浅谈Fanuc Oi－mate－TC系统复杂外形轮廓零件粗精车削程序编制

龚真蕊

（晋中职业技术学院，山西 晋中030601）

1 Fanuc Oi－mate－TC系统的特点及功能介绍

刚性攻丝：主轴控制回路为位置闭环控制，主轴电机的旋转与攻丝轴（Z轴）进给完全同步，从而实现高速高精度攻丝。

复合加工循环：复合加工循环可用简单指令生成一系列的切削路径。比如定义了工件的最终轮廓，可以自动生成多次粗车的刀具路径，简化了车床编程。

圆柱插补：该功能最适用于切削圆柱上的槽。能够按照圆柱表面的展开图进行编程。

直接编程：可直接指定诸如直线的倾角、倒角值、转角半径值等尺寸，这些尺寸在零件图上指定，这样能简化部件加工程序的编程。

记忆型螺距补偿：利用该补偿功能，可对丝杠螺距误差等机械系统中的误差进行补偿，补偿数据以参数的形式存储在CNC的存储器中。

CNC内装PMC编程：PMC对机床和外部设备进行程序控制。

随机存储模块：MTB（机 床厂）可在CNC上直接改变PMC程序和宏执行器程序。由于使用的是闪存芯片，故无需专用的RA M写入器或PMC的调试RA M。

2 复杂外形轮廓车削加工方法分析

加工如图1如示零件［1］。

工艺条件：工件材质45钢，毛坯为ф40 mmX105 mm的棒料。

零件图样分析是工艺准备中的重要工作，直接影响零件程序的编制及零件加工结果［2］，主要包括：

（1）加工内容：车端面、外圆、倒角、圆弧、螺纹、槽、椭圆等。

（2）工件坐标系：该零件加工需调头加工。首先加工左端，装夹（夹具：三爪卡盘）ф40外圆，控制伸出长度50 mm，平端面，对刀，设置工件原点，此端面做精加工面，以后不再加工，一次装夹完成左端粗精加工。然后掉头加工右端，装夹ф36的外圆（夹持部分35 mm），粗平端面，测量控制长度。对刀，设置工件原点，此原点做精加原点，控制长度100 mm（在公差范围内），完成右端的粗精加工。

（3）换刀点：（X100，Z100）

（4）分析形位公差和尺寸公差

尺寸及处理：分析零件图样上的尺寸公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，对于数控切削中，零件的形状和位置误差主要受机床机械运动副精度的影响［3］，沿X坐标运动的方向与其主轴在车削中，如沿Z坐标运动的方向与其主轴轴线不平行时，则无法保证圆柱度这一形状公差要求，又如轴线不垂直时，则无法保证垂直度这一位置公差要求，因此编程前要考虑进行技术处理的有关方案，如刀具的选择及切削用量的确定等。

（5）合理的选择数控车削刀具：选择正确数控车刀对于加工时很重要的。数控车刀的类型很多，不同的类型适合不同的加工表面。如加工直台阶轴应该选择主偏角等于或大于90°的数控车刀。切削一些弧度较大的圆弧，应该考虑主、副偏角是否与加工表面发生干涉，一般选择刀尖角小的数控车刀加工。

图1 加工的零件Fig.1 Parts

3 编程与操作注意事项

3.1 编制程序时常采取中值作为编程尺寸依据

在零件的图纸上标有上下偏差的尺寸标注一般都取中值为编程尺寸［4］。

3.2 编程时尽量符合基准统一原则

编程的原点要和工艺基准、设计的基准，对刀点的位置尽量统一，减少由于基准不重合所带来的加工误差。在很多情况下，若图样上的尺寸基准与编程所需要的尺寸基准不一致，故应首先将图样上的各个基准尺寸换算为坐标系中的尺寸。当需要掌握控制某些重要尺寸的允许变动量时［5］，还要通过尺寸链解算才能得，然后才可进行下一步编程工作。

3.3 巧用切断刀倒角

对切断面带一倒角的零件，在批量车削加工中比较普遍，为了便于切断并避免掉头倒角，可巧利用切断刀同时完成车倒角和切断两工序，效果较好［6］。同时切刀有两个刀尖，在编程中要注意使用哪个刀尖及刀宽问题，防止对刀加工时出错。

3.4 椭圆中的数学处理

如图2所示，椭圆的加工时的起刀点是B点坐标为（20.24，10.24），不能误以为是 A点。

3.5 G指令的合理选择

图1的零件加工内容很复杂，如果选择单一的固定循环G指令编程，程序就会很繁琐。所以类似于这样的复杂外形轮廓的零件，可以选择内／外轮廓复合加工循环G指令进行编程，并与宏程序相结合。图1零件所用的主要G指令有内／外粗车循环指令G71、成型车削循环指令G73、精加工循环指令G70、螺纹切削复合指令G76等［7］。

图2 椭圆加工图Fig.2 Elliptical processing map

4 编程

通过零件图样分析，确定进给路线、调用G指令、切削用量和刀具的选择的确定。则图1所示零件数控加工编程如下，（采用前置刀架，四工位，直径编程）

左端面程序如下：

掉头加工右端面，装夹Φ36的外圆，手动加工右端面，控制总长100 mm

程序如下：

5 结论

从零件的加工过程中可以看出，从数控车床开始启动到零件加工完毕，程序对车床的每个动作都作了要求。加工零件必须事先对零件图样进行工艺分析，在分析的基础上，制定工艺路线，进行相关的计算，以确定加工路径，选择合理的刀具切削用量，合理的利用G指令及宏程序等。然后严格地按照所用数控设备规定地运算和加工，由此可见，编程工作十分重要，其优劣程度直接影响数控系统的使用和加工特点的发挥［8～10］。

概括地说，程序编制主要包括6方面的工作：

（1）零件图样的分析。

（2）制订数控加工零件的工艺过程（包括制定工序、进给路线、选择合理的切削用量）。

（3）选择或设计夹具、刀具与量具。

（4）计算出数控系统完成零件加工每个程序段所需要的输入数据。

（5）编写、校对、修改、检验加工程序。

（6）首件的试制加工与现场问题处理。

在生产过程中，完成上述工作的步骤可以不同，这样编程方法可以不同。

［1］韩加好.数控车床编程与操作技术［M］.北京：冶金工业出版社，2008：106－107.

［2］陈江进.数控加工编程与操作［M］.北京：国防工业出版社，2010：78－79.

［3］蔡厚道，成勇.用户宏程序在数控铣削加工编程中的应用［J］.江西蓝天学院学报，2008（01）：79－82.

［4］周红.数控编程与操作［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2008：77－78.

［5］陈艳红.数控车床编程与加工技术［M］.北京：北京邮电大学出版社，2010：45－46.

［6］穆国岩.数控车床编程与操作［M］.北京：机械工业出版社，2007：90－91.

［7］尹存涛.小议数控编辑中的几个“点”［J］.承德石油高等专科学校学报，2006（1）：35－37.

［8］周虹.数控编程与操作实训教程［M］.北京：清华大学出版社，2005：165－167.

［9］王骏，郑贞平.数控编程与操作［M］.北京：机械工业出版社，2009：278－279.

［10］张在平，佘抒萌.数控铣削编程中宏程序的应用［J］.科技资讯，2010（34）：27.