3 SIEMENS系统编程与操作
3.1 SIEMENS 802D程序的基本组成
3.1.1 SIEMENS 802D的NC编程基本结构
1)程序名称
为了识别程序和调用程序,每个程序必须有一个程序名,在编制程序时可以按以下规则确定程序名:
●开头的两个符号必须是字母。
●其后的符号可以是字母、数字或下划线。
●最多为16个字符。
●不得使用分隔符。
例如:RAHMEN52。
2)程序结构和内容
NC程序由若干个程序段组成,每一个程序段执行一个加工工步;程序段又由若干个程序字组成,最后一个程序段包含程序结束符M02或M30。该系统采用的程序段格式是目前通用的可变程序段格式,请看如下程序:
3)程序字及地址符
程序字是组成程序段的元素,由程序字构成控制器的指令,程序字由以下几个部分组成(见图3.1):
●地址符:地址符一般是一个字母。
●数值:数值是一个数字串,它可以带正负号和小数点。正号可以省略不写。
图3.1 程序字结构
多个地址符 一个程序字可以包含多个字母,数值与字母之间还可以用符号“=”隔开。例如:CR=16.5,表示圆弧半径=16.5mm。
此外,G功能也可以通过一个符号名进行调用。例如:SCALE,即打开比例系数。
扩展地址 对于如下地址:
可以通过1~4个数字进行地址扩展,在这种情况下,其数值可以通过“=”进行赋值(参见表3.1“指令表”)。
例如:R10=6.234 H5=12.1 I1=32.67
4)程序段结构(见图3.2)
一个程序段中含有执行一个工序所需的全部数据。
程序段由若干个字和程序段结束符“LF”组成。在程序编写过程中进行换行时或按输入键时,可以自动产生程序段结束符。
图3.2 程序段结构
字顺序 程序段中有很多程序字时建议按如下顺序书写:
N_G_X_Y_Z_F_S_T_D_M_H__
程序段号说明 建议以5或10为间隔选择程序段号,以便修改插入程序段时赋予程序段号。
那些不需在每次运行中都执行的程序段可以被跳跃过去,为此,可在这样的程序段的段号之前输入斜线符“/”,通过操作机床控制面板或者通过PLC接口控制信号使跳跃程序段生效。
在程序运行过程中,一旦跳跃程序段生效,则所有带“/”符的程序段都不予执行,这些程序段中的指令当然也不予考虑,程序从下一个没带斜线符的程序段开始执行。
注释 利用加注释的方法可在程序中对程序段进行说明。注释可作为对操作者的提示显示在屏幕上。例如:
3.1.2 指令表
常用指令见表3.1。
3.2 SIEMENS802D系统编程指令
3.2.1 平面选择:G17~G19功能
系统在计算刀具长度补偿和刀具半径补偿时,必须首先选择一个平面,确定一个两坐标轴的坐标平面,在此平面中才可以进行刀具半径补偿和长度补偿。
对于钻头和铣刀,长度补偿的坐标轴为所选平面的垂直坐标轴(参见“刀具和刀具补偿”章节)。特殊情况也可以使用三维长度补偿。
切削圆弧,选择不同平面将影响圆弧插补时圆弧转向的定义,是顺时针方向还是逆时针方向的圆弧插补,在圆弧插补的平面中规定横坐标和纵坐标,由此就确定了圆弧旋转方向(参见第3.2.13节圆弧插补章节)。
平面选择有表3.2和图3.3所示几种。
表3.2 平面选择及坐标轴
图3.3 钻削/铣削时的平面和坐标轴布置
编程
N10 G17 T__ ;选择X/Y 平面
N20__X__Y__Z__ ;Z轴方向上刀具长度补偿
3.2.2 绝对和增量指令:G90,G91,AC,IC
G90和G91指令分别为绝对值数据输入和增量值数据输入。其中G90表示目标点为绝对坐标尺寸,G91表示增量尺寸输入(见图3.4)。G90/G91适用于所有坐标轴。
位置数据除了用G90/G91设定外,还可以在程序段中通过AC/IC以绝对尺寸/增量尺寸混合方式进行设定。
图3.4 绝对尺寸和增量尺寸示意图
