基于VERICUT的HNC數(shù)控銑系統(tǒng)環(huán)境的構(gòu)建與仿真調(diào)試

江潔+詹華西

HNC與FANUC數(shù)控銑系統(tǒng)在編程規(guī)則上同樣遵循ISO國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定，其指令系統(tǒng)有一定的共性但也存在個(gè)性化差異。本文通過分析兩者的異同，在已有FANUC系統(tǒng)環(huán)境的基礎(chǔ)上，針對(duì)其個(gè)性差異，探索了VERICUT中HNC控制系統(tǒng)庫的構(gòu)建方法，經(jīng)仿真調(diào)試驗(yàn)證了基于個(gè)性定制的有效性。

一、引言

VERICUT是一個(gè)面向NC程序?qū)嵤┘庸し抡娴能浖?，能在零件加工前期?duì)用戶編制的NC程序?qū)嵤└哒鎸?shí)度的仿真檢查，以驗(yàn)證工藝及程序?qū)嵤┑目尚行?、?guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。VERICUT對(duì)數(shù)控機(jī)床的支持需要通過構(gòu)建控制系統(tǒng)庫文件和機(jī)床結(jié)構(gòu)模型文件來實(shí)現(xiàn)，機(jī)床結(jié)構(gòu)模型只需根據(jù)各機(jī)械部件的邏輯運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行搭建即可，它與數(shù)控系統(tǒng)無關(guān)，而控制系統(tǒng)則需根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令功能及編程規(guī)則有針對(duì)性地進(jìn)行環(huán)境構(gòu)建，然后通過VERICUT的內(nèi)嵌函數(shù)宏來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。HNC三軸數(shù)控銑系統(tǒng)的基本指令功能及格式規(guī)則同樣也是遵循ISO國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定的，其與FANUC有大多的相似之處。因此，研讀VERICUT下FANUC數(shù)控銑系統(tǒng)庫環(huán)境，在分析兩系統(tǒng)在指令功能上的共性和個(gè)性異同基礎(chǔ)上，即可有針對(duì)性地構(gòu)建HNC數(shù)控銑系統(tǒng)庫環(huán)境。

二、HNC與FANUC數(shù)控銑系統(tǒng)指令功能的異同分析

作為同樣遵循ISO國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定的數(shù)控系統(tǒng)，HNC與FANUC數(shù)控銑系統(tǒng)在基本線圓插補(bǔ)（GO/G1/G2/G3）、坐標(biāo)系構(gòu)建（G54等）、加工平面限定（G17/G18/G19）、絕對(duì)/增量坐標(biāo)編程方式（G90/G91）、刀補(bǔ)控制（G40/G41/G42/G43/G44）、回零控制（G28）和常用輔助功能M/S/T/F等基本指令功能及格式規(guī)則上是共同的。其個(gè)性差異主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。

其一，在程序頭信息中，F(xiàn)ANUC的首行是以O(shè)××××作為程序番號(hào)，而HNC系統(tǒng)的首行既可用是O××××也可用%××××作為程序番號(hào)。

其二，HNC銑削系統(tǒng)大多指令鉆鏜循環(huán)的含義及格式均與FANU C類同，但G73/G83/G76/G87幾個(gè)鉆鏜循環(huán)指令中部分參數(shù)則有所不同。如FANUC的G73/G83中提刀回退量不受指令控制，而是由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的，而HNC中的提刀回退量則由指令中K參數(shù)控制，其指令格式中增加了K參量；FANUC中G76/G87的讓刀橫移方向也是由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定好參數(shù)控制的，指令中僅包含回退量Q參數(shù)，而HNC的指令格式不使用Q參數(shù)，由I、J對(duì)讓刀橫移作矢量控制，既包括回退量又包含回退方向。

其三，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)在實(shí)施鉆鏜循環(huán)期間不允許使用基本線圓插補(bǔ)指令功能，需先使用G80退出鉆鏜循環(huán)后才可執(zhí)行基本線圓插補(bǔ)功能，而HNC系統(tǒng)既可用G80取消固定循環(huán)，也可由01組的G代碼取消固定循環(huán)，其程序編制更靈活。

三、VERICUT下 HNC數(shù)控銑削系統(tǒng)環(huán)境的構(gòu)建

針對(duì)以上基于HNC與FANUC數(shù)控銑系統(tǒng)指令功能及編程規(guī)則的異同分析，在VERICUT中可用fanlom.ctl基本數(shù)控銑削控制系統(tǒng)為藍(lán)本，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行具共性基本指令功能的檢視及個(gè)性差異系統(tǒng)指令功能的添加和刪減操作，由此構(gòu)建出HNC M.CTL的控制庫環(huán)境。

