利用PMC窗口功能实现加工条件的快捷设定①

(1.芜湖职业技术学院机械工程学院，安徽 芜湖 241006；2.上海永硕机械设备有限公司，上海 宝山 201906)

0 引 言

应用于不同领域的模具，其加工要求和侧重点各不相同[1]。对于常规的模具产品加工，根据其产品技术要求，一般只需调整加工工艺，对加工切削要素进行改变保证产品质量。而对于精密模具加工而言，还需调整相应的高速高精度加工参数，方能满足加工条件的要求。但系统中高速高精度加工参数较多，修改过程麻烦，这就对机床加工人员的业务水平提出了一定的要求[2]。为此，给机床用户提供一个简便快捷的方法。根据实际加工产品需求，将加工条件分为三种情况，即三种加工模式，利用PMC窗口功能的写参数功能，对每一种加工模式所选高速高精度加工参数项进行批量设定，从而实现加工条件的快捷设定。使用时用户只需通过面板上的指定按键，根据加工工艺需求，选择与加工工序相适应的加工模式进行加工，以提升加工效率和质量，实现按需加工。

1 三种加工模式的设定

根据实际模具产品加工中，不同产品所需加工条件的不同，大致将其分为三种情况。为了方便，设定三种加工模式来分别代表所需三种不同加工条件。第1种情况(模式1)：对精度要求相对较高的，形状优先模式(重视精度)；第2种情况(模式2)：一般产品加工时标准模式；第3种情况(模式3)：对速度要求相对较高的，速度优先模式(重视速度)[3]。依据机床的实际特性和产品的加工工艺需求，文中选用6个典型的高速高精度加工参数进行组合。其中5个参数的设定值及所对应的窗口功能编号如表1所示。参数No.1660通过手动设定，不在PMC程序里做处理。参数No.1737设定值和No.1735相同，PMC赋值过程与No.1735的类似，窗口功能首地址为D650。表1中三种加工模式下每个参数所给定的值是根据实际加工经验选取的典型值。实际应用中，用户可根据具体的产品加工需求，合理选择高速高精加工参数项进行组合及设置参数的值。

2 PMC 窗口功能

2.1 PMC窗口写功能

FANUC系统为用户提供了可写入系统参数的窗口功能指令 WINDW ( SUB52) ，可在一段扫描时间内完成对系统参数的写入[4]。WINDW 格式及控制数据定义如图1所示。

当执行WINDW 指令时，要满足以下几个条件[5]：

(1)触发导通条件ACT = 1时 ，执行 WINDW 功能，数据写入完成后应立即将 ACT 复位( ACT = 0)；(2)所有数据按二进制储存, 与 NUMEB(SUB40,定义二进制常数)功能指令配合使用；(3)窗口写功能代码决定了窗口写要完成的任务；(4)控制数据可储存在D地址或R地址中，如果储存在 R 地址中，只能在 PMC 程序中对控制数据赋值；如果储存在 D 地址中，既可以在PMC 程序中赋值，又可以在 PMC 数据表面中赋值。文中为了简化PMC程序，采用D地址区储存数据。(5)当功能指令结束代码为0时，表示功能指令正常结束，此时输出的数据才有效。

表1 参数表及对应的窗口编号

图1 WINDW格式及控制数据定义

2.2 关键窗口功能指令

FANUC 系统提供了很多窗口功能指令，如写CNC参数、写用户宏变量、写工件原点偏置、写控制轴实际速度等。文中使用了2个功能指令代码，如表2所示。

表2 窗口功能指令表

2.2.1 窗口功能代码18

参数1769为字轴型参数，故选择窗口功能代码18。以参数1769为例来说明窗口18功能指令的应用。如图2所示[6]。将窗口功能18的首地址设定为D750，D750=18。数据长度L设定为6，D754=6，因为一个轴需要占用2个字节，三个轴则设定为6。要写入的参数号1769存储在D756地址中，D756=1769。数据属性M为-1代表所有轴，D758=-1。除了D760, D762,D764通过F按键在PMC里赋值，其余在系统界面数据表里赋值。参数1772为双字路径型，窗口功能代码同样为18，数据构成与1769类似。

