數(shù)控加工中特殊G、M代碼運(yùn)用的剖析與研討
數(shù)控文字地址順序段格式中，G代碼、M代碼辨別表示預(yù)備功用宇和輔佐功用字，G、M代碼在不同數(shù)控零碎中辨別表示不同的數(shù)控功用，有些數(shù)控零碎還規(guī)則可運(yùn)用幾套G、M代碼指令，這就為數(shù)控加工工藝的制定，數(shù)控加工順序的編制以及加工順序調(diào)試增添了許多靈敏性，特別是特殊G、M代碼的合理運(yùn)用，對(duì)保證零件的加工質(zhì)量和精度，避免數(shù)控機(jī)床各加工軸之間或刀具之間的干預(yù)，進(jìn)步數(shù)控機(jī)床的平安、波動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)具有積極的理想意義。 數(shù)控加工中特殊G、M代碼的運(yùn)用 1. 延時(shí)G04指令 延時(shí)G04指令，其作用是人為暫時(shí)限制運(yùn)轉(zhuǎn)的加工順序，在順序中表示為“G04X-，或G04U-，或G04P-”。如“N0050 G04 X1.0”，表示當(dāng)執(zhí)行到此順序段時(shí)，進(jìn)給中止1秒后再持續(xù)執(zhí)行后續(xù)順序指令。G04指令中的延時(shí)工夫在編程時(shí)設(shè)定，其選擇范圍為“0.001～99999.999秒或轉(zhuǎn)(用 X或U指令的IS-B增量零碎)。1～99999999延時(shí)工夫單位為0.0001秒或轉(zhuǎn)(用P指令的IS-C增量零碎)”。G04延時(shí)指令普通運(yùn)用的幾種狀況為：①對(duì)不通孔作深度加工時(shí)，刀具送給到規(guī)則深度后，用G04指令可使刀具作非進(jìn)給光整切削加工，然前進(jìn)刀，保證孔底平整，并使相關(guān)外表無毛刺；②溝槽時(shí)，在槽底應(yīng)讓主軸空轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)再退刀。普通退刀槽都不須精加工，采用G04延時(shí)指令，有利于槽底潤(rùn)滑，進(jìn)步零件全體質(zhì)量；③數(shù)控車床上，在工件端面的中心鉆60°的頂尖孔或倒45°角時(shí)，為使孔正面、及倒角平整，運(yùn)用G04指令使工件轉(zhuǎn)過1轉(zhuǎn)后再退刀；④車削軸類零件臺(tái)肩，在刀具送給運(yùn)轉(zhuǎn)方向改動(dòng)時(shí)，應(yīng)在改動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)方向的指令間設(shè)置G04指令，以保證軸肩端與工件軸線的垂直度。 除以上普通運(yùn)用狀況，在實(shí)踐數(shù)控加工的運(yùn)用中，嘗試著一些特殊運(yùn)用的剖析和研討，并從中失掉了新啟示： a. 采用步進(jìn)電機(jī)為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)零碎的數(shù)控機(jī)床，特別是國(guó)際改良設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床，在高精度加工中，為防止頻率變化過快形成對(duì)位移精度的影響，常人為將疾速點(diǎn)進(jìn)位G00指令路經(jīng)分解為2個(gè)順序段，段1為疾速點(diǎn)進(jìn)位，段2為直線插補(bǔ)。由于高速點(diǎn)進(jìn)位運(yùn)轉(zhuǎn)在開端時(shí)為升速，當(dāng)升到設(shè)定的速度頻率時(shí)為正常勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，接近抵達(dá)定位點(diǎn)時(shí)為降頻(就是常說的自動(dòng)升降速)。