FANUC 0i系統(tǒng)和SINUMERIK 802D系統(tǒng)都是目前國(guó)內(nèi)最流行的機(jī)床控制系統(tǒng)，它們都適用于數(shù)控車(chē)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FANUC 0i系統(tǒng)和SINUMERIK 802D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(kāi)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FANUC 0i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O1234。而對(duì)于SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)，主程序以.mpf為后綴，子程序以.spf為后綴，如SPF1.mpf。

二、刀具功能的異同

刀具功能，又稱T功能，編程時(shí)用來(lái)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FANUC 0i數(shù)控中，換刀時(shí)必須結(jié)合M98指令，其編程格式如下：

T   M98  P9000

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(zhǎng)度偏置）和D代碼（刀具半徑補(bǔ)償）。

在SINUMERIK 802D系統(tǒng)中，采用T、D指令編程。T功能用來(lái)選擇刀具，而D功能用來(lái)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(méi)有編寫(xiě)D指令，則D1自動(dòng)生效。如果編寫(xiě)D0，則刀具補(bǔ)償值無(wú)效。每個(gè)刀補(bǔ)在調(diào)用時(shí)，長(zhǎng)度和半徑都必須輸入完整。

三、編程指令的異同

1.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FANUC 0i系統(tǒng)和SINUMERIK 802D系統(tǒng)中，分別用G90、G91指定。

不過(guò)，SINUMERIK 802D系統(tǒng)還可以在程序中通過(guò)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。

2.基本移動(dòng)指令

基本移動(dòng)指令有G00、G01、G02、G03。G00和G01的編程格式均相同。但圓弧插補(bǔ)有區(qū)別。對(duì)于FANUC 0i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SINUMERIK 802D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(guò)中間點(diǎn)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)和切線過(guò)渡圓弧編程方式。

3.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。

(1)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(wú)效。

2)編程格式

這里有三點(diǎn)要說(shuō)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(guò)切，要避免這種情況的發(fā)生。

(2)不同之處

對(duì)于FANUC 0i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SINUMERIK 802D系統(tǒng)，無(wú)需經(jīng)過(guò)G40，G41、G42就可以相互轉(zhuǎn)換。

4.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令

使用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令，在編程時(shí)不必考慮刀具的實(shí)際長(zhǎng)度及各把刀具不同的長(zhǎng)度尺寸。加工時(shí)，用CRT/MDI方式輸入刀具的長(zhǎng)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(zhǎng)度尺寸變化時(shí)，只要修正刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償量，而不必調(diào)整程序或刀具。

(1)指令及功能

G43是建立刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償，G44是建立刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償，G49是取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。

(2)編程格式

G43（G44）  G00（G01） Z   H  
G49  G00（G01）  Z  

以上編程指令只適合于FANUC 0i系統(tǒng)。對(duì)于SINUMERIK 802D系統(tǒng)，刀具調(diào)用后，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償立即生效，無(wú)需G代碼指定。

5.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(lái)進(jìn)行孔或槽的加工。

(1)基于FANUC 0i系統(tǒng)中固定循環(huán)功能的編程

對(duì)于FANUC 0i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～G89  X  Y  Z  R  Q  P  F  K  

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SINUMERIK 802D系統(tǒng)中固定循環(huán)功能的編程

對(duì)于SINUMERIK 802D系統(tǒng)，固定循環(huán)是指用于特定加工過(guò)程的工藝子程序，在具體加工過(guò)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。

SINUMERIK 802D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）。

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Φ10的鉆頭，進(jìn)給速度F=20mm/min，主軸轉(zhuǎn)速S=600r/min。

圖3 加工示例

我們分別在FANUC 0i系統(tǒng)和SINUMERIK 802D系統(tǒng)進(jìn)行了編程，程序如下：

四、結(jié)論

隨著改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)的引進(jìn)越來(lái)越多，掌握好這兩類數(shù)控系統(tǒng)編程方法上的不同，將有助于編程人員更好的使用數(shù)控機(jī)床。

原載：CAD/CAM與制造業(yè)信息化