四、數(shù)控機(jī)床的最小設(shè)定單位數(shù)控機(jī)床的最小設(shè)定單位即數(shù)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的最小位移量。它是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo),標(biāo)志數(shù)控機(jī)床精度的分辨率削茁。其值一般在0．0001—0．01mm內(nèi)。在編程時(shí),所有的編程尺寸都應(yīng)轉(zhuǎn)換成與最小設(shè)定單位相應(yīng)的數(shù)據(jù)掉房。五茧跋、常用編程指令 數(shù)控加工程序是由各種功能字按照規(guī)定的格式組成的。正確地理解各個(gè)功能字的含義,恰當(dāng)?shù)氖褂酶鞣N功能字,按規(guī)定的程序指令編寫程序,是編好數(shù)控加工程序的關(guān)鍵蟋扩。 程序編制的規(guī)則,首先是由所采用的數(shù)控系統(tǒng)來決定的,所以應(yīng)詳細(xì)閱讀數(shù)控系統(tǒng)編程捉肄、操作說明書,以下按常用數(shù)控系統(tǒng)的共性概念進(jìn)行說明。 下面將討論的幾個(gè)問題:

(一)南翻、絕對(duì)尺寸指令和增量尺寸指令 在加工程序中,絕對(duì)尺寸指令和增量尺寸指令有兩種表達(dá)方法常苍。 絕對(duì)尺寸指機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)尺寸值相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)給出,如圖11所示。 增量尺寸指機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)尺寸值相對(duì)于前一位置給出,如圖12所示绵布。

圖11 絕對(duì)尺寸

圖12 增量尺寸1． 用G功能字指定 G90指定尺寸值為絕對(duì)尺寸嫩属。 G91指定尺寸值為增量尺寸阎恒。 這種表達(dá)方式的特點(diǎn)是同一程序段中只能用一種,不能混用；同一坐標(biāo)軸方向的尺寸字的地址符是相同的瞄惑。2． 用尺寸字的地址符指定(本課程中車床部分使用) 絕對(duì)尺寸的尺寸字的地址符用 X棺厚、Y、Z 增量尺寸的尺寸字的地址符用 U漓楣、V离钱、W 這種表達(dá)方式的特點(diǎn)是同一條程序段中絕對(duì)尺寸和增量尺寸可以混用,這給編程帶來很大方便。(二)链患、預(yù)置寄存指令G92 預(yù)置寄存指令是按照程序規(guī)定的尺寸字的值通過當(dāng)前刀具所在位置來設(shè)定加工坐標(biāo)系的原點(diǎn),不產(chǎn)生機(jī)床運(yùn)動(dòng)巧鸭。 編程格式 G92 X～Y～ Z～ X、Y麻捻、Z的值是當(dāng)前刀具位置相對(duì)于加工原點(diǎn)位置的值纲仍。

圖13 設(shè)置加工坐標(biāo)系

例:建立圖13所示的加工坐標(biāo)系。 1． 當(dāng)前的刀具位置點(diǎn)在A點(diǎn):G92 X20 Y30 2． 當(dāng)前的刀具位置點(diǎn)在B點(diǎn):G92 X10 Y10注意:這種方式設(shè)置的加工原點(diǎn)是隨刀具當(dāng)前位置(起始位置)的變化而變化的贸毕。(三) 郑叠、坐標(biāo)平面選擇指令 坐標(biāo)平面選擇指令是用來選擇圓弧插補(bǔ)的平面和刀具補(bǔ)償平面的。 G17表示選擇 XY平面 G18表示選擇 ZX平面 G19表示選擇 YZ平面

圖14 坐標(biāo)平面選擇 各坐標(biāo)平面如圖14所示明棍。一般,數(shù)控車床默認(rèn)在ZX平面內(nèi)加工,數(shù)控銑床默認(rèn)在XY平面內(nèi)加工乡革。(四)、快速點(diǎn)定位指令

圖15 快速點(diǎn)定位

快速點(diǎn)定位指令控制刀具以點(diǎn)位控制的方式快速移動(dòng)到目標(biāo)位置,其移動(dòng)速度由參數(shù)來設(shè)定摊腋。指令執(zhí)行開始后,刀具沿著各個(gè)坐標(biāo)方向同時(shí)按參數(shù)設(shè)定的速度移動(dòng),最后減速到達(dá)終點(diǎn),如圖15a所示沸版。注意:在各坐標(biāo)方向上有可能不是同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。刀具移動(dòng)軌跡是幾條線段的組合,不是一條直線兴蒸。例如,在FANUC系統(tǒng)中,運(yùn)動(dòng)總是先沿45度角的直線移動(dòng),最后再在某一軸單向移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)位置,如圖15b所示视粮。編程人員應(yīng)了解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動(dòng)軌跡情況,以避免加工中可能出現(xiàn)的碰撞。

