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世纪星车床数控系统编程说明书


华中数控

世纪星车床数控系统
编程说明书

V 3.4 2009.02

武汉华中数控股份有限公司 中国·武汉

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武汉华中数控股份有限公司。

数控车床编程说明书

前言
欢迎您选用武汉华中数控股份有限

公司生产的华中世纪星系列车床 数控系统! 本说明书详细介绍了数控编程的基本知识、指令体系、各指令功能的 特点、注意事项和宏指令编程方法,并配以大量典型编程实例和图例加以 说明。既可作为世纪星车床数控系统产品说明书,也可作为数控编程的培 训教材。 在使用本公司车床数控系统时,请先仔细阅读本说明书! 本说明书适用于我公司华中世纪星 HNC-18iT/19iT 软件 V4.0 版、 HNC-18xp/T、HNC-19xp/T 软件所有版本和世纪星 HNC-21TD/22TD 软 件 05.62.07.10 版以后所有版本! 为了能给您的工作带来便利,请参考我公司以下联系方式,您的成功 是我们最大的快乐! 公司网址:www.huazhongcnc.com E-mail: market@huazhongcnc.com 87180303 邮 编: 430223

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本说明书版权为武汉华中数控股份有限公司所有。 武汉华中数控股份有限公司 2009 年 02 月
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前言 ....................................................................................................................................I 第一章 概述 ................................................................................................................... 5

1.2.1 机床坐标轴................................................. 5 1.2.2 机床坐标系、机床零点和机床参考点 ........................... 7 1.2.3 工件坐标系、程序原点....................................... 8 第二章 零件程序的结构 ................................................................................................. 9 2.1 指令字的格式 .................................................. 10 2.2 程序段的格式 .................................................. 11 2.3 程序的一般结构 ................................................ 11 2.4 程序的文件名 .................................................. 11 第三章 数控系统的编程指令体系 ............................................................................... 12 3.1 辅助功能 M 代码 ................................................ 12 3.1.1 CNC 内定的辅助功能 ........................................ 13 (1) 程序暂停 M00.............................................. 13 (2) 选择停 M01................................................ 13 (3) 程序结束 M02 .............................................. 13 (4) 程序结束并返回到零件程序头 M30 ............................ 13 (5) 子程序调用 M98 及从程序返回 M99 ............................ 14 (6) 用户自定义输入 M90、用户自定义输出 M91 .................... 16 (7) 加工计件 M64.............................................. 17 3.1.2 PLC 设定的辅助功能 ........................................ 17 3.2 主轴功能 S、进给功能 F 和刀具功能 T ............................. 19 3.2.1 主轴功能 S ................................................ 19 3.2.2 进给速度 F ................................................ 19 3.2.3 刀具功能(T 机能) .......................................... 20 3.3 准备功能 G 代码 ................................................ 21 3.3.1 有关单位设定的 G 功能 ...................................... 23 (1) 尺寸单位选择 G20,G21 ..................................... 23 (2) 进给速度单位的设定 G94、G95 ............................... 23
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3.3.2 有关坐标系和坐标的 G 功能.................................. 24 (1) 绝对值编程 G90 与相对值编程 G91 ............................ 24 (2) 坐标系设定 G92 ............................................ 26 (3) 坐标系选择 G54~G59 ........................................ 28 (4) 直接机床坐标系编程 G53 .................................... 30 (5) 直径方式和半径方式编程 ................................... 30 (6) 工件坐标系零点平移指令 G51、G50 ........................... 32 (7) 坐标系和刀具偏移量的改变(可编程数据输入)G10 ............ 32 3.3.3 进给控制指令.............................................. 34 (1) 快速定位 G00.............................................. 34 (2) 线性进给 G01.............................................. 35 (3) 圆弧进给 G02/G03 .......................................... 40 (4) 倒角加工 ................................................. 47 (5) 螺纹切削 G32.............................................. 52 (6) 攻丝切削 G34.............................................. 55 3.3.4 回参考点控制指令.......................................... 59 (1) 自动返回参考点 G28 ........................................ 59 (2) 自动从参考点返回 G29 ...................................... 60 3.3.5 暂停指令 G04............................................... 61 3.3.6 恒线速度指令 G96、G97 ..................................... 61 3.3.7 简单循环.................................................. 63 (1) 内(外)径切削循环 G80 .................................... 63 (2) 端面切削循环 G81 .......................................... 67 (3) 螺纹切削循环 G82 .......................................... 70 (4) 端面深孔钻加工循环 G74 .................................... 75 (5) 外径切槽循环 G75 .......................................... 79 3.3.8 复合循环 .................................................. 85 (1) 内(外)径粗车复合循环 G71 ................................ 86 (2) 端面粗车复合循环 G72 ...................................... 93 (3) 闭环车削复合循环 G73 ...................................... 98 (4) 螺纹切削复合循环 G76 ..................................... 102 (5) 复合循环指令注意事项 .................................... 105 3.3.9 刀具补偿功能指令......................................... 106
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(1) 刀具偏置补偿和刀具磨损补偿 .............................. 106 (2) 刀尖圆弧半径补偿 G40,G41,G42 ........................... 112 3.3.10 综合编程实例 ............................................ 116 (1) 编程步骤 ................................................ 116 (2) 综合编程实例 ............................................ 117 3.4 宏指令编程 ................................................... 123 3.4.1 宏变量及常量............................................. 123 (1) 宏变量 .................................................. 123 (2) 常量 .................................................... 126 3.4.2 运算符与表达式........................................... 126 (1) 算术运算符 .............................................. 126 (2) 条件运算符 .............................................. 126 (3) 逻辑运算符 .............................................. 126 (4) 函数 .................................................... 126 (5) 表达式 .................................................. 126 3.4.3 赋值语句................................................. 127 3.4.4 条件判别语句............................................. 127 3.4.5 循环语句................................................. 127 3.4.6 车削循环指令的实现及子程序调用的参数传递 ................. 128 3.4.7 宏程序编程实例........................................... 130 附表 2 直径编程注意条件 ........................................................................................ 135

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第一章 概述
本书针对 HNC-21T/22T、HNC-18iT/19iT、HNC-18xp/T、HNC-19xp/T 世纪星数控车床系统进行编程说明,其编程语言为广泛使用的 ISO 码。 本章旨在对本说明书中提到的一些基本概念进行解释。

1.1 数控编程概述
零件程序是由数控装置专用编程语言书写的一系列指令组成的(应用 得最广泛的是 ISO 码:国际标准化组织规定的代码) 。 数控装置将零件程序转化为对机床的控制动作。 最常使用的程序存储介质是磁盘、CF 卡、U 盘和网络。

1.2 数控编程基本知识
1.2.1 机床坐标轴 为简化编程和保证程序的通用性,对数控机床的坐标轴和方向命名制 订了统一的标准, 规定直线进给坐标轴用 X, Z 表示, Y, 常称基本坐标轴。 X,Y,Z 坐标轴的相互关系用右手定则决定,如图 1.2.1 所示,图中大姆 指的指向为 X 轴的正方向,食指指向为 Y 轴的正方向,中指指向为 Z 轴的 正方向。
+Y +Y +X' +C +Z +X +Z +A +Y ' +A +B +C +B +Z ' +X +X +Y +Z

图 1.2.1 机床坐标轴

围绕 X,Y,Z 轴旋转的圆周进给坐标轴分别用 A,B,C 表示,根据右 手螺旋定则,如图所示,以大姆指指向+X,+Y,+Z 方向,则食指、中指等 的指向是圆周进给运动的+A,+B,+C 方向。 数控机床的进给运动,有的由主轴带动刀具运动来实现,有的由工作 台带着工件运动来实现。上述坐标轴正方向,是假定工件不动,刀具相对
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于工件做进给运动的方向。如果是工件移动则用加“′”的字母表示,按 相对运动的关系, 工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反, 即有: +X =-X′, +Y =-Y′, +Z =-Z′, +A =-A′, +B =-B′, +C =-C′ 同样两者运动的负方向也彼此相反。 机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局,对车床而 言: ——Z 轴与主轴轴线重合,沿着 Z 轴正方向移动将增大零件和刀具间 的距离; ——X 轴垂直于 Z 轴,平行于横向拖板的方向,以轴心线为界,刀架 沿着 X 轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离; ——Y 轴(通常是虚设的)与 X 轴和 Z 轴一起构成遵循右手定则的坐标 系统。

图 1.2.2

车床坐标轴及其方向

注意: 1、本说明书针对数控车床进行说明,其为 X、Z 两轴联动 2、其中所有的加工实例图形中坐标系情况如下: 实线刀具代表上位刀架机床,其坐标系为:X 轴向上为正,Z 轴向右 为正; 虚线刀具代表下位刀架机床,其坐标系为:X 轴向下为正,Z 轴向右
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为正。 两种刀架方向的机床,其程序及相应设置相同。 1.2.2 机床坐标系、机床零点和机床参考点 机床坐标系是机床固有的坐标系,机床坐标系的原点称为机床原点或 机床零点。在机床经过设计、制造和调整后,这个原点便被确定下来,它 是固定的点。 数控装置上电时并不知道机床零点,为了正确地在机床工作时建立机 床坐标系,通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点(测量起 点) ,机床起动时,通常要进行机动或手动回参考点,以建立机床坐标系。 机床参考点可以与机床零点重合,也可以不重合,通过参数指定机床 参考点到机床零点的距离。 机床回到了参考点位置,也就知道了该坐标轴的零点位置,找到所有 坐标轴的参考点,CNC 就建立起了机床坐标系。 机床坐标轴的 机械行程是由最大 和最小限位开关来 限定的。机床坐标 轴的有效行程范围 是由软件限位来界 定的,其值由制造 商定义。机床零点 (OM) 、机床参考 点(Om) 、机床坐 标轴的机械行程及 图 1.2.3 机床零点 OM 和机床参考点 Om 有效行程的关系如图 1.2.3 所示。

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1.2.3 工件坐标系、程序原点 工件坐标系是编程人员在编程时使用的,编程人员选择工件上的某一 已知点为原点(也称程序原点) ,建立一个新的坐标系,称为工件坐标系。 工件坐标系一旦建立便一直有效,直到被新的工件坐标系所取代。 工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单,尺寸换算少,引起的加 工误差小等条件。一般情况下,程序原点应选在尺寸标注的基准或定位基 准上。对车床编程而言,工件坐标系原点一般选在,工件轴线与工件的前 端面、后端面、卡爪前端面的交点上。 可以通过 CNC 将相对于程序原点的任意点的坐标转换为相对于机床 零点的坐标。 加工开始时要设置工件坐标系,用 G92 可建立工件坐标系;用 G54~G59 或 T 指令可选择工件坐标系。

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第二章 零件程序的结构
一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据。 一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组 成的,而每个程序段是由若干个指令字组成的。如图 2.1 所示。

程序 %1000 N01 G00 U50 W60 N10 G01U100 W500 F150 S300 M03 N...... N200 M30 指令字 图 2.1 程序的结构 程序段

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2.1 指令字的格式
一个指令字是由地址符(指令字符)和带符号(如定义尺寸的字)或不 带符号(如准备功能字 G 代码)的数字数据组成的。 程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。在 数控程序段中包含的主要指令字符如表 2.1 所示。 表 2.1
机 能 地 址 零件程序号 程序段号 准备机能

指令字符一览表
意 义 程序编号:%0001~9999 程序段编号:N0~4294967295 指令动作方式(直线、圆弧等) G00-99 坐标轴的移动命令±99999.999 圆弧的半径,固定循环的参数 圆心相对于起点的坐标,固定循环的参数 进给速度的指定 主轴旋转速度的指定

% N G X,Y,Z A,B,C U,V,W

尺寸字

R I,J,K F S T M D P P L P, Q, R, U, W, I, K,C,A C,R,RL=,RC=

进给速度 主轴机能 刀具机能 辅助机能 补偿号 暂停 程序号的指定 重复次数 参数 倒角控制

F0~36000 S0~9999

刀具号、刀具补偿号的指定

T0000~9999
机床侧开/关控制的指定 M0~99 刀具半径补偿号的指定 暂停时间的指定 子程序号的指定

00~99


P0001~9999

子程序的重复次数,固定循环的重复次数 车削复合循环参数 直线后倒角和圆弧后倒角参数

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2.2 程序段的格式
一个程序段定义一个将由数控装置执行的指令行。 程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法,如图 2.2.1 所示。
程序段 N.. G.. X.. F.. M.. S.. 主轴功能字 辅助功能字 工艺功能字 尺寸字 准备功能 程序段号 图 2.2.1 程序段格式

2.3 程序的一般结构
一个零件程序必须包括起始符和结束符。 一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的,而不是按程序段号的顺 序执行的,但书写程序时,建议按升序书写程序段号。 华中世纪星数控装置的程序结构: 程序起始符:%(或 O)符,%(或 O)后跟程序号; 程序结束:M02 或 M30; 注释符:括号( )内或分号;后的内容为注释文字;

2.4 程序的文件名
CNC 装置可以装入许多程序文件,以文件的方式读写。文件名格式为 (有别于 DOS 的其他文件名): O××××(地址 O 后面必须有四位数字或字母) 本系统通过调用文件名来调用程序,进行加工或编辑。

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第三章 数控系统的编程指令体系
3.1 辅助功能 M 代码
辅助功能由地址字 M 和其后的一或两位数字组成,主要用于控制零 件程序的走向,以及机床各种辅助功能的开关动作。 M 功能有非模态 M 功能和模态 M 功能二种形式。 非模态 M 功能 (当段有效代码) :只在书写了该代码的程序段中 有效; 模态 M 功能(续效代码):一组可相互注销的 M 功能,这些功能在 被同一组的另一个功能注销前一直有效。 模态 M 功能组中包含一个缺省功能(见表 3.1) ,系统上电时将被初 始化为该功能。 另外,M 功能还可分为前作用 M 功能和后作用 M 功能二类。 前作用 M 功能:在程序段编制的轴运动之前执行; 后作用 M 功能:在程序段编制的轴运动之后执行。 华中世纪星 HNC-21T 数控装置 M 指令功能如表 3.1 所示( 标记者 为缺省值) : 表 3.1 M 代码及功能
代 码 模态 非模态 非模态 非模态 非模态 功 能 说 明 程序停止 选择停止 程序结束 程序结束并返 回程序起点 M98 M99 非模态 非模态 调用子程序 子程序结束 代 码 模态 模态 模态 模态 模态 模态 模态 功 能 说 明 主轴正转起动 主轴反转起动 主轴停止转动 切削液打开 切削液打开 切削液停止 M00 M01 M02 M30 M03 M04 M05 M07 M08 M09

其中:
M00、M01、M02、M30、M98、M99 用于控制零件程序的走向,是 CNC 内定的辅助功能, 不由机床制造商设计决定, 也就是说, PLC 程序无关; 与 其余 M 代码用于机床各种辅助功能的开关动作,其功能不由 CNC 内定, 而是由 PLC 程序指定,所以有可能因机床制造厂不同而有差异(表内为标 准 PLC 指定的功能),请使用者参考机床说明书。
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3.1.1 CNC 内定的辅助功能 (1) 程序暂停 M00 当 CNC 执行到 M00 指令时,将暂停执行当前程序,以方便操作者 进行刀具和工件的尺寸测量、工件调头、手动变速等操作。 暂停时,机床的进给停止,而全部现存的模态信息保持不变,欲继 续执行后续程序,重按操作面板上的“循环启动”键。 M00 为非模态后作用 M 功能。 (2) 选择停 M01 如果用户按亮操作面板上的“选择停”键。当 CNC 执行到 M01 指 令时, 将暂停执行当前程序, 以方便操作者进行刀具和工件的尺寸测量、 工件调头、手动变速等操作。暂停时,机床的进给停止,而全部现存的 模态信息保持不变,欲继续执行后续程序,重按操作面板上的“循环启 动”键。 如果用户没有按亮或按灭操作面板上的“选择停”键。当 CNC 执 行到 M01 指令时,程序就不会暂停而继续往下执行。 M01 为非模态后作用 M 功能。 (3) 程序结束 M02 M02 一般放在主程序的最后一个程序段中。 当 CNC 执行到 M02 指令时,机床的主轴、进给、冷却液全部停止, 加工结束。 使用 M02 的程序结束后, 若要重新执行该程序, 就得重新调用该程 序,然后再按操作面板上的“循环启动”键。 M02 为非模态后作用 M 功能。 (4) 程序结束并返回到零件程序头 M30 M30 和 M02 功能基本相同,只是 M30 指令还兼有控制返回到零件 程序头(%)的作用。 使用 M30 的程序结束后, 若要重新执行该程序, 只需再次按操作面 板上的“循环启动”键。

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(5) 子程序调用 M98 及从程序返回 M99 M98 用来调用子程序。 M99 表示程序返回。 在子程序中调用 M99 使控制返回到主程序。 在主程序中调用 M99, 则又返回程序的开头继续执行, 且会一 直反复执行下去,直到用户干预为止。 (i) 子程序的格式 %**** ;此行开头不能有空格 …… M99 在子程序开头,必须规定子程序号,以作为调用入口地址。在子程 序的结尾用 M99,以控制执行完该子程序后返回主程序。 (ii) 调用子程序的格式 M98 P_ L_ P:被调用的子程序号 L:重复调用次数
注:可以带参数调用子程序,请参考附录 3.4.6,子程序开头不能有空格。