在段1后假如設(shè)置延時(shí)G04指令，可保證高速運(yùn)轉(zhuǎn)降頻完全波動(dòng)后，再低速運(yùn)轉(zhuǎn)，使控制精度得以進(jìn)步。特別是關(guān)于數(shù)控鉆床加工時(shí)的孔定位特別分明。 b. 大批量單件加工工夫較短的零件加工中，啟動(dòng)按鈕頻繁運(yùn)用，為加重操作者由于疲勞或頻繁按鈕帶來的誤舉措，用G04指令替代首件后零件的啟動(dòng)。延時(shí)工夫按完成1件零件的裝卸工夫設(shè)定，在操作人員純熟地掌握數(shù)控加工順序后，延時(shí)的指令工夫可以逐步延長(zhǎng)，但需保證其一定的平安工夫。零件加工順序設(shè)計(jì)成循環(huán)子順序，G04指令就設(shè)計(jì)在調(diào)用該循環(huán)子順序的主順序中，必要時(shí)設(shè)計(jì)選擇方案中止M01指令作為順序的完畢或反省。 c. 數(shù)控車床用絲錐攻中心螺紋時(shí)，需用彈性筒夾頭攻牙，以保證絲錐攻至螺紋底部時(shí)不會(huì)崩斷，并在螺紋底部設(shè)置G04延時(shí)指令，使絲錐作非進(jìn)給切削加工，延時(shí)的工夫需確保主軸完全中止，主軸完全中止后按原正轉(zhuǎn)速度反轉(zhuǎn)，絲錐按原導(dǎo)程前進(jìn)。 順序舉例： M03 S300；攻牙主軸轉(zhuǎn)速不能太快 G00 XO Z5.0；至工件中心坐標(biāo) G32 Z-20.0 F1.0 M05；攻絲終了后主軸中止 G04 X5.0；絲錐延時(shí)5秒作非過給切削加工 G32 Z5.0 M04；主軸反轉(zhuǎn)，絲錐前進(jìn) d. 鎖孔終了退刀時(shí)，為防止退刀時(shí)留下螺旋劃痕而影響外表粗糙度，應(yīng)使鏜刀在孔底作非進(jìn)給停留，待主軸完全中止后再退刀。退刀時(shí)會(huì)留下垂直端面的退刀劃痕，普通在鏜孔加工工藝中是允許該退刀劃痕存在的，應(yīng)用該劃痕還可以判別所鏜孔的外形誤差。 e. 在發(fā)訊指令后須設(shè)置G04指令，以保證有足夠的工夫延時(shí)，等候發(fā)訊指令規(guī)則要求的舉措開端或完成后，再運(yùn)轉(zhuǎn)后續(xù)順序，以確保加工的牢靠性。如換刀位、開啟封閉主軸、光滑或接通其它信號(hào)等。如：瑞士碧瑪泰公司的S-188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心，配NUM 1050數(shù)控零碎，在自動(dòng)拉料時(shí)的順序?yàn)椋? N0160 M60；夾具翻開允許 N0170 M169；夾具翻開 N0180 G04 FO.3 N0190 G01 ZL1；L1已賦值 N0200 M168；夾具夾緊 N0210 G04 FO.3 f. 在主軸轉(zhuǎn)速有較大的變化時(shí)，可設(shè)置G04指令。目的是使主軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)后，再停止零件的切削加工，以進(jìn)步零件的外表質(zhì)量。 順序舉例： N0010 S1000 M13；主軸轉(zhuǎn)、冷卻液開 N0020 T0302 N0030 G01 X32.4 FO.1 N0040 S3500 M03；主軸轉(zhuǎn)速有較大的變化 N0050 G04 XO 6；延時(shí) 0． 6S N0060 G01 Z-10.0 FO.02 g. 在加工順序中有多種功用順序執(zhí)行時(shí)，必需設(shè)置G04指令。如機(jī)械手接零件、雙主軸同步、從第1刀塔轉(zhuǎn)換到第2刀塔加工等等，按舉措的復(fù)雜水平，設(shè)定不同的G04延遲量，以使前一舉措完全完畢，再停止下一舉措，防止干預(yù)。 h. 在銑加工進(jìn)程中，當(dāng)加工刀徑相反的圓弧角時(shí)，可設(shè)置G04指令。可以消弭讓刀所帶來的錐度和實(shí)踐加工的R偏向，但圓弧角的外表質(zhì)量會(huì)下降。 