CNC数控编程经验和注意事项
1. 白钢刀转速不可太快。
2. 铜工开粗少用白钢刀,多用飞刀或合金刀。
3. 工件太高时,应分层用不同长度的刀开粗。
4. 用大刀开粗后,应用小刀再清除余料,保证余量一致才光刀。
5. 平面应用平底刀加工,少用球刀加工,以减少加工时间。
6. 铜工清角时,先检查角上R大小,再确定用多大的球刀。
7. 校表平面四边角要锣平。
8. 凡斜度是整数的,应用斜度刀加工,比如管位。
9. 做每一道工序前,想清楚前一道工序加工后所剩的余量,以避免空刀或加工过多而刀。
10. 尽量走简单的刀路,如外形、挖槽,单面,少走环绕等高。
11. 走WCUT时,能走FINISH 的,就不要走ROUGH 。
12. 外形光刀时,先粗光,再精光,工件太高时,先光边,再光底。
13. 合理设置公差,以平衡加工精度和计算机计算时间。开粗时,公差设为余量 的1/5,光刀时,公差设为0.01。
14. 做多一点工序,减少空刀时间。 做多一点思考,减少出错机会。 做多一点参考线辅助面,改善加工状况。
15. 树立责任感,仔细检查每个参数,避免返工。
16. 勤于学习,善于思考,不断进步。
铣非平面,多用球刀,少用端刀,不要怕接刀;
小刀清角,大刀精修;
不要怕补面,适当补面可以提高加工速度,美化加工效果.
毛坯材料硬度高:逆铣较好
毛坯材料硬度低:顺铣较好
机床精度好、刚性好、精加工:较适应顺铣,反之较适应逆铣
零件内拐角处精加工强烈建议要用顺铣。
粗加工:逆铣较好,精加工:顺铣较好
刀具材料韧性好、硬度低:较适应粗加工(大切削量加工)
刀具材料韧性差、硬度高:较适应精加工(小切削量加工)
CNC加工中心中几组常用指令的区别及程序设计技巧
随着科技的发展和社会的进步,人们对产品的性能和质量要求越来越高,从而使数控机床应用已得到一定程度的普及,而高性能高效率的加工中心也逐渐成为社会所需。通过几年的加工中心实际应用和教学实践及摸索,笔者将自己的体会和经验总结出来,希望对广大读者有所启迪。
1. 暂停指令
G04X(U)_/P_ 是指刀具暂停时间(进给停止,主轴不停止),地址P或X后的数值是暂停时间。X后面的数值要带小数点,否则以此数值的千分之一计算,以秒(s)为单位,P后面数值 不能带小数点(即整数表示),以毫秒(ms)为单位。
例如,G04 X2.0;或G04 X2000;暂停2秒 G04 P2000;
但在某些孔系加工指令中(如G82、G88及G89),为了保证孔底的精糙度,当刀具加工至孔底时需有暂停时间,此时只能用地址P表示,若用地址X表示,则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行。 例如,
G82X100.0Y100.0Z-20.0R5.0F200P2000;钻孔(100.0,100.0)至孔底暂停2秒
G82X100.0Y100.0Z-20.0R5.0F200X2.0; 钻孔(2.0,100.0)至孔底不会暂停。
2. M00、M01、M02和M30的区别与联系
M00为程序无条件暂停指令。程序执行到此进给停止,主轴停转。重新启动程序,必须先回? 絁OG状态下,按下CW(主轴正转)启动主轴,接着返回AUTO状态下,按下START键才能启动程序。
M01为程序选择性暂停指令。程序执行前必须打开控制面板上OP STOP键才能执行,执行后的效果与M00相同,
要重新启动程序同上。
M00和M01常常用于加工中途工件尺寸的检验或排屑。
M02为主程序结束指令。执行到此指令,进给停止,主轴停止,冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。