1.基本指令功能的檢視

先調(diào)用fanlom.ctl為控制系統(tǒng)庫，其基本指令功能可通過點(diǎn)擊VERICUT主菜單“配置”→“文字/地址”功能項(xiàng)，如圖1所示，在彈出對(duì)話框中檢視其是否具備HNC所支持的系統(tǒng)指令功能，包括States指令代碼聲明中的基本指令功能、Cycles鉆鏜循環(huán)功能、M_misc輔助功能及G_prep預(yù)備功能等。在此，可刪去系統(tǒng)不支持的指令代碼功能，或在指令代碼聲明中添加HNC M系統(tǒng)支持的G代碼功能及宏調(diào)用關(guān)系。增刪后將系統(tǒng)庫另存為HNC M.CTL，則大部分FANUC已有的系統(tǒng)指令功能可直接沿用到HNC_M控制系統(tǒng)環(huán)境中。

2.個(gè)性差異指令功能的定制修改

針對(duì)HNC與FANUC系統(tǒng)指令功能出現(xiàn)的個(gè)性化差異，可在對(duì)話框中按圖2所示進(jìn)行基于HNC_M系統(tǒng)的G代碼控制處理的設(shè)置。主要包括兩點(diǎn)。

其一，參照“0”指令的函數(shù)調(diào)用設(shè)置，在specials特殊代碼指定中添加允許“%”作為程序番號(hào)地址的支持。

其二，在Registers宏變量注冊(cè)中為I、J變量添加其對(duì)G76/G87鉆鏜循環(huán)支持的注冊(cè)許可，為K變量添加其對(duì)G73/G83鉆鏜循環(huán)支持的注冊(cè)許可，刪除Q變量對(duì)G76/G87鉆鏜循環(huán)的注冊(cè)支持等。

由于HNC M系統(tǒng)既可用G80取消固定循環(huán)，也可由01組的G代碼取消固定循環(huán)，因此，在點(diǎn)擊主菜單“配置”一“控制設(shè)定”彈出的圖3所示對(duì)話框中，可就其基本運(yùn)動(dòng)規(guī)則設(shè)定允許01組G功能取消鉆鏜固定循環(huán)。這樣在幾個(gè)鉆鏜循環(huán)之間可直接用GO實(shí)施孔間定位移動(dòng)，而不需先用G80取消固定循環(huán)。

四、HNC_M控制系統(tǒng)指令功能的仿真調(diào)試

在VERICUT中經(jīng)上述系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置后，即可對(duì)所調(diào)入的預(yù)設(shè)零件數(shù)控銑削項(xiàng)目按HNC系統(tǒng)編制的加工程序?qū)嵤┓抡骝?yàn)證。圖4所示為某零件加工仿真驗(yàn)證的結(jié)果，其在基本指令功能及基于HNC系統(tǒng)鉆鏜循環(huán)個(gè)性化指令功能的應(yīng)用上都能得到理想的實(shí)現(xiàn)。

在基于HNC系統(tǒng)編制的程序在仿真調(diào)試中，若選用未修改定制的原fanuc10m系統(tǒng)庫，由于未進(jìn)行基于HNC鉆鏜循環(huán)新增變量的注冊(cè)設(shè)置，當(dāng)執(zhí)行程序語法檢查或運(yùn)行加工仿真時(shí)，將會(huì)在信息區(qū)顯示“××代碼不支持”的信息警示。改用新定制的HNC_M系統(tǒng)庫后重新進(jìn)行仿真檢查，則不再出現(xiàn)這些警示信息。

另外，若將圖3所示的01組G代碼取消固定循環(huán)均設(shè)定為“否”，當(dāng)程序在幾個(gè)鉆鏜循環(huán)之間使用了GO/G1的z向運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)“循環(huán)進(jìn)給應(yīng)沿著刀軸運(yùn)動(dòng)”的信息警示。只有將這些均設(shè)定為“是”，才不會(huì)出現(xiàn)警示信息。

由此可見，以上針對(duì)HNC數(shù)控銑削加工進(jìn)行的VERICUT系統(tǒng)庫環(huán)境的定制設(shè)置是成功的。

五、結(jié)語

VERICUT作為一款基于NC程序?qū)嵤┘庸し抡骝?yàn)證的軟件，在業(yè)內(nèi)具有較為廣泛的應(yīng)用，但其對(duì)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的支持尚需用戶自行構(gòu)建系統(tǒng)庫文件，方可實(shí)施正確的仿真。本文針對(duì)HNC與FANUC指令功能的相似性，僅就其間個(gè)性化差異展開探索，較粗淺地介紹了開發(fā)定制VERICUT控制系統(tǒng)庫的方法，期望能對(duì)使用VERICUT進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)環(huán)境定制的相關(guān)研究者提供一定的借鑒。