机械设备的1.6.3版本插补功能指令优化

1.快速定位指令（G00）

指令格式：G00 X（U）__Z（W）__；

其中，X（U）__Z（W）__指定的是终点位置的绝对（增量）坐标值。X、Z为绝对指令；U、W为增量指令。同一程序段中允许混合使用。

图1-35所示为快速定位指令动作图解，相关说明如下。

1）快速定位移动轨迹有直线插补（AC）与非直线插补（ABC）两种，由参数1401的第2位设置。

2）快速定位指令各轴移动的速度是固定的，各轴快速移动速度由1420号参数设定，各轴快速移动倍率的F0的速度由1421号参数设定。

3）快速定位指令G00主要用于定位，指令刀具以快速移动速度移动到指定位置。

图1-35 G00指令移动轨迹

4）对于设定为非线性插补快速移动的数控机床，由于刀具移动轨迹常常为折线，所以要注意产生干涉而打坏刀具或损坏机床。

图1-36所示加工示例为直径编程，加工指令如下，其刀具轨迹不同。

绝对坐标编程：G00 X40.0 Z4.0；

增量坐标编程：G00 U-60.0 W-36.0；

图1-36 快速定位指令G00举例

a）线性插补定位 b）非线性插补定位

2.直线插补指令（G01）

指令格式：G01 X（U）__Z（W）__F__；

其中，X（U）__Z（W）__指定的是终点位置的绝对（增量）坐标。X、Z为绝对指令，U、W为增量指令，同一程序段中允许混合使用。F代码指定刀具移动的进给速度是每分钟进给还是每转进给。

直线插补指令的移动轨迹为直线，如图1-37所示。假设直线插补指令为G01 XαZβ Ff；[f为进给速度（mm/min）]，则各坐标轴的进给速度为

图1-37 G01移动轨迹与X、Z轴进给速度

式中

说明：

1）直线插补指令刀具移动轨迹为直线。

2）指令F指定的是刀具进给移动的直线速度。

3）进给速度由指令G98/G99指定是每分钟进给（mm/min）还是每转进给（mm/r）。

4）F中指定的进给速度一直有效，直到指定新值。

5）直线插补指令可用于切削加工。

3.圆弧插补指令（G02/G03）

指令格式：

其中，G18——指定XZ平面内的圆弧插补指令，是数控车削系统的默认设置，可以不写；

G02/G03——指定圆弧插补的运动方向，分别表示顺时针/逆时针圆弧插补；

X（U）__Z（W）__——指定圆弧终点的位置坐标，X、Z为终点位置的绝对坐标；U、W为终点位置的增量坐标，可以混合编程；

I__K__——指定圆心位置，具体为圆弧起点到圆弧中心的矢量在相应坐标轴上的分量；

R__——指定圆心位置，为不带符号的圆弧半径；

F__——沿圆弧插补方向的进给速度，同直线插补指令的要求。

说明：

1）圆弧插补方向的判断如图1-38所示。注意后置刀架与前置刀架的区别。

2）圆弧指令的编程方法有两种，分别是圆心坐标编程（又称I、K编程）和圆弧半径编程（又称R编程）。

3）圆心坐标编程时，尺寸字I、K始终为圆弧起点至圆心的增量坐标值，如图1-39所示。尺寸字I0、K0可以省略。

图1-38 圆弧插补方向判断

a）后置刀架 b）前置刀架

4）圆心坐标编程适用于圆心角小于180°的圆弧。

5）同时指定I、K和R，则R有效，I、K无效。

6）后置刀架与前置刀架所编程序相同，即程序编制与是后置刀架还是前置刀架无关。以图1-40所示图形为例，加工轨迹及方向为A→B，直径编程，进给速度为0.3mm/r。可以看出后置刀架与前置刀架编写出的加工程序是相同的。

图1-39 圆心坐标编程

a）后置刀架 b）前置刀架

图1-40 圆弧加工示意图

用后置刀架编程：

绝对坐标值圆心坐标编程：

G02 X50.0 Z-20.0 I25.0 K0 F0.3；或 G02 X50.0 Z-20.0 I25.0 F0.3；

增量坐标值圆心坐标编程：

G02 U20.0 W-20.0 I25.0 K0 F0.3；或 G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；

