數(shù)控機床編程“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材

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普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材第3版主編杜國臣副主編劉秉亮畢世英張金峰李傳軍參編李興凱李瑞斌王蘭紅王寶龍主審姜軍生第4章數(shù)控車床編程

學(xué)習(xí)目標(biāo):本章主要講述數(shù)控車床的編程特點及各編程指令的使用,簡述數(shù)控車床的用途、布局、主要參數(shù)及其操作,并通過典型實例講述數(shù)控車削加工程序的編制。本章要求了解數(shù)控車床的用途、布局、主要參數(shù)及其操作,掌握數(shù)控車床的編程特點及各編程指令的使用,并能熟練地編制數(shù)控車削加工程序。第一節(jié)數(shù)控機床的基本概念4.1概述普通車床是靠手工操作機床來完成各種切削加工的,而數(shù)控車床是將編好的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中,由數(shù)控系統(tǒng)通過車床X、Z坐標(biāo)軸的伺服電動機去控制車床進給運動部件的動作順序、移動量和進給速度,再配以主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,便能加工出各種形狀不同的軸類或盤類回轉(zhuǎn)體零件。因此,數(shù)控車床是目前使用較為廣泛的數(shù)控機床。本章以配置FANUC-0T系統(tǒng)的MJ-460數(shù)控車床為例介紹數(shù)控車床的編程,并對該機床的編程及操作面板進行簡單介紹。4.1.1數(shù)控車床的用途、布局

1.數(shù)控車床的用途數(shù)控車床主要用來加工軸類零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋表面、成形回轉(zhuǎn)體表面等。對于盤類零件,可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔等加工。機床還可以完成車端面、切槽、倒角等加工。

2.數(shù)控車床的布局圖4-1為MJ-460數(shù)控車床的外觀圖。床身11為斜床身,床身導(dǎo)軌面上支承著導(dǎo)軌護板,不僅排屑方便,而且導(dǎo)軌保護性好。床身的左上方安裝有主軸箱3,主軸采用變頻調(diào)速,免去了變速傳動裝置,因此使主軸箱的結(jié)構(gòu)變得十分簡單。主軸卡盤2的夾緊與松開由主軸尾端的液壓缸控制,控制信號來自腳踏開關(guān)1。床身右上方安裝有尾座10。頂尖可由液壓缸控制伸縮?；宓膬A斜導(dǎo)軌上安裝有回轉(zhuǎn)刀架9,其刀盤上最多可安裝12把刀具7。主軸箱前端面上可以安裝對刀儀6,用于車床的機內(nèi)對刀。8是機床的編程與操作面板。4是機床防護門。數(shù)控裝置5安裝在機床的后側(cè)。視頻圖4-1

MJ-460數(shù)控車床的外觀圖1—腳踏開關(guān)2—主軸卡盤3—主軸箱4—機床防護門5—數(shù)控裝置6—對刀儀7—刀具8—操作面板9—回轉(zhuǎn)刀架10—尾座11—床身4.1.2數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)

1.機床的主要參數(shù)允許最大工件回轉(zhuǎn)直徑460mm最大切削直徑 292mm最大切削長度 650mm主軸轉(zhuǎn)速范圍 50~2000r/min(連續(xù)無級)床鞍定位精度 X軸:0.015mm/100mm;Z軸:0.025mm/300mm床鞍重復(fù)定位精度 X軸:±0.003mm;Z軸:±0.005mm刀架有效行程 X軸:215mm;Z軸:675mm快速移動速度 X軸:12m/min;Z軸:16m/min安裝刀具數(shù) 12把刀具規(guī)格

車刀20mm×20mm;鏜刀?8~?40mm卡盤最大夾緊力 42140N尾座套筒行程 90mm主軸電動機功率連續(xù)/30min超載 11/15kW(變頻調(diào)速)

2.數(shù)控系統(tǒng)的主要技術(shù)規(guī)格控制軸數(shù) 2軸(X軸、Z軸,手動方式時僅1軸)聯(lián)動軸數(shù) 2軸最小輸入增量 X軸:0.001mm

Z軸:0.001mm最小指令增量 X軸:0.0005mm/P

Z軸:0.001mm/P最大編程尺寸 ±9999.999mm程序存儲量 256MB程序號 O+4位數(shù)字此外,還有直線插補功能、全象限圓弧插補功能、進給功能、主軸功能、刀具功能、輔助功能、編程功能、安全功能、鍵盤式手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)功能、通信功能、CRT數(shù)據(jù)顯示功能、絲杠間隙補償、螺距誤差補償、刀具半徑及位置補償和故障自診斷功能等。4.2數(shù)控車削加工程序的編制4.2.1數(shù)控車床的編程特點

1)在一個程序段中,根據(jù)圖樣上標(biāo)注的尺寸,可以采用絕對坐標(biāo)編程、增量坐標(biāo)編程或二者混合編程。

2)由于被加工零件的徑向尺寸在圖樣上和在測量時都以直徑值表示,所以在直徑方向用絕對坐標(biāo)編程時,X以直徑值表示,用增量坐標(biāo)編程時,以徑向?qū)嶋H位移量的2倍值表示,并附上方向符號。

3)不同組G代碼可編寫在同一程序段內(nèi)且均有效;相同組G代碼若編寫在同一程序段內(nèi),后面的G代碼有效。G代碼的分組及功能見表4-1。M代碼的功能見表4-2。表4-1中標(biāo)有“*”的代碼為數(shù)控系統(tǒng)通電后的狀態(tài)(默認(rèn)狀態(tài)),該默認(rèn)狀態(tài)只能通過系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)來修改。00組代碼為非模態(tài)代碼,其他各組中的G代碼均為模態(tài)代碼。所謂模態(tài)代碼是指在某一程序段及之后可以一直保持有效狀態(tài)的代碼,若下一程序段還有相同的功能,則該代碼可以省略。非模態(tài)代碼是指只在本程序段有效的代碼,若下一程序段還有相同的功能,則該代碼不能省略。序號代碼組別功能

序號代碼組別功能1234*G00G01G02G0301快速定位直線插補圓弧插補

(順時針)圓弧插補(逆時針)1718G50G6500坐標(biāo)系和主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定調(diào)用宏循環(huán)19202122232425G70G71G72G73G74G75G7600精車循環(huán)外圓粗車循環(huán)端面粗車循環(huán)固定形狀粗車循環(huán)深孔鉆削循環(huán)外圓車槽循環(huán)螺紋車削復(fù)合循環(huán)56G04G1000暫停數(shù)據(jù)設(shè)定78G20*G2106英制輸入米制輸入910*G25G2608主軸速度波動檢測斷主軸速度波動檢測通262728G90G92G9401外圓切削循環(huán)螺紋切削循環(huán)端面切削循環(huán)1112G27G2800參考點返回檢查參考點返回2930G96*G9702主軸恒線速控制取消主軸恒線速控制13G3201螺紋切削141516*G40G41G4207取消刀尖半徑補償?shù)都獍霃阶笱a償?shù)都獍霃接已a償3132G98*G9905每分鐘進給每轉(zhuǎn)進給表4-1

FANUC-0T系統(tǒng)G功能代碼序號代碼功能

序號代碼功能1M00程序停止9M23切削螺紋倒角2M01選擇停止10M24切削螺紋不倒角3M02程序結(jié)束11M25誤差檢測4M03主軸正轉(zhuǎn)12M26誤差檢測取消5M04主軸反轉(zhuǎn)13M30復(fù)位并返回程序開始6M05主軸停止14M98調(diào)用子程序7M08切削液開15M99子程序返回8M09切削液關(guān)