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例 1:如图 3.1.1

Φ 24

R60

Φ 14.77

Φ 21. 2

R8

R40 73.436 图 3.1.1

4.923 44.8

(主程序程序名) %3111 N1 G92 X32 Z1 (设立坐标系,定义对刀点的位置) N2 G00 Z0 M03 S460 (移到子程序起点处、主轴正转) N3 M98 P0003 L5 (调用子程序,并循环 5 次) N4 G36 G00 X32 Z1 (返回对刀点) N5 M05 (主轴停) N6 M30 (主程序结束并复位) %0003 (子程序名) (用半径编程,进刀到切削起点处) N1 G37 G01 U-12 F100 N2 G03 U7.385 W-4.923 R8 (加工 R8 园弧段) N3 U3.215 W-39.877 R60 (加工 R60 园弧段) N4 G02 U1.4 W-28.636 R40 (加工切 R40 园弧段) N5 G00 U4 (离开已加工表面) N6 W73.436 (回到循环起点 Z 轴处) N7 G01 U-5 F100 (调整每次循环的切削量) N8 M99 (子程序结束,并回到主程序)

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(6) 用户自定义输入 M90、用户自定义输出 M91 为方便用户根据 PLC 的执行动作来控制 G 代码的执行流程,系统提 供 M90 指令(用户自定义输入)和系统变量#1190;同时,用户也可以通 过 G 代码的执行流程来控制 PLC 的执行动作,系统提供 M91 指令(用户 自定义输出)和系统变量#1191。这两个指令与 PLC 运行条件密切相关, 必须与 PLC 配合使用才能完成。 示例如下: (1) 当 PLC 输入信号 X0.4 有效(为高电平)时,才执行 G 代码中某 段程序,否则执行另外一段代码。 PLC 源程序中的函数 PLC1 中应加入以下代码: If(bit(X[0],4)) *ch_user_in(0)=1; else *ch_user_in(0)=0; //#1190=0 //此值可根据需要自行赋值,即#1190=1

G 代码中的示例代码如下: 。。 。 。。 。 M90 //使用用户自定义输入,系统将根据 PLC 的执行动作取#1190 的值 If #1190 EQ 1 //PLC 输入信号 X0.4 有效时, 执行此段程 序 。。 。 。。 。 else //PLC 输入信号 X0.4 无效时,执行此段程序 。。 。 。。 。 endif (1) 如果执行 G 代码段 1 后,PLC 输出信号 Y0.4 有效(为高电平) ,如果 执行 G 代码段 2,输出信号 Y0.4 无效(为低电平) 。

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G 代码中的示例代码如下: If 。。 。 。。 。 #1191=1 else 。。 。 。。 。 #1191=0

//代码段 1,此值可根据需要自行赋值

//代码段 2,此值可根据需要自行赋值

endif M91 //使用用户自定义输出, 系统将#1191 的值赋给*ch_user_out(0) PLC 源程序中的函数 PLC1 中应加入以下代码: If(*ch_user_out(0)==1) // 如果执行了代码段 1 Y[0]|=0x10; //即 Y0.4=1,输出信号 Y0.4 有效(为高电 平) else Y[0]&=~0x10; (7) 加工计件 M64 M64 指令将使系统加工统计中的工件完成数目累加。 3.1.2 PLC 设定的辅助功能 (1) 主轴控制指令 M03、M04、M05 M03 启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针方向旋转。 M04 启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转。 M05 使主轴停止旋转。 M03、M04 为模态前作用 M 功能;M05 为模态后作用 M 功能,M05 为缺省功能。 M03、M04、M05 可相互注销。
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//

如果执行了代码段 2,Y0.4=0

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(2) 冷却液打开、停止指令 M07、M08、M09 M07、M08 指令将打开冷却液管道。 M09 指令将关闭冷却液管道。 M07、M08 为模态前作用 M 功能;M09 为模态后作用 M 功能,M09 为缺省功能。

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3.2 主轴功能 S、进给功能 F 和刀具功能 T
3.2.1 主轴功能 S 主轴功能 S 控制主轴转速,其后的数值表示主轴速度,单位为转/每分 钟(r/min)。 恒线速度功能时 S 指定切削线速度,其后的数值单位为米/每分钟 (m/min)。 (G96 恒线速度有效、G97 取消恒线速度,G46 极限转速限定) S 是模态指令,S 功能只有在主轴速度可调节时有效。 S所编程的主轴转速可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行修 调。 3.2.2 进给速度 F F 指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度, 的单位取 F 决于 G94(每分钟进给量 mm/min)或 G95(主轴每转一转刀具的进给量 mm/r)。 使用下式可以实现每转进给量与每分钟进给量的转化。 fm=fr×S fm:每分钟的进给量:(mm/min ) fr:每转进给量:(mm/r ) S:主轴转数,(r/min) 当工作在 G01,G02 或 G03 方式下,编程的 F 一直有效,直到被新的 F 值所取代,而工作在 G00 方式下,快速定位的速度与所编 F 无关。 借助机床控制面板上的倍率按键,F 可在一定范围内进行倍率修调。 当执行攻丝循环 G76、G82,螺纹切削 G32 时,倍率开关失效,进给倍率 固定在 100%。 [注] 1、 当使用每转进给量方式时, 必须在主轴上安装一个位置编码器。 2、直径编程时,X 轴方向的进给速度为:半径的变化量/分、半 径的变化量/转。

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3.2.3 刀具功能(T 机能) T 代码用于选刀和换刀,其后的 4 位数字分别表示选择的刀具号和刀 具补偿号。4 位数字中前两位数字表示为刀具号,后两位数字表示为刀具 补偿号。T 代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的,请参考机床厂家的 说明书。 例如:T0102 其中:01 表示刀具号、02 表示刀具补偿号 同一把刀可以对应多个刀具补偿,比如说 T0101、T0102、T0103。 也可以多把刀对应一个刀具补偿,比如说 T0101、T0201、T0301。 执行 T 指令,转动转塔刀架,选用指定的刀具。同时调入刀补寄存器 中的补偿值(刀具的几何补偿值即偏置补偿与磨损补偿之和) 。执行 T 指 令时并不立即产生刀具移动动作,而是当后面有移动指令时一并执行。 当一个程序段同时包含 T 代码与刀具移动指令时: 先执行 T 代码指令, 而后执行刀具移动指令。 %0012 N01 T0101 N02 M03 S460 N03 G00 X45 Z0 N04 G01 X10 F100 N05 G00 X80 Z30 N06 T0202 N07 G00 X40 Z5 N08 G01 Z-20 F100 N09 G00 X80 Z30 M10 M30

(此时换刀,设立坐标系,刀具不移动) (当有移动性指令时,加入刀偏)

(此时换刀,设立坐标系,刀具不移动) (当有移动性指令时,执行刀偏)

刀具补偿功能将在 3.3.5 节详述。

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3.3 准备功能 G 代码
准备功能 G 指令由 G 后一或二位数值组成,它用来规定刀具和工件 的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加 工操作。 G 功能根据功能的不同分成若干组,其中 00 组的 G 功能称非模态 G 功能,其余组的称模态 G 功能。 非模态 G 功能:只在所规定的程序段中有效,程序段结束时被注 销; 模态 G 功能:一组可相互注销的 G 功能,这些功能一旦被执行, 则一直有效,直到被同一组的 G 功能注销为止。 模态 G 功能组中包含一个缺省 G 功能,上电时将被初始化为该功能。 不同组 G 代码可以放在同一程序段中,而且与顺序无关。例如,G90、 G17 可与 G01 放在同一程序段。 华中数控车床数控系统装置 G 功能指令见表 3.2。
表 3.2
G 代码 G00 G01 G02 G03 G04 G20 G21 G28 G29 G32 G34 G36 G37 G40 G41 G42 09 17 01 08 00 00 01 组

准备功能一览表
功能 快速定位 直线插补 顺园插补 逆园插补 暂停 英寸输入 毫米输入 返回刀参考点 由参考点返回 螺纹切削 攻丝切削 直径编程 半径编程 X,Z,R, E, P, F,I 参数(后续地址字) X, Z 同上 X,Z,I,K,R 同上 P X, Z 同上

刀尖半径补偿取消 左刀补 右刀补 21 T T

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G50 G51
G53 G54 G55 G56 G57 G58 G59 G71 G72 G73 G74 G75 G76 G80 G81 G82 G90 G91 G92 G94 G95 G96 G97

04 取消工件坐标系零点平移 工件坐标系零点平移 00 直接机床坐标系编程 U,W X, Z

11

坐标系选择

外径/内径车削复合循环 端面车削复合循环 闭环车削复合循环 06 端面深孔钻加工循环 外径切槽循环 螺纹切削复合循环 外径/内径车削固定循环 端面车削固定循环 螺纹切削固定循环 13 绝对编程 相对编程 00 14 工件坐标系设定 每分钟进给 每转进给 16 恒线速度切削

X,Z,U,W,C,P, Q,R,E

X,Z,I,K,C,P, R,E

X,Z

S

注意: [1]

00 组中的 G 代码是非模态的, 其他组的 G 代码是模态的; [2] 标记者为缺省值。

22

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3.3.1 有关单位设定的 G 功能 (1) 尺寸单位选择 G20,G21 格式: G20 G21 说明:G20:英制输入制式; G21:公制输入制式; 两种制式下线性轴、旋转轴的尺寸单位如表 3.3 所示。
表 3.3 尺寸输入制式及其单位
线性轴 英制(G20) 公制(G21) 英寸 毫米 旋转轴 度 度

G20、G21 为模态功能,可相互注销,G21 为缺省值。 (2) 进给速度单位的设定 G94、G95 格式: G94 [ F_ ]; G95 [ F_ ]; 说明: G94:每分钟进给; G95:每转进给。 G94 为每分钟进给。对于线性轴,F 的单位依 G20/G21 的设定而为 mm/min 或 in/min;对于旋转轴,F 的单位为度/min。 G95 为每转进给, 即主轴转一周时刀具的进给量。 的单位依 G20/G21 F 的设定而为 mm/r 或 in/r。这个功能只在主轴装有编码器时才能使用。 G94、G95 为模态功能,可相互注销,G94 为缺省值。

23

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3.3.2 有关坐标系和坐标的 G 功能 (1) 绝对值编程 G90 与相对值编程 G91 格式: G90 G91 说明: G90:绝对值编程,每个编程坐标轴上的编程值是相对于工件 坐标系原点的。 G91:相对值编程,每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一 位置而言的,该值等于沿轴移动的距离。 绝对编程时,用 G90 指令后面的 X、Z 表示 X 轴、Z 轴的坐标值; 相对编程时, 用 U、W 或 G91 指令后面的 X、Z 表示 X 轴、Z 轴的 增量值; G90、G91 为模态功能,可相互注销,G90 为缺省值。

24

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如图 3.3.1 所示, 使用 G90、G91 编程: 要求刀具由原点按顺 序移动到 1、2、3、4 点, 然后回到 1 点。

Φ25

Φ15 3 4

Φ50 2

1

30 40

1

图 3.3.1 G90/G91 编程

绝对编程
%0001 N 1 T0101 N 2 M03 S460 N3 G00 X50 Z2 N4 G01 X15(Z2) N 5(X15) Z-30 N 6 X25 Z-40 N 7 X50 Z2 N 8 M30

相对编程
%0001 T0101 N 1 G91 M03 S460 N 2 G01 X-35(Z0) N 3(X0) Z-32 N 4 X10 Z-10 N 5 X25 Z42 N 6 M30

混合编程
%0001 N 1 T0101 N 2 M03 S460 N 3 G00 X50 Z2 N 4 G01 X15(Z2) N 5 Z-30 N 6 U10 Z-40 N 7 X50 W42 N 8 M30

选择合适的编程方式可使编程简化。当图纸尺寸由一个固定基准给定 时,采用绝对方式编程较为方便;而当图纸尺寸是以轮廓顶点之间的间距 给出时,采用相对方式编程较为方便。一般不推荐采用完全的相对编程方 式 G90、G91 可用于同一程序段中,但要注意其顺序所造成的差异。

25

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(2) 坐标系设定 G92 格式:G92 X_ Z_ 说明: X、Z:对刀点在要建立工件坐标系中的坐标值。 当执行 G92 Xα Z β 指令后,系统内部即对( α , β )进行记忆,并 建立一个使刀具当前点坐标值为( α , β )的工件坐标系。执行该指令只建 立工件坐标系,刀具并不产生运动。G92 指令为非模态指令, 执行该指令时,若刀具当前点恰好在工件坐标系的 α 和 β 坐标值上, 即刀具当前点在对刀点位置上,此时建立的坐标系即为工件坐标系,加工 原点与程序原点重合。若刀具当前点不在工件坐标系的 α 和 β 坐标值上, 则加工原点与程序原点不一致,加工出的产品就有误差或报废,甚至出现 危险。因此执行该指令时,刀具当前点必须恰好在对刀点上即工件坐标系 的 α 和 β 坐标值上, 由上可知要正确加工,加工原点与程序原点必须一致,故编程时加工 原点与程序原点考虑为同一点。实际操作时怎样使两点一致,由操作时对 刀完成。

26

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+X

254 44

左端面 原点

原点

图 3.3.2 G92 设立坐标系

例如,图 3.3.2 所示坐标系的设定,当以工件左端面为工件原点时,应 按以下方式建立坐标系。 G92 X180 Z254; 当以工件右端面为工件原点时,应按以下方式建立坐标系。 G92 X 180 Z44; 显然,当 α、β 不同,或改变刀具位置时,即刀具当前点不在对刀点 位置上, 则加工原点与程序原点不一致。 因此在执行程序段 G92 XαZβ 前, 必须先对刀。 G92 指令中的 X、Z 值就是对刀点在工件坐标系下的坐标值。其选择 的一般原则为: 1、方便数学计算和简化编程; 2、容易找正对刀; 3、便于加工检查; 4、引起的加工误差较小; 5、不要与机床、工件发生碰撞; 6、方便拆卸工件; 7、空行程不要太长;

27

Φ 180

+Z 右端面

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(3) 坐标系选择 G54~G59

?G54? ?G55? ? ? ?G56? 格式: ? ? ?G57? ?G58? ? ? ?G59?
说明: 可根据需要任意 G54~G59 是系统预定的 6 个工件坐标系(如图 3.3.3), 选用。 这 6 个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中的值(工件零点偏置值) 可用 MDI 方式输入,系统自动记忆。原点坐标值必须准确无误,否则加 工出的产品就有误差或报废,甚至出现危险。 工件坐标系一旦选定,后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对 此工件坐标系原点的值。

G54~G59 为模态功能,可相互注销,G54 为缺省值。
Z

。。。
G54 工件坐标系 G54 原点 Y G59 原点

Z

G59 工件坐标系 Y

X 工件零点偏置

机床原点 X

图 3.3.3 工件坐标系选择(G54~G59)

28

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例 3.如图 3.3.4 所示,使用工件坐标系编程:要求刀具从当前点移动 到 A 点,再从 A 点移动到 B 点。

X 30 X 40 A G59 O

B

当前点→A→B

30

Z

G54

O

30

Z

机床原点

%3303 N01 G54 G00 G90 X40 Z30 N02 G59 N03 G00 X30 Z30 N04 M30

图 3.3.4 使用工件坐标系编程

注意: 1、使用该组指令前,先用 MDI 方式输入各坐标系的坐标原点在机床 坐标系中的坐标值。 2、使用该组指令前,必须先回参考点

29

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(4) 直接机床坐标系编程 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 令值是在机床坐标系中的坐标值。其为非模态指令。

(5) 直径方式和半径方式编程 格式:

G36 G37
说明:

G36 直径编程 G37 半径编程 数控车床的工件外形通常是旋转体, X 轴尺寸可以用两种方式加以 其 指定:直径方式和半径方式。G36 为缺省值,机床出厂一般设为直径编程。 本说明书例题,未经说明均为直径编程。另外注意: 当系统参数设置为直径时,则直径编程为缺省状态,但程序中可用 G36、G37 指令改变编程状态。同时系统界面的显示值为直径值。 当系统参数设置为半径时,则半径编程为缺省状态,但程序中可用 G37、G36 指令改变编程状态。同时系统界面的显示值为半径值。

30

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例 4.按同样的轨迹分别用直径、半径编程,加工图 3.3.5 工件,

+X

254 160 44

图 3.3.5 直径/半径编程

一、直径编程

二、半径编程

三、混合编程

%3304 N1 G92 X180 Z254 N2 M03 S460 N3 G01 X20 W-44 错误! N4 U30 Z50 N5 G00 X180 Z254 N6 M30

%3314 N1 G37 M03 S460 N2 G54 G00 X90 Z254 N3 G01 X10 W-44 N4 U15 Z50 N5 G00 X90 Z254 N6 M30

%3314 N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G37G00 X90 Z254 N4 G01 X10 W-44 N5 G36 U30 Z50 N6 G00 X180 Z254 N7 M30

31

Φ 180

Φ 50

Φ 20

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(6) 工件坐标系零点平移指令 G51、G50 格式:G51 U____ W_____ ;工件坐标系零点平移 G50 ; 取消平移 说明: U、W 是平移增量 G51 只对以 T 指令和 G54-G59 建立的工件坐标系当前工件坐标系零点 进行增量平移。 工件坐标系平移值遇到 T 指令或 G54-G59 指令后才起作用。 G50 取消坐标系平移也是遇到 T 指令或 G54-G59 指令后才起作用。 编程实例: %1234 G51 U30 W10 M98 P1111 L4 G50 T0101 G01 X30 Z14 M30 %1111 T0101 G01 X32 Z25 G01 X34.444 Z99.123 M99