順序舉例： N0120 G03 X20.5 Y18.6 R6 F100 N0130 G04 XO.5 N0140 G01 Y50.5 F300 i. 在主軸空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用G04設(shè)置每檔轉(zhuǎn)速的工夫，編一段熱機(jī)順序，讓設(shè)備自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，可以使熱機(jī)的效果愈加的良好。如： N0220 M03 S1000 N0230 G04 X600 N0240 S5000 N0250 G04 X600 N0260 S10000 N0270 G04 X600 2. 前往參考點(diǎn)G26、G27、G28、G29指令 參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，經(jīng)過參考點(diǎn)前往功用刀具可以容易地挪動(dòng)到該地位。參考點(diǎn)次要用作自動(dòng)換刀或設(shè)定坐標(biāo)系，刀具能否精確地前往參考點(diǎn)，是權(quán)衡其反復(fù)定位精度的重要目標(biāo)，也是數(shù)控加工保證其尺寸分歧性的前提條件。 實(shí)踐加工中，巧妙應(yīng)用前往參考點(diǎn)指令，可以進(jìn)步產(chǎn)品的精度。 a. 關(guān)于反復(fù)定位精度很高的機(jī)床，為了保證次要尺寸的加工精度，在加工次要尺寸之前，刀具可先前往參考點(diǎn)再重新運(yùn)轉(zhuǎn)到加工地位。如此做法的目的實(shí)踐上是重新校核一下基準(zhǔn)，以確定加工的尺寸精度。 b. 關(guān)于多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是多軸多刀塔機(jī)床，順序開端段，普通設(shè)回參考點(diǎn)指令，防止換刀或多軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)呈現(xiàn)干預(yù)狀況。 c. 四軸以上的加工中心在停止B軸旋轉(zhuǎn)前，雙主軸車床在主、副軸同步加工前，設(shè)置回參考點(diǎn)指令，可避免發(fā)作撞刀事故。如：HERMLE 600U五軸五聯(lián)動(dòng)立式加工中心，配Heidenhain i530數(shù)控零碎，其B軸可±110°旋轉(zhuǎn)，而刀庫(kù)在主軸前面，在B軸旋轉(zhuǎn)前，都加回參考點(diǎn)指令。 d. 雙主軸車床，只在一主軸加工時(shí)，用回參考點(diǎn)指令，使另一主軸在參考點(diǎn)地位，能使順序順利執(zhí)行并保證加工精度。如 S188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心，只在一個(gè)主軸加工零件時(shí)，首先用G28指令，將另一主軸和刀塔前往參考點(diǎn)地位，以便加工順利停止。 e. 關(guān)于多軸縱切機(jī)床，當(dāng)因各種緣由要封鎖某一軸時(shí)，用回參考點(diǎn)指令，使此一軸在參考點(diǎn)地位，然后再停止封鎖，能保證此軸的地位度。如TONUS DECO2000機(jī)床，因加工要求必需封鎖X4和Z4軸，在此狀況下，在停止零碎屏蔽X4和Z4軸之前，執(zhí)行前往參考點(diǎn)操作。 f. 在修繕某一軸的伺服單元時(shí)，普通先停止回參考點(diǎn)操作(如有能夠)，以防止在該軸失電時(shí)，坐標(biāo)地位的喪失。如美國(guó)哈挺公司COBRA 42機(jī)床，因X軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)有雜音需反省，在反省前執(zhí)行前往參考點(diǎn)操作。 3. 