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(hào) 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(dòng)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(hào)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(yùn)動(dòng) 主軸正或反或停轉(zhuǎn) 切削液開與關(guān) 自動(dòng)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(hào) 如 0001 0076等 程序內(nèi)容 由一行行的程序段組成 每個(gè)程序段則由一個(gè)或若干個(gè)指令組成 每個(gè)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(hào) 內(nèi)或分號(hào)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(hào)指令程序段號(hào) N 數(shù)字 4位以內(nèi)1 9999 程序段序號(hào)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(hào)不能重復(fù) 程序段號(hào)可省略 2 準(zhǔn)備功能指令 規(guī)定刀具運(yùn)動(dòng)軌跡 坐標(biāo)平面 刀具補(bǔ)償?shù)燃庸げ僮?準(zhǔn)備功能指令 G 數(shù)字 01 99 G01 直線插補(bǔ) 4 3 坐標(biāo)指令 確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中移動(dòng)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(dòng)100mm 4 進(jìn)給功能指令 確定刀具相對(duì)工件的進(jìn)給速度 進(jìn)給指令 F 數(shù)字F300 刀具以300mm min移動(dòng) 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(jī)床加工操作時(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)速度的進(jìn)給率 mm min 模態(tài)指令F300 刀具以每分鐘300mm速度移動(dòng) 只對(duì)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(hào)碼M06T03 換3號(hào)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(yùn)動(dòng)軌跡 坐標(biāo)平面 刀具補(bǔ)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(diǎn)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(diǎn)位置 格式 G92X Y Z X Y Z 起刀點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 通過確定起刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置 間接地確定工件原點(diǎn)在機(jī)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(diǎn)位置 通過對(duì)刀測(cè)量的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)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(huì)產(chǎn)生機(jī)械位移 只建立一個(gè)工件坐標(biāo)系 12 G92X2Y2Z2即將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定到距起刀點(diǎn)距離為X2 Y2 Z2的位置上 如經(jīng)對(duì)刀測(cè)量出工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為 110 123 156 526 186 235 則起刀點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)為 108 123 154 526 184 235 工件加工之前 將刀移至起刀點(diǎn) 108 123 154 526 184 235 通過直接機(jī)床坐標(biāo)系指令G53來實(shí)現(xiàn) 13 4 G90 G91絕對(duì)編程G90 輪廓節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值為相對(duì)于工件坐標(biāo)原點(diǎn)而定 增量編程G91 輪廓節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值為相對(duì)于前一個(gè)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)按順序向1 2 3點(diǎn)移動(dòng)再回到1點(diǎn)時(shí)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(gè)坐標(biāo)系 可根據(jù)需要選用 在同一個(gè)工件上 最多可選擇六個(gè)位置建立六個(gè)工件坐標(biāo)系 分別以G54 G59來表示 通過對(duì)刀 測(cè)量出六個(gè)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 并通過MDI的方式 將這六個(gè)工件原點(diǎn)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(diǎn) 80 60 50 處 16 17 6 G53 直接機(jī)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(jī)床坐標(biāo)系中的指定位置上 式中X Y Z后的值為機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 例 G53G90G00X 100Y 80Z20 刀具快速移至機(jī)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(diǎn) 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(gè)子坐標(biāo)系 式中X Y Z后的值為局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在當(dāng)前工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 19 幾個(gè)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(diǎn)N20G59將G59置為當(dāng)前工件坐標(biāo)系N30G00X30Y30移到G59中的B點(diǎn)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(diǎn)N60G53X35Y35移到G53 機(jī)械坐標(biāo)系 中的D點(diǎn) 21 8 G28 自動(dòng)返回參考點(diǎn) 格式 G28X Y Z 其中 X Y Z為指定的中間點(diǎn)位置 