FANUC数控机床自动编程在实践中的应用

王利峰

摘 要：随着数控技术的不断发展，编程技术手段也在不断地更新。目前在实践应用中主要有自动编程和手动编程两种方法。自动编程是借助于CAD/CAM软件来实现编程加工，相对于手动编程来讲，自动编程加工更为快捷。文章通过对比两种方法的特点，对自动编程在实际中的应用进行了综述。

关键词：数控机床；自动编程；应用

1 自动编程与手动编程的对比特点

在实际的生产加工过程中，编程人员通常是利用手动编程或者自动编程的方法来获取零件的加工程序。其中手动编程方法主要用于其零件图纸轮廓相对比较简单，程序量比较小，便于编程和修改的场合。可以通过常用的G代码或者固定的功能指令格式来实现编程，使用时比较方便和快捷。但对于比较复杂的零件轮廓，用手动编程就比较繁琐，要花费大量的时间和精力去编写程序，并且出错率比较高，大大降低了生产效率。如果利用自动编程的方法，通过CAD/CAM辅助软件来实现编程加工，就可以解决这些问题[1]。

2 CAD/CAM软件的选择

自动编程的初期是通过使用微机和专用的编程器，利用编程软件以人机对话的形式来确定所需的加工对象和加工条件，然后编程器自動进行计算和生成加工代码，其实就是在计算机上使用一些编程软件从而来实现零件程序编制和加工的过程。随着我国制造业技术的迅速发展，生产过程中，越来越多形状复杂的零件、带有曲线轮廓的零件在加工中随处可见，显然手工编程已经适应不了生产的需求。那么如何能在最短的时间内制定出最高效、最准确的加工程序，才能满足生产的需求。正是在这种生产需求的推动下，自动编程技术才得到了很快的发展。对于这种自动编程方式，形状比较简单的轮廓，可以很快地完成编程工作。如果加工零件的轮廓是样条曲线或是三维立体曲面组成的，这种自动编程方法就无法生成所需的加工程序。那么就只能利用一些CAD/CAM软件来解决在数控自动编程中的这些问题。目前，使用比较广泛的CAC/CAM软件有UG，CAXA，PRO/E，Mastercam等，这些软件各有各的特点，功能比较强大。通过充分利用这些CAD/CAM软件，可以提高生产的效率和零件的质量，同时也缩短了编程时间，不仅能够展示数控机床的加工的特点，还能提升制造业的整体生产水平[2]。

3 实现自动编程加工的方法

3.1 利用M-CARD卡实现数据传输和加工

在使用前，首先将初次使用的MC卡进行格式化（格式成FAT格式），将生成的G代码拷贝到MC卡中，并建立程序名；其次，将系统20号参数设置成“4”，允许通过外部MC卡实现数据交换；然后正确地将M-CARD卡插入FANUC系统显示器左侧的M-CARD插槽中，通过按键操作来实现MC卡的DNC加工。这种方法操作比较简单，可以实现一卡多用，在多台机床上实现自动加工，但是对于MC卡的正确使用要求比较高，使用者必须按照以下正确的方法来操作，才能完成MC卡和数控系统之间程序的互通。

3.1.1 由MC卡传至NC

步骤：首先，解除程序写保护并调至编辑模式。其次，选择程序键，按界面[操作]再按最右边扩展键找到[输入出]，然后按下[F输入]键。最后，输入在MC卡中的程序号按下[F设定]键，再输入该程序的程序名称，按下[O设定]键，接着再按下[执行]键就可以看到有光标[输入]在闪烁，闪烁停止后表示程序输入已经完成。

3.1.2 由NC传至MC卡

步骤：首先，解除程序写保护并调至编辑模式。其次，选择程序键，按界面[操作]再按最右边扩展键找到[输入出]，然后按下[F输出]键。最后，输入在NC中的程序号按下[F设定]键，再输入该程序的程序名称，按[O设定]键，接着再按下[执行]键就可以看到有光标[输出]在闪烁，闪烁停止后表示程序输出已经完成。

3.1.3 利用MC卡进行DNC加工

步骤：（1）将系统参数0138的第#7位设定为1，表明允许使用MC卡进行DNC加工。（2）把加工所需程序拷贝到MC卡中，并建立程序名称。（3）解除程序写保护并选择DNC模式。（4）调至[程序]画面，依次按下[+][列表][操作][+][设备][M-F][+][更新]按键，然后输入加工所需的程序名，再按下[DNC]键。（5）选择机床循环启动按钮，机床就开始DNC加工。