編程格式 G00 X～ Y～ Z～ X间歌、Y酵抚、Z的值是快速點(diǎn)定位的終點(diǎn)坐標(biāo)值 例:從A點(diǎn)到B點(diǎn)快速移動(dòng)的程序段為: G90 G00 X20 Y30 其運(yùn)動(dòng)情況見圖15。(五)猩肪、直線插補(bǔ)指令直線插補(bǔ)指令用于產(chǎn)生按指定進(jìn)給速度F實(shí)現(xiàn)的空間直線運(yùn)動(dòng)遣睦。程序格式 G01 X～ Y～ Z～ F～其中:X、Y旷糟、Z的值是直線插補(bǔ)的終點(diǎn)坐標(biāo)值芜醉。

圖16 直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)例

實(shí)現(xiàn)圖16中從A點(diǎn)到B點(diǎn)的直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),其程序段為絕對(duì)方式編程:G90 G01 X10 Y10 F100增量方式編程:G91 G01 X-10 Y-20 F100(六)、圓弧插補(bǔ)指令 G02為按指定進(jìn)給速度的順時(shí)針圓弧插補(bǔ)巾鹰。 G03為按指定進(jìn)給速度的逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)屠睡。

圓弧順逆方向的判別:沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標(biāo)軸,由正方向向負(fù)方向看,順時(shí)針方向G02,逆時(shí)針方向G03。程序格式為: XY平面:G17 G02 X～ Y～ I～ J～ (R～) F～G17 G03 X～ Y～ I～ J～ (R～) F～ZX平面:G18 G02 X～ Z～ I～ K～ (R～) F～G18 G03 X～ Z～ I～ K～ (R～) F～<DIV align=left>YZ平面:G19 G02 Z～ Y～ J～ K～ (R～) F～G19 G03 Z～ Y～ J～ K～ (R～) F～</DIV>

圖17a XY平面圓弧圖17b ZX平面圓弧圖17c YZ平面圓弧

其中:X其摘、Y受二、Z的值是指圓弧插補(bǔ) 的終點(diǎn)坐標(biāo)值烘俱；I、J画鉴、K是指圓弧起點(diǎn)到圓心的增量坐標(biāo),與G90,G91無關(guān)绘辈；R為指定圓弧半徑,當(dāng)圓弧的圓心角≤180度時(shí),R值為正,當(dāng)圓弧的圓心角>180度時(shí),R值為負(fù)。圖17a表示XY平面的圓弧插補(bǔ),圖17b表示ZX平面圓弧插補(bǔ),圖17c表示YZ平面插補(bǔ)桐愉。

