米乐体育直播平台:第四章-数控铣床(加工中心)编程指令

  第一节 数控铣床、加工中心常用编程指令 一、主轴功能S、进给功能F、刀具功能T、辅助 功能M 1、主轴功能(S功能) 主轴功能也称主轴转速功能即S功能,它是用来指 令机床主轴转速(切削速度)的功能。目前有用代 码指定主轴速度(S2位数指令)和直接指定主轴速度 值(S5位数指令)两种表示法。另外对具有恒线速 度切削功能的数控机床,其加工程序中的S指令既 可指令恒定转速(r/min),也可指令加工时的切 削速度(m/min)。在编程时除用S代码指令主轴转

  速外,还要用M代码(详见辅助功能)指令主轴旋 转方向,如正转(CW)或反转(CCW)。

  (1)用代码指定主轴速度 一般的经济型数控机床是用一位或两位数字约定 的代码来控制主轴某一机械挡位的高速和低速。如 国内有些数控机床用S1指定为高速,S2指定为低速, 这里的高速和低速只是相对于机床的某个机械挡位 而言的。 (2)直接指定主轴速度值(S5位数指令) 主轴速度可以直接用地址S后的数值(rpm)指定。 (3) 恒表面切削速度控制 对于具有恒定表面切削速度控制功能的数控系统, S后指定表面速度(刀具和工件之间的相对速度)。 主轴旋转,使表面切削速度维持恒定,而不

  不管刀具的位置如何。用G96(恒定表面速度控制 指令)、G97(取消恒定表面速度控制指令)配合S 代码来指定主轴的速度。使之随刀具位置的变化来 保持刀具与工件表面的相对速度不变。

  G96 Sxxxxx;表面速度(m/min或英尺/min) 注:根据机床制造厂的指定,该速度单位可以改 变。 ●取消恒定表面速度控制指令 G97 Sxxxxx;主轴转速(r/min) ●最高主轴速度限制 G92 S ; S后指定最高主轴速度(r/min)。

  S是模态指令,S功能一经指定就一直有效,直到 被一个新的地址S取代为止。S功能只有在主轴速度 可调节时有效,借助操作面板上的倍率按键,S可 在一定范围内进行倍率修调。

  2、进给功能(F功能) 进给功能F表示刀具中心运动时的进给速度。由 地址码F和后面若干位数字构成,其进给的方式有 每分钟进给和每转进给两种。 (1)每分钟进给 即 刀 具 每 分 钟 走 的 距 离 , 单 位 为 mm/min( 或 inch/min), 与 主 轴 转 速 快 慢 无 关 。 这 种 方 式 用 G94(每分进给方式)配合指令,在指定G94以后, 刀具每分钟的进给量由F之后的数值直接指定。如: G94 F200表示刀具每分钟向进给方向移动200mm的

  距离。G94是模态代码。一旦G94被指定,在G95 (每转进给)指定前一直有效。在电源接通时,默 认设置为每分钟进给方式。 (2)每转进给

  即铣床主轴每转1圈,刀具向进给方向移动的距 离,单位为mm/r(或inch/r)其进给速度随主轴转 速的变化而变化。这种方式用G95(每转进给)配 合指令,在指定G95之后,在F之后的数值直接指定 主轴每转刀具的进给量。如:G95 F0.3表示主轴每 转1圈,刀具向进给方向移动0.3mm。G95是模态代 码。一旦指定G95,直到G94指定之前一直有效。

  在华中数控系统、FANUC数控系统及SIEMENS数控 系统都是用G94和G95分别加以区分。借助操作面板 上的倍率按键,F可在一定范围内进行倍率修调。

  3、刀具功能(T功能) 刀具功能T用于选刀,它是通过地址T和后续的 两位或四位数字构成。 在一个程序段中只能指定一个T代码,关于地址 T可指令的位数以及T代码对应的机床动作,请见机 床厂的说明书。 当移动指令和T代码在同一程序段中指定时,指 令的执行有下面两种方法: (1)移动指令和T功能指令同时执行。 (2)移动指令执行完后执行T功能指令。

  加工中心具有自动换刀装置。自动换刀指令是 M06。在加工中心上执行T指令:刀库转动,选择所 需的刀具,然后等待,直到M06指令作用时自动完 成换刀。

  常用的换刀程序可采用以下两种编程。 方法一:N050 G28 Z0 T02 M06;

  … N080 G28 Z0 M06; N090 G01 Z… T03 多数加工中心都规定了“换刀点”位置,即定 距换刀。一般立式加工中心规定换刀点的位置在Z0 处(即机床Z轴零点),采用方法一换刀时,Z轴返 回参考点的同时,刀库进行选刀,然后进行刀具交 换,若Z轴的回零时间小于选刀时间,则换刀占用 的时间较长;方法二采用的是提前换刀,回零后立 即换刀,所以这种方法较好。

