2.數(shù)銑基本指令

1 第二節(jié)數(shù)控銑床編程指令 一 數(shù)控系統(tǒng)簡介 國外 以日本FANUC 德國SIEMENS 美國A B公司和西班牙FAGOR生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)為主 我國 華中數(shù)控 北京數(shù)控 KND 廣州數(shù)控 南京華星等 都是在FANUC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)改造的 華中數(shù)控系統(tǒng)型號 華中I型 HNC 1 和華中世紀(jì)星 HNC 21M HNC 21M系統(tǒng)技術(shù)性能參數(shù)是 可控制軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)位4軸 X Y Z 4TH 最大編程尺寸為99999 999mm 最小分辨率為0 01m 10m 可設(shè)置 2 二 程序結(jié)構(gòu) 1 加工程序編程 用規(guī)定的文字 數(shù)字 符號等組成的代碼 指令 按一定的格式編寫成的加工程序 控制刀具運動 主軸正或反或停轉(zhuǎn) 切削液開與關(guān) 自動換刀等 由三部分組成 程序開始 程序內(nèi)容 程序結(jié)束 程序開始 O 即程序開始符 程序號 如 0001 0076等 程序內(nèi)容 由一行行的程序段組成 每個程序段則由一個或若干個指令組成 每個指令又由地址符和數(shù)字字符組成 如 N10G92X0Y0Z100N20M03S1500N30G90G01Z10程序結(jié)束 M02或M30 3 注意 1 起始符 或O前面不允許有空格或空行 2 程序中字母沒有大小寫之分 3 指令字間有無空格都行 4 程序段以回車鍵結(jié)束 5 括號 內(nèi)或分號后的內(nèi)容為注釋文字 2 指令 地址字符 字母組成 數(shù)字字符 阿拉伯?dāng)?shù)字組成 指令是組成程序的最基本的單元 1 程序段號指令程序段號 N 數(shù)字 4位以內(nèi)1 9999 程序段序號中的數(shù)字排列順序可以遞增 也可任意增大 中間可有間隔 但同一程序中程序段號不能重復(fù) 程序段號可省略 2 準(zhǔn)備功能指令 規(guī)定刀具運動軌跡 坐標(biāo)平面 刀具補償?shù)燃庸げ僮?準(zhǔn)備功能指令 G 數(shù)字 01 99 G01 直線插補 4 3 坐標(biāo)指令 確定刀具在機床坐標(biāo)系中移動方向與位移量 坐標(biāo)指令 X Y Z 數(shù)字 帶正負(fù) X100 刀具向X軸正方向移動100mm 4 進給功能指令 確定刀具相對工件的進給速度 進給指令 F 數(shù)字F300 刀具以300mm min移動 5 主軸轉(zhuǎn)速功能指令S 數(shù)字S3000 主軸以3000r p m旋轉(zhuǎn)6 輔助功能指令 主要用于機床加工操作時的工藝性指令 主軸旋轉(zhuǎn)方向和停轉(zhuǎn) 切削液開或關(guān) 刀具更換 靠繼電器的通斷來實現(xiàn)控制過程 M 數(shù)字M03 主軸正轉(zhuǎn) 5 3 模態(tài)與非模態(tài)指令1 非模態(tài)指令 只在所在的程序段中有效 程序段結(jié)束時被注銷 N50G04P10 暫停10秒 N60G90G01X100Y200F500 2 模態(tài)指令 一組可相五注銷的代碼 一旦被執(zhí)行 則一直有效 直至被同一組的代碼注銷為止 N30G01X100N40Y200 G01有效 N50G02X120Y250R100 G01被G02注銷 G02有效 6 三 華中數(shù)控HNC 21M的基本編程指令 1 F S T指令1 F指令 刀具移動速度的進給率 mm min 模態(tài)指令F300 刀具以每分鐘300mm速度移動 只對G01 G02 G03有效2 S指令 主軸轉(zhuǎn)速 r min 模態(tài)指令S2000 主軸以每分鐘2000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)3 T指令 指定刀具號碼M06T03 換3號刀 7 2 輔助功能M指令 指定主軸旋轉(zhuǎn)方向和停轉(zhuǎn) 切削液開或關(guān) 刀具更換等 8 3 準(zhǔn)備功能G指令 規(guī)定刀具運動軌跡 坐標(biāo)平面 刀具補償?shù)燃庸げ僮?