1.自动换刀功能指令
实际上,加工中心的编程和数控铣床编程的不同之处,主要在于增加了用Txx、M06进行自动换刀的功能指令,其他都没有太大的区别。
Txx功能指令是用来选择机床上刀具的,后面跟的数字为将要更换的刀具地址号。执行该指令时,刀库电机带动刀库转动将对应刀具送到换刀位置上。若T指令是跟在某加工程序段的后部时,选刀动作将和加工动作同时进行。M06指令是加工中心的换刀指令。
加工中心的换刀,根据结构分无机械手换刀和有机械手换刀两种情况。
(1)无机械手换刀
当机床无机械手换刀时,换刀指令为：
Txx M06或M06 Txx
机床在进行换刀动作时,先取下主轴上的刀具,再进行刀库转位的选刀动作；然后,再换上新的刀具。其选刀动作和换刀动作无法分开进行,执行“Txx M06”与执行“M06 Txx”结果是一样的。
(2)有机械手换刀
这时“Txx M06”与“M06 Txx”有了本质区别。“Txx M06”是先执行选刀指令Txx,再执行换刀指令M06。它是先由刀库转动将Txx号刀具送到换刀位置上,再由机械手实施换刀动作。换刀以后,主轴上装夹的就是Txx号刀具,而刀库中目前换刀位置上安放的则是刚换下的旧刀具。
“M06 Txx”是先执行换刀指令M06,再执行选刀指令Txx。它是先由机械手实施换刀动作,将主轴上原有的刀具和目前刀库中当前换刀位置上已有的刀具(上一次选刀指令所选好的刀具)进行互换；然后,再由刀库转动将Txx号刀具送到换刀位置上,为下次换刀做准备。
在有机械手换刀且使用的刀具数量较多时,应将选刀动作与机床加工动作在时间上重合起来,以节省自动换刀时间,提高加工效率。
2.回参考点控制指令
(1)自动返回参考点G28
格式：G28 X_Y_Z_；
说明：
(X,Y,Z)为回参考点时经过的中间点(非参考点)坐标。在G90时为中间点在工件坐标系中的坐标,在G91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具半径补偿和刀具长度补偿。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。
(2)自动从参考点返回G29
格式：G29 X_Y_Z_；
说明：
(X,Y,Z)为返回的定位终点。在G90时为定位终点在工件坐标系中的坐标,在G91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5-1 用G28 G29对图5-6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,并在C点换刀。
本例表明编程员不必计算从中间点到参考点的实际距离。
3.刀具偏置指令
(1)刀具半径补偿：G40、G41、G42
刀具半径补偿指令及其应用与前面章节相同,这里不再赘述。
图5-6 G28/G29编程
(2)刀具长度补偿指令
使用刀具长度补偿指令,在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。加工时,用MDI方式输入刀具的长度尺寸,即可正确加工。当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时,只要修正刀具长度补偿量,而不必调整程序或刀具。
其中,α∈{X,Y,Z,U,V,W}为补偿轴的终点坐标；H为长度补偿偏置号。
(3)刀具补偿号D(www.xing528.com)
在NC程序中,用T指令加上刀具号来选择刀具,用D指令加上序号来指定刀具的长度、半径等补偿值。在同一个T号下最多可以指定9组补偿值D1～D9。D0则表示取消刀具补偿。
刀具更换后,程序中调用的刀具长度补偿、半径补偿立即生效。如果没有编D号,则当前刀号下的D1值自动生效。先编程的长度补偿先执行,对应的坐标轴也先运行。
刀具半径补偿必须与G41/G42一起执行。
编程举例：
例：图5-7(b)所对应的程序段为G00 G44 Zs H_。
其中：
S为Z向程序指令点；
H_的值为长度补偿量,即H_＝ε。
H为刀具长度补偿代号地址字,后面一般用两位数字表示代号,代号与长度补偿量一一对应。刀具长度补偿量可用CRT/MDI方式输入。如果用H00则取消刀具长度补偿。
图5-7 刀具长度补偿
把程序编制时的刀具长度与实际使用的刀具长度之差ε,作为偏置量设定在偏置存储器中。该指令不改变程序就可实现对α轴运动指令的终点位置进行正向或负向补偿。G43为刀具长度正补偿指令,它的作用是对刀具程序编制终点坐标值加上一个刀具长度偏置量ε的运算,也就是使程序编制终点坐标正方向移动一个偏置量ε。G44为刀具长度负补偿指令,其作用是对刀具程序编制终点坐标值减去一个刀具长度偏置量ε的运算,也就是使程序编制终点坐标负方向移动一个偏置量ε。当刀具长度小于程序编制时的刀具长度时,ε为负值；当刀具长度大于程序编制时的刀具长度时,ε为正值。G40为取消刀具长度补偿指令。
偏置量ε存放在由偏置号H指定的偏置存储器中,偏置号可用H00～H99来指定,偏置量与偏置号对应,可通过MDI/CRT先设置在偏置存储器中,通常H00的偏置量为0,因此可用H00作为取消刀具补偿指令。
无论是绝对指令还是相对(增量)指令,由代码指定的已存入偏置存储器中的偏置值在G43时加上,在G44时则从α轴运动指令的终点坐标值中减去,计算后的坐标值成为终点。
下面是一包含刀具长度补偿指令的程序,其刀具运动过程如图5-8所示。
O6600；
N05 G91 G00X120.0 Y80.0 M03 S500；
N10 G43 Z－32.0 H01；
N15 G01 Z－21.0 F100；
N20 G04 X2000；
N25 G00 Z21.0；
N30 X30.0 Y－50.0；
N35 G01 Z－41.0；
N40 G00 Z41.0；
N45 X50.0 Y30.0；
N50 G01 Z－25.0；
N55 G04 X2000；
N60 G00 Z57.0 H00；
N65 X－200.0 Y－60.0；
N70 M05；
N75 M30；
图5-8 刀具长度补偿编程示例
若图5-8中实际使用的刀具长度小于程序编制时的刀具长度,则ε＝－4 mm,这时第二程序段(N10)仍然是：
N10 G43 Z－32 H01；
程序指令刀具移到程序编制终点坐标再正方向移动一个ε＝－4 mm值的位置,相当于使程序编制终点坐标负向移动一个ε＝＋4 mm的值,即使刀具的位移量增加4个单位,以达到补偿实际刀具长度短于编程刀具长度的目的。
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