  4、辅助功能M代码 辅助功能由地址字M及其后面的两位数字组成, 主要用于控制零件程序的走向以及机床各种辅助功 能的开关动作。 通常在一个程序段中仅能指定一个M代码。在某 些情况下可以最多指定三个M代码。 (1)辅助功能有两种类型: 1)辅助功能(M代码) 用以指令数控机床 中的辅助装置的开关动作或状态,如主轴起动,主 轴停止,冷却液开、关等等。辅助功能是由地址M 及其后续数字组成。 2)第二辅助功能(B代码) 用于指定分度 工作台定位,其指令由地址符B及其后面三位数表 示,如B15表示工作台旋转15°。

  (2)M功能有非模态M功能和模态M功能两种形式: 1)非模态M功能(当前段有效代码):只在书写了 该代码的程序段中有效。 2)模态M功能(持续有效代码):一组可相互注销 的M功能,这些功能在被同一组的另一个功能注销 前一直有效。 模态M功能组中包含一个缺省功能,系统上电时 将被初始化为该功能。 (3)M功能还可分为前作用M 功能和后作用M 功能 两类: 1)前作用M功能:在程序段编制的轴运动之前执 行; 2)后作用M功能:在程序段编制的轴运动之后执 行。

  1、CNC内定的辅助功能 (1)程序暂停M00 当CNC执行到M00指令时,将暂停执行当前程序, 以方便操作者进行刀具和工件的尺寸测量、工件调 头、手动变速等操作。暂停时机床的主轴、进给及 冷却液停止,而全部现存的模态信息保持不变,欲 继续执行后续程序,重新按操作面板上的“循环启 动”键。M00为非模态后作用M功能。 (2) 程序结束M02 M02编在主程序的最后一个程序段中。当CNC执行 到M02指令时机床的主轴、进给、冷却液全部停止 ,加工结束。使用M02的程序结束后,若要重新执 行该程序就必须重新调用该程序,然后再按操作面 板上的“循环启动”键。M02为非模态后作用M功能

  (3) 程序结束并返回到零件程序头M30 M30和M02功能基本相同,只是M30指令还兼有控 制返回到零件程序头的作用。使用M30的程序结束 后,若要重新执行该程序,只需再次按操作面板上 的“循环启动”键即可。 2、PLC设定的辅助功能 (1) 主轴控制指令M03、 M04、 M05 M03:启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针 方向(从Z轴正向朝Z轴负向看)旋转。 M04:启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针 方向(从Z轴正向朝Z轴负向看)旋转。 M05:使主轴停止旋转。 M03、M04为模态前作用M功能,M05为模态后作用 功能,为缺省功能,M03、M04、M05可相互注销。

  (2) 换刀指令M06 M06用于在加工中心上调用一个欲安装在主轴上 的刀具,刀具将被自动地安装在主轴上。 M06为非模态后作用M功能。 (3) 冷却液打开停止指令M07、M08、M09 M07指令将打开冷却液管道; M09指令将关闭冷却液管道; M08指令将打开第二冷却液管道。 M07、M08为模态前作用M功能,M09为模态后作用 M功能,M09为缺省功能

  二、准备功能(G代码) 准备功能G指令由G及其后面的一或二位数字组 成,它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床 坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加 工操作。 G功能有非模态G功能和模态G功能之分: (1)非模态G功能:只在所规定的程序段中有效 ,程序段结束时被注销。 (2)模态G功能:为一组可相互注销的G功能, 这些功能一旦被执行则一直有效,直到被同一组的G 功能注销为止。 模态G功能组中包含一个缺省G功能,上电时将 被初始化为该功能。 没有共同参数的不同组G代码可以放在同一程序

  它与ISO-1056-1975E基本一致。在100个G代码中有 一部分未规定其含义,留待将来修订时再用;另一 部分“永不指定”的G代码,即使将来修订时也不 指定其含义,这一部分由机床设计者自行规定其含 义。由于数控系统的功能越来越强,所需的准备功 能越来越多,现在已有许多系统厂家对原有的G代 码进行了扩展,比如FANUC系统、SIEMENS系统出现 了G150、G258等。虽然G代码有国际上的标准和国 内的标准,但是现在对于不同的数控系统厂家,即 使相同的厂家生产的不同版本的系统,同一个G代 码也赋予了不同的功能,故必须按照所用数控系统 的说明书的具体规定使用。

  G00、G01、G02/G03属于基本移动指令,分别 是快速移动指令、直线插补指令和圆弧插补指令, 在所有数控系统中,功能和应用上基本都是一致的 ,区别在于指令的格式上,下面针对HCNC-22M、和 SIEMENS 802D三种系统的指令格式和应用分别加以 说明。

