基于参数赋值指令来减少CNC精密加工//chuanchuanjiqi.cn/参数调用“事故”的方法
通过分析某次数控加工中因参数调用错误引发的质量事故，结合数控编程中参数赋值指令的应用，提出一种利用参数赋值指令的组合宏程序作为固定程序开头，用以填写加工程序所需的各类参数值，再通过宏程序中条件语句及相应的参数赋值指令对加工程序调用的参数代码进行分析判断并精确赋值，当组合宏程序运行时，将自动完成各类参数值的设定。以此来代替常规模式下操作人员去主动识别加工程序中的参数代码及在CNC储存器中的写入工作，避免因参数漏填或填写的位置与程序调用的位置不一致而造成的质量事故。此方法经实际运用验证，效果良好，有效避免了因各类参数填写位置与程序指令调用位置不一致而导致的质量事故。
1 序言
笔者公司在加工某批产零件时，其中一件因加工的特征孔位置偏移，致使零件报废，造成较大质量损失。调查发现，使用的加工程序已经过验证、固化，加工中心操作人员也为技师级高水平技能工人，但为何还会发生此类质量事故，经过分析了解，操作人员在进行工件加工坐标系原点找正后，将相关位置参数习惯性储存于坐标系指令G54所对应的存储位置，但由于程序员在程序编制中设定的工件加工坐标系为G55，产生参数写入位置与程序中指令调用位置不一致，因此造成程序“跑偏”，发生此次质量事故。联系以往出现的几次同类质量问题，不禁思考是否有避免或减少此类质量事故的方法。
对质量事故的发生原因深入分析后，本文另辟蹊径，提出一种利用参数赋值指令组合宏程序作为固定程序开头[1]，用以直接填写各类加工相关参数，在加工程序运行时，通过参数赋值指令自动识别并把设定的参数写入对应的CNC储存器，代替原有的先填写相关参数至CNC储存器中、后通过指令代码来调用的“常规”模式[2，3]，此方法较常规手动填写参数方式，更便于操作人员进行加工相关参数的设定及检查，同时可避免因参数漏填或写入的位置与程序调用的位置不一致而造成的质量事故。经过一段时间的测试，使用效果良好，此后再未发生此类质量事故。
2 质量事故原因分析
经过对CNC操作人员工作流程梳理分析后发现，此类质量事故出现主要由于以下3个原因[4]。
（1）程序中参数指令代码识别错误 加工参数及信息写入前，我们会对加工程序里的相关指令代码，如工作坐标系、刀具半径补偿号、刀具长度补偿号等参数代码进行查验识别并记录。但偶尔会因为操作人员疏忽大意、记错或遗漏相关信息，造成后续参数写入位置与程序指令调用位置不一致，从而引发质量事故。
（2）参数写入过程中输入错误或遗漏 加工参数及信息写入储存器是操作人员手动输入，而储存器中往往还有前一道程序设置的参数，在重新写入新参数对其覆盖时，也会偶发性地发生输入错误或遗忘性输入（因前一道程序设置的参数还在，操作人员误认为已经进行了参数输入）。
（3）复查阶段的忽视或遗漏 复查阶段需对前2种情况进行复查，排除输入错误和检查遗漏，但部分操作人员经常忽视这一过程或复查不仔细，造成错误未及时发现，从而引发质量问题。综合归纳可以看出，此类质量问题还是因为操作人员在平时工作中疏忽大意而造成的，因此，简化操作流程、减少操作人员主观行为就是减少或避免参数调用“事故”的方法之一。
3 参数赋值指令组合宏程序使用介绍
3.1 参数赋值指令组合宏程序应用思路
在数控编程中，参数赋值指令是较常用到的一种高级指令，又称为可编程参数设定指令，主要用于检测、删除、写入系统变量值，例如坐标系值、刀具补偿值及其他设定值等，利用参数赋值指令，在程序运行中就能实时检测、删除、写入所需的系统参数，为后续的加工程序提供正确系统参数值及加工参数值[5，6]。因此，我们考虑可在程序开头，设定一组用户变量，用以填写加工程序所需的各类参数值，再利用宏程序条件语句及相应的参数赋值指令对加工程序调用的参数代码进行分析判断并精确赋值，当组合宏程序运行时，将自动完成各类参数值的设定。以此来代替常规模式下操作人员去主动识别加工程序中的参数代码并在CNC储存器中的写入工作，避免因参数漏填或填写的位置与程序调用的位置不一致而造成的质量事故。
3.2 操作流程对比
常规的操作流程如图1所示。新方法流程如图2所示。
图1 常规操作流程
图2 新方法流程
3.3 参数赋值宏程序使用示例
下面以西门子828D系统为对象，使用示例如图3所示。
图3 宏程序使用示例
参数赋值指令组合宏程序具体内容如下[7]。
（相关参数值设定）
R1=10; 设定坐标系X值10
R2=20; 设定坐标系Y值20
R3=30; 设定坐标系Z值30
R4=1; 设定程序刀具号T1
R5=1; 设定程序刀补号D1
R6=10; 设定刀具补偿值10