表4-2

FANUC-0T系統(tǒng)M功能代碼4.2.2編程坐標(biāo)系的建立與設(shè)定在編寫工件的加工程序時,首先應(yīng)在建立機床坐標(biāo)系后設(shè)定編程坐標(biāo)系。

1.機床坐標(biāo)系的建立

機床原點:機床原點為機床上的一個固定點,數(shù)控車床一般將其定義在主軸前端面(或卡盤后端面)的中心,如圖4-2中的M點。

機床坐標(biāo)系:是以機床原點為坐標(biāo)原點建立的X、Z軸兩維坐標(biāo)系。Z軸與主軸中心線重合,為縱向進給方向;X軸與主軸垂直,為橫向進給方向。在數(shù)控車床開機之后,當(dāng)完成了刀具返回參考點的操作后,即建立起了機床坐標(biāo)系。圖4-2機床坐標(biāo)系視頻機床參考點:是指刀架中心退離距機床原點最遠的一個固定點。該點位置由設(shè)置在機床X向、Z向滑板上的機械擋塊通過行程開關(guān)來確定。當(dāng)?shù)都芊祷貦C床參考點時,裝在X向和Z向滑板上的兩擋塊分別壓下對應(yīng)的開關(guān),并向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號,停止滑板運動,即完成了返回機床參考點的操作。

在以下三種情況下,數(shù)控系統(tǒng)將失去對機床參考點的記憶,因此必須使刀架重新返回機床參考點。

1)機床關(guān)機以后重新接通電源開關(guān)時。

2)機床解除急停狀態(tài)后。

3)機床超程報警信號解除之后。

MJ-460數(shù)控車床的機床坐標(biāo)系及機床參考點與機床原點的相對位置如圖4-2所示。

2.編程坐標(biāo)系(或稱工件坐標(biāo)系)的設(shè)定編程坐標(biāo)系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素(如點、直線、圓弧等)的位置而建立的坐標(biāo)系,是編程人員在編程時使用的。編程坐標(biāo)系的原點就是編程原點,用O點表示,而編程原點是人為設(shè)定的。數(shù)控車床的編程原點一般設(shè)在主軸中心線與工件左端面或右端面的交點處。編程坐標(biāo)系設(shè)定后,CRT屏幕上顯示的是基準(zhǔn)車刀刀尖相對編程原點的坐標(biāo)值。編程時,工件各尺寸的坐標(biāo)值都是相對編程原點而言的。因此,數(shù)控車床的編程原點又是程序原點或工件原點。建立編程坐標(biāo)系使用G50準(zhǔn)備功能指令,設(shè)定編程坐標(biāo)系的指令格式為

G50

X

Z

;

說明:

1)G50表示編程坐標(biāo)系的設(shè)定,X、Z表示編程原點的位置。

2)程序如設(shè)該指令,則應(yīng)在刀具運動指令之前設(shè)定。

3)當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行該指令后,刀具并不運動,系統(tǒng)根據(jù)G50指令中X、Z的值從刀具起始點反向推出編程原點。刀具起始點是基準(zhǔn)刀(通過對刀圖4-3工件坐標(biāo)系建立編程坐標(biāo)系的刀具)的刀位點在程序運行開始時的位置。它是經(jīng)過對刀后由操作者確定的精確位置,一般要求該位置既不能影響裝夾工件,也不能影響加工效率,所以有時稱刀具起始點為對刀點。

4)在G50程序段中,不允許有其他功能指令,但S指令除外,因為G50還有另一種功用——設(shè)定恒切削速度。例如:如圖4-3所示,O為編程原點,P0為刀具起始點,設(shè)定編程坐標(biāo)系為“G50X300Z480;”。車床刀架的換刀點是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時所在的位置。換刀點是任意一點,它的設(shè)定原則是:以刀架轉(zhuǎn)位時不碰撞工件和機床上其他部件為準(zhǔn)則。換刀點的坐標(biāo)值一般用實測的方法來設(shè)定。4.2.3基本編程指令

1.快速定位G00

格式:G00

X(U)

Z(W)

;

說明:

1)G00指令使刀具在點位控制方式下從刀具所在點以快速進給速度向目標(biāo)點移動。采用絕對坐標(biāo)X、Z編程時,用終點的坐標(biāo)值編程;采用增量坐標(biāo)U、W編程時,用刀具的移動距離編程。絕對坐標(biāo)和增量坐標(biāo)可以混編。不運動的坐標(biāo)可以省略。

2)X、U的坐標(biāo)值均為直徑量。

3)G00可以簡寫成G0。

4)程序中只有一個坐標(biāo)值X或Z時,刀具將沿該坐標(biāo)軸方向移動;有兩個坐標(biāo)值X和Z時,刀具將先以1∶1步數(shù)兩坐標(biāo)軸聯(lián)動,然后單坐標(biāo)軸移動,直到終點。

圖4-4定位指令實例5)G00快速移動速度由機床設(shè)定(X軸:12m/min;Z軸:16m/min),可通過操作面板上的速度修調(diào)開關(guān)進行調(diào)節(jié)。例如:如圖4-4所示,刀尖從A點快進到B點,分別用絕對坐標(biāo)、增量坐標(biāo)和混合坐標(biāo)方式寫出該G00程序段。

絕對坐標(biāo)方式:G00

X40

Z58;增量坐標(biāo)方式:G00

U-60

W-28.5;混合坐標(biāo)方式:G00

X40

W-28.5;或G00

U-60

Z58;

2.直線插補G01

格式:G01

X(U)

Z(W)

F

;

說明:

1)G01指令使刀具以F指定的進給速度直線移動到目標(biāo)點,一般作為切削加工運動指令,既可以單坐標(biāo)移動,又可以兩坐標(biāo)同時插補運動。X(U)、Z(W)為目標(biāo)點坐標(biāo)。F為進給速度(進給率),在G98指令下,F為每分鐘進給(mm/min);在G99(默認(rèn)狀態(tài))指令下,F為每轉(zhuǎn)進給(mm/r)。

2)程序中只有一個坐標(biāo)值X或Z時,刀具將沿該坐標(biāo)軸方向移動;有兩個坐標(biāo)值X和Z時,刀具將按所給的終點直線插補運動。例如:如圖4-5所示,若讓刀具從O點運動到a點,G01運動路線是Oa;而G00運動路線是Oba。編程如下。

G01編程:G01

X6

Z5

F0.1;或G01

U6

W5

F0.1;

G00編程:G00

X6

Z5;或G00

U6

W5;

如圖4-6所示,刀具從P0P1P2P3P0點運動(圖中

為G00方式;為G01方式)。加工程序為絕對坐標(biāo)方式:

N030

G00

X50

Z2;(P0P1)

N040 G01 Z-40

F0.1;(P1P2)

N050 X80 Z-60;(P2P3)

N060 G00 X200

Z100;(P3P0)增量坐標(biāo)方式:

N030 G00 U-150

W-98;(P0P1)

N040 G01 W-42

F0.1;(P1P2)

N050 U30 W-20;(P2P3)

N060 G00 U120

W160;(P3P0)圖4-5

G01與G00路線的區(qū)別圖4-6直線插補

3.圓弧插補G02,G03

格式:G02(G03)

X(U)

Z(W)

R

F

;

或G02(G03) X(U)

Z(W)

I

K

F

;

說明:

1)該指令控制刀具按所需圓弧運動。G02為順時針圓弧插補,G03為逆時針圓弧插補;X、Z表示圓弧終點絕對坐標(biāo),U、W表示圓弧終點相對于圓弧起點的增量坐標(biāo),R表示圓弧半徑,I、K表示圓心相對圓弧起點的增量坐標(biāo),F表示進給速度。