这两个指令不决定到达终点位置的轨迹,轨迹由G功能指令决定(如G0,G1,G2,G3…)。
编程
绝对值数据输入G90
在绝对值数据输入中,尺寸取决于当前坐标系(工件坐标系或机床坐标系的零点位置)。零点偏置有以下几种情况:可编程零点偏置、可设定零点偏置或者没有零点偏置。
程序启动后G90适用于所有坐标轴,并且一直有效,直到在后面的程序段中由G91(增量值数据输入)替代为止(模态有效)。
增量值数据输入G91
在增量值数据输入中,尺寸表示待运行轴的位移量。移动的方向由符号决定。
G91适用于所有坐标轴,并且可以在后面的程序段中由G90(绝对值数据输入)替换。用=AC(…),=IC(…)定义,赋值时必须要有一个等于符号,数值要写在圆括号中。圆心坐标也可以用绝对尺寸=AC(…)定义。
编程举例3.1 G90和G91编程举例。
3.2.3 公制尺寸/英制尺寸:G71,G70,G710,G700
工件图纸所标注的尺寸可能与系统设定的尺寸不一样(英制或公制),但这些尺寸可以直接输入到程序中,系统会完成公、英制尺寸的转换工作。
编程
编程举例3.2
说明:系统根据所设定的状态把所有的几何值转换为公制尺寸或英制尺寸(这里刀具补偿值和可设定零点偏置值也作为几何尺寸)。同时,进给率F的单位也可转换为mm/min 或in/min。
基本状态可以通过机床参数设定。本章节中所给出的例子均以公制尺寸为单位。
用G70或G71编程,对所有与工件的几何数据有关联,比如:
●在G0,G1,G2,G3,G33,CIP,CT功能下的位置数据X,Y,Z。
●插补参数I,J,K(也包括螺距)。
●圆弧半径CR。
●零点偏置(TRANS,ATRANS)。
●极坐标半径RP。
其他与工件没有直接关系的几何数值,与G70/G71的编程无关。
但是,G700/G710用于设定进给率F与系统有关(如in/min、in/r或者mm/min、mm/r)。
3.2.4 极坐标,极点定义:G110~G112
通常情况下一般使用直角坐标系(X,Y,Z),但特殊工件上的点也可以用极坐标定义。如果一个工件或一个部件,其尺寸是以一个固定点(极点)的半径和角度来设定时,就可使用极坐标系编程。
平面
极坐标同样可以使用G17~G19平面。也可以设定垂直于该平面的第3根轴的坐标值,在此情况下,可以作为柱面坐标系编制三维坐标尺寸。
极坐标半径RP=__
极坐标半径定义该点到极点的距离。该值一直保存,只有当极点发生变化或平面更换后才需重新编程(见图3.5)。
极坐标角度AP=__
极角是指与所在平面中的横坐标轴之间的夹角(比如G17中X轴)。该角度可以是正角,也可以是负角。该值一直保存,只有当极点发生变化或平面更换后才需重新编程。见图3.5。
极点定义和编程:
图3.5 在不同平面中正方向的极坐标半径和极角
说明:(1)当一个极点已经存在时,极点也可以用极坐标定义。
(2)如果没有定义极点,则当前工件坐标系的零点就作为极点使用。
编程举例3.3
在极坐标中运行
用极坐标编程的位置也可以用直角坐标编程的方法运行:
●G0—快速移动直线插补。
●G1—带进给率直线插补。
●G2—顺时针圆弧插补。
●G3—逆时针圆弧插补。
编程实例 用极坐标编程,铣六边形,见图3.6,设极点在螺母中心。
图3.6 极坐标编程实例——铣六方
3.2.5 可编程的零点偏置:TRANS,ATRANS
功能 如果工件上在不同的位置有重复出现的形状要加工,或者需要重新设置一个新的参考点,这种情况下就需要使用可编程零点偏置,由此产生一个新的工件坐标系,新输入的尺寸均是以该零点为基准的数据尺寸,零点偏移可以在所有坐标轴中执行(见图3.7)。
图3.7 可编程的零点偏移
编程
编程举例3.4
子程序调用参见“子程序”章节。
3.2.6 可编程旋转:ROT,AROT
在当前的平面G17或G18或G19中执行旋转,数值为RPL=,单位是度(见图3.8)。
