数控加工的程序编制 - 图文

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数控加工技术讲稿 第二章数控加工的程序编制

第二章 数控加工的程序编制 第一节 程序编制的基础知识

在数控机床上加工零件,首先要编制零件的加工程序,然后才能进行自动加工。

通过对零件图的分析,把零件的加工主艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、进给量等)以及辅助动作(主轴正转、反转、切削液开和关、自动换刀等),按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单,再把这一程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔带、磁带、磁盘、磁泡存储器),然后输人到数控机床的数控装置中,从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程,称为数控加工的程序编制。

一、 程序编制的内容与步骤

程序编制的主要内容有:分析被加工零件的零件图,确定加工工艺过程,进行刀具运动轨迹的坐标计算,编写零件加工的程序,制作控制介质,校验程序,首件试切及校验修整。编制程序的步骤一般如图2-1所示。

1.分析图样、确定加工工艺过程

选择适合数控加工的工件和合理的加工工艺,是提高数控加工技术经济效果的首要因素。数控机床最适宜加工以下类型的零件:小批量特别是重复轮番投产的零件,表面复杂的零件,加工过程中需要测量的零件,需要精密钻键夹具的零件等。在确定加工工艺过程时,编程人员要根据图样对工件的形状、尺寸、技术要求、毛坯等进行详细分析,从而选择加工方案,确定工步顺序、加工路线、定位夹紧,并合理选用刀具及切削用量等。制订数控加工工艺除考虑通常的一般工艺原则外,还应考虑充分发挥所用数控机床的指令功能,走刀路线要短,换刀次数尽可能少等。

2.运动轨迹计算

分析零件图,首先找出图样上的设计基准点,图样上各项尺寸均是以此点为基准进行标注的;然后确定工件原点。工件原点是人为设定的,设定的依据是既要符合零件图尺寸的标注习惯,又要便于编程。一般情况下,零件图的设计基准点就是工件原点。以工件原点为坐标原点建立的坐标系,称为工件坐标系。

根据零件图的几何尺寸、进给路线及设定的工件坐标系,计算工件粗、精加工各运动轨迹关键点的坐标值。对于形状比较简单的零件〔如直线和圆弧组成的零件)的轮廓加工.需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值,有时还要计算刀具中心运动轨迹的坐标值。对于形状比较复杂的零件(如非圆曲线、曲面组成的零件),需要用直线段或圆弧段逼近,计算出逼近线段的交点坐标值,并限制在允许的误差范围以内。这种情况一般要用计算机来完成数值计算的工作。

3.编写加工程序单

根据已确定的进给路线、刀具参数、切削参数、辅助动作以及运动轨迹坐标值,按照数控系统规定的功能指令代码及程序段格式,逐段编写加工程序单。并附上必要的加工示意图、刀具布置图、零件装夹图以及有关的工艺文件,如工序卡、机床调整卡、数控刀具卡、夹具卡等。

4.制备控制介质

程序单只是程序设计的文字记录,还必须把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上作为数控装置的输人信息。控制介质随数控装置的类型不同而异,以前数控机床上使用的控制介质一般都为穿孔纸带,目前穿孔纸带大部分已被磁盘所替代,一般数控系统均具有软盘驱动器或用RS232接口输人。

5.程序校验与首件试切

程序单和制备好的控制介质必须经过校验和零件试切后才能正式使用。程序校验的方法常用的有两种,一种是将控制介质上的内容直接输人到数控装置,让机床空运转,在机床上用笔代替刀具,

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坐标纸代替工件进行空运转画图,检验机床运动轨迹的正确性。在具有CRT屏幕图形显示的数控机床上,则采用另一种校验方法,即用图形模拟刀具相对工件的运动。但这些方法只能粗略检验运动轨迹是否正确,不能检查被加工零件的误差大小。因此还必须进行零件的首件试切。当发现尺寸超差时,应进一步分析错误产生的原因,或者修改程序单,或者进行尺寸补偿。

以上是数控加工程序编制的一般内容与步骤。从编程的整个过程来看,编程人员不仅要熟悉机床数控系统的功能,而且要熟悉零件的加工工艺、装夹方法、刀具与切削用量等方面的知识,还必须是一名好的工艺员。

二、 程序编制的方法

数控机床零件加工程序的编制方法一般分为手工编程和自动编程两种。 1.手工编程

图2-1所示的编程过程,全部或主要由人工完成,这种编程方法叫手工编程。

手工编程至今仍广泛应用于简单的点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中。因为这些加工工件的坐标计算较简单,加工程序不长,出错的几率小,采用手工编程经济又及时。但对于几何形状复杂的零件,特别是具有列表曲线、非圆曲线及曲面的零件(如叶片、复杂模具),或者表面的几何元素并不复杂而程序量很大的零件(如复杂的箱体),或者工步复杂的零件,手工编程就难以胜任,因此必须用自动编程的方法编制程序。

2.自动编程

自动编程即由计算机自己编写零件程序。它是用一台通用计算机配上打印机和自动穿孔机,自动完成图2-1中几乎全部的编程内容。编程人员只需根据零件图样的要求,用数控语言(一种直观易懂的编程语言)编写出相当简短的零件加工源程序输人计算机,由计算机自动地进行工步划分、运动轨迹计算、切削用量选择、加工程序单的编制以及穿孔带的制作等。编制出的程序还可通过计算机屏幕或自动绘图仪进行刀具运动轨迹的图形校验,可以在计算机屏幕上修改程序于自动编程显著缩短了编程时间,使用时也十分方便。自动编程技术已被广泛应用,并具有非常远大的发展前景。

三、程序的结构与格式

每种数控系统,根据其本身的特点及编程的需要,都有一定的程序格式。对于不同的机床,程序的格式也不相同。因此编程人员必须严格按照机床使用说明书的规定格式进行编程。

1.程序的结构

一个完整的加工程序由若干程序段组成,而程序段是由一个或若干个字组成,每个宇又是由若干个字符按某个顺序排列而成。字符指的是一个字母、数字,特号,字符是构成程序的基本单元。例如,某一加工程序:

? %

? O016

N005 G01 X90 Z-20 F0.2 T0101 M03 LF

N010 X130 Z-50 LF

N100 G00 X400 Z150 M02 LF

这是一个完整的加工程序。它由100条程序段按操作顺序排列而成。程序以“%”作为开始,以M02(或M30)作为全程序结束。每个程序段用序号“N\IF, (EIA代码为CR)结束。

在“%.后的O016表示从数控装置的存储器中调出编号为016的加工程序。目前的计算机数控(CNC)系统存储器中可预先存入多个加工程序,需要时即可调出使用。但不是所有的CNC系统都具备“O”功能,有些机床是采用人工调出。’

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程序中的每个字表示一种功能.若干个字组成一条程序段,每条程序段则表示一种操作。例如在第一程序段中,除程序段结束字符“LF”外共有8个字,这些字都有各自的功能。N001表示第一条运行的程序段;G01字为直线插补指令,由3个字符组成;X90字表示刀具沿X轴正向位移至90(编程单位),由3个字符组成;Z-20表示刀具位移至 Z 轴负方向20处,由4个字符组成;F0.2字为进给量0.2mm/r;S320字表示主轴转速为320r/min;T0101字表示用一号刀、一号刀补;M03为主轴正转。该程序段表示一个完整的操作,即命令机床用一号刀以0.2mm/r的进给量和320r/min的主轴正向转速,直线插补至目标点(X90,Z-20)。

机床数控系统对程序段的字符数有一定限制,当大于限定的字符数时可分成两条程序段。 2.程序段格式

程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的书写规则。不同的数控系统,往往有截然不同或大同小异的程序段格式。

程序段格式通常有以下三种:

(1)文字地址程序段格式 简称字-地址格式。如上例所示。在这种格式中每个字前有表示地址的字母(表2-1);在一个程序段内,坐标字和各种功能字常按一定顺序排列(也可以不按顺序排列,但编程不方便);不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写;数据的位数可多可少(但不得大于规定的最大允许位数)。这种格式编程直观灵活,程序简短,不易出错。

(2)固定顺序程序段格式 在这种格式中,各字无地址码,各字的顺序及位数是固定的,任何一个数字(包括“0”)都不能省略,所以各程序段长度都一样。这种格式的控制系统简单,用于早期的数控机床。由于编程不直观,且程序段长,目前很少使用。

(3)使用分隔符的固定顺序程序段格式

这种格式预先规定了程序中可能出现的字的书写顺序,各字间用分隔符“HT”隔开,以表示地址的顺序。由于有分隔符,不需要的字或与上一段相同的字可以省略,但必须保留相应的分隔符,因此各程序段的分隔符数目相等。这种格式较第2种格式清晰,易于检查和核对,常用于功能不多的装置,如数控线切割机床等。 在上述三种程序段格式中,目前国内外用得最广泛的是文字地址程序段格式。

四、数控机床坐标系和运动方向的规定

统一规定数控机床坐标轴名称及其运动的正负方向,是为了使所编程序对同类型机

床有互换性,同时也使程序编制简便。目前,国际标准化组织已经统一了标准的坐标系。我国也已

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制订了JB3051-82《数控机床坐标和运动方向的命名》数控标准,它与ISO841等效。 1.坐标轴的命名

