2.3　基本編程指令

2.3.1　刀具快速定位指令G00

G00指令使刀具從所在點快速移動到目標點,用于使刀具快速定位。程序格式:

G00 X(U)_?Z?(W)_;

程序中不需要指定快速移動速度,程序中的進給率F與G00不相關,用機床操作面板上的快速移動開關可以調整快速倍率,倍率值為:0、25%、50%、100%。G00指令可以準確控制刀具到達指定點的定位精度,但不控制刀具移動中軌跡,在程序中用于刀具的空行程,一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。G00是模態碼,可被同組的其他指令G01、G02、G03或G33功能取代。

例2?1:如圖2?13所示,刀具從P快進到A,分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編制程序。

解:

① 工件零點設定在左端面中心處

絕對坐標編程:　　　　　　　　　　

G54;　　設定左端面中心點為程序原點

G00 X30.0 Z100.0;　　刀具從P快進到A點

增量坐標編程:

G00 U?270.0 W?250.0;　　刀具從P快進到A點

② 工件原點設定在右端面中心處

絕對坐標編程:　　

G54;　　設定右端面中心點為程序原點

G00 X30.0 Z0;　　刀具從P快進到A點

增量坐標編程:

G00 U?270.0 W?250.0;　　刀具從P快進到A點

例2?2:如圖2?14所示,工件零點設定在右端面中心處,刀具從P快進到A,分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編制程序。

解:刀具從P快進到A點(直徑編程)

① 絕對坐標編程:G54 G90 G00 X20.0 Z0;

② 增量坐標編程:G00 U?80.0 W?150.0;

③ X軸絕對坐標編程,Z軸增量坐標編程:G00 X20.0 W?150.0;

上述三種表示方法效果等同。

2.3.2　直線插補指令G01

G01指令使刀具以F指定的進給速度沿直線移動到指定的位置。程序格式:

G01 X(U)_?Z(W)_?F_;

G01可用于刀具沿直線的切削運動。絕對坐標編程采用“X”“Z”,表示刀具運動終點在工件坐標系中的位置。增量坐標編程采用“U”“W”,表示刀具運動終點相對起點的移動距離?！癋”碼給定刀具沿直線運動的進給速度,“F”是模態碼,指定的進給速度一直有效,直到指定新值,因此不必對每個程序段都指定“F”。如果沒有指令“F”代碼,進給速度被當成0,刀具不運動。

進給速度的鉗制:用 1422號參數可設定進給速度的上限,如果實際進給速度(用了倍率后)超過指定的上限,就被鉗制到上限值。

例2?3:圖2?15中零件各表面已完成粗加工,試分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編寫精車外圓的程序段。走刀路線:P→A→B→C→D→E→P。

解:

① 絕對坐標編程:　　

G54 G00 X150.0 Z100.0;　　設定坐標系,快速定位到P

G00 X18.0 Z5.0;　　快速定位P→A

G01 X18.0 Z?15.0 F0.2;　　切削A→B,進給速度200mm/min

G01 X30.0 Z?26 .0;　　切削B→C

G01 Z?36.0;　　切削C→D

G01 X42.0;　　切出退刀D→E

G00 X150.0 Z100.0;　　快速回到起點E→P

② 增量坐標編程(運動始點P):　　

G00 U?132.0 W?95.0;　　快速定位P→A

G01 W?20.0 F0.2;　　切削A→B,進給速度200mm/min

G01 U12.0 W?11.0;　　切削B→C

G01 W?10.0;　　切削C→D

G01 U12.0;　　切削D→E

G00 U108.0 W136.0;　　快速回到起點E→P

③ 絕對坐標和增量坐標混合編程:　　

G54 X150.0 Z100.0;　　設定坐標系,快速定位到P(絕對坐標編程)

G00 X18.0 W?95.0;　　快速定位到A(混合編程)

G01 W?20.0 F0.2;　　切削A→B,進給速度200mm/min(增量坐標編程)

G01 X30.0 W?11.0;　　切削B→C(混合編程)

G01 W?10.0;　　切削C→D

G01 X40.0;　　切削D→E

G00 X150.0 Z100.0;　　快速回到起點P(絕對坐標)