表8 3常用G代碼及功能 華中HNC 21 22M 1 G20 G21 G22 單位設(shè)定指令G20 英制 英寸 G21 公制 毫米 可缺省 G22 脈沖當(dāng)量 模態(tài)指令 可相互注銷 9 2 G17 G18 G19 加工平面設(shè)定指令G17 XY平面 可缺省 G18 ZX平面G19 YZ平面 模態(tài)指令 可相互注銷 10 3 G92 工件坐標(biāo)系設(shè)定指令 目的 建立工件坐標(biāo)系 以確定工件圖中各節(jié)點坐標(biāo) 便于描述走刀路線 建立工件坐標(biāo)系 確定工件坐標(biāo)系的原點位置 格式 G92X Y Z X Y Z 起刀點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 通過確定起刀點在機床坐標(biāo)系中的位置 間接地確定工件原點在機床坐標(biāo)系的具體位置 11 工件加工之前 應(yīng)先將刀具移至起刀點位置 通過對刀測量的工件坐標(biāo)系原點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值并沒有輸入系統(tǒng) 執(zhí)行此指令刀具并不會產(chǎn)生機械位移 只建立一個工件坐標(biāo)系 12 G92X2Y2Z2即將工件坐標(biāo)系原點設(shè)定到距起刀點距離為X2 Y2 Z2的位置上 如經(jīng)對刀測量出工件坐標(biāo)系原點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為 110 123 156 526 186 235 則起刀點的機床坐標(biāo)為 108 123 154 526 184 235 工件加工之前 將刀移至起刀點 108 123 154 526 184 235 通過直接機床坐標(biāo)系指令G53來實現(xiàn) 13 4 G90 G91絕對編程G90 輪廓節(jié)點坐標(biāo)值為相對于工件坐標(biāo)原點而定 增量編程G91 輪廓節(jié)點坐標(biāo)值為相對于前一個節(jié)點而定 格式 G90GX Y Z G91GX Y Z 模態(tài)指令 可相互注銷 G90可缺省 14 例 刀具由原點按順序向1 2 3點移動再回到1點時用G90 G91指令編程 15 5 G54 G55 G56 G57 G58 G59 工件坐標(biāo)系選擇指令 是系統(tǒng)預(yù)置的六個坐標(biāo)系 可根據(jù)需要選用 在同一個工件上 最多可選擇六個位置建立六個工件坐標(biāo)系 分別以G54 G59來表示 通過對刀 測量出六個工件坐標(biāo)系的原點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 并通過MDI的方式 將這六個工件原點坐標(biāo)輸入數(shù)控系統(tǒng) 模態(tài)指令 可相互注銷 例 G54G90G00X80Y60Z50 刀具快速移至G54工件坐標(biāo)系中的點 80 60 50 處 16 17 6 G53 直接機床坐標(biāo)系編程指令編程格式 G53G90X Y Z G53指令使刀具快速定位到機床坐標(biāo)系中的指定位置上 式中X Y Z后的值為機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 例 G53G90G00X 100Y 80Z20 刀具快速移至機床坐標(biāo) 100 80 20 處 G53為非模態(tài)指令 只在當(dāng)前程序段有效 應(yīng)先回參考點 值為負(fù)數(shù) 18 7 G52 局部坐標(biāo)系設(shè)定編程格式 