22 說明 目的 1 加工中心需回參考點(diǎn)去換刀 2 消除加工過程中的累積誤差執(zhí)行G28指令時(shí) 各軸先以G00的速度快移到程序指令的中間點(diǎn)位置 從安全考慮 然后自動(dòng)返回參考點(diǎn) 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(diǎn)位置 然后再用G28X Y 回到XY方向的參考點(diǎn) 23 G28指令前要求機(jī)床在通電后必須 手動(dòng) 返回過一次參考點(diǎn) 使用G28指令時(shí) 必須預(yù)先取消刀具補(bǔ)償 G28為非模態(tài)指令 在G90時(shí)為指定點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 在G91時(shí)為指令點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的位移量 24 9 G29 自動(dòng)從參考點(diǎn)返回格式 G29X Y Z其中 X Y Z為指令的定位終點(diǎn)位置 經(jīng)G28確定的中間點(diǎn)返回定位終點(diǎn) 與G28同時(shí)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(diǎn)坐標(biāo)G00所走的軌跡為一折線 各步進(jìn)電機(jī)同時(shí)動(dòng)作 然后再單獨(dú)動(dòng)作 圖右為刀具G00從原點(diǎn)快速定位至B點(diǎn)所走的軌跡 剛開始X與Y二軸的步進(jìn)電機(jī)同時(shí)工作 一般速度相同 刀具走一條45直線至A點(diǎn) 然后 X軸步進(jìn)電機(jī)單獨(dú)工作至B點(diǎn) 26 G00移動(dòng)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(dòng) 一般先移動(dòng)一個(gè)軸 再在其它兩軸構(gòu)成的面內(nèi)聯(lián)動(dòng) 如 進(jìn)刀時(shí) 先在安全高度Z上 移動(dòng) 聯(lián)動(dòng) X Y軸 再下移Z軸到工件附近 退刀時(shí) 先抬Z軸 再移動(dòng)X Y軸 27 11 G01 直線插補(bǔ)進(jìn)給指令 格式 G01X Y Z F 其中 X Y Z為終點(diǎn) 在G90時(shí)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 在G91時(shí)為終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的位移量 28 說明 1 G01指令刀具從當(dāng)前位置以聯(lián)動(dòng)的方式 插補(bǔ) 按程序段中F指令規(guī)定的合成進(jìn)給速度 按合成的直線軌跡 實(shí)際上是一條小直線段構(gòu)成的折線 移動(dòng)到程序段所指定的終點(diǎn) X Y二步進(jìn)電機(jī)交替工作 29 插補(bǔ)定義 根據(jù)給定進(jìn)給速度和給定輪廓線形的要求 在輪廓已知點(diǎn)之間 確定一些中間點(diǎn)的方法 這種方法稱為插補(bǔ)方法或插補(bǔ)原理 數(shù)控系統(tǒng)中常用的插補(bǔ)算法 逐點(diǎn)比較法 數(shù)字積分法 時(shí)間分割法及最小偏差法等 最常用的是逐點(diǎn)比較法 逐點(diǎn)比較法 刀具 或工件 每走一步控制系統(tǒng)都要將加工點(diǎn)與給定的圖形軌跡相比較 以決定下一步進(jìn)給的方向 使之逼近加工軌跡 逐點(diǎn)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(gè)設(shè)定單位 脈沖當(dāng)量 插補(bǔ) 30 說明 2 實(shí)際進(jìn)給速度等于指令速度F與進(jìn)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(jìn)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(diǎn)直線加工至B點(diǎn) N30X30 以500mm min從B點(diǎn)直線加工至C點(diǎn) N35X50Y0 以500mm min從C點(diǎn)直線加工至D點(diǎn) N40X 3 以500mm min從D點(diǎn)直線加工至退刀點(diǎn) N45G00Z100 刀具快速退回至Z100mm高處 N50X0Y 3 刀具快速退回至起刀點(diǎn)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(bǔ)指令 G02 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ) 34 說明 1 加工平面圓弧插補(bǔ)只能在某一加工平面內(nèi)進(jìn)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(shí)針方向圓弧插補(bǔ) G03為逆時(shí)針方向圓弧插補(bǔ) 順時(shí)針或逆時(shí)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(diǎn)坐標(biāo) 在G90時(shí)為圓弧終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo) 在G91時(shí)為圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的位移量 37 4 I J K 圓心與圓弧起點(diǎn)對(duì)應(yīng)的X Y Z坐標(biāo)差 某項(xiàng)為零時(shí)可以省略 38 起點(diǎn) 5 圓弧半徑R當(dāng)圓弧圓心角小于180 時(shí) R為正值 當(dāng)圓弧圓心角大于180 時(shí) R為負(fù)值 整圓編程時(shí)不可以使用R 只能用I J K F為編程的兩個(gè)軸的合成進(jìn)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(diǎn)開始 實(shí)現(xiàn)逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)并返回A點(diǎn) G90G03X30Y0I 40J0F80G91G03X0Y0I 40J0F80 42 8 G02 G03實(shí)現(xiàn)空間螺旋線進(jìn)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(gè)與加工平面相垂直的第三軸移動(dòng)指令 這樣在進(jìn)行圓弧進(jìn)給的同時(shí)還進(jìn)行第三軸方向的進(jìn)給 其合成軌跡就是一空間螺旋線 X Y Z為投影圓弧終點(diǎn) 第3坐標(biāo)是與選定平面垂直的軸終點(diǎn) 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(bǔ)償 沿此線進(jìn)入切削 逆時(shí)針切削一圈 請(qǐng)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)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(hào)建立工件坐標(biāo)系 編程零點(diǎn)w快進(jìn)到X 100 Y 60Z軸快移到Z 2 主軸直線插補(bǔ)至X 35 Y 60順圓插補(bǔ)至X 15 Y 60直線插補(bǔ)至X 15 Y 70逆圓插補(bǔ)至X 15 Y 70直線插補(bǔ)至X 15 Y 60順圓插補(bǔ)至X 35 Y 60直線插補(bǔ)至