上述三種編程方法效果相同。

例2?4:如圖2?16所示工件,試編寫車削圓錐面AB程序。走刀路線:P→A→B→P。

解:程序如下。

O304　　程序名

N10 G50 X180.0 Z245.0;　　設定坐標系,工件原點在工件的左端面,如圖2?16所示

N20 M03 S500;　　啟動主軸

N30 G00 X20.0 W?44.0;　　定位到A點

N40 G01 U30.0 Z50.0 F0.2;　　切削AB

N50 G00 X180.0 Z254.0;　　定位到P點

N60 M30;　　程序結束

2.3.3　圓弧插補指令G02、G03

指令刀具按順時針(逆時針)進行圓弧加工用指令G02(G03)。程序格式:

?X(U)_?Z(W)_?F_;

G02(G03)指令刀具從圓弧起點向圓弧終點進行圓弧插補,沿圓弧的進給速度用F指令給定。程序段中各指令含義如下。

G02——順時針方向圓弧插補?(CW);

　　G03——逆時針方向圓弧插補?(CCW);

　　X,Z——絕對坐標編程,數值為圓弧終點在工件坐標系中的坐標;

　　U,W——增量坐標編程,數值為圓弧終點相對圓弧起點的位移量;

　　I,K——X、Z軸上圓心相對于圓弧起點的增量(圓心的坐標減去圓弧起點的坐標獲得的值),注意在直徑或半徑編程中,I都是半徑值;

　　R——圓弧半徑,當圓弧圓心角小于180°時R為正值,否則R為負值,程序段中同時編入R與I、K時,R有效;

　　F——沿圓弧軌跡的合成進給速度。

說明如下。

① G02為順時針圓弧插補指令,G03為逆時針圓弧插補指令。圓弧的順、逆時針方向規定是:朝著與圓弧所在平面垂直的坐標軸的負方向看,刀具沿圓弧順時針運動為G02,沿圓弧逆時針運動為C03。后置刀架車床[圖2?9(b)]刀具在機床上圓弧的順、逆時針運動方向如圖2?17(a)所示。前置刀架車床[圖2?8(b)]由于Y軸正向指向紙內,規定觀察方向是從紙里向外看確定圓弧的順、逆時針運動方向,所以正面看如圖2?17(b)所示。為避免出現錯誤,編程時不用考慮刀架位置,一律按后置刀架[圖2?17(a)]的刀具位置編程,這樣不會出錯。

② 采用絕對坐標編程時X、Z為圓弧終點坐標值;采用增量坐標編程時U、W為圓弧終點相對圓弧起點的坐標增量(距離)。

③ I、K后面的數值分別是在X、Z軸方向上,圓弧起點到圓心的距離(用半徑值表示,與絕對坐標編程和增量坐標編程無關),圓心在起點的正向是正值(+),圓心在起點的負向為負值(-),即I、K為圓弧起點到圓心的矢量分量,如圖2?18所示(圖中I、K都是負值)。I、K為零時可以省略。

④ R是圓弧半徑,當圓弧所對圓心角為0°~180°時,R取正值;當圓心角為180°~360°時,R取負值。

例2?5:工件如圖2?19所示,走刀路線為P→A→B→C→D,試分別用數據R和數據I、K編寫圓弧程序。

解:

① 用數據R編寫圓弧程序:　　

N10 G54;　　　　　　　　　　　　　　　設定左端面中心點為程序原點

N20 G00 X0 Z70.0;　　快速定位到切入點P

N30 G01 Z65.0 F0.1;　　切入到A

N40 G03 X30.0 Z50.0 R15.0 F0.1;　　切削弧AB

N50 G01 Z40.0;　　切削直線BC

N60 G02 X50.0 Z30.0 R10.0;　　切削弧CD

N70 M02;　　程序結束

② 用數據I、K編寫圓弧程序:

N10 G54;　　設定左端面中心點為程序原點

N20 G00 X0 Z70.0;　　快速定位到切入點P

N30 G01 Z65.0 F0.1;　　切入到A

N40 G03 X30.0 Z50.0 I?5.0 F0.1;　　切削弧AB(程序中K=0,可不寫)

N50 G01 Z40.0;　　切削直線BC

N60 G02 X50.0 Z30.0 K10.0;　　切削弧CD(程序中I=0,可不寫)

N70 M02;　　程序結束

例2?6:工件如圖2?20所示,精車外圓,走刀路線為P→A→B→C→D→E→F,試分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編程。