(7) 坐标系和刀具偏移量的改变(可编程数据输入)G10 格式:G10P__X__Z__I__K__R__Q__

G10P__X__Y__Z__
参数值可用程序输入。该功能主要用于设定刀具的偏移值和补偿值以 适用各种不同的加工条件。

32

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说明: P:指定刀具偏移值号,车床刀具号加上 100 即为刀具偏移值号。 例如:当前所用刀具 T 为 01 号刀,那么刀具偏移值号为 101。 指定坐标系偏移值号,铣床坐标系号即为坐标系偏移值号。 例如:当前使用用户坐标系 G54 指定,那么坐标系偏移值号为 54。 X,Y,Z:坐标偏移量。用于指定需要在当前用户坐标系上所需要的 偏移量。 X:设置刀具偏移量。该值用于设置刀具在轴向偏移量。 Z: 设置刀具偏移量。该值用于设置刀具在径向偏移量。 I: 设置刀具长度和刀具磨损的偏移量。该值用于设置刀具在轴向的 刀具长度和刀具磨损偏移量。 K:设置刀具磨损的偏移量。该值用于设置刀具在径向磨损偏移量。 R:设置刀具半径的偏移量。该值用于改变当前刀具半径,在原有刀 具半径上加入偏移量得到新的刀具半径。 Q:设置刀具刀尖方向。该值用与改变当前的刀具刀尖方向。 当使用 G90 时, 刀具偏移量和刀具磨损量都是直接设置成为当前偏移 量和磨损量。 当使用 G91 时, 刀具偏移量和刀具磨损量是以增量方式累加到当前偏 移量和磨损量上。也可以出现在指令中间设置某个参数,例如

G91 G10 P101 X40 Z10 G90 G10 P101 X40 G91 Z10
注意:该指令无法改变 G92 坐标系的值; 刀具 G10 设定的参数 P 取值范围为 101~199; 坐标系 G10 设定的参数 P 取值范围为 54~59; 参数 Q 的取值范围为 0~8; 取其他值将视为无效。

33

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3.3.3 进给控制指令 (1) 快速定位 G00 格式:G00 X(U)_

Z(W)_

说明: X、Z:为绝对编程时,快速定位终点在工件坐标系中的坐标; U、W:为增量编程时,快速定位终点相对于起点的位移量; G00 指令是线性插补定位, 它的刀具轨迹与直线插补(G01)相同。 刀具 以不大于每一个轴的快速移动速度在最短的时间内定位。 G00 指令中的快移速度由机床参数 “快移进给速度” 对各轴分别设定, 不能用 F 规定。 G00 一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。 快移速度可由面板上的快速修调按钮修正。 G00 为模态功能,可由 G01、G02、G03 或 G32 功能注销。 注意: 如下图所示,使用 G00 编程:要求刀具从 A 点快速定位到 B 点。
Y 45 15 O A 20 50 编程路径 90 G00 编程 B 从 A 到 B 快速定位 绝对值编程: G90 G00 X90 Y45 增量值编程: G91 G00 X70 Y30

X

从 A 点到 B 点的快速定位路线为直线方式从 A→B。

34

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(2) 线性进给 G01

线性进给
格式: G01 X(U)_ Z(W) _ F_ ; 说明: X、Z:为绝对编程时终点在工件坐标系中的坐标; U、W:为增量编程时终点相对于起点的位移量; F_:合成进给速度。 G01 指令刀具以联动的方式,按 F 规定的合成进给速度,从当前位置 按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程序段指令的终点。 G01 是模态代码,可由 G00、G02、G03 或 G32 功能注销。

35

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例 5.如图 3.3.6 所示,用直线插补指令编程。
73 58 48

10

Φ80

Φ60

3×45°

图 3.3.6 G01 编程实例

%3305 N1 T0101

(设立坐标系,选一号刀)

N2 M06 S460 N3 G00 X100 Z10 (定义起点的位置) N4 G00 X16 Z2 M03 S460 (移到倒角延长线,Z 轴 2mm 处) N5 G01 U10 W-5 F300 (倒 3×45°角) N6 Z-48 (加工Φ26 外圆) N7 U34 W-10 (切第一段锥) N8 U20 Z-73 (切第二段锥) N9 X90 (退刀) N10 G00 X100 Z10 (回对刀点) N11 M05 (主轴停) N12 M30 (主程序结束并复位)

36

Φ100

Φ26

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例 6.如图 3.3.7 所示,用 G01 指令,分粗、精加工简单园柱零件。 %3306(绝对编程方式) N1 T0106 N2 M03 S460 N3 G00 X90Z20 N4 G00 X31Z3 Φ30 Φ 35 N5 G01 Z-50 F100 N6 G00 X36 N7 Z3 N8 X30 50 N9 G01 Z-50 F80 图 3.3.7 编程实例 N10 G00 X36 N11 X90 Z20 N12 M05 N13 M30

%3306

(相对编程方式)

N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X90Z20 N4 G00 X31Z3 N5 G01 W-53 F100 N6 G00 U5 N7 W53 N8 U-6 N9 G01 Z-50 F80 N10 G00 X36 N11 X90 Z20 N12 M05 N13 M30

37

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例 7.如图 3.3.8 所示,用 G01 指令,分粗、精加工简单园锥零件。 %3307 N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X100Z40 N4 G00 X26.6 Z5 N5 G01 X31 Z-50 F100 Φ 26 Φ 30 Φ 35 N6 G00 X36 N7 X100 Z40 N8 T0202 N9 G00 X25.6 Z5 N10 G01 X30 Z-50 F80 50 N11 G00 X36 图 3.3.8 编程实例 N12 X100 Z40 N13 M05 N13 M30

38

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例 8.用 G01 指令,分粗、精加工如图 3.3.9 所示零件 %3308 N1 T0101 N2 M03 S450 N3 G00 X100 Z40 2×45° N4 G00 X31 Z3 N5 G01 Z-50 F100 Φ 35 Φ30 Φ28 Φ 24 N6 G00 X36 N7 Z3 N8 X25 N9 G01 Z-20 F100 20 N10 G00 X36 N11 Z3 50 N12 X15 N13 G01 U14 W-7 F100 图 3.3.9 编程实例 N14 G00 X36 N15 X100 Z40 N16 T0202 N17 G00 X100Z40 N18 G00 X14 Z3 N19 G01 X24 Z-2 F80 N20 Z-20 N21 X28 N22 X30 Z-50 N23 G00 X36 N24 X80 Z10 N24 M05 N25 M30

39

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(3) 圆弧进给 G02/G03

?G02? ?I_K_ ? 格式: ? ?X(U)_Z(W)_ ? ?F_ ?G03? ? R_ ?
说明: G02/G03 指令刀具,按顺时针/逆时针进行圆弧加工。 圆弧插补 G02/G03 的判断,是在加工平面内,根据其插补时的旋转方 向为顺时针/逆时针来区分的。加工平面为观察者迎着 Y 轴的指向,所面 对的平面。见图 3.3.10 +X
G03 G02 G02 G03 G02 G03 G02 G03

+Y
G02 G03 G02

+Z
G03 G03 G02

+Y +Z
G03 G02

+X

图 3.3.10 G02/G03 插补方向

+X

z

w

k A

z

w

k A

+Z

u/2 x/2
B

R

i

x/2 u/2
B

R

i

圆心 O

+Z

+X

圆心 O

图 3.3.11 G02/G03 参数说明

40

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G02: 顺时针圆弧插补(见图 3.3.10 所示); G03: 逆时针圆弧插补(见图 3.3.10 所示); X、 Z:绝对编程时,圆弧终点在工件坐标系中的坐标(见图 3.3.11 所 示); U、W:增量编程时,圆弧终点相对于圆弧起点的位移量(见图 3.3.11 所示); I、 K:圆心相对于圆弧起点的增加量(等于圆心的坐标减去圆弧起点 的坐标,见图 3.3.11 所示) ,在绝对、增量编程时都是以增量方式指定, 在直径、半径编程时 I 都是半径值 R: 圆弧半径(见图 3.3.11 所示); F: 被编程的两个轴的合成进给速度; 注意: 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的 回转方向; 同时编入 R 与 I、K 时,R 有效。 R:圆弧半径,当圆弧圆心角小于 180°时,R 为正值,否则 R 为负值

41

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例 9.如图 3.3.12 所示,用圆弧插补指令编程。 40 31

27 R5 R15
Φ26 Φ22
图 3.3.12 G02/G03 编程实例

%3309 N1 T0101 N2 G00 X40 Z5 N3 M03 S400 N4 G00 X0 N5 G01 Z0 F60 N6 G03 U24 W-24 R15 N7 G02 X26 Z-31 R5 N8 G01 Z-40 N9 X40 Z5 N10 M30

(设立坐标系,选一号刀) (移到起始点的位置) (主轴以 400r/min 旋转) (到达工件中心) (工进接触工件毛坯) (加工 R15 圆弧段) (加工 R5 圆弧段) (加工Φ26 外圆) (回对刀点) (主轴停、主程序结束并复位)

42

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例 10.如图 3.3.13 所示,用圆弧插补指令编程。

Φ30 R15

Φ35

35
图 3.3.13

%3310(绝对编程方式) N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X90Z20 N4 G00 X0 Z3 N5 G01 Z0 F100 N6 G03 X30 Z-15 R15 (N6 G03 X30 Z-15 I0 K-15) N7 G01 Z-35 N8 X36 N9 G00 X90 Z20 N10 M05 N11 M30

%3310(相对编程方式) N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X90Z20 N4 G00 U-90 W-17 N5 G01 W-3 F100 N6 G03 U30 W-15 R15 (N6 G03 U30 W-15 I0 K-15) N7 G01 W-20 N8 X36 N9 G00 X90 Z20 N10 M05 N11 M30

43

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例 11.如图 3.3.14 所示,用圆弧插补指令编程。

%3311 N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X100 Z40 N4 G00 X0 Z3 N5 G01 Z0 F100 N6 G03 X20 Z-10 R10 (N6 G03 X20 Z-10 K-10) N7 G01 Z-20 N8 G02 X24 Z-24 R4 (N9 G02 X24 Z-24 I4) N9 G01 Z-40 N10 G00 X30 N11 X100 Z40 N12 M05 N13 M30

R4 R10 Φ24 Φ20 24 40
图 3.3.14

44

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例 12.如图 3.3.15 所示,用圆弧插补指令编程。

%3312 N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X80 Z10 N4 G00 X30 Z3 N5 G01 Z-20 F100 N6 G02 X26 Z-22 R2 N7 G01 Z-40 N8 G00 X24 N9 Z3 N10 X80 Z10 N11 M05 N12 M30

Φ26 R2 20 40
图 3.3.15

Φ30

45

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例 13.如图 3.3.16 所示,用圆弧插补指令编程。

2×45°

R10

Φ 20

Φ 28

R10 38 45
图 3.3.16

18

%3313 N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X90 Z10 N4 G00 X14 Z3 N5 G01 X24 Z-2 F100 N6 Z-18 N7 G02 X20 Z-24 R10 (N7 G02 X20 Z-24 I8 K-6) N8 G01 Z-30 N9 G02 X28 Z-38 R10 (N9 G02 X28 Z-38 I10) N10 G01 Z-45 N11 G00 X30 N12 X90 Z10 N13 M30

46

Φ24

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(4) 倒角加工

单元一
格式:G01 X(U)____ Z(W)____C____; 说明:该指令用于直线后倒直角,指令刀具从 A 点到 B 点,然后到 C 点(见图 3.3.17) 。 X、Z:绝对编程时,为未倒角前两相邻程序段轨迹的交点 G 的坐 标值; U、W:增量编程时,为 G 点相对于起始直线轨迹的始点 A 点的移 动距离。 C: 倒角终点 C,相对于相邻两直线的交点 G 的距离。
w

+X

+X A

w

A D
R

D

C
c z

B
G

u/2

C
z

B u/2 G
x/2

x/2

+Z
图 3.3.17 倒角参数说明

+Z
图 3.3.18 倒角参数说明

47

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单元二
格式:G01 X(U)____ Z(W)____R____; 说明:该指令用于直线后倒圆角,指令刀具从 A 点到 B 点,然后到 C 点(见图 3.3.18) 。 X、Z: 绝对编程时,为未倒角前两相邻程序段轨迹的交点 G 的坐标 值; U、W:增量编程时,为 G 点相对于起始直线轨迹的始点 A 点的移动 距离。 R:是倒角圆弧的半径值。 例 14.如图 3.3.19 所示,用倒角指令编程。
70 3 R3 36 22

10

%3314 N1 M03 S460 N2 G00 U-70 W-10 N3 G01 U26 C3 F100 N4 W-22 R3 N5 U39 W-14 C3 N6 W-34 N7 G00 U5 W80 N8 M30

Φ65

图 3.3.19 倒角编程实例

(从编程规划起点,移到工件前端面中心处) (倒 3×45°直角) (倒 R3 圆角) (倒边长为 3 等腰直角) (加工Φ65 外圆) (回到编程规划起点) (主轴停、主程序结束并复位)

48

Φ26

Φ70

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单元三
?G02? 格式:格式: ? ?X(U)_Z(W)_ R _ RL = _ ?G03?
说明:该指令用于圆弧后倒直角,指令刀具从 A 点到 B 点,然后到 C 点(见图 3.3.20) 。 X、Z: 绝对编程时,为未倒角前圆弧终点 G 的坐标值; U、W: 增量编程时,为 G 点相对于圆弧始点 A 点的移动距离。 R: 是圆弧的半径值。 RL=: 是倒角终点 C,相对于未倒角前圆弧终点 G 的距离。 +X
w

+X A

w

A B D C
z RL= G x/2 r u/2

D
z

RC=

B G

r

u/2

C

x/2

+Z
图 3.3.20 倒角参数说明 图 3.3.21 倒角参数说明

+Z

49

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单元四
?G02? 格式: ? ?X(U)_Z(W)_ R _ RC = _ ?G03?
说明:该指令用于圆弧后倒圆角,指令刀具从 A 点到 B 点,然后到 C 点(见图 3.3.21) 。 X、Z: 绝对编程时,为未倒角前圆弧终点 G 的坐标值; U、W:增量编程时,为 G 点相对于圆弧始点 A 点的移动距离。 R:是圆弧的半径值。 RC=:是倒角圆弧的半径值。 例 15.如图 3.3.22 所示,用倒角指令编程
70 4 36 21

10

Φ56

R15

图 3.3.22 倒角编程实例

%3315 N1 T0101 N2 G00 X70 Z10 M03 S460 N3 G00 X0 Z4 N4 G01 W-4 F100 N5 X26 C3 N6 Z-21 N7 G02 U30 W-15 R15 RL=4 N8 G01 Z-70 N9 G00 U10

(设立坐标系,选一号刀)

(移到起始点的位置,主轴正转)
(到工件中心) (工进接触工件) (倒 3×45°的直角) (加工Φ26 外圆) (加工 R15 圆弧,并倒边长为 4 的直角) (加工Φ56 外圆) (退刀,离开工件)
50

Φ26

Φ70

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N10 X70 Z10 N11 M30

(返回程序起点位置) (主轴停、主程序结束并复位)

注意: (1) 在螺纹切削程序段中不得出现倒角控制指令; X Z (2) 见图3.3.17、 3.3.9.18, , 轴指定的移动量比指定的R或C小时, 图 系统将报警,即GA长度必须大于GB长度。 (3) 见图3.3.20、图3.3.21,RL=、RC=,必须大写。

51

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(5) 螺纹切削 G32 格式:G32 X(U)__Z(W)__R__E__P__F/I__ 说明: (见图 3.3.23) X、 Z: 为绝对编程时,有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标; U、 : 为增量编程时, W 有效螺纹终点相对于螺纹切削起点的位移量; F:螺纹导程,即主轴每转一圈,刀具相对于工件的进给值; I:英制螺纹的导程。单位:牙/英寸 R、 E: 螺纹切削的退尾量,R 表示 Z 向退尾量;E 为 X 向退尾量, R、E 在绝对或增量编程时都是以增量方式指定,其为正表示沿 Z、X 正向 回退,为负表示沿 Z、X 负向回退。使用 R、E 可免去退刀槽。R、E 可以 省略,表示不用回退功能;根据螺纹标准 R 一般取 2 倍的螺距,E 取螺纹 的牙型高。 P:主轴基准脉冲处距离螺纹切削起始点的主轴转角。

G32 指令在 HNC-21 系列的 7.11 版以及 HNC-18 系列系统的 4.03 版以
后的车床系统都加入 Q 参数。 格式: G32 X(U)__Z(W)__R__E__P__F/I__Q__ 说明:

1) Q:为螺纹切削退尾时的加减速常数,当该值为 0 时加速度最大,该
数值越大加减速时间越长,退尾时的拖尾痕迹将越长。Q 必须大于 等于“0” 。

2) 不写 Q 值时,系统将以各进给轴设定的加减速常数来退尾。 3) 若需要用回退功能,R、E 必须同时指定。 4) 短轴退尾量与长轴退尾量的比值不能大于“20” 。 5) Q值为非模态值。
使用G32指令能加工圆柱螺纹、锥螺纹和端面螺纹。图3.3.16所示为 锥螺纹切削时各参数的意义。

52

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+X z w δ e x/2 r B α A L +Z u/2