G52X Y Z 在已有的工件坐標(biāo)系 G92 G54 G59 中再設(shè)置一個子坐標(biāo)系 式中X Y Z后的值為局部坐標(biāo)系原點在當(dāng)前工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 19 幾個坐標(biāo)系指令應(yīng)用舉例如圖所示從A B C D行走路線 20 編程如下N10G54G00G90X30Y40快速移到G54中的A點N20G59將G59置為當(dāng)前工件坐標(biāo)系N30G00X30Y30移到G59中的B點N40G52X45Y15在當(dāng)前工件坐標(biāo)系G59中建立局部坐標(biāo)系G52N50G00G90X35Y20移到G52中的C點N60G53X35Y35移到G53 機械坐標(biāo)系 中的D點 21 8 G28 自動返回參考點 格式 G28X Y Z 其中 X Y Z為指定的中間點位置 22 說明 目的 1 加工中心需回參考點去換刀 2 消除加工過程中的累積誤差執(zhí)行G28指令時 各軸先以G00的速度快移到程序指令的中間點位置 從安全考慮 然后自動返回參考點 在使用上經(jīng)常將XY和Z分開來用 先用G28Z 提刀并回Z軸參考點位置 然后再用G28X Y 回到XY方向的參考點 23 G28指令前要求機床在通電后必須 手動 返回過一次參考點 使用G28指令時 必須預(yù)先取消刀具補償 G28為非模態(tài)指令 在G90時為指定點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 在G91時為指令點相對于起點的位移量 24 9 G29 自動從參考點返回格式 G29X Y Z其中 X Y Z為指令的定位終點位置 經(jīng)G28確定的中間點返回定位終點 與G28同時使用 25 10 G00 快速定位指令 格式 G00X Y Z 其中 X Y Z為快速定位的終點坐標(biāo)G00所走的軌跡為一折線 各步進電機同時動作 然后再單獨動作 圖右為刀具G00從原點快速定位至B點所走的軌跡 剛開始X與Y二軸的步進電機同時工作 一般速度相同 刀具走一條45直線至A點 然后 X軸步進電機單獨工作至B點 26 G00移動速度由系統(tǒng)設(shè)定 與F無關(guān) G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀 為避免干涉 通常的做法是 不輕易三軸聯(lián)動 一般先移動一個軸 再在其它兩軸構(gòu)成的面內(nèi)聯(lián)動 如 進刀時 先在安全高度Z上 移動 聯(lián)動 X Y軸 再下移Z軸到工件附近 退刀時 先抬Z軸 再移動X Y軸 27 11 G01 直線插補進給指令 格式 G01X Y Z F 其中 X Y Z為終點 在G90時為終點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 在G91時為終點相對于起點的位移量 28 說明 1 G01指令刀具從當(dāng)前位置以聯(lián)動的方式 插補 按程序段中F指令規(guī)定的合成進給速度 按合成的直線軌跡 實際上是一條小直線段構(gòu)成的折線 移動到程序段所指定的終點 X Y二步進電機交替工作 29 插補定義 根據(jù)給定進給速度和給定輪廓線形的要求 在輪廓已知點之間 確定一些中間點的方法 這種方法稱為插補方法或插補原理 數(shù)控系統(tǒng)中常用的插補算法 逐點比較法 數(shù)字積分法 時間分割法及最小偏差法等 最常用的是逐點比較法 逐點比較法 刀具 或工件 每走一步控制系統(tǒng)都要將加工點與給定的圖形軌跡相比較 以決定下一步進給的方向 使之逼近加工軌跡 逐點比較法是以折線來逼近直線或圓弧 其最大誤差不超過一個設(shè)定單位 脈沖當(dāng)量 插補 30 說明 2 實際進給速度等于指令速度F與進給速度修調(diào)倍率的乘積 3 G01和F都是模態(tài)代碼 如果后續(xù)的程序段不改變加工的線型和進給速度 可以不再書寫這些代碼 4 G01可由G00 