1、尺寸单位选择G20、G21、G22
指令格式:G20
G21
G22
G20:编程时使用的单位为英制单位。G21:编程时使用的单位为米制单位。G22:编程时使用的单位为脉冲当量。数控系统的默认单位为米制,即为G21。这三个G代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的程序段指令,不能在程序的中途切换。
2、进给速度单位设定G94、G95
指令格式:G94[F ];
G95[F ];
使用每分钟进给速度指令G94时,F代码后面的数值直接指令刀具每分钟的进给量。使用每转进给速度指令G95时,F代码后面的数值直接指令主轴每转的进给量。此时,主轴上必须安装位置编码器。
每分钟进给速度(G94)的倍率,可以用机床操作面板上的倍率开关调整。
3、程序段间过渡方式指令G09、G61、G64、G04
所谓程序段间过渡,是指从前一段程序向后一段程序过渡,即程序段的转接。由于机床的实际运动滞后于数控系统的运行,当数控系统的下段程序已经启动时,机床的上一段程序的实际运动并未结束,所以在程序段转接时,会产生两个运动的叠加,当上段程序为沿一个坐标轴的移动,下段程序为沿另一个坐标轴的移动时,两轴相交处不能形成尖角。如图4-1所示。
图4-1 不能尖角过渡
当程序段间过渡有严格要求时,可用过渡方式控制指令。
(1)准停指令G09
指令格式:G09
有准停指令G09的程序段结束时,数控系统待指令进给速度减速到零并进行到位检查,当检查到达指令指定的位置后,系统才进入下个程序段。这样,避免了两个程序段的重叠,从而保证在工件拐角处能切出尖角棱边。
(2)精确停止指令G61
指令格式:G61
如果程序使用了精确停止指令G61,则在G61后的各个程序段的移动指令都要准确停止在本程序段的终点,然后再继续执行下个程序段。在G61后面的每个切削进给程序段都执行到位检查。
(3)连续切削方式指令G64
指令格式:G64
如果程序段使用了连续切削方式指令G64,则在该程序段及后面的切削进给程序段中,其终点不再进行减速和到位检查,而是在插补完成后直接进入下一个程序段。但在下列情况下,进给速度减速到零,并执行到位检查:
①下个程序段为定位指令G00或单方向定位指令G60。
②下个程序段含有准停指令G09。
③下个程序段没有移动指令。
(4)暂停指令G04
指令格式:G04 P
G04 X
如果程序段使用了暂停指令G04,则在该程序段的进给速度降到零时开始暂停动作,使刀具作短暂停留,以获得圆整而光滑的表面。暂停时间由P或X后面的数值确定。P的单位为ms,X的单位为s。
G04仅在其被规定的程序段中有效。
二、坐标系设定G指令
加工零件的编程是在工件坐标系内进行的。因此,设定工件坐标系对编程有着极其重要的作用。工件坐标系可用下述两种方法设定。
1、工件坐标系设定指令G92
指令格式:G92 X Y Z
式中:X、Y、Z后面的值为刀具所在的位置到工件坐标系原点的有向距离。由于工件坐标系的原点一旦选定后是不变的,因此,在执行G92指令时,刀具应移到G92指令后面的X值、Y值和Z值所规定的位置,即刀具应在对刀点上。若刀具当前点不在对刀点上,则加工原点与程序原点不重合,加工出的产品就有误差或报废,甚至出现危险。
例如:图4-2所示工件坐标系的设定,程序段为G92X40Y80Z100;执行此程序段只是在工件坐标系中确定了刀具起点相对于程序原点的位置,刀具并不产生运动。执行此程序段之前必须保证刀具在对刀点上。
G92指令需要后续坐标值指定刀具当前点在工件坐标系中的位置,因此必须用一个单独的程序段。G92指令段一般放在一个零件程序的首段。
2、工件坐标系选择指令G54~G59
指令格式;G54
G55
G56
G57
G58
G59
G54~G59为六个工件坐标系。如图4-3所示。
图4-3 G54~G59工件坐标系
这六个工件坐标系的原点值,是机床原点到各个坐标系原点的有向距离。这六个工件坐标系的原点在机床坐标系中的坐标值可用MDI方式输入,数控系统自动记忆。例如:选择G54作为工件坐标系,编程时用指令G54,而G54坐标系原点的值可通过对刀时用MDI方式输入到数控系统中。
在G54~G59中,工件坐标系一旦选定,工件上各点的值均通过工件坐标系原点与机床坐标系建立起联系,零件程序与工件的位置无关,也与刀具的位置无关。更换工件时可省去重复对刀,也不需要修改程序。
图4-4 局部坐标系
3、局部坐标系设定指令G52
指令格式:G52 X Y Z
G52后面的坐标值为局部坐标系的原点在工件坐标系中的坐标值。如图4-4所示。
编程时,若对某部分图形再用一个坐标系来描述更简单,即可用局部坐标系设定指令G52。