图3.3.23 螺纹切削参数

螺纹车削加工为成型车削,且切削进给量较大,如果刀具强度较差, 一般要求分数次进给加工。

表 3.3.1 为常用螺纹切削的进给次数与吃刀量 米制螺纹 螺距

1.0

1.5

2

2.5

3

3.5

4

牙深(半径量) 0.649 0.974 1.299 1.624 1.949 2.273 2.598 1 次 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.5 2 次 0.4 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 切 削 3 次 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 次 直 4次 数 径 0.16 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 及 5次 量 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 吃 刀 6次 0.15 0.4 0.4 0.4 量 7次 0.2 0.2 0.4 8次 0.15 0.3 9次 0.2 英制螺纹 ( ) 牙/in

24

18

16
53

14

12

10

8

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牙深(半径量) 0.678 0.904 1.016 1.162 1.355 1.626 2.033 1 次 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 1.0 1.2 切 削 2 次 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 次 直 3 次 0.16 数 径 0.3 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 及 4次 量 0.11 0.14 0.3 0.4 0.4 0.5 吃 刀 5次 0.13 0.21 0.4 0.5 量 6次 0.16 0.4 7次 0.17 注: 1. 从螺纹粗加工到精加工,主轴的转速必须保持一常数; 2. 在没有停止主轴的情况下,停止螺纹的切削将非常危险;因此螺 纹切削时进给保持功能无效,如果按下进给保持按键,刀具在加 工完螺纹后停止运动; 3. 在螺纹加工中不使用恒定线速度控制功能; 4. 在螺纹加工轨迹中应设置足够的升速进刀段 δ 和降速退刀段 δ ′ , 以 消除伺服滞后造成的螺距误差; 例16. 对图3.3.24所示的圆柱螺纹编程。螺纹导程为1.5mm, δ =1.5mm, 0.6 0.4mm、 0.16mm、 每次吃刀量(直径值)分别为0.8mm、 mm 、 δ ′ =1mm , 100 80 ( )

图 3.3.24 螺纹编程实例

%3316 N1 T0101 N2 G00 X50 Z120 N3 M03 S300

(设立坐标系,选一号刀) (移到起始点的位置) (主轴以300r/min旋转)
54

M30×1.5

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N4 G00 X29.2 Z101.5 N5 G32 Z19 F1.5 N6 G00 X40 N7 Z101.5 N8 X28.6 N9 G32 Z19 F1.5 N10 G00 X40 N11 Z101.5 N12 X28.2 N13 G32 Z19 F1.5 N14 G00 X40 N15 Z101.5 N16 U-11.96 N17 G32 W-82.5 F1.5 N18 G00 X40 N19 X50 Z120 N20 M05 N21 M30

(到螺纹起点,升速段1.5mm,吃刀深0.8mm) (切削螺纹到螺纹切削终点,降速段1mm) (X轴方向快退) (Z轴方向快退到螺纹起点处) (X轴方向快进到螺纹起点处,吃刀深0.6mm) (切削螺纹到螺纹切削终点) (X轴方向快退) (Z轴方向快退到螺纹起点处) (X轴方向快进到螺纹起点处,吃刀深0.4mm) (切削螺纹到螺纹切削终点) (X轴方向快退) (Z轴方向快退到螺纹起点处) (X轴方向快进到螺纹起点处,吃刀深0.16mm) (切削螺纹到螺纹切削终点) (X轴方向快退) (回对刀点)

(主轴停)
(主程序结束并复位)

(6) 攻丝切削 G34 格式:G34 K__ F__ P__ 说明: K 起点到孔底的距离(攻丝深度) F 螺纹导程 P 刀具在孔底暂停时间

攻丝示意图
55

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攻丝过程往往会有过冲现象,这时可以通过调节 PMC 参数“预停量 分子”来减少过冲量,预停量的大小是通过 PLC 实时计算的。 假设主轴转速为 S,主轴当前档位传动比为 C,过冲量为 L,螺纹导程 为 F,预停量为 D,预停量分子为 X,具体公式如下:

D=

(S * S / C) * X / 10000 = L * 360 / F
注:传动比只需要计算一次。

由上公式可知,在已知主轴转速 S、传动比 C、螺纹导程 F 的情况下, 根据过冲量 L 就可以计算出预停量分子 X。 当“攻丝预停调节分子”为 0 时, “攻丝预停调节临时分子”生效,且 “攻丝预停调节临时分子”可以修改后立即生效,不需要断电重启系统。 为了避免加工中的意外, 还提供了攻丝时的主轴最小速度和最大速度 两个PMC参数。

56

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参数具体修改步骤如下: ⑴ 世纪星18/19i系统:

PMC 用户参数 #0062 PMC 用户参数 #0063 PMC 用户参数 #0064 PMC 用户参数 #0065
⑵ 世纪星21/22系统:

攻丝主轴允许最高速度 攻丝主轴允许最低速度 攻丝预停调节分子 攻丝预停调节临时分子

PMC 用户参数 #0017 PMC 用户参数 #0018 PMC 用户参数 #0019

攻丝主轴允许最高速度 攻丝主轴允许最低速度 攻丝预停调节分子 攻丝预停调节临时分子

断电保存B寄存器 #0030

车床攻丝加工中,由于工件装夹在主轴上,因此主轴的减速时间比铣 床稍长,当主轴转速越快,Z 轴的进给速度也越快,减速的距离也需要更 长一些,因此如果加工深度相对较短,相应的主轴转速也要降低。 螺距为 1.25 时的测试数据 螺纹深度(mm) 主轴转速(R/min) 适合的预停量分子

20 30 40 50

<400 <500 <600 <800

32 32 32 32

57

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测试程序:

%0034 T0101 S100 G90G1X0Z0F500 G34K-10F1.25P2 S200 G90G1X0Z0F500 G34K-10F1.25P2 S300 G90G1X0Z0F500 G34K-10F1.25P2 S400 G90G1X0Z0F500 G34K-20F1.25P2 S500 G90G1X0Z0F500 G34K-30F1.25P3 S600 G90G1X0Z0F500 G34K-40F1.25P3 S700 G90G1X0Z0F500 G34K-50F1.25P3 S800 G90G1X0Z0F500 G34K-50F1.25P2 S1000 G90G1X0Z0F500 G34K-60F1.25P3 M30

58

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3.3.4 回参考点控制指令 (1) 自动返回参考点 G28 格式:G28 X_Z_ 说明: (见图 3.3.25) X、Z: 绝对编程时为中间点在工件坐标系中的坐标; U、W:增量编程时为中间点相对于起点的位移量。 G28 指令首先使所有的编程轴都快速定位到中间点,然后再从中间点 返回到参考点。 一般,G28 指令用于刀具自动更换或者消除机械误差,在执行该指令 之前应取消刀尖半径补偿。 在 G28 的程序段中不仅产生坐标轴移动指令, 而且记忆了中间点坐标 值,以供 G29 使用。 电源接通后,在没有手动返回参考点的状态下,指定 G28 时,从中间 点自动返回参考点,与手动返回参考点相同。这时从中间点到参考点的方 向就是机床参数“回参考点方向”设定的方向。 G28 指令仅在其被规定的程序段中有效。

59

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(2) 自动从参考点返回 G29 格式:G29 X_Z_ 说明: (见图 3.3.25) X、Z:绝对编程时为定位终点在工件坐标系中的坐标; U、W:增量编程时为定位终点相对于 G28 中间点的位移量。 G29 可使所有编程轴以快速进给经过由 G28 指令定义的中间点, 然后 再到达指定点。通常该指令紧跟在 G28 指令之后。 G29 指令仅在其被规定的程序段中有效。 例 17:用 G28、G29 对图 3.3.25 所示的路径编程:要求由 A 经过中间点 B 并返回参考点,然后从参考点经由中间点 B 返回到 C。
+X 200 100

参考点R 中间点B

当前点A

目标点C

Φ 80

Φ 40

Φ 50

+Z

250

图 3.3.25 G28/G29 编程实例

%3317 N1 T0101

(设立坐标系,选一号刀)

N2 G00 X50 Z100 (移到起始点 A 的位置) N3 G28 X80 Z200 (从 A 点到达 B 点再快速移动到参考点) N4 G29 X40 Z250 (从参考点 R 经中间点 B 到达目标点 C) N5 G00 X50Z100 (回对刀点) N6 M30 (主轴停、主程序结束并复位) 本例表明,编程员不必计算从中间点到参考点的实际距离。

60

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3.3.5 暂停指令 G04 格式:G04 P_ 说明: P:暂停时间,单位为 s。 G04 在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作。 在执行含 G04 指令的程序段时,先执行暂停功能。 G04 为非模态指令,仅在其被规定的程序段中有效。 G04 可使刀具作短暂停留,以获得圆整而光滑的表面。该指令除用于 切槽、钻镗孔外,还可用于拐角轨迹控制。 3.3.6 恒线速度指令 G96、G97 格式:G96 S 恒线速度有效 G46 X _P _ 极限转速限定 G97 S 取消恒线速度功能 说明: S:G96 后面的 S 值为切削的恒定线速度(m/min) ; G97 后面的 S 值为取消恒线速度后,指定的主轴转速(r/min) ; 如缺省,则为执行 G96 指令前的主轴转速度。 X:恒线速时主轴最低速限定(r/min) 。 P:恒线速时主轴最高速限定(r/min) 。 注意: 1、使用恒线速度功能,主轴必须能自动变速。 (如:伺服主轴、变 频主轴) 2、在系统参数中设定主轴最高限速。 3、G46 指令功能只在恒线速度功能有效时有效。

61

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例18.如图3.3.26所示,用恒线速度功能编程

%3318 N1 T0101 N2 G00 X40 Z5 N3 M03 S460 N4 G96 S80 N5 G46 X400 P900

(设立坐标系,选一号刀) (移到起始点的位置) (主轴以460r/min旋转) (恒线速度有效,线速度为80m/min) (限定主轴转速范围:400~900 r/min)

N6 G00 X0 (刀到中心,转速升高,直到主轴到最大限速 900r/min) N7 G01 Z0 F60 (工进接触工件) N8 G03 U24 W-24 R15 (加工 R15 圆弧段) N9 G02 X26 Z-31 R5 (加工 R5 圆弧段) N10 G01 Z-40 (加工Φ26 外圆) N11 X40 Z5 (回对刀点) N12 G97 S300 (取消恒线速度功能, 设定主轴按 300r/min 旋转) N13 M30 (主轴停、主程序结束并复位) 40 31 27 R5

R15
Φ26 Φ22
62

图 3.3.26 恒线速度编程实例

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3.3.7 简单循环

G74、G75 和 G80~G82 是同组的模态指令。其中定义的 I、K、R、E、 C、A、P、F、J、Q 地址,在各个指令中是模态值,改变指令后需重新定 义。
有五类简单循环,分别是

G80:内(外)径切削循环; G81:端面切削循环; G82:螺纹切削循环。 G74:端面深孔钻加工循环 G75:外径切槽循环
切削循环通常是用一个含 G 代码的程序段完成用多个程序段指令的 加工操作,使程序得以简化。 声明:下述图形中U,W表示程序段中X、Z字符的相对值;X,Z表 示坐标值;R 表示快速移动;F 表示以指定速度F移动。 (1) 内(外)径切削循环 G80

圆柱面内(外)径切削循环
格式: G80 X(U)__Z(W)__F__; 说明:

X、Z:绝对值编程时,为切削终点 C 在工件坐标系下的坐标;
增量值编程时,为切削终点 C 相对于循环起点 A 的有向 距离,图形中用 U、W 表示,其符号由轨迹 1 和 2 的方 向确定。 该指令执行如图 3.3.27 所示 A→B→C→D→A 的轨迹动作。

63

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+X

z D 退刀点 3R

w
循环起点

4R 1R 2F

A u/2

C 切削终点 x/2

B 切削起点

+Z

图3.3.27 圆柱面内(外)径切削循环

圆锥面内(外)径切削循环
格式: G80 X(U)__Z(W)__ I___F__; 说明:

X、Z:绝对值编程时,为切削终点 C 在工件坐标系下的坐标;
增量值编程时,为切削终点 C 相对于循环起点 A 的有向 距离,图形中用 U、W 表示。

I:为切削起点 B 与切削终点 C 的半径差。其符号为差的符号(无
论是绝对值编程还是增量值编程)。 该指令执行如图 3.3.28 所示 A→B→C→D→A 的轨迹动作。
+X z D 3R C x/2 2F B +Z 4R 1R w A u/2 i

图3.3.28 园锥面内(外)径切削循环

64

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例 19.如图 3.3.29 所示,用 G80 指令编程,点画线代表毛坯。
30 3

Φ33

Φ24

图3.3.29 G80切削循环编程实例

%3319 N1 M03 S460 N2 G91 G80 X-10 Z-33 I-5.5 F100 N3 X-13 Z-33 I-5.5 N4 X-16 Z-33 I-5.5 N5 M30

(主轴以 460r/min 旋转) (加工第一次循环,吃刀深 3mm) (加工第二次循环,吃刀深 3mm) (加工第三次循环,吃刀深 3mm) (主轴停、主程序结束并复位)

例 20.如图 3.3.30(或 3.3.7) ,用 G80 指令,分粗、精加工简单园锥零件。

%3320 N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X90Z20 N4 X40 Z3 N5 G80 X31 Z-50 F100 N6 G80 X30 Z-50 F80 N7 G00X90 Z20 N8 M30
图 3.3.30

Φ14

Φ 30

50
编程实例

65

Φ40

Φ 35

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例 21.如图 3.3.31(或 3.3.8),用 G80 指令,分粗、精加工简单园锥零件。 %3321 N1 T0101 N2 G00 X100Z40 M03 S460 N3 G00 X40 Z5 N4 G80 X31 Z-50 I-2.2 F100 Φ 26 Φ 30 Φ 35 N5 G00 X100 Z40 N6 T0202 N7 G00 X40 Z5 N8 G80 X30 Z-50 I-2.2 F80 N9 G00 X100 Z40 50 N10 M05 N11 M30 例22.如图3.3.32(或3.3.9),用G80指令,分粗、精加工简单园锥零件。 %3322 N1 T0101 N2 M03 S460 N3 G00 X100 Z40 N4 X40 Z3 N5 G80 X31 Z-50 F100 2×45° N6 G80 X25 Z-20 N7 G80 X29 Z-4 I-7 F100 Φ 35 Φ30 Φ28 Φ 24 N8 G00 X100 Z40 N9 T0202 N10 G00 X100 Z40 N11 G00 X14 Z3 N12 G01 X24 Z-2 F80 20 N13 Z-20 50 N14 X28 N15 X30 Z-50 图3.3.32 编程实例 N16 G00 X36 N17 X80 Z10 N18 M05 N19 M30
66

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(2) 端面切削循环 G81

端平面切削循环
格式: G81 X(U)__Z(W)__F__;

+X

w
切削起点

B 1R
循环起点

A

2F

4R

u/2

切削终点

C

3F D 退刀点 x/2 +Z

z
图3.3.33 端平面切削循环

说明: X、Z:绝对值编程时,为切削终点 C 在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为切削终点 C 相对于循环起点 A 的有向 距离,图形中用 U、W 表示,其符号由轨迹 1 和 2 的方 向确定。 该指令执行如图 3.3.33 所示 A→B→C→D→A 的轨迹动作。

67

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圆锥端面切削循环
格式: G81 X(U)__Z(W)__ K__F__; 说明: X、Z:绝对值编程时,为切削终点 C 在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为切削终点 C 相对于循环起点 A 的有向 距离,图形中用 U、W 表示。 K:为切削起点 B 相对于切削终点 C 的 Z 向有向距离。 该指令执行如图 3.3.34 所示 A→B→C→D→A 的轨迹动作。
+X B w 1R A

2F 3F C

4R

u/2

k z

D x/2 +Z

图3.3.34 园锥端面切削循环

68

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例 23:如图 3.3.25 所示,用 G81 指令编程,点画线代表毛坯。 33.5 3 8

图 3.3.35 G81 切削循环编程实例

%3323 N1 T0101 N2 G00 X60 Z45 N3 M03 S460 N4 G81 X25 Z31.5 K-3.5 F100 N5 X25 Z29.5 K-3.5 N6 X25 Z27.5 K-3.5 N7 X25 Z25.5 K-3.5 N8 M05 N9 M30

Φ55

(设立坐标系,选一号刀) (移到循环起点的位置) (主轴正转) (加工第一次循环,吃刀深 2mm) (每次吃刀均为 2mm, )
(每次切削起点位, 距工件外圆面 5mm, K 值为-3.5) 故

(加工第四次循环,吃刀深 2mm) (主轴停) (主程序结束并复位)

69

Φ25

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(3) 螺纹切削循环 G82

直螺纹切削循环
格式: G82X(U)__Z(W)__R__E__C__P__F/J__; 说明: (见图 3.3.36) X、Z:绝对值编程时,为螺纹终点 C 在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时, 为螺纹终点 C 相对于循环起点 A 的有向距离, 图形中 用 U、W 表示,其符号由轨迹 1 和 2 的方向确定; R, E:螺纹切削的退尾量,R、E 均为向量,R 为 Z 向回退量;E 为 X 向回退量,R、E 可以省略,表示不用回退功能; C:螺纹头数,为 0 或 1 时切削单头螺纹; P:单头螺纹切削时,为主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转角 (缺省值为 0);多头螺纹切削时,为相邻螺纹头的切削起始点之间对应的 主轴转角。 F:螺纹导程; J:英制螺纹导程。

G82 指令在 HNC-21 系列的 7.11 版以及 HNC-18 系列系统的 4.03 版以
后的车床系统都将加入 Q 参数。 格式:G82X(U)__Z(W)__R__E__C__P__F/J__Q__ 说明:

1) Q:为螺纹切削退尾时的加减速常数,当该值为 0 时加速度最大,该
数值越大加减速时间越长,退尾时的拖尾痕迹将越长。Q 必须大于 。 等于“0”

