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编写基本移动指令程序

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:指令格式为图1-13 G00移动轨迹2)非直线型定位。指令格式为G01为模态指令。提示:1)G01指令格式中可根据加工要求实现3轴同动或2轴同动或单轴移动。其指令格式为X-Y平面上的圆弧图1-14 G01加工举例应用举例:以图1-14为例,假设刀具由程序原点向上铣削轮廓外形直至A点。3)G01指令运动的开始阶段和接近终点的过程,各坐标轴都能自动进行加减速。

编写基本移动指令程序

1.快速定位指令(G00)

G00指令是使刀具(用绝对指令或相对指令)快速移到系统指定的加工位置。

指令格式为978-7-111-48373-1-Chapter01-23.jpg

G00为模态指令(即持续有效指令)。在绝对值编程方式下,xyz代表刀具的运动终点坐标为(xyz);在增量值编程方式下,则代表了X、Y、Z轴分别运动xyz距离,程序中G00也可以用G0表示。

执行G00指令刀具的移动轨迹可以是直线型和非直线型两种,这取决于系统或机床参数的设置,如图1-13所示。

1)直线型定位。直线型定位的移动轨迹是连接起点和终点的直线。其中,移动距离最短的坐标轴按快进速度运动,其余的坐标轴按移动距离的大小相应减小,保证各坐标轴同时到达终点。

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图1-13 G00移动轨迹

2)非直线型定位。非直线型定位的移动轨迹是一条各坐标轴都快速运动而形成的折线。

应用举例:

如图1-14所示,刀具由A点快速定位至B点,用绝对值表示为

G90 G00 X55 Y20;

用增量值表示为

G91 G00 X35 Y-30;

提示:

1)G00指令格式中可根据要求实现3轴同动或2轴同动或单轴移动。

2)快速移动的速率可由机床操作面板上的“快速进给率”旋钮调整,并非由F功能指定。

2.直线插补(G01)

执行G01指令,结合绝对指令或相对指令,刀具按照规定的进给速度沿直线移动到终点。指令格式为

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G01为模态指令。与G00相同,在绝对式编程时,xyz代表刀具的运动终点坐标为(xyz);在增量式编程时,则代表X、Y、Z轴分别运动xyz距离,程序中G01亦可以用G1表示。F值为指定切削时的进给速率,单位为mm/min。

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图1-14 G01加工举例

应用举例:

以图1-14为例,假设刀具由程序原点向上铣削轮廓外形直至A点。

程序如下:

G90 G01 Y50 F100;

X20;

提示:

1)G01指令格式中可根据加工要求实现3轴同动或2轴同动或单轴移动。

2)F功能是持续有效指令(即在指定新的F值以前,该指令一直有效),故切削速率相同时,下一单节可省略。

3)G01指令运动的开始阶段和接近终点的过程,各坐标轴都能自动进行加减速。

3.圆弧插补(G02、G03)与加工平面选择(G17、G18、G19)

G02:顺时针方向(CW)圆弧切削。

G03:逆时针方向(CCW)圆弧切削。

工件上有圆弧轮廓皆以G02或G03切削,因铣床工件是立体的,故在不同平面上,其圆弧切削方向(G02或G03)如图1-15所示。其定义方式为:依右手笛卡儿坐标,视线朝向平面垂直轴的正方向往负方向看,顺时针为G02,逆时针为G03。其指令格式为

X-Y平面上的圆弧

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Z-X平面上的圆弧

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Y-Z平面上的圆弧

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其中:

xyz:终点坐标位置,可用绝对值(G90)或增量值(G91)表示。

r:圆弧半径。

ijk:从圆弧起点到圆心位置在X、Y、Z轴上的分矢量,X轴的分矢量用位址i表示,Y轴的分矢量用位址j表示,Z轴的分矢量用位址k表示。

提示:

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图1-15 圆弧切削方向与平面关系

a)X-Y平面(G17) b)Z-X平面(G18) c)Y-Z平面(G19)

R表示圆弧半径。是以起点、终点和圆弧半径来表示圆弧的,这样的方式在画圆弧时会有两段弧出现,如图1-16所示。为表示区别定义:R为正值时(即R),表示圆心角小于等于180°的圆弧(如图1-16中的α角所对应的圆弧);R为负值时(即R-),表示圆心角大于180°的圆弧(如图1-16中的β角所对应的圆弧)。

应用举例:

1)如图1-17所示,运用G01、G02、G03指令加工图中由A点到H点的轮廓,假设刀具由原点开始。

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图1-16 半径R的应用

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图1-17 G01、G02、G03应用举例

程序如下:

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提示:

1)在铣削一整圆(即α=360°)时,只能用I、J、K来表示,用半径R的方法无法执行。若用两个半圆相接,其整圆度误差会偏大。

2)一般数控铣床(加工中心)开机后,系统自动设定为G17(X-Y平面),故在X-Y平面上铣削圆弧,可省略G17指令。

3)当一行程序中同时出现I、J和R时,以R优先(即有效),I、J无效。

4)省略X、Y、Z终点坐标指令时,表示起点和终点为同一点,即切削整圆。

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图1-18 整圆加工举例

4.螺旋线插补(G02、G03)

在数控铣床(加工中心)上,利用G02、G03指令通过数控系统的3轴联动功能,在两个坐标轴的进行圆弧插补(G02、G03)的同时,增加与圆弧所在平面垂直轴的直线移动,即可以使刀具实现螺旋线插补。螺旋线插补指令与圆弧插补指令基本相同,其G17平面指令格式为

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应用举例:

如图1-19所示,用螺纹梳齿铣刀加工M60×2的内螺纹。

程序如下:

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图1-19 螺纹加工举例

5.程序暂停(G04)

G04暂停指令为单段有效指令,执行G04指令可以使程序进入暂停状态,机床进给运动暂停,其余工作状态(如:主轴等)保持不变。暂停时间可以通过编程进行控制。其指令格式为

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其中:

x:指令G04指定的暂停时间,时间单位可以是秒或毫秒。在部分系统中,暂停时间也可以由地址P或F等指定。

6.自动回参考点指令(G28)

此指令的功能使刀具以快速定位(G00)移动回到机械原点,其指令格式为

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其中:

xyz:指定的是在自动“回参考点”过程中,刀具需要经过的中间点坐标值。

执行本指令将进行两次定位:刀具首先快速向中间点(xyz)运动并进行定位,定位完成后,再从中间点快速向参考点运动并进行定位。

提示:

1)该指令通常用于自动换刀,它可以使机床到达“换刀点”。设置中间点的目的是防止机床在“回参考点”过程中可能产生的碰撞。

2)执行此指令时,原则上应取消刀具补偿和偏置。

应用举例:

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7.刀具补偿指令(G40、G41、G42、G43、G44、G49)

为了方便编程以及增加程序的通用性,数控机床编程时,一般都不考虑实际使用刀具的长度和半径,即程序中的轨迹(程编轨迹)都是针对刀具中心点运动进行编制的。因此,实际加工时必须通过刀具补偿指令,使数控机床根据实际使用的刀具尺寸自动调整各坐标轴的移动量,确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。数控机床的这种根据实际刀具尺寸自动改变坐标轴位置,使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能,称为刀具补偿功能。

(1)刀具半径补偿指令(G40、G41、G42)

刀具半径补偿功能用于铣刀半径的自动补偿。在数控铣床(加工中心)编程时都是按刀具中心轨迹进行编程的,但实际加工时,由于刀具半径的存在,机床必须根据不同的进给方向,使刀具中心沿编程的轮廓偏置一个半径,才能使实际加工轮廓和编程的轨迹相一致。这种根据刀具半径和编程轮廓,数控系统自动计算刀具中心点移动轨迹的功能,称为刀具半径补偿功能。

指令格式为(G17平面)

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其中:

G41:刀具半径左补偿。即顺着刀具运动方向看,刀具在工件左侧加工,如图1-20所示。

G42:刀具半径右补偿。即顺着刀具运动方向看,刀具在工件右侧加工,如图1-20所示。

G40:取消刀具半径补偿。

xy:加工轮廓段的终点坐标。

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图1-20 刀具半径补偿示图

d:刀具半径补偿值的寄存器号码,以3位数字表示:如D001,可简写成D1,表示刀具半径补偿值的寄存器号码(即补偿号),“形状(D)”中的数据为8,表示刀具半径值为8mm,如图1-21所示(该数据由操作者在加工前预先输入)。

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图1-21 刀具半径补偿号及半径值

应用举例:

如图1-22所示应用刀具半径自动补偿功能,编写出加工程序。已知刀具半径为8mm(刀具半径补偿值寄存器中的刀具半径值也为8mm,且寄存器号码为“01”号),刀具起点坐标为(-60,-60),图1-22中坐标原点即为编程原点。

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图1-22 刀具半径补偿举例

程序如下:

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提示:

1)刀具半径补偿(G41、G42)通常是建立在G01程序段中,一般不建立在G00程序段中(有些加工中心用G00、G01均可)。需在G00程序段中进行刀具半径补偿时,若系统设置了G00非直线型定位,应注意刀具移动过程中的轨迹。

