2.数铣基本指令

1 第二节数控铣床编程指令 一 数控系统简介 国外 以日本FANUC 德国SIEMENS 美国A B公司和西班牙FAGOR生产的数控系统为主 我国 华中数控 北京数控 KND 广州数控 南京华星等 都是在FANUC系统的基础上开发改造的 华中数控系统型号 华中I型 HNC 1 和华中世纪星 HNC 21M HNC 21M系统技术性能参数是 可控制轴数和联动轴数位4轴 X Y Z 4TH 最大编程尺寸为99999 999mm 最小分辨率为0 01m 10m 可设置 2 二 程序结构 1 加工程序编程 用规定的文字 数字 符号等组成的代码 指令 按一定的格式编写成的加工程序 控制刀具运动 主轴正或反或停转 切削液开与关 自动换刀等 由三部分组成 程序开始 程序内容 程序结束 程序开始 O 即程序开始符 程序号 如 0001 0076等 程序内容 由一行行的程序段组成 每个程序段则由一个或若干个指令组成 每个指令又由地址符和数字字符组成 如 N10G92X0Y0Z100N20M03S1500N30G90G01Z10程序结束 M02或M30 3 注意 1 起始符 或O前面不允许有空格或空行 2 程序中字母没有大小写之分 3 指令字间有无空格都行 4 程序段以回车键结束 5 括号 内或分号后的内容为注释文字 2 指令 地址字符 字母组成 数字字符 阿拉伯数字组成 指令是组成程序的最基本的单元 1 程序段号指令程序段号 N 数字 4位以内1 9999 程序段序号中的数字排列顺序可以递增 也可任意增大 中间可有间隔 但同一程序中程序段号不能重复 程序段号可省略 2 准备功能指令 规定刀具运动轨迹 坐标平面 刀具补偿等加工操作 准备功能指令 G 数字 01 99 G01 直线插补 4 3 坐标指令 确定刀具在机床坐标系中移动方向与位移量 坐标指令 X Y Z 数字 带正负 X100 刀具向X轴正方向移动100mm 4 进给功能指令 确定刀具相对工件的进给速度 进给指令 F 数字F300 刀具以300mm min移动 5 主轴转速功能指令S 数字S3000 主轴以3000r p m旋转6 辅助功能指令 主要用于机床加工操作时的工艺性指令 主轴旋转方向和停转 切削液开或关 刀具更换 靠继电器的通断来实现控制过程 M 数字M03 主轴正转 5 3 模态与非模态指令1 非模态指令 只在所在的程序段中有效 程序段结束时被注销 N50G04P10 暂停10秒 N60G90G01X100Y200F500 2 模态指令 一组可相五注销的代码 一旦被执行 则一直有效 直至被同一组的代码注销为止 N30G01X100N40Y200 G01有效 N50G02X120Y250R100 G01被G02注销 G02有效 6 三 华中数控HNC 21M的基本编程指令 1 F S T指令1 F指令 刀具移动速度的进给率 mm min 模态指令F300 刀具以每分钟300mm速度移动 只对G01 G02 G03有效2 S指令 主轴转速 r min 模态指令S2000 主轴以每分钟2000转的转速旋转3 T指令 指定刀具号码M06T03 换3号刀 7 2 辅助功能M指令 指定主轴旋转方向和停转 切削液开或关 刀具更换等 8 3 准备功能G指令 规定刀具运动轨迹 坐标平面 刀具补偿等加工操作 表8 3常用G代码及功能 华中HNC 21 22M 1 G20 G21 G22 单位设定指令G20 英制 英寸 G21 公制 毫米 可缺省 G22 脉冲当量 模态指令 可相互注销 9 2 G17 G18 G19 加工平面设定指令G17 XY平面 可缺省 G18 ZX平面G19 YZ平面 模态指令 可相互注销 10 3 G92 工件坐标系设定指令 目的 建立工件坐标系 以确定工件图中各节点坐标 便于描述走刀路线 建立工件坐标系 确定工件坐标系的原点位置 格式 G92X Y Z X Y Z 起刀点在工件坐标系中的坐标 通过确定起刀点在机床坐标系中的位置 间接地确定工件原点在机床坐标系的具体位置 11 工件加工之前 应先将刀具移至起刀点位置 通过对刀测量的工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值并没有输入系统 执行此指令刀具并不会产生机械位移 只建立一个工件坐标系 12 G92X2Y2Z2即将工件坐标系原点设定到距起刀点距离为X2 Y2 Z2的位置上 如经对刀测量出工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值为 110 123 156 526 