M30为主程序结束指令。功能同M02,不同之处是,光标返回程序头位置,不管M30后是否还有其他程序段。
3. 地址D、H的意义相同
刀具补偿参数D、H具有相同的功能,可以任意互换,它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称,但具体补偿值是多少,关键是由它们后面的补偿号地址来决定。不过在加工中心中,为了防止出错,一般人为规定H为刀具长度补偿地址,补偿号从1~20号,D为刀具半径补偿地址,补偿号从21号开始(20把刀的刀库)。
例如,G00G43H1Z100.0;
G01G41D21X20.0Y35.0F200;
4. 镜像指令
镜像加工指令M21、M22、M23。当只对X轴或Y轴进行镜像时,切削时的走刀顺序(顺铣与逆铣),刀补方向,圆弧插补转向都会与实际程序相反,如图1所示。当同时对X轴和Y轴进行镜像时,走刀顺序,刀补方向,圆弧插补转向均不变。
注意:使用镜像指令后必须用M23进行取消,以免影响后面的程序。在G90模式下,使用镜像或取消指令,都要回到工件坐标系原点才能使用。否则,数控系统无法计算后面的运动轨迹,会出现乱走刀现象。这时必须实行手动原点
复归操作予以解决。主轴转向不随着镜像指令变化。
图1 镜像时刀补、顺逆变化
5. 圆弧插补指令
G02为顺时针插补,G03为逆时针插补,在XY平面中,格式如下:
G02/G03X_Y_I_K_F_或G02/G 03 X_Y_R_F_,其中X、Y为圆弧终点坐标,I、J为圆弧起点到圆心在X、Y轴上的增量值,R为圆弧半径,F为进给量。
在圆弧切削时注意,q≤180°,R为正值;q>180°,R为负值;I、K的指定也可用R指定,当两者同时被指定时,R指令优先,I、K无效;R不能做整圆切削,整圆切削只能用I、J、K程序设计,因为经过同一点,半径相同的圆有无数个,如图2所示。
图2 经过同一点的圆
当有I、K为零时,就可以省略;无论G90还是G91方式,I、J、K都按相对坐标程序设计;圆弧插补时,不能用刀补指令G41/G42。
6. G92与G54~G59之间的优缺点
G54~G59是在加工前设定好的坐标系,而G92是在程序中设定的坐标系,用了G54~G59就没有必要再使用G92,否则G54~G59会被替换,应当避免,如表1所示。
表1 G92与工作坐标系的区别 `
注意:(1)一旦使用了G92设定坐标系,再使用G54~G59不起任何作用,除非断电重新启动系统,或接着用G92设定所需新的工件坐标系。(2)使用G92的程序结束后,若机床没有回?
G92设定的原点,就再次启动此程序,机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点,易发生事故。所以,希望广大读者慎用。
7. 编制换刀子程序。
在加工中心上,换刀是不可避免的。但机床出厂时都有一个固定的换刀点,不在换刀位置,便不能够换刀,而且换刀前,刀补和循环都必须取消掉,主轴停止,冷却液关闭。条件繁多,如果每次手动换刀前,都要保证
这些条件,不但易出错而且效率低,因此我们可以编制一个换刀程序保存谙低衬诖婺冢诨坏妒保MDI状态
下用M98调用就可以一次性完成换刀动作。
以PMC-10V20加工中心为例,程序如下:
O2002; (程序名)
G80G40G49 ; (取消固定循环、刀补)
M05; (主轴停止)
M09; (冷却液关闭)
G91G30Z0; (Z轴回到第二原点,即换刀点)
M06; (换刀)
M99; (子程序结束)
在需要换刀的时候,只需在MDI状态下,键入“T5M98P2002”,即可换上所需刀具T5,从而避免了许多不必要的失误。广大读者可根据自己机床的特点,编制相应的换刀子程序。
8.其他