2)刀具半径补偿取消(G40)可以建立在G00、G01程序段中。

3)为了使刀具半径补偿(G41、G42)能够顺利建立,必须结合一段刀具移动的程序指令,并且该指令的移动距离要大于刀具半径补偿值寄存器中所设定的刀具半径值。

4)为了使刀具半径补偿取消(G40)能够顺利执行,在取消时也必须结合一段刀具移动的程序指令,并且该指令的移动距离要大于刀具半径补偿值寄存器中所设定的刀具半径值。

5)刀具半径补偿(G41、G42)的建立和取消(G40)不能出现在G02、G03程序段中。

6)刀具半径补偿(G41、G42)应该在刀具进入工件之前就建立好;同理,刀具半径补偿取消(G40)应该在刀具走出工件之后才能执行。

7)在刀具半径补偿有效期间,一般不允许存在两段以上在非补偿平面内移动的程序段。因为系统在加工时的轨迹判断和生成是通过预先读入下一程序段的移动轨迹生成的。在非补偿平面内移动的程序段包括:

只有M、S、T、F代码的程序段,如M03 S800;

暂停程序段,如G04 X4;

改变补偿平面的程序段,如G01 Z-5;等等。

8)在刀具半径补偿生效期间,如果执行部分指令(如G92、G28、G29),刀具半径补偿将被暂时取消,具体情况可参见系统操作说明书。

9)如果刀具半径补偿值寄存器中的刀具半径值是负值,则加工时工件方位改变,即G41方位变成G42方位,G42方位变成G41方位。

10)在更换新的刀具前或要更改刀具半径补偿方向时,中间必须取消刀具补偿。目的是为了避免产生加工错误

11)补偿号的地址码D是模态值,指定后一直有效,只能由另一个D代码取代或者使用G40或D00取消(D00中的偏置量规定永远为零)。

12)更换刀具时,一般应取消原来的补偿量。

(2)刀具长度补偿(G43、G44、G49)

在数控铣床(加工中心)上,刀具长度补偿是用来补偿实际刀具长度的功能。当实际刀具长度和编程长度不一致时,通过该功能可以自动补偿长度差额,确保Z向的刀尖位置和编程位置一致。

实际刀具长度和编程时设置的刀具长度(通常将这一长度定为“0”)之差称为“刀具长度偏置值”。“刀具长度偏置值”可以通过操作面板输入数控系统的“刀具长度偏置值”存储器中,编程时根据不同的数控系统,可以在执行刀具长度补偿指令(G43、G44)前,通过指定“刀具长度偏置值”存储器号(H代码)加以选择。通过执行刀具长度补偿指令,系统可以自动将“刀具长度偏置值”存储器中的值与程序中要求的Z轴移动距离进行加/减处理,以保证Z向的刀尖位置和编程位置一致。

指令格式为(G17平面)

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其中:

G43:刀具长度正向补偿(相当于“+”)。

G44:刀具长度负向补偿(相当于“-”)。

G49:取消刀具长度补偿。

z:指令欲定位到Z轴的坐标位置。

h:刀具长度补偿值的寄存器号码,以3位数字表示。如H001,可简写为H1,表示刀具补偿值的寄存器号码(即补偿号)为“001”号,如图1-23所示。寄存器中的数据为“-50”,表示刀具长度补偿值为“-50mm”(该数据由操作者在加工前预先输入),如图1-23所示。当用G43(即“+”指令)时,该值的系统最终计算的结果为“+(-50)=-50”;当用G44(即“-”指令)时,该值的系统最终计算的结果为“-(-50)=50”。

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图1-23 刀具长度补偿号与补偿值

应用举例:

如图1-24所示的情况,假设编程时以1号刀作为基准刀具(刀具长度补偿值为“0”);当刀具碰到工件上表面时,机床的机械坐标数值显示为“-414.667”,如图1-25所示。将上述坐标数值输入工件坐标系(G54),如图1-26所示(画圈处)。输入2号刀的“刀具长度补偿值”H2=35mm;3号刀的“刀具长度补偿值”H3=-20mm,如图1-27所示(或2号刀的“刀具长度补偿值”H2=-35mm;3号刀的“刀具长度补偿值”H3=20mm)。

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图1-24 刀具对刀状态图

2号刀、3号刀在Z轴上的工件坐标系与基准刀具的关系为

G43(G00/G01)Z0H2;Z=-414.667mm+(35)mm=-379.667mm

G43(G00/G01)Z0H3;Z=-414.667mm+(-20)mm=-434.667mm

或者

G44(G00/G01)Z0H2;Z=-414.667mm-(-35)mm=-379.667mm

G44(G00/G01)Z0H3;Z=-414.667mm-(20)mm=-434.667mm

提示:

1)使用G43或G44指令进行刀具长度补偿时,指令中只能有Z轴的移动量(即G43、G44指令后面不能有X或Y坐标指令出现),若指令中有其他轴向的移动,则会出现报警。

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图1-25 机床坐标值显示

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图1-26 Z向对刀数值的输入

2)G43、G44指令在使用中没有特别规定,但必须保证刀具Z轴坐标的正确。

3)G43、G44为持续有效功能指令,如欲取消刀具长度补偿功能,则需以G49或H00指令来完成(G49为刀具长度补偿取消,H00表示补偿值为零)。

8.简化编程指令

编程时为了使程序简化,提高编程的效率,当在零件上出现形状相同、形状对称、形状成比例等加工内容时,可以使用一些特殊的编程指令,达到缩短程序长度,减少编程时间的目的。

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图1-27 刀具补偿值的输入

(1)子程序

当一个工件上有相同的加工内容时,可采用调子程序的方法进行编程,调用子程序的程序叫做主程序,被调用的程序叫做子程序。子程序就是加工图形的程序,只是程序结束代码为M99,表示子程序结束并返回到调用子程序的主程序中。其指令格式为

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其中:

p:调用的子程序号

1:调用次数(调用次数为1时可省略)。

子程序的用法如图1-28所示。

(2)极坐标编程(G15、G16)

在圆周分布孔加工(如法兰类零件)与圆周镗、铣加工时,图样尺寸通常都是以半径(直径)与角度的形式给出。对于此类零件,如果采用极坐标编程,直接利用极坐标半径与角度指定坐标位置,既可以减少编程时的计算量,又可以提高程序的可靠性。其指令为

G15; 撤销极坐标编程

G16; 极坐标编程生效

极坐标编程时,编程指令的格式、代表的意义与所选择的加工平面有关,加工平面的选择仍然利用G17、G18、G19等平面选择指令进行。加工平面选定后,其指令的第1个坐标轴地址是用来指令极坐标半径(即极径);第2个坐标轴地址是用来指令极坐标角度(即极角),极坐标的0°方向为第1个坐标轴的正方向(在部分系统中极坐标半径、极坐标角度亦可以采用特殊的地址)。

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图1-28 子程序的用法

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图1-29 极坐标编程

在极坐标编程时,通过G90、G91指令也可以改变尺寸的编程方式,选择G90时,半径、角度都以绝对尺寸的形式给定;选择G91时,半径、角度都以增量尺寸的形式给定。

应用举例:

加工如图1-29所示的圆周孔(钻孔指令将在固定循环部分介绍),已知起始角度为30°,其余5个孔每孔增量角度为48°,钻孔的深度为6mm,利用极坐标编程时,其程序如下:

程序一:

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(3)可编程镜像(G50.1、G51.1)

镜像加工亦称对称加工,它是数控镗铣床常见的加工之一。镜像加工功能要通过系统的镜像控制信号进行,当该信号生效时,需要镜像加工的坐标轴将自动改变坐标值的正、负符号,实现坐标轴对称图形的加工。当加工某些对称图形时,为了避免重复编制相类似的程序,缩短加工程序,可采用镜像加工功能。在一般情况下,镜像加工指令需要和子程序调用一起使用,镜像的指令格式如下(G17平面):

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其中:

G51.1:镜像设定。

G50.1:镜像取消。

xy:镜像坐标轴,如同在坐标轴位置上放一面镜子一样。

具体用法如下:

G51.1 X0:程序关于X坐标轴上的数值对称,其对称轴为X=0的直线,即Y轴。

G51.1 Y0:程序关于Y坐标轴上的数值对称,其对称轴为Y=0的直线,即X轴。

G51.1 X0 Y0:程序关于(0,0)对称(即关于原点对称),其对称轴为X、Y数值相同并经过坐标轴中心的一条斜线。

镜像取消的具体用法如下:

G50.1 X0:取消X=0的对称轴,即取消了以Y轴为对称轴的镜像(留下X轴镜像)。

G50.1 Y0:取消Y=0的对称轴,即取消了以X轴为对称轴的镜像(留下Y轴镜像)。

G50.1 X0 Y0:取消程序关于(0,0)对称(即取消关于原点对称)。

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图1-30 镜像举例

应用举例:

如图1-30所示的图形轮廓要求用镜像指令来编程加工。工件坐标系选用G54,图1-30中标注为“1”的图形为编程的原始图形,其完整加工程序如下:

完整程序如下:

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提示:

1)因数控铣床(加工中心)的Z轴一般都用来安装刀具,因此,Z轴一般都不能进行镜像(对称)加工。

2)镜像指令一旦被使用,如没有取消指令将持续有效,此时如果再使用镜像指令,将会产生叠加。

3)由于使用了镜像功能,刀具的行走方向会随之变化。如在加工第二象限内的轮廓时用的是左补偿(顺铣),而加工第一象限内的轮廓时则变成了右补偿(逆铣);加工第四象限内的轮廓时用的是左补偿(顺铣),加工第三象限内的轮廓时用的是右补偿(逆铣)。切削方向的变化,会使加工表面质量的产生变化,因此加工表面质量要求较高的零件时,要慎用镜像功能。

(4)比例缩放指令(G50、G51)

比例缩放功能主要用于模具加工,当比例缩放功能生效时,对应轴的坐标值与移动距离将按程序指令固定的比例系数进行放大(或缩小)。这样,就可以将编程的轮廓根据实际加工的需要进行放大和缩小。比例缩放功能的编程指令如下:(www.xing528.com)

格式一:各轴以相同的比例放大或缩小。

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其中:

xyz:比例缩放中心的绝对坐标值。

p:缩放比例。

格式二:各轴以不同比例放大或缩小。

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其中:

ijk:X、Y、Z各轴对应的缩放比例(缩放倍率不能使用小数点编程),如X轴放大2倍表示为i=2000。

G51:比例缩放功能生效。

G50:比例缩放功能撤销。

提示:

1)缩放不能用于刀具半径补偿值、刀具长度偏置值和刀具位置偏置值。

2)在下列固定循环中,Z轴运动不会缩放:深孔加工循环(G83、G73)的每次钻进量Q和回退量;精镗循环G76;反精镗循环G87中在X轴和Y轴上的让刀量Q。

3)圆弧插补的缩放:即使在圆弧插补中各轴使用不同的放大倍率,刀具也不会沿椭圆运动(即对圆弧插补的数据缩放后再执行圆弧插补)。

当用半径R指令的圆弧插补各轴使用不同的放大倍数时,将如图1-31所示。该例中,X轴的放大倍数为2,Y轴的放大倍数为1。

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图1-31 圆弧插补的缩放

G90 G00 X0 Y100;

G51 X0 Y0 Z0 I2000 J1000;

G02 X100 Y0 R100 F200;

上述指令等价于下列指令:

G90 G00 X0 Y100 Z0;

G02 X200 Y0 R200 F200; 半径R的放大倍数为I、J中较大的

(5)旋转指令(G68、G69)

某些围绕中心旋转得到的特殊轮廓,在数控铣床(加工中心)加工过程中,如果根据旋转后的实际加工轨迹进行编程,可能大大增加坐标计算的工作量。而通过图形坐标旋转功能,可以大大简化编程的工作量。用旋转指令可以使编程图形按指定的旋转中心及旋转方向旋转一定的角度。如果工件的形状由许多相同的图形组成,可将其中一个图形单元编成子程序,然后用主程序调用指令结合旋转指令实现编程加工,这样可简化程序且省时,如图1-32所示。

G68:开始坐标旋转。

G69:结束坐标旋转。

其编程格式为(G17平面)

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其中:

χy:旋转中心的坐标值。

r:旋转角度(r为正值表示逆时针旋转;r为负值表示顺时针旋转,旋转角度范围为-360°~+360°)。

应用举例:

为了简化编程如图1-33所示的零件,用坐标旋转指令编写图中凸出部分的加工程序。

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图1-32 旋转指令应用图例

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图1-33 旋转指令应用举例

因为采用了旋转指令,所以编程的原程序就是一个正方形凸台,正方形凸台旋转45°后则变成了所需的图形,如图1-34所示。

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图1-34

a)编程图形 b)旋转45°后的图形

完整程序如下:

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提示:

1)坐标旋转G68指令可以用G90(绝对坐标)和G91(增量坐标)来表示。

2)取消坐标系旋转指令G69可以单独成一行编写,也可以放在其他指令程序段中一起编写。如G00G69X__Y__。

(6)倒圆角指令(G01)

直线插补指令G01在数控铣床(加工中心)编程中还有一种特殊用法,即倒圆角。其指令格式为

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其中:

xy:所夹圆弧的两条直线延长线的交点(见图1-35)。

r:圆弧半径(0°<r<180°)

应用举例:

如图1-36所示加工图中70mm×70mm处轮廓,图1-36中4处R10圆弧部分可采用倒圆角指令G01来编程。

978-7-111-48373-1-Chapter01-75.jpg

图1-35 G01倒圆角图例

完整程序如下:

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9.固定循环指令

在前面介绍的常用加工指令中,每一个G指令一般都对应机床的一个动作,它需要用一个程序段来实现。为了进一步提高编程的工作效率,FANUC系统设计了固定循环功能,它规定对于一些典型孔加工中的固定的、连续的动作用一个G指令表达。

常用的固定循环指令能完成钻孔、攻螺纹和镗孔等工作。这些循环通常包括下列几个基本操作动作,如图1-37所示。

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图1-36 G01倒圆角应用举例

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图1-37 固定循环基本动作

1)在X,Y平面定位。

2)快速移动到R平面。

3)孔的切削加工。

4)孔底动作。

5)返回到R平面或起始点。

提示:

固定循环图1-37中带箭头的实线表示切削进给运动,带箭头的虚线表示快速运动(以下图形所有表示相同)。初始平面是为了安全下刀而规定的一个平面;R平面表示刀具下刀时自快速进给转为工作进给的高度平面。

FANUC 0i Mate-MD系统的固定循环功能见表1-4。

表1-4 固定循环功能

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作为孔加工固定循环的基本要求,必须在固定循环指令中(或执行循环前)定义以下参数:

1)G90绝对值方式,G91增量值方式。在不同的方式下,对应的循环参数编程的格式也要与之对应,在采用绝对方式G90时,Z值为孔底到工件上表面的坐标值;当采用增量方式G91时,Z值规定为R平面到孔底的距离,如图1-38所示。

978-7-111-48373-1-Chapter01-81.jpg

图1-38 固定循环绝对值指令和增量值指令示图

a)G90(绝对值指令) b)G91(增量值指令)

2)固定循环执行完成后,刀具的Z轴返回点(即返回平面)。由专门的返回平面选择指令G98、G99进行选择如图1-39所示。指令G98加工完成后刀具返回到Z轴循环起始点(即起始平面)。G98指令为系统默认指令,编程时用到该指令可省略不写;指令G99加工完成后刀具返回到切削加工开始的R点(即R平面)。

3)G73、G74、G76、G81~G89固定循环指令均为模态指令,它们在某一程序段中一经指定,一直到出现取消固定循环(G80指令)前都保持有效。因此,在连续进行孔加工时,第一个固定循环程序段必须指令全部的孔加工数据,而随后的加工循环中,只需定义要变更的数据即可。

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图1-39 刀具返回初始平面和R平面示图

a)G98(返回到初始平面) b)G99(返回到R平面)

(1)固定循环取消(G80)

取消所有的固定循环(即G73、G74、G76以及G81~G89),执行正常的操作,其指令格式为

G80;可单独一行

(2)高速深孔钻削加工循环(G73)

G73指令用于高速深孔加工,其动作循环图如图1-40所示,其指令格式为

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其中:

xy:指定孔中心在XY平面上的位置,定位方式与G00相同。

z:钻孔底部位置(最终孔深),可以用增量指令或绝对指令编程。

r:即孔切削加工开始位置处,也称R平面。其值为从定义的Z=0平面到R平面的距离(在绝对方式G90时);另外可用增量方式表示,在增量方式G91时,为初始点到R平面的增量距离。

q:深孔加工时每次切削进给的切削深度,mm。

f:切削进给速度。

k:重复次数(如果有需要的话,当只执行一次时可不写k)。

执行此指令时,钻头先快速定位至X、Y所指定的坐标位置,再快速定位到R点,刀具接着以F所指定的进给速率向Z轴钻下由Q所指定的距离,再快速退回d距离(d的数值由系统参数来设定),再以F所指定的进给速率向Z轴钻下Q所指定的第2个距离处,依此方式一直钻孔到Z所指定的孔底位置。这种间歇进给的加工方式可使切屑断裂以便于排屑,且切削液容易到达切削刃端,从而起到很好的冷却、润滑效果。

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图1-40 G73钻孔循环动作图

a)G98模式 b)G99模式

提示:

1)指定固定循环之前,必须先使主轴旋转。

2)不能在同一程序段中指定G73和“01”组G代码(即G00~G03或G33),否则G73将被取消。

3)当G73代码和M代码在同一程序段中指定时,在第1个定位动作执行的同时,执行M代码。然后,系统执行接下来的钻孔动作。

4)当指定重复次数K时,只在第1个孔执行M代码,对第2个孔和以后的孔,不执行M代码。

5)当在固定循环中指定刀具长度偏置(G43、G44或G49)时,在定位到R点的同时加偏置。

6)在固定循环方式中,刀具半径偏置被忽略。

7)在程序段中没有坐标轴指令和R指令时,钻孔不执行。

8)在执行钻孔的程序段中指定Q/R时,它们将作为模态数据被存储。如果在不执行钻孔的程序段中指定它们,它们不能作为模态数据被存储。

9)Q指定为正值。如果Q指定为负值,负号被忽略。

10)在改变钻孔轴之前,必须取消固定循环。

应用举例:见图1-41举例。

(3)左旋螺纹攻螺纹循环(G74)

G74指令左旋螺纹攻螺纹循环,其攻螺纹动作循环图如图1-41所示,其指令格式为

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其中:p:刀具在到达加工底部的暂停时间,ms。

f:攻螺纹进给速度,F=攻螺纹螺距×主轴转速,mm/min。

G74指令用于左旋螺纹攻螺,故攻螺纹时必须先使主轴反转,再执行攻螺纹指令。其加工动作为主轴反转后,刀具先快速定位至X、Y所指定的坐标位置,再快速定位到R点,接着以F所指定的进给速率攻螺纹至Z所指定的孔底位置后,主轴转为正转,刀具向Z轴正方向退回至R点,退到R点后主轴又恢复原来的反转。

提示:

参见G73。

应用举例:见图1-41举例。

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图1-41 G74攻螺纹循环动作图

a)G98模式 b)G99模式

(4)精镗循环(G76)

G76指令用于精密镗孔加工,其指令格式为

978-7-111-48373-1-Chapter01-87.jpg

其中:

q:孔底的退刀量,mm。

p:刀具在到达加工底部的暂停时间,ms。

执行镗孔指令时镗刀先快速定位至X、Y坐标位置,再快速定位到R点,接着以F指定的进给速度镗孔至Z指定的深度后,主轴定向停止,刀具向系统参数指定的一个方向后退一段距离,使刀具离开正在加工的表面,然后再抬刀,从而消除退刀痕,如图1-42所示。当镗孔刀退回到R点或起始点时,刀具立即回复到原来的加工位置点,且主轴恢复转动。其镗孔动作循环图,如图1-43所示。

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图1-42 镗刀定向及退刀图

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图1-43 G76镗孔循环动作图

a)G98模式 b)G99模式

提示:

1)所谓主轴定向停止,是通过主轴的定位控制功能使主轴在规定的角度上准确停止并保持这一位置,从而使镗刀的刀尖对准某一方向。停止后,刀具向刀尖相反方向少量后移,使刀尖脱离工件表面,保证在退刀时不擦伤已加工表面,以实现高精度镗削加工。

2)偏移退刀量Q指定为正值。如果Q指定为负值,负号被忽略,退刀方向通过系统参数设定可选择+X、-X、+Y、-Y中的任何一个。指定Q值时应注意不能太大,以避免刀具退刀时另一面碰撞工件。

(5)钻孔循环、钻中心孔循环(G81)

G81指令用于钻孔循环、钻中心孔循环,该指令格式为

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执行该指令时,钻头或中心钻先快速定位至X、Y所指定的坐标位置,再快速定位至R点,接着以F所指定的进给速度向下钻削至Z所指定的孔底位置,然后快速退刀至R点或起始点完成循环,其钻孔动作图如图1-44所示。

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图1-44 G81钻孔循环动作图

a)G98模式 b)G99模式

应用举例:

零件加工如图1-45所示,4×ϕ10mm、3×M8LH底孔ϕ6.7mm需用G73指令来加工,ϕ30+0.0210mm孔需用镗刀镗出(其底孔已加工至ϕ28mm),材料为45钢,工件坐标系为G54,钻孔与镗孔的工序步骤见表1-5,程序为

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表1-5 孔加工工序步骤

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(6)钻孔循环,粗镗循环(G82)

G82指令用于钻孔循环,粗镗循环,该指令格式为

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G82钻孔循环,粗镗循环在孔底有一个暂停动作,除此之外和G81完全相同,孔底的暂停可以提高孔深的精度以及孔底的表面质量;此外G82还可用于锪沉孔和孔口倒角。其加工循环图如图1-46所示。

(7)啄式钻深孔循环(G83)

