臥式加工中心是指機床主軸處于水平狀態(tài)的加工中心，這類機床通常配置 一個繞固定軸線360度旋轉(zhuǎn)的分度工作臺，足z三個直線坐標軸加一個回 轉(zhuǎn)坐標軸，適合箱體類零件的加工，工件一次裝夾，除了安裝底面和頂面之外， 可以完成至少四個側(cè)面的加工。
臥式加工中心加工零件時，每個角度平面都要建立工件坐標系。在0°、 90°、180°、270°這四個正交平面上，操作工可以方便的通過量棒或探頭等 工具，測量工件偏置值，建立工件坐標系。但是，當加工非正交平面（如30° 平面）時，測量工件偏置是個繁瑣但必需要解決的問題。
確定非正交平面工件偏置的方法有多種，的方法是，技術(shù)人員 通過手工計算或者電腦繪圖確定。在計算之前，需要收集機床數(shù)據(jù)、零件數(shù)據(jù) 和現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)三個方面的信息，如表所示。其中機床數(shù)據(jù)和零件數(shù)據(jù)對于特 定機床和零件是固定的，而現(xiàn)場數(shù)據(jù)需要零件在機床上裝夾、定位后才能測量， 因此，出現(xiàn)了技術(shù)員等待操作工現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，而操作工等待技術(shù)員計算結(jié)果 的現(xiàn)象，造成機床停機，降低了機床有效作業(yè)率。
為了解決非正交平面加工基準點工件偏置的計算問題，我們利用數(shù)控系統(tǒng) 的宏編程功能，開發(fā)了針對多種數(shù)控系統(tǒng)的宏程序，作為固定循環(huán)植人數(shù)控系統(tǒng)， 可以實現(xiàn)任意角度平面工件偏置的自動創(chuàng)建功能，*解決了現(xiàn)場人工計算工 件偏置的環(huán)節(jié)。下面以fanuc系統(tǒng)為例，介紹宏程序的開發(fā)過程和具體應用。
表人工計算工件偏置需要收集的數(shù)據(jù)信息
序號
數(shù)據(jù)類別
數(shù)據(jù)內(nèi)容
1
機床數(shù)據(jù)
(1) 工作臺回轉(zhuǎn)中心的機床坐標值足之
(2) 工作臺旋轉(zhuǎn)角度正負規(guī)定，如順時針為正，還是逆 時針為正
2
零件數(shù)據(jù)
(1) 非正交平面上，加工基準點相對于設計基準的坐標 值足z
(2) 非正交平面的傾斜角度
3
現(xiàn)場數(shù)據(jù)
零件在擺正情況下，如0°面，作為計算參考基準點的足 z坐標值
二、fanuc系統(tǒng)宏程序的編制
要實現(xiàn)“工件偏置”自動創(chuàng)建功能，需要利用數(shù)控系 統(tǒng)的宏編程平臺，開發(fā)一個能夠根據(jù)已知條件，自動讀取 參考基準點的現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，自動計算工件偏置數(shù)據(jù)并寫 人數(shù)控系統(tǒng)的宏程序，然后將該宏程序存儲到數(shù)控系統(tǒng)內(nèi) 存中，作為機床定制固定循環(huán)使用，通過零件加工主程序 中編制宏調(diào)用指令調(diào)用，實現(xiàn)各種非正交平面工件坐標系 的自動創(chuàng)建.
按照上述思路，我們根據(jù)上面推導的數(shù)學計算模型， 針對fanuc系統(tǒng)，開發(fā)了能夠根據(jù)已知數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“工件偏置”自動計算和輸入的宏程序，宏程序結(jié)構(gòu)及注釋如下。
三、宏調(diào)用指令及使用說明
根據(jù)編制的宏程序，我們確定 fanuc 系統(tǒng)的宏調(diào)用指令格式如下。
g65 p_ a_ x_ y_ z_ b_ h_
注釋：
g65 （宏調(diào)用指令）
p_ （調(diào)用的宏程序號，如 p7010）
a_ （參考基準點的工件偏置號，1-48 或 54-59，對應坐標系 g54.1 p1-p48 和 g54-g59）
x_（非正交平面坐標系原點相對于參考基準點的 x 坐標值，有 +/- 之別）
y_（非正交平面坐標系原點相對于參考基準點的 y 坐標值，有 +/- 之別）
z_（非正交平面坐標系原點相對于參考基準點的z坐標值，有+/-之別）
b_（旋轉(zhuǎn)角度）
h_（建立非正交平面坐標系的工件偏置號，1-48 或54-59，對應坐標系 g54.1 p1-p48 和 g54-g59，注意和a_ 中的不要相同）
四、 宏程序特點及注意事項
(1) 該宏程序僅適用于工作臺順時針旋轉(zhuǎn)為正的機床， 否則，需要適當調(diào)整。
(2) 針對不同的臥式加工中心，因回轉(zhuǎn)中心的機床坐 標不同，需要查閱機床手冊或者根據(jù)實際校調(diào)數(shù)據(jù)，對宏 程序中#4和#6的變量值進行調(diào)整，其中#4對應足 #6對應；
(3) 使用前，必需在零件“擺正”狀態(tài)下，建議為0°， 測量參考基準點的坐標偏置值，輸人宏調(diào)用指令參數(shù)a指 定的偏置中，如g54,建立計算基準點，供宏程序內(nèi)部計 算調(diào)用。
(4) 宏調(diào)用指令中，由參數(shù)a和h參考點偏置 號和建立非正交平面工件零點偏置號，可以根據(jù)程序中非 正交平面的數(shù)量，選擇g54—g59,或者g54.1 p1—p48， 二者不能相同。
(5) 宏調(diào)用指令中，參數(shù)a和h要正確輸人，超出 取值范圍的賦值將會觸發(fā)報警。
(6) 宏調(diào)用指令一般放在主程序的開始，零件有幾個 非正交平面，就需要幾行宏調(diào)用指令，主程序執(zhí)行時，工 件偏置自動計算，并寫人數(shù)控系統(tǒng)的工件偏置設定區(qū)， 建立工件坐標系，供主程序調(diào)用。
五、 效果驗證
宏程序編制完成后，為了驗證工件偏置自動創(chuàng)建功能 的有效性，計算數(shù)據(jù)準確性，我們設計了5組不同數(shù)據(jù)， 在公司兩臺配置fanuc 310i系統(tǒng)的臥式加工中心上進行 驗證，采用的方法是分別在兩臺設備上進行不同旋轉(zhuǎn)角度 的數(shù)值驗證，并將計算結(jié)果與cad軟件繪圖采集的數(shù)據(jù)進 行對比，二者計算結(jié)果*一致。
六、結(jié)語
利用fanuc系統(tǒng)的宏編程技術(shù)，開發(fā)的臥式加工中 心工件偏置自動創(chuàng)建功能，解決了臥式加工中心在加工非 正交平面時，工件坐標系的建立難題，消除了人工重復計 算工件偏置的環(huán)節(jié)，降低了技術(shù)人員的工作量和出錯率， 減少了機床停機等待時間。
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