  (1)快速移动指令(G00) G00指令:刀具相对于工件以各轴预先设定的 速度,从当前位置快速移动到程序段指令的定位目 标点。 G00指令中的快速移动速度,由机床参数“快 移进给速度”对各轴分别设定,不能用F 规定。

  G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀, 快移速度可由面板上的快速修调旋钮修正。 G00为模态功能,可由G01、G02、G03 或G33 等指 令注销。 1)HCNC-22M系统指令格式:G00 X_Y_Z_; X_Y_Z_: 快速定位终点,在G90(绝对值指令)时 为终点在工件坐标系中的坐标;在G91(增量值指 令)时为终点相对于起点的位移量。 2)FANUC-0i-MA系统指令格式: G00 IP_ ; IP_:绝对值指令时,是终点的坐标值;增量值指 令时,是刀具移动的距离。 3)SIEMENS 802D系统指令格式:G0 X_Y_Z_; X_Y_Z_:绝对值指令时,是终点的坐标值;增量值 指令时,是刀具移动的距离。

  注意:在执行G00 指令时,由于各轴以各自速 度移动,不能保证各轴同时到达终点,因而联动直 线轴的合成轨迹不一定是直线。操作者必须格外小 心,以免刀具与工件发生碰撞。常见的做法是将Z 轴移动到安全高度,再放心地执行G00 指令。

  例4-1 如图4-1所示,刀具从A点快速定位到B点 ,其程序如图4-1。

  由于三种系统指令格式相同,在这里只写出一种 编程格式。注意G00的走刀轨迹,并且G00只适合空 走,不能用于实际切削。 (2)直线 指令:刀具以联动的方式,按F规定的合成 进给速度,从当前位置按线性路线(联动直线轴的 合成轨迹为直线)移动到程序段指令的终点。

  F指定的进给速度,直到新的值被指定之前,一 直有效。因此无需对每个程序段都指定F。

  1)HCNC-22M系统指令格式:G01 X _Y_Z_ F_; X_Y_Z_:线(绝对值指令) 时为终点在工件坐标系中的坐标;在G91(增量值 指令)时为终点相对于起点的位移量。 F_ :合成进给速度。 2)FANUC-0i-MA系统指令格式:G01 IP_ F_; IP_:绝对值指令时,是终点的坐标值;增量值 指令时,是刀具移动的距离。 F_:刀具的进给速度(进给量)。 3)SIEMENS 802D系统指令格式:G1 X_Y_Z_F_;

  X_Y_Z_:绝对值指令时,是终点的坐标值;增量 值指令时,是刀具移动的距离。

  F_ :合成进给速度。 例4-2 如图4-2所示,刀具从A点以150mm/min的 速度直线切削到B点,其程序如图4-2。 (3)圆弧插补指令(G02/G03) G02/G03指令:刀具沿圆弧轮廓从起点运行到终点 。 运行的方向由G功能定义: G02—顺时针圆弧插补; G03—逆时针圆弧插补。 判别方法:顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在 平面的坐标轴的正方向,向负方向看到的回转方向 。在坐标系中的具体结果如图4-3所示。

  说明: G02: 顺时针圆弧插补(如图4-3所示); G03: 逆时针圆弧插补(如图4-3 所示); G17: XY平面的圆弧; G18: ZX平面的圆弧; G19: YZ平面的圆弧; X、Y、Z:在绝对坐标(G90)时,为圆弧终点在 工件坐标系中的坐标;在相对坐标(G91)时,为 圆弧终点相对于圆弧起点的位移量; I、J、K:I、J或K后的数值是从起点向圆弧中心 看的矢量分量,并且,不管是G90编程还是G91编程 I、J、K总是增量值,I、J和K必须根据方向指定其 符号(正或负)。也等于圆心的坐标减去圆弧起点 的坐标,带符号, 如图4-4。

  R(CR):圆弧半径,当圆弧圆心角小于180º时, R(CR)为正值,否则R(CR)为负值。当圆弧圆心 角等于180º时,R(CR)可为正值也可为负值;

  F: 被编程的两个轴的合成进给速度。 注意: a.前述G00、G01移动指令既可在平面内进行,也 可实现三轴联动,而圆弧插补只能在某平面内进行 ,因此,若要在某平面内进行圆弧插补加工,必须 用G17、G18、G19指令事先将该平面设置为当前加 工平面;否则将会产生错误警告。事实上,空间圆 弧曲面的加工都是转化为一段段的空间直线(或平 面圆弧)而进行的。

  b. 机床启动时默认的加工平面是G17。如果程序 中刚开始时所加工的圆弧属于XY平面,则G17可省略 一直到有其他平面内的圆弧加工时才指定相应的平 面设置指令;再返回到XY平面内加工圆弧时,则必 须指定G17。如果指令了不在指定平面的轴时,显示 报警。

  c. 坐标平面选择G17、G18、G19 该组指令用于选择进行圆弧插补和刀具半径补偿 的平面。G17、G18、G19为模态功能可相互注销。 注意:移动指令与平面选择无关。