絕對(duì)編程G91與相對(duì)編程G90指令 絕對(duì)編程是以刀尖所在地位為坐標(biāo)原點(diǎn)，刀尖以絕對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)停止位移來編程。就是說，絕對(duì)編程的坐標(biāo)原點(diǎn)常常在變換，運(yùn)轉(zhuǎn)是以現(xiàn)刀尖點(diǎn)為基準(zhǔn)控制位移，那么延續(xù)位移時(shí)，必定發(fā)生累積誤差。相對(duì)編程在加工的全進(jìn)程中，均有絕對(duì)一致的基準(zhǔn)點(diǎn)，即坐標(biāo)原點(diǎn)，所以其累積誤差較絕對(duì)編程小。 數(shù)控車削加工時(shí)，工件徑向尺寸的精度比軸向尺寸高，所以在編制順序時(shí)，徑向尺寸最好采用相對(duì)編程，思索到加工時(shí)的方便，軸向尺寸采用絕對(duì)編程，但關(guān)于重要的軸向尺寸，也可以采用相對(duì)編程。數(shù)控銑床加工時(shí)，關(guān)于重要的尺寸應(yīng)采用相對(duì)編程。在數(shù)控車銑加工中心加工零件時(shí)，普通在車加工時(shí)用絕對(duì)編程，變換為銑加工時(shí)，用相對(duì)編程。如：EMCO 332數(shù)控車銑中心，配西門子 840D數(shù)控零碎，雙主軸雙刀塔，在停止車銑加工時(shí)的順序： M06 T10 M38；車方式，默許在G91絕對(duì)編程 M04 S1000 M08 G95 FO.03 G00 X8.0 YO Z10.0 G00 Z1.0 G01 Z-11.55 FO.01 M06 T13 M39；銑方式，G91絕對(duì)編程、G90相對(duì)編程 G00 G90 X-L12 Z1；L12已賦值 G01 G90 Z-9.5 F1200 G01 G91 XO.30 G00 G90 Z1 另外，為保證零件的某些絕對(duì)地位，依照工藝的要求，停止絕對(duì)編程和相對(duì)編程的靈敏運(yùn)用。 4. 主軸松開夾緊指令 主軸松開和夾緊指令，在正常的狀況下，是裝卸零件時(shí)運(yùn)用，但關(guān)于多主軸車床來說，還有其他的用處： a. 用于雙軸同步加工。在加工巧長(zhǎng)軸類零件時(shí)，用主、副軸辨別夾持零件的兩端，應(yīng)用夾套夾緊時(shí)的后縮力，使零件處于被拉緊形態(tài)，再停止切削加工，可以避免因讓刀發(fā)生錐度，并能進(jìn)步零件外表的加工質(zhì)量。 b. 關(guān)于數(shù)控縱切車床，經(jīng)過合理地設(shè)置主副軸的松開、夾緊指令，屢次拉送料，分段屢次加工，可以加工比額外行程長(zhǎng)數(shù)倍的細(xì)長(zhǎng)零件。筆者就曾在TONUS DECO2000機(jī)床(Z軸行程64mm)上用此辦法加工出長(zhǎng)96mm的φ0.6mm和φ0.8mm臺(tái)階軸。 如：TONUS DECO2000機(jī)床為數(shù)控縱切車床，配基于FUNAC16零碎而改良的、具有電子凸輪功用的、專為縱切機(jī)床配套的PNT2000(TONUS專利產(chǎn)品)數(shù)控零碎，其編程方式有別于普通的車、銑，每一工步是技流程在各個(gè)框圖中辨別編，現(xiàn)僅列主加工工步的順序： G00 G100 Z1=0 X1=1；主軸旋轉(zhuǎn)、冷卻、調(diào)刀另有工步 G01 X1=0.6 FO.05 G01 Z1=-60.0 FO.02 G01 X1=1.2 FO.05 G00 G100 X1=20 M111；松主軸 G04 XO.4 G01 Z1=0.0 FO.1 M110；主軸第二次夾緊 G04 XO.4 G01 G100 X1=1.2 G01 X=0.8 F=0.05 G01 Z1=-36.0 FO.02 G01 X1=1.2 FO.05 G00 G100 X1=20；轉(zhuǎn)換到切斷工步。 