标准的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系,如图2-2所示。这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行。直角坐标X,Y、Z三者的关系及其正方向用右手定则判定,围绕X、Y、Z各轴(或与X、Y、Z各轴相平行的直线)回转的运动及其正方向十A、+B、十C分别用右手螺旋定则确定。

通常在坐标命名或编程时,不论机床在加工中是刀具移动,还是被加工工件移动,都一律假定被加工工件相对静止不动、而刀具在移动,并同时规定刀具远离工件的方向为坐标的正方向。

在坐标轴命名时.如果把刀具看作相对静止不动,工件运动,那麽在坐标轴的符号上应加注标记“ ’”,如X’Y’A’B’等。其运动方向与不带“’”的方向正好相反。

2.机床坐标轴的确定方法

确定机床您标轴时,一般是先确定Z轴,再确定X轴和Y轴。 (1) Z轴

对于有主轴的机床,如图2-3和图2-4所示的卧式车床、立式升降台铣床等,则以主轴轴线方向作为 Z 轴方向。对于没有主轴的机床,如图2一所示的牛头刨床等,则以与装夹工件的工作台面相垂直的直线作为 Z 轴方向。如果机床有几根主轴,则选择其中一个与工作台面相垂直的主轴为主要主轴,并以它来确定Z轴方向(如龙门铁床)。同时标准规定,刀具远离工件的方向为Z轴的正方向

(2)X轴

X 轴一般位于与工件安装面相平行的水平面内。对于机床主轴带动

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工件旋转的机床,如车床、磨床等,则在水平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为X轴,且刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向。

对于机床主轴带动刀具旋转的机床,若主轴是水平的,如图2-6所示的卧式升降台铣床等,由主要刀具主轴向工件看,选定主轴右侧方向为X正方向;若主轴是竖直的.如立式铣床、立式钻床等,由主要刀具主轴向立柱看,选定主轴右侧方向为X轴正方向;对于无主轴的机床.如刨床等,则选定主要切削方向为X轴正方向。

(3) Y轴

Y轴方向可根据已选定的Z, X轴按右手直角笛卡尔坐标系来确定。

(4)附加坐标 如果机床除有X, Y, Z主要坐标以外,还有平行于它们的坐标.可分别指定为U, V, W。如还有第三组运动,则分别指定为P、Q和R。图2-7所示的龙门铁床就是含有附加坐标的机床。

五、准备功能与辅助功能代码

在数控加工程序中,是用各种准备功能的G代码和辅助功能的M代码,来描述工艺过程的各种操作和运动特征的。G代码和M代码是程序的基础。

国际上广泛应用1S0制订的G代码和M代码标准。我国根据1S0标

准,制订了JB3208-83《数控机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码》标准蔺它与IS01056-1975E等效。必须注意:有些国家或公司集团(特别是日本》所制订的G, M代码的功能含义与ISO标准不完全相同,必须根据数控机床使用说明书的规定进行编程。

1.准备功能G代码 G代码是使机床建立起(准备好)某种加工方式的指令,如插补、刀具补偿、固定循环等。G代码又称G指令。

G代码由地址G和其后的两位数字组成,从G00一G99共100种。表2-2为我国JB3208-83标

准中规定的G功能的定义。

G代码分为模态代码(又称续效代码)和非模态代码。表中序号(2)一栏中a, f, c-各字母所对应的G代码称为模态代码,字母相同的为一组。模态代码表示该代码一经在一个程序段中应用(如a组的G00),直到出现同组(a组)的另一个G代码(如G02)时才失效。应注意的是,在同一程序段中出现非同组的几个模态代码时,井不影响G代码的续效。

表中序号(3)一栏中有符号的G代码为非模态代码。即只在本程序段有效,下一程序段需要时必须重写。

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或者,

G17 G03 G91 X-25. Y15. R20.616;

注意 1)把圆弧中心设置为 “I”, “J” 和 “K”时,必须设置为圆弧起点到圆弧中心的增量值

(增量命令)。

注意 2)命令里的“I0”, “J0” 和 “K0” 可以省略。偏移值指定要求。

G28/G30

?自动原点返回 (G28, G30)

1. 格式

第一原点返回:

第二、三和四原点返回:

G28 G90 ( G91 ) X_Y_Z_; G30 G90 ( G91 ) P2 ( P3, P4 ) X_Y_Z_;

#P2, P3, P4: 选择第二、第三和第四原点返回(如果被省略,系统自动选择第二原点返回)。 由 X, Y 和 Z 设定的位置叫做中间点。机床先移动到这个点,而后回归原点。省略了中间点的轴不移动;只有在命令里指派了中间点的轴执行其原点返回命令。在执行原点返回命令时,每一个轴是独立执行的,这就像快速移动命令(G00)一样; 通常刀具路径不是直线。因此,要求对每一个轴设置中间点,以免机床在原点返回时与工件碰撞等意外发生。

2. 举例

G28 (G30) G90 X150. Y200.; 或者

G28 (G30) G91 X100. Y150.;

注意:在所给例子里, 去中间点的移动就像下面的快速移动命令一样。

G00 G90 X150. Y200.; 或者 G00 G91 X100. Y150.;

如果中介点与当前的刀具位置一致(例如,发出的命令是 - G28 G91 X0 Y0 Z0;),机床就从其当前位置返回原点。如果是在单程序块方式下运行,机床就会停在中间点;当中间点与当前位置一致,它也会暂时停在中间

点(即,当前位置)。 图2.2-4

G40/G41/G42

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?刀具直径偏置功能 (G40/G41/G42)

1. 格式

G41 X_ Y_; G42 X_ Y_;

当处理工件 (“A”) 时,就像下图所示,刀具路径 (“B”) 是基本路径,与工件 (“A”)的距离至少为该刀具直径的一半。此处,路径 “B” 叫做由 A 经 R 补偿的路径。因此,刀具直径偏置功能自动地由编程给出的路径 A以及由分开设置的刀具偏置值,计算出补偿了的路径B。就是说,用户能够根据工件形状编制加工程序,同时不必考虑刀具直径。 因此,在真正切削之前把刀具直径指派为刀具偏置值;用户能够获得精确的切削结果,就是因为系统本身计算了精确补偿的路径。

在编程时用户只要插入偏置向量的方向 (举例说, G41:左侧, G42: 右侧)和偏置内存地址 (例如, D2: 在“D” 后面是从 01 到 32的两位数字)。所以用户只要输入偏移内存号码 D (根据 MDI),只不过是由精确计算刀具直径得出的半径。

图2.2-5

2. 偏置功能

代码 G40 G41 G42 功能 取消刀具直径偏置 偏置在刀具行进方向的左侧 偏置在刀具行进方向的右侧 表2.2-1

G43/G44/G49

?刀具长度偏置 (G43/G44/G49)

1. 格式

G43 Z_ H_; G44 Z_ H_; G49 Z_;

2. 偏置功能

首先用一把铣刀作为基准刀,并且利用工件坐标系的 Z 轴,把它定位在工件表面上,其位置设置为 Z0。 (? 见 G92:坐标系设置)

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请记住,如果程序所用的刀具较短,那么在加工时刀具不可能接触到工件,即便机床移动到位置 Z0。反之,如果刀具比基准刀具长,有可能引起与工件碰撞损坏机床。

为了防止出现这种情况,把每一把刀具与基准刀具的相对长度差输入到刀具偏置内存,并且在程序里让 NC 机床执行刀具长度偏置功能。

代码 G43 G44 G49 功能 把指定的刀具偏置值加到命令的 Z 坐标值上 把指定的刀具偏置值从命令的 Z 坐标值上减去 取消刀具偏置值 表2.2-2

在设置偏置的长度时,使用正/负号。如果改变了 (+/-) 符号, G43 和 G44 在执行时会反向操作。因此,该命令有各种不同的表达方式。举例说:

首先,遵循下列步骤测量刀具长度:

1.把工件放在工作工作台上。

2.调整基准刀具轴线,使它接近工件表面上。

3.更换上要测量的刀具;把该刀具的前端调整到工件表面上。 4.此时 Z 轴的相对坐标系的坐标作为刀具偏置值输入内存。

通过这么操作,如果刀具短于基准刀具时偏置值被设置为负值;如果长于基准刀具则为正值。因此,在编程时仅有 G43 命令允许您做刀具长度偏置。

3. 举例

G00 ZO;

G00 G43 Z0 H01; G00 G43 Z0 H03; 或者

G00 G44 Z0 H02; 或者

G00 G44 Z0 H02; G43, G44 或 G49 命令一旦被发出,它们的功能会保持着,因为它们是 “模态命令”。因此, G43 或 G44 命令在程序里紧跟在刀具更换之后一旦被发出;那么 G49 命令可能在该刀具作业结束,更换刀具之前发出。