G02 G03功能注銷 31 舉例一加工下圖工件輪廓 加工深度2mm 不考慮刀具半徑的影響 32 0001N5G92X0Y 3Z100 確定工件坐標(biāo)系 N10M03S1500 主軸正轉(zhuǎn) 1500轉(zhuǎn) 分 N15G90G00Z10 快速下至工件上方10mm處 N20G01Z 2F100 以100mm min直線下至 2mm處 N25G17Y60F500 以500mm min從起刀點直線加工至B點 N30X30 以500mm min從B點直線加工至C點 N35X50Y0 以500mm min從C點直線加工至D點 N40X 3 以500mm min從D點直線加工至退刀點 N45G00Z100 刀具快速退回至Z100mm高處 N50X0Y 3 刀具快速退回至起刀點高處 N55M05 主軸停轉(zhuǎn) N60M02 程序結(jié)束 33 F F 指令格式 或 12 G02 G03 圓弧插補指令 G02 順時針圓弧插補G03 逆時針圓弧插補 34 說明 1 加工平面圓弧插補只能在某一加工平面內(nèi)進行 XY加工平面代碼G17可缺省 G18 ZX平面 和G19 YZ平面 不能省略 35 2 G02 G03判斷 G02為順時針方向圓弧插補 G03為逆時針方向圓弧插補 順時針或逆時針是從垂直于圓弧加工平面的第三軸的正方向看到的回轉(zhuǎn)方向 36 3 X Y Z 圓弧終點坐標(biāo) 在G90時為圓弧終點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 在G91時為圓弧終點相對于圓弧起點的位移量 37 4 I J K 圓心與圓弧起點對應(yīng)的X Y Z坐標(biāo)差 某項為零時可以省略 38 起點 5 圓弧半徑R當(dāng)圓弧圓心角小于180 時 R為正值 當(dāng)圓弧圓心角大于180 時 R為負(fù)值 整圓編程時不可以使用R 只能用I J K F為編程的兩個軸的合成進給速度 39 6 圓弧編程舉例 每段圓弧可有四種程序段表示 G17G90G03X0Y25R 25F80G17G90G03X0Y25I0J25F80G91G03X 25Y25R 25F80G91G03X 25Y25I0J25F80 大圓弧AB 40 小圓弧AB G17G90G03X0Y25R25F80G17G90G03X0Y25I 25J0F80G91G03X 25Y25R25F80G91G03X 25Y25I 25J0F80 41 例2 整圓編程要求由A點開始 實現(xiàn)逆時針圓弧插補并返回A點 G90G03X30Y0I 40J0F80G91G03X0Y0I 40J0F80 42 8 G02 G03實現(xiàn)空間螺旋線進給格式 G17G02 G03 X Y R Z F 或G18G02 G03 X Z R Y F G19G02 G03 Y Z R X F 即在原G02 G03指令格式程序段后部再增加一個與加工平面相垂直的第三軸移動指令 這樣在進行圓弧進給的同時還進行第三軸方向的進給 其合成軌跡就是一空間螺旋線 X Y Z為投影圓弧終點 第3坐標(biāo)是與選定平面垂直的軸終點 43 如下圖所示軌跡 G91G17G03X 30 0Y30 0R30 0Z10 0F100或 G90G17G03X0Y30 0R30 0Z10 0F100 44 六 基本指令編程舉例 如圖所示零件以 30的孔定位精銑外輪廓暫不考慮刀具補償 沿此線進入切削 逆時針切削一圈 請計算各節(jié)點坐標(biāo) 沿延長線切出5 10mm 編寫程序 45 程序單 1 0001G92X150 0Y160 0Z120 0G90G00X100 0Y60 0S1000M03Z 2 0G01X35F100G02X15 0R10 0G01Y70 0G03X 15 0R15 0G01Y60 0G02X 35 0R10 0G01X 75 0 主程序號建立工件坐標(biāo)系 編程零點w快進到X 100 Y 60Z軸快移到Z 2 主軸直線插補至X 35 Y 60順圓插補至X 15 Y 60直線插補至X 15 Y 70逆圓插補至X 15 Y 70直線插補至X 15 Y 60順圓插補至X 35 Y 60直線插補至