图3.8 在不同的平面中旋转角正方向的定义
编程
ROT/AROT指令要求一个独立的程序段。
编程举例3.5 见图3.9所示。
图3.9 可编程的偏移和旋转编程举例
3.2.7 可编程的比例缩放:SCALE,ASCALE
功能 使用SCALE,ASCALE指令,可以使所有坐标轴按编程的比例系数进行放大或缩小若干倍。
当前设定的坐标系作为比例缩放的基准。
编程
SCALE,ASCALE指令要求一个独立的程序段。
说明:(1)图形为圆时,两个轴的比例系数必须一致。
(2)如果在SCALE/ASCALE有效时,编制ATRANS功能,则偏移量也同样被比例缩放。
编程举例3.6 见图3.10所示。
图3.10 比例和偏置举例
3.2.8 可编程的镜像:MIRROR,AMIRROR
用MIRROR和AMIRROR指令可以使工件镜像加工。编制了镜像加工的坐标轴,其所有运动都以反向运行。
编程
MIRROR/AMIRROR指令要求一个独立的程序段。坐标轴的数值不受影响。
说明:(1)在镜像功能有效时,已经使用的刀具半径补偿(G41/G42)自动反向。
(2)在镜像功能有效时,旋转方向G2/G3自动反向,在不同的坐标轴中,镜像功能对使用的刀具半径补偿和G2/G3的影响,见图3.11举例和以下程序。
图3.11 镜像功能举例
编程举例3.7
3.2.9 工件装夹后,设定零点偏置指令:G53,G54~G59,G500,G153
可设定的零点偏置给出工件零点在机床坐标系中的位置(工件零点以机床零点为基准偏移)。当工件装夹到机床上后,通过对刀求出偏移量,经操作面板输入到零点偏置数据区。程序可以通过选择相应的G功能G54~G59调用此值(见图3.12和图3.13)。也可以通过对某机床轴设定一个旋转角度,使工件成一角度夹装。该旋转角可以在G54~G59调用时同时有效。
操作请参见“输入/修改零点偏置”章节。
图3.12 可设定的零点偏置
图3.13 在钻削/铣削时可几个工件同时安装,设多个零点
编程指令
编程举例3.8 见图3.13所示和以下程序。
3.2.10 可编程的工作区域限制:G25,G26,WALIMON,WALIMOF
用G25/G26定义坐标轴的工作区域,规定哪些区域可以运行,哪些区域不可以运行。当刀具长度补偿有效时,刀尖必须在此区域内;或者,刀架参考点必须在此区域内,否则将受到限制。坐标值以机床坐标系为基准。
可在设定参数中分别规定每个轴的工作区域(即软件保护)。
除了通过G25/G26在程序中编制这些值之外,还可以通过操作面板在设定参数时输入这些值。
为了使用或取消各个轴的工作区域限制,可以使用可编程的指令组WALIMON/WALIMOF。
编程
说明:(1)G25/G26可以与地址S一起,用于限定主轴转速(参见“主轴转速限制”章节)。
(2)坐标轴只有在回参考点之后工作区域限制才有效。
编程举例3.9 见图3.14所示和以下程序。
图3.14 可编程的工作区域限制,2个尺寸举例
3.2.11 快速直线移动:G00
G00功能用于快速定位刀具,移动时还没有对工件进行切削加工。当刀具远离工件或结束加工时,可以在几个轴上同时执行快速移动,由此产生一条线性轨迹(见图3.15)。
G00快速运动时,按机床参数快速设定值移动,所编F进给率无效。G00是模态指令,一直有效,直到被G功能组中其他指令(G1,G2,G3)取代为止。
图3.15 P1到P2快速移动
编程举例3.10
说明:(1)G功能组中还有其他的G指令用于定位功能(参见章节“准确定位/连续路径方式:G60,G64”)。在用G60准确定位时,可以在窗口下选择不同的精度。
(2)用于准确定位还有一个程序段方式有效的指令:G9。在进行准确定位时请注意对几种方式进行选择。
3.2.12 带进给率的直线插补:G1