注意 1) 在用 G43 (G44) H 或者用 G 49 命令的指派来省略 Z 轴移动命令时,, 偏置操作就

会像 G00 G91 Z0 命令指派的那样执行。也就是说,用户应当时常小心谨慎,因为它就像有刀具长度偏置值那样移动。

注意 2) 用户除了能够用 G49 命令来取消刀具长度补偿,还能够用偏置号码 H0 的设置(G43/G44 H0) 来获得同样效果。

注意 3) 若在刀具长度补偿期间修改偏置号码,先前设置的偏置值会被新近赋予的偏置值替换。

坐标系就被取消。以上命令也能够用于取消局部坐标系。

注意 (1) 当用户执行手动原点返回时,局部坐标系执行原点返回的轴的原点与工件坐标系就等

同了。

也就是说,这个操作与 [G52a0;] 命令一样 (a: 是执行原点返回进程的那个轴)。

注意 (2) 即便已经设置了局部坐标,工件坐标系或者机床坐标系不会被改变。

注意 (3) 工件坐标系是用 G92 命令设置的。如果各个坐标值未设置, 局部坐标系里未给坐标

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值的轴将被设置成先前各轴一样的值。

注意 (4) 在刀具直径偏置方式下,用 G52 命令来暂时取消该偏置功能。

注意 (5) 当移动命令紧跟在 G52 程序块功能之后发出时,通常必须采用绝对命令。

G53

?选择机床坐标系 (G53)

1. 格式

( G90 ) G53 X_ Y_ Z_; 2. 功能

刀具根据这个命令执行快速移动到机床坐标系里的 X_Y_Z 位置。由于 G53 是 “一般” G 代码命令,仅仅在程序块里有 G53 命令的地方起作用。

此外,它在绝对命令 (G90) 里有效,在增量命令里 (G91) 无效。为了把刀具移动到机床固有的位置,像换刀位置,程序应当用 G53 命令在机床坐标系里开发。

注意 (1) 刀具直径偏置、刀具长度偏置和刀具位置偏置应当在它的 G53 命令指派之前提前取

消。否则,机床将依照指派的偏置值移动。

注意 (2) 在执行G53指令之前,必须手动或者用G28 命令让机床返回原点。这是因为机床坐标系必须在G53命令发出之前设定。

G54-G59

?工件坐标系选择(G54-G59)

1. 格式

G54 X_ Y_ Z_;

2. 功能

通过使用 G54 – G59 命令,来将机床坐标系的一个任意点 (工件原点偏移值) 赋予 1221 – 1226 的参数,并设置工件坐标系(1-6)。该参数与 G 代码要相对应如下:

工件坐标系 1 (G54) ---工件原点返回偏移值---参数 1221

工件坐标系 2 (G55) ---工件原点返回偏移值---参数 1222

工件坐标系 3 (G56) ---工件原点返回偏

移值---参数 1223 图2.2-6

工件坐标系 4 (G57) ---工件原点返回偏移值---参数 1224 工件坐标系 5 (G58) ---工件原点返回偏移值---参数 1225 工件坐标系 6 (G59) ---工件原点返回偏移值---参数 1226

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在接通电源和完成了原点返回后,系统自动选择工件坐标系 1 (G54) 。在有 “模态”命令对这些坐标做出改变之前,它们将保持其有效性。

除了这些设置步骤外,系统中还有一参数可立刻变更G54~G59 的参数。工件外部的原点偏置值能够用 1220 号参数来传递。

图2.2-7

G73

?高速啄式深孔钻循环(G73)

1. 格式

G73 X__Y__Z__R__Q__P__F__K__

X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离 R_:从初始位置到R点的距离 Q_:每次切削进给的切削深度 P_:暂停时间 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

进给孔底快速退刀。

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图2.2-8

G74

?攻左牙循环(G74)

1. 格式

G74 X__Y__Z__R__Q__P__F__K__

X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离 R_:从初始位置到R点的距离 Q_:每次切削进给的切削深度 P_:暂停时间

F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

进给孔底主轴暂停正转快速退刀。

图2.2-9

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G76

?精镗孔循环(G76)

1. 格式

G76 X__Y__Z__R__Q__P__F__K__

X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离

R_:从初始位置到R点的距离 Q_:每次切削进给的切削深度 P_:暂停时间

F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

进给孔底主轴定位停止快速退刀。

G 80

?取消固定循环进程 (G80)

1. 格式

G80;

2. 功能

这个命令取消固定循环方式,机床回到执行正常操作状态。孔的加工数据,包括 R 点, Z 点等等,都被取消;但是移动速率命令会继续有效。

(注) 要取消固定循环方式,用户除了发出G80 命令之外,还能够用 G 代码 01 组 (G00, G01,

G02, G03 等等) 中的任意一个命令。

G 81

?定点钻孔循环(G81)

1. 格式

G81 X_Y_Z_R_F_K_; X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离 R_:从初始位置到R点的距离 F_:切削进给速度 K_:重复次数

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2. 功能

图2.210

G81 命令可用于一般的孔加工。

G 82

?钻孔循环(G82)

1. 格式

G82 X_Y_Z_R_P_F_K_;

X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离

R_:从初始位置到R点的距离 P_:在孔底的暂停时间 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

图2.2-11

G82 钻孔循环,反镗孔循环

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G83

?排屑钻空循环(G83)

1. 格式

G83 X_Y_Z_R_Q_F_K_;

X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离

R_:从初始位置到R点的距离

Q_:每次切削进给的切削深度 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

图2.2-12

G83 中间进给 孔底 快速退刀。

G84

?攻牙循环(G84)

1. 格式

G84 X_Y_Z_R_P_F_K_;

X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离

R_:从初始位置到R点的距离 P_:暂停时间 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

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图2.2-13

G84 进给 孔底 主轴反转 快速退刀。

G85

?镗孔循环(G85)

1. 格式

G85 X_Y_Z_R_F_K_; X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离 R_:从初始位置到R点的距离 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

图2.2-14

G85 中间进给 孔底 快速退刀。

G86

?定点钻孔循环(G86)

1. 格式

G86 X_Y_Z_R_F_L_; 徐州师范大学工学院 何成文

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X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离 R_:从初始位置到R点的距离 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

图2.2-15

G86 进给 孔底 主轴停止 快速退刀。

G87

?反镗孔循环(G81)

1. 格式

G87 X_Y_Z_R_Q_P_F_L_; X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离

R_:从初始位置到R点的距离 Q_:刀具偏移量 P_:暂停时间 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

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图2.2-16

G87 进给 孔底 主轴正转 快速退刀。

G88

?定点钻孔循环(G88)

1. 格式

G88 X_Y_Z_R_P_F_L_; X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离 R_:从初始位置到R点的距离 P_:孔底的暂停时间 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

图2.2-17

G88 进给 孔底 暂停, 主轴停止 快速退刀。

G89

?镗孔循环(G89)

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1. 格式

G89 X_Y_Z_R_P_F_L_; X_ Y:孔位数据

Z_:从R点到孔底的距离

R_:从初始位置到R点的距离 P_:孔底的停刀时间 F_:切削进给速度 K_:重复次数

2. 功能

图2.2-18

G89 进给 孔底 暂停 快速退刀。

G90/G91

?绝对命令/增量命令 (G90/G91)

此命令设定指令中的 X, Y 和 Z 坐标是绝对值还是相对值,不论它们原来是绝对命令还是增量命令。含有 G90 命令的程序块和在它以后的程序块都由绝对命令赋值; 而带 G91 命令及其后的程序块都用增量命令赋值。

2.3 辅助功能

辅助功能包括各种支持机床操作的功能,像主轴的启停、程序停止和切削液节门开关等等。

代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 程序停 选择停止 说明 代码 M19 M28 M30 M48 M49 M60 说明 主轴定向停止 刀座返回原点 程序结束(复位) 并回到开头 主轴过载取消 不起作用 主轴过载取消 起作用 APC 循环开始 程序结束(复位) 主轴正转 (CW) 主轴反转 (CCW) 主轴停 徐州师范大学工学院 何成文

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M06 M08 M09 M16 换刀 切削液开 切削液关 刀具入刀座

M80 M81 M98 M99 分度台正转(CW) 分度台反转 (CCW) 子程序调用 子程序结束 [表3.3-1] 辅助功能(M功能) 清单 2.4例题

图2.2-19

T1球头铣刀?12。 操作方法: (1)对工件零点:

寻边器测量工件零点或在工件大小设置里直接设置。 (2) 编程序

N10 G90 G00G54X0Z0Y0S100M03 N20 G41 X25.0Y55.0D1 N30 G01 Y90.0F150 N40 X45.0

N50 G03 X50.0Y115.0R65.0 N60 G02 X90.0R-25.0

N70 G03 X95.0Y90.0R65.0 N80 G01 X115.0 N90 Y55.0 N100 X70.0Y65.0 N110 X25.0Y55.0

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N120 G00 G40X0Y0Z100 N130 M5 N140 M30

图2.2-20

第三节数控车床的程序编制 SIEMENS 802S(车床)NC编程

3.1坐标系统

绝对和增量位置数据:G90,G91

1. 功能

G90和G91指令分别对应着绝对位置数据输入和增量位置数据输入。其中G90表示坐标系中目标点的坐标尺寸,G91表示待运行的位移量。G90/G91适用于所有坐标轴。

在位置数据不同于G90/G91的设置时,可以在程序段中通过AC/IC以绝对尺寸/相对尺寸方式进行。

这两个指令不决定到达终点位置的轨迹,轨迹由G功能组中的其它G功能指令决定。 2. 编程

G90 ;绝对尺寸

G91 :增量尺寸

X=AC(?)X轴以绝对尺寸输入,程序段方式。 X=IC(?)X轴以相对尺寸输入,程序段方式。

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绝对位置数据输入 G90:

在绝对位置数据输入中尺寸取决于当前坐标系(工件坐标系或机床坐标系) 的零点位置。零点偏置有以下几种情况:可编程零点偏置,可设定零点偏置或者没有零点偏置。

程序启动后G90适用于所有坐标轴,并且一直有效,直到在后面的程序段中由G91 (增量位置数据输入) 替代为止(模态有效)。

增量位置数据输入 G91:

在增量位置数据输入中, 尺寸表示待运行的轴位移。移动的方向G91由符号决G91 定。 G91适用于所有坐标轴,并且可以在后面的程序段中由G90 (绝对位置数据输入) 替换。 用=AC(?),=(?) 赋值时必须要一个等于要有一个等于符号。数值要写在圆括号定义 圆心坐标也可以以绝对尺寸用=AC(?)定义。

用=AC(?),=(?)定义 。

赋值时必须要有一个等于符号,数值要写在圆括号内。 圆心坐标也可以以绝对尺寸用=AC(?)定义。 3. G90和G91编程举例

N10 G90 X20 Z90 ;绝对尺寸 N20 X75 Z-32 ;仍然是绝对尺寸 ?