  (终点与起点相同),并且中心用I、J和K指定 时,是360°的圆弧(整圆)。

  ④ 如果X、 Y 和Z 全都省略,即终点和起 点位于相同位置,并且用R指定时,编程一个O° 的圆弧。

  例4-4 如图4-6所示,刀具从起点分别经①和②两 条路径到达终点,其程序如下:

  圆弧①: 绝对编程:G90 G03 X0 Y20.0 R20.0; 增量编程:G91 G03 X-20.0 Y20.0 R20.0; 圆弧②: 绝对编程:G90 G03 X0 Y20.0 R-20.0; 增量编程:G91 G03 X-20.0 Y20.0 R-20.0; ⑤ 机床启动时默认的加工平面是G17。如果程序 中刚开始时所加工的圆弧属于XY平面,则G17可省 略,一直到有其他平面内的圆弧加工时才指定相应 的平面设置指令;再返回到XY平面内加工圆弧时, 则必须指定G17。如果指令了不在指定平面的轴时 ,显示报警。

  例4-5 有一零件如图4-7所示,□ 120,四 角有圆角R10,用φ16棒铣刀铣四周,刀心轨迹 如图。若围绕零件顺时针加工时,从Ps1→Pf1; 若围绕零件逆时针加工时,从Ps2→Pf2。现编制 程序如下(在不考虑刀具尺寸补偿的情况下,只 编制其外形轮廓的铣削程序。):

  说明:括号内为西门子系统编程,其余为华 中和FANUC系统编程。下面只是编写了Ps1→Pf1 的程序。Ps2→Pf2的程序,读者可以自己完成。

  图4-8 G92建立工件坐标系统 a)刀具在机床坐标系中 b)刀具在工件坐标系中

  当用绝对尺寸编程时,必须先建立一坐标系, 用来确定绝对坐标原点(又称编程原点或程序原点 ),这个坐标系就是工件坐标系。

  程序格式: G92 X Y Z ; 式中X、Y、Z尺寸字是指起刀点相对于程序原 点的位置。 执行G92指令时,机床不动作,即X、Y、Z轴均 不移动,但CRT显示器上的坐标值发生了变化。以 图4-8为例,在加工工件前,用手动或自动的方式 ,令机床回到机床零点。此时,刀具中心对准机床 零点(图4-8 a),CRT显示各轴坐标均为0。当机

  床执行G92 X-10 Y-10后,就建立了工件坐标系( 图4-8 b)。刀具中心(或机床零点)应在工件坐 标系的X-10 Y-10处,图中虚线代表的坐标系,即 为工件坐标系。O1为工件坐标系的原点,CRT显示 的坐标值为X-10.000 Y-10.000,但刀具相对于机 床的位置没有改变。在运行后面的程序时,凡是绝 对尺寸指令中的坐标值均为点在X1O1Y1这个坐标系 中的坐标值。 2、 工件坐标系的选取(G54~G59)

  在机床行程范围内可用G54~G59指令设定6个不 同的工件坐标系。一般先用手动输入或者程序设定 的方法设定每个坐标系距机床机械原点的x,y,z 轴向的距离,然后用G54~G59调用。G54~G59分别 相应于第1~6工件坐标系。这些坐标系存储在机

  床存储器内,在机床重开机时仍然存在,在程序中 可以交替选取任意一个工件坐标系使用。值得注意 的是,G54~G59是在加工前就设定好坐标系,而 G92是在程序中设定坐标系,如果使用了G54~G59 指令,就没有必要使用G92指令了,否则用G54设定 的坐标系将被G92所设定的坐标系替换,所以必须 避免。

  G91; G90:绝对值编程,每个编程坐标轴上的编程 值是相对于程序原点的; G91:相对值编程,每个编程坐标轴上的编程 值是相对于前一位置而言的,该值等于沿轴移动的 距离。 G90、G91为模态功能,可相互注销。G90为缺 省值。 4、坐标平面选择G17、G18、G19 格式: G17;

  该组指令用于选择进行圆弧插补和刀具半径补 偿的平面。 G17、G18、G19为模态功能可相互注销。G17为缺省 值。

  G04指令可使刀具作短暂的无进给光整加工,一 般用于锪平面、镗孔等场合。

  其中地址X后可以用带小数点的数,单位为s( 秒),如暂停1s可写成G04 X1.0;地址P不允许用 小数点输入,只能用整数,单位为ms(毫秒),如 暂停1s可写成G04 P1000。例如,图4-10中为锪孔 加工,孔底有表面粗糙度要求,程序如下:

