FANUC系统指令G71Ⅱ型在数控教学实践中的巧用.pdf
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1、第期(总第 期)年月机 械 工 程 与 自 动 化ME CHAN I C A LE N G I N E E R I N G&AUT OMA T I ONN o A u g 文章编号:()F ANU C系统指令G 型在数控教学实践中的巧用李德玲(郑州城市职业学院 智能制造学院,河南郑州 )摘要:在葫芦的数控加工中,由于葫芦外轮廓的凸凹变化,使用G 粗车复合循环加工指令具有局限性;而实践教学中的毛坯多为棒料,使用G 指令又会产生过多的空走刀现象,基于这两者之间的矛盾,将教材中很少提到的G 型循环加工指令应用于实际教学实践中,既能解决零件外轮廓加工时凸凹变化的问题,又能简化程序运算强度,提高加工效率
2、.关键词:G 型循环加工指令;F ANU C系统;葫芦数控加工中图分类号:T G 文献标识码:B 年度河南省社会科学界联合会调研课题(S K L )收稿日期:;修订日期:作者简介:李德玲(),女,河南郑州人,讲师,硕士,研究方向:机械工程.引言在数控实践教学中,粗车复合循环指令G 和G 是经常使用的加工指令.而葫芦在以往的数控加工实践中,考虑到粗车复合循环G 型针对凸凹槽加工的局限性,G 型在以往的教学和实践中只作为学生的理论探究,很少在实践中加以验证,因此,常使用G 仿形加工指令来进行葫芦的数控车削加工.而在实际的加工实践中,配置的数控车削毛坯全是圆棒料(塑料棒和铝棒),考虑G 指令适合于铸
3、锻件的成型加工,在加工葫芦时,因该指令特殊的加工轨迹,会致使加工效率大大降低.郑州城市职业学院智能制造学院为学生提供了数控实践实训基地,并提供了云南精机F ANU C O i p l u s车床支持,该机床具有G 型加工凸凹槽零件的功能,能够满足葫芦外轮廓加工的要求.因此,本文从G 型和G 指令对葫芦加工的局限性出发,详细讲述利用G 型实现葫芦加工的过程,旨在让学生的理论探究得以 实践,同时 简化 程 序,提 高 加 工 效率,为今后教学中具有类似凸凹槽零件的棒料加工提供新思路.F A N U C系统G 型加工葫芦解析已知葫芦毛坯为铝棒,直径为 mm,葫芦零件图如图所示.基于F ANU C系统
4、,利用G 型加工指令对葫芦的加工进行解析.G 型的指令格式G 型指令格式如下:G U(d)R(e);G P(n s)Q(n f)U(u)W(w)F S T;N(n s);N(n f);精加工程序段图葫芦零件图在加工葫芦时,d为径向背吃刀量(单边值),取值为mm;e为退刀量,取值mm;ns为精车程序开始段,设为;nf为精车程序结束段,设为;u为X轴径向精车余量(直径值),取值 mm;w为Z轴向精车余量,取值为 mm;F、S、T分别为粗加工时的进给量、转速和粗车刀具号.葫芦粗加工轨迹及适用范围G 型指令适合加工外轮廓X、Z单调递增(内轮廓单调递减)的零件,或者说适合加工阶梯直径相差较小的轴套类零件
5、.将上述参数对应到程序格式中,利用M a s t e r C AM对G 型刀路进行轨迹仿真,如图所示.显然,葫芦的腰部和尾部是不符合加工要求的.F A N U C系统G 指令加工葫芦解析在以往的教学实践中,考虑到G 型指令在加工葫芦时存在的不足,故常采用G 指令加工.基于F ANU C系统,利用G 指令,对图葫芦的加工进行解析.图G 型粗加工仿真效果图 G 指令的格式G 指令的格式如下:G U(i)W(k)R(d)F S T;G P(n s)Q(n f)U(u)W(w);实际加工时,i为X方向粗车总退刀量(半径值),在此为 mm;k为Z方向的粗车退刀量,教学实践中取值为;d为粗加工循环次数,在