绝对坐标值圆弧半径编程：(www.xing528.com)

G02 X50.0 Z-20.0 R25.0 F0.3；

增量坐标值圆弧半径编程：

G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3；

用前置刀架编程：

绝对坐标值圆心坐标编程：

G02 X50.0 Z-20.0 I25.0 K0 F0.3；或 G02 X50.0 Z-20.0 I25.0 F0.3；

增量坐标值圆心坐标编程：

G02 U20.0 W-20.0 I25.0 K0 F0.3；或 G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；

绝对坐标值圆弧半径编程：

G02 X50.0 Z-20.0 R25.0 F0.3；

增量坐标值圆弧半径编程：

G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3；

4.等螺距螺纹切削指令（G32）

指令格式：G32 X（U）__Z（W）__F__；

其中，X（U）__Z（W）__为螺纹切削结束点的坐标，F__为螺纹导程，进给速度单位为mm/r。

加工螺纹的形式：圆柱螺纹、圆锥螺纹和端面（涡形）螺纹，如图1-41所示。

图1-41 常见的几种螺纹

a）圆柱螺纹 b）圆锥螺纹 c）端面（涡形）螺纹

说明：

1）当程序段中的X（U）值不变（程序中可以不写），则为车削圆柱螺纹（直螺纹）；当程序段中的Z（W）值不变（程序中可以不写），则为车削端面螺纹（如自定心卡盘内的驱动卡爪盘）；当程序段中的X（U）、Z（W）值均存在，则为车削圆锥螺纹（如管螺纹）。

2）螺纹的牙型往往要经过多次加工完成。常用螺纹切削的进给次数及背吃刀量如表1-5所示。

表1-5 常用螺纹切削的进给次数及背吃刀量 （单位：min）

3）数控车削螺纹加工的切入、切出距离（图1-42）按以下经验选取：

δ₁≥2×导程；δ₂≥（1～1.5）×导程

图1-42 螺纹加工的切入、切出距离

a）圆柱螺纹 b）圆锥螺纹

4）考虑到螺纹切削时金属的塑性变形，螺纹切削前的坯料直径可比公称直径略小。对于高速切削管螺纹时，当螺距在1.5～3.5mm时，大径一般可以小0.15～0.25mm。

5）G32指令切削一次螺纹需要四个动作：进刀①—切削②—退刀③—返回④，四个动作均需单独由程序完成，如图1-43所示。

6）螺纹切削过程中进给速度倍率无效（固定在100%）。

7）主轴速度倍率功能在切螺纹时失效，主轴倍率固定在100%。

图1-43 G32圆柱螺纹切削

8）当前面的程序段是螺纹切削，当前程序段也是螺纹切削时，无需等待检测一转信号而立即开始当前段的切削，例：

G32 Z__F__；

Z__；

G32；

Z__F__；

在此程序段前不检测一转信号A认作螺纹切削程序段也不检测一转信号

9）在螺纹切削期间不要使用恒表面切削速度控制，而使用G97。

螺纹切削的编程步骤：

1）螺纹小径的确定。螺纹小径d的简单算法（普通管螺纹）：

d=D-1.3P

式中D——螺纹大径；

P——螺距。

2）螺纹切入、切出距离δ₁和δ₂的确定。按上述经验公式确定。

3）编程径向尺寸的确定。根据表1-5确定切削的进给次数及背吃刀量，进而确定每次切削的径向尺寸。

4）按确定参数及零件图要求编程。

编程举例：如图1-44所示螺纹，试用G32指令加工螺纹。已知：螺纹小径d=D-1.3P=（48-1.3×2）mm=45.4mm；螺纹切入和切出距离取δ₁=5mm、δ₂=2mm；进给次数、背吃刀量及径向尺寸的确定见表1-6。

图1-44 螺纹加工实例

表1-6 每次进给径向尺寸 （单位：mm）

螺纹加工程序如下。