N180 G91 X40 Z20 ;转换为增量尺寸 N190 X-12 Z17 ;仍然是增量尺寸

半径/直径数据尺寸 G22,G23

1. 功能

车床中加工零件时通常把X轴(横向坐标轴)的位置数据作为直径数据编程,控制器把所输入的数值设定为直径尺寸,这仅限于X轴。

程序中在需要时也可以转换为半径尺寸。 2. 编程

G22 ;半径数据尺寸 G23 ;直径数据尺寸

图8.1-1

说明: 用G22或G23指令把X轴方向的终点坐标作为半径数据尺寸或直径数据尺处理。

显示工件坐标系中相应的实际值。

可编程的偏移G158X?始终作为半径数据尺寸处理。其功能说明参见后面章节。 3. 编程举例

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N10 G23 X44 Z30 ;X轴直径数据方式 N20 X48 Z25 ;G23继续生效 N30 Z10 ?

N110 G22 X22 Z30 ;X轴开始转换为半径数据方式 N120 X24 Z25 N130 Z10

?

G158 可编程的零点偏置

1. 功能

如果工件上在不同的位置有重复出现的形状或结构;或者选用了一个新的参考点,在这种情况下就需要使用可编程零点偏置。由此就产生一个当前

工件坐标系,新输入的尺寸均是在该坐标系中的数据尺寸。 可以在所有坐标轴中进行零点偏移。

G158指令要求一个独立的程序段。

图8.1-2

2. G158零点偏移

用G158指令可以对所有坐标轴编程零点偏移。后面的G158指令取代先前的可编程零点偏移指令。

3.取消偏移

在程序段中仅输入G158指令而后面不跟坐标轴名称时,表示取消当前的可编程零点偏移。 4. 编程举例

N10?

N20 G158 X3 Z5 ;可编程零点偏移

N30 L10 ;子程序调用,其中包含待偏移的几何量 ?

N70 G158 ;取消偏移 ?

子程序调用参见章节“子程序”。

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工件装夹- 可设定的零点偏置:G54到G57,G500,G53,G153

1. 功能

可设定的零点偏置给出工件零点在机床坐标系中的位置(工件零点以机床零点为基准偏移)。当工件装夹到机床上后求出偏移量,并通过操作面板输入到规定的数据区。程序可以通过选择相应的G功能G54?G57激活此值。 2. 编程

G54 ;第一可设定零点偏置 G55 ;第二可设定零点偏置 G56 ;第三可设定零点偏置 G57 ;第四可设定零点偏置

G500 ;取消可设定零点偏置---模态有效

G53 ;取消可设定零点偏置---程序段方式有效, 可编程的零点偏置也一起取消。 G153 ;如同G53,取消附加的基本框架

图8.1-3

3. 编程举例

N10 G54? ;调用第一可设定零点偏置 N20 X?Z? ;加工工件

N90 G500 G0 X? ;取消可设定零点偏置

3.2代码命令

3.2.1NC编程基本原理

? 程序名称

在编制程序时可以按以下规则确定程序名:

开始的两个符号必须是字母,其后的符号可以是字母,数字或下划线,最多为16个字符,不得使用分隔符。

举例:RAHMEN52

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? 程序结构

1.结构和内容

NC程序由各个程序段组成。 每一个程序段执行一个加工步骤。 程序段由若干个字组成。

最后一个程序段包含程序结束符:M2。

2.NC程序结构

程序段 字 字 字 ? ;注释 程序段 N10 G0 X20 ? ;第一程序段 程序段 N20 G2 Z37 ? ;第二程序段 程序段 N30 G91 ? ? ;? 程序段 N40 ? ? ?

程序段 N50 M2 ;程序结束

? 字结构及地址

1.功能/结构

字是组成程序段的元素,由字构成控制器的指令。 字由以下几部分组成。 ?地址符

地址符一般是一字母。

?数值

数值是一个数字串,它可以带正负号和小数点。 正号可以省略不写。

2.多个地址符

一个字可以包含多个字母,数值与字母之间用符号“=” 隔开。 举例:CR=5.23

此外,G功能也可以通过一个符号名进行调用(参见章节“指令表”)。 举例:SCALE;打开比例系数。

3.扩展地址

对于如下地址;R 计算参数H H功能I,J,K 插补参数/中间点。

地址可以通过1到4个数字进行地址扩展。在这种情况下,其数值可以通过“=”进行赋值(参见章节“指令表”)。

举例:R10=6.234 H5=12.1 I1=32.67

? 程序段结构

1.功能

一个程序段中含有执行一个工序所需的全部数据。

程序段由若干个字和段结束符“LF”组成。在程序编写过程中进行换行时或按输入键时可以自动产生段结束符。

2.字顺序

程序段中有很多指令时建议按如下顺序:

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N?G?X?Y?Z?F?S?T?D?M?

程序段号说明以5或10为间隔选择程序段号,以便以后插入程序段时不会改变程序段号的顺序。

3.可被跳跃的程序段

那些不需在每次运行中都执行的程序段可以被跳跃过去,为此应在这样的程序段的段号字之前输入斜线符“/”。

通过操作机床控制面板或者通过接口控制信号可以使跳跃程序段功能生效。几个连续的程序段可以通过在其所有的程序段段号之前输入斜线符“/” 被跳跃过去。

在程序运行过程中,一旦跳跃程序段功能生效,则所有带“/” 符的程序段都不予执行,当然这些程序段中的指令也不予考虑。

程序从下一个没带斜线符的程序段开始执行。

4.注释

利用加注释的方法可在程序中对程序段进行说明,注释可作为对操作者的提示显示在屏幕上。

5.信息

信息编程在一个独立的程序段中。信息显示在专门的区域,并且一直有效,除非被一个新的信息所替代,或者程序结束。一个信息最多可以显示65个字符。

一个空的信息会清除以前的信息。MSG(这是信息文本)。

6.例子

N10 ;G&S公司订货号12A71

N20 ;泵部件17,图纸号:123 677

N30 ;程序编制员H.Adam,部门TV4

:50 G17 G54 G94 F470 S20 D0 M3 ;主程序段 N60 G0 G90 X100 Y200 N70 G1 Z185.6 N80 X112

/N90 X118 Y180 ;程序段可以被跳跃 N100 X118 Y120 N110 X135 Y70 N120 X145 Y50 N130 G0 G90 X200 N140 M2 ;程序结束

? 字符集

在编程中可以使用以下字符,它们按一定的规则进行编译。

1.字母

A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z 大写字母和小写字母没有区别。

2.数字

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

3.可打印的特殊字符

( 圆括号开 ) 圆括号闭 [ 方括号开 ] 方括号闭 < 小于 > 大于

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: 主程序,标志符结束 = 赋值,相等部分 / 除号,跳跃符 * 乘号 + 加号,正号 - 减号,负号 “ 引号

_ 字母下划线 . 小数点

, 逗号,分隔符 ; 注释标志符 % 预定,没用 & 预定,没用 ’ 预定,没用 $ 预定,没用 ? 预定,没用 ! 预定,没用 4.不可打印的特殊 LF 程序段结束符

字符 空格 字符之间的分隔符,空白字 制表键 预定,没用 ? 指令表

同第五章表5.2-2

地址 含义 赋值 0?9整数,不带符号 说明 用于某个刀具T?的补偿参数:D0表示补偿值=0一个刀具最多有9个D号 刀具/工件的进给速度,对应G94或G95,单位分别为毫米/分钟或毫米/转 F? D? 编程 D 刀具刀补号 F 0.001?99,999.999 进给率(与G4 F 一起可以编程停留时间) 0.001?99 999.999 停留时间,单位秒 G4 F? 单独运行 G功能按G功能组划分, 一个程序段中只能有一个G功能组中的G G功能(准备功能字) 已事先规定 一个G功能指令。G功能按模态有效(直到被同组中其它功能替代),或者以程序段方式有效。 G功能组: G0 G1 G2 快速移动 直线插补 顺时针圆弧插补 1:运动指令 (插补方式) 模态有效 G0 X?Y?Z? G1 X?Y?Z?F? G2 G? 徐州师范大学工学院 何成文