2) 不写 Q 值时,系统将以各进给轴设定的加减速常数来退尾。 3) 若需要用回退功能,R、E 必须同时指定。 4) 短轴退尾量与长轴退尾量的比值不能大于“20” 。 5) Q值为模态值。
该指令执行图 3.3.36 所示 A→B→C→D→E→A 的轨迹动作。

70

数控车床编程说明书

X

z D 3R e C

w 4R 1R 2F r B +Z A u/2

x/2

L

图3.3.36 直螺纹切削循环

注意: 螺纹切削循环同G32螺纹切削一样,在进给保持状态下,该循环在完 成全部动作之后才停止运动。

71

数控车床编程说明书

锥螺纹切削循环
格式: G82 X(U)__Z(W)__ I__R__E__C__P__F(J)__; 说明: (见图 3.3.37) X、Z:绝对值编程时,为螺纹终点 C 在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为螺纹终点 C 相对于循环起点 A 的有向 距离,图形中用 U、W 表示。 I:为螺纹起点 B 与螺纹终点 C 的半径差。其符号为差的符号(无 论是绝对值编程还是增量值编程); R, E:螺纹切削的退尾量,R、E 均为向量,R 为 Z 向回退量;E 为 X 向回退量,R、E 可以省略,表示不用回退功能; C:螺纹头数,为 0 或 1 时切削单头螺纹; P:单头螺纹切削时,为主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴 转角(缺省值为 0);多头螺纹切削时,为相邻螺纹头的切 削起始点之间对应的主轴转角。 F:螺纹导程; J:英制螺纹导程。

G82 指令在 HNC-21 系列的 7.11 版以及 HNC-18 系列系统的 4.03 版以
后的车床系统都将加入 Q 参数。 格式:G82X(U)__Z(W)__I__R__E__C__P__F/J__Q__ 说明:

1) Q:为螺纹切削退尾时的加减速常数,当该值为 0 时加速度最大,该
数值越大加减速时间越长,退尾时的拖尾痕迹将越长。Q 必须大于 。 等于“0”

2) 不写 Q 值时,系统将以各进给轴设定的加减速常数来退尾。 3) 若需要用回退功能,R、E 必须同时指定。 4) 短轴退尾量与长轴退尾量的比值不能大于“20” 。 5) Q值为模态值。

72

数控车床编程说明书

该指令执行图 3.3.37 所示 A→B→C→D→A 的轨迹动作。
+X z D 3R e x/2 r C 2F B L w 4R 1R A u/2 i +Z

图 3.3.37 锥螺纹切削循环

73

数控车床编程说明书

例 24:如图 3.3.28 所示,用 G82 指令编程,毛坯外形已加工完成。 100 80 M30×1.5(双头)
图 3.3.38 G82 切削循环编程实例

%3324 N1 G54 G00 X35 Z104 (选定坐标系 G54,到循环起点) N2 M03 S300 (主轴以 300r/min 正转) N3 G82 X29.2 Z18.5 C2 P180 F3(第一次循环切螺纹,切深 0.8mm) N4 X28.6 Z18.5 C2 P180 F3 (第二次循环切螺纹,切深 0.4mm) N5 X28.2 Z18.5 C2 P180 F3 (第三次循环切螺纹,切深 0.4mm) N6 X28.04 Z18.5 C2 P180 F3 (第四次循环切螺纹,切深 0.16mm) N7 M30 (主轴停、主程序结束并复位)

74

数控车床编程说明书

(4) 端面深孔钻加工循环 G74 格式: G74 Z(W)__ R(e)__Q(△K)__F__; 说明: (见图) Z:绝对值编程时,为孔底终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为孔底终点相对于循环起点的有向距离,图 形中用 W 表示。 e:转孔每进一刀的退刀量,只能为正值; △K:每次进刀的深度,只能为正值; F:进给速度;

W

Z △K e X

60

10

Z

X

图 3.3.39 G74 端面深孔钻加工循环编程实例 例:如图 3.3.39

%1234 T0101 M03S500 G01 X0 Z10 G74 Z-60R1Q5F1000 M30
75

数控车床编程说明书

说明: G74 指令在 HNC-21 7.11 版以后及 HNC-18 4.03 版以后改动为可以实 现三种钻孔方式,每种方式的编程说明如下: 1、逐次进给到孔底,其动作顺序如图 1.1 所示: Z:绝对值编程时,为孔底终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为孔底终点相对于循环起点的有向距离,图 形中用 W 表示。 e:钻孔每进一刀的退刀量,只能为正值; △K:每次进刀的深度,只能为正值; F:进给速度;

W

Z △K e X

60

10

Z

X

图 1.1 G74 端面深孔钻加工循环编程实例 例:如图 1.1

%1234 T0101 M03S500 G01 X0 Z10 G74 Z-60R1Q5F1000 M30
76

数控车床编程说明书

2、直接钻孔到孔底,然后回退,其动作顺序如图 1.2 所示:A->B->A Z:绝对值编程时,为孔底终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为孔底终点相对于循环起点的有向距离,图形中 用 W 表示。 e:为 0 或不填。 △K:每次进刀的深度,只能为正值; F:进给速度;

B



A

60

10

Z

X

图 1.2 例:如图 1.2

%1234 T0101 M03S500 G01 X0 Z10 G74 Z-60Q5F1000 M30 3 、进给到距离端面的任意点返回,其动作顺序如图 1.3 所示:
77

数控车床编程说明书

A->B->C->D->A->….. Z:绝对值编程时,为距离孔底的任意点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为距离孔底的任意点相对于循环起点的有向距离。 e:为 0 或不填。 △K:每次进刀的深度,只能为正值; F:进给速度;

D

C
C
A

B
△ △

W

A

30

10

Z

X

图 1.3 例:如图 1.3

%1234 T0101 M03S500 G01 X0 Z10 G74 Z-30Q5F1000 M30

78

数控车床编程说明书

(5) 外径切槽循环 G75 格式:G75 X(U)__R(e)__Q(△K)__F__; 说明: X:绝对值编程时,为槽底终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为槽底终点相对于循环起点的有向距离,图 形中用 U 表示。 e:切槽每进一刀的退刀量,只能为正值; △K:每次进刀的深度,只能为正值; F:进给速度;

Z

△K

U/2

e

X

79

数控车床编程说明书

Φ80

Z

50

X
图 3.3.40 G75 外径切槽循环编程实例

例:如图 3.3.40

%1234 T0101 M03S500 G01 X50 Z50 G75 X10R1Q5F1000 M30
说明:
G75 指令在 HNC-21 7.11 版以后及 HNC-18 4.03 版以后改动为可以实现三种切
槽方式,每种方式的编程说明如下:

1 、 逐 次 进 给 到 槽 底 方 式 , 其 动 作 顺 序 如 图 1.4 所 示 : A->B->C->D->E->F->G->H->I->J->A->K->. X:绝对值编程时,为槽底终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为槽底终点相对于循环起点的有向距离,图 形中用 U 表示。 Z:绝对值编程时,为槽宽的终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为槽的宽度(没有考虑刀具宽度) ,图形中用 W 表示。
80

数控车床编程说明书

e:切槽每进一刀的退刀量,只能为正值; △K:每次进刀的深度,只能为正值; i:轴向进刀次数 F:进给速度;

y

Z





U /2

X

81

数控车床编程说明书

Φ80

Z 50 60 X

图 1.4 例:如图 1.4

G75 外径切槽循环编程实例

%1234 T0101 M03S500 G01 X50 Z50 G75 X10Z40R1Q5I3F1000 M30 2 、 直 接 切 到 槽 底 , 然 后 回 退 , 其 动 作 顺 序 如 图 1.5 所 示 : A->B->A->C->D->C->…… X:绝对值编程时,为槽底终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为槽底终点相对于循环起点的有向距离,图形中用 U 表示。 Z:绝对值编程时,为槽宽的终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为槽的宽度(没有考虑刀具宽度) ,图形中用 W 表示。 e:为 0 或不填; △K:每次进刀的深度,只能为正值; i:轴向进刀次数; F:进给速度;

82

数控车床编程说明书

U

Φ80

Z 50 60 X

图 1.5

83

数控车床编程说明书

例:如图 1.5

%1234 T0101 M03S500 G01 X50 Z50 G75 X10Z40Q5I3F1000 M30 3 、 有 一 定 槽 宽 的 切 槽 , 其 动 作 顺 序 如 图 1.6 所 示 : A->B->C->A->D->E->F->D…… X:绝对值编程时,为距离槽底的任意点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为距离槽底的任意点相对于循环起点的有向距离。 Z:绝对值编程时,为槽宽的终点在工件坐标系下的坐标; 增量值编程时,为槽的宽度(没有考虑刀具宽度) ,图形中用 W 表示。 e:为 0 或不填; △K:每次进刀的深度,只能为正值; i:轴向进刀次数 F:进给速度;

Z

U





84

数控车床编程说明书

Φ80

Z 50 60 X

图 1.6 例:如图 1.6

%1234 T0101 M03S500 G01 X50 Z50 G75 X20Z40Q5I3F1000 M30
3.3.8 复合循环 有四类复合循环,分别是 G71:内(外)径粗车复合循环; G72:端面粗车复合循环; G73:封闭轮廓复合循环; G76:螺纹切削复合循环; 运用这组复合循环指令,只需指定精加工路线和粗加工的吃刀量,系 统会自动计算粗加工路线和走刀次数。

85

数控车床编程说明书

(1) 内(外)径粗车复合循环 G71

无凹槽内(外)径粗车复合循环
格式: (见图 3.3.41) G71 U( Δ d) R(r) P(ns) Q(nf) X( Δ x) Z( Δ z) F(f) S(s) T(t); 说明: 该指令执行如图 3.3.39 所示的粗加工,并且刀具回到循环起点。 精加工路径 A→A'→B'→B 的轨迹按后面的指令循序执行。 △d:切削深度(每次切削量),指定时不加符号,方向由矢量 AA′ 决定;

r:每次退刀量; ns:精加工路径第一程序段(即图中的 AA')的顺序号; nf:精加工路径最后程序段(即图中的 B'B)的顺序号;
△x:X 方向精加工余量; △z:Z 方向精加工余量;

f,s,t:粗加工时 G71 中编程的 F、S、T 有效,而精加工时处于 ns
到 nf 程序段之间的 F、S、T 有效。

HNC-18 4.03 版软件改动如下: 1)粗加工段,编程的 F,S,T 有效。 2)精加工段,如果指令与 ns 段之间的程序段内设定了 F,S,T,将
在精加工段内有效,而如果没有设定则按照粗加工 F,

S,T 执行。 G71切削循环下,切削进给方向平行于Z轴,X(ΔU)和Z(ΔW) 的符号
如图3.3.42所示。其中(+)表示沿轴正方向移动,(-)表示沿轴负方向移动。

86

数控车床编程说明书

+X

△z

r r

A



1

△d △d

A′


△x/2

+ O
A X(+) Z(-) A′ A′ X(-)Z(+)
B B B

图 3.3.41 内、外径粗切复合循环
B

A X(+) Z(+)

A

X(-) Z(-)

B

B

A X(-)Z(+)

A′ A′ A′ X(-) Z(-) A′

A′ A′ X(+) Z(-) X(+) Z(+)
B B

A

A

A

A

图 3.3.42 G71 复合循环下 X(ΔU)和 Z(ΔW) 的符号

87

数控车床编程说明书

例 25:用外径粗加工复合循环编制图 3.3.43 所示零件的加工程序:要求循 环起始点在 A(46,3),切削深度为 1.5mm(半径量) 。退刀量为 1mm,X 方向精加工余量为 0.4mm,Z 方向精加工余量为 0.1mm,其中点划线部分 为工件毛坯。
82 62 52 35 25

Φ44

Φ34

Φ20

R7

R5

图 3.3.43 G71 外径复合循环编程实例

%3325(见图 3.3.43) (设立坐标系,选一号刀) T0101 (到程序起点位置) N1 G00 G00 X80 Z80 (主轴以 400r/min 正转) N2 M03 S400 (刀具到循环起点位置) N3 G01 X46 Z3 F100 N4 G71U1.5R1P5Q13X0.6 Z0.1(粗切量:1.5mm 精切量:X0.6mm Z0.1mm) N5 G00 X0 (精加工轮廓起始行,到倒角延长线) (精加工 2×45°倒角) N6 G01 X10 Z-2 (精加工Φ10 外圆) N7 Z-20 (精加工 R5 圆弧) N8 G02 U10 W-5 R5 (精加工Φ20 外圆) N9 G01 W-10 (精加工 R7 圆弧) N10 G03 U14 W-7 R7 (精加工Φ34 外圆) N11 G01 Z-52 (精加工外圆锥) N12 U10 W-10 (精加工Φ44 外圆,精加工轮廓结束行) N13 W-20 (退出已加工面) N14 X50 (回对刀点) N15G00 X80 Z80 (主轴停) N16 M05 (主程序结束并复位) N17 M30
88

Φ10
2×45°

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例 26:用内径粗加工复合循环编制图 3.3.44 所示零件的加工程序:要求循 环起始点在 A(46,3),切削深度为 1.5mm(半径量) 。退刀量为 1mm,X 方向精加工余量为 0.4mm,Z 方向精加工余量为 0.1mm,其中点划线部分 为工件毛坯。
82 62 52 35 25

R5 Φ10 Φ20 Φ8

R7

Φ34

2×45

图 3.3.44 G71 内径复合循环编程实例

%3326(见图 3.3.44) N1 T0101 (换一号刀,确定其坐标系) N2 G00 X80 Z80 (到程序起点或换刀点位置) N3 M03 S400 (主轴以 400r/min 正转) N4 X6 Z5 (到循环起点位置) G71U1R1P8Q16X-0.6Z0.1 F100 (内径粗切循环加工) N5 G00 X80 Z80 (粗切后,到换刀点位置) N6 T0202 (换二号刀,确定其坐标系) N7 G00 G41X6 Z5 (二号刀加入刀尖园弧半径补偿) N8 G00 X44 (精加工轮廓开始,到Φ44 外圆处) N9 G01 Z-20 F80 (精加工Φ44 外圆) N10 U-10 W-10 (精加工外圆锥)
89

Φ44

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N11 W-10 (精加工Φ34 外圆) N12 G03 U-14 W-7 R7 (精加工 R7 圆弧) N13 G01 W-10 (精加工Φ20 外圆) N14 G02 U-10 W-5 R5 (精加工 R5 圆弧) N15 G01 Z-80 (精加工Φ10 外圆) N16 U-4 W-2 (精加工倒 2×45°角,精加工轮廓结束) N17 G40 X4 (退出已加工表面,取消刀尖园弧半径补偿) N18 G00 Z80 (退出工件内孔) N19 X80 (回程序起点或换刀点位置) N20 M30 (主轴停、主程序结束并复位)

90

数控车床编程说明书

有凹槽内(外)径粗车复合循环 格式: G71 U( Δ d) R(r) P(ns) Q(nf) E(e) F(f) S(s) T(t); 说明: (见图 3.3.45) 该指令执行如图 3.3.45 所示的粗加工和精加工,其中精加工路径 为 A→A'→B'→B 的轨迹。
B A

1

r
△d

B`

A`

e

图3.3.45 内(外)径粗车复合循环G71

Δ d:切削深度(每次切削量),指定时不加符号,方向由矢量 AA′

决定; r:每次退刀量; ns:精加工路径第一程序段(即图中的 AA')的顺序号; nf:精加工路径最后程序段(即图中的 B'B)的顺序号; e:精加工余量,其为 X 方向的等高距离;外径切削时为正,内 径切削时为负 f,s,t:粗加工时 G71 中编程的 F、S、T 有效,而精加工时处于 ns 到 nf 程序段之间的 F、S、T 有效。 注意: (1) G71 指令必须带有 P,Q 地址 ns、nf,且与精加工路径起、止顺序 号对应,否则不能进行该循环加工。 (2) ns的程序段必须为G00/G01指令,即从A到A'的动作必须是直线或 点定位运动。 (3) 在顺序号为 ns 到顺序号为 nf 的程序段中,不应包含子程序( 4.03 版改动为:可以包含子程序)。

91

数控车床编程说明书

例 27: 用有凹槽的外径粗加工复合循环编制图 3.3.46 所示零件的加工程序, 其中点划线部分为工件毛坯。
61.5 10 5 (8) 32.5 17 12

Φ30.66

Φ22.66

Φ26.66

Φ40

Φ18

Φ28

R 10

30

45°

R4 2× 45

图 3.3.46

G 71 有 凹 槽 复 合 循 环 编 程 实 例

%3327(见图 3.3.46) N1 T0101 N2 G00 X80 Z100 M03 S400 N3 G00 X42 Z3 N5 G00 X80 Z100 N6 T0202 N7 G00 G42 X42 Z3 N8 G00 X10 N9 G01 X20 Z-2 F80 N10 Z-8 N11 G02 X28 Z-12 R4 N12 G01 Z-17 N13 U-10 W-5 N14 W-8 N15 U8.66 W-2.5 N16 Z-37.5 N17 G02 X30.66 W-14 R10 N18 G01 W-10 N19 X40 N20 G00 G40 X80 Z100 N21 M30 (换一号刀,确定其坐标系) (到程序起点或换刀点位置) (主轴以 400r/min 正转) (到循环起点位置) (粗加工后,到换刀点位置) (换二号刀,确定其坐标系) (二号刀加入刀尖园弧半径补偿) (精加工轮廓开始,到倒角延长线处) (精加工倒 2×45°角) (精加工Φ20 外圆) (精加工 R4 圆弧) (精加工Φ28 外圆) (精加工下切锥) (精加工Φ18 外圆槽) (精加工上切锥) (精加工Φ26.66 外圆) (精加工 R10 下切圆弧) (精加工Φ30.66 外圆) (退出已加工表面,精加工轮廓结束) (取消半径补偿,返回换刀点位置) (主轴停、主程序结束并复位)
92