2)X、U、I均采用直徑量編程。

3)本例是按照刀架后置(標(biāo)準(zhǔn)型)情況介紹的。若刀架前置情況,G02為逆時針圓弧插補指令,G03為順時針圓弧插補指令,這一點要特別注意。例如:如圖4-7所示工件,加工順時針圓弧的程序為

絕對坐標(biāo)方式:

N050

G01

X20

Z-30

F0.1;

N060 G02 X40 Z-40 R10

F0.08;增量坐標(biāo)方式:

N050 G01 U0 W-32 F0.1;

N060 G02 U20 W-10

I20

K0

F0.08;又如:如圖4-8所示的工件,加工逆時針圓弧的程序為

絕對坐標(biāo)方式:

N050

G01

X28

Z-40

F0.1;

N060 G03 X40 Z-46 R6

F0.08;增量坐標(biāo)方式:

N050 G01 U0 W-42 F0.1;

N060 G03 U12 W-6 R6

F0.08;

4.程序延時(暫停)G04格式:G04

X

;或G04

U

;或G04

P

;

說明:圖4-7順時針車圓弧圖4-8逆時針車圓弧1)該指令按給定時間延時,不做任何動作,延時結(jié)束后再自動執(zhí)行下一段程序。該指令主要用于車削環(huán)槽,不通孔及自動加工螺紋時可使刀具在短時間無進給方式下進行光整加工。

2)X、U表示秒(s),P表示毫秒(ms)。程序延時時間范圍為16ms~9999.999s。若程序暫停2.5s的加工程序為:G04X2.5;或G04U2.5;或G04P2500;例如:車削如圖4-9所示?50mm×2mm槽,編程如下:

……N010

G00

X62

Z-12;

N011

G01

X50

F0.08;

N012

G04

U1;工件旋轉(zhuǎn),而刀具暫停進給1s,目的是保證槽底精度。

N013

G00

X62;……

5.寸制和米制輸入G20,G21格式:G20(G21)說明:

1)G20表示寸制輸入,G21表示米制輸入。G20和G21是兩個可以相互取代的代碼,但不能在一個程序中同時使用G20和G21。

2)機床通電后的狀態(tài)為G21。

6.進給速度控制G98,G99格式:G98(G99)說明:圖4-9車削槽1)G98為每分鐘進給(mm/min),G99為每轉(zhuǎn)進給(mm/r)。G98通常用于數(shù)控銑床、加工中心類進給指令,G99通常用于數(shù)控車床類進給指令。G99為該數(shù)控車床通電后的狀態(tài)。

2)在機床操作面板上有進給速度倍率開關(guān),進給速度可在0~150%范圍內(nèi)以每級10%進行調(diào)整。在零件試切削時,進給速度的修調(diào)可使操作者選取最佳的進給速度。

7.參考點返回檢查G27

格式:G27

X(U)

;(X向參考點檢查)

G27

Z(W)

;(Z向參考點檢查)

G27

X(U)

Z(W)

;(X、Z向參考點檢查)

說明:

1)該指令用于參考點位置檢查。執(zhí)行該指令時,刀具以快速運動方式在被指定的位置上定位,到達的位置如果是參考點,則返回參考點燈亮。僅一個軸返回參考點時,對應(yīng)軸的燈亮。若定位結(jié)束后被指定的軸沒有返回參考點,則出現(xiàn)報警。執(zhí)行該指令前也應(yīng)取消刀具位置偏置。

2)X、Z表示參考點的坐標(biāo)值,U、W表示到參考點所移動的距離。

3)執(zhí)行G27指令的前提是機床在通電后必須返回過一次參考點。8.自動返回參考點G28

格式:G28

X(U)

;(X向返回參考點)

G28

Z(W)

;(Z向返回參考點)

G28

X(U)

Z(W)

;(X、Z向同時返回參考點)

說明:

1)該指令可使被指令的軸自動地返回參考點。X(U)、Z(W)是返回參考點過程中的中間點位置,可用絕對坐標(biāo)或增量坐標(biāo)指令。如圖4-10所示,在執(zhí)行“G28X80Z50”程序后,刀具以快速移動速度從B點開始移動,經(jīng)過中間點A(40,50),移動到參考點R。指定中間點的目的是防止與C點產(chǎn)生干涉,因為G28指令運動速度、模式與G00一樣。

2)X(U)、Z(W)是刀架出發(fā)點與參考點之間的任一中間點,但此中間點不能超過參考點。有時為保證返回參考點的安全,應(yīng)先X向返回參考點,然后Z向再返回參考點。

9.主軸控制G96,G97格式:G96

S

;

G97

S

;

說明:圖4-10自動返回參考點

圖4-11逆時針車圓弧4)當(dāng)?shù)毒咧饾u靠近工件中心時,主軸轉(zhuǎn)速會越來越高,此時工件有可能因卡盤調(diào)整壓力不足而從卡盤中飛出。為防止這種事故,在建立G96指令之前,最好設(shè)定G50來限制主軸最高轉(zhuǎn)速。

10.主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定G50

格式:G50

S

;

說明:

1)G50有坐標(biāo)系設(shè)定和主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定兩種功能,此處G50是后一種功能,用S指定的數(shù)值來設(shè)定主軸最高轉(zhuǎn)速(r/min),如“G50S2000”是把主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定為2000r/min。

2)在設(shè)置恒線速度后,由于主軸的轉(zhuǎn)速在工件不同截面上是變化的,為防止主軸轉(zhuǎn)速過高而發(fā)生危險,在設(shè)置恒線速度前,可以將主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定在某一個最高值,切削過程中執(zhí)行恒線速度時,主軸最高轉(zhuǎn)速將被限制在這個最高值內(nèi)。

11.螺紋切削G32

格式:G32

X(U)

Z(W)

F

;

說明:

1)G32指令可進行等螺距的直螺紋、圓錐螺紋以及端面螺紋的切削。

2)X(U)、Z(W)為螺紋終點坐標(biāo),F為長軸螺距,如圖4-12所示。當(dāng)錐角α≤45°時,F表示Z軸螺距,否則F表示X軸螺距。F=0.001~500mm。圖4-12螺紋加工

圖4-13直螺紋車削程序如下:

N100

G00

U-60;

N110 G32 W-74.5

F2;

N120 G00 U60;

N130 W74.5;

N140 U-61;

N150 G32 W-74.5

F2;

N160 G00 U61;

N170 W74.5;

又如:如圖4-14所示圓錐螺紋加工,已知錐螺紋切削參數(shù)為:螺紋導(dǎo)程P=3.5mm,切入量δ1=2mm,切出量δ2=1mm,分2次車削,每次背吃刀量ap=0.5mm。程序如下:

N100

G00

X13

Z72;

N110 G32 X42 W-43

F3.5;

N120 G00 X50;

N130 Z72;

N140 X12;

N150 G32 X41 W-43

F3.5;

N160 G00 X50;

N170 Z72;圖4-14圓錐螺紋車削4.2.4

車削加工循環(huán)車削加工余量較大的表面時,需多次進給切除,此時采取固定循環(huán)程序可以縮短程序段的長度,節(jié)省編程時間。

1.單一外形固定循環(huán)G90,G92,G94

(1)外徑、內(nèi)徑車削循環(huán)G90圓柱面車削循環(huán)的編程格式:G90

X(U)

Z(W)

F

;

圓錐面車削循環(huán)的編程格式:G90 X(U)

Z(W)

R

F

;

說明:

1)G90指令可用來車削外徑,也可用來車削內(nèi)徑。X、Z為相對于循環(huán)起點的對角點(切削終點)坐標(biāo),U、W為對角點相對于循環(huán)起點的坐標(biāo)增量值。如圖4-15所示為圓柱面車削循環(huán),圖中R表示G00快速進給,F為按指定速度G01車削進給。單程序段加工時,按一次“循環(huán)啟動”鍵,可進行1、2、3、4軌跡的全部操作。圖4-16所示為圓錐面車削循環(huán),圖中R表示圓錐體大小端的半徑差(半徑量),其確定方法是刀具起點坐標(biāo)大于終點坐標(biāo)時為正,反之為負(fù),圖中R為負(fù)值。圖4-15

G90圓柱面車削循環(huán)圖4-16

G90圓錐面車削循環(huán)2)G90、G92、G94都是模態(tài)量,當(dāng)這些代碼在沒有被同組的其他代碼(G00、G01)取代以前,程序中又出現(xiàn)M代碼時,則先將G90、G92、G94代碼重新執(zhí)行一遍,然后才執(zhí)行M代碼,這一點在編程時要特別注意。例如:N100

G90

U-50

W-20

F0.2; N110 M00;當(dāng)執(zhí)行完N110段時,先重復(fù)執(zhí)行N100段的動作,然后再執(zhí)行N110段。為避免這種情況,應(yīng)將程序段改為

N100

G90

U-50

W-20

F0.2;

N110

G00

M00;(此處G00僅取消G90狀態(tài),并不執(zhí)行任何動作)

(2)螺紋車削循環(huán)G92直螺紋車削循環(huán)的編程格式(見圖4-17b):G92

X(U)

Z(W)

F

;

錐螺紋車削循環(huán)的編程格式(見圖4-17a):G92

X(U)

Z(W)

R

F

;

圖4-17螺紋車削循環(huán)說明:G92使螺紋加工用車削循環(huán)完成,式中X(U)、Z(W)為切削點坐標(biāo),F為螺紋的螺距或?qū)С?R為錐螺紋大小端的半徑差(半徑量),其定義同圖4-16,R=0為加工圓柱螺紋。U、W的符號判別同G90指令。例4-1編寫圖4-18所示圓柱螺紋M30×1.5的加工程序。已知切入量δ1=5mm,切出量δ2=2mm。由(式3-3)知:牙頂實際尺寸d'=d-0.2P=30mm-0.2×1.5mm=29.7mm查表3-5,牙深0.974mm。每刀車削直徑量為:0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.16mm。編程如下:……

N60

G00

X35

Z5;

N61

G92

X28.9

Z-42

F1.5;

N62

X28.3;

N63

X27.9;

N64

X27.74;

N65

G00

X200

Z100;……

圖4-18

G92車削螺紋實例(3)端面切削循環(huán)G94端面切削循環(huán)包括直端面切削循環(huán)和圓錐端面切削循環(huán)。直端面切削循環(huán)編程格式(見圖4-19):G94X(U)

Z(W)

F

;

圓錐端面切削循環(huán)編程格式(見圖4-20):G94X(U)

Z(W)

R

F

;

G94各代碼的用法同G90指令。

2.復(fù)合固定循環(huán)指令復(fù)合固定循環(huán)指令主要用于無法一次進給即能加工到規(guī)定尺寸的場合,例如粗車和多次進給車螺紋的情況。主要有以下幾種復(fù)合固定循環(huán)指令。

(1)外徑、內(nèi)徑粗車循環(huán)指令G71

格式:G71

UΔd

Re;

G71

Pns

Qnf

UΔu

WΔw

F

;

說明:

1)G71指令適用于圓柱毛坯料粗車外徑和圓筒毛坯料粗車內(nèi)徑。式中ns為精加工第一個程序段的順序號;nf為精加工最后一個程序段的順序號;Δu為X軸方向的精加工余量(直徑值,加工外徑Δu>0;加工內(nèi)徑Δu<0);Δw為Z軸方向的精加工余量;Δd為粗加工每次切削的背吃刀量(半徑值,無符號輸入);e為每次切削循環(huán)的退刀量。圖4-20

G94圓錐端面車削循環(huán)2)執(zhí)行G71指令時,包含在ns到nf程序段中的F功能都不起作用,只有G71程序段中或G71程序段前設(shè)定的F功能有效。刀具循環(huán)路徑如圖4-21所示。

(2)端面粗車循環(huán)指令G72

格式:G72

WΔd

Re;

G72

Pns

Qnf

UΔu

WΔw

F

;

說明:G72指令適用于圓柱毛坯料端面方向的加工,刀具的循環(huán)路徑如圖4-22所示。G72指令與G71指令類似,不同之處就是刀具路徑是按徑向方向循環(huán)的。

(3)固定形狀粗車循環(huán)指令G73

格式:G73

UΔi

WΔk

Rd;

G73

Pns

Qnf

UΔu

WΔw

F

;

說明:

1)G73指令與G71、G72指令功能相同,只是刀具路徑是按工件精加工輪廓進行循環(huán)的,如圖4-23所示。如鑄件、鍛件等毛坯已具備了簡單的零件輪廓,這時粗加工使用G73循環(huán)指令可以節(jié)省時間,提高功效。

2)式中ns、nf、Δu、Δw的含義與G71相同;Δi為X軸方向的總退刀量(半徑值);Δk為Z軸方向的總退刀量;d為重復(fù)加工的次數(shù)。圖4-21外徑粗加工循環(huán)圖4-22端面粗加工循環(huán)格式:G70

Pns

Qnf;說明:G70為執(zhí)行G71,G72,G73粗車循環(huán)指令以后的精車循環(huán)。在G70指令程序段內(nèi)要給出精加工第一個程序段的序號ns和精加工最后一個程序段的序號nf。例4-2如圖4-24所示工件,試用G70、G71指令編程。程序如下:

O1000;程序名

N010

G50

X200

Z220;坐標(biāo)系設(shè)定

N020 M04 S800 T0300; 主軸旋轉(zhuǎn)

N030 G00 X160 Z180

M08; 快速到達點(160,180)

N035 G71 U7

R2; 背吃刀量為7mm,退刀量為2mm

N040 G71 P050 Q110

U4

W2

F0.15; 粗車循環(huán),從程序段N050到N110

N050 G00 X40;

N060 G01 W-40

F0.1;

N070 X60 W-30;

N080 W-20;

N090 X100 W-10;圖4-23固定形狀粗車循環(huán)圖4-24粗、精車削實例

N100 W-20;

N110 X140 W-20;

N120 G70 P050 Q110; 精車循環(huán)

N130 G00 X200 Z220

M09; 返回初始點,并關(guān)閉切削液

N140 M30; 程序結(jié)束注意:包含在粗車循環(huán)G71程序段中的F、S、T有效,包含在ns到nf中的F、S、T對于粗車無效。因此上例中粗車時的進給量為0.15mm/r,主軸轉(zhuǎn)速為500r/min;精車時進給量為0.1mm/r,主軸轉(zhuǎn)速為800r/min。

(5)深孔鉆削循環(huán)指令G74

格式:G74

Re;

G74

X(U)

Z(W)

PΔi

QΔk

RΔd

F

;

說明:

1)G74用于端面切槽和深孔鉆削循環(huán),其加工路線如圖4-25所示,加工過程中刀具不斷重復(fù)進刀與退刀動作,目的是為了能順利地排除切屑。格式中X指定B點的X坐標(biāo),U指定從A點到B點的X坐標(biāo)增量值;Z指定C點坐標(biāo)值,W指定A點到C點的Z坐標(biāo)增量值;Δi為X方向的移動量;Δk為Z方向的鉆削量;Δd為鉆削到終點時的退刀量;F為進給速度;圖4-25中的e為每次進給后的退刀量。2)若該指令中X(U)、P和R都被忽略,則只在Z向執(zhí)行鉆孔循環(huán)。如圖4-26所示是用深孔鉆削循環(huán)G74指令加工孔,加工程序如下:

N020

G00

X0

Z5

M08;

N030

G74

R3;

N040

G74

Z-55

Q10

F0.08;

N050

G00

X50

Z35

M09;

(6)外圓車槽循環(huán)指令G75格式:G75

Re;

G75

X(U)

Z(W)

PΔi

QΔk

RΔd

F

;

說明:G75多用于外圓車槽,其車削路線與G74類似,只是刀具移動方向旋轉(zhuǎn)了90°,如圖4-27所示。格式中的循環(huán)參數(shù)同G74說明。如圖4-28所示是用外圓車槽循環(huán)指令G75加工槽,車槽刀的刃寬為4mm,加工程序如下:圖4-25深孔鉆削循環(huán)路線圖圖4-26深孔鉆削循環(huán)路線圖

N020

G00

X42

Z-29

M08;

N030

G75

R3;

N040

G75

X20

Z-45

P10

Q3.9

F0.8;

N050

G00

X90

Z54

M09;

(7)螺紋車削復(fù)合循環(huán)指令G76

格式:G76

P(mrα)

QΔdmin

Rd; G76

X(U)

Z(W)

Ri

Pk

QΔd

F

;

說明:

1)G76指令可將多次進給的單一循環(huán)復(fù)合起來加工螺紋,較G32、G92指令簡單,簡化了螺紋加工編程。圖4-29是G76指令的車削路線和進給方法。圖4-27外圓車槽循環(huán)路線圖圖4-28外圓車槽循環(huán)舉例圖4-29螺紋車削復(fù)合循環(huán)路線圖

4.2.5刀具補償功能

數(shù)控車床均有刀具補償功能。刀架在換刀時前一刀尖位置和更換新刀具的刀尖位置之間會產(chǎn)生差異,以及由于刀具的安裝誤差、刀具磨損和刀具刀尖圓弧半徑的存在等,在數(shù)控加工中必須利用刀具補償功能予以補償,才能加工出符合圖樣形狀要求的零件。此外,合理地利用刀具補償功能還可以簡化編程。刀具功能又稱為T功能,它是進行刀具選擇和刀具補償?shù)墓δ艽a。格式:說明:

1)刀具號從01~12;刀具補償號從00~16,其中00表示取消某號刀的刀具補償。

2)通常用同一編號指令刀具號和刀具補償號,以減少編程時的錯誤,如T0101表示01號刀調(diào)用01補償號設(shè)定的補償值,其補償值存在刀具補償存儲器內(nèi)。又如T0700表示調(diào)用07號刀,并取消07號刀的補償值。數(shù)控車床的刀具補償功能包括刀具位置補償和刀尖圓弧半徑補償兩個方面。視頻1.刀具位置補償?shù)毒叩奈恢醚a償又稱為刀具偏置補償或刀具偏移補償,亦稱為刀具幾何位置及磨損補償。

在下面三種情況下,均需進行刀具位置的補償:

1)在實際加工中,通常是用不同尺寸的若干把刀具加工同一輪廓尺寸的零件,而編程時是以其中一把刀為基準(zhǔn)設(shè)定工件坐標(biāo)系的,因此必須將所有刀具的刀尖都移到此基準(zhǔn)點。利用刀具位置補償功能即可完成。

2)對同一把刀來說,當(dāng)?shù)毒咧啬ズ笤侔阉鼫?zhǔn)確地安裝到程序所設(shè)定的位置是非常困難的,總是存在著位置誤差。這種位置誤差在實際加工時便成為了加工誤差。因此在加工前,必須用刀具位置補償功能來修正安裝位置誤差。

3)每把刀具在其加工過程中,都會有不同程度的磨損,而磨損后刀具的刀尖位置與編程位置存在差值,這勢必造成加工誤差,這一問題也可以用刀具位置補償?shù)姆椒▉斫鉀Q,只要修改每把刀具相應(yīng)存儲器中的數(shù)值即可。例如,某工件加工后,外圓直徑比要求的尺寸大(或小)了0.1mm,則可以用U-0.1(或U0.1)修改相應(yīng)刀具的補償值。當(dāng)幾何位置尺寸有偏差時,修改方法類同。

刀具位置補償一般用機床所配的對刀儀自動完成;也可用手動對刀和測量工件加工尺寸的方法,測出每把刀具的位置補償量并輸入到相應(yīng)的存儲器中。當(dāng)程序執(zhí)行了刀具位置補償功能后,刀尖的實際位置就代替了原來的位置。值得說明的是,刀具位置補償一般是在換刀指令后第一個含有移動指令的程序段中進行。例如N50程序段為

N50

G00

X50

Z79

T0100;該程序段中沒有刀具補償,刀尖運動軌跡如圖4-30b中虛線所示,即從P0運動到P1。當(dāng)N50程序增加了刀具補償之后變?yōu)?/p>

N50

G00

X50

Z79

T0101;刀具位置補償量在01號的存儲器中(見圖4-32),若01號刀具相對于基準(zhǔn)刀具02號補償量為X=+4(直徑量)、Z=-2,如圖4-30a所示。其運動結(jié)果如圖4-30c中實線所示,刀尖從P0運動到P'1。如果下一個程序段是車?50mm外圓,那么刀尖由P'1點開始運動到P2,加工出的零件表面是符合零件圖樣要求的。如果采用下面的兩程序段,其結(jié)果就不同了。

N50

G00

X50

Z79

T0100;(P0→P1)

N60

G01

W-15

T0101

F0.1;(P1→P2)執(zhí)行完N50程序段后,刀尖從P0運動到P1,執(zhí)行N60時再進行刀具補償,刀尖從P1運動到P2,切削出的工件表面必然是圓錐面,如圖4-30b中P1P2虛線所示,故加工出的是不合格的零件。應(yīng)改為N50

G00

X50

Z79

T0101;(P0→P'1,刀具從P0點運動到P'1點過程中,執(zhí)行了刀具位置補償量,建立刀具位置補償)

N60

G01

W-15

F0.1;(P'1→P2,刀具位置補償?shù)膱?zhí)行過程)

刀具位置補償實現(xiàn)過程分三個步驟,即刀具位置補償?shù)慕?、刀具位置補償?shù)膱?zhí)行和刀具位置補償取消。取消刀具位置補償也必須是在刀具移動過程中進行的,一般是在加工完該道工序之后,返回?fù)Q刀點的程序段中進行(可參照例4-5)。圖4-30刀具補償程序執(zhí)行情況2.刀尖圓弧半徑補償

編制數(shù)控車床加工程序時,將車刀刀尖看作一個點。但是為了提高刀具壽命和降低加工表面的粗糙度Ra的值,通常是將車刀刀尖磨成半徑不大的圓弧,一般圓弧半徑R在0.2~0.8mm之間。如圖4-31a所示,編程時以理論刀尖點P(又稱刀位點:沿刀片圓角切削刃作X、Z兩方向切線交點)來編程,數(shù)控系統(tǒng)控制P點的運動軌跡。而切削時,實際起作用的切削刃是圓弧的各切點,這勢必會產(chǎn)生加工表面的形狀誤差。而刀尖圓弧半徑補償功能就是用來補償由于刀尖圓弧半徑引起的工件形狀誤差。如圖4-31b所示,切削工件的右端面時,車刀圓弧的切點A與理論刀尖點P的Z坐標(biāo)值相同;車外圓時,車刀圓弧的切點B與點P的X坐標(biāo)值相同,切削出的工件沒有形狀誤差和尺寸誤差,因此可以不考慮刀尖半徑補償。如果車削外圓柱面后繼續(xù)車削圓錐面,則必存在加工誤差BCDE,這一加工誤差必須靠刀尖圓弧半徑補償方法來修正。車削圓錐面和圓弧面部分時,仍然以理論刀尖點P來編程,刀具運動過程中與工件接觸的各切點軌跡為圖4-31b中所示無刀尖圓弧半徑補償時的軌跡。該軌跡與工件加工要求的軌跡之間存在著圖中斜線部分的誤差,直接影響到工件的加工精度,而且刀尖圓弧半徑越大,加工誤差越大。