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X?Y?Z?I?K?? ;圆心和终点 G2 X?Y?CR=?F? ;半径和终点 G2 AR=?I?J?F? ;张角和圆心 G2 AR=?X?Y?F? ;张角和终点 G3 逆时针圆弧插补 G3?.; 其它同G2 G5 G5 中间点圆弧插补 X?Y?Z?IX=?JY=?KZ=?F? S? M? ;主轴转速,方向 G33 恒螺距的螺纹切削 G33Z?K? 在Z轴方向上带 补偿夹具攻丝. N10 SPOS= 主轴处于位置调节状态 N20 G331 Z?K? S? (插补方式) 模态有效 ;在Z轴方向不带补偿夹具攻丝 ;右旋螺纹或左旋螺纹通过螺距的 符号(比如K+) 确定: +: 同M3 -: 同M4 G332 Z? K? G332 不带补偿夹具切削内螺纹. 退刀 ;不带补偿夹具切削螺纹. Z退刀 ;螺距符号同G331 G4 G63 G74 G75 快速移动 快速移动 回参考点 回固定点 2: 特殊运行,程序段方式有效 G4 F?或G4 S?.;自身程序段 G63 Z?F?S?M? G74X?Y?Z? G75X?Y?Z? ;自身程序段 G158X?Y?Z?自身程3: 写存储器,程序段方式有效 G258 可编程的旋转 序段 G258 RPL=? ;在当前平面中旋转G17到G19 G331 不带补偿夹具切削内螺纹 G158 可编程的偏置 徐州师范大学工学院 何成文

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G259 G25 G26 G17* G18 G19 G40 G41 附加可编程的旋转 主轴转速下限 主轴转速上限 X/Y平面 Z/X平面 Y/Z平面 刀尖半径补偿方式的取消 调用刀尖半径补偿, 刀具在轮廓左侧移动 调用刀尖半径补偿, 刀具在轮廓右侧移动 取消可设定零点偏置 第一可设定零点偏置 第二可设定零点偏置 第三可设定零点偏置 第四可设定零点偏置 按程序段方式取消可设定零点偏置 准确定位 连续路径方式 准确定位,单程序段有效 在G60,G9方式下准确定位,精 在G60,G9方式下准确定位,粗 英制尺寸 公制尺寸 绝对尺寸 增量尺寸 进给率F,单位毫米/分 主轴进给率F,单位毫米/转 在圆弧段进给补偿“开” 进给补偿“关” 圆弧过渡 等距线的交点 6: 平面选择 模态有效 7: 刀尖半径补偿模态有效 G259 RPL=? ;在当前平面中旋转G17到G19 G25S? ;自身程序段 G26S? ;自身程序段 G17?所在平面的垂直轴为刀具长度补偿轴 G42 G500 G54 G55 G56 G57 G53 G60* G64 G9 G601 G602 G70 G71* G90* G91 G94* G95 G901 G900 G450 G451 8: 可设定零点偏置模态有效 9: 取消可设定零点偏置段方式有效 10:定位性能模态有效 11:程序段方式准停段方式有效 12:准停窗口模态有效 13:英制/公制尺寸模态有效 14:绝对尺寸/增量尺寸模态有效 15:进给/主轴模态有效 18:刀尖半径补偿时拐角特性模态有效 带* 的功能在程序启动时生效(如果没有编程新的内容,指用于“铣削” 时的系统变量). ±0.001?99999I 插补参数 .999螺纹: 0.001?20000.000 J 插补参数 ±0.001?99999.999螺纹: X轴尺寸,在G2和G3中为圆心坐标:在G33,G331,G332中则表示螺距大 Y轴尺寸,在G2和G3中为圆心坐标:在G33,G331,G332中则表参见G2,G3,G33,G331和G332 参见G2,G3,G33,G331和G332 徐州师范大学工学院 何成文

数控加工技术讲稿 第二章数控加工的程序编制 0.001?20000.000 ±0.001?99999K 插补参数 .999螺纹: 0.001?20000.000 子程序名及子程序调用 7位十进制整数, 无符号 Z轴尺寸,在G2和G3中为圆心坐标:在G33,G331,G332中则表示螺距大 可以选择L1?L9999999; 子程序调用需要一个独立的程序段。注意:L0001不等于L1 用于进行开关操作,如“打开” 冷M 辅助功能 0?99整数,无符号 却液,一个程序段中最多有5个M功能 M0 程序停止 用M0停止程序的执行:按“启动”键加工继续执行。 与M0一样,但仅在“条件停(M1)M1 程序有条件停止 有效” 功能被软键或接口信号触发后才生效。 M2 M3 M4 M5 程序结束 主轴顺时针旋转 主轴逆时针旋转 主轴停 在程序的最后一段被写入 在机床数据有效时用M6更换刀M6 更换刀具 具,其它情况下直接用T指令进行。 N 副程序段 0?9999 9999与程序段段号一起标识程段,N比如:N20 M... L? ;自身程序段 示螺距大 参见G2,G3,G33,G331和G332 L 整数, 无符号 位于程序段开始 指明主程序段,用字符“:” 取: 主程序段 0?9999 9999代副程序段的地址符“N”。主程整数, 无符号 序段中必须包含其加工所需的全部指令 比如:20 P 子程序调用次数 1?9999整数, 在同一程序段中多次调用子程序无符号 ±0.0000001?9999 9999(8比如:N10 L871 P3;调用三次 比如:L781 P? ;自身程序段 R0到R249 计算参数 位)或带指数±(10-300?10+300) R0到R99可以自由使用,R100到R249作为加工循环中传送参数 RET 子程序结束 主轴转速,在G4 0.001?99 999.999 代替M2使用,保证路径连续运行 RET;自身程序段 主轴转速单位是转/分,在G4中作为暂停时间 S 中表示暂停时间 S? 徐州师范大学工学院 何成文

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T 刀具号 1?32000整数,无符号 ±0.001?99999.999 ±0.001?99999.999 ±0.001?99999.999 0.00001?359.99999 0.001?99999.999 0.001?99999.999 ±0.001?99999.999 ±0.001?99999.999 ±0.001?99999.999 可以用T指令直接更换刀具,可由M6进行。这可由机床数据设定 位移信息 T? X 坐标轴 X? Y 坐标轴 位移信息 Y? Z 坐标轴 位移信息 单位是度,用于在G2/G3中确定圆弧大小 在两个轮廓之间插入给定长度的倒角 大于半圆的圆弧带负号“-” 在G2/G3中确定圆弧 X轴尺寸,用于中间点圆弧插补G5 Y轴尺寸,用于中间点圆弧插补G5 Z轴尺寸,用于中间点圆弧插补G5 调用加工循环时要求一个独立的Z? AR 圆弧插补张角 参见G2/G3 N10 X?Y?CHF=N11 CHF 倒角,一般使用 X?Y? N10 X?Y?CHR=N11 CR 圆弧插补半径 X?Y? 参见G5 IX 中间点坐标 JY 中间点坐标 参见G5 KZ 中间点坐标 参见G5 LCYC... 加工循环 仅为给定值 程序段;事先给定的参数必须赋值(参见章节“循环”) R101:退回平面(绝对) R102:安全距离 N10R101=? R102=? ?. N20 LCYC82 钻削,端面锪孔 R103:参考平面(绝对) R104:最后钻深(绝对) R105:在此钻削深度停留时间 R101:退回平面(绝对) R102:安全距离 R103:参考平面(绝对) R104:最后钻深(绝对) R105:在此钻削深度停留时间R107:钻削进给率 LCYC82 ; 自身程序段 N10 R102=R101=???.N20 LCYC83 深孔钻削 R108:首钻进给率 R109:在起始点和排屑时停留时间 R110:首钻深度(绝对) R111:递减量 R127:加工方式: 断屑=0退刀排屑=1 LCYC83;自身程序段 LCYC840 带补偿夹具切削内螺纹 R101:退回平面(绝对) R102:安全距离 N10 R101=?R102=??.N2徐州师范大学工学院 何成文

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R103:参考平面(绝对) R104:最后钻深(绝对) R106:螺纹导程值 R126:攻丝时主轴旋转方向 R101:退回平面(绝对) R102:安全距离 R103:参考平面(绝对) LCYC84 不带补偿夹具切削内螺纹 R104:最后钻深(绝对) R105:在螺纹终点处的停留时间R106:螺纹导程值 R112:攻丝速度 R113:退刀速度 R101:退回平面(绝对) R102:安全距离 R103:参考平面(绝对) LCYC85 镗孔1 R104:最后钻深(绝对) R105:在此钻削深度处的停留时间 R107:钻削进给率 R108:退刀时进给率 R100:横向轴起始点 R101:纵向轴起始点 R105:加工方式(1?.8) R106:精加工余量 LCYC93 切槽 (凹槽循环) R107:切削宽度 R108:进刀深度 R114:切槽宽度 R116:螺纹啮合角 R117:槽口倒角 R118:槽低倒角 R119:槽低停留时间 R105:加工方式(1?.12) 切削加工 LCYC95 (毛坯切削循环) R106:精加工余量 R108:进刀深度 R109:粗切削时进刀角度 R110:粗切削时退刀量 R111:粗切削时进给率 R112:精切削时进给率 R100:起始处螺纹直径 车螺纹 LCYC97 (螺纹切削循环) R101:纵向坐标螺纹起始点 R102:终点处螺纹直径 R103:纵向坐标螺纹终点 R104:螺距 R105:加工方式(1和2) 徐州师范大学工学院 何成文

