FANUC系統特殊功能指令在數控編程中的應用

利用數控系統中的特殊功能指令編寫數控加工程序，可以達到簡化數控加工程序，提高編程效率的目的。該文通過實例，介紹了FANUC系統中可編程參數自動設定指令G10與系統中宏指令在數控編程中配合使用的方法和技巧，可為特殊零件的數控加工程序編制提供參考。

    在編制零件的數控加工程序時，經常會遇到一些特殊結構的零件，需要加工的部位，其結構相同或相似并且按照一定的規律分布。對于編程中常見的圓周等分、矩陣等分的孔的加工，我們可以采用廠家提供的固定循環程序來解決，但對于一些特殊零件，其分布的加工部位結構可能是二維和三維輪廓。針對這種情況，我們也可以采取編寫子程序的方法，將加工內容相同的部分編成子程序，然后由主程序多次調用，以此來達到簡化程序的目的。

    那么，上述方法是不是唯一的解決辦法呢？在實踐中我們發現，數控系統為用戶提供了許多具有特殊意義的G指令、宏指令以及參變量。這就使我們在編制特殊零件的加工程序時，更容易編制零件的相同加工內容部分的通用程序，而且采用特殊G指令及宏指令、參變量編程，使數控程序更加簡化，更具靈活性，如FANUC 15M系統中的可編程參數設定指令G10以及相關的宏指令等。

一、可編程參數設定指令G10及宏指令

    FANUC 15M系統中的G10指令，可實現刀具幾何參數的設定與編輯功能，由程序指令變更刀具加工過程中的半徑補償量。其另一功能是在加工程序中實現工件坐標系的設定與設定值的變更。

1. G10指令變更刀具補償量

格式：G90/G91 G10 L 11 P  R；
其中，變量 L—賦值為11，表示變更刀具補償量方式；
P—刀具補償號；
R—刀具的補償量；
G90—覆蓋原有補償量；
G91—在原有補償量的基礎上累加。
在程序中通過改變R變量中的刀具半徑補償量，實現零件輪廓粗加工時調整加工余量，使用同一把刀具實現粗、精加工。

2. G10指令實現工件坐標系的設定、變更

格式：G90/G91 G10 L2 P  X  Y  Z；
其中，變量L—賦值為2表示變更工件坐標系方式；
P—工件坐標系，賦值1～6表示G54～G59；
X、Y、Z—工件坐標系原點坐標值；
G90—覆蓋原有補償量；
G91—在原有補償量的基礎上累加。 
利用G10工件坐標系的設定、變更功能，可實現工件坐標系的設定、修改和平移。

3. 用戶宏指令

(1)變量的賦值與運算

格式：＃i= ＃j+＃k ;
FANUC系統中以“＃”作為變量名，“＃”后的數值為變量的下標，用來區分各變量。“＝”表示變量的賦值，“＃i”為被賦值的變量，“＝”右邊可以是實際值或表達式。表達式中可包含“＋”、“－”、“×”、“/”運算符以及三角函數運算。

(2)無條件轉移指令 GOTO
格式：GOTO n ；
n表示轉移到目的程序段的行號。該指令將無條件轉移到指定的程序段。

(3)條件轉移指令IF
格式：IF [conditional expression] GOTO n ；
“[ ]”中是一個邏輯運算式，邏輯運算功能指令有：EQ：“＝”；NE：“≠”；GT：“>”；GE：“≥”；LT：“<”；LE：“≤”。

    在邏輯運算式中，實際值、變量、表達式均可參與邏輯運算。n是轉移目標程序段的行號。當“[ ]”中邏輯運算式成立時，程序將轉移到n所指定的程序段，否則，繼續執行下一程序段。

    在數控編程中，我們可以根據零件結構的特點，靈活運用數控系統中的特殊指令。例如，將G10指令與用戶宏指令配合使用，可以使零件的加工程序更加簡化，達到事半功倍的效果。程序可以縮短到原來的1/3，甚至更短。

二、應用實例分析

1. 零件特點

    圖1是橡膠傳送帶的成型模板。齒形為曲線凹槽，橫截面為梯形，齒形成直線等距排列。初始工件坐標系設定為G54原點位置，如圖1所示。

2. 程序處理

    首先在初始工件坐標系G54下，編寫模板零件的第一個齒形加工宏程序O7001。在零件的加工過程中，由主程序O7000調用O7001宏程序。第一個齒形加工完成后，利用可編程參數設定指令G10的工件坐標系變更功能，在加工其他齒形時通過變更初始工件坐標系G54的設定值，使工件坐標系按齒形排列間距產生平移，為下一齒形的加工重新自動設定工件坐標系。程序執行框圖如圖2所示。

    宏程序O7001中利用系統宏指令的參數計算以及判斷循環功能，通過多次循環執行，將各齒形依次加工完成。下面是具體加工程序。

O7000
(T-XING CHUAN SONG DAI)
(KMC-4000SV)
G00 G90 G80 G49 G53 Z0
N10 T25 M06 (ENDMILL D=25MM)
G00 G90 G54 X812.554 Y-330.85 S220 M03
G43 Z20. H25
G65 P7001 B=6
GOO G49 G53 Z0 M05
T0 M06
M30

O7001
(MACRO)
#10=0
N20 G00 G90 G54 X812.554 Y-330.85
Z5.
G01 Z-20.2 F40
X618.961
G02 X600.095 Y-323.983 I0 J29.35
G01 X494.334 Y-235.239
G00 Z75.
X454.5 Y-201.815
Z5.
G01 Z-20.2
X312.265 Y-82.465
G02 X312.265 Y82.465 I69.196 J82.465
G01 X454.5 Y201.815
G00 Z75.
X494.334 Y235.239
Z5.
G01 Z-20.2
X600.095 Y323.983
G02 X618.961 Y330.85 I18.866 J-22.483
G01 X812.554
G00 Z75.
X273.811 Y0
Z5.
G01 Z-20.2
X0
G00 Z75.
X275.449 Y18.713
Z5.
G01 Z-20.2
G02 X253.144 Y0 I-22.305 J3.937
G02 X275.449 Y-18.713 I0 J-22.65
G00 Z100.
G91 G10 L2 P1 X454.5 Y0 Z0
#10=#10+1
IF [#10 EQ #2] GOTO 100
GOTO 20
N100 G90 G10 L2 P1 X-1583.75 Y-560.03 Z-683.7   (初始工件坐標系設定值)
M99

圖2 宏程序O7001執行框圖 

三、結束語

    采用可編程的參數設定指令G10，通過編程的方式更改刀具補償量、根據需要重新設定工件坐標系，使工件坐標系可在任意方向上移動。將該指令與宏指令配合使用，增強了零件加工程序的邏輯性和靈活性，進一步擴展了數控系統的功能。零件加工程序大幅度簡化，提高了編程效率，降低了編程差錯率。在數控程序中采用特殊功能指令及參變量，為解決一些特殊及復雜零件的加工程序編制問題打開了思路。