使用FANUC宏程序编制单轴磨削循环及补偿功能

单轴外圆数控磨床，径向采用数控轴(X轴)控制，轴向仍用液压油缸驱动，因此无法使用两轴磨床数控系统提供的磨削循环功能。在实践中，可以使用FANUC系统提供的用户宏程序，编制单轴的磨削循环功能。根据机床的具体结构，又编制了砂轮手动修整、自动补偿及手动测量工件、自动补偿的控制功能。在青海重型机床厂生产 的CA8311B轴颈车磨床上，经过一年多的生产使用，证明是实用的。下面分别介绍软件的内容。 

 　　1　功能介绍 

 　　1.1　外圆磨削循环 

 　　由于只有径向控制轴(X轴)，无法实现连续进给磨削，只能实现两端进给的轴向磨削循环。因此在左右两端各设1个轴向行程识别开关(如图1所示)。 
 　　当砂轮移到工件的左端时，左端行程开关闭合，发出到位信号，程序中用接口输入变量#1005=1表示。控制系统接到该信号后，发出X轴进给移动指令，砂〖LL〗轮前进一个A值；同理，当系统接到右端行程开关发出的到位信号，程序中用接口输入变量#1006=1表示，砂轮前进一个B值。依次循环，直到到达指令的位置。 
 　　实现给定磨削量的磨削加工，可以按A、B两值相加为一个循环，将被磨除量均分。砂轮快速移至R点，经n次(A+B)磨削之后，其剩余量为h′。若砂轮在工件左端，且h′＜A时，按h′进给，否则按A值进给。若在工件右端，且h′＜B值时，按h′进给，否则按B值进给。软件必须保证只在工件两端进给，中间不得进给。当磨除量变为零时，必须磨到另一端才能退砂轮。整个磨削过程分粗磨、精磨和光磨。在实际使用中，在R点设置一个暂停，操作者可以插入手动磨削，以利于修活使用，也可以再转为自动磨削。磨削初值用现在位置变量#5041取值。 

 　　1.2　测量值的自动补偿 
 　　在粗磨结束后，精磨开始前插入手动测量，操作者将测量结果输入到系统中，系统根据指令值与实测值之差，对磨削量进行补偿。 
 　　是否需要测量，由面板上的开关设置，此开关状态用接口输入信号#1007输入系统。当开关接通，即信号为“1”时进行测量。当开关断开，即信号为“0”时，则不进行测量，直接进行精磨加工。当实测值与指令值相同时，可以不输入实测值，此时，系统不修正磨削量，仍按原磨削量进行磨削。如需测量，在测量之前安排光磨加工，以求与完成零件磨削的状态相同。 
 　　1.3　砂轮修整量的自动补偿 
 　　根据机床采用普通金刚笔修整砂轮、手动进给、手动换向修整这样的操作，软件自动计算修整量，并修正工件坐标原点设定值。砂轮修整之后，不需对刀，即可进行磨削加工。 
 　　在面板上设置砂轮修整开关，此开关状态用接口输入信号#1004输入系统。当修整开关合上，即信号为“1”时，执行砂轮修整服务程序。当开关断开，即信号为“0”时，系统执行磨削加工。 

 　　2　软件框图 

 　　按主程序、子程序结构编制软件。 
 　　(1)主程序(O0001)　见图2。 

 　　(2)砂轮修整子程序(O0020)　见图3。

 　　(3)磨削子程序(O0010)　见图4。

 　　(4)测量子程序(O0030)　见图5。

 　　3　菜单编程 

 　　将磨削所需数据用系统断电不清除的宏变量表示。编程时，操作者只需把所需数据输入，不需要修改程序。零件变化时，只需改变相关尺寸数据。 
 　　具体设置如下： 
 　　#500　粗磨开始点 
 　　#501　粗磨结束点，即精磨开始点 
 　　#502　精磨结束点，即光磨开始点，亦即零件尺寸 
 　　#503　粗磨左进刀量，即第一次切深 
 　　#504　粗磨右进刀量，即第二次切深 
 　　#505　粗磨进刀进给速度 
 　　#506　精磨左进刀量 
 　　#507　精磨右进刀量 
 　　#508　精磨进刀进给速度 
 　　#509　光磨次数 
 　#510　工件坐标原点设定值 
 　　#511　金刚笔尺寸 
 　#514　测量点设定值(系统自动设置) 
 　　#515　测量点实测值(先由系统自动设置为设定值，再由操作者修改)〖 