N10 R100=?R101=??. N20 LCYC93 ;自身程序段 N10 R105=?R106? N20 LCY95 : 自身程序段 N10 R101=?R102=??. N20 LCYC93 ;自身程序段 N10 R101=?R102=??.N20 LCYC85;自身程序段 N10 R101=?0 LCYC840 ;自身程序段 R102=??. N20 LCYC84;自身程序段 数控加工技术讲稿 第二章数控加工的程序编制

R106:精加工余量 R109:导入空刀量 R110:退出空刀量 R111:螺纹深度 R112:起始点偏移量 R113:粗切刀数 R114:螺纹线数 GOTOB 向后跳转指令 与跳转标志符一起,表示跳转到比如:N20 GOTOB MARKE 所标志的程序段,跳转方向向前 1 与跳转标志符一起,表示跳转到比如:N20 GOTOF MARKE 2 N10 X?Y?RND=? N11 X?Y? 参见G258,G259 GOTOF 向前跳转指令 所标志的程序段,跳转方向向后 RND 圆角 在G258和G259时的旋转角 G33中螺纹加工切入点 主轴定位 0.010?99 9.999 +/-0.00001?359.9999 0.001?359.999 0.0000?359.9999 在两个轮廓之间以给定的半径插入过渡圆弧 单位为度,表示在当前平面G17到G19中可编程旋转的角度 G33中螺纹切入角度偏移量 单位是度,主轴在给定位置停止(主轴必须作相应的设计) 特殊功能,只有在STOPRE之前的RPL SF SPOS=?. SPOS STOPRE 停止解码 程序段结束以后才译码下一个程序段。 表3.2-2 STOPRE

3.2.2代码解释 G00 快速线性移动

1. 功能

轴快速移动G0用于快速定位刀具,没有对工件进行加工。可以在几个轴上同时执行快速移动,由此产生一线性轨迹。

机床数据中规定每个坐标轴快速移动速度的最大值,一个坐标轴运行时就以此速度快速移动。如果快速移动同时在两个轴上执行,则移动速度为两个轴可能的最大速度。

用G0快速移动时在地址F下编程的进给率无效。

图2.3-1

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数控加工技术讲稿 第二章数控加工的程序编制

G0一直有效,直到被G功能组中其它的指令(G1,G2,G3,?) 取代为止。 2. 编程举例

N10 G0 X100 Z65 ;直角坐标系。 ?

N50 G0 RP=16.78 AP=45 ;极坐标系。 3.说明

G功能组中还有其它的G指令用于定位功能(参见“准确定位/连续路径方式:G60,G64” )。在用G60准确定位时,可以在窗口下选择不同的精度。

另外,用于准确定位还有一个单程序段方式有效的指令:G9。 在进行准确定位时请注意对几种方式的选择。

G01 带进给率的线性插补

1. 功能

刀具以直线从起始点移动到目标位置,按地址F下编程的进给速度运行。

所有的坐标轴可以同时运行。

G1一直有效,直到被G功能组中其它的指令(G0,G2,G3,?) 取代为止。

图2.3-2

2. 编程举例

N05 G0 G90 X40 Z200 S500 M3 ;刀具快速移动到P1,3个轴方向同时移动,主轴转速= 500转/分, 顺时针旋转。

N10 G1 Z-12 F100 ;进刀到Z-12,进给率100毫米/分。 N15 X20 Z105 ;刀具以直线运行到P2。 N20 Z80 ;快速移动空运行。

N25 G0 Z100 ;快速移动空运行。 N30 M2 ;程序结束。

G02/G03 圆弧插补

1. 功能

刀具以圆弧轨迹从起始点移动到终点,方向由G指令确定: G2---顺时针方向 G3---逆时针方向

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图2.3-3

G2和G3一直有效,直到被G功能组中其它的指令(G0,G1,?)取代为止。

说明:

其它的圆弧编程方法有: CT –圆弧用切线连接

CIP –通过中间点的圆弧 2. 编程

G2/G3 X?Y..I?J? ;圆心和终点 G2/G3 CR=?X?Y? ;半径和终点

G2/G3 AR=?I?J? ;张角和圆心 G2/G3 AR=?X?J? ;张角和终点 G2/G3 AP=?RP=? ;极坐标和极点圆弧

说明:

其它的圆弧编程方法有: CT –圆弧用切线连接 CIT –通过中间点的圆弧 3. 编程举例

圆心坐标和终点坐标:

N5 G90 Z30 X40 ;用于N10的圆弧起始点 N10 G2 Z50 X40 K10 I-7 ;终点和圆心 终点和半径尺寸:

N5 G90 Z30 X40 ;用于N10的圆弧起始点 N10 G2 Z50 X40 CR=12.207 ;终点和半径

说明:

CR数值前带负号“-” 表明所选插补圆弧段大于半圆。 终点和张角尺寸举例:

N5 G90 Z30 X40 ;用于N10的圆弧起始点 N10 G2 Z50 X40 AR=105 ;终点和张角 圆心和张角尺寸:

N5 G90 Z30 X40 ;用于N10的圆弧起始点 N10 G2 K10 I-7 AR=105 ;圆心和张角

G05 通过中间点进行圆弧插补

1. 功能

刀如果不知道圆弧的圆心、半径或张角,但已知圆弧轮廓上三个点的坐标,则可以使用G5功能。 通过起始点和终点之间的中间点位置确定圆弧的方向。

G5一直有效,直到被G功能组中其它的指令(G0,G1,G2,?)取代为止。

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说明:可设定的位置数据输入G90或G91指令对终点和中间点有效。

图2.3-4

2. 编程举例

N5 G90 X30 Y40 ;用于N10的圆弧起始点

N10 G5 X50 Y40 IX=40 JY=45 ;终点和中间点

G33 恒螺距螺纹切削

1. 功能

用G33功能可以加工下述各种类型的恒螺距螺纹: 圆柱螺纹 圆锥螺纹

外螺纹/内螺纹 单螺纹和多重螺纹 多段连续螺纹

前提条件:主轴上有位移测量系统。

G33一直有效,直到被G功能组中其它的指令(G0,G1,G2,G3,?)取代为止。

图2.3-5

2. 右旋螺纹或左旋螺纹

右旋和左旋螺纹由主轴旋转方向M3和M4确定。 注释:螺纹长度中要考虑导入空刀量和退出空刀量。

在具有2个坐标轴尺寸的圆锥螺纹加工中,螺距地址I或K下必须设置较大位移(较大螺纹长度)的螺纹尺寸,另一个较小的螺距尺寸不用给出。 3. 起始点偏移SF=

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在加工螺纹中切削位置偏移以后以及在加工多头螺纹时均要求起始点偏移一位置。G33螺纹加工中,在地址SF下编程起始点偏移量(绝对位置)。

如果没有编程起始点偏移量,则设定数据中的值有效。

注意:编程的SF值也始终登记到设定数据中。

4. 编程举例

圆柱双头螺纹,起始点偏移180度,螺纹长度(包括导入空刀量和退出空刀量)100毫米,螺距4毫米/转。右旋螺纹,圆柱已经预制:

N10 G54 G0 G90 X50 Z0 S500 M3 ;回起始点,主轴右转

N20 G33 Z-100 K4 SF=0 ;螺距:4毫米/转 N30 G0 X54 N40 Z0 N50 X50

N60 G33 Z-100 K4 SF=180 ;第二条螺纹线,180度偏移 N70 G0 X54?

G75 返回固定点

1. 功能

用G75可以返回到机床中某个固定点, 比如换刀点。固定点位置固定地存储在机床数据中,它不会产生偏移。

每个轴的返回速度就是其快速移动速度。

G75需要一独立程序段,并按程序段方式有效。

在G75之后的程序段中原先“插补方式” 组中的G指令(G0,G1,G2, ?)将再次生效。 2. 编程举例

N10 G75 X0 Z0

注释:程序段中X和Z下编程的数值(这里为0)不识别。

G74 回参考点

1. 功能

用G74指令实现NC程序中回参考点功能, 每个轴的方向和速度存储在机床数据中。 G74需要一独立程序段,并按程序段方式有效。

在G74之后的程序段中原先“插补方式” 组中的G指令(G0,G1,G2, ?)将再次生效。 2. 编程举例

N10 G74 X0 Z0

注释:程序段中X和Z下编程的数值(这里为0)不识别。

G9,G60,G64 准确定位/连续路径加工

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1. 功能

针对程序段转换时不同的性能要求,802S提供一组G功能用于进行最佳匹配的选择。比如。有时要求坐标轴快速定位; 有时要求按轮廓编程对几个程序段进行连续路径加工。 2. 编程

G60 ;准确定位--模态有效 G64 ;连续路径加工

G9 ;准确定位--单程序段有效 G601 ;精准确定位窗口

G602 ;粗准确定位窗口 3.准确定位G60,G9

G60或G9功能生效时,当到达定位精度后,移动轴的进给速度减小到零。

如果一个程序段的轴位移结束并开始执行下一个程序段,则可以设定下一个模态有效的G功能: * G601 精准确定位窗口

当所有的坐标轴都到达“精准确定位窗口” (机床数据中设定值) 后,开始进行程序段转换。 * G602 粗准确定位窗口

当所有的坐标轴都到达“粗准确定位窗口” (机床数据中设定值)后,开始进行程序段转换。 在执行多次定位过程时,“准确定位窗口” 如何选择将对加工运行总时间影响很大。精确调整需要较多时间。 4.编程举例

N5 G602 ;粗准确定位窗口

N10 G0 G60 X? ;准确定位,模态方式 N20 X?;G60继续有效

?

