FS-OiTC行程保护功能在数控车削加工中的妙用

■中国重汽（香港）有限公司变速箱部 （山东章丘 250220） 张玉乾

FS-OiTC行程保护功能在数控车削加工中的妙用

■中国重汽（香港）有限公司变速箱部 （山东章丘 250220） 张玉乾

摘要：在数控车削加工中，灵活使用加工程序指令G22巧妙设定加工禁区生效FS-OiTC行程保护功能，可以防止因工件过切而产生废品或批量废品事故的发生。

在数控车削加工中灵活使用加工程序指令G22巧妙设定加工禁区生效FS-OiTC行程保护功能，当刀具进入加工禁区时可自动阻止刀具进入保护区，使运动轴自动减速并停止，机床报警指示灯亮起且CNC显示ALM502、ALM503报警信息。因此，FSOiTC行程保护功能的巧妙使用不仅能够防止刀具与夹具（或其他部件）的碰撞与干涉，还可以防止因工件过切而产生废品或批量废品事故的发生。

1. 存储行程保护

FS-OiTC的存储行程保护共有3种不同类型。①存储行程检查1用于限制运动轴的最大移动范围，设定区域的外侧为运动禁区。②存储行程检查2的禁止区域可变，它可以通过CNC的机床参数进行定义，可以选择内侧或外侧作为禁区。③存储行程检查3为内侧保护，设定区域的内部为运动禁区。

存储行程检查1和存储行程检查3需要通过CNC的机床参数予以定义；而存储行程检查2的禁止范围不但可以通过机床参数进行设定，且可以用CNC的加工程序指令（G22、G23）在程序中予以生效与撤销，其中G22用于建立、改变与生效加工禁区，而G23用于撤销加工禁区的保护功能。

G22、G23指令的编程格式如下：

G22XZIK；（建立生效加工禁区）

G23；（撤销加工禁区1）

格式中X、Z为加工禁区的上限；I、K为加工禁区的下限。

2. 刀具偏置相关计算

在FS-OiTC中，刀具偏置由“几何偏置”与“磨损偏置”两部分组成。前者是根据刀具理论尺寸设定的偏置值，后者是刀具在使用过程中产生的磨损。刀具实际偏置值是几何偏置与磨损偏置两者之和。即

刀具偏置（刀具补偿）=几何偏置（形状补偿）+磨损偏置（磨耗补偿）（1）

数控车床的刀具结构如图1所示：

图1

通过读图可知：S为刀尖圆弧圆心；RS为刀尖圆弧半径；P（XP，ZP）为理论刀尖点；F（XF，ZF）为刀架相关点；（XPF，ZPF）为P点相对于F点的坐标（即：刀具偏置）。

分析：在实际操作中，刀尖圆弧圆心S点相对于F点的位置偏移量难以直接测量，而理论刀尖点P相对于F点的位置偏移量比较容易测量。因此，一般情况下，我们先测量出理论刀尖点P与刀架参考点F之间的位置偏移量，然后根据情况来考虑是否需要再精确计算出刀尖圆弧中心S与刀架参考点F之间的位置偏移量。①理论刀尖点P的坐标（XP，ZP）就是实际被加工零件的轮廓轨迹坐标，该坐标值可以从数控加工程序中直接获得。②（XPF，ZPF）为

理论刀尖点P相对于刀架参考点F的坐标值。

由图1经分析可得

{XF=XP+XPF和ZF=ZP+ZPF}（刀架参考点坐标值是零件轮廓轨迹坐标值与刀具偏置值两者之和。即）

刀架参考点坐标=零件轮廓轨迹坐标+刀具偏置（2）

由式（1）和式（2）可得：

刀架参考点坐标=零件轮廓轨迹坐标+形状补偿+磨耗补偿（3）

3. 宏程序变量

宏程序是FANUC系统的特殊功能，除了可以使用CNC编程指令外，还可以使用变量进行编程。在FS-OiTC中，变量可以分为局部变量、公共变量和系统变量3类，它们通过变量号区别，各自具有不同的用途和性质，用字符“#”以及后续的数字表示，如#1、#125、#1234等均代表变量。局部变量号为#1～#33，具有自变量传送功能。公共变量号为：#100～#199、#500～#599。系统变量是指变量的用途和性质在CNC中固定不变的变量，变量号#1000以上。利用系统变量，宏程序可以直接进行系统数据、参数的读写与修改。经查表可知

系统变量#2701～#2764对应T01～T64指定的X轴几何偏置（形状补偿）（4）

由式（3）、（4）可得：

刀架参考点坐标=零件轮廓轨迹坐标+(#2701～#2764)+磨耗补偿（5）

4. 实例应用

以加工图2工件为例，用G22指令巧妙设定加工禁区生效FSOiTC行程保护功能，防止因工件过切而产生废品（假设加工禁区上限略小于零件轮廓0.3mm）。步骤如下：

图2

（1）功能生效设定：存储行程检查2功能设定（有效或无效）需要通过机床参数PRM1310 bit 0设定。设定： PRM1310 bit 0=1为有效。

（2）禁止区域设定：禁止区域（内侧或外侧）需要通过机床参数PRM1300 bit 0设定。设定：PRM1300 bit 0=0为内侧禁止。

（3）X轴加工禁区上限相关数据的计算：据图由③刀架参考点坐标=零件轮廓轨迹坐标+形状补偿+磨耗补偿，代入数据可得：刀架参考点F相对于程序起点A的X轴坐标为XF =XA+XFP =15+35+0=50。

（4）编程：假设加工禁区上限略小于零件轮廓0.3mm。Ⅰ直接法：

G22X49.7；（X=50-0.3=49.7）

Ⅱ公共变量法：

G22#501；（#501=50-0.3=49.7）

Ⅲ系统变量法：

G22[#2701+14.7]；（刀具选择T0101；磨耗补偿下限值为-0.3mm，工件不发生过切报警）

（5）实践效果：实践证明以上3种方法均能达到防止因工件过切而产生废品的效果。但就实用性来说公共变量法优于直接法，系统变量法操作最为简便也最为实用。

5. 结语

（1）FS-OiTC行程保护功能在数控车削加工中的妙用，可以防止因工件过切而产生废品或批量废品事故的发生。

（2）刀架参考点坐标＝零件轮廓轨迹坐标+形状补偿系统变量+磨耗补偿。

参考文献：

[1] 龚仲华. FANUC-OiC数控系统完全应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2009.

收稿日期：（20141015）