5. G53零點(diǎn)漂移指令 在普通狀況下，G53～G59等指令，是運(yùn)用在零件加工進(jìn)程中需重新樹立編程原點(diǎn)的狀況下，如多個(gè)零件同時(shí)加工等，但如合理運(yùn)用此類指令，可進(jìn)步機(jī)床的效率。 a. 關(guān)于大局部數(shù)控設(shè)備來說，在開機(jī)之后，必需停止一段工夫的熱機(jī)，以消弭因主軸或刀塔發(fā)熱所帶來的誤差。假如對(duì)機(jī)床熟習(xí)，就可以在加工順序的掃尾設(shè)置G53～G59等指令，人為停止補(bǔ)償，可以大幅延長(zhǎng)熱機(jī)工夫。如 S-188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心，因控制的軸數(shù)較多，如要尺寸完全波動(dòng)，每天需空運(yùn)轉(zhuǎn)2h左右，經(jīng)一段工夫的探索，現(xiàn)用G53指令，即：G53 XO.04 YO.01。在2h內(nèi)，每0.5h增加XO.01 YO.005，可將熱機(jī)工夫控制在0.5h以內(nèi)。 b. 批量消費(fèi)，當(dāng)任務(wù)臺(tái)可以裝夾數(shù)個(gè)零件時(shí)，在編程中運(yùn)用G53～G59等指令，定義幾個(gè)不同的加工原點(diǎn)，可以一次裝夾加工數(shù)個(gè)零件，節(jié)省換刀工夫，進(jìn)步任務(wù)效率。如 VC750型立式加工中心，任務(wù)臺(tái)為850mm×530mm，所加工零件的坯料為φ160mm，除去裝夾局部，每次可裝4個(gè)零件。順序如下： G54 P1 M98 ／G55 P1 M98 ／G56 P1 M98 ／G57 P1 M98 M99 將要加工的順序編成子順序(P1號(hào))，在調(diào)試時(shí)不執(zhí)行帶／的順序，批量消費(fèi)后再執(zhí)行。 6. G79跳轉(zhuǎn)指令 G79指令為強(qiáng)行跳轉(zhuǎn)，在車銑復(fù)合加工中心的零件加工順序中運(yùn)用，可以帶來很大的方便。如S-188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心，配NUM 1050數(shù)控零碎，帶自動(dòng)拉料機(jī)構(gòu)，在零件加工順序的編制中，如： $ G79 N2037 N2037 GO X52.0 Z2.0 參加G79指令，可以很方便地停止各工步順序的調(diào)試，免去普通順序每調(diào)一步都要從頭找順序段或在每一順序段完畢加 M01的費(fèi)事；同時(shí)可以直接跳轉(zhuǎn)到順序完畢句停止割斷。 7. G09加速與準(zhǔn)確定位指令 G09指令其功用是在執(zhí)行下一條順序之前，加速并精確地中止在以后條順序所確定的地位。在精加工時(shí)運(yùn)用，可以使加工的形位尺寸精確，如 S-188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心，配NUM 1050數(shù)控零碎： G01 Z1 FO.02 G01 G09 ZO.5 G01 G09 X9.745 Z-0.4 G01 Z-11.52 3 完畢語 數(shù)控加工是基于數(shù)控順序的自動(dòng)化加工方式，在實(shí)踐加工中，對(duì) G、M代碼停止深化剖析與研討，對(duì)傳統(tǒng)加工辦法停止革新，需求有較強(qiáng)的順序指令運(yùn)用才能和豐厚的理論技藝。作者從事數(shù)控技術(shù)教學(xué)、數(shù)控加工及數(shù)控設(shè)備的維護(hù)近20年，碰到十分多的技術(shù)難題，在特殊G、M代碼的運(yùn)用方面，積聚了一定的經(jīng)歷。在數(shù)控加工順序中，用好這些特殊G、M代碼，對(duì)進(jìn)步零件的加工質(zhì)量和精度，運(yùn)用、維護(hù)好數(shù)控機(jī)床具有重要意義。