圖18 圓弧插補(bǔ)應(yīng)用例

在圖18中,當(dāng)圓弧A的起點(diǎn)為P1,終點(diǎn)為P2,圓弧插補(bǔ)程序段這G02 X321.65 Y280 I40 J140 F50或:G02 X321.65 Y280 R-145.6 F50當(dāng)圓弧A的起點(diǎn)為P2,終點(diǎn)為P1時(shí),圓弧插補(bǔ)程序段為G03 X160 Y60 I-121.65 J-80 F50或:G03 X160 Y60 R-145.6 F50(七)财破、刀具半徑補(bǔ)償指令 在零件輪廓銑削加工時(shí),由于刀具半徑尺寸影響,刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計(jì)算刀具中心軌跡,直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程,數(shù)控系統(tǒng)提供了刀具半徑補(bǔ)償功能从诲。1左痢。編程格式 G41為左偏刀具半徑補(bǔ)償,定義為假設(shè)工件不動(dòng),沿刀具運(yùn)動(dòng)方向向前看,刀具在零件左側(cè)的刀具半徑補(bǔ)償。 G42為右偏刀具半徑補(bǔ)償,定義為假設(shè)工件不動(dòng),沿刀具運(yùn)動(dòng)方向向前看,刀具在零件右側(cè)的刀具半徑補(bǔ)償系洛。 G40 為補(bǔ)償撤消指令 程序格式為: G00/G01 G41/G42 X～ Y～ H～ 建立補(bǔ)償程序段 …… 輪廓切削程序段 …… G00/G01 G40 X～ Y～ 補(bǔ)償撤消程序段其中: G41/G42程序段中的X俊性、Y值是建立補(bǔ)償直線段的終點(diǎn)坐標(biāo)值； G40程序段中的X描扯、Y值是撤消補(bǔ)償直線段的終點(diǎn)坐標(biāo)定页； H為刀具半徑補(bǔ)償代號(hào)地址字,后面一般用兩位數(shù)字表示代號(hào),代號(hào)與刀具半徑值一一對(duì)應(yīng)。刀具半徑值可用CRT/MDI方式輸入,即在設(shè)置時(shí),H～ = R荆烈。如果用H00也可取消刀具半徑補(bǔ)償。2．工作過程 以下各圖表示的刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ鬟^程竟趾。其中,實(shí)線表示編程軌跡憔购；點(diǎn)劃線表示刀具中心軌跡；r等于刀具半徑,表示偏移向量回象。(1)刀具半徑補(bǔ)償建立時(shí),一般是直線且為空行程,以防過切罚琅。以G42為例,其刀具半徑補(bǔ)償建立見。(2)刀具半徑補(bǔ)償一般只能平面補(bǔ)償,其補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)情況东呻。(3)刀具半徑補(bǔ)償結(jié)束用G40撤銷,撤銷時(shí)同樣要防止過切南谈。應(yīng)注意的是:建立補(bǔ)償程序段,必須是在補(bǔ)償平面內(nèi)不為零的直線移動(dòng)。建立補(bǔ)償程序段,一般應(yīng)在切入工件之前完成草吠。撤銷補(bǔ)償程序段,一般應(yīng)在切出工件之后完成国谬。 3.刀具半徑補(bǔ)償量的改變 一般刀具半徑補(bǔ)償量的改變,是在補(bǔ)償撤銷的狀態(tài)下重新設(shè)定刀具半徑補(bǔ)償量。如果在已補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)下改變補(bǔ)償量,則程序段的終點(diǎn)是按該程序段所設(shè)定的補(bǔ)償量來計(jì)算的燎隅。 如圖19所示程堤。

圖19 刀具半徑補(bǔ)償量的改變4.刀具半徑補(bǔ)償量的符號(hào)

一般刀具半徑補(bǔ)償量的符號(hào)為正,若取為負(fù)值時(shí),會(huì)引起刀具半徑補(bǔ)償指令G41與G42的相互轉(zhuǎn)化。

5.過切 通常過切由以下兩種情況:(1)刀具半徑大于所加工工件內(nèi)輪廓轉(zhuǎn)角時(shí)產(chǎn)生的過切扁奔。(2)刀具直徑大于所加工溝槽時(shí)產(chǎn)生的過切谍线。

6.刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠渌鼞?yīng)用 應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償指令加工時(shí),刀具的中心始終與工件輪廓相距一個(gè)刀具半徑距離。當(dāng)?shù)毒吣p或刀具重磨后,刀具半徑變小,只需在刀具補(bǔ)償值中輸入改變后的刀具半徑,而不必修改程序暖谚。在采用同一把半徑為R的刀具,并用同一個(gè)程序進(jìn)行粗工斤、精加工時(shí),設(shè)精加工余量為△,則粗加工時(shí)設(shè)置的刀具半徑補(bǔ)償量為R+△,精加工時(shí)設(shè)置的刀具半徑補(bǔ)償量為R,就能在粗加工后留下精加工余量△,然后卷雕。在精加工時(shí)完成切削。運(yùn)動(dòng)情況見圖20票从。

圖20 刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用實(shí)例

(八)漫雕、刀具長度補(bǔ)償指令 使用刀具長度補(bǔ)償指令,在編程時(shí)就不必考慮刀具的實(shí)際長度及各把刀具不同的長度尺寸。加工時(shí),用MDI方式輸入刀具的長度尺寸,即可正確加工纫骑。當(dāng)由于刀具磨損蝎亚、更換刀具等原因引起刀具長度尺寸變化時(shí),只要修正刀具長度補(bǔ)償量,而不必調(diào)整程序或刀具。 G43 為正補(bǔ)償,即將Z坐標(biāo)尺寸字與H代碼中長度補(bǔ)償?shù)牧肯嗉?按其結(jié)果進(jìn)行Z軸運(yùn)動(dòng)先馆。 G44 為負(fù)補(bǔ)償,即將Z坐標(biāo)尺寸字與H中長度補(bǔ)償?shù)牧肯鄿p,按其結(jié)果進(jìn)行Z軸運(yùn)動(dòng)发框。 G49為撤消補(bǔ)償。

