数控车床程序输入与仿真优化方案

将表1-3-1中的程序输入数控车床,并进行修改、校验仿真操作。

表1-3-1　仿真程序

1.知道数控车床程序段的基本构成及格式。

2.能够通过数控车床操作面板输入、编辑、修改程序以及调用、仿真程序。

3.初步知道准备功能指令(G 指令)、辅助功能指令(M 指令)、进给功能、刀具功能及主轴功能。

1)输入程序引导

观察表1-3-1中的仿真程序,一个完整的程序都有哪几部分组成? 试写出程序段的组成。

2)指令引导

查阅资料,初步认识准备功能(G 代码)指令和辅助功能(M 代码)指令。

3)操作引导

复习数控车床系统操作面板上各按键的功能。

1)程序、程序段和程序字的输入与编辑

要对程序进行输入及编辑,首先保证程序保护锁处于打开状态。

(1)建立新程序

现以新建名为O0310程序为例进行练习。

选择模式按键“EDIT”→按下程序键“PROG”→输入“O0310”→按下“INSERT”键→按下“EOB”键→按下“INSERT”键,即可完成新程序名的创建。

(2)调用内存中的存储程序

现以调用程序名为O0311为例进行练习。

选择模式按键“EDIT”→按下程序键“PROG”→输入地址O 及要调用的程序名,即O0311→按下光标向下移动键,屏幕上即可显示需要的程序。

(3)删除程序

选择模式按键“EDIT”→按下程序键“PROG”→输入地址O 以及要删除的程序名,如O0311→按下“DELETE”键,即可删除程序O0311。

如果要删除内存储器中的所有程序,只要输入“O-9999”,按下“DELETE”键,即可删除内存储器中的所有程序。

(4)删除程序段

选择模式按键“EDIT”→按下程序键“PROG”→调出程序→用光标移动键检索或扫描到将要删除的程序段地址N→按下“EOB”键→按下“DELETE”键,即可将当前光标所在的程序段删除。

(5)程序字的操作

①扫描程序字

在编辑模式下,按下光标向左、向右或向下、向上移动键,光标将在屏幕上向左、向右或向下、向上移动一个地址字。按下或键,光标将向前或向后翻页显示。

②光标跳到程序开头

在编辑模式下,按下键即可将光标跳到程序开头。

③插入一个程序字

在编辑模式下,扫描到要插入位置前的字,输入要插入的地址字和数据,按下“INSERT”键即可。

④字的替换

在编辑模式下,扫描到要替换的字,输入要替换的地址字和数据,按下“ALTER”键即可。

⑤字的删除

在编辑模式下,扫描到要删除的字,按下“DELETE”键即可。

⑥输入过程中字的取消

在程序字符的输入过程中,如果发现当前字符输入错误,则按一次键,即可删除一个当前输入的字符。

2)程序的输入与仿真

(1)在编辑模式下程序的输入

输入完整的程序如下(见图1-3-1):

(2)程序的仿真校验

选择模式按键“EDIT”→按下程序键“PROG”→输入“O1301”→按下向下移动键→调出校验的加工程序→选择按键“AUTO”→按下机床锁定按钮“MC LOCK”→按“CUSTOM GRAPH”键→按显示软件“GRAPH” →按“循环启动”键,屏幕上即可绘制出刀具的运动轨迹,如图1-3-2所示。

图1-3-1　程序输入

图1-3-2　图形仿真

通过对程序的输入,观察学生操作机床的规范性,并对学生的操作过程进行评价,再将评价结果填入表1-3-2中。

表1-3-2　程序输入评分表

通过对程序的输入,总结对数控程序的初步认识及数控机床的操作感受,并填入表1-3-3中。

表1-3-3　程序输入总结表

续表

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数控加工程序及程序段

不同的数控系统有不同的程序格式,因此,编程人员在编程之前,必须充分了解具体数控系统的程序格式。

(1)程序构成

一个完整的程序由程序名、程序内容和程序结束3个部分组成。

①程序名

在加工程序的开头要有程序名,以便进行程序检索。程序名就是给零件加工程序一个编号,并说明零件加工程序开始。常用符号“%”或“O”及其后4位十进制数表示。4位数中若前面为0,则可省略,如%0001等效于%1,或者O0010等效于O10。

