 關(guān)鍵窗口功能指令

FANUC 系統(tǒng)提供了很多窗口功能指令，如寫CNC參數(shù)、寫用戶宏變量、寫工件原點(diǎn)偏置、寫控制軸實(shí)際速度等。文中使用了2個(gè)功能指令代碼，如表2所示。

表2 窗口功能指令表

2.2.1 窗口功能代碼18

參數(shù)1769為字軸型參數(shù)，故選擇窗口功能代碼18。以參數(shù)1769為例來說明窗口18功能指令的應(yīng)用。如圖2所示[6]。將窗口功能18的首地址設(shè)定為D750，D750=18。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L設(shè)定為6，D754=6，因?yàn)橐粋€(gè)軸需要占用2個(gè)字節(jié)，三個(gè)軸則設(shè)定為6。要寫入的參數(shù)號(hào)1769存儲(chǔ)在D756地址中，D756=1769。數(shù)據(jù)屬性M為-1代表所有軸，D758=-1。除了D760, D762,D764通過F按鍵在PMC里賦值，其余在系統(tǒng)界面數(shù)據(jù)表里賦值。參數(shù)1772為雙字路徑型，窗口功能代碼同樣為18，數(shù)據(jù)構(gòu)成與1769類似。

2.2.2 窗口功能代碼323

參數(shù)1735，1737，1783為實(shí)數(shù)型參數(shù)，選用窗口功能代碼323完成參數(shù)的改寫，以參數(shù)1735為例來說明窗口323功能指令的應(yīng)用。如圖3所示[7]。參數(shù)1735窗口功能首地址設(shè)定為D600, 則D600=323。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L設(shè)定為18，D604=18。因?yàn)橐粋€(gè)軸分配6個(gè)字節(jié)，3個(gè)軸則設(shè)定為18。將要寫入的參數(shù)號(hào)1735存儲(chǔ)在D606地址中，則D606=1735。 數(shù)據(jù)屬性M為-1代表所有軸，則D610=-1。以上這些值在數(shù)據(jù)表中設(shè)定。窗口323功能指令數(shù)據(jù)地址+10以上的地址為參數(shù)1735 的X軸、Y軸和Z軸3個(gè)軸的設(shè)定值以及設(shè)定值小數(shù)點(diǎn)位置。這3軸設(shè)定值依次存儲(chǔ)在D614、D620和D626起始的4個(gè)字節(jié)空間內(nèi)，需在PMC程序里通過SUB40指令進(jìn)行設(shè)定。1737與1783窗口功能代碼數(shù)據(jù)構(gòu)成與1735類似，控制數(shù)據(jù)地址不同。

圖2 窗口功能代碼18數(shù)據(jù)格式

3 加工條件設(shè)定功能的PMC程序編制

加工條件設(shè)定功能控制實(shí)質(zhì)是通過PMC窗口寫功能將預(yù)先調(diào)整好的數(shù)據(jù)值寫入到相應(yīng)的高速高精度加工參數(shù)中，達(dá)到改變加工條件的目的，其主要控制流程如下：

(1)通過SUB40(NUMEB)指令，對(duì)所選參數(shù)項(xiàng)進(jìn)行賦值(以F1按鍵為例)；

(2)通過SUB45(MOVN)指令、SUB44(MOVW)指令將所選參數(shù)項(xiàng)X軸中的數(shù)據(jù)傳送到Y(jié)軸和Z軸；

(3)執(zhí)行窗口功能指令WINDW ( SUB52)。

圖3 窗口功能代碼323 數(shù)據(jù)格式

圖4 F1按鍵賦值

3.1 按鍵賦值

圖4為F1按鍵賦值過程[7～10]。其中R320.1為F1按鍵自鎖信號(hào)，當(dāng)按下F1按鍵時(shí)，即R320.1狀態(tài)為1時(shí)，執(zhí)行SUB40(NUMEB)指令將設(shè)定值300、400、16分別寫入?yún)?shù)#1735、#1783、#1769中的X軸中去，依次存放在地址為D614～D617、D714～D717、D760～D763中，并將值48寫入?yún)?shù)#1772中，存于D810～D813中。由于參數(shù)#1735、#1783、#1772 為實(shí)數(shù)軸型參數(shù)，所以數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為4。F2、F3按鍵賦值過程與F1類似。

圖5 數(shù)據(jù)傳送

圖6 窗口功能執(zhí)行過程

3.2 數(shù)據(jù)傳送

對(duì)于參數(shù)#1735、#1737、#1783、#1769的改寫，改寫的是所有軸參數(shù)。故在PMC程序中這些參數(shù)的Y軸數(shù)據(jù)和Z軸數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳送的方式進(jìn)行賦值的。以參數(shù)#1735數(shù)據(jù)傳送過程為例。參數(shù)#1735 中X軸數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為4個(gè)字節(jié)，因此通過數(shù)據(jù)傳送指令SUB45(MOVN)把參數(shù)#1735的X軸數(shù)據(jù)傳送到參數(shù)#1735的Y軸和Z軸，分別存于D620～D623中、D626～D629中。參數(shù)#1783參數(shù)的數(shù)據(jù)傳送過程與參數(shù)#1735類似，限于篇幅程序省略。參數(shù)#1783 的Y軸數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在D720～D723中，Z軸數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在D726～D729中。參數(shù)#1769的X軸中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)，故采用數(shù)據(jù)傳送指令SUB44(MOVW)依次將參數(shù)#1769中X軸數(shù)據(jù)傳送到#1769的Y軸和Z軸，分別存儲(chǔ)在 D762～D763中和D764～D765中[6]。數(shù)據(jù)傳送過程如圖5所示[7～10]。

3.3 窗口功能執(zhí)行完成

按下F1-F3中任一按鍵，即當(dāng)R321.2狀態(tài)為1時(shí)，觸發(fā)窗口1 WINDW功能指令，寫入系統(tǒng)參數(shù)1735。當(dāng)窗口1執(zhí)行完成后，打斷F1--F3按鍵集合自鎖，同時(shí)觸發(fā)窗口2，再用窗口2執(zhí)行完成打斷窗口2的執(zhí)行條件，同時(shí)觸發(fā)窗口3，以此類推執(zhí)行到窗口5。至此， 窗口功能全部執(zhí)行完成。其PMC執(zhí)行程序如圖6所示[7～10]。文中以窗口1和窗口2程序?yàn)槔４翱?、窗口4和窗口5執(zhí)行過程類似于窗口1和2。

4 結(jié) 語(yǔ)

加工條件快捷設(shè)定功能公司已試應(yīng)用，實(shí)踐表明，通過使用此功能，加工人員可通過選擇面板上的指定按鍵，選擇相應(yīng)的加工模式進(jìn)行加工。該方法既能提高加工效率，又能實(shí)現(xiàn)按需加工。文中所選的高速高精度加工參數(shù)項(xiàng)是以加工三種不同典型的產(chǎn)品為例，由于各廠家的機(jī)床特性不同，機(jī)床調(diào)試人員可結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)配置選項(xiàng)，根據(jù)加工產(chǎn)品的類型，合理選擇高速高精度加工參數(shù)自由組合及設(shè)定參數(shù)值。