程序段顺序号,用地址N表示。一般数控装置本身内存空间有限(64K),为了节省存储空间,程序段顺序号都省略不要。N只表示程序段标号,可以方便查找编辑程序,对加工过程不起任何作用,顺序号可以递增也可递减,也不要求数值有连续性。但在使用某些循环指令,跳转指令,调用子程序及镜像指令时不可以省略。
9.同一条程序段中,相同指令(相同地址符)或同一组指令,后出现的起作用。
例如,换刀程序,T2M06T3; 换上的是T3而不是T2;
G01G00X50.0Y30.0F200;执行的是G00(虽有F值,但也不执行G01)。
不是同一组的指令代码,在同一程序段中互换先后顺序执行效果相同。
G90G54G00X0Y0Z100.0;
G00G90G54X0Y0Z100.0;
以上各项均在PMC-10V20(FANUC SYSTEM)加工中心上运行通过。在实际应用中,只有深刻理解各种指令的用法和程序设计规律。
FANUC-0TD数控车床程序设计:
一.指令集(X向如X、U等的程序设计量均采用直径量)
G00:快速定位指令。格式为G00 X(U) Z(W) ,X、Z为绝对程序设计时
的目标点,U、W为相对程序设计时的目标点。两轴同时以机床最快速度开始运动,但不一定同时停止,即合成刀具轨迹并不一定是直线。本系统可以混合程序设计,如G00 X W 。
G01:直线插补指令。格式为G01 X(U) Z(W) F ,X、Z为绝对程序设计时的目标点,U、W为相对程序设计时的目标点,F值为插补速度,单位是mm/min或mm/r,具体取决于设定为G98还是G99。
G02:顺圆插补指令。格式为G02 X(U) Z(W) R(I K ) F ,X、Z为绝对程序设计时的目标点,U、W为相对程序设计时的目标点,R为半径(仅用于劣弧程序设计),I、K为圆心的X、Z坐标,F值为插补速度,单位是mm/min或mm/r,具体取决于设定为G98还是G99。注:I采用半径量,I、K始终为相对量程序设计。
G03:逆圆插补指令。格式为G03 X(U) Z(W) R(I K ) F ,X、Z为绝对程序设计时的目标点,U、W为相对程序设计时的目标点,R为半径(仅用于劣弧程序设计),I、K为圆心的X、Z坐标,F值为插补速度,单位是mm/min或mm/r,具体取决于设定为G98还是G99。注:I采用半径量,I、K始终为相对量程序设计。
G04:暂停指令。格式为G04 P(X U ) ,采用P时(不能用小数点),时间单位为ms,X、U时,时间单位为s。最大延时9999.999s。
G20:英制单位设定指令。
G21:公制单位设定指令。注意:某程序若不指定G20、G21,则采用上次关机时的设定值。
G27:返回参考点检测指令。格式为G27 X(U) Z(W) T0000,本指令执行前必须使刀架回零一次。若指定的两个坐标值分别是机床参考点的坐标值,且机床面板上的两个回零参考点指示灯都亮,则说明机床零点正确。否则,机床定位误差过大。
G28:返回参考点指令。格式为G28 X(U) Z(W) T0000,若机床启动后回过零点,则本指令的执行使刀架经过指定点回零,否则经过指定点移动至系统加电时的位置。
G32:螺纹切削指令。G32 X(U) Z(W) F ,F为螺纹长轴方向的导程(即进给速度采用mm/r)。
G50:工件坐标系设定或主轴转速钳制指令。格式为G00 X Z (坐标系设定),或G50 S (转速钳制)。前者,XZ值为机床零点在设定的工件坐标系中的坐标;后者,S为最高转速。
G70:精加工复合循环。格式为G70 P Q S F ,其中P等于精加工程序段开始编号,Q等于精加工程序段结束编号。
G71:粗加工复合循环。格式为
G71 U R ,其中U等于X向吃刀量或切深,R等于退刀量,均为半径值。