3.2 利用RS-232串行数据端口进行数据传输和加工

FANUC系统的数控机床操作面板的右侧都配有RS-232串行数据接口，使用前通过数据电缆电脑和机床正确地连接，并在电脑中安装传输软件，设置好与机床相匹配的传输参数，将系统20号参数设置成“1”，选择DNC模式，按下循环启动键，然后通过传输软件将程序发送到机床，完成在线加工，具体操作如下。这种在线加工方法可以实现多台机床同时控制，在现代的智能工厂中应用比较广泛。

3.2.1 由PC机传至NC

步骤：首先，要在PC机中打开传输软件，设置好相应参数，解除写保护并选择编辑状态。其次，切换至程序界面，按下[操作]键，再按右边扩展键找到[输入出]并选择[F输入]键。最后，输入程序名按下[O设定]再按[执行]键，同时在PC机中的传输软件里面选择加工程序，并发送该文件，此时可以看到NC界面有光标[输入]在闪烁，闪烁停止后表明传输完成。

3.2.2 由NC传至PC机

步骤：首先，要在PC机中打开传输软件，设置好相应参数，解除写保护并选择编辑状态。其次，切换至程序界面，按下[操作]键，再按右边扩展键找到[输入出]并选择[F输出]键。最后，输入NC里面的程序名称按下[O设定]，然后在PC端的传输软件中选择接收文件，同时按下[执行]键，就可以看到NC界面有光标[输出]在闪烁，闪烁停止后表明输出就完成了。

3.2.3 利用RS-232数据端口进行DNC加工

步骤：首先，打开机床，解除写保护并选择DNC模式。其次，打开PC机中的传输软件，并选择加工的程序准备发送。最后，按下機床循环启动按钮，再点击传输软件中的程序发送，此时机床就可以进行DNC加工了。

4 自动编程在实践中的应用过程

4.1 零件的形状建模

对于生产零件图纸以及具体特征轮廓数据的复杂零件要实现自动编程，首先要对被加工零件的几何要素建立模型，通常要借助于CAD/CAM软件来完成。

4.2 优化加工参数和方案

自动编程的加工效率和质量主要依靠最为合理的加工方案和加工参数来保证，只有加工使用的刀具、刀轴、进给路线和走刀速度的方案选择是满足加工要求的，是最为优化的，那么自动编程加工才能体现出与手动编程的优势。

4.3 刀具轨迹的生成

刀轨的生成是自动编程加工中最为重要的内容，刀轨生成是否正确有效，直接会影响到加工的可行性，以及效率与质量。刀轨生成是否可行的前提是刀具在加工中轨迹必须要满足无干涉、无碰撞、表面光滑、切削作用力小、效率高。同时，还应具有很好的稳定性、通用性以及编程效率高、程序量小等条件。

4.4 在线模拟加工

由于在实践应用中环境的复杂性以及零件轮廓的多样性，为了保证所生成的加工程序准确无误，在实际加工前，要对加工过程中的干涉碰撞、机床各部件之间的相对位置以及过切与欠切等进行模拟加工。尤其对于高速、高精度切削，这些问题尤为关键。在线模拟加工可以通过CAD/CAM软件自带的模拟加工环境，进行刀具路径以及加工中的干涉碰撞检测，同时可以优化程序，具有很好的柔性。这样就大大降低了切削成本，在保证高效的同时还有很好的安全可靠性，更是提高了自动编程的效率。

4.5 后置处理

后置处理是自动编程技术中的一个重要环节，通过把前置处理生成的刀位轨迹转换成适用于实际机床所能识别的数据。主要处理内容包含刀具几何运动建模与计算、机床结构性误差补偿、机床运动非线性误差修正、机床运行平稳性的修正、走刀速度的校核修正及转换代码等。所以，后置处理对于保证加工质量、效率及机床运行可靠性具有非常重要的作用[3]。

5 结语

近年来，随着工业技术的飞速发展，对传统的机械制造业提出了更高的要求。今后的机械制造业要向更加智能化的方向发展，要不断地创新、丰富现代化制造手段，更新现代数控技术知识，用现代化技术来满足生产和发展的需要。

[参考文献]

[1]张星.数控自动编程介绍[J].科技视界，2011（2）：102-103.

[2]郭倩.数控自动编程技术现状和发展方向[J].价值工程，2011（28）：41-42.

[3]王琨.浅谈《数控自动编程》在数控教学中的应用[J].科技信息（学术研究），2008（12）：155-156.