N4G71U1R1P8Q19E0.3F100 (有凹槽粗切循环加工)

Φ20

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(2) 端面粗车复合循环 G72 格式:

G72 W( Δ d) R(r) P(ns) Q(nf) X( Δ x) Z( Δ z) F(f) S(s) T(t);
说明: (见图 3.3.47) 该循环与 G71 的区别仅在于切削方向平行于 X 轴。该指令执行 如 图 3.3.45 所 示 的 粗 加 工 和 精 加 工 , 其 中 精 加 工 路 径 为

A→A'→B'→B 的轨迹。
其中: △d:切削深度(每次切削量),指定时不加符号,方向由矢量 AA′ 决定;

r:每次退刀量; ns:精加工路径第一程序段(即图中的 AA')的顺序号; nf:精加工路径最后程序段(即图中的 B'B)的顺序号;
△x:X 方向精加工余量; △z:Z 方向精加工余量;

f,s,t:粗加工时 G72 中编程的 F、S、T 有效,而精加工时处于 ns 到 nf 程序段之间的 F、S、T 有效。 HNC-18 4.03 版软件改动如下: 1)粗加工段,编程的 F,S,T 有效。 2)精加工段,如果指令与 ns 段之间的程序段内设定了 F,S,T,
将在精加工段内有效,而如果没有设定则按照粗加 工 F,S,T 执行。

93

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△z +X A’

△d △d A △d

r
B’

r

△x/2 B +Z
图 3.3.47 端面粗车复合循环 G72

G72切削循环下,切削进给方向平行于X轴,X(ΔU)和Z(ΔW) 的符号如 图3.3. 48所示。其中(+)表示沿轴的正方向移动,(-)表示沿轴负方向移动。
A X(+) Z(-) B B X(-) Z(-) A

A' X

A'

A X(+) Z(+) B

A X(-) Z(-) B B X(+) Z(-)

A'

A

A' Z

X(-) Z(+) B B

Z

B X(-) Z(+)

X
X(+) Z(+)

A' A'
注意:

A

A

A' A'

A

图 3.3.48 G72 复合循环下 X(ΔU)和 Z(ΔW) 的符号

(1) G72 指令必须带有 P,Q 地址,否则不能进行该循环加工。 (2) 在ns的程序段中应包含G00/G01指令,进行由A到A'的动作,且该 程序段中不应编有X向移动指令。 (3) 在顺序号为 ns 到顺序号为 nf 的程序段中, 可以有 G02/G03 指令, 不应包含子程序( 4.03 版改动为:可以包含子程序)。

94

数控车床编程说明书

例 28:编制图 3.3.49 所示零件的加工程序:要求循环起始点在 A(80,1), 切削深度为 1.2mm。退刀量为 1mm,X 方向精加工余量为 0.2mm,Z 方向 精加工余量为 0.5mm,其中点划线部分为工件毛坯
60 50 40 26 15

Φ54

Φ74

Φ30

R4

R2

图 3.3.49 G72 外径粗切复合循环编程实例 %3328(见图 3.3.49) N1 T0101 N2 G00 X100 Z80 N3 M03 S400 N4 X80 Z1 N6 G00 X100 Z80 N7 G42 X80 Z1 N8 G00 Z-53 N9 G01 X54 Z-40 F80 N10 Z-30 N11 G02 U-8 W4 R4 N12 G01 X30 N13 Z-15 N14 U-16 N15 G03 U-4 W2 R2 N16 G01 Z-2 N17 U-6 W3 (换一号刀,确定其坐标系) (到程序起点或换刀点位置) (主轴以 400r/min 正转) (到循环起点位置) (粗加工后,到换刀点位置) (加入刀尖园弧半径补偿) (精加工轮廓开始,到锥面延长线处) (精加工锥面) (精加工Φ54 外圆) (精加工 R4 圆弧) (精加工 Z26 处端面) (精加工Φ30 外圆) (精加工 Z15 处端面) (精加工 R2 圆弧) (精加工Φ10 外圆) (精加工倒 2×45°角,精加工轮廓结束)
95

N5 G72W1.2R1P8Q17X0.2Z0.5F100 (外端面粗切循环加工)

Φ10
2×45°

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N18 G00 X50 N19 G40 X100 Z80 N20 M30

(退出已加工表面) (取消半径补偿,返回程序起点位置) (主轴停、主程序结束并复位)

96

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例 29:编制图 3.3.50 所示零件的加工程序:要求循环起始点在 A(6,3),切削深度
为 1.2mm。 退刀量为 1mm, 方向精加工余量为 0.2mm, 方向精加工余量为 0.5mm, X Z 其中点划线部分为工件毛坯 60 11 34 10 10

Φ10

Φ30

Φ54

Φ8

R2 2×45°

R4

图 3.3.50 G72 内径粗切复合循环编程实例 %3329 N1 T0101 N2 G00 X100 Z80 N3 M03 S400 N4 G00 X6 Z3 N6 G00 Z-61 N7 G01 U6 W3 F80 N8 W10 N9 G03 U4 W2 R2 N10 G01 X30 N11 Z-34 N12 X46 N13 G02 U8 W4 R4 N14 G01 Z-20 N15 U20 W10 N16 Z3 N17 G00 X100 Z80 N18 M30 (设立坐标系) (移到起始点的位置) (主轴以 400r/min 正转) (到循环起点位置) (精加工轮廓开始,到倒角延长线处) (精加工倒 2×45°角) (精加工Φ10 外圆) (精加工 R2 圆弧) (精加工 Z45 处端面) (精加工Φ30 外圆) (精加工 Z34 处端面) (精加工 R4 圆弧) (精加工Φ54 外圆) (精加工锥面) (精加工Φ74 外圆,精加工轮廓结束) (返回对刀点位置) (主轴停、主程序结束并复位)
97

N5 G72W1.2R1P6Q16X-0.2Z0.5F100(内端面粗切循环加工)

Φ74

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(3) 闭环车削复合循环 G73 格式: G73U(△I)W(△K)R(r)P(ns)Q(nf)E(e)F(f)S(s)T(t) 说明: (见图 3.3.51) 该功能在切削工件时刀具轨迹为如图 3.3.51 所示的封闭回路,刀具逐 渐进给,使封闭切削回路逐渐向零件最终形状靠近,最终切削成工件的形 状,其精加工路径为 A→A'→B'→B。 这种指令能对铸造,锻造等粗加工中已初步成形的工件,进行高效率 切削。 Δk+Δz A1 Δz ΔI+Δx/2 +X B B1 B1’

A

Δx/2

B’
A′


′ A1
Δz Δx/2

O

图3.3.51 闭环车削复合循环G73

98

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其中
Δ I:X 轴方向的粗加工总余量; Δ k:Z 轴方向的粗加工总余量;

r:粗切削次数; ns:精加工路径第一程序段(即图中的 AA')的顺序号; nf:精加工路径最后程序段(即图中的 B'B)的顺序号; Δx:X 方向精加工余量; Δz:Z 方向精加工余量; f,s,t:粗加工时 G73 编程的 F、S、T 有效,而精加工时处于 ns
到 nf 程序段之间的 F、S、T 有效。

4.03 版软件改动如下: 1)粗加工段,编程的 F,S,T 有效。 2)精加工段,如果指令与 ns 段之间的程序段内设定了 F,S,T,
将在精加工段内有效,而如果没有设定则按照粗加 工 F,S,T 执行。 注意: ΔI和ΔK表示粗加工时总的切削量,粗加工次数为r,则每次X,Z方 向的切削量为ΔI/r,ΔK/r; 按G73段中的P 和Q指令值实现循环加工,要注意△x和△z,△I 和△ K的正负号。

99

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例 30:编制图 3.3.52 所示零件的加工程序:设切削起始点在 A(60,5);X、 Z 方向粗加工余量分别为 3mm、0.9mm; 粗加工次数为 3;X、Z 方向精 加工余量分别为 0.6mm、0.1mm。其中点划线部分为工件毛坯

62 52 35 25

Φ44

Φ34

Φ20

R7

R5

图3.3.52 G73编程实例 %3330 N1 T0101 N2 G00 X80 Z80 N3 M03 S400 N4 G00 X60 Z5 N5 G73U3W0.9R3P6Q13X0.6Z0.1F120 N6 G00 X0 Z3 N7 G01 U10 Z-2 F80 N8 Z-20 N9 G02 U10 W-5 R5 N10 G01 Z-35 N11 G03 U14 W-7 R7 N12 G01 Z-52 N13 U10 W-10 N14 U10 N15 G00 X80 Z80 N16 M30 (设立坐标系,选一号刀) (到程序起点位置) (主轴以400r/min正转) (到循环起点位置) (闭环粗切循环加工) (精加工轮廓开始,到倒角延长线处) (精加工倒2×45°角) (精加工Φ10外圆) (精加工R5圆弧) (精加工Φ20外圆) (精加工R7圆弧) (精加工Φ34外圆) (精加工锥面) (退出已加工表面,精加工轮廓结束) (返回程序起点位置) (主轴停、主程序结束并复位)

100

Φ10
2×45°

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HNC-18 4.03 版改动如下: G73 闭环车削复合循环指令可以分为无凹槽循环和凹槽循环车削,凹槽
加工使用的指令如下: 格式:G73U(△I)W(△K)R(r)P(ns)Q(nf)E(e)F(f)S(s)T(t) 说明:该功能在切削工件时刀具轨迹为如图 1 所示的闭合回路,刀 具逐渐进给,使闭合切削回路逐渐向零件最终形状靠近,最终切削成工 件的形状,其精加工路径 A→A'→B→A。

图1 其中: △I:X 轴方向的粗加工总余量; △k:Z 轴方向的粗加工总余量;

r:粗切削次数; ns:精加工路径第一程序段(即图中的 AA')的顺序号; nf:精加工路径最后程序段(即图中的 B'B)的顺序号; e:精加工余量,其为 X 方向的等高距离,外径切削时为正,内径切
削时为负;
101

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f,s,t:粗加工时 G73 中编程的 F、S、T 有效,而在精加工段 ns 之
前,G73 指令以后设定的 F,S,T 将在 ns 到 nf 段程序中有效。

(4) 螺纹切削复合循环 G76 格式:G76C(c)R(r)E(e)A(a)X(x)Z(z)I(i)K(k)U(d)V(△dmin)Q(△d)P(p)F(L) 说明: 螺纹切削固定循环 G76 执行如图 3.3.53 所示的加工轨迹。其 单边切削及参数如图 3.3.54 所示。 其中: c:精整次数(1~99),为模态值; r:螺纹Z向退尾长度,为模态值; e:螺纹X向退尾长度,为模态值; a:刀尖角度(二位数字),为模态值;取值要大于10°,小于80°; x、z:绝对值编程时,为有效螺纹终点 C 的坐标; 增量值编程时, 为有效螺纹终点 C 相对于循环起点 A 的有向距离;用 ( G91 指令定义为增量编程,使用后用 G90 定义为绝对编程。) i:螺纹两端的半径差; 如i=0,为直螺纹 (圆柱螺纹)切削方式; k:螺纹高度; 该值由x轴方向上的半径值指定; Δ dmin:最小切削深度(半径值); (见图3.3.54) 当第n次切削深度( Δd n ? Δd n ? 1), 小于 Δ dmin时, 则切削深度设定 为 Δ dmin; d:精加工余量(半径值); (见图3.3.54) Δ d:第一次切削深度(半径值); (见图3.3.54)

p:主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转角; L:螺纹导程(同G32);

102

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+X

D (R) u/2 e i r z C (R) (F) (R)

A

d B w +Z

K

x/2

图3.3.53 螺纹切削复合循环G76

α Δd 1 2 d Δ n d k

n

图3.3.54 G76循环单边切削及其参数

注意: 按G76段中的X(x)和Z(z)指令实现循环加工,增量编程时,要注意u和 w的正负号(由刀具轨迹AC和CD段的方向决定)。 G76循环进行单边切削,减小了刀尖的受力。第一次切削时切削深度 为 Δ d , 第 n 次 的 切 削 总 深 度 为 Δd n
Δd( n ? n ? 1)

,每次循环的背吃刀量为

图3.3.54中,C到D点的切削速度由F代码指定,而其它轨迹均为快速进给。

G76 指令在 HNC-21 的 7.11 版以及 HNC-18 的 4.03 版以后的版本都将加
入 O 指令。
103

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格式: G76C(c)R(r)E(e)A(a)X(x)Z(z)I(i)K(k)U(d)V(△dmin)Q(△d)P(p)F/J(L)O 说明:O:为螺纹切削退尾时的加减速常数,当该值为 0 时加速度最大, 该数值越大加减速时间越长,退尾时的拖尾痕迹将越长。O 必须大于等于 “0” O 为模态。 , 例 31:用螺纹切削复合循环 G76 指令编程,加工螺纹为 ZM60×2,工件 尺寸见图 3.3.55,其中括弧内尺寸根据标准得到。 tan1.79=0.03125) ( 30 6 (1.79°) ZM60×2 (Φ60) (18)
有效长度

4

(12)

图3.3.55 G76循环切削编程实例

%3331 N1 T0101 (换一号刀,确定其坐标系) N2 G00 X100 Z100 (到程序起点或换刀点位置) N3 M03 S400 (主轴以 400r/min 正转) N4 G00 X90 Z4 (到简单循环起点位置) N5 G80 X61.125 Z-30 I-1.063 F80 (加工锥螺纹外表面) N6 G00 X100 Z100 M05 (到程序起点或换刀点位置) N7 T0202 (换二号刀,确定其坐标系) N8 M03 S300 (主轴以 300r/min 正转) N9 G00 X90 Z4 (到螺纹循环起点位置)
104

Φ90

基面

(Φ59.25)

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N10 G76C2R-3E1.3A60X58.15Z-24I-0.875K1.299U0.1V0.1Q0.9F2

N11 G00 X100 Z100 N12 M05 N13 M30

(返回程序起点位置或换刀点位置) (主轴停) (主程序结束并复位)

(5) 复合循环指令注意事项 G71,G72,G73复合循环中地址P指定的程序段,应有准备机能01组 的G00或G01指令,否则产生报警。 在MDI方式下,不能运行复合循环指令。 在复合循环G71,G72,G73中由P,Q指定顺序号的程序段之间,不 应包含M98子程序调用及M99子程序返回指令。

105

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3.3.9 刀具补偿功能指令 刀具的补偿分为刀具的几何补偿和刀具的半径补偿,刀具的几何补偿 包括刀具的偏置补偿和刀具的磨损补偿,刀具的偏置补偿有两种形式即绝 对刀具偏置补偿和相对刀具偏置补偿。 声明: 代码指定刀具的几何补偿 T (偏置补偿与磨损补偿之和) G40、 , G41、G42 指定刀具的半径补偿。 (1) 刀具偏置补偿和刀具磨损补偿 车床编程轨迹实际上是刀尖的运动轨迹,但实际中不同的刀具的几何 尺寸、安装位置各不相同,其刀尖点相对于刀架中心的位置也就不同。因 此需要将各刀具刀尖点的位置值进行测量设定,以便系统在加工时对刀具 偏值值进行补偿。从而在编程是不用考虑因刀具的形状和安装的位置差 异,而导致的刀尖位置不一致,以简化编程的工作量。刀具偏置补偿有两 种形式: 其一、绝对补偿形式

机床零点
1 号刀 Z 轴偏置值 2 号刀 Z 轴偏置值

Z1
Z2 X2 /2 X1 / 2

工件零点

2 号刀 X 轴偏置值

图 3.3.56 刀具偏置的绝对补偿形式

见图 3.3.56,绝对刀偏即机床回到机床零点时,工件零点,相对于刀 架工作位上各刀刀尖位置的有向距离。当执行刀偏补偿时,各刀以此值设 定各自的加工坐标系。故此,虽刀架在机床零点时,各刀由于几何尺寸不 一致。各刀刀位点相对工件零点的距离不同,但各自建立的坐标系均与工 件坐标系(编程)重合。
106

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见图 3.3.57,机床到达机床零点时,机床坐标值显示均为零,整个刀 架上的点可考虑为一理想点,故当各刀对刀时,机床零点可视为在各刀刀 位点上。本系统可通过输入试切直径、长度值,自动计算工件零点相对与 各刀刀位点的距离。其步骤如下: 1、按下菜单中的“刀偏表”功能按键; 2、 用各刀试切工件端面, 输入此时刀具在将设立的工件坐标系下的 Z 轴坐标值(测量) 。如编程时将工件原点设在工件前端面,即输入 0 (设零前不得有 Z 轴位移) 。系统自动计算出工件原点相对与该刀刀 位点的 Z 轴距离。 3、用同一把刀试切工件外圆,输入此时刀具在将设立的工件坐标系 下的 X 轴坐标值, 即试切后工件的直径值 (设零前不得有 X 轴位移) 。 系统自动计算出工件原点相对与该刀刀位点的 X 轴距离。 4、退出换刀后,用下一把刀重复 2~3 步骤;即可得到各刀绝对刀偏 值,并自动输入到刀具偏置表中。
机床零点