解:精車外圓(走刀一次)程序如下。

① 絕對坐標編程程序:　　

G54　　設定右端面中心點為程序原點

G00 X12.0 Z5.0;　　快速定位到切入點P

G01 Z0 F0.1;　　切入到A

G03 X34.0 Z?5.0 K?5.0(或R5.0)?F0.1;　　切削弧AB

G01 Z?20.0;　　切削BC

G02 Z?40.0 R20.0;　　切削弧CD

G01 Z?58.0;　　切削DE

G02 X50.0 Z?66.0 I8.0(或R8.0);　　切削弧EF

M02;　　程序結束

② 增量坐標編程:　　

G54;　　設定右端面中心點為程序原點

G00 X24 .0 Z5.0;　　快速定位到切入點P

G01 Z0 F0.1;　　切入到A

G03 U10.0 W?5.0 K?5.0(或R5.0)?F0.1;　　增量坐標編程切削弧A→B

G01 W?15.0;　　切削B→C

G02 W?20.0 R20.0;　　切削弧C→D

G01 W?18.0;　　切削D→E

G02 U16.0 W?8.0 I8.0(或R8.0);　　切削弧E→F

M02;　　程序結束

③ 絕對坐標和增量坐標混合編程:　　

G54;　　設定右端面中心點為程序原點

G00 X24.0 Z5.0　　快速定位到切入點P;

G01 Z0 F0.1;　　切入到A

G03 X34.0 W?5.0 K?5.0(或R5.0)F0.1;　　混合編程切削弧A→B

G01 W?15.0;　　切削B→C

G02 W?20.0 R20.0;　　切削弧C→D

G01 W?18.0;　　切削D→E

G02 X50.0 W?8.0 I8.0(或R8.0);　　切削弧E→F

M02;　　程序結束

例2?7:工件如圖2?21所示,編寫精車孔程序。

解:程序如下?！　?/p>

O320　　程序名

N10 T0101;　　選車刀和刀具補償

N20 G50 M03 S600;　　選擇工件坐標系(原點在右端面),啟動主軸

N30 G00 X80.0 Z10.0;　　定位到起始點P

N40 X30.0 Z3.0;　　定位到切入點A

N50 G01 Z?20.0 F0.1;　　切削直線AB

N60 G02 X26.0 Z?22.0 R2.0;　　切削圓弧BC

N70 G01 Z?40.0;　　切削直線CD

N80 X24.0;　　徑向退刀DE

N90 G00 Z3.0;　　退出工件外

N100 X80 Z10.0;　　返回到始點P

N110 M30;　　程序結束

2.3.4　程序暫停指令G04

G04指令用于暫停進給,其指令格式如下。

G04 P_;或G04 X(U)_;

暫停時間的長短可以通過代碼“X(U)”或“P”來指定。其中“P”后面的數字為整數,單位是ms;“X(U)”后面的數字為帶小數點的數,單位為s。有些機床,“X(U)”后面的數字表示刀具或工件空轉的轉數。

該指令可以使刀具做短時間的無進給光整加工,在車槽、鉆鏜孔時使用,也可用于拐角軌跡控制。例如,如圖2?22所示,用徑向進給車削環槽,若徑向進給到位后立即退刀,其環槽外形為螺旋面,用暫停指令G04可以使工件空轉幾秒鐘,將環形槽外形光整圓,例如欲空轉2.5s時其程序段為:“G04 X2.5”或“G04 U2.5”或“G04 P2500”。G04為非模態指令,只在本程序段中才有效。

2.3.5　返回參考點指令

參考點是機床上的固定點,用參數(1240~1243)可在機床坐標系中設定4個參考點。返回參考點指令是使刀具移動到該位置,該指令用于回到建立機床坐標系的位置(G28),或用作回到自動換刀點位置(G30)等。

(1)返回到參考點指令(G28、G30)

① 返回第1參考點指令G28,格式如下。

G28 X(U)_?Z(W)_;

第1參考點位置由參數1240設定。程序段中的“X(U)”“Z(W)”是返回參考點時的中間點坐標,如圖2?22所示。

② 返回第2、3、4參考點指令G30,格式如下。

G30 P2 X(U)_?Z(W)_;　　返回第2參考點(該點位置由參數1241設定),P2可省略

G30 P3 X(U)_?Z(W)_;　　返回第3參考點(該點位置由參數1242設定)