6、此取值.G 指令葫芦加工轨迹及适用范围在F ANU C O i p l u s数控车床上,将上述参数填入G 指令格式中,详细程序如下:O ;T ;G X Z;(快速移位至循环起点)M ;M S ;(粗加工转速)G U R;(粗车分次进行)G P Q U W F ;N G Z;(精车开始段)G X F ;G X Z R ;G X Z R ;G X Z R ;G X Z R ;N G X ;(精车结束段)G P Q S ;(精加工循环,精加工转速)M ;G X Z ;M ;在G 指令格式中,N N 是葫芦精加工程序段,在粗加工时,背吃刀量、进刀量、退刀量等按照设定的参数值分层加工,每层均仿着葫芦的
7、外轮廓形状,并沿着Z轴的方向从右向左进行切削,从而实现葫芦的外形加工.将数控程序导入仿真软件,葫芦的加工轨迹如图所示,实际加工实物如图所示.葫芦的详细加工轨迹为:刀具迅速移位至加工循环起始点(,);粗加工时,刀具按照设定的R值,并沿着Z轴的方向分次进行粗车加工,且每次粗车均仿着葫芦外轮廓进行;精加工最后一刀时,按照程序设置的精车余量u和w,刀具沿着葫芦的外轮廓连续走刀,从而实现葫芦的加工.图G 仿真加工效果图实际加工效果在实践教学中,由于葫芦的毛坯是铝料圆棒,利用G 指令在软件仿真和实际加工中均会产生冗余刀路和空走刀现象,降低了加工效率,且葫芦外形多为圆弧,故每一层加工轨迹的节点运算都会造成计
8、算难度的增加.因此,G 指令更适合成型毛坯零件的仿形加工,即毛坯的形状与要切削的轨迹相似.F A N U C系统G 型加工葫芦解析综上所述,G 型适合单调递增(内孔单调递减)零件加工,不能解决葫芦外形凸凹变化的加工问题,而教学实践中毛坯为圆棒料,利用G 会产生过多的空走刀现象,针对这两者的矛盾,本研究提出使用教学中常常被忽视的G 型加工指令,G 型不仅能够解决葫芦凸凹的外形变化,还能够减少程序的繁琐计算,巧妙地实现葫芦的数控加工.G 型的指令格式G 型指令格式如下:G U(d)R(e);G P(n s)Q(n f)U(u)W(w)F S T;N(n s)W;(在精车开始段,必须指定Z值)N(n
9、 f);G P(n s)Q(n f);G 型和G 型指令格式相同,需要强调的是,在精车开始段中要设定X值和Z值,或者当Z轴方向无变化时,将W设为,以防加工轨迹发生偏移,进而出现过切现象.G 型加工轨迹及使用注意事项在F ANU C O i p l u s机床上,利用G 型加工指令,可以巧妙地实现葫芦的数控加工.下列程序仅展示G 型与G 型指令程序编制时的区别之处,程序相同部分已省略.O ;G U R;(背吃刀量mm,退刀量mm)G P Q U W F ;N G X W;(精车开始段,必须指定Z值,且W为)G X F ;(精车进给 mm/m i n)N G X ;(精车结束段)在指令格式中,N
10、N 是葫芦精加工的程序段,在精加工时,刀具沿着葫芦的外轮廓进行精车.在粗加工时,背吃刀量、进刀量、退刀量等自动计算,刀具沿着与Z轴平行的方向进行切削,尤其是葫芦的凸凹处,刀具根据自动计算值继续分层加工,从而实现葫芦的外形粗车循环加工.对程序进行仿真,G 型在凸凹变化处的加工轨迹(此处已省略与G 型轨迹相同之处)如图所示,实际加工效果如图所示.图G 型处理凸凹处的仿真轨迹(下转第 页)年第期李德玲:F ANU C系统指令G 型在数控教学实践中的巧用推料气缸动作,推出物料到工作台,物料等待生产线下一步的操作.同时,计数器开始工作,并重复此过程,当C 达到设定值时,C 状态由变,使M 软元件的状态由
11、变,系统退出准备状态,不再进行推料和计数工作.如果在工作中按下I 停止按钮,系统也会退出准备状态,不再工作.在这个程序中,光电开关输出信号端与P L C的输入端I 相接,检测出材料时发信号,使得程序进行自动操作.光电式接近开关不但具有非接触的特点,而且还具有对环境要求低、响应快等特点.在自动化的环境中,能够积极主动运用它提高工作效率.此外它可与P L C相互配合来编写管理程序,去实现繁杂的操纵作用.结语在机电一体化的发展趋势中,利用传感器技术实现自动控制是非常有必要的.传感器自动采集系统数据,作为输入信号,由P L C程序自动控制,以达到制造业自动化的目标.伴随着传感器技术的发展,势必会推动制
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