NC程序斷點(diǎn)功能的應(yīng)用

一般意義的程序語(yǔ)言在調(diào)試時(shí)會(huì)通過(guò)信號(hào)設(shè)置通知調(diào)試器在執(zhí)行到某個(gè)特定點(diǎn)時(shí)將程序執(zhí)行暫時(shí)掛起，使其處于中斷模式，便于檢查所有元素(如函數(shù)、變量或?qū)ο?是否存在沖突或BUG;同時(shí)通過(guò)設(shè)置斷點(diǎn)，記住程序中斷位置，下一次執(zhí)行時(shí)程序自動(dòng)從斷點(diǎn)位置開始執(zhí)行，極大地方便了操作。NC程序借鑒該用法，在程序語(yǔ)句中通過(guò)宏變量的設(shè)置實(shí)現(xiàn)其斷點(diǎn)功能，方便機(jī)床加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)不同情況下的功能及應(yīng)用。

斷點(diǎn)功能的程序結(jié)構(gòu)

在CNC機(jī)床主加工程序中，工件開始加工前將宏變量#581置1，加工結(jié)束后將#581置0，當(dāng)前加工到的刀具號(hào)作為斷點(diǎn)號(hào)儲(chǔ)存在宏變量#585中。當(dāng)每次執(zhí)行到主加工程序時(shí)，判斷#581當(dāng)前值，若為1表示該工件未加工結(jié)束，跳轉(zhuǎn)到斷點(diǎn)號(hào)的刀具開始執(zhí)行;若為0則表示上一個(gè)工件正常加工結(jié)束，順序執(zhí)行后續(xù)語(yǔ)句，其程序結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其程序語(yǔ)句如下：

N01000IF[#581EQ1]GOTO[#585]

N01010IF[#539EQ0]THEN#581=1

(第一把刀加工內(nèi)容：TNo.1)

N[No.1]#585=No.1

……

……

(最后一把刀加工內(nèi)容(假設(shè)為第10把刀)：TNo.10)

N[No.10]#585=No.10

……

N99990#581=0

其中，#539=0表示機(jī)床處于正常加工模式。

CNC機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中，通常有兩種模式供操作者選擇，即空運(yùn)行模式及正常加工模式。空運(yùn)行模式下，機(jī)床不帶工件執(zhí)行加工程序，程序從任一把刀開始執(zhí)行無(wú)撞刀風(fēng)險(xiǎn)或質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，因此無(wú)需在加工開始前設(shè)置#581=1以表示工件未加工完用于過(guò)程中的中斷模式設(shè)置。而正常加工模式下機(jī)床帶工件運(yùn)行，加工過(guò)程中出現(xiàn)中斷，當(dāng)前程序須從斷點(diǎn)開始加工才能避免重復(fù)加工引起的質(zhì)量問(wèn)題，因此在程序加工前設(shè)置#581=1以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行斷點(diǎn)加工的可行性。

結(jié)合宏變量#581及#585在程序中不同位置的賦值，即實(shí)現(xiàn)了NC程序中的斷點(diǎn)功能。

斷點(diǎn)功能的基本應(yīng)用

在理解NC程序中斷點(diǎn)功能的程序結(jié)構(gòu)后，機(jī)床加工過(guò)程中斷點(diǎn)功能的基本應(yīng)用就比較明了了。

1.防止加工中斷的工件被重復(fù)加工

在工件加工過(guò)程中，由于機(jī)床報(bào)警或人為操作的原因，造成工件的加工中斷，如果該工件從第一把刀順序加工，則會(huì)造成已經(jīng)加工的特征被重復(fù)加工，造成節(jié)拍的增加或引起工件質(zhì)量問(wèn)題，輕則造成加工尺寸不合格，重則造成工件加工報(bào)廢。

通過(guò)斷點(diǎn)功能的設(shè)置，當(dāng)循環(huán)啟動(dòng)時(shí)，機(jī)床執(zhí)行到主加工程序，判斷當(dāng)前#581為1(表示該工件未加工完)，機(jī)床跳轉(zhuǎn)到#585保存的順序號(hào)，從工件加工中斷時(shí)的刀具進(jìn)行再次加工直至當(dāng)前工位最后一把刀具加工完成，成功避免了已經(jīng)完成加工的特征面被再次加工。

2.實(shí)現(xiàn)跳刀加工功能

NC程序的主程序通過(guò)判斷機(jī)床當(dāng)前狀態(tài)來(lái)確定機(jī)床下一步應(yīng)該執(zhí)行的程序。

N10110IF[#10021AND8EQ8]GOTO10900(Stop Cycle End)

N10120IF[#10021AND2EQ2]GOTO10600(WARM UP)

N10130IF[#1034AND1EQ1]GOTO10300(Part Unclamp - Unloading)

N10140IF[#1034AND2EQ2]GOTO10400(Part Clamp - Loading)

N10150IF[#1034AND4EQ4]GOTO10500(Machining Part)

當(dāng)機(jī)床在夾緊狀態(tài)下且回到“home”位置時(shí)，機(jī)床執(zhí)行主加工程序。在當(dāng)前狀態(tài)下，將#581的值更改為1，#585的值更改為任一刀具號(hào)，再次循環(huán)啟動(dòng)時(shí)，機(jī)床將從#585保存的刀具開始執(zhí)行。

這種方法通常在以下兩種情況下得到廣泛應(yīng)用：

第一種情況，跳刀驗(yàn)證程序。對(duì)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化通常不是針對(duì)所有刀具，而只是對(duì)其中一把刀具或某幾把刀具進(jìn)行路徑或參數(shù)的更改。程序調(diào)試驗(yàn)證者可通過(guò)設(shè)置#581和#585的值，使程序從被優(yōu)化過(guò)的刀具開始執(zhí)行以便觀察優(yōu)化后的程序是否有撞機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。未做優(yōu)化的刀具則無(wú)需運(yùn)行，減少驗(yàn)證者的等待時(shí)間。