G71 P Q U W S F ,其中P等于精加工程序段开始编号,Q等于精加工程序段结束编号,U等于X向精加工余量的直径值,W等于Z向精加工余量,S为主轴转速,F为进给速度。
G72:端面粗加工循环。格式为
G72 W R ,其中W等于Z向吃刀量,R等于Z向退刀量。
G72 P Q U W S F ,其中P等于精加工程序段开始编号,Q等于精加工程序段结束编号,U等于X向精加工余量的直径值,W等于Z向精加工余量,S为主轴转速,F为进给速度。
G73:固定形状粗加工复合循环。格式为
G73 U W R ,其中U等于X向吃刀量(或切深)的半径值,W等于Z向吃刀量,R等于循环次数。
G73 P Q U W S F ,其中P等于精加工程序段开始编号,Q等于精加工程序段结束编号,U等于X向精加工余量的直径值,W等于Z向精加工余量,S为主轴转速,F为进给速度。
G90:锥面切削单一循环指令。格式为G90 X(U) Z(W) R F ,锥面的定义是素线的斜度≤45度。车削柱面时,R=0,可以不写。本指令完成的动作(虚线表示快速)如图1,其中刀尖从右下向左上切削,R<0,刀尖从右上向左下切削,R>0。指令中的坐标值为E点坐标。
G92:锥螺纹切削单一循环指令。格式为G92 X(U) Z(W) R F 。车削柱螺纹时,R=0,可以不写。本指令完成的动作(虚线表示快速)如图1,其中刀尖从右下到左上切削,R<0,刀尖从右上到左下切削,R>0。F为长轴方向的导程。指令中的坐标值为E点坐标。
G94:端面切削单一循环指令。格式为G94 X(U) Z(W) R F ,端面的定义是素线的斜度≥45度。车削纯端面时,R=0,可以不写。本指令完成的动作(虚线表示快速)如图2,其中刀尖从左上向右下切削,R<0,刀尖从右上向左下切削,R>0。指令中的坐标值为E点坐标。
G96:端面恒线速度指令。格式为G96 S 。
G97:端面恒线速度注销指令。格式为G97 。
M00:程序暂停。当按下面板“启动”钮时,继续运行程序。
M02:程序结束。
M03:主轴正转。
M04:主轴反转。
M05:主轴停转。
M08:开启切削液。
M09:关闭切削液。
M10:自动螺纹倒角。
M11:注销M10。
M30:程序结束,并返回开始初。
M98 P :调用子程序。格式为M98 P*******,前三位为调用次数(若没有,则表示1次),后四位为所调子程序号。
M99:子程序结束标志。
FANUC数控系统的操作及有关功能
(北京发那科机电有限公司 王玉琪)
发那科有多种数控系统,但其操作方法基本相同。本文叙述常用的几种操作。
1.工作方式
FANUC公司为其CNC系统设计了以下几种工作方式,通常在机床的操作面板上用回转式波段开关切换。这些方式是:
①.编辑(EDIT)方式:在该方式下编辑零件加工程序。
②.手摇进给或步进(HANDLE/INC)方式:用手摇轮(手摇脉冲发生器)或单步按键使各进给轴正、反移动。
③.手动连续进给(JOG)方式:用手按住机床操作面板上的各轴各方向按钮使所选轴向连续地移动。若按下快速移动按钮,则使其快速移动。
④.内存(自动)运行(MEM)方式:用存储在CNC内存中的零件程序连续运行机床,加工零件。
⑤.手动数据输入(MDI)方式:该方式可用于自动加工,也可以用于数据(如参数、刀偏量、
坐标系等)的输入。用于自动加工时与内存方式的不同点是:该方式通常只加工简单零件,因此都是现编程序现加工。
⑥.示教程序设计:对于简单零件,可以在手动加工的同时,根据要求加入适当指令,编制出加工程序。操作者主要按这几种方式操作系统和机床。
2.加工程序的编制
①.普通编辑方法:将工作方式置于编辑(EDIT)方式,按下程序(PROG)键使显示处于程序画面。此方式下有两种程序设计语言:G代码语言和用户宏程序语言(MACRO)。常用的是G代码语言,程序的地址字