可見,對刀尖圓弧半徑進行補償是十分必要的。當(dāng)不用刀尖圓弧半徑補償時,刀尖圓弧半徑對車削直端面和圓柱面沒有影響,而對圓錐面和圓弧面卻有很大的影響。若采用刀尖圓弧半徑補償后,車削出的工件輪廓就能滿足圖樣要求的形狀。圖4-31刀尖圓弧半徑對加工精度的影響3.實現(xiàn)刀尖圓弧半徑補償功能的準(zhǔn)備工作在加工工件之前,首先要把刀尖圓弧半徑補償?shù)挠嘘P(guān)數(shù)據(jù)輸入到存儲器中,以便使數(shù)控系統(tǒng)對刀尖的圓弧半徑所引起的誤差進行自動補償。(1)刀尖半徑工件的形狀與刀尖半徑的大小有直接關(guān)系,必須將刀尖圓弧半徑R輸入到存儲器中,如圖4-32所示。

(2)車刀的形狀和位置參數(shù)車刀的形狀有很多,它能決定刀尖圓弧所處的位置,因此也要把代表車刀形狀和位置的參數(shù)輸入到存儲器中。將車刀的形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位T。車刀的形狀和位置如圖4-33所示,分別用參數(shù)0~9表示,P點為理論刀尖點,即刀位點。如圖4-33左下角刀尖方位T應(yīng)為3。圖4-32

CRT顯示刀具補償參數(shù)圖4-33車刀形狀和位置(3)參數(shù)的輸入與每個刀具補償號相對應(yīng)有一組X和Z的刀具位置補償值、刀尖圓弧半徑R及刀尖方位T值,輸入刀尖圓弧半徑補償值時,就是要將參數(shù)R和T輸入到存儲器中。例如,某程序中編入下面的程序段。

N100

G00

G42

X100

Z3

T0101;若此時輸入刀具補償號為01的參數(shù),CRT屏幕上將顯示圖4-29所示的內(nèi)容。在自動加工工件的過程中,數(shù)控系統(tǒng)將按照01刀具補償欄內(nèi)的X、Z、R、T的數(shù)值,自動修正刀具的位置誤差和自動進行刀尖圓弧半徑的補償。4.刀尖圓弧半徑補償?shù)姆较蛟谶M行刀尖圓弧半徑補償時,刀具和工件的相對位置不同,刀尖圓弧半徑補償?shù)闹噶钜膊煌?。圖4-34表示了刀尖圓弧半徑補償?shù)膬煞N不同方向。如果刀尖沿ABCDE運動(見圖4-34a),順著刀尖運動方向看,刀具在工件的右側(cè),即為刀具的右補償;用G42指令刀尖圓弧半徑右補償。如果刀尖沿FGHI運動(見圖4-34b),順著刀尖運動方向看,刀具在工件的左側(cè),即為刀具的左補償;用G41指令刀尖圓弧半徑左補償。如果取消刀具的左補償或右補償,可用G40指令編程,則車刀軌跡按理論刀尖點軌跡運動。圖4-34刀尖圓弧半徑補償方向a)刀尖圓弧半徑右補償b)刀尖圓弧半徑左補償

例4-3車削如圖4-35所示零件,采用刀具半徑補償指令編程。程序如下:……

N040

G00

X60

Z295;快進接近工件

N050

G42

G01

Z290

F0.1;建立刀具半徑右補償

N060 X120 W-150; 車削圓錐面

N070 X200 W-30; 車削圓錐臺階面

N080 Z50; 車削?200mm外圓面

N090 G40 G00 X300 Z300; 退刀并取消刀補……圖4-35刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用4.2.6輔助功能輔助功能又稱M功能,主要控制機床主軸或其他機電裝置的動作,還可用于其他輔助動作,如程序暫停、程序結(jié)束等。下面僅介紹常用的幾種M指令。

1.程序停止M00格式:M00;說明:

1)系統(tǒng)執(zhí)行M00指令后,機床的所有動作均被切斷,機床處于暫停狀態(tài);重新按下“啟動”按鈕后,系統(tǒng)將繼續(xù)執(zhí)行M00程序段后面的程序;若此時按下“復(fù)位”鍵,程序?qū)⒎祷氐介_始位置。此指令主要用在尺寸檢驗、排屑或插入必要的手工動作等。

2)M00指令必須單獨設(shè)置一個程序段。

2.選擇停止M01格式:M01;說明:

1)在機床操作面板上有“選擇停止”開關(guān),當(dāng)該開關(guān)置ON時,M01功能同M00,當(dāng)該開關(guān)置OFF位置時,數(shù)控系統(tǒng)對M01不予理睬。

2)M01指令同M00一樣,必須單獨設(shè)置一個程序段。3.程序結(jié)束M30,M02格式:M30(M02);說明:

1)M30表示程序結(jié)束,機床停止運行,并且系統(tǒng)復(fù)位,程序返回到開始位置,對最早使用穿孔帶和磁帶的數(shù)控機床,M30還具有倒帶功能;M02也表示程序結(jié)束,機床停止運行,但執(zhí)行完M02后程序停在最后一句,要重復(fù)執(zhí)行該程序,必須再按一下“復(fù)位鍵”,程序才能返回到開始位置。

2)M30或M02應(yīng)單獨設(shè)置一個程序段。

4.主軸旋轉(zhuǎn)指令M03,M04,M05格式:M03(M04)

S

;

M05;說明:

1)M03起動主軸正轉(zhuǎn),M04起動主軸反轉(zhuǎn),M05使主軸停止轉(zhuǎn)動,S表示主軸轉(zhuǎn)速,如“M04S500”表示主軸以500r/min轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)。

2)M03、M04、M05可以和G代碼設(shè)在一個程序段內(nèi)。5.切削液開關(guān)M08,M09格式:M08(M09);說明:

1)M08表示打開切削液,M09表示關(guān)閉切削液。

2)M00、M01、M02、M30均能關(guān)閉切削液,如果機床有安全門,則打開安全門時,切削液也會關(guān)閉。

6.調(diào)用子程序M98、子程序返回M99調(diào)用子程序格式:M98子程序返回格式:M99;

說明:

1)如果在一個加工程序的執(zhí)行過程中又調(diào)用了另一個加工程序,并且被調(diào)用的程序執(zhí)行完后又返回到原來的程序,則稱前一個程序為主程序,后一個程序為子程序。用調(diào)用子程序指令可以對同一子程序反復(fù)調(diào)用,該系統(tǒng)最多允許連續(xù)調(diào)用子程序999次。當(dāng)在主程序中調(diào)用了一個子程序時,稱之為1重嵌套。如果在子程序中又調(diào)用了另一個子程序,則稱為2重嵌套(見圖4-36)。該系統(tǒng)只允許2重嵌套。圖4-36程序結(jié)構(gòu)