第二種情況，跳刀返修工件。部分工件因設(shè)備故障或刀具斷刀等原因，從當(dāng)前工位加工倉(cāng)被送出，但工件實(shí)際未加工完成;或工件因設(shè)備定位面原因或人為修改補(bǔ)償錯(cuò)誤等原因，造成部分特征加工不合格;或工件在后續(xù)工位移動(dòng)過(guò)程中造成零件表面劃傷等缺陷。這些工件能夠被機(jī)床返修達(dá)到合格工件的狀態(tài)被繼續(xù)使用，操作者即可通過(guò)設(shè)置#581和#585的值，跳轉(zhuǎn)到加工需要被返修特征的加工刀具開始執(zhí)行，達(dá)到節(jié)省時(shí)間和避免重復(fù)加工的目的。

該方法要求操作者對(duì)加工工藝和機(jī)床操作較為熟悉，避免人為修改錯(cuò)誤造成跳刀錯(cuò)誤，從而出現(xiàn)零件加工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)床運(yùn)行撞機(jī)等安全風(fēng)險(xiǎn)。

斷點(diǎn)功能的擴(kuò)展用法

在實(shí)際加工過(guò)程中，我們遇到過(guò)兩種情況的撞機(jī)。

一是機(jī)床加工過(guò)程中出現(xiàn)報(bào)警，操作人員按照正常的流程查看報(bào)警信息后復(fù)位報(bào)警，按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕重新加工工件。通常一名操作者需要同時(shí)操作幾個(gè)工位，當(dāng)前工位開始正常執(zhí)行程序后操作者即開始下個(gè)工位的操作。部分報(bào)警出現(xiàn)后，工件在機(jī)床臺(tái)面的狀態(tài)被改變，如圖2所示。機(jī)床執(zhí)行到主程序時(shí)判定當(dāng)前狀態(tài)不適合加工，執(zhí)行松開程序，此時(shí)未加工完的工件被放出該工位。當(dāng)操作者重新回到該工位時(shí)，誤認(rèn)為該工件按照正常流程被加工完，直接將該工件放入后續(xù)工位加工。如果機(jī)床加工過(guò)程中出現(xiàn)報(bào)警，操作者人為將未加工完成的工件松開放出該工位。但由于操作者的失誤未正確處理該工件，導(dǎo)致未加工完成的工件流入后續(xù)工位。

二是由于人為操作失誤，在上一個(gè)工件未加工完成的情況下，通過(guò)手動(dòng)操作方式夾緊工件開始加工。但當(dāng)前狀態(tài)下，#581的值為1，機(jī)床跳過(guò)前面的刀具，直接從#585記錄的刀具開始加工。

這兩種情況下，因工件的特征未加工完，機(jī)床加工時(shí)工件與刀具或夾具有干涉，直接造成加工過(guò)程中撞機(jī)，造成刀具報(bào)廢或主軸損壞。更換主軸所造成的停機(jī)浪費(fèi)以及主軸備件的維修成本都是巨大的，因此需要采取措施預(yù)防這種情況的發(fā)生。

這兩種情況都與工件的漏加工有關(guān)，結(jié)合#581的用法：“#581=1時(shí)表示工件未加工完;#581=0時(shí)表示工件加工完成”，我們可通過(guò)NC語(yǔ)句編程來(lái)避免這兩種撞機(jī)情況。

針對(duì)第一種情況，可稱之為漏加工造成后續(xù)工位撞機(jī)，主要原因?yàn)椴僮髡呶醇皶r(shí)發(fā)現(xiàn)或判斷出當(dāng)前工位流出的工件未加工完成。通過(guò)在“PART-UNCLAMP”程序(即工件松開程序)中，判斷#581的值是否為0以確認(rèn)當(dāng)前工件是否加工完，未加工完成則報(bào)警提醒操作者檢查工件，從而防止漏加工工件逃逸。NC程序如下：

N0005IF[#581EQ0]GOTO10

N0008#3000=1(The part isn't finished,check #581)

N0010……

針對(duì)第二種情況，可稱之為跳刀加工造成的當(dāng)前工位撞機(jī)，主要原因?yàn)闄C(jī)床在執(zhí)行到主加工程序時(shí)，#581的值不為0，機(jī)床從#585記錄的刀具號(hào)開始執(zhí)行。因新工件要執(zhí)行加工程序，必須要達(dá)到夾緊狀態(tài)。而無(wú)論是自動(dòng)方式下運(yùn)行夾緊程序，或通過(guò)面板操作執(zhí)行夾緊程序，機(jī)床都會(huì)調(diào)用“PART-CLAMP”程序(即工件夾緊程序)。通過(guò)在“PART-CLAMP”程序中設(shè)置#581=0，強(qiáng)制復(fù)位上一個(gè)加工件的狀態(tài)，使新工件從第一把順序加工，避免跳刀加工的情況發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)

斷點(diǎn)功能的應(yīng)用要考慮到NC程序整個(gè)結(jié)構(gòu)，確認(rèn)清楚所有程序中#581的值被改變的情況，避免狀態(tài)更改錯(cuò)誤引起的加工風(fēng)險(xiǎn)。斷點(diǎn)功能的擴(kuò)展應(yīng)用還可以結(jié)合PMC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體的情況需要使用者充分考慮操作者的使用習(xí)慣和機(jī)床的實(shí)際加工情況。