b圖21 刀具長度補(bǔ)償 編程格式 G01 G43/G44 Z～H～// 建立補(bǔ)償程序段 …… // 切削加工程序段 …… G49 // 補(bǔ)償撤消程序段例:圖21a中左圖所對(duì)應(yīng)的程序段為 G01 G43 Zs H～ 圖21b中對(duì)應(yīng)的程序段為 G01 G44 Zs H～ 其中: S 為Z向程序指令點(diǎn)煤墙； H～ 的值為長度補(bǔ)償量,即H～ =△梅惯。 H 刀具長度補(bǔ)償代號(hào)地址字,后面一般用兩位數(shù)字表示代號(hào),代號(hào)與長度補(bǔ)償量一一對(duì)應(yīng)。刀具長度補(bǔ)償量可用CRT/MDI方式輸入仿野。如果用H00則取消刀具長度補(bǔ)償铣减。編程實(shí)例下面介紹車削實(shí)例,圖2-24為圖例,表2、5為相應(yīng)的加工程序單脚作。

程序段1:g00表示刀具快速移至對(duì)刀點(diǎn),即為程序的起點(diǎn)葫哗；G90表示該程序段按絕對(duì)坐標(biāo)方式編程,其后各程序段如不重新設(shè)定G91時(shí),Gg0一直有效；G42為右刀補(bǔ)指令,脈沖當(dāng)量在Z方向?yàn)?．001nm／脈沖,z方向則為直徑的脈沖數(shù),而不是半徑的脈沖數(shù)卓瞻。其中,X40000表示直徑為40mm的圓柱,:坐標(biāo)為165mm,即α點(diǎn)的當(dāng)前位置笤吵。F50表示進(jìn)給速度為50．0mm／min；s07表示主軸選7號(hào)轉(zhuǎn)速,其轉(zhuǎn)速值為355r／min(不同的機(jī)床,此轉(zhuǎn)速值有可能不同)更扰；T33表示選3號(hào)車刀,用3號(hào)撥碼盤進(jìn)行到刀補(bǔ)叹倒；M03表示主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；LF表示程序段結(jié)束装呢。程序段2:G01表示直線插補(bǔ)加工Ф40的圓柱面,刀具行程用增量坐標(biāo)G91方式表示,本段程序的刀具行程坐標(biāo)增量為△x=0,△z=-35mm甩芦。程序段3:G03表示逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)加工,刀具行程仍按G91方式表示,本段程序的刀具行程坐標(biāo)增量為△x=40mm,△z=20mm；IO及K20000表示圓弧起點(diǎn)相對(duì)于圓心坐標(biāo)值在x方向?yàn)镺,在z方向?yàn)?0mm乌烫。程序段4:G01表示直線插補(bǔ)加工Ф80的圓柱面,刀具行程仍按G91方式表示,本段程廳的刀具行程坐標(biāo)增量為△X=O,△z=30mm练歇。程序段5:G02表示順時(shí)針圓弧插補(bǔ)加工,刀具行程仍按G91方式表示,本段程序的刀具行程坐標(biāo)增量為△x=60mm,△z=-30mm；圓弧起點(diǎn)相對(duì)于圓心坐標(biāo)值在x方向?yàn)椤?0mm,在z方向?yàn)?忍症。程序段6:G01表示直線插補(bǔ)加工Ф140的圓柱面,刀具行程仍按G91方式表示,本段程序的刀具行程終點(diǎn)為B,坐標(biāo)增量為△x=O,△z=-30mm等跳。程序段7:G90表示刀具行程按絕對(duì)坐標(biāo)G90方式編程,刀具行程坐標(biāo)增量在x方向同程序段5,即x=x1+△x3+△x5=(40十40+60)mm=140mm(式中下標(biāo)分別表示程序段1、3廉屑、5中x值),刀具按絕對(duì)坐標(biāo)走到z=o處萌狂。程序段8:G00表示刀具快速移至距機(jī)床原點(diǎn)為x=170mm、z=O處怀泊。程序段9:M02表示程序結(jié)束,主軸停轉(zhuǎn),進(jìn)給停止,冷卻液停,機(jī)床復(fù)位茫藏。

(責(zé)編:晨雪)

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