 　　4　程序 

 　　(1)主程序 
 　　O0001； 
 　　G98； 
 　　IF［#1004EQ 0］G0T0 10;　　　　(修砂轮开关，1：修砂轮，0：磨工件) 
 　　M98P0020；　　　　　　　　　　　(修砂轮 
 　　N10 M98P0010；　　　　　　　　　(磨工件 
 　　N20 M30； 
 　　(2)磨削子程序 
 　　O0010； 
 　　G50 X#510；　　　　　　　　　　　(设置工件坐标原点) 
 　　G00 X［#500+1.0］；　　　　　　　(分段趋近工件) 
 　　G01 X［#500+0.6］F500； 
 　X#500 F #505； 
 　N30 M00；　　　　　　　　　　　　(手动磨削，手动_自动磨削，自动磨削) 
 　　#9=#509； 
 　　#20=#5041；　　　　　　　　　　　(砂轮现在位置) 
 　N50 IF［#20 EQ #501］G0T0 110；　(粗磨结束) 
 　　N60 IF［#1006 EQ 0］G0T0 60； 
 　　N70 IF［#1005 EQ 0］G0T0 70；　　(粗磨加工，左端进给) 
 　　　　IF［#20 EQ #501］G0T0 110；　(粗磨左端结束) 
 　　　　#20=#20-#503； 
 　　　　IF［#20 GE #501］G0T0 80； 
 　　#20=#501； 
 　　N80 G01 X#20 F#505； 
 　　N90 IF［#1006 EQ 0］G0T0 90；　(右端进给) 
 　　　　IF［#20 EQ #501］G0T0 110； 
 　　　　#20=#20-#504； 
 　　　　IF［#20 GE #501］G0T0 100；&nbs

 　　　　#20=#501； 
 　　N100 G01 X#20 F#505； 
 　　　　G0T0 70； 
 　　　　N110 IF［#1007 EQ 0］G0T0 120;　(测量开关，1：测量，0：磨工件) 
 　　　　M98 P0030；　　　　　　　　　　　(测量子程序) 
 　　N120 IF［#1006 EQ 0］G0T0 170；(精磨加工) 
 　　N130 IF［#1005 EQ 0］G0T0 130；(左端进给) 
 　　　　　IF［#20 EQ #502］G0T0 180；(精磨结束) 
 　　　　　#20=#20-#506； 
 　　　　　IF［#20 GE #502］G0T0 140； 
 　　　　　#20=#502 
 　　N140 G01 X#20 F#508； 
 　　N160 IF［#1006 EQ 0］G0T0 160；(右端进给) 
 　　　　　IF［#20 EQ #502］G0T0 190；(精磨结束) 
 　　　　　#20=#20-#507； 
 　　　　　IF［#20 GE #502］G0T0 170； 
 　　　　　#20=#502;〖ZK)〗 
 　　N170 G01 X#20 F#508； 
 　　　　　G0T0 130； 
 　　N180 IF［#1005 EQ 0］G0T0 180；　(光磨) 
 　　　　　IF［#9 EQ 0］G0T0 200； 
 　　　　　#9=#9-1； 
 　　N190 IF［#1006 EQ 0］G0T0 190； 
 　　　　　IF［#9 EQ 0］G0T0 200； 
 　　　　　#9=#9-1； 
 　　　　　G0T0 180； 
 　　N200 G28 U1.0； 
 　　N300 M99； 
 　　(3)砂轮修整子程序 
 　　O0020； 
 　　G50 X#510； 
 　　G00 X［#511 +1.0］；　　　　(砂轮分段趋近金刚笔) 
 　　G01 X［#511 +0.6］F500； 
 　　　　X#511 F#508； 
 　　N400 M00；　　　　　　　　　(手动修整砂轮) 
 　　　　#21=#5041 
 　　N450 IF［#1004 EQ 1］G0T0 450； 
 　　　　　#22=#511-#21；　　　　(计算修整量) 
 　　　　　#510=#510+#22；　　　　(修正工件坐标原点设定值) 
 　　G28 U1.0； 
 　　M99 P20；　　　　　　　　　　(返回主程序，结束) 
 　　(4)测量子程序 
 　　O0030； 
 　　　　　#19=#509；　　　　　　　　　　(设置光磨走刀次数) 
 　　　　　IF［#1006 EQ 1］G0T0 510； 
 　　N500 IF［#1005 EQ 0］G0T0 500；　(测量前光磨) 
 　　　　　IF［#19 EQ 0］G0T0 520； 
 　　　　　#19=#19-1； 
 　　N510 IF［#1006 EQ 0］G0T0 510； 
 　　　　　IF［#19 EQ 0］G0T0 520； 
 　　　　　#19=#19-1；G0T0 500； 
 　　N520 #514=#501；　　　　　　　　(测点设定值) 
 　　　　　#515=#514；　　　　　　　　(预先赋值) 
 　　G28 U1.0； 
 　　N530 M00；　　　　　　　　　　　　(手动测量，实测值输入#515) 
 　　N540 IF［#1007 EQ 1］G0T0 540； 
 　　G00 X［#514 +1.0］； 
 　　G01 X［#514 +0.6］F500； 
 　　　　X#514 F#508； 
 　　　　IF［#515 EQ #514］G0T0 580；　　　(不修正精磨量) 
 　　　　#23=#515-#514； 
 　　　　#510=#510+#23；　　　　　　　(修正工件坐标原点设定值) 
 　　G50 X#515；　　　　　　　　　　　(修正工件坐标原点) 
 　　　　#20=#515；　　　　　　　　　　(修改砂轮现在位置)