高效的CNC程序设计技巧

1.换刀动作

部分采用斗笠式刀库的加工中心自动换刀，需要通过进给轴和刀库的联合运动实现，但是，其刀库的前后移动和主轴刀具的松夹，一般仍通过气动或液压系统控制。

在采用斗笠式刀库的立式加工中心，其Z轴移动换刀动作过程如图9.2-1所示，它在刀库前移抓刀、刀具松开/吹气动作完成后，利用Z轴向上运动到卸刀点Z1，取出主轴上的刀具；而在回转选刀完成后，则利用Z轴向下运动到起始点0，将新刀具装入主轴。其他的动作与刀库移动式换刀相同。

图9.2-1 Z轴移动换刀动作

2.M代码定义

Z轴移动换刀需要通过编写特定的CNC换刀子程序或用户宏程序，通过进给轴和刀库的联合运动实现。在CNC换刀程序中，自动换刀的各个动作需要分解成由CNC辅助机能代码M控制的独立运动，动作间的延时也可直接通过CNC的暂停指令G04实现。这样，不仅可简化PLC程序的设计，提高程序可靠性，还可在调试时通过执行指定的M代码，进行每一步动作的检查和调试。

例如，对于上述Z轴移动换刀的斗笠式刀库控制，其换刀动作可分解为以下M代码控制的独立运动。

M06：自动换刀起动；

M81：换刀调试；

M82：刀库前移；

M83：刀库后移；

M84：主轴刀具夹紧、吹气关闭；

M85：主轴刀具松开、吹气；

M86：刀库回转选刀；

M80：自动换刀或调试结束。

上述的M80～M86代码也可以是与CNC内部控制无关的其他M代码，如M50～M56等，但不能使用系统生产厂已规定用途的M代码。

3.CNC换刀程序设计

在802S/C/D上，CNC换刀程序一般以子程序的形式编程，子程序可通过程序号（如L06等）或程序名（如ATC_ST等）在CNC加工程序中利用指令“L06”或“ATC_ST”直接调用。

对于上述斗笠式刀库控制，假设CNC换刀子程序号为L06，自动换刀开始时的Z轴起始点为Z轴参考点，换刀时Z轴的运动行程为120mm（参考值）、移动速度为5000mm/min（参考值）；刀库前移到位、刀具松开/夹紧的延时均为0.5s（参考值）。则按以上思路设计的CNC换刀子程序典例如下。(www.xing528.com)

L06；//CNC换刀子程序号

G28 Z0 M19；//确保换刀前Z轴已回参考点、主轴定向准停

M06；//自动换刀起动

STOPRE；//停止译码，等待M06完成

/N1 GOTOF ATC_END；//选择跳段有效时跳转至ATC_END结束换刀

M82；//刀库前移

G04 F0.5；//刀库前位延时0.5s

M85；//主轴刀具松开、吹气

G04 F0.5；//刀具松开延时0.5s

N2 G91 G01 Z120.0 F5000；//Z轴上移至卸刀点Z1

M86；//刀库回转选刀

N3 G91 G01 Z-120.0 F5000；//Z轴下移至换刀起始点

M84；//主轴刀具夹紧、吹气关闭

G04 F0.5；//刀具夹紧延时0.5s

M83；//刀库后移

N10 ATC_END：M80；//自动换刀结束

M02；//子程序返回

上述程序中，从N1～N10间的程序段为可跳过程序段，其目的是在T代码不正确或编程刀号与现行实际一致时，可通过CNC选择跳段信号的控制，利用跳转指令GOTOF，直接跳转至标记ATC_END，结束换刀子程序。