2)M98指令編寫在主程序中,表示調(diào)用子程序?！癙×××××××”中最后面的四位數(shù)字表示子程序名,前面其余幾位數(shù)字為調(diào)用子程序的次數(shù)(0~999次),如“M98

P1011001”表示連續(xù)調(diào)用O1001子程序101次;“M98

P52003”表示連續(xù)調(diào)用O2003子程序5次?！癕98

P3000和M98

P13000”一樣,表示只調(diào)用O3000子程序1次。子程序的命名規(guī)則和主程序一樣。3)M99指令編寫在子程序的最后一句,表示子程序返回,并返回到主程序中。子程序為單獨編寫的一個程序,編寫方法同主程序。4)子程序中變化的坐標(biāo)應(yīng)該用增量值編寫,不變化的坐標(biāo)可以用增量值編寫,也可以用絕對值編寫,見例4-4、例4-5。5)子程序調(diào)用主要用在重復(fù)加工的場合,如多刀車削的粗加工、形狀尺寸相同部位的加工等。例4-4子程序調(diào)用實例——零件的多刀粗加工。如圖4-37所示,錐面分3刀粗加工。程序如下:O1000;(主程序)

N010

G50

X300

Z200;

N020 M04 S700 T0100;

N030 G00 X85 Z5

M08;圖4-37多刀車粗加工N040 M98 P31001;

N050 G28 U2

W2;

N060 M30;

O1001;(子程序)

N010 G00 U-35;

N020 G01 U10 Z-82

F0.15;或G01

U10

W-87

F0.15;

N030 G00 U25;

N040 G00 Z5;或G00

W87;

N050 G00 U-5;

N060 M99;例4-5子程序調(diào)用實例——零件形狀尺寸相同部位的加工。如圖4-38所示,已知毛坯直徑?32mm,長度L=80mm,材料為45鋼,01號刀(T0101)為外圓車刀,02號刀(T0202)為刀尖寬2mm的切斷刀。工件坐標(biāo)原點設(shè)定在零件右端中心,此點與01號刀刀位點(基準(zhǔn)刀)的距離是X=300mm(直徑量),Z=200mm。程序如下:

O2000;(主程序)

N010

G50

X300

Z200;

N020 M04 S800 T0100;

N030 G00 X35

Z0

M08;

N040 G01 X0

F0.08;

N050 G00 X30

Z2;

N060 G01 Z-53

F0.1;

N070 G28 U2

W2;

N080 M04 S400

T0200;

N090 G00 X32

Z-12

T0202;N100 M98 P12001;

N110 G00 Z-32;

N120 M98 P12001;

N130 G00 Z-52;

N140 G01 X0

F0.1;

N150 G00 X40

T0200

M09;

N160 G28 U2

W2;

N170 M30;

O2001;(子程序)

N010 G01 X20

F0.1;

N020 G00 X32;

N030 G00 W-8;

N040 G01 X20

F0.1;

N050 G00 X32;

N060 M99;圖4-38形狀尺寸相同部位加工4.2.7宏程序簡介

所謂宏程序,就是把一組數(shù)值或變量預(yù)先存于一組地址中,當(dāng)需要時,就用特殊的調(diào)用指令調(diào)用該變量的地址即可,這些特殊的調(diào)用指令就叫宏程序指令,簡稱宏指令,由宏指令組成的程序叫宏程序。宏指令可以使用變量進行算術(shù)運算、邏輯運算和函數(shù)的混合運算,還可以使用循環(huán)語句、分支語句和子程序調(diào)用語句等功能,以利于編制各種復(fù)雜的零件加工程序,減少手工編程時的數(shù)值計算,簡化程序。例如要加工橢圓,如果沒有宏指令的話,我們要逐點算出曲線上的點,然后用一段段直線逼近曲線?？墒菓?yīng)用了宏程序后,只要把橢圓公式輸入到系統(tǒng)中,然后給出X(或Z)坐標(biāo),并且每次增加10μm,那么宏程序就會自動算出Z(或X)坐標(biāo),并控制機床進行切削加工。

1.變量

在宏指令中,一個變量可以用一個地址代替數(shù)值。

(1)變量的表示變量可以用“#”和緊跟其后的變量序號構(gòu)成,即#i(i=1,2,3,…),如#5、#109、#501;也可以用“#[表達式]”的形式來表示,如#[#50]、#[#1021-1]、#[2×#50]。

(2)變量的引用將跟隨在一個地址后的數(shù)值用一個變量來代替,即引入了變量。例如,對于F#103,若#103=50時,則為F50;對于Z-#110,若#110=100,則Z為-100;對于G#130,若#130=3時,則為G03。注意:地址符O、N、/等不能引用變量。

(3)未定義的變量尚未被定義的變量,稱為<空>。變量“#0”經(jīng)常被用作<空>變量。性質(zhì):

1)在引用未定義變量時,地址符也被視無。如#1=<空>時,G00X20Z#1與G00X20作用相同。

2)在運算中,除了被<空>置換的場合以外,與數(shù)值0相同。

3)在條件式中,只有EQ、NE情況下,<空>與0不同。

2.變量的種類

按變量的編號可將變量分為局部變量、公共變量和系統(tǒng)變量三類。

(1)局部變量局部變量就是僅在宏程序中局部使用有效的變量。換句話說,在某時刻調(diào)出的宏程序中所使用的局部變量#i和另一時刻調(diào)用的宏程序(可以與前一個宏程序相同或不同)中所使用的#i不同。因此,在多重調(diào)用或宏程序之間相互調(diào)用的情況下,不會破壞對方宏程序的變量。當(dāng)前的局部變量序號有(不同的數(shù)控系統(tǒng)分配變量的序號不同):

#200~#249

0層局部變量。#250~#299 1層局部變量。

#300~#349 2層局部變量。#350~#399 3層局部變量。

#400~#449 4層局部變量。#450~#499 5層局部變量。子程序嵌套調(diào)用的深度最多可以有7層。每一層子程序都有自己獨立的局部變量,變量個數(shù)為50。

(2)公共變量公共變量也稱通用變量,就是在主程序和主程序調(diào)用的各宏程序內(nèi)都有效的變量,也就是說,在一個宏指令中的#i與在另一個宏指令中的#i是相同的,因此一個宏指令可以使用另一個宏指令計算出的變量#i。公共變量的序號為:#100~#131;#500~#531。其中#100~#131公共變量在電源斷電后即清零,重新開機后變量的數(shù)值全部為零,稱為非保持型或操作型變量;#500~#531公共變量即使在電源斷電后,它們的值也保持不變,因此也稱為保持型變量。

(3)系統(tǒng)變量系統(tǒng)變量是指有固定用途的變量,它的值決定系統(tǒng)的狀態(tài)。系統(tǒng)變量包括刀具偏置變量、接口的輸入/輸出信號變量、位置信息變量等,因系統(tǒng)變量一般不常用,故在此略去。

3.A類宏指令

宏指令一般分為A類宏指令和B類宏指令。A類宏指令是以G65HmP#iQ#jR#k的格式輸入的,在FANUC-OT等系統(tǒng)中應(yīng)用較多;而B類宏指令則是以直接的公式和語言輸入的,在FANUC0i系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛。下面先介紹一下A類宏指令,B類宏指令可參見第6章。格式:G65

Hm

P#i

Q#j

R#k;說明:1)格式中m為宏指令的功能,用01~99表示,見表4-3;#i為運算結(jié)果存放處的變量名;#j為被運算的變量1,也可以是一個常數(shù);#k為被運算的變量2,也可以是一個常數(shù)。