G1指令使刀具以直线的方式从起始点移动到目标点位置,以地址F编程的进给速度运行,G1也可以写成G01,G1后的所有坐标轴可以同时运行。
G1是模态指令,一直有效,直到被G功能组中其他的指令(G0,G2,G3…)取代为止。
编程
说明:另外还可以使用角度ANG=__进行线性编程。
编程举例3.11 见图3.16所示和以下程序。
图3.16 三个轴同时进行直线插补,加工一个斜槽
3.2.13 圆弧插补:G2,G3功能
刀具沿圆弧方式从起始点运行到终点,插补运行方向由G功能定义(见图3.17):
G2——顺时针方向圆弧插补。
G3——逆时针方向圆弧插补。
G2/G3是模态指令,一直有效,直到被G功能组中其他的指令(G0,G1…)取代为止。进给速度由编程的进给率决定。
所要求的圆弧可以用下列不同的方式进行编程(见图3.18)。
图3.17 圆弧插补G2/G3在3个平面中的方向规定
图3.18 用G2/G3圆弧编程的方法(举例:X/Y轴)
G2/G3AP=__RP=__ ;极坐标和极点圆弧
说明:其他的圆弧编程方法有:
CT——圆弧用切线连接;
CIP——通过中间点的圆弧(参见后面的章节)。
圆弧插补时的误差
因为圆弧插补时必须输入起点、终点、圆心角、半径、圆心坐标等等,这些值往往都存在误差,系统只能接收一定范围之内的圆弧误差,此误差由机床参数设定,如果输入误差在机床参数设定范围内,系统允许进行圆弧插补;如果超过参数设定的范围,系统就会发出报警。
说明:只有用圆心和终点定义的程序段才可以编制整圆!
用半径定义的圆弧中,CR=__的符号用于选择正确的圆弧半径。因为使用同样的起始点、终点、半径和相同的方向,可以编制两个不同的圆弧,即圆心角大于180°的圆弧和圆心角小于180°的圆弧,为了区分这两个圆弧,所以CR=后可以有正、负符号。CR=-___中的负号说明圆弧段大于半圆;CR=+___中的正号说明圆弧段小于或等于半圆。图3.19中的虚线就是圆弧半径,用同样大的半径和起点、终点,可以编制两个不同的圆弧。
图3.19 在使用半径定义的程序段中,使用CR=的符号选择正确的圆弧
编程举例3.12 圆心和终点定义的编程举例(见图3.20)。
图3.20 圆心和终点坐标定义
说明:圆心坐标是相对圆弧起始点的增量值。
编程举例3.13 终点和半径定义的编程举例(见图3.21)。
编程举例3.14 终点和圆心角定义的编程举例(见图3.22)。
编程举例3.15 圆心和圆心角定义的编程举例(见图3.23)。
图3.21 终点和半径的定义
图3.22 终点和圆心角的定义
图3.23 圆心和圆心角的定义
N10G2I10J-7AR=105 ;圆心和圆心角
编程举例3.16 极坐标编程举例(见图3.24)。
图3.24 极坐标系中的圆弧
3.2.14 通过中间点进行圆弧插补:CIP
CIP功能 如果已经知道圆弧轮廓上3个点而不知道圆弧的圆心、半径和圆心角,则建
议使用CIP功能。在此,圆弧方向由中间点的位置确定(中间点位于起始点和终点之间)。用I1,J1,K1对应着不同的坐标轴,中间点定义如下:
I1=__用于X轴,J1=__用于Y轴,K1=__用于Z轴
CIP一直有效,直到被G功能组中其他的指令(G0,G1,G2…)取代为止。
CIP指令可以用绝对值G90、增量值G91进行数据输入,指令对终点和中间点都有效。
编程举例3.17 见图3.25所示。
图3.25 已知终点和中间点的圆弧插补(用G90)
3.2.15 切线过渡圆弧:CT
CT功能 在当前平面G17,G18,G19中,使用CT和编程的终点可以使圆弧与前面的轨迹(圆弧或直线)进行切向连接(见图3.26)。
圆弧的半径和圆心可以从前面的轨迹与编程的圆弧终点之间的几何关系中得出。
图3.26 圆弧与前段轨迹切向连接
编程举例3.18