2.2.2 窗口功能代码323

参数1735，1737，1783为实数型参数，选用窗口功能代码323完成参数的改写，以参数1735为例来说明窗口323功能指令的应用。如图3所示[7]。参数1735窗口功能首地址设定为D600, 则D600=323。数据长度L设定为18，D604=18。因为一个轴分配6个字节，3个轴则设定为18。将要写入的参数号1735存储在D606地址中，则D606=1735。 数据属性M为-1代表所有轴，则D610=-1。以上这些值在数据表中设定。窗口323功能指令数据地址+10以上的地址为参数1735 的X轴、Y轴和Z轴3个轴的设定值以及设定值小数点位置。这3轴设定值依次存储在D614、D620和D626起始的4个字节空间内，需在PMC程序里通过SUB40指令进行设定。1737与1783窗口功能代码数据构成与1735类似，控制数据地址不同。

图2 窗口功能代码18数据格式

3 加工条件设定功能的PMC程序编制

加工条件设定功能控制实质是通过PMC窗口写功能将预先调整好的数据值写入到相应的高速高精度加工参数中，达到改变加工条件的目的，其主要控制流程如下：

(1)通过SUB40(NUMEB)指令，对所选参数项进行赋值(以F1按键为例)；

(2)通过SUB45(MOVN)指令、SUB44(MOVW)指令将所选参数项X轴中的数据传送到Y轴和Z轴；

(3)执行窗口功能指令WINDW ( SUB52)。

图3 窗口功能代码323 数据格式

图4 F1按键赋值

3.1 按键赋值

图4为F1按键赋值过程[7～10]。其中R320.1为F1按键自锁信号，当按下F1按键时，即R320.1状态为1时，执行SUB40(NUMEB)指令将设定值300、400、16分别写入参数#1735、#1783、#1769中的X轴中去，依次存放在地址为D614～D617、D714～D717、D760～D763中，并将值48写入参数#1772中，存于D810～D813中。由于参数#1735、#1783、#1772 为实数轴型参数，所以数据长度为4。F2、F3按键赋值过程与F1类似。

图5 数据传送

图6 窗口功能执行过程

3.2 数据传送

对于参数#1735、#1737、#1783、#1769的改写，改写的是所有轴参数。故在PMC程序中这些参数的Y轴数据和Z轴数据通过数据传送的方式进行赋值的。以参数#1735数据传送过程为例。参数#1735 中X轴数据长度为4个字节，因此通过数据传送指令SUB45(MOVN)把参数#1735的X轴数据传送到参数#1735的Y轴和Z轴，分别存于D620～D623中、D626～D629中。参数#1783参数的数据传送过程与参数#1735类似，限于篇幅程序省略。参数#1783 的Y轴数据存储在D720～D723中，Z轴数据存储在D726～D729中。参数#1769的X轴中的数据长度为2个字节，故采用数据传送指令SUB44(MOVW)依次将参数#1769中X轴数据传送到#1769的Y轴和Z轴，分别存储在 D762～D763中和D764～D765中[6]。数据传送过程如图5所示[7～10]。

3.3 窗口功能执行完成

按下F1-F3中任一按键，即当R321.2状态为1时，触发窗口1 WINDW功能指令，写入系统参数1735。当窗口1执行完成后，打断F1--F3按键集合自锁，同时触发窗口2，再用窗口2执行完成打断窗口2的执行条件，同时触发窗口3，以此类推执行到窗口5。至此， 窗口功能全部执行完成。其PMC执行程序如图6所示[7～10]。文中以窗口1和窗口2程序为例。窗口3、窗口4和窗口5执行过程类似于窗口1和2。

4 结 语

加工条件快捷设定功能公司已试应用，实践表明，通过使用此功能，加工人员可通过选择面板上的指定按键，选择相应的加工模式进行加工。该方法既能提高加工效率，又能实现按需加工。文中所选的高速高精度加工参数项是以加工三种不同典型的产品为例，由于各厂家的机床特性不同，机床调试人员可结合实际系统配置选项，根据加工产品的类型，合理选择高速高精度加工参数自由组合及设定参数值。