②程序内容

程序内容是整个程序的核心。它由许多程序段组成,每个程序段由一个或多个指令构成,数控车床的动作基本由它完成。

③程序结束

以辅助指令M02(程序结束)或M30(程序结束,返回程序起点)作为整个程序结束为标志。

(2)程序段格式

程序段是代表控制信息字的集合。以某个顺序排列的字符集合,称为字。控制信息是以字为单位进行处理的。在一个程序段中,字的书写规则称为程序段格式。目前,广泛应用的是文字-地址程序段格式,见表1-3-4。这种格式由语句号字、数据字和程序段结束等组成。各字前有地址,字的排列顺序要求不严格,数据的位数可多可少,使用非常方便。

表1-3-4　文字-地址程序段格式

①程序段号N

程序段号一般位于程序段之首,用地址码N 和后面的若干位数字表示。数控装置读取某段程序时,该程序段序号由屏幕显示,以便操作人员了解或检查程序的执行情况。

②准备功能字G

准备功能指令由字母G 和后续两位数字组成,见表1-3-5。它表示不同机床的操作动作,是用来建立机床或数控系统工作方式的一种命令,使数控机床做好某种操作准备。

G 代码分为模态代码和非模态代码。模态代码表示该代码一经在某一个程序段中指定,直到以后程序段中出现同一组的另一代码才失效;非模态代码只在指令出现的程序段中才有效。

表1-3-5　准备功能G 代码

续表

指令分组是将系统中不能同时执行的指令分为一组,并以编号区别。

③坐标字,

坐标字又称尺寸字,用来给定机床坐标轴位移的方向和数值。它由地址码、正负号和数值组成。例如,X60表示X 轴正方向60mm。尺寸字的地址码有X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R,A,B,C,I,J,K,D,H 等。

④进给功能字F

进给功能字用来规定机床进给速度。它由地址码F 和后面的若干位数字组成。定义进给功能主要有两种:每分钟进给量G98(mm/min)和每转进给量G99(mm/r)。在车削螺纹、攻螺纹等工序中,因为进给速度与主轴转速有关,所以用F 直接指定导程。

⑤主轴功能字S

主轴功能字用于指定主轴转速。它由地址码S 和后面的若干位数字组成。主轴转速指定后,对后续程序段都有效,一直到它的指令值改变为止。定义主轴功能主要有两种:指定每分钟转数G97(r/min)和指定切削速度G96(m/min)。

⑥刀具功能字T

该功能用于指令加工中所用刀具号及刀具补偿号。其自动补偿主要是指刀具的刀位偏差、刀具长度补偿及刀具半径补偿。一般格式有两种:一种是T 后面用4位数字表示,前两位是刀具号,后两位是刀具长度补偿号,又是刀尖圆弧半径补偿号;另一种是T 后面用两位数字表示,前一位是刀具号,后一位是刀具长度补偿号,又是刀尖圆弧半径补偿号。

⑦辅助功能字M

辅助功能代码又称M 指令,是由地址码M 和其后的两位数字组成的。常用辅助功能M代码见表1-3-6。辅助功能代码属于动作功能或其他附加功能。ISO 规定M 代码共100种(M00—M99)。

M 代码可以编在单独的一个程序段中,也可以与其他代码编在一起。但是,来自同组的M 代码,后编入的M 代码取消先前编入的M 代码。异组的M 代码相互无注销作用,能继续保持其原功能。

M 指令可发出或接收多种信号,用于控制机床外部开关接通或断开,如主轴启动、停止,冷却液电动机的接通、断开等,也可用于其他辅助动作。

表1-3-6　常用辅助功能M 代码

A.M00程序停止

程序中出现M00指令,程序运行暂时停止(机床运动部分也相应停止)。当按下启动键时,程序继续向下执行后面的程序。

B.M01选择停止

与M00相似,在包含M01的程序段执行以后自动运行停止,只有当机床操作面板上的选择停止开关压下时,M01代码才有效。

C.M02程序结束

执行指令后,机床便停止自动运转,机床处于复位状态。

D.M03主轴正转

程序中出现M03　S__指令时,接口发出主轴正转信号,启动主轴正转继电器。

E.M04主轴反转

程序中出现M04　S__指令时,接口发出主轴反转信号,启动主轴反转继电器。

F.M05主轴停转

程序中出现M05指令,接口发出主轴停止转动信号,关闭主轴控制继电器。

一、理论训练

1.一个完成的程序有哪几部分组成? 程序段的格式是什么?

2.什么是模态指令和非模态指令?

3.准备功能与辅助功能的区别是什么?

4.简述程序校验操作的步骤及注意事项。

5.辅助指令M00和M01指令的区别是什么?

二、技能训练

将下列加工程序输入数控系统,并进行程序校验。