186 235 则起刀点的机床坐标为 108 123 154 526 184 235 工件加工之前 将刀移至起刀点 108 123 154 526 184 235 通过直接机床坐标系指令G53来实现 13 4 G90 G91绝对编程G90 轮廓节点坐标值为相对于工件坐标原点而定 增量编程G91 轮廓节点坐标值为相对于前一个节点而定 格式 G90GX Y Z G91GX Y Z 模态指令 可相互注销 G90可缺省 14 例 刀具由原点按顺序向1 2 3点移动再回到1点时用G90 G91指令编程 15 5 G54 G55 G56 G57 G58 G59 工件坐标系选择指令 是系统预置的六个坐标系 可根据需要选用 在同一个工件上 最多可选择六个位置建立六个工件坐标系 分别以G54 G59来表示 通过对刀 测量出六个工件坐标系的原点在机床坐标系中的坐标值 并通过MDI的方式 将这六个工件原点坐标输入数控系统 模态指令 可相互注销 例 G54G90G00X80Y60Z50 刀具快速移至G54工件坐标系中的点 80 60 50 处 16 17 6 G53 直接机床坐标系编程指令编程格式 G53G90X Y Z G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上 式中X Y Z后的值为机床坐标系中的坐标值 例 G53G90G00X 100Y 80Z20 刀具快速移至机床坐标 100 80 20 处 G53为非模态指令 只在当前程序段有效 应先回参考点 值为负数 18 7 G52 局部坐标系设定编程格式 G52X Y Z 在已有的工件坐标系 G92 G54 G59 中再设置一个子坐标系 式中X Y Z后的值为局部坐标系原点在当前工件坐标系中的坐标值 19 几个坐标系指令应用举例如图所示从A B C D行走路线 20 编程如下N10G54G00G90X30Y40快速移到G54中的A点N20G59将G59置为当前工件坐标系N30G00X30Y30移到G59中的B点N40G52X45Y15在当前工件坐标系G59中建立局部坐标系G52N50G00G90X35Y20移到G52中的C点N60G53X35Y35移到G53 机械坐标系 中的D点 21 8 G28 自动返回参考点 格式 G28X Y Z 其中 X Y Z为指定的中间点位置 22 说明 目的 1 加工中心需回参考点去换刀 2 消除加工过程中的累积误差执行G28指令时 各轴先以G00的速度快移到程序指令的中间点位置 从安全考虑 然后自动返回参考点 在使用上经常将XY和Z分开来用 先用G28Z 提刀并回Z轴参考点位置 然后再用G28X Y 回到XY方向的参考点 23 G28指令前要求机床在通电后必须 手动 返回过一次参考点 使用G28指令时 必须预先取消刀具补偿 G28为非模态指令 在G90时为指定点在工件坐标系中的坐标 在G91时为指令点相对于起点的位移量 24 9 G29 自动从参考点返回格式 G29X Y Z其中 X Y Z为指令的定位终点位置 经G28确定的中间点返回定位终点 与G28同时使用 25 10 G00 快速定位指令 格式 G00X Y Z 其中 X Y Z为快速定位的终点坐标G00所走的轨迹为一折线 各步进电机同时动作 然后再单独动作 图右为刀具G00从原点快速定位至B点所走的轨迹 刚开始X与Y二轴的步进电机同时工作 一般速度相同 刀具走一条45直线至A点 然后 X轴步进电机单独工作至B点 26 G00移动速度由系统设定 与F无关 G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀 为避免干涉 通常的做法是 不轻易三轴联动 一般先移动一个轴 再在其它两轴构成的面内联动 如 进刀时 先在安全高度Z上 移动 联动 X Y轴 再下移Z轴到工件附近 退刀时 先抬Z轴 再移动X Y轴 27 11 G01 直线插补进给指令 格式 G01X Y Z F 其中 X Y Z为终点 在G90时为终点在工件坐标系中的坐标 在G91时为终点相对于起点的位移量 28 说明 1 G01指令刀具从当前位置以联动的方式 插补 按程序段中F指令规定的合成进给速度 按合成的直线轨迹 实际上是一条小直线段构成的折线 移动到程序段所指定的终点 X Y二步进电机交替工作 29 插补定义 根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求 在轮廓已知点之间 确定一些中间点的方法 这种方法称为插补方法或插补原理 数控系统中常用的插补算法 逐点比较法 