N50 G1 G601 ? ;精准确定位窗口 N80 G64 X? ;转换到连续路径方式 ?

N100 G0 G9 X? ;准确定位,单程序段有效 N111? ;仍为连续路径方式 ?

注释:指令G9仅对自身程序段有效,而G60 准确定位一直有效,直到被G64取代为止。

5.连续路径加工 G64

连续路径加工方式的目的就是在一个程序段到下一个程序段转 G64 换过程中避免进给停顿,并使其尽可能以相同的轨迹速度(切线过渡)转换到下一个程序段,并以可预见的速度过渡执行下一个程序段的功能。 在有拐角的轨迹过渡时(非切线过渡)有时必须降低速度,从而保证程序段转换时不发生突然变化,或者加速度的改变受到限制(如果SOFT有效) 6.编程举例

N10 G64 G1 X? F? ;连续路径加工

N20 Z.. ;继续

?

N180 G60? ;转换到准确定位

G4 暂停

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1. 功能

通过在两个程序段之间插入一个G4程序段,可以使加工中断给定的时间,比如自由切削。 G4程序段(含地址F或S)只对自身程序段有效,并暂停所给定的时间。在此之前程编的进给量F和主轴转速S保持存储状态。 2. 编程

G4 F? ;暂停时间(秒) G4 S? ;暂停主轴转数 3. 编程举例

N5 G1 F200 Z-50 S300 M3 ;进给率F,主轴转数S N10 G4 F2.5 ;暂停2.5秒 N20 Z70

N30 G4 S30 ;主轴暂停30转,相当于在S=300转/分钟 和转速修调100%时暂停t=0.1分钟

N40 X? ;进给率和主轴转速继续有效

注释:G4 S?只有在受控主轴情况下才有效(当转速给定值同样通过S?编程时)。

F 进给率

1. 功能

进给率F是刀具轨迹速度,它是所有移动坐标轴速度的矢量和。坐标轴速度是刀具轨迹速度在坐标轴上的分量。 进给率F在G1,G2,G3,G5插补方式中生效,并且一直有效,直到被一个新的地址F取代为止。 2. 编程

F?

注释:在取整数值方式下可以取消小数点后面的数据,如F300。 进给率F的单位由G功能确定: G94和G95

* G94 直线进给率毫米/分钟

* G95 旋转进给率毫米/转(只有主轴旋转才有意义!) 3. 编程举例

N10 G94 F310 ;进给量毫米/分钟

N110 S200 M3 ;主轴旋转

N120 G95 F15.5 ;进给量毫米/转

注释:G94和G95更换时要求写入一个新的地址F。

S 主轴转速S,旋转方向

1. 功能

当机床具有受控主轴时,主轴的转速可以编程在地址S下,单位转/分钟。旋转方向和主轴运动起始点和终点通过M指令规定(参见章节“辅助功能M” )。

M3 主轴右转 M4 主轴左转 M5 主轴停

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注释:在S值取整情况下可以去除小数点后面的数据,比如S270。

说明:如果在程序段中不仅有M3或M4指令,而且还写有坐标轴运行指令,则M指令在坐标轴

运行之前生效。

只有在主轴启动之后,坐标轴才开始运行。

2. 编程举例

N10 G1 X70 Z20 F300 S270 M3 ;在X、Z轴运行之前,主轴以270 转/分启动,方向顺时针

?

N80 S450 ? ;改变转速

?

N170 G0 Z180 M5 ;Z轴运行,主轴停止

G25,G26 主轴转速极限

1. 功能

通过在程序中写入G25或G26指令和地址S下的转速,可以限制特定情况下主轴的极限值范围。与此同时原来设定数据中的数据被覆盖。

G25或G26指令均要求一独立的程序段。原先编程的转速S保持存储状态。 2. 编程

G25 S? ;主轴转速下限

G26 S? ;主轴转速上限

说明:主轴转速的最高极限值在机床数据中设定。通过面板操作可以激活用于其它极限情况的设定参数。

3. 编程举例

N10 G25 S12 ;主轴转速下限:12转/分钟

N20 G26 S700 ;主轴转速上限:700转/分钟

SPOS 主轴定位

1. 功能

前提条件:主轴必须设计成可以进行位置控制运行。

利用功能SPOS可以把主轴定位到一个确定的转角位置,然后主轴通过位置控制保持在这一位置。

定位运行速度在机床数据中规定。

从主轴旋转状态(顺时针旋转/逆时针旋转) 进行定位时定位运行方向保持不变;从静止状态进行定位时定位运行按最短位移进行, 方向从起始点位置到终点位置。

例外的情况是:主轴首次运行,也就是说测量系统还没有进行同步。此种情况下在机床数据中规定定位运行方向。

主轴定位运行可以与同一程序段中的坐标轴运行同时发生。当两种运行都结束以后,此程序段才结束。 2. 编程

SPOS=? ;绝对位置:0?<360度 3. 编程举例

N10 SPOS=14.3 ;主轴位置14.3度 ?

N80 G0 X89 Z300 SPOS=25.6 ;主轴定位与坐标轴运行同时进行。

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所有运行都结束以后,程序段才结束。

N81 X200 Z300 ;N80中主轴位置到达以后开始执行N81 程序段。

T 刀具

1. 功能

编程T指令可以选择刀具。在此,是用T指令直接更换刀具还是仅仅进行刀具的预选,这必须要在机床数据中确定:

? 用T指令直接更换刀具(刀具调用),或者

? 仅用T指令预选刀具,另外还要用M6指令才可进行刀具的更换(也可参见章节8.7 “辅助功能M”)

注意: 在选用一个刀具后,程序运行结束以及系统关机/开机对此均没有影响,该刀具一直保持

有效。

如果手动更换一刀具,则更换情况必须要输入到系统中, 从而使系统可以正确地识别该刀具。比如,您可以在MDA方式下启动一个带新的T指令的程序段。 2. 编程

T? ;刀具号:1?32000,T0.没有刀具

提示: 系统中最多可以同时存储30把刀具。

3. 编程举例

不用M6更换刀具: N10 T1 ;刀具1 ?

N70 T588 ;刀具588 ;用M6更换刀具: N10 T14? ;预选刀具14 ?

N15 M6 ;执行刀具更换,刀具T14有效

D 刀具补偿号

1. 功能

一个刀具可以匹配从1到9几个不同补偿的数据组(用于多个切削刃)。另外可以用D及其对应的序号编程一个专门的切削刃。

如果没有编写D指令,则D1自动生效。 如果编程D0,则刀具补偿值无效。

提示:系统中最多可以同时存储64个刀具补偿数组(D号)。 2. 编程

D? ;刀具刀补号:1?9,

D0:没有补偿值有效!

说明:刀具调用后,刀具长度补偿立即生效;如果没有编程D号,则D1值自动生效。先编程的长度补偿先执行,对应的坐标轴也先运行。注意有效平面G17到G19!

刀具半径补偿必须与G41/G42一起执行. 3. 编程举例

不用M6指令更换刀具(仅用T指令):

N5 G17 ;确定用于补偿的坐标轴平面

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N10 T1 ;刀具1D1值生效

N11 G0 Z? ;在G17中Z轴是长度补偿轴,在此对不同长度补偿的差值进行覆盖 N50 T4 D2 ;更换成刀具4,对应于T4中D2值生效 ?

N70 G0 Z? D1;刀具4D1值生效,在此仅更换切削刃用M6指令更换刀具: N5 G17 ;确定用于补偿的坐标轴平面 N10 T1 ;刀具预选 ?

N15 M6 ;刀具更换,刀具1 D1值生效

N16 G0 Z? ;在G17中Z轴是长度补偿轴,在此对不同长度补偿的差值进行覆盖 ?

N20 G0 Z? D2;刀具1 D2值生效,在G17中Z轴是长度补偿轴, 长度补偿D1->D2之间的差值在此进行覆盖 N50 T4 ;刀具预选T4,

注意:刀具T1 D2值仍然有效! ?