Z工
D机/2

Z机
D机′/2

工件零点

D工/2

Z 机′ 图 3.3.57 刀具偏置的绝对补偿值设定

107

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其二、相对补偿形式。(HNC-T18i、HNC-T19i 不支持) 如图 3.3.58 所示,在对刀时,确定一把刀为标准刀具,并以其刀尖位 置 A 为依据建立坐标系。这样,当其它各刀转到加工位置时,刀尖位置 B 相对标刀刀尖位置 A 就会出现偏置,原来建立的坐标系就不再适用,因此 应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏置值△x、△z 进行补偿,使刀尖位 置 B 移至位置 A。本系统是通过控制机床拖板的移动实现补偿的。 标刀偏置值为机床回到机床零点时, 工件零点相对于工作位上标刀刀 位点的有向距离。
标准刀具 非标刀具 X 轴偏置补偿 B
△x △z

A Z 轴偏置补偿

图 3.3. 58 刀具偏置的相对补偿形式

如果有对刀仪,相对刀偏值的测量步骤是: 1、将标刀刀位点移到对刀仪十字中心, ; 2、在功能按键主菜单下或 MDI 子菜单下,将刀具当前位置设为相对 零点; 3、退出换刀后,将下一把刀移到对刀仪十字中心;此时显示的相对 值,即为该刀相对与标刀的刀偏值。 如果没有对刀仪,相对刀偏值的测量步骤是: 1、标刀试切工件端面,在功能按键主菜单下或 MDI 子菜单下,将刀 具当前 Z 轴位置设为相对零点; (设零前不得有 Z 轴位移) 2、用标刀试切工件外圆,在功能按键主菜单下或 MDI 子菜单下,将 刀具当前 X 轴位置设为相对零点(设零前不得有 X 轴位移) 。此 时,标刀已在工件上切出一基准点。当标刀在基准点位置时,也 即在设置的相对零点位置; 3、退出换刀后,将下一把刀移到工件上基准点的位置上;此时显示 的相对值,即为该刀相对与标刀的刀偏值。
108

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本系统还可通过输入试切直径、长度值,自动计算当刀架在机床零点 时,工件零点相对与各刀刀位点的距离,并用标刀的值与该值进行比较, 得到其相对标刀的刀偏值(见图 3.3. 59) 。其步骤是: 1、按下 MDI 子菜单下的“刀偏表”功能按键; 2、 用标刀试切工件端面, 输入此时刀具在将设立的工件坐标系下的 Z 轴坐标值,即工件长度值;如编程时将工件原点设在工件前端面,即 输入 0 (设零前不得有 Z 轴位移) 系统自动计算出工件零点相对与标 。 刀刀位点的距离,即标刀 Z 轴刀偏值。 3、 用标刀试切工件外圆, 输入此时刀具在将设立的工件坐标系下的 X 轴坐标值,即试切后工件的直径值(设零前不得有 X 轴位移) 。 系统自动计算出工件零点相对与标刀刀位点的距离, 即标刀 Z 轴刀偏 值。 4、按下 “刀偏表”子菜单下的“标刀选择”功能按键;设定标刀刀 偏值为基准。 5、退出换刀后,用下一把刀重复 2~3 步骤;即可得各刀相对与标刀 刀偏值,并自动输入到刀具偏置表中。
机床零点

Z工
D机/2

ΔX/2

Z机

ΔZ
D机′/2

工件零点

D工/2

Z机′ 图 3.3. 59 相对刀偏值的设定

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刀具使用一段时间后磨损, 也会使产品尺寸产生误差, 因此需要对其 进行补偿。该补偿与刀具偏置补偿存放在同一个寄存器的地址号中。各刀 的磨损补偿只对该刀有效(包括标刀) 。 刀具的补偿功能由 T 代码指定, 其后的 4 位数字分别表示选择的刀具 号和刀具偏置补偿号。T 代码的说明如下: TXX + XX 刀具号 刀具补偿号 刀具补偿号是刀具偏置补偿寄存器的地址号, 该寄存器存放刀具的 X 轴和 Z 轴偏置补偿值、刀具的 X 轴和 Z 轴磨损补偿值。 T 加补偿号表示开始补偿功能。补偿号为 00 表示补偿量为 0,即取消 补偿功能。 系统对刀具的补偿或取消都是通过拖板的移动来实现的。 补偿号可以和刀具号相同,也可以不同,即一把刀具可以对应多个补 偿号(值) 。 如图 3.3.60 所示,如果刀具轨迹相对编程轨迹具有 X、Z 方向上补偿 值(由 X,Z 方向上的补偿分量构成的矢量称为补偿矢量),那么程序段中 的终点位置加或减去由 T 代码指定的补偿量(补偿矢量)即为刀具轨迹段终 点位置。
补偿轨迹 补 偿 矢 量 ( 由 X ,Z 方向的分量组成) 编程轨迹 包含 T 代码的程序段

图 3.3.60 经偏置磨损补偿后的刀具轨迹

110

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例 32

如图 3.3.61, 先建立刀具偏置磨损补偿, 后取消刀具偏置磨损补偿。
100 X T0202 刀补轨迹 50 G01 X50 Z100 Z200 X100 Z250 T0200 编程轨迹 Z 100 200 250 M30

图 3.3.61 刀具偏置磨损补偿编程

111

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(2) 刀尖圆弧半径补偿 G40,G41,G42
?G 40? ? ? 格式: ?G 41? ?G 42? ? ?

?G 00? ? ? X_Z_ ?G 01?

说明: 数控程序一般是针对刀具上的某一点即刀位点,按工件轮廓尺寸编制 的。车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖 A 点或刀尖圆弧圆心 O 点。 但实际加工中的车刀, 由于工艺或其他要求, 刀尖往往不是一理想点, 而是一段圆弧。当切削加工时刀具切削点在刀尖圆弧上变动;造成实际切 削点与刀位点之间的位置有偏差,故造成过切或少切。这种由于刀尖不是 一理想点而是一段圆弧,造成的加工误差,可用刀尖园弧半径补偿功能来 消除。 刀尖园弧半径补偿是通过 G41、G42、G40 代码及 T 代码指定的刀尖 园弧半径补偿号,加入或取消半径补偿。

G40:取消刀尖半径补偿; G41:左刀补(在刀具前进方向左侧补偿),如图 3.3.62; G42:右刀补(在刀具前进方向右侧补偿),如图 3.3.62; X, Z:G00/G01 的参数,即建立刀补或取消刀补的终点;
注意:G40、G41、G42 都是模态代码,可相互注销。

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Z X G42 沿着刀具运动方向看 刀具在工件右侧

G41 沿着刀具运动方向看 刀具在工件左侧

Z X G41 沿着刀具运动方向看 刀具在工件右侧

G42 沿着刀具运动方向看 刀具在工件左侧

图 3.3.62 左刀补和右刀补

注意: (1) G41/G42 不带参数,其补偿号(代表所用刀具对应的刀尖半径补偿 值)由 T 代码指定。其刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。 (2) 刀尖半径补偿的建立与取消只能用 G00 或 G01 指令,不得是 G02 或 G03。

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刀尖圆弧半径补偿寄存器中,定义了车刀圆弧半径及刀尖的方向号。 车刀刀尖的方向号定义了刀具刀位点与刀尖圆弧中心的位置关系,其 从 0~9 有十个方向,如图 3.3.63 所示。
4 8 3







5



0●9 X


Z


7





1

6

2

●代表刀具刀位点 A,+ 代表刀尖园弧圆心 O

1

6

2







5



0●9 X


Z


7





4

8

3

●代表刀具刀位点 A,+ 代表刀尖园弧圆心 O

图 3.3.63 车刀刀尖位置码定义

114

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例 23:考虑刀尖半径补偿,编制图 3.3.64 所示零件的加工程序

40 31 27 R5

R15
Φ26 Φ22
(换一号刀,确定其坐标系) (主轴以 400r/min 正转) (到程序起点位置) (刀具移到工件中心) (加入刀具园弧半径补偿,工进接触工件) (加工 R15 圆弧段) (加工 R5 圆弧段) (加工Φ26 外圆) (退出已加工表面) (取消半径补偿,返回程序起点位置) (主轴停、主程序结束并复位)
115

图3.3.64 刀具园弧半径补偿编程实例

%3323 N1 T0101 N2 M03 S400 N3 G00 X40 Z5 N4 G00 X0 N5 G01 G42 Z0 F60 N6 G03 U24 W-24 R15 N7 G02 X26 Z-31 R5 N8 G01 Z-40 N9 G00 X30 N10 G40 X40 Z5 N11 M30

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3.3.10 综合编程实例 (1) 编程步骤 产品图样分析 1) 尺寸是否完整? 2) 产品精度、粗糙度等要求。 3) 产品材质、硬度等。 工艺处理 1) 加工方式及设备确定。 2) 毛坯尺寸及材料确定。 3) 装夹定位的确定。 4) 加工路径及起刀点、换刀点的确定。 5) 刀具数量、材料、几何参数的确定。 6) 切削参数的确定。 (1) 背吃刀量: 影响背吃刀量的因素有:粗、精车工艺、刀具强度、机床性能、 工件材料及表面粗糙度。 (2)进给量:进给量影响表面粗糙度。 影响进给量的因素有: a、 粗、精车工艺。粗车进给量应较大,以缩短切削时间;精车进 给量应较小以降低表面粗超度。一般情况下,精车进给量小于 0.2mm/r 为宜,但要考虑刀尖圆弧半径的影响;粗车进给量大 与 0.25mm/r。 b、机床性能。如功率、刚性。 c、 工件的装夹方式。 d、刀具材料及几何形状。 e、 背吃刀量。 f、 工件材料。工件材料较软时,可选择较大进给量;反之,可选 较小进给量。 (3)切削速度:切削速度的大小可影响切削效率、切削温度、刀 具耐用度等。 影响切削速度的因素有:刀具材料、工件材料、刀具耐用度、背吃刀 量与进给量、刀具形状、切削液、机床性能。 数学处理 1)编程零点及工件坐标系的确定 2)各节点数值计算

116

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其它主要内容 1)按规定格式编写程序单 2)按“程序编辑步骤”输入程序,并检查程序。 3)修改程序。 (2) 综合编程实例 例一: 编制图 3.3.65 所示零件的加工程序。 工艺条件: 工件材质为 45# 钢,或铝;毛坯为直径 Φ54mm,长 200mm 的棒料;刀具选用:1 号端面 刀加工工件端面,2 号端面外圆刀粗加工工件轮廓,3 号端面外圆刀精加 工工件轮廓,4 号外圆螺纹刀加工导程为 3mm,螺距为 1mm 的 三 头 螺纹。

50 11

133 10 12

20 10

33 26

M20×1 (三头)
2*45°

Φ52

Φ46

Φ54

Φ36

Φ36

R1 R25 24 R2
1×45°

R6

图 3.3.65 综合编程实例一 %3365 N1 T0101 N2 M03 S500 N3 G00 X100 Z80 N4 G00 X60 Z5 N5 G81 X0 Z1.5 F100 N6 G81 X0 Z0 N7 G00 X100 Z80 N8 T0202 N9 G00 X60 Z3 N11 G01 X54 (换一号端面刀,确定其坐标系) (主轴以500r/min正转) (到程序起点或换刀点位置) (到简单端面循环起点位置) (简单端面循环,加工过长毛坯) (简单端面循环加工,加工过长毛坯) (到程序起点或换刀点位置) (换二号外圆粗加工刀,确定其坐标系) (到简单外圆循环起点位置) (到复合循环起点位置)
117

N10 G80 X52.6 Z-133 F100 (简单外圆循环,加工过大毛坯直径)

Φ30

Φ42

世纪星车床数控系统编程说明书

N12 G71 U1 R1 P16 Q32 E0.3(有凹槽外径粗切复合循环加工) N13 G00 X100 Z80 N14 T0303 N15 G00 G42 X70 Z3 N16 G01 X10 F100 N17 X19.95 Z-2 N18 Z-33 N19 G01 X30 N20 Z-43 N21 G03 X42 Z-49 R6 N22 G01 Z-53 N23 X36 Z-65 N24 Z-73 N25 G02 X40 Z-75 R2 N26 G01 X44 N27 X46 Z-76 N28 Z-84 N29 G02 Z-113 R25 N30 G03 X52 Z-122 R15 N31 G01 Z-133 N32 G01 X54 N33 G00 G40 X100 Z80 N34 M05 N35 T0404 N36 M03 S200 N37 G00 X30 Z5 (粗加工后,到换刀点位置) (换三号外圆精加工刀,确定其坐标系) (到精加工始点,加入刀尖园弧半径补偿) (精加工轮廓开始,到倒角延长线处) (精加工倒2×45°角) (精加工螺纹外径) (精加工Z33处端面) (精加工Φ30外圆) (精加工R6圆弧) (精加工Φ42外圆) (精加工下切锥面) (精加工Φ36槽径) (精加工R2过渡圆弧) (精加工Z75处端面) (精加工倒1×45°角) (精加工Φ46槽径) (精加工R25圆弧凹槽) (精加工R15圆弧) (精加工Φ52外圆) (退出已加工表面,精加工轮廓结束) (取消半径补偿,返回换刀点位置) (主轴停) (换四号螺纹刀,确定其坐标系) (主轴以200r/min正转) (到简单螺纹循环起点位置)

N38G82X19.3Z-26R-3E1C2P120F3 (加工两头螺纹,吃刀深0.7) N39G82X18.9Z-26R-3E1C2P120F3 (加工两头螺纹,吃刀深0.4) N40G82X18.7Z-26R-3E1C2P120F3 (加工两头螺纹,吃刀深0.2) N41G82X18.7Z-26R-3E1C2P120F3 (光整加工螺纹) N42 G76C2R-3E1A60X18.7Z-26 K0.65U0.1V0.1Q0.6P240F3 N43 G00 X100 Z80 N44 M30 (返回程序起点位置) (主轴停、主程序结束并复位)

118

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例二:对图3.3.66所示的55°圆锥管螺纹ZG2″编程。根据标准可知, 其螺距为2.309mm(即25.4/11) ,牙深为1.479mm,其它尺寸如图(直径 为小径) 。用五次吃刀,每次吃刀量(直径值)分别为1mm、0.7 mm 、0.6 mm 、0.4mm、0.26mm,螺纹刀刀尖角为55°,(tan1.79=0.03125) 。 40 4 (1.79°) (Φ56.659) (Φ55.659) (26)
有效长度

4

(16)

图 3.3.66 综合编程实例二 %3366 N1 T0101 N2 M03 S300 N3 G00 X100 Z100 N4 X90 Z4 N5 G80 X61.117 Z-40 I-1.375 F80 N6 G00 X100 Z100 N7 T0202 N8 G00 X90 Z4 N9 G82 X59.494 Z-30 I-1.063 F2.31 (换一号端面刀,确定其坐标系) (主轴以300r/min正转) (到程序起点或换刀点位置) (到简单外圆循环起点位置) (加工锥螺纹外径) (到换刀点位置) (换二号端面刀,确定其坐标系) (到螺纹简单循环起点位置) (加工螺纹,吃刀深 1)

N10 G82 X58.794 Z-30 I-1.063 F2.31 (加工螺纹,吃刀深 0.7) N11 G82 X58.194 Z-30 I-1.063 F2.31 (加工螺纹,吃刀深 0.6) N12 G82 X57.794 Z-30 I-1.063 F2.31 (加工螺纹,吃刀深 0.4) N13 G82 X57.534 Z-30 I-1.063 F2.31 (加工螺纹,吃刀深 0.26) N14 G00 X100 Z100 N15 M30 (到程序起点或换刀点位置) (主轴停、主程序结束并复位)

119

Φ90

基面

ZG2″

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例三:对图3.3.67所示M40×2内螺纹编程。根据标准可知,其螺距为 2.309mm(即25.4/11) ,牙深为1.299mm,其它尺寸如图。用五次吃刀, 每次吃刀量(直径值)分别为0.9mm、0.6 mm 、0.6 mm 、0.4mm、0.1mm, 螺纹刀刀尖角为60°。
38 30

图 3.3.67 综合编程实例三

%3367 N1 T0101 N2 M03 S300

N3 G00 X100 Z100 (到程序起点或换刀点位置) N4 X20 Z4 (到简单外圆循环起点位置) N5 G80 X37.35 Z-38 F80 (加工螺纹外径) N6 G00 X100 Z100 (到换刀点位置) N7 T0202 (换二号端面刀,确定其坐标系) N8 G00 X20 Z4 (到螺纹简单循环起点位置) N9 G82 X38.25 Z-30 R-4 E-1.3 F2 (加工螺纹,吃刀深 0.9) N10 G82 X38.85 Z-30 R-4 E-1.3 F2(加工螺纹,吃刀深 0.6) N11 G82 X39.45 Z-30 R-4 E-1.3 F2(加工螺纹,吃刀深 0.6) N12 G82 X39.85 Z-30 R-4 E-1.3 F2(加工螺纹,吃刀深 0.4) N13 G82 X39.95 Z-30 R-4 E-1.3 F2(加工螺纹,吃刀深 0.1) N14 G00 X100 Z100 (到程序起点或换刀点位置) N15 M30 (主轴停、主程序结束并复位)

M40×2
(换一号端面刀,确定其坐标系) (主轴以300r/min正转)
120

Φ36

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例四: 编制图 3.3.68 所示零件的加工程序。 工艺条件: 工件材质为 45# 钢,或铝;毛坯为直径 Φ26mm,长 70mm 的棒料;刀具选用:1 外圆刀 粗加工工件轮廓,2 号外圆刀精加工工件轮廓,3 号外圆螺纹刀加工螺距 为 2mm 的螺纹,4 号切断刀切断。