数字积分法 时间分割法及最小偏差法等 最常用的是逐点比较法 逐点比较法 刀具 或工件 每走一步控制系统都要将加工点与给定的图形轨迹相比较 以决定下一步进给的方向 使之逼近加工轨迹 逐点比较法是以折线来逼近直线或圆弧 其最大误差不超过一个设定单位 脉冲当量 插补 30 说明 2 实际进给速度等于指令速度F与进给速度修调倍率的乘积 3 G01和F都是模态代码 如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度 可以不再书写这些代码 4 G01可由G00 G02 G03功能注销 31 举例一加工下图工件轮廓 加工深度2mm 不考虑刀具半径的影响 32 0001N5G92X0Y 3Z100 确定工件坐标系 N10M03S1500 主轴正转 1500转 分 N15G90G00Z10 快速下至工件上方10mm处 N20G01Z 2F100 以100mm min直线下至 2mm处 N25G17Y60F500 以500mm min从起刀点直线加工至B点 N30X30 以500mm min从B点直线加工至C点 N35X50Y0 以500mm min从C点直线加工至D点 N40X 3 以500mm min从D点直线加工至退刀点 N45G00Z100 刀具快速退回至Z100mm高处 N50X0Y 3 刀具快速退回至起刀点高处 N55M05 主轴停转 N60M02 程序结束 33 F F 指令格式 或 12 G02 G03 圆弧插补指令 G02 顺时针圆弧插补G03 逆时针圆弧插补 34 说明 1 加工平面圆弧插补只能在某一加工平面内进行 XY加工平面代码G17可缺省 G18 ZX平面 和G19 YZ平面 不能省略 35 2 G02 G03判断 G02为顺时针方向圆弧插补 G03为逆时针方向圆弧插补 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方向看到的回转方向 36 3 X Y Z 圆弧终点坐标 在G90时为圆弧终点在工件坐标系中的坐标 在G91时为圆弧终点相对于圆弧起点的位移量 37 4 I J K 圆心与圆弧起点对应的X Y Z坐标差 某项为零时可以省略 38 起点 5 圆弧半径R当圆弧圆心角小于180 时 R为正值 当圆弧圆心角大于180 时 R为负值 整圆编程时不可以使用R 只能用I J K F为编程的两个轴的合成进给速度 39 6 圆弧编程举例 每段圆弧可有四种程序段表示 G17G90G03X0Y25R 25F80G17G90G03X0Y25I0J25F80G91G03X 25Y25R 25F80G91G03X 25Y25I0J25F80 大圆弧AB 40 小圆弧AB G17G90G03X0Y25R25F80G17G90G03X0Y25I 25J0F80G91G03X 25Y25R25F80G91G03X 25Y25I 25J0F80 41 例2 整圆编程要求由A点开始 实现逆时针圆弧插补并返回A点 G90G03X30Y0I 40J0F80G91G03X0Y0I 40J0F80 42 8 G02 G03实现空间螺旋线进给格式 G17G02 G03 X Y R Z F 或G18G02 G03 X Z R Y F G19G02 G03 Y Z R X F 即在原G02 G03指令格式程序段后部再增加一个与加工平面相垂直的第三轴移动指令 这样在进行圆弧进给的同时还进行第三轴方向的进给 其合成轨迹就是一空间螺旋线 X Y Z为投影圆弧终点 第3坐标是与选定平面垂直的轴终点 43 如下图所示轨迹 G91G17G03X 30 0Y30 0R30 0Z10 0F100或 G90G17G03X0Y30 0R30 0Z10 0F100 44 六 基本指令编程举例 如图所示零件以 30的孔定位精铣外轮廓暂不考虑刀具补偿 沿此线进入切削 逆时针切削一圈 请计算各节点坐标 沿延长线切出5 10mm 编写程序 45 程序单 1 0001G92X150 0Y160 0Z120 0G90G00X100 0Y60 0S1000M03Z 2 0G01X35F100G02X15 0R10 0G01Y70 0G03X 15 0R15 0G01Y60 0G02X 35 0R10 0G01X 75 0 主程序号建立工件坐标系 编程零点w快进到X 100 Y 60Z轴快移到Z 2 主轴直线插补至X 35 Y 60顺圆插补至X 15 Y 60直线插补至X 15 Y 70逆圆插补至X 15 Y 70直线插补至X 15 Y 60顺圆插补至X 35 Y 60直线插补至