G83啄式钻深孔循环指令也是用于高速深孔加工,其指令格式为

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图1-45 G73、G74、G76综合应用举例

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图1-46 G82孔加工循环动作图

a)G98模式 b)G99模式

G83和G73一样,钻孔时Z轴方向为分级进给和间歇进给。和G73不同的是,G83每次分级进给钻头都会沿着Z轴退到切削加工R点(R平面)位置,这样使深孔加工排屑性能更好。执行该指令时钻头先快速定位至X、Y所指定的坐标位置,再快速定位至R点,接着以F所指定的进给速度向下钻削Q所指定距离深度,快速退刀回R点,当钻头在第2次以及在以后的切入时,会先快速进给到前一切削深度上方距离d处,然后再次变为切削进给,其动作循环如图1-47所示。

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图1-47 G83钻孔循环动作图

a)G98模式 b)G99模式

(8)右旋螺纹攻螺纹循环(G84)

G84指令右旋螺纹攻螺纹循环,其指令格式为

978-7-111-48373-1-Chapter01-101.jpg

G84指令用于攻右旋螺纹,必须先使主轴正转,再执行G84指令,其加工动作为刀具先快速定位至X、Y所指定的坐标位置,再快速定位到R点,接着以F所指定的进给速率攻螺纹至Z所指定的孔底位置后,主轴转为反转,刀具向Z轴正方向退回至R点,退到R点后主轴恢复原来的正转,其动作循环图如图1-48所示。

(9)镗孔、铰孔循环(G85)

G85指令用于镗孔、铰孔循环,其指令格式为

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G85指令在镗孔、铰孔加工时刀具先快速定位至X、Y所指定的坐标位置,再快速定位至R点,接着以F所指定的进给速度向下加工至Z所指定的孔底位置后仍以切削进给方式向上提升,因此该指令较适合铰孔,其动作循环图如图1-49所示。

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图1-48 G84攻螺纹循环动作图

a)G98模式 b)G99模式

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图1-49 G85镗、铰孔加工动作循环图

a)G98模式 b)G99模式

(10)镗孔循环(G86)

G86用于镗孔循环,其指令格式为

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G86镗孔循环指令动作类似于G81,在加工时刀具先快速定位至X、Y所指定的坐标位置,再快速定位至R点,接着以F所指定的进给速度向下加工至Z所指定的孔底位置,此时主轴停止,然后快速退刀至R点或起始点完成循环,其镗孔动作循环图如图1-50所示。

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图1-50 G86镗孔动作循环图

a)G98模式 b)G99模式

(11)背镗(反镗)孔循环(G87)

G87背镗(反镗)孔循环是镗刀由孔底面向孔表面进行加工的一种特殊镗孔方式,其指令格式为

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执行G87指令时,镗刀在X轴、Y轴完成定位后,主轴通过定向准停动作,使镗刀的刀尖对准某一方向。停止后,刀具向后进行少量退刀,使刀尖离开孔表面,保证镗刀在进刀时不碰到孔表面,然后Z轴快速进给在孔底面(R平面)。到达孔底面后刀尖恢复原来的偏移量,主轴自动正转,并沿Z轴的正方向加工到所要求的位置点。在此位置,主轴再次定向准停,刀具再向后进行少量退刀,接着刀具从孔中退出,返回到起始点后,刀尖再恢复上次的偏移量,主轴再次正转,进行下一步动作,该指令无G99模式,其动作循环图如图1-51所示。

加工举例:

加工如图1-52所示的零件,由于装夹条件的限制,要求用G87指令反镗图中ϕ40孔。工件的最上表面为Z向对刀原点,以G54为工件坐标系,材料为45钢。因为采用的是反镗加工,所以图1-52中R平面选择在工件底面(即-26mm处),主轴转速为1500r/min,进给速度F=80mm/min。

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图1-51 G87反镗孔动作循环图

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图1-52 G87反镗加工举例图

完整程序如下:

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(12)镗孔循环(G88)

G88镗孔循环在孔加工中应用较少,其指令格式为

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G88指令在镗孔时,刀具在X轴、Y轴完成定位后,快速移动到R点。刀具从R点到Z点执行镗孔。镗孔完成后,执行暂停,主轴停止,进给也自动变为停止。刀具必须在手动状态下退出(此时将机床功能切换为“手动”或“手轮”状态,可将刀具在X向或Y向偏移后沿Z向移出,防止划伤已加工表面)。刀具从孔中安全退出后,再将功能切换为“自动”,此时只有Z轴提升至R点(G99)或起始点(G98),X、Y坐标并不会恢复到G88所指定的X、Y位置(抬刀时,X向或Y向产生偏移的情况),主轴恢复正转,其动作循环图如图1-53所示。

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图1-53 G88镗孔动作循环图

a)G98模式 b)G99模式

(13)镗孔循环(G89)

G89镗孔循环指令,除了在孔底位置多了暂停P所指定的时间外,其余与G85相同。

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