有G**,M**,S**,T**,X**,Y**,Z**,F**,O**,N**,P**等,程序如下例所示:
O0010;
N1 G92X0Y0Z0;
N2 S600M03;
N3 G90G17G00G41D07X250.0Y550.0;
N4 G01Y900.0F150;
N5 G03X500.0Y1150.0R650.0;
N6 G00G40X0Y0M05;
N7 M30;
程序设计时应注意的是代码的含义。车床、铣床、磨床等不同系列的系统同一个G代码其意义是不同的。不同的机床厂用参数设定的G代码系及设计的M代码的意义也不相同,程序设计时须查看机床说明书。
用户宏程序(MACRO)的编辑方法与G代码程序的编制基本是一样的,不同点是宏程序是以语句基本单元(不是以字符)进行编辑的。程序实例如下:
O9100;
G81Z#26R#18F#9K0;
IF[#3EQ90]GOTO1;
#24=#5001+#24;
#25=#5002+#25;
N1 WHILE[#11GT0]DO1;
#5=#24+#4*COS[#1];
#6=#25+#4*SIN[#1];
G90X#5Y#6;
END1;
G#3G80;
M99;
上面的程序用的是宏程序B,此时要注意的是MDI键盘形式,有的小键盘个别字符不能输入。
这种情况必须用计算机编辑,编好后通过RS232C口输到CNC。
编辑方式只有4个编辑键:插入(INSERT),修改(ALTER)和删除(DELET);另一个键是程序段结束(EOB)。插入位置是在光标后,修改和删除位置是在光标所处位置。有的系统选择了扩展型编辑功能,此时可实现程序的部分或全部的拷贝(用COPY键)、移动(用MOVE键)、合并(用MERGE键)。
②.背景编辑:在自动加工(MEM方式)的同时编辑程序称为背景或后台编辑。编辑方法与上述EDIT方式完全一样。
③.示教程序设计:这种方法是在零件加工的同时,记录各程序段刀具的移动轨迹,并根据实际要求在程序中加入程序段号及适当的M、S、T指令。因此,这种方法一般用于简单形状零件的程序设计。示教程序设计是在TEACH IN JOG(手动连续示教)方式和TEACH IN HANDLE/STEP(手摇进给/步进示教)方式实
现。
④.图形会话程序设计:要求系统必须配有图形印刷板。FANUC图形会话程序设计软件有多种形式。常用的有G代码菜单形式和程序设计符号形式。0i目前免费配置了G代码菜单形式。
3.手动移动机床
①.手摇进给或步进进给(HANDLE/STEP方式):机床只配其中的一种,用于手动调整机床的位置。要注意的是有的机床使用了倍率值1000,此时,若手摇太快,当摇动停止时,机床还可能快速移动,这是很危险的。
②.手动连续进给(JOG方式):按住按钮使机床连续移动。可用倍率旋钮改变速率。在该方式下按住快移按钮,可快速移动机床,快移速度由参数设定。
③.手动返回机床零点:对于使用增量式位置编码器的机床(目前多是这种情况),开机后的第一个操作就是手动回零点,以建立机床移动的基准位置。回零点过程由机床厂设计的梯形图控制。回完零点后,可在相对坐标系画面将当前坐标值清零。必须在零点建立后才能进入MEM方式用程序加工零件。一次通电只须回一次零点,不关机无须再回。当然,使用绝对式位置编码器的机床开机后无须手动回机床零点,机床零点是在制造时调好的。不更换编码器,按时更换电池,零点永远不会丢失。
④.自动建立加工坐标系:根据设定的参数,手动回完零点后可以自动建立加工坐标系:
G92(M:铣床和加工中心系列)或G50:(T:车床系列)。
4.自动运行
