利用數(shù)控系統(tǒng)中的特殊功能指令編寫數(shù)控加工程序，可以達(dá)到簡(jiǎn)化數(shù)控加工程序，提高編程效率的目的。該文通過實(shí)例，介紹了FANUC系統(tǒng)中可編程參數(shù)自動(dòng)設(shè)定指令G10與系統(tǒng)中宏指令在數(shù)控編程中配合使用的方法和技巧，可為特殊零件的數(shù)控加工程序編制提供參考。

    在編制零件的數(shù)控加工程序時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊結(jié)構(gòu)的零件，需要加工的部位，其結(jié)構(gòu)相同或相似并且按照一定的規(guī)律分布。對(duì)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(huán)程序來解決，但對(duì)于一些特殊零件，其分布的加工部位結(jié)構(gòu)可能是二維和三維輪廓。針對(duì)這種情況，我們也可以采取編寫子程序的方法，將加工內(nèi)容相同的部分編成子程序，然后由主程序多次調(diào)用，以此來達(dá)到簡(jiǎn)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(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，數(shù)控系統(tǒng)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?cè)诰幹铺厥饬慵募庸こ绦驎r(shí)，更容易編制零件的相同加工內(nèi)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(shù)控程序更加簡(jiǎn)化，更具靈活性，如FANUC 15M系統(tǒng)中的可編程參數(shù)設(shè)定指令G10以及相關(guān)的宏指令等。

一、可編程參數(shù)設(shè)定指令G10及宏指令

    FANUC 15M系統(tǒng)中的G10指令，可實(shí)現(xiàn)刀具幾何參數(shù)的設(shè)定與編輯功能，由程序指令變更刀具加工過程中的半徑補(bǔ)償量。其另一功能是在加工程序中實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系的設(shè)定與設(shè)定值的變更。

1. G10指令變更刀具補(bǔ)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(bǔ)償量方式；
P—刀具補(bǔ)償號(hào)；
R—刀具的補(bǔ)償量；
G90—覆蓋原有補(bǔ)償量；
G91—在原有補(bǔ)償量的基礎(chǔ)上累加。
在程序中通過改變R變量中的刀具半徑補(bǔ)償量，實(shí)現(xiàn)零件輪廓粗加工時(shí)調(diào)整加工余量，使用同一把刀具實(shí)現(xiàn)粗、精加工。

2. G10指令實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系的設(shè)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(biāo)系方式；
P—工件坐標(biāo)系，賦值1～6表示G54～G59；
X、Y、Z—工件坐標(biāo)系原點(diǎn)坐標(biāo)值；
G90—覆蓋原有補(bǔ)償量；
G91—在原有補(bǔ)償量的基礎(chǔ)上累加。 
利用G10工件坐標(biāo)系的設(shè)定、變更功能，可實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系的設(shè)定、修改和平移。

3. 用戶宏指令

(1)變量的賦值與運(yùn)算

格式：＃i= ＃j+＃k ;
FANUC系統(tǒng)中以“＃”作為變量名，“＃”后的數(shù)值為變量的下標(biāo)，用來區(qū)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(shí)際值或表達(dá)式。表達(dá)式中可包含“＋”、“－”、“×”、“/”運(yùn)算符以及三角函數(shù)運(yùn)算。

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

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

    在邏輯運(yùn)算式中，實(shí)際值、變量、表達(dá)式均可參與邏輯運(yùn)算。n是轉(zhuǎn)移目標(biāo)程序段的行號(hào)。當(dāng)“[ ]”中邏輯運(yùn)算式成立時(shí)，程序?qū)⑥D(zhuǎn)移到n所指定的程序段，否則，繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。

    在數(shù)控編程中，我們可以根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，靈活運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)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(jiǎn)化，達(dá)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(yīng)用實(shí)例分析

1. 零件特點(diǎn)

    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(biāo)系設(shè)定為G54原點(diǎn)位置，如圖1所示。

2. 程序處理

    首先在初始工件坐標(biāo)系G54下，編寫模板零件的第一個(gè)齒形加工宏程序O7001。在零件的加工過程中，由主程序O7000調(diào)用O7001宏程序。第一個(gè)齒形加工完成后，利用可編程參數(shù)設(shè)定指令G10的工件坐標(biāo)系變更功能，在加工其他齒形時(shí)通過變更初始工件坐標(biāo)系G54的設(shè)定值，使工件坐標(biāo)系按齒形排列間距產(chǎn)生平移，為下一齒形的加工重新自動(dòng)設(shè)定工件坐標(biāo)系。程序執(zhí)行框圖如圖2所示。

    宏程序O7001中利用系統(tǒng)宏指令的參數(shù)計(jì)算以及判斷循環(huán)功能，通過多次循環(huán)執(zhí)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(biāo)系設(shè)定值)
M99

圖2 宏程序O7001執(zhí)行框圖 

三、結(jié)束語

    采用可編程的參數(shù)設(shè)定指令G10，通過編程的方式更改刀具補(bǔ)償量、根據(jù)需要重新設(shè)定工件坐標(biāo)系，使工件坐標(biāo)系可在任意方向上移動(dòng)。將該指令與宏指令配合使用，增強(qiáng)了零件加工程序的邏輯性和靈活性，進(jìn)一步擴(kuò)展了數(shù)控系統(tǒng)的功能。零件加工程序大幅度簡(jiǎn)化，提高了編程效率，降低了編程差錯(cuò)率。在數(shù)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(fù)雜零件的加工程序編制問題打開了思路。