3.2.16 螺旋插补:G2/G3,TURN功能
螺旋插补由两种运动组成:
在G17,G18或G19平面中进行的圆弧运动加垂直该平面的直线运动;
用指令TURN=__编制整圆循环螺线,附加到圆弧编程中,即可加工螺旋线。
螺旋插补可以用于铣削螺纹,或者用于加工油缸的润滑油槽(见图3.27)。
图3.27 螺旋插补
编程
编程举例3.19
3.2.17 等螺距螺纹切削或攻丝:G33
G33功能要求主轴旋转时有位置检测装置。
G33功能可以用来加工等螺距的螺纹,如果刀具合适,则可以使用浮动夹头攻丝,在这种情况下,浮动夹具可以补偿一定范围内出现的位移差值(见图3.28)。
图3.28 用G33攻丝
钻削深度由坐标轴X、Y、Z定义,螺距由相应的I、J、K值决定。
G33一直保持有效,直到被G功能组中其他的指令取代为止(G0,G1,G2,G3…)。
RH或LH螺纹
RH或LH螺纹由主轴的旋转方向确定:M3—顺时针旋转;M4—逆时针旋转。要求在地址S下编制一个转速。
编程举例3.20 公制螺纹5mm,查螺距表为0.8mm,螺纹底孔已钻好。
轴的进给速度
用G33编程攻螺纹,加工螺纹的轴速度由主轴速度和螺距决定,不能超过快速参数设定值,此时进给率F不起作用,但是,该进给率仍保持存储状态。
注意:加工螺纹期间主轴速度倍率开关不得改变,在此程序段中进给倍率开关也不起作用。
3.2.18 带浮动夹头的夹具攻丝:G63
G63指令用于带浮动夹头的螺纹加工,编程的进给率F必须与主轴速度(S编程或速度设定)和螺距相匹配(见图3.29),其计算公式如下:
F(mm/min)=S(r/min)×螺距(mm/r)
图3.29 用G63攻丝
当攻丝到底需要反转退出工件时,浮动夹头补偿夹具可以补偿一定范围之内出现的位移差值。退出攻丝也用G63指令,但主轴旋转方向相反,M3,M4相互转换。
G63指令是程序段方式有效,在G63之后的程序段中,以前的插补G指令(G0,G1,G2…)再次生效。
RH或LH螺纹
由主轴的旋转方向确定(M3—顺时针旋转,M4—逆时针旋转,参见“主轴运动”)。
说明:标准循环CYCLE840指令提供一个完整的带补偿运动的攻丝循环,有浮动夹头时,建议尽量选用CYCLE840指令,它可以替代G33,G63,G331,G332指令。
编程举例3.21 公制螺纹10mm,查螺距表为1.5mm,螺纹底孔已钻好:
3.2.19 螺纹插补:G331,G332
G331,G332指令要求主轴必须有位置检测控制装置和位置测量系统。
如果主轴和坐标轴的动态性能许可,可以使用G331/G332指令不带补偿运动切削螺纹。
使用G331,G332指令和补偿夹具攻丝,则补偿夹具受到的位移量会减少,从而可以进行高速攻丝(见图3.30)。
用G331加工螺纹,用G332退刀,攻丝深度由一个轴指令X、Y、Z轴定义,螺距则由相应的I、J、K指令定义。
在G332中编程的螺距与G331中编程的螺距一样,主轴自动反转,主轴转速用S编程,不用带M3/M4。
图3.30 用G331/G332攻丝
在攻丝之前,必须用SPOS=__指令,使主轴处于位置控制运行状态。
右旋螺纹或左旋螺纹 螺距的符号确定主轴方向,正:右旋(同M3);反:左旋(同M4)
坐标轴速度
G331/G332指令加工螺纹时的轴速度由主轴转速和螺距确定,而与进给率F没有关系,进给率F处于存储状态。此时,机床数据中规定的最大轴速度(快速移动速度)不允许超过,否则就会产生报警。
编程举例3.22 公制螺纹10mm,螺距1.5mm/r,孔已经预钻好:
3.2.20 返回固定点:G75
用G75指令可以返回到机床中某个固定点,比如换刀点,固定点位置固定地存储在机床数据中,它不会产生偏移,每个轴的返回速度都是快速移动。
G75需要一个独立的程序段,且程序段方式有效。机床坐标轴的名称必须编程!