①. 内存运行(MEM方式):进入MEM方式,按下MDI键盘上的PROG(程序)键,调出加工程序,按下自动加工启动按钮,则机床就在程控之下加工零件。运行中,可以按下进给暂停(HOLD)按钮中断程序的执行,再按下启动按钮即可恢复程序的连续执行。也可以按下单段执行按钮,一段段地执行程序。欲终止自动运行,应按复位(RESET)按钮。
②.MDI运行(方式):对于简单的零件,可以在该方式下现场编制程序并进行加工。操作方法与上述基本相同。但执行程序时,须首先将光标移到程序头。另外,这种方式下的程序不能存储。
③.DNC运行:这种方式实际就是以前3,6系统中的纸带运行加工方式,目的是为了解决模具加工时CNC存储容量的不足问题,通过RS-232C接口接一个外设(通常用计算机),加工程序存在磁盘上,一段段调入CNC内存实施加工。操作方法是:将方式开关置于RMT(梯形图中是在MEM方式下,将DNCI信号置1),
在计算机上调出加工程序,并按回车按钮,再按下机床的自动加工启动按钮,即可执行。执行此种方式的条件是:计算机上必须按装适当的通讯软件,计算机方和CNC方都要设定对应的参数:
通讯口,波特率,停止位和传输代码(应设ISO码)。另外还要按FANUC要求焊接RS232C口的电缆线。经常出现的#86和#87报警就是这些条件不满足造成的。用计算机时,不能执行M198功能。M198是调用外设上的子程序,但这些外设只能是FANUC的设备,如:便携软盘驱动器(Handy File)、磁带机等。DNC方式还可用远程缓冲器(Remote Buffer),这是一块印刷板,上面有CPU,用于快速传送处理,该印刷板与上述外设连接。当然此种方式加工速度可提高。
5.数据的输入与输出
NC的数据可用外设输入,也可以输出到外设。这些数据报括:加工程序、刀补量、坐标系、螺补值、系统和机床参数等。
外设(如计算机)接在RS-232C口上。接法及串口参数的设定与上述DNC操作一样。设参数可在“Setting”画面和“参数”画面在MDI方式进行。数据的输入与输出在编辑(EDIT)方式进行,并需将显示器置于相应的数据画面。比如:传输加工程序,应按下MDI键盘上的程序(PROG)键将显示器置于程序画面。传输刀补量时应按下OFFSET键,使显示处于偏置量画面。其它类似。 数据输入时0系统要按INPUT键;其它系统按READ和EXEC键;数据输出时0系统要按OUTPUT键:
其它系统按PUNCH和EXEC键。0i系统的显示增加了ALL IO画面,非常方便资料的输入与输出。
6.数据的设定和显示
运行机床之前,必须设足相关数据。如:有关参数,刀补量,刀具寿命,工件坐标系等。 每种数据在MDI键盘上都有相应的按键,按下某个键就显示对应的画面。设定这些数据须在MDI方式相应的画面上进行。操作方法是将光标置于欲设数据处,输入数值后按INPUT键。要注意的是输入前须将参数写入开关打开(PWE=1),输入后将其关闭。
7.机床操作的有关功能
在自动运行时,可以进行手动操作,有以下几种:
①.手动绝对值的开/关(ON/OFF):该操作是在内存运行(MEM方式)时,将方式转为手动方式移动机床,开关的O/OFF决定其移动量是否包括在显示的坐标值中。开关ON时移动量不计到显示值上;OFF时累积到显示值上。
②.手轮中断:该操作是在内存运行(MEM方式)时,摇动手轮(手摇脉冲
发生器)会增加移动距离。但显示的坐标值是:绝对和相对坐标值不变,只有机床坐标值随移动量改变。
③.手动干预和返回:该功能是在内存运行(MEM方式)时,按下暂停按钮(HOLD)使进给暂停,转为手动方式手动移动机床后再回到MEM方式,按下自动加工启动按钮时,机床可自动返回到原来位置,恢复系统运行。因此可以用来代替程序再启动功能,但条件是只能用暂停按钮(HOLD)中断MEM方式。