  时将G21设定为参数缺省状态,用公制输入程序时 可不再指定G21;但用英制输入程序时,在程序开 始设定工件坐标系之前,必须指定G20。在同一个 程序中公制、英制可混合使用,另外,G21、G20 指令在断电再接通后,仍保持其原有状态。

  程序格式:G28 X Y Z ; 执行G28指令,使各轴快速移动,分别经过指 定的中间点(坐标值为X、Y、Z)返回到参考点位 置。在使用G28指令时,原则上必须先取消刀具半 径补偿和刀具长度补偿。G28指令一般用于自动换

  快速退刀至X=100,Y=60处, 主轴停 快速抬刀至Z=120的对刀点平面 快速退刀至对刀点 程序结束,复位

  图4-14 铣槽路线(b)所示零件, 以外形定位,加工内槽和钻凸耳处的四个圆孔 (在不考虑刀具尺寸补偿和加工工艺的情况下)。

  为保证钻孔质量,整个零件采用先铣槽后钻 孔的顺序。内槽铣削使用Φ10mm的铣刀,先采用 行切方法(双向切削)去除大部分材料,整个周 边留单边0.5mm的余量;最后,采用环切的方法 加工整个内槽周边。整个内槽铣切的位置点关系 及路线所示。

  一、子程序 如果程序包含固定的顺序或多次重复的图形的 话,这样的顺序或图形可以编成子程序在存储器中 贮存,以简化编程。 子程序可以由主程序调用,被调用的子程序也 可以调用另一个子程序。 1、 子程序的编写格式 严格来讲子程序与主程序的编写格式没有什么 区别,但在不同的系统中格式有所区别。 (1)华中系统子程序编写格式 O xxxx;或 %xxxx 子程序名 :;

  M98 P1000表示调用名为O1000子程序,执行一次。 注:当不指定重复数据时,子程序调用只一次。

  (3)SIEMENS 802D系统调用格式: 在一个程序中可以直接用子程序名来进行调用

  ABC21 表示调用名ABC21的子程序,执行一次。 注意:调用时,子程序名和调用次数必须独占

  一行;P省略表示子程序执行一次。 3、子程序的执行和嵌套 子程序的执行过程在以上系统中都是相同的,

  当主程序调用子程序时,这时子程序称为一级 子程序。在应用时,子程序可以调用子程序,这种 应用称为子程序的嵌套。

  ①在不同的系统中,嵌套层数是不相同的,华 中系统和FANUC0i系统允许4层,SIEMEN S802D系统 允许8层嵌套。

  例4-10:如图4-16所示,要钻五个同样大小 、同样深度的圆孔,由于孔位排列比较规则,用子 程序编程如下表。

  二、固定循环功能 数控加工中,某些加工动作循环已经典型化。 例如,钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速 引进、工作进给、快速退回等,这些一系列典型 的加工动作已经预先编好程序,存储在内存中, 可用一个G代码对程序段调用,从而简化编程工作 ,这种功能称为固定循环功能。 在华中系统和FANUC系统中,固定循环主要应 用在孔加工中,包括钻孔、镗孔、攻螺纹等;对 于SIEMENS 802D系统来讲,固定循环除了应用在 孔加工以外,还应用在挖槽、轮廓加工等方式下 。下面先来讲解华中系统和FANUC系统中的孔加工 固定循环。

  1、固定循环动作中涉及的一些基本概念 1)初始平面(G98) 初始平面是为安全下刀而规定的一个平面。 初始平面到零件表面的距离可以在安全高度的范 围内任意设定,当使用同一把刀具加工若干孔时 ,只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工结束 才使用G98,这项功能使刀具返回到初始平面上 的初始点。 2)R点平面(G99) R点平面又称R参考平面。这个平面是刀具下 刀时从快进转为工进的高度平面,确定其距工件 表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化,一般 可取2~5mm。使用G99时刀具将返回到该平面上 的R点。

  3)孔底平面 加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度,加 工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离, 主要是保证全部孔深都加工到尺寸,钻削加工时还 应考虑钻头的钻尖对孔深的影响。 孔加工循环与平面选择指令(G17、G18或G19 )无关,即不管选择了哪个平面,孔加工都是在XY 平面上定位,并在Z轴方向上钻孔。 孔加工固定循环指令有G73、G74、G76、G80~ G89,通常由下述6个动作构成(见图4-17): a. X、Y轴定位; b. 定位到R点(定位方式取决于上次是G00还是 G01); c. 孔加工;

  d. 在孔底的动作; e. 退回到R点(参考点); f. 快速返回到初始点。 固定循环的数据表达形式可以用绝对坐标(G90) 和相对坐标(G91)表示,如图4-18 所示,其中, 左图是采用G90 的表示,右图是采用G91 的表示 。 固定循环的程序格式包括数据形式、返回点平 面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循 环次数。数据形式(G90 或G91)在程序开始时就已 指定,因此在固定循环程序格式中可不注出。 2、常用的固定循环指令 (1) G73:高速深孔加工循环 1) HCNC-22M系统格式:

  G98:返回初始平面; G99:返回R点平面; X、Y:加工起点到孔位的距离(G91)或孔位坐 标(G90); R:初始点到R点的距离(G91)或R点的坐标 (G90); Z:R点到孔底的距离(G91)或孔底坐标(G90); Q:每次进给深度; K:每次退刀距离;(KQ) P:刀具在孔底的暂停时间; F:切削进给速度; L:固定循环的次数;

  固定循环指令以及Z、R、Q、P等指令都是模态 的,一旦指定,就一直保持有效,直到用G80撤销 指令为止。因此,只要在开始时指令了这些指令, 在后面连续的加工中不必重新指定。如果仅仅是某 个孔加工数据发生变化(如孔深发生变化),仅修 改需要变化的数据即可, 下述孔加工地址也如此。

  2)FANUC系统格式: G73X Y Z R Q F K ; 说明: X、Y:孔位坐标; Z:从R点到孔底的距离; R:从初始位置面到R点的距离;

  Q:每次切削进给的切削速度; F:切削进给速度; K:重复次数即固定循环次数,未指定时为1次。

  屑,减少退刀量,可以进行高效率的加工。 G73 指令动作循环见图4-19。

  格式:G74 X_Y_Z_R_P_F_L_; 参数含义见G73(以下循环指令中,如有相同参 数,不再复述)。 G74 攻反螺纹时主轴反转,到孔底时主轴正转然 后退回。 2)FANUC系统格式:

  格式:G74X Y Z R P F K ; 其中P为暂停时间,其余与G73中含义相同。 G74 指令动作循环见图4-20。 注意: a、 攻丝时速度倍率、进给保持均不起作用;

  格式:G76X Y Z R Q P F K ; 说明:Q为偏移量,其余与前面相同。 G76 精镗时,主轴在孔底定向停止后,向刀尖反 方向移动,然后快速退刀。这种带有让刀的退刀不 会划伤已加工平面,保证了镗孔精度。 G76 指令动作循环见图4-21。 注意:如果Z的移动量为零,该指令不执行。 (4) G81:钻孔循环(中心钻) 1)HCNC-22M系统格式: 格式:G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ L_; 2)FANUC系统格式: 格式:G81X Y Z R F K ; G81:钻孔动作循环,包括X Y坐标定位,快进工 进和快速返回等动作。

  G81:指令动作循环见图4-22。 注意:如果Z 的移动量为零,该指令不执行。 (5) G82:带停顿的钻孔循环 1)HNC-22M系统格式: 格式:G82 X_Y_Z_R_P_F_L_; 2)FANUC系统格式: 格式:G82X Y Z R P F K ; G82:指令除了要在孔底暂停外,其他动作与G81相 同,暂停时间由地址P给出。 G82:指令主要用于加工盲孔以提高孔深精度。 注意:如果Z的移动量为零该指令不执行。 (6) G83:深孔加工循环 1)HNC-22M系统格式: 格式:G83 X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_;

  说明: Q:每次进给深度; K:每次退刀后,再次进给时,由快速进给转换为 切削进给时距上次加工面的距离。 2)FANUC系统格式: 格式:G83X Y Z R Q F K P ; 说明:Q:每次切削进给的切削速度; G83指令动作循环见图4-23。 注意:Z、K、Q移动量为零时,该指令不执行。 (7) G84:攻丝循环 1)HCNC-22M系统格式: 格式:G84 X_Y_Z_R_P_F_L_; 2)FANUC系统格式: 格式:G84X Y Z R P F K ;

  G84:攻螺纹时,从R点到Z点主轴正转,在孔 底暂停后主轴反转,然后退回;

  G84指令动作循环见图4-24。 注意: a、攻丝时速度倍率、进给保持均不起作用; b、R 应选在距工件表面7mm以上的地方; c、如果Z的移动量为零,该指令不执行。 (8) G85:镗孔循环 G85 指令与G84 指令相同,但在孔底时主轴不 反转。 (9) G86 镗孔循环 G86 指令与G81 相同,但在孔底时主轴停止, 然后快速退回。

  a. 在X、Y 轴定位; b. 主轴定向停止; c. 在X、Y 方向分别向刀尖的反方向移动I、J 值; d. 定位到R 点(孔底); e. 在X、Y 方向分别向刀尖方向移动I、J 值; f. 主轴正转; g. 在Z 轴正方向上加工至Z 点; h. 主轴定向停止; i. 在X、Y 方向分别向刀尖反方向移动I、J 值; j. 返回到初始点(只能用G98); k. 在X、Y 方向分别向刀尖方向移动I、J 值; l. 主轴正转。