在G75之后的程序段中,原先“插补方式”的G指令(G0,G1,G2…)将再次生效。
编程举例3.23
N10G75X=0Y=0Z=0
3.2.21 回参考点:G74
用G74指令实现NC程序中回参考点功能,每个轴的方向和速度存储在机床数据中,G74需要一个独立的程序段,且程序段方式有效。机床坐标轴的名称必须编程!
在G74之后的程序段中,原先“插补方式”的G指令(G0,G1,G2…)将再次生效。
编程举例3.24
N10G74X1=0Y1=0Z1=0
注释:程序段中X1,Y1和Z1(在此=0)下编程的数值不识别,必须写入。
3.2.22 进给率F
进给率F是刀具轨迹速度,它是所有移动坐标轴速度的矢量之和,坐标轴速度是刀具轨迹速度在坐标轴上的分量。
进给率F在G1,G2,G3,CIP,CT“插补方式”中生效,并且一直有效,直到被一个新的地址F取代为止。
编程
F___ ;每分钟的进给率
注释:在取整数值方式下可以取消小数点后面的数据,如F300。
进给率F的单位
地址F的单位由G功能确定,即G94和G95:
G94—直线进给率,单位mm/min;
G95—旋转进给率,单位mm/r(只有主轴旋转才有意义)。
注释:这些数值以公制尺寸给出,请参阅“公制和英制尺寸”转换中的说明,这里也可以采用英制。
编程举例3.25
注释:G94和G95更换时要求写入一个新的地址F。
3.2.23 圆弧进给率修正:CFTCP,CFC
如果刀具半径补偿(G41/G42)和圆弧编程已经使用,若使编程的进给率F在圆弧轮廓拐角处生效,就必须对刀具中心点处的进给率进行修正。
如果该修正功能已经接通,则会自动考虑圆弧的内外加工,以及当前的刀具半径。
对于直线轮廓的加工则无需进行进给率的修正,此时,刀具中心点处的进给率与所编轮廓处的进给率相同。
如果要求所编的进给率在刀具中心有效,则必须关闭进给率修正。使用模态有效的指令CFTCP/CFC(G功能)关闭该功能。
编程
修正的进给率 见图3.31所示。
外部圆弧加工:F修正=F编程(r轮廓+r刀具)/r轮廓
内部圆弧加工:F修正=F编程(r轮廓-r刀具)/r轮廓
式中 r轮廓——圆弧轮廓半径;
r刀具——刀具半径。
图3.31 用于内部/外部加工的进给率修正G901
编程举例3.26
3.2.24 准确定位/连续路径加工:G9,G60,G64
针对程序段转换时不同的性能要求,802D提供一组准确定位的G功能,用于进行最佳匹配的选择。比如,有时要求坐标轴快速定位,有时要求对轮廓编程的几个程序段进行连续路径加工,特别是CAD/CAM生成的程序,它是由若干段直线逼近轮廓的短直线。如果不用G64功能,无论是加工效力、加工质量,都会大大地降低。
编程
准确定位G60,G9
G60或G9功能生效时,当到达定位精度后,移动轴的进给速度减小到零。
如果一个程序段的轴位移结束并开始执行下一个程序段,则可以设定下一个模态有效的G功能:
●G601—精定位。
当所有的坐标轴都到达“精定位的位置”(机床参数设定值)后,开始进行程序段转换。
●G602—粗定位。
当所有的坐标轴都到达“粗定位的位置”(机床参数设定值)后,开始进行程序段转换。
在执行多次定位过程时,“准确定位”如何选择将对加工运行总时间影响很大,应根据工件的精度要求选择粗、精定位功能,适当提高工作效率,精定位调整需要时间较长(见图3.32)。
图3.32 G60/G9生效时,粗、精定位示意图
编程举例3.27
注释:指令G9仅对本程序段有效,而G60准确定位则一直有效,直到被G64取代为止。
连续路径加工G64
连续路径加工方式的目的就是在执行一个程序段到下一个程序段时,转换过程中避免进给停顿,并使其尽可能以相同的轨迹速度(切线过渡)转换到下一个程序段,并以预先的速度过渡执行下一个程序段的功能。