2×45°

R10

R10 38 45 图3.3.68

18

%3368 N1 T0101 N2 M03 S600 N3 G00 X100 Z30 N4 G00 X27 Z3 N5 G71 U1 R1 P9 Q14 E0.2 F100 N6 G00 X100 Z30 N7 T0202 N8 G00 G41 X27 Z3 N9 G00 X14 Z3 N10 G01 X24 Z-2 F80 N11 Z-18 N12 G02 X20 Z-24 R10 N13 G01 Z-31.39 N14 G02 X25 W-6.61 R10 N15 G01 Z-45 N16 G00 X30
121

M 24×2

Φ 20

Φ 25

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N17 G40 X100 Z30 N18 T0303 N19 G00 X27 Z3 N20 G82 X23.1 Z-22 F2 N21 G82 X22.5 Z-22 F2 N22 G82 X21.9 Z-22 F2 N23 G82 X21.5 Z-22 F2 N24 G82 X21.4 Z-22 F2 N25 G82 X21.4 Z-22 F2 N26 G00 X100 Z30 N27 T0404 N28 G00 X30 Z-45 N29 G01 X3 F50 N30 G00 X100 N31 Z30 N13 M30

122

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3.4 宏指令编程
HNC-21/22T、HNC-18/19 为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏 程序功能, 用户可以使用变量进行算术运算、 逻辑运算和函数的混合运算, 此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句,利于编制各 种复杂的零件加工程序,减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算, 以及精简程序量。
3.4.1 宏变量及常量 (1) 宏变量

#0~#49 #50~#199 #200~#249 #250~#299 #300~#349 #350~#399 #400~#449 #450~#499 #500~#549 #550~#599

当前局部变量 全局变量 0 层局部变量 1 层局部变量 2 层局部变量 3 层局部变量 4 层局部变量 5 层局部变量 6 层局部变量 7 层局部变量

注:用户编程仅限使用#0~#599 局部变量。#599 以后变量用户不得使 用;#599 以后变量仅供系统使用。
#1000“ 床 前 置X” 机 当 位 #1003“ 床 前 置A” 机 当 位 #1006“ 床 前 置U” 机 当 位 #1009“ 径 程 直 编 ” #1012“ 编 床 置Z” 程 机 位 #1015“ 编 床 置C” 程 机 位 #1018“ 编 床 置W” 程 机 位 #1021“ 编 件 置Y” 程 工 位 程 工 位 #1024“ 编 件 置B” #1001“ 床 前 置Y” 机 当 位 #1004“ 床 前 置B” 机 当 位 #1007“ 床 前 置V” 机 当 位 #1010“ 编 床 置X” 程 机 位 #1013“ 编 床 置A” 程 机 位 #1016“ 编 床 置U” 程 机 位 #1019 保 留 #1002“ 床 前 置Z” 机 当 位 #1005“ 床 前 置C” 机 当 位 #1008“ 床 前 置W” 机 当 位 #1011“ 编 床 置Y” 程 机 位 #1014“ 编 床 置B” 程 机 位 #1017“ 编 床 置V” 程 机 位 #1020“ 编 件 置X” 程 工 位 #1023“ 编 件 置A” 程 工 位 #1026“ 编 件 置U” 程 工 位

#1022“ 编 件 置Z” 程 工 位 #1025“ 编 件 置C” 程 工 位 123

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#1027“ 编 件 置V” 程 工 位 #1030“ 前 件 点X” 当 工 零 #1033“ 前 件 点A” 当 工 零 #1036“ 前 件 点U” 当 工 零 #1039 “ 标 建 轴 坐 系 立 ” #1042“ G54零 点Z” #1045“ G54零 点C” #1048“ G54零 点W” #1051“ G55零 点Y” #1054“ G55零 点B” #1057“ G55零 点V” #1060“ G56零 点X” #1063“ G56零 点A” #1066“ G56零 点U” #1069 保 留

#1028“ 编 件 置W” 程 工 位 #1031“ 前 件 点Y” 当 工 零 #1034“ 前 件 点B” 当 工 零 #1037“ 前 件 点V” 当 工 零 #1040“ G54零 点X” #1043“ G54零 点A” #1046“ G54零 点U” #1049 保 留 #1052“ G55零 点Z” #1055“ G55零 点C” #1058“ G55零 点W” #1061“ G56零 点Y” #1064“ G56零 点B” #1067“ G56零 点V” #1070“ G57零 点X” #1073“ G57零 点A” #1076“ G57零 点U” #1079 保 留

#1029 保 留 #1032“ 前 件 点Z” 当 工 零 #1035“ 前 件 点C” 当 工 零 #1038“ 前 件 点W” 当 工 零 #1041“ G54零 点Y” #1044“ G54零 点B” 点V” #1047“ G54零 #1050“ G55零 点X” #1053“ G55零 点A” #1056“ G55零 点U” #1059 保 留

#1062“ G56零 点Z” #1065“ G56零 点C” #1068“ G56零 点W” #1071“ G57零 点Y” #1074“ G57零 点B” #1077“ G57零 点V” #1080“ G58零 点X” #1083“ G58零 点A” #1086“ G58零 点U” #1089 保 留 #1092“ G59零 点Z” #1095“ G59零 点C” 点W” #1098“ G59零 #1101“ 断 位 中 点 置Y” #1104“ 断 位 中 点 置B” #1107“ 断 位 中 点 置V” #1110 “ G28中 点 置X” 间 位 #1113 “ G28中 点 置A” 间 位 #1116 “ G28中 点 置U” 间 位

#1072“ G57零 点Z” #1075“ G57零 点C” #1078“ G57零 点W” #1081“ G58零 点Y” #1084“ G58零 点B” #1087“ G58零 点V” #1090“ G59零 点X” #1093“ G59零 点A” #1096“ G59零 点U” #1099 保 留

#1082“ G58零 点Z” #1085“ G58零 点C” #1088“ G58零 点W” #1091“ G59零 点Y” #1094“ G59零 点B” #1097“ G59零 点V” #1100“ 断 位 中 点 置X” #1103“ 断 位 中 点 置A” #1106“ 断 位 中 点 置U” #1109“ 标 建 轴 坐 系 立 ” #1112“ G28中 点 置Z” 间 位 #1115“ G28中 点 置C” 间 位 124

#1102“ 断 位 中 点 置Z” #1105“ 断 位 中 点 置C” #1108“ 断 位 中 点 置W” #1111 “G28中 点 置Y” 间 位

#1114 “G28中 点 置B” 间 位

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#1117

“G28中 点 置V” 间 位

#1118“ G28中 点 置W” 间 位 #1121“ 像 位 镜 点 置Y” #1124“ 像 位 镜 点 置B” #1127“ 像 位 镜 点 置V” #1130 “ 转 心 旋 中 (轴1)” #1133“ 转 屏 字 旋 轴 蔽 ” #1136“ 放 心 缩 中 (轴2)” #1139“ 放 屏 字 缩 轴 蔽 ” #1142“ 标 换 码3” 坐 变 代 #1145“ 具 径 偿 ” 刀 半 补 号 #1148“ 拟 屏 字 虚 轴 蔽 ” #1151“ 码 态 G代 模 值1” #1154“ 码 态 G代 模 值4” #1157“ 码 态 G代 模 值7” #1160 #1163 #1166 “G代 模 值10” 码 态 “G代 模 值13” 码 态 “G代 模 值16” 码 态

#1119

“G28屏 字 蔽 ”

#1120 “ 像 位 镜 点 置X” #1123 “ 像 位 镜 点 置A” #1126 “ 像 位 镜 点 置U” #1129“ 像 蔽 ” 镜 屏 字 #1132“ 转 度 旋 角 ” #1135“ 放 心 缩 中 (轴1)” #1138“ 放 例 缩 比 ” 坐 变 代 #1141“ 标 换 码2” #1144“ 具 度 偿 ” 刀 长 补 号 #1147“ 前 面 当 平 轴2” #1150“ 码 态 G代 模 值0” #1153“ 码 态 G代 模 值3” #1156“ 码 态 G代 模 值6” #1159“ 码 态 G代 模 值9” #1162 “G代 模 值12” 码 态 #1165 #1168 “G代 模 值15” 码 态 “G代 模 值18” 码 态

#1122“ 像 位 镜 点 置Z” #1125“ 像 位 镜 点 置C” #1128“ 像 位 镜 点 置W” #1131“ 转 心 旋 中 (轴2)” #1134 保 留 #1137“ 放 心 缩 中 (轴3)” #1140“ 标 换 码1” 坐 变 代 #1143 保 留 #1146“ 前 面 当 平 轴1” #1149“ 给 度 定 进 速 指 ” #1152“ 码 态 G代 模 值2” #1155“ 码 态 G代 模 值5 #1158“ 码 态 G代 模 值8” #1161 “G代 模 值11” 码 态 #1164 “G代 模 值14” 码 态

#1167 “G代 模 值17” 码 态 #1170“ 余CACHE” 剩 #1173“ 用 冲 ” 备 缓 区 #1176 #1179 #1182 #1185 #1188 保 留 保 留 保 留 保 留 保 留

#1169 “G代 模 值19” 码 态 #1172“ 余 冲 ” 剩 缓 区 #1175 #1178 #1181 #1184 #1187 保 留 保 留 保 留 保 留 保 留

#1171“ 用CACHE” 备 #1174 #1177 #1180 #1183 #1186 保 留 保 留 保 留 保 留 保 留

#1189 保 留 #1192“ 定 输 屏 ” 自 义 出 蔽

#1190“ 户 定 输 ” 用 自 义 入 #1193 保 留

#1191“ 户 定 输 ” 用 自 义 出 #1194 保 留

#2000~#2600 复合循环数据区 #2000:轮廓点数 #2001~2100:轮廓线类型(0:G00, 1:G01, 2:G02, 3:G03) #2101~2200:轮廓点 X(直径方式为直径值;半径方式为半径值) 125

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#2201~2300:轮廓点 Z #2301~2400:轮廓点 R #2401~2500:轮廓点 I #2501~2600:轮廓点 J

(2) 常量 PI:圆周率π TRUE:条件成立(真) FALSE:条件不成立(假) 3.4.2 运算符与表达式 (1) 算术运算符

+,-,*,/
(2) 条件运算符 EQ(=) NE(≠) GT(>) , , , GE(≥) LT(<) LE(≤) , , (3) 逻辑运算符 AND,OR,NOT (4) 函数 SIN (正弦) COS 、 (余弦) TAN 、 (正切) ATAN 、 (反正切-π/2~π/2) 、 ABS(绝对值) INT(取整) SIGN(取符号) SQRT(开方) 、 、 、 、 EXP(指数) (5) 表达式 用运算符连接起来的常数,宏变量构成表达式。 例如:175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ]; #3*6 GT 14;

126

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3.4.3 赋值语句 格式:宏变量=常数或表达式 把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值。 例如: #2 = 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ]; #3 = 124.0; 3.4.4 条件判别语句 格式 (i): IF 条件表达式 … ELSE … ENDIF 格式(ii) : IF 条件表达式 … ENDIF 3.4.5 循环语句 格式: WHILE 条件表达式 …

ENDW 条件判别语句的使用参见宏程序编程举例。 循环语句的使用参见宏程序编程举例。

127

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3.4.6 车削循环指令的实现及子程序调用的参数传递

HNC-21T 的固定循环指令采用宏程序方法实现, 这些宏程序调用具有 模态功能。 由于各数控公司定义的固定循环含义不尽一致,采用宏程序实现固定 循环,用户可按自己的要求定制固定循环,十分方便。华中数控随售出的 数控装置赠送固定循环宏程序的源代码 staticcy。 为便于用户阅读下面固定循环宏程序的源代码, 先介绍一下 HNC-21T 宏程序/子程序调用的参数传递规则。 G 代码在调用宏(子程序或固定循环,下同)时,系统会将当前程序段 各字段(A~Z 共 26 字段, 如果没有定义则为零)的内容拷贝到宏执行时的局 部变量#0-#25, 同时拷贝调用宏时当前通道九个轴的绝对位置(机床绝对坐 标)到宏执行时的局部变量#30-#38。 调用一般子程序时,不保存系统模态值,即子程序可修改系统模态并 保持有效;而调用固定循环时,保存系统模态值,即固定循环子程序不修 改系统模态。 下表列出了宏当前局部变量#0~#38 所对应的宏调用者传递的字段参 数名。
宏当前局部变量 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 128 宏调用时所传递的字段名或系统变量 A B C D E F G H I J K L M N

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#14 #15 #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24 #25 #26 #27、#28、#29 #30 #31 #32 #33 #34 #35 #36 #37 #38

O P Q R S T U V W X Y Z 固定循环指令初始平面 Z 模态值 不用 调用子程序时轴 0 的绝对坐标 调用子程序时轴 1 的绝对坐标 调用子程序时轴 2 的绝对坐标 调用子程序时轴 3 的绝对坐标 调用子程序时轴 4 的绝对坐标 调用子程序时轴 5 的绝对坐标 调用子程序时轴 6 的绝对坐标 调用子程序时轴 7 的绝对坐标 调用子程序时轴 8 的绝对坐标

对于每个局部变量,都可用系统宏 AR[]来判别该变量是否被定义,是 被定义为增量或绝对方式。该系统宏的调用格式如下: AR[#变量号] 返回: 0: 表示该变量没有被定义;

90:表示该变量被定义为绝对方式 G90; 91:表示该变量被定义为相对方式 G91。

129

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3.4.7 宏程序编程实例 例 1:用宏程序编制如图 3.3.39 所示抛物线在 A 区间[0,8]内的程序。 %3401 A

N1 T0101 N2 G37 N3 #10=0;A 坐标 N4 M03 S600 N5 WHILE #10 LE 8 N6 #11=#10*#10/2 N7 G90 G01 X[#10] Z[-#11] F500 N8 #10=#10+0.08 N9 ENDW N10 G00 Z0 M05 N11 G00 X0 N12 M30
32

8

B

抛物线B=-A /2在A区间[0,8]

2

Ф 16

32

图 3.4.1 宏程序编制例图

130

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例 2:用宏程序编制如图 3.4.2 所示零件加工程序。 %3402

T0101 G00 X21 Z3 M03 S600 #10=7.5 WHILE #10 GE 0 #11=#10*#10/2

A 8

;A 坐标 ;粗加工 ;B 坐标

32

B

G90 G01 X[2*#10+0.8] F500 Z[-#11+0.05] U2 Z3 #10=#10-0.6 ENDW #10=0 ;A 坐标 WHILE #10 LE 8 ;精加工 #11=#10*#10/2 ;B 坐标 G90 G01 X[2*#10] Z[-#11] F500 #10=#10+0.08 ENDW G01 X16 Z-32 Z-40 G00 X20.5 Z3 M05 M30

抛物线B=-A /2在A区间[0,8]

2

Ф 20 Ф 16

32 40

图 3.4.2 宏程序编制例图

131

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例 3:用宏程序编制如图 3.4.3 所示零件加工程序。
A

%3403 N1 T0101 N2 G00 X20.5 Z3 N3 #11=12 N4 M03 S600 N5 WHILE #11 LE 32 N6 #10=SQRT[2*[#11]] N7 G90 G01 X[2*#10] Z[-[#11-12]] F500 N8 #11=#11+0.05 N9 ENDW N10 G01 X16 Z-20 N11 Z-28 N12 G00 X20.5 Z3 M05 N13 M30

8

32
2

B 12

抛物线B=-A /2在B区间[12, 32]

Ф20 Ф16

20 28

12

图 3.4.3 宏程序编制例图

132

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例 4:用宏程序编制如图 3.4.3 所示零件加工程序。

%3404 N1 T0101 N2 G00 X25 Z3 N3 #11=12 ;B 坐标 N4 M03 S600 N5 WHILE #11 LE 32 N6 #10=SQRT[2*[#11]] N7G90G01X[2*#10+6]Z[-[#11-4]]F500 N8 #11=#11+0.06 N9 ENDW N10 G01 X22 Z-28 N11 Z-36 N12 X30 N13 Z-40 N12 G00 X25 Z3 M05 N13 M30
32
2

A 8

B 12

抛物线B=-A /2在B区间[12, 32]

Ф30

Ф22

Ф10
4 28 38 8

Ф6

图3.4.4宏程序编制例图

133

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例 5:如图:3.4.5,编辑切槽循环加工程序。

%3405

(程序名)

N1 T0101 N2 G00 X90 Z30 (起点坐标) N3 U10 V50 W80 A20 B40 C3 M98 P01(#20=10、#21=50、#22=80、 #0=20、#1=40、#2=3) N4 M30 %01 (子程序名) A B

N1 G00 Z[-#22+#21+#20] N2 X[#1+5] N3 #10=#2 N4 WHILE #10 LE #21 N5 G00 Z[-#22+#21+#20-#10] N6 G01 X[#0] N7 G00 X[#1+5] N8 #10=#10+#2-1 N9 ENDW N10 G00 Z[-#22+#20] N11 G01 X[#0] N12 G00 X[#1+5] N13 G00 X90 Z30 N14 M99

U

V W
图 3.4.5

C

134

世纪星车床数控系统编程说明书

附表 2 直径编程注意条件

Z 轴指令 X 轴指令 坐标系的设定 圆弧插补的半径指令 (R、I、K) X 轴方向的进给速度 半径的变化/转 半径的变化/分 X 轴的位置显示 用直径值显示











与直径、半径无关 用直径值指令 用直径值指令 用半径值指令

135


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