G30 P4 X(U)_?Z(W)_;　　返回第4參考點(該點位置由參數1243設定)

程序段中的“X(U)”“Z(W)”同G28指令,是返回參考點時的中間點坐標。

(2)返回參考點檢查(G27)

G27用于檢驗X軸與Z軸是否正確返回參考點。指令格式如下。

G27 X(U)_?Z(W)_;

“X(U)”“Z(W)”為參考點的坐標。執行G27指令的前提是機床通電后必須曾經手動返回一次參考點。

(3)從參考點返回(G29)

使刀具由機床參考點經過中間點到達目標點。

指令格式:G29 X_?Z_;

其中,“X”“Z”后面的數值是指刀具的目標點坐標,中間點就是G28指令所指定的中間點,刀具經過中間點到達目標點位置。在用G29指令之前,必須先用G28指令,否則G29不知道中間點位置,而發生錯誤,如圖2?22所示。

例2?8:如圖2?23所示,刀具運行到A點,編程由當前點A經過中間點B返回到參考點R,然后再從參考點R,經由中間點B,到目標點C。

解:程序如下?！　?/p>

O412;　　程序名

N10 G54 T0101;　　選擇坐標系,選擇1號刀

N20 G00 X50.0 Z100.0;　　快速移動到A點

N30 G28 X80.0 Z200.0;　　由A點到達中間點B,再快速到達參考點R

N40 G29 X40.0 Z250.0;　　從參考點R,經由中間點B,到達目標點C

N50 G00 X50.0 Z100.0;　　回A點

N60 M30;　　程序結束

2.3.6　恒表面切削速度控制指令G96、G97

主軸回轉中在“S”后指定表面速度(刀具與工件間的相對速度)保持恒定,與刀具位置無關,稱為恒表面切削速度控制。指令格式如下。

G96 S××××(恒表面切削速度控制。S指定值為切削的恒表面切削速度,單位m/min。)

G50 S××××(極限主軸轉速限定。S指定值為最大主軸速度,單位r/min。)

G97 S××××[取消恒表面切削速度控制。S指定值為取消恒線速度后,指定的主軸轉速(r/min),如未給出S指定值,執行G96指令前的主軸轉速。]

恒表面切削速度控制指令G96是模態代碼。指定G96指令后程序進入恒表面速度控制方式(G96方式),以S指定值作為表面速度。在恒表面切削速度控制時,主軸速度若大于“G50 S_?”(最大主軸轉速)中規定的值,就被限定在最大主軸轉速。G97指令取消G96方式。

注意:

①?使用恒表面切削速度控制功能,主軸必須能自動變速(如伺服主軸、變頻主軸)。

②?為執行恒表面切削速度控制,設定工件坐標系必須使X軸(用恒表面切削速度控制的軸)的中心坐標值為0,如圖2?24所示。

③?在指定的快速移動G00的程序段中,恒表面切削速度控制不是根據刀具位置的瞬間變化計算表面速度,而是根據該段的終點計算的表面速度實現控制的,因為快速移動時不切削。

例2?9:零件如圖2?24所示,已粗車完畢,編寫用恒表面切削速度控制功能精車外圓的程序。

解:程序如下?！　?/p>

O528;

N1G54 T0101;　　設立坐標系,選一號刀

N2 G00 X40.0 Z5.0;　　移到起始點的位置

N3 M03 S460;　　啟動主軸,轉速460r/min

N4 G96 S80;　　恒表面切削速度控制有效,切削速度為80m/min

N5 G50 S900;　　限定主軸最大轉速900r/min

N6 G00 X0;　　刀定位到中心,轉速升高,直到主軸到最大限速900r/min

N7 G01 Z0 F60.0;　　工進接觸工件

N8 G03 U24.0 W?24.0 R15.0;　　車“R15”圓弧段

N9 G02 X26.0 Z?31.0 R5.0;　　車“R5”圓弧段

N10 G01 Z?40.0;　　車“?26”外圓

N11 X40.0 Z5.0;　　回對刀點

N12 G97 S300;　　取消恒表面切削速度控制功能,設定主軸按300r/min旋轉

N13 M30;　　主軸停,主程序結束并復位