在有拐角的轨迹过渡(非切线过渡)时,有时必须降低速度,从而保证程序段转换过程中不发生速度的突然变化,或者加速度的改变受到限制(如果SOFT有效)。
编程举例3.28
速度预览(Look Ahead功能)
在G64连续路径加工方式下,控制系统预先自动确定NC程序段的速度,在接近切线过渡的情况下,可以连续几个程序段进行加速或减速。若加工路径由几个较短的位移组成,则使用预览功能可以达到更高的速度(见图3.33)。
图3.33 G60和G64速度性能比较(短行程程序段)
3.2.25 加速度性能:BRISK,SOFT
BRISK功能
机床坐标轴按最大加速度运行,直至达到所要求的进给率。提供最短时间最优化的加工过程,从而可以在很短时间之内就可以达到设定速度。但必须注意的是:在加速过程中机床会出现一些振动。
SOFT功能
机床坐标轴按上升的加速度运行,直至达到所要求的进给率。SOFT加速性能避免了加速度的突变,从而使产生的轨迹精度更高,并减轻了机械部件的负担(见图3.34)。
编程
编程举例3.29
图3.34 BRISK/SOFT加速特性时的轨迹速度图形
3.2.26 比例加速度补偿:ACC
某些程序段,有时必须对机床数据中设定的进给轴或主轴的加速度进行修改,这种可编程的加速度就是一种比例加速度补偿。对于每个进给轴(比如X轴)或主轴(S)可以编制一个0%~200%的比例值。
在这种情况下,轴就以这种比例加速度进行插补。用于加速度的有效机床数据值,即基准值为100%(取决于进给轴或主轴。若是主轴,则还与齿轮转速级和定位方式或速度方式相关)。
编程
编程举例3.30
有效性
极限值的限制适用于自动方式和MDA方式下各种插补方式,对于JOG方式和回参考点方式则不适用。
ACC[…]=100时取消加速度的补偿;用复位方式及程序结束也可以取消加速度的补偿。
在空运行时编程的补偿一样有效。
注释:只有当驱动器具有相应的驱动器能力时,编程值大于100%才可以执行,否则将会报警。
3.2.27 带先导控制功能运行:FFWON,FFWOF
通过先导控制功能,可以把轨迹运行时速度相关的波动距离减少为零,利用先导控制功能,可以使轨迹运行精度更精确,从而使加工结果更令人满意。
编程
编程举例3.31
3.2.28 第4轴功能
第4轴取决于机床的机械结构设计,有时必须要有一个第4轴,如用于回转工作台、旋转工作台。该轴可以设计成直线轴,也可以设计成回转轴,如U轴、C轴或A轴等等。若为回转轴,则设计的运行范围在0°~360°。
如果机床机械设计合理,则第4轴可以作为线性轴与原先的进给轴一起运行。如果该轴与X、Y、Z轴编在一个程序段中,并且含有G1或G2/G3指令,则它没有独立的进给率F,而是取决于进给轴X、Y、Z的进给率,并且与其他轴一起开始和结束。但是,该速度值不能大于所规定的极限值。
如果该轴用指令G1编程在一个独立的程序段中,则它以有效的进给率F运行。如果是一回转轴,则用G94时单位是°/min,用G95时单位是°/r。该轴可以设定偏移量(G54~G57),还可进行TRANS,ATRANS编程。
编程举例3.32 假设第4轴为一个旋转轴,名称为A:
回转轴中使用的特殊指令:DC、ACP、CAN,如回转轴为A:
编程举例3.33
3.2.29 暂停:G4
在两个程序段之间编入一个G4程序段,可以使加工按给定的时间暂停,比如钻削平底孔、切槽加工等等。
G4程序段(含地址F或S)只对本身程序段有效,并按所给定的时间暂停。在此之前程序编写的进给率F和主轴转速S保持存储状态。
编程
编程举例3.33
注释:G4S___,当转速通过S__编程时可以这样编入。
3.2.30 主轴转速S及旋转方向