  (11) G88:镗孔循环 1)HNC-22M系统格式: 格式:G88 X_Y_Z_R_P_F_L_; 2)FANUC系统格式: 格式:G88 X Y Z R P F K ; G88指令动作循环(见图4-26)描述如下: a. 在X、Y 轴定位; b. 定位到R点; c. 在Z 轴方向上加工至Z点(孔底); d. 暂停后主轴停止; e. 转换为手动状态,手动将刀具从孔中退出; f. 返回到初始平面; g. 主轴正转。 注意:如果Z的移动量为零,该指令不执行。

  (12) G89:镗孔循环 G89 指令与G86 指令相同,但在孔底有暂停。

  注意:如果Z 的移动量为零,G89 指令不执行。 (13) G80:取消固定循环 该指令能取消固定循环,同时R点和Z点也被取 消。

  使用固定循环时应注意以下几点: 1) 在固定循环指令前应使用M03或M04指令使主 轴回转; 2) 在固定循环程序段中,X,Y,Z,R 数据应至少 指令一个才能进行孔加工; 3) 在使用控制主轴回转的固定循环(G74、G84、 G86)中,如果连续加工一些孔间距比较小,或者初 始平面到R点平面的距离比较短的孔时,会出现在

  进入孔的切削动作前时,主轴还没有达到正常转 速的情况,遇到这种情况时应在各孔的加工动作 之间插入G04指令以获得时间。 4) 当用G00~G03 指令注销固定循环时,若 G00~G03 指令和固定循环出现在同一程序段,按 后出现的指令运行。 5) 在固定循环程序段中,如果指定了M指令,则 在最初定位时送出M指令信号,等待M指令信号完 成才能进行孔加工循环。 例4-11 使用G88 指令编制如图4-27 所示的螺 纹加工程序:设刀具起点距工作表面100mm处, 切削深度为10mm。

  3、SIEMENS 802D系统固定循环功能 1) CYCLE82:中心钻孔 格式:CYCLE82(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR, DTB) 说明:RTP:后退平面(绝对); RFP:参考平面(绝对); SDIS:安全间隙(无符号输入); DP:最后钻孔深度(绝对); DPR:相当于参考平面的最后钻孔深度(无符号 输入); DTB:最后钻孔深度时的停顿时间; 功能:刀具按照编程的主轴速度和进给率钻孔, 直至到达输入的最后钻孔深度。到达最后钻孔深度 时允许停顿时间。

  2)CYCLE83:深孔钻削 格式:CYCLE83(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR, FDEP,FDPR,DAM,DTB,DTS,FRF,VARI) 说明: FDEP:起始钻孔深度(绝对值); FDPR:相当于参考平面的起始钻孔深度(无符号 输入); DAM:递减量(无符号输入); DTS:起始点处和用于排屑的停顿时间; FRF:起始钻孔深度的进给率系数(无符号输入 ),取值:0.001…1; VARI:加工类型:0,断屑;1,排屑; 其余参数见CYCLE82。 功能:刀具按照编程的主轴速度和进给率开始钻

  孔,直至定义的最后钻孔的深度。深孔钻削是通过 多次执行最大可定义的深度并逐步增加至到达最后 钻孔深度来实现的。 3)CYCLE84:刚性攻丝

  说明:SDAC:循环结束后的旋转方向,值3,4 或5(用于M3,M4或M5); MPIT:螺距由螺纹尺寸决定(有符号); PIT:螺距由数值决定(有符号); POSS:循环中定位主轴的位置(以度为单位); SST:攻丝速度; SST1:退回速度;

  功能:刀具按照编程的主轴速度和进给率进行 钻孔,直至到达定义的最终螺纹深度。

  注:只有用于镗孔操作的主轴在技术上可以进 行位置控制,才能使用CYCLE84。

  4)CYCLE840:带补偿夹具攻丝 格 式 : CYCLE840(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR, DTB,SDR,SDAC,ENC,MPIT,PIT) 说明:SDR:退回时的旋转方向,值:0(旋转 方向自动颠倒),3或4(用于M3或M4); ENC:带/不带编码器攻丝,值:0=带编码器; 1=不带编码器; 其余参数见CYCLE84。 功能:刀具按照编程的主轴速度和进给率进行钻 孔,直至到达定义的最终螺纹深度。

  功能:用于进行镗孔,刀具按照编程的主轴速度 和进给率开始钻孔,直至到达最后钻孔的深度。 镗孔时,一旦到达钻孔深度,便激活了定位主轴 的停止功能。然后,主轴从返回平面快速回到编 程的返回位置。