N55 D3 M6 ;刀具更换,刀具T4 D3值有效

G41,G42 刀尖半径补偿

1. 功能

系统在所选择的平面G17到G19中以刀具半径补偿的方式进行加工。

刀具必须有相应的刀补号才能有效。刀尖半径补偿通过G41/G42生效。控制器自动计算出当前刀具运行所产生的、与编程轮廓等距离的刀具轨迹。

图2.3-6

2. 编程

G41 X? Y? ;在工件轮廓左边刀补 G42 X? Y? ;在工件轮廓右边刀补

刀具以直线回轮廓,并在轮廓起始点处与轨迹切向垂直。 正确选择起始点,可以保证刀具运行不发生碰撞。

在通常情况下,在G41/G42程序段之后紧接着工件轮廓的第一个程序段。 注释:只有在线性插补时(G0,G1)才可以进行G41/G42的选择。

编程两个坐标轴(比如G17中:X,Y)。如果你只给出一个坐标轴的尺寸,则第二个坐标轴自动地

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以最后编程的尺寸赋值。 3. 编程举例

N10 T?

N20 G17 D2 F300 ;第二个刀补号,进给率300毫米/分 N25 X? Y? ;P0-起始点

N30 G1 G42 X? Y? ;选择工件轮廓右边补偿,P1

N30 X? Y? ;起始轮廓,圆弧或直线

在选择了刀具半径补偿之后也可以执行刀具移动或者M指令: ?

N20 G1 G41 X? Y? ;选择轮廓左边刀补 N21 Z? ;进刀

N22 X? Y? ;起始轮廓,圆弧或直线 ?

G40 取消刀尖半径补偿

1. 功能

用G40取消刀尖半径补偿,此状态也是编程开始时所处的状态。

G40指令之前的程序段刀具以正常方式结束(结束时补偿矢量垂直于轨迹终点处切线); 与起始角无关。

在运行G40程序段之后,刀具中心到达编程终点。

在选择G40程序段编程终点时要始终确保刀具运行不会发生碰撞。 2. 编程

G40 X? Y? ;取消刀尖半径补偿

注释:只有在线性插补(G0,G1)情况下才可以取消补偿运行。

编程平面的两个坐标轴(比如G17中:X,Y)。如果你只给出一个坐标轴的尺寸,则第二个坐标轴自动地以在此之前最后编程的尺寸赋值。 3. 编程举例

N100 X? Y? ;最后程序段轮廓,圆弧或直线,P1 N110 G40 G1 X?Y? ;取消刀尖半径补偿,P2

3.3固定循环

循环是指用于特定加工过程的工艺子程序,比如用于钻削、坯料切削或螺纹切削等,只要改变参数就可以使这些循环应用于各种具体加工过程。

系统中装有车削和铣削所用到的几个标准循环。

标准循环概述

1. 循环概况

LCYC82 钻削,沉孔加工 LCYC83 深孔钻削

LCYC840 带补偿夹具的螺纹切削 LCYC84 不带补偿夹具的螺纹切削

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LCYC85 镗孔

2.参数使用

循环中所使用的参数为R100?R149。

调用一个循环之前该循环中的传递参数必须已经赋值,不需要的参数置为零。 循环结束以后传递参数的值保持不变。

3. 计算参数

循环使用R250至R299作为内部计算参数,在调用循环时清零。

4. 调用/返回条件

编程循环时不考虑具体的坐标轴。在调用循环之前,必须在调用程序中回钻削位置。如果在钻削循环中没有用于设定进给率、主轴转速和方向的参数,则必须在零件程序中编程这些值。

循环结束以后G0 G90 G40一直有效。

5. 循环重新编译

当参数组在调用循环之前并且紧挨着循环调用语句时,才可以进行循环的重新编译。这些参数不可以被NC指令或者注释语句隔开。

6. 平面定义

钻削循环和铣削循环的前提条件就是首先选择平面G17、G18或G19,激活编程的坐标转换(零点偏置,旋转)从而定义目前加工的实际坐标系。钻削轴始终为系统的第三坐标轴。

在调用循环之前,平面中必须已经有一个具有补偿值的刀具生效,在循环结束之后该刀具保持有效。

LCYC82 钻削,沉孔加工

1. 功能

刀具以编程的主轴速度和进给速度钻孔,直至到达给定的最终钻削深度。在到达最终钻削深度时可以编程一个停留时间。退刀时以快速移动速度进行。 2. 调用 LCYC82 3. 前提条件

必须在调用程序中规定主轴速度值和方向以及钻削轴进给率。 在调用循环之前必须在调用程序中回钻孔位置。 在调用循环之前必须选择带补偿值的相应的刀具。 4. 参数说明

参数 含义,数值范围 R101 R102 R103 R104 R105 退回平面(绝对平面) 安全距离 参考平面(绝对平面) 最后钻深(绝对值) 在此钻削深度停留时间 表2.3-1

说明:

R101 退回平面确定了循环结束之后钻削轴的位置。

R102 安全距离只对参考平面而言,由于有安全距离,参考平面被提前了一个距离。 循环可以自动确定安全距离的方向。

R103 参数R103所确定的参考平面就是图纸中所标明的钻削起始点。

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R104 此参数确定钻削深度,它取决于工件零点。 R105 参数R105之下编程此深度处(断屑)的停留时间(秒)。 5. 时序过程

循环开始之前的位置是调用程序中最后所回的钻削位置。

循环的时序过程:

1. 用G0回到被提前了一个安全距离量的参考平面处。

2. 按照调用程序中编程的进给率以G1进行钻削,直至最终钻削深度。 3. 执行此深度停留时间。

4. 以G0退刀,回到退回平面。 6. 编程举例

使用LCYC82循环,程序在XY平面X24Y15位置加工深度为27毫米的孔,在孔底停留时间2秒,钻孔坐标轴方向安全距离为4毫米。循环结束后刀具处于X24Y15Z110。

N10 G0 G17 G90 F500 T2 D1 S500 M4 ;规定一些参数值 N20 X24 Y15 ;回到钻孔位

N30 R101=110 R102=4 R103=102 R104=75 ;设定参数 N35 R105=2 ;设定参数 N40 LCYC82 ;调用循环 N50 M2 ;程序结束

LCYC83 深孔钻削

1. 功能

深孔钻削循环加工中心孔,通过分步钻入达到最后的钻深,钻深的最大值事先规定。

钻削既可以在每步到钻深后,退出钻头到其参考平面达到排屑目的,也可以每次上提1毫米以便断屑。 2. 调用 LCYC83 3. 前提条件

必须在调用程序中规定主轴速度和方向。

在调用循环之前钻头必须已经处于钻削开始位置。 在调用循环之前必须选取钻头的刀具补偿值。 4. 参数说明

图2.3-7

参数 含义,数值范围 R101 R102 R103 R104 R105 退回平面(绝对平面) 安全距离,无符号 参考平面(绝对平面) 最后钻深(绝对值) 在此钻削深度停留时间(断屑) 徐州师范大学工学院 何成文

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R107 R108 R109 R110 R111 R127 钻削进给率 首钻进给率 在起始点和排屑时停留时间 首钻深度(绝对) 递减量,无符号 加工方式: 断屑=0 排屑=1 表2.3-2

说明:

R101 退回平面确定了循环结束之后钻削加工轴的位置。

循环以位于参考平面之前的退回平面为出发点,因此从退回平面到钻深的距离也较大。 R102 安全距离只对参考平面而言,由于有安全距离,参考平面被提前了一个安全距离量。 循环可以自动确定安全距离的方向。

R103 参数R103所确定的参考平面就是图纸中所标明的钻削起始点。 R104 最后钻深以绝对值编程,与循环调用之前的状态G90或G91无关。 R105 参数R105之下编程此深度处的停留时间(秒)。

R107,R108 通过这两个参数编程了第一次钻深及其后钻削的进给率。 R109 参数R109之下可以编程几秒钟的起始点停留时间。

只有在“排屑” 方式下才执行在起始点处的停留时间。 R110 参数R110确定第一次钻削行程的深度。

R111 递减量参数R111下确定递减量的大小,从而保证以后的钻削量小于当前的钻削量。 用于第二次钻削的量如果大于所编程的递减量,则第二次钻削量应等于第一次钻削量减去递减量。否则,第二次钻削量就等于递减量。

当最后的剩余量大于两倍的递减量时,则在此之前的最后钻削量应等于递减量,所剩下的最后剩余量平分为最终两次钻削行程。

如果第一次钻削量的值与总的钻削深度量相矛盾,则显示报警号 61107 “第一次钻深错误定义”

从而不执行循环。

R127

值0: 钻头在到达每次钻削深度后上提1毫米空转,用于断屑。 值1: 每次钻深后钻头返回到安全距离之前的参考平面,以便排屑。 5. 时序过程

循环开始之前的位置是调用程序中最后所回的钻削位置: 循环的时序过程:

1. 用G0回到被提前了一个安全距离量的参考平面处。

2. 用G1执行第一次钻深,钻深进给率是调用循环之前所编程的进给率。执行钻深停留时间(参数R105)

在断屑时:

用G1按调用程序中所编程的进给率从当前钻深上提1毫米,以便断屑 在排屑时:

用G0返回到安全距离量之前的参考平面,以便排屑,执行起始点停留时间(参数R109),然后用G0返回上次钻深,但留出一个前置量(此量的大小由循环内部计算所得)。

3. 用G1按所编程的进给率执行下一次钻深切削,该过程一直进行下去,直至到达最终钻削深度。

4. 用G0返回到退回平面。

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/bj45.html

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