2)變量的值不帶小數(shù)點,單位為0.001mm,如#100=10,則X#100=0.01mm;用度表示角度的量綱時,其單位為0.001°。

3)在運算中,若不指定Q、R時,其值按0計算;運算結(jié)果中小于1的數(shù)將舍去。

4)在條件轉(zhuǎn)移指令中,如果序號n為正值,則檢索過程是先向大程序段號查找;如果n為負(fù)值,則檢索過程是先向小程序段號查找;轉(zhuǎn)移段號可以是變量,如G65H81P#100Q#101R#102(當(dāng)#101=#102,轉(zhuǎn)移到由#100指定的程序段號中)。

5)宏指令中的H、P、Q、R必須在G65之后指定,只有O、N可在G65之前指定。表4-3宏指令功能定義4.典型宏指令格式

1)變量的定義和置換:#i=#j格式:G65H01P#iQ#j;例:G65H01P#101Q1005;(#101=1005) G65H01P#101Q-#112;(#101=-#112)

2)加法:#i=#j+#k格式:G65H02P#iQ#jR#k;例:G65H02P#101Q#102R#103;(#101=#102+#103)

3)減法:#i=#j-#k格式:G65H03P#iQ#jR#k;例:G65H03P#101Q#102R#103;(#101=#102-#103)

4)乘法:#i=#j×#k格式:G65H04P#iQ#jR#k;例:G65H04P#101Q#102R#103;(#101=#102×#103)

例:G65H32P#101Q#102R#103;(#101=#102×COS(#103))13)正切函數(shù):#i=#j·TAN(#k)格式:G65H33P#iQ#jR#k;(#k的單位為0.001°)例:G65H33P#101Q#102R#103;(#101=#102×TAN(#103))

14)反正切:#i=ATAN(#j/#k)格式:G65H34P#iQ#jR#k;(#k的單位為0.001°)例:G65H34P#101Q#102R#103;(#101=ATAN(#102/#103))

15)無條件轉(zhuǎn)移。格式:G65H80Pn;(n為程序段號)例:G65H80P120;(轉(zhuǎn)移到N120程序段)

16)條件轉(zhuǎn)移1:#jEQ#k(=)格式:G65H81PnQ#jR#k;(n為程序段號)

例:G65H81P120Q#101R#102;(當(dāng)#101=#102時,轉(zhuǎn)移到N120程序段;若#101≠#102,則執(zhí)行下一個程序段)

17)條件轉(zhuǎn)移2:#jNE#k(≠)格式:G65H82PnQ#jR#k;(n為程序段號)例:G65H82P120Q#101R#102;(當(dāng)#101≠#102時,轉(zhuǎn)移到N120程序段;若#101=#102,則執(zhí)行下一個程序段)

18)條件轉(zhuǎn)移3:#jGT#k(>)格式:G65H83PnQ#jR#k;(n為程序段號)例:G65H83P120Q#101R#102;(當(dāng)#101>#102時,轉(zhuǎn)移到N120程序段;若#101≤#102,則執(zhí)行下一個程序段)

19)條件轉(zhuǎn)移4:#jLT#k(<)格式:G65H84PnQ#jR#k;(n為程序段號)

例:G65H84P120Q#101R#102;(當(dāng)#101<#102時,轉(zhuǎn)移到N120程序段;若#101≥#102,則執(zhí)行下一個程序段)

20)條件轉(zhuǎn)移5:#jGE#k(≥)格式:G65H85PnQ#jR#k;(n為程序段號)例:G65H85P120Q#101R#102;(當(dāng)#101≥#102時,轉(zhuǎn)移到N120程序段;若#101<#102,則執(zhí)行下一個程序段)21)條件轉(zhuǎn)移6:#jLE#k(≤)格式:G65H86PnQ#jR#k;(n為程序段號)例:G65H86P120Q#101R#102;(當(dāng)#101≤#102時,轉(zhuǎn)移到N120程序段;若#101>#102,則執(zhí)行下一個程序段)

圖4-39宏程序應(yīng)用實例N100

G01

X#101

Z#105;

N110

G65

H01

P#102

Q#101;

N120

G65

H82

P60

Q#105

R-80000;

N130

G01

Z-110

M09;

N140

G40

G00

U5

T1000;

N150

G28

U2

W2;

N160

M30;4.3數(shù)控車床的操作面板及操作簡介4.3.1操作面板

MJ-460數(shù)控車床的操作面板位于機床的右上方,由上下兩部分組成,上半部分為數(shù)控系統(tǒng)操作面板,下半部分為機床操作面板。

1.數(shù)控系統(tǒng)操作面板

MJ-460數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)操作面板如圖4-40所示。它由CRT顯示器和MDI鍵盤兩部分組成。顯示器左下側(cè)為NC裝置電源按鈕,“ON”為電源接通按鈕,“OFF”為電源斷開按鈕。電源按鈕上方為主軸負(fù)載表,用于顯示主軸功率。(1)CRT顯示器CRT顯示器可以顯示機床的各種參數(shù)和功能。如顯示機床參考點坐標(biāo)、刀具起始點坐標(biāo)、輸入數(shù)控系統(tǒng)的指令數(shù)據(jù)、刀具補償量的數(shù)值、報警信號、自診斷結(jié)果、滑板快速移動速度以及間隙補償值等。圖4-40

MJ-460數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)操作面板(2)MDI鍵盤

1)功能鍵:“POS”鍵用于顯示現(xiàn)在機床的位置?！癙RGRM”鍵在EDIT方式下編輯、顯示存儲器里的程序;在MDI方式下,輸入、顯示MDI數(shù)據(jù);在機床自動操作時,顯示程序指令值?！癕ENUOFFSET”鍵用于設(shè)定、顯示補償值和宏程序變量?！癉GNOSPARAM”鍵用于參數(shù)的設(shè)定和顯示,自診斷數(shù)據(jù)的顯示?！癘PRALARM”鍵用于顯示報警號及報警信息?！癆UXGRAPH”鍵用于圖形的顯示。

2)數(shù)據(jù)輸入鍵:數(shù)據(jù)輸入鍵有13個,可用來輸入字母、數(shù)字及其他符號。每次輸入的字符都顯示在CRT屏幕上。3)“RESET”復(fù)位鍵:當(dāng)機床自動運行時,按下此鍵,則機床的所有操作都停下來。此狀態(tài)下若恢復(fù)自動運行,滑板需返回參考點,程序?qū)念^執(zhí)行。

4)“START”啟動鍵:按下此鍵,便可執(zhí)行MDI的命令。

5)“INPUT”輸入鍵:按下此鍵,可輸入?yún)?shù)或補償值等,也可以在MDI方式下輸入命令數(shù)據(jù)。

6)“CAN”刪除鍵:用于刪除已輸入到緩沖器里的最后一個字符或符號。如:當(dāng)輸入了N100后,又按下“CAN”鍵,則N100被刪去。

7)光標(biāo)移動鍵(CURSOR):“↓”鍵將光標(biāo)向下移,“↑”鍵將光標(biāo)向上移。

8)頁面鍵(PAGE):“↓”鍵向后翻頁,“↑”鍵向前翻頁。

9)程序編輯鍵:“ALTER”鍵用于程序更改;“INSRT”鍵用于程序插入;“DELET”鍵用于程序刪除。

10)“EOB”結(jié)束程序鍵。

2.機床操作面板圖4-41為MJ-460數(shù)控車床的機床操作面板圖。圖4-41

MJ-460數(shù)控車床機床操作面板下面對機床操作面板上各開關(guān)及按鈕的功能與使用作簡單介紹(以面板編號為序)。

(1)程序啟動按鈕(CYCLE

START)用于自動方式下,自動運行的啟動。其上指示燈