西门子系统的螺旋插补指令是:G02/G03 TURN。螺旋插补由G17、G18或G19指令的平面中进行的圆周运动和垂直于该平面的直线运动
组成。螺旋插补的刀具轨迹是一条螺旋线。螺旋插补可以用于铣削螺纹或液压缸的螺旋形润滑槽。802D系统的G17、G18和G19指令的平面中各有5种指令格式。其中,G17指令的平面中的5种指令格式如下(第一组):
(G17 F_); XY平面
G02/G03 X_Y_Z_I_J_TURN=_; 终点和圆心
G02/G03 CR=_X_Y_Z_TURN=_; 圆半径和终点
G02/G03 AR=_I_J_; 张角和圆心
G02/G03 AR=_X_Y_Z_TURN=_; 张角和终点
G02/G03 AP=_RP_Z_TURN=_; 极坐标系:极点圆弧
在第一种指令格式中,X、Y是螺旋线终点的坐标值,此坐标值在G90环境下是绝对值、在G91环境下是增量值;TURN的值代表螺旋线中(插补)整圆的个数。当螺旋线正好是整圈(N)时,TURN应等于(指令为)N-1。
这里举一个用西门子802D系统的螺旋插补指令铣整数圈内螺纹的例子(见图4-25)。从下往上铣10圈的M16螺纹。走刀时多走一圈,即走11整圈。采用水平入刀和水平出刀方式。参考程序PP413.MPF如下:
PP413.MPF
N01 G54 G95 G40 G00 X30 Y25 Z100 S1500 M03
N02 T1 D1
N03 Z15 M08; 刀上的A点到达工件之上的C点
N04 Z-20; 刀上的A点到达工件上的D点
N05 G41 G01 X8 F0.05; 刀上的B点到达工件上的E点
N06 G03 Z2 I-8 TURN=10 F0.06; 刀上的B点到达工件上的F点
N07 G40 G00 X0 M09; 刀上的A点到达工件上的G点
N08 Z100 M05;垂直抬刀
N09 M02
此程序用的是螺旋插补指令。指定XY平面时可以省略G17指令。注意N06段中的TURN指令为10,而不是11。螺距2mm在程序中不用单独指令,系统会根据现有的指令值计算出。
图4-25 用西门子802D系统的螺旋插补指令铣整数圈内螺纹
G18指令的平面中的第一种指令格式为:
(G18 F_);XZ平面(www.xing528.com)
G02/G03X_Z_Y_I_K_TURN=_;终点和圆心
G19指令的平面中的第一种指令格式为:
(G19F_);YZ平面
G02/G03Y_Z_X_J_K_TURN=_;终点和圆心
图4-26中轨迹对应的第一组第一种格式的指令为:
G17 G02 XxCYyCZzCIiJj TURN=n;
图4-26中的l是Δz的绝对值,它等于zC减去zA,α为终点与起点间对应的小于360°的夹角(绝对值)。i是圆心相对于起点的X向增量值,j是圆心相对于起点的Y向增量值。图示的n等于2。
执行此程序段时,从起点A开始的运行顺序是:先以O点为圆心运行n个整圈到B点,再以相同的导程亦即相同的螺旋升角运行到终点C。由于指令中没有直接给导程P,所以应给出一个计算导程的公式。
设终点C相对于起点A的Z向距离为Δz,终点C与起点A对应的小于360°的夹角为α(绝对值),那么导程P与Δz、指令中TURN数n和α的关系为
式中的α单位为(°)。在此图中Δz的绝对值用l表示。
图4-27所示为西门子系统螺旋插补指令同起点、同圆心、同导程、同整圈数条件下的4种α角。
图4-26 西门子系统螺旋插补指令在G17环境下的轨迹
从图4-27中可以看到,在“四同”的条件下,不同
的α角对应不同的升程Δz,或者说不同的升程Δz对应不同的α角。
图4-28所示为西门子系统螺旋插补指令同起点、同圆心、同升程(Δz)、同整圈数条件下的4种α角。
从图4-28中可以看到,在“四同”的条件下,不同的α角对应不同的导程P,或者说不同的导程P对应不同的α角。
图4-27 西门子系统螺旋插补指令同起点、同圆心、同导程、同整圈数条件下的4种α角
a)终点与起点投影夹角为0°时铣整2圈 b)终点与起点投影夹角为72°时铣2.2圈 c)终点与起点投影夹角为180°时铣2.5圈 d)终点与起点投影夹角为270°时铣2.75圈
图4-28 西门子系统螺旋插补指令同起点、同圆心、同升程、同整圈数的4种α角
a)终点与起点投影夹角为0°时的导程值 b)终点与起点投影夹角为72°时的导程值 c)终点与起点投影夹角为180°时的导程值 d)终点与起点投影夹角为270°时的导程值
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