G54; 设定工件坐标系地址
（加工程序准备）
T=R4 M06; 调用1号刀
D=R5;调用1号刀补
G40;取消刀具半径补偿
（通过参数指令把前面设定的参数值写入程序代码对应的系统变量中）
R7=$P_GG[8];检测识别当前调用坐标系号
IF R7==2 GOTOF AA;如识别为G54跳转AA
IF R7==3 GOTOF BB;如识别为G55跳转BB
IF R7==4 GOTOF CC;如识别为G56跳转CC
IF R7==5 GOTOF DD;如识别为G57跳转DD
AA:$P_UIFR[1]=ctrans(x,R1,y,R2,z,R3)；
GOTOF HH；
BB:$P_UIFR[2]=ctrans(x,R1,y,R2,z,R3);
GOTOF HH；
CC:$P_UIFR[3]=ctrans(x,R1,y,R2,z,R3);
GOTOF HH；
DD:$P_UIFR[4]=ctrans(x,R1,y,R2,z,R3);删除识别的工件坐标系在CNC储存器原有X、Y、Z坐标值，并重新为X、Y、Z分别按设定值进行赋值10,20,30
HH:TC_DP6[R4,R5]=R6;1号刀1号刀补按设定刀具补偿值赋值10
1）程序运行前CNC储存器设定状态。为方便对比，对程序运行前CNC储存器相关参数统一设定为100（见图4）。
a) X、Y、Z值
图片
b）刀补号
图4 程序运行前CNC储存器参数
2）运行参数赋值指令组合宏程序后CNC储存器设定状态。运行参数赋值指令组合宏程序后，通过图5可以看出，CNC储存器中G54坐标系的X、Y、Z值分别赋值为相应的设定值，而其他坐标系值没有变化，T1号刀具中1号刀补值也赋值为设定的刀具补偿值。
a) X、Y、Z值
图片
b）刀补号
图5 程序运行后CNC储存器参数
由图4和图5对比可知，参数赋值指令组合宏程序运行后，组合宏程序成功识别了操作人员选择的工作坐标系号及刀具补偿号，并将操作人员在参数赋值指令组合宏程序中设定的相关参数准确写入识别的系统变量在CNC储存器中的位置，代替了常规模式下操作人员去主动识别加工程序中的参数代码并在CNC储存器中的写入工作，避免了手动情况下的识别错误及各类输入错误[8]。
3.4 参数赋值指令组合宏程序使用优缺点
经过一段时间的测试运用，使用参数赋值指令组合宏程序来自动识别并写入系统参数的新方法与常规的手动填写的方法相对比，有以下优势及不足之处[9]。
（１）新方法的优势 优势具体分析如下。
1）通过在加工程序中增加固定格式的程序开头（参数赋值指令组合宏）供操作人员填写加工相关参数。可以减少操作人员运行程序时需先识别加工程序中设置的工件坐标系、刀具补偿号、刀具补偿值等参数代码信息，再将相关参数输入到加工程序调用的CNC储存器相应位置，有效避免了操作人员因漏填或填写参数的位置与程序调用的位置不一致而造成的质量损失和安全事故。
2）对加工程序参数的集中填写设定，使操作人员对加工参数的检查及填写更加方便直观，操作简捷，无需再去CNC储存器中各系统变量里切换填写、查看和检查。
3）参数赋值宏程序可做成标准模块，内置于CAM软件相关后处理中，程序后处理时开头自动添加参数赋值组合宏程序，编程人员使用时方便，加工程序也较为简洁直观。
4）该参数赋值宏程序参数填写项目可根据用户使用需要进行添加或删除相关参数设置及相应参数赋值代码，例如工件坐标系精确值、刀具长度补偿值、多个刀具补偿值等，可以完全代替常规手动参数输入方式。
5）此新方法同样适用于FANUC等数控操作系统[10]，只需按对应操作系统的编程格式进行编制及替换对应的系统参数赋值指令即可，推广性高。
6）参数赋值宏程序第三部分（赋值指令部分）可做成固定子程序，程序开头只保留加工参数填写项，这样更简明直观。
（2）新方法的不足 不足之处具体分析如下。
1）工作坐标系值只能手工写入，原常规操作中部分数控系统可在一定程度上在零件找正后自动写入，为此增加了一定的工作量。
2）新操作方式对操作人员习惯有所改变。
3）需具有一定编程基础的编程人员根据工厂设备、CAM软件及使用需要对参数赋值宏程序进行定制。
4 结束语
如今，数控设备普及率越来越高，在生产加工中，因各类程序参数漏填或填写位置与程序指令调用位置的不一致而导致的质量事故时有发生，这对产品的按时交付及质量控制造成一定的影响。此类利用参数赋值指令组合宏程序来集中填写加工参数，通过程序自动识别并写入CNC储存器中对应位置的方式，代替原有的常规方式，使加工参数与程序结合更加紧密，有效避免程序“跑偏”情况发生，不失为一种解决CNC参数调用“事故”的新方法。