  7)CYCLE88:带停止镗孔 格 式 : CYCLE88(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR, DTB,SDIR) 参数含义见CYCLE86。 功能:刀具按照编程的主轴速度和进给率开始 钻孔,直至到达最后钻孔的深度。带停止镗孔时, 到达最后钻孔深度时会产生无方向M5的主轴停止和 已编程的停止。按NC START键在快速移动时,持 续退回动作,直至到达退回平面。 例4-12 刚性攻螺纹(见图4-28)

  在XY平面中的位置X30 Y35处进行不带补偿夹 具的刚性攻丝,攻丝轴是Z轴。未编程停顿时间, 编程的深度值为相对值,必须给旋转方向参数和螺 距参数赋值。被加工螺纹公称直径为M5。

  当使用了主轴停转指令之后,一定要注意再次 使主轴回转。若在主轴停止功能M05之后,接着指 令固定循环则是错误的,这与其他加工情况一样。

  (2)在固定循环方式中,其程序段必须有X、Y、 Z轴(包括R)的位置数据,否则不执行固定循环。 (3)撤消固定循环指令除了G80外,G00、G01、 G02、G03也能起撤消作用,因此编程时要注意。 (4)在固定循环方式中,G43、G44仍起着刀具长 度补偿的作用。 (5)操作时应注意,在固定循环中途,若利用复 位或急停使数控装置停止,但这时孔加工方式和 孔加工数据还被存储着,所以在开始加工时要特 别注意,使固定循环剩余动作进行到结束。

  G16:极坐标指令; G15:极坐标指令取消; G□□:极坐标指令的平面选择G17、G18或G19; G○○:G90指定工件坐标系的零点作为极坐标系 的原点,从该点测量半径;G91指定当前位置作为 极坐标系的原点,从该点测量半径; IP_:指定极坐标系选择平面 第1轴:极坐标半径; 第2轴:极角。 用绝对值编程指令指定半径(零点和编程点之间 的距离)。工件坐标系的零点设定为极坐标系的 原点。(如图4-31)用增量值编程指令指定半径 (当前位置和编程点之间的距离)。当前位置指 定为极坐标系的原点。(如图4-32)

  3)SIEMENS 802D系统 G110、G111、G112 G110:极点定义,相对于上次编程的设定位置; G111:极点定义,相对于当前工件坐标系的零点; G112:极点定义,相对于最后有效的极点,平面不 变; RP:极坐标半径; AP:极坐标角度。

  功能与华中系统G38相似。 例4-15 G17 G111 X17 Y36 ;在当前工件坐 标系中的极点坐标 G112 AP=45 RP=27.8 ;新的极点,相对于上一个 极点,作为一个极坐标。 注:在极坐标系中可应用的插补指令: G00-快速移动线-带进给率线-顺时针圆弧插补; G03-逆时针圆弧插补。 2 、坐标轴控制指令 (1)螺旋插补 格式:

  说明: X, Y, Z 中由G17/G18/G19 平面选定的两个坐 标为螺旋线投影圆弧的终点,意义同圆弧进给,第 三坐标是与选定平面相垂直的轴终点。 其余参数的意义同圆弧进给。 该指令对另一个不在圆弧平面上的坐标轴施加 运动指令,对任何小于360º 的圆弧可附加任一数 值的单轴指令。 (2)螺纹切削 G33 格式:G33 Z F (K ); 其中:Z:终点坐标;

  F:螺纹导程(HCNC、FANUC系统); K:螺纹导程(SIEMENS系统)。 G33功能:能切削等导程的直螺纹,装在主轴上

  的位置编码器实时地读取主轴速度,读取的主轴速 度转换成刀具的每分进给量。

  G09:准确定位,单程序段有效。刀具在程序段 的终点减速,执行到位检查,然后执行下个程序段 。

  G60:准确定位,模态有效。刀具在程序段的终 点减速,执行到位检查然后执行下个程序段。

  下图4-33为从程序段(1)到程序段(2)的刀具 轨迹在三种方式下的区别。

  4-1 试编制如图4-34中各零件的数控加工程序。 (设工件厚度均为15mm) 4-2 加工如图4-35所示零件,利用固定循环与子 程序,编写孔加工程序。 4-3 加工如题图4-36所示零件,坯料厚度为10mm ,利用固定循环与子程序,分别按走刀路线最短 、加工精度最高的原则编写孔加工程序。 4-4如题图4-37所示箱盖零件,材料为45钢,毛 坯尺寸为95mm×50mm×18mm,试分析零件数控铣 削加工工艺,并编写数控铣削加工程序。 4-5 解释名词:对刀点、刀位点、换刀点、参 考点。

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