G52指令能在所有的工件坐标系(G54~G59)内形成子坐标系。含有G52指令的程序段中,绝对值编程(G90)时的移动指令就是在该局部坐标系中的坐标值。G52指令仅在其被规定的程序段中有效。
在工件坐标系内若要变更局部坐标系,可用G52指令在工件坐标系中设定新的局部坐标系原点。
在缩放及坐标系旋转状态下,不能使用G52指令,但在G52指令后能进行缩放及坐标系旋转。
4、直接机床坐标系编程指令G53
指令格式:G53
G53是机床坐标系编程,在含有G53的程序段中,绝对值编程时的指令值是工件在机床坐标系中的坐标值。也就是把工件各点的值取为机床坐标系中的坐标值。只用一个机床坐标系来编程和加工。
三、坐标值编程G指令
1、绝对值编程G90
指令格式:G90X Y Z
2、相对值编程G91X(U) Y(V) Z(W)
指令格式:G91
图4-5 绝对值编程G90 图4-6 相对值编程G91
绝对值编程指令G90后面的编程坐标值,都是相对于工件坐标系原点的编程坐标轴上的坐标值。用该坐标轴和其后的坐标值表示。如:G90X30Y30Z40等。如图4-5所示。
相对值编程指令G91后面的编程值,都是当前编程点相对于前一个编程点的编程坐标轴上的增量值。用U表示X轴方向的增量值;用V表示Y轴方向的增量值;用W表示Z轴方向的增量值。如:G91U30V30W50等。如图4-6所示。注意:此程序段执行时,与刀具是否移动无关。
四、坐标平面选择指令G17、G18、G19
数控系统的圆弧插补和刀具半径补偿都是在坐标平面中进行的,因此,在加工前,必须选择坐标平面。
指令格式:G17
G18
G19
G17选择XY平面;G18选择XZ平面;G19选择YZ平面;如图4-7所示。
图4-7 坐标平面选择指令G17、G18、G19
坐标平面选择指令只是决定了程序段中的坐标轴的地址,不影响移动指令的执行。例如在规定了G17 G01Z 时,Z轴不在XY平面上,Z轴照样会移动,移动指令的执行与坐标平面的选择无关。
机床通电时为G17状态,G17、G18、G19可相互注销。
五、定位G指令
1、快速定位指令G00
指令格式:G00 X(U) Y(V) Z(W)
G00指令用于刀具的快速定位。执行G00指令,刀具以快速进给的速度移动到指令中X(U)、Y(V)、Z(W)值指定的位置。由于是快速,故只用于空行程。它的移动轨迹可以是直线,也可以是按各轴各自的快速进给速度移动,这时合成的轨迹通常为折线。
G00指令着眼于刀具快速移动后的刀具位置,对于刀具在快速移动前的位置没有要求,因此,在使用G00指令时,要防止刀具在移动过程中与工件发生碰撞。
G00指令中的快速移动速度由机床参数对各轴分别设定,不能用F 规定。
G00指令一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。
例4-1:G00指令应用于快速定位。图4-8:
图4-8快速定位G00
在图4-8中,设A点坐标为(30,30,20),B点坐标为(60,60,50),C点坐标为(90,90,80),A点为刀具的快速定位点。
当刀具在B点时,执行程序段G90G00X30Y30Z20,刀具由B点快速到达A点。执行程序段G91G00U-30V-30W-30,刀具同样由B点快速到达A点。
当刀具在C点时,执行程序段G90G00X30Y30Z20,刀具由C点快速到达A点。执行程序段G91G00U-60V-60W-60,刀具同样由C点快速到达A点。
例4-2:G00指令应用于快速退刀。图4-9:
图4-9快速退刀G00
在图4-9中,设A点坐标为(30,30,20),B点坐标为(60,60,50),C点坐标为(90,90,80)。
当刀具在A点,B点为快速退刀点时,执行程序段G90G00X60Y60Z50,刀具由A点快速到达B点。执行程序段G91G00U30V30W30,刀具同样由A点快速到达B点。
当刀具在A点,C点为快速退刀点时,执行程序段G90G00X90Y90Z80,刀具由A点快速到达C点。执行程序段G91G00U60V60W60,刀具同样由A点快速到达C点。
2、 单方向定位指令G60
指令格式:G60 X(U) Y(V) Z(W)
指令中的坐标值为单方向定位终点的坐标值。在G90时的X、Y、Z为定位终点在工件坐标系中的坐标值。在G91时的U、V、W为定位终点相对于刀具当前点的位移量。
在单方向定位时,每一轴的定位方向是由机床参数确定的。执行G60指令时,刀具先以G00的速度快速定位到一个中间点,然后以一个固定速度移动到定位终点。中间点与定位终点的距离是一常量,由机床参数决定,且从中间点到定位终点的方向即为单方向定位指令G60的定位方向。
G60指令仅在其被规定的程序段中有效。
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