当机床具有受控主轴时,主轴的转速可以用地址S编程,单位为r/min,旋转方向和主轴运动起始点和终点通过M指令规定:
M3—主轴正转;
M4—主轴反转;
M5—主轴停止。
说明:如果在程序段中不仅有M3或M4指令,而且还写有坐标轴运行指令,则M指令在坐标轴运行之前生效。
缺省设定:当主轴运行之后(M3,M4),坐标轴才开始运行;如果程序段中有M5,则坐标轴在主轴停止之前先开始运动。可以通过程序结束或复位停止主轴,程序开始时主轴转速零有效。
注释:其他的可以通过机床参数进行设定。
编程举例3.34
3.2.31 主轴转速极限:G25,G26
通过在程序中写入G25或G26指令和地址S后的转速,限制主轴的极限值范围。与此同时,原来设定的数据值被覆盖。
G25或G26指令均要求一个独立的程序段,原先编程的转速S保持存储状态。
编程
说明:主轴转速的最高极限值在机床参数中设定。通过操作面板可以调用其他极限设定参数。
编程举例3.35
3.2.32 主轴定位:SPOS
前提条件:主轴必须设计成可以进行位置控制的状态下才能运行。
利用功能SPOS可以把主轴定位到一个确定的角度位置,然后主轴通过位置控制保持在这一位置。
定位运行速度在机床参数中设定,有两种情况:
第一是主轴正在旋转状态下(顺时针旋转/逆时针旋转)进行定位时,运行方向保持不变;第二是从静止状态进行定位时,从起始点位置到终点位置,定位运行按最短位移进行。
例外的情况是:主轴首次运行,也就是说测量系统还没有同步进行工作。这种情况下定位运行方向在机床参数中设定。
用SPOS=ACP(…),SPOS=ACN(…)设定的主轴,其他运行指令同样适用于回转坐标轴。
主轴定位运行可以与同一程序段中的坐标轴同时运行,当两种运行都结束以后,此程序段才结束。
编程
编程举例3.36
3.2.33 轮廓倒圆,倒角
一个轮廓拐角处可以进行倒圆或倒角,指令CHF=__或者RND=__与加工拐角的运动轴指令写入一个程序段中。
编程
说明:在当前的平面G17~G19中执行倒角/倒圆功能,程序段中若轮廓长度不够,则会自动地减小倒角和倒圆的编程数值值。
在下列情况下,不可以倒角/倒圆:
(1)连续编程的程序段超过3段没有运行指令。
(2)要更换平面。
倒角CHF=___
直线和直线轮廓之间、圆弧和圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间需要倒去棱角,可选用CHF=功能(见图3.35)。
图3.35 两段直线之间倒角举例
编程举例3.37
倒圆RND=
直线和直线轮廓之间、圆弧和圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间需要倒一圆弧,倒出的圆弧与轮廓相切,可选用RND=倒圆(见图3.36)。
图3.36 倒圆举例
编程举例3.38 倒圆编程举例。
3.2.34 轮廓定义编程
如果从图纸中无法知道轮廓终点坐标,但有角度标示,则可以用角度编制一条直线。在任何一个轮廓拐角都可以插入倒圆和倒角,在拐角程序段中写入相应的指令CHR=___或者RND=___。
在含有G0或G1的程序段中使用轮廓定义编程。
理论上讲,可以使任意多的直线程序段发生关联,并且在其间插入倒圆或倒角。在这种情况下,每条直线必须通过点或角度参数明确定义。
编程
角度ANG=
如果在平面中一条直线只给出一个终点坐标,或者几个程序段确定的轮廓仅给出其最终终点坐标,则可以通过一个角度参数来定义该直线。该角度始终是与横坐标的夹角。逆时针方向为正方向,反之为负方向(见图3.37)。
图3.37 在G17平面中定义直线的角度参数
倒角CHR=
在拐角处的两段直线之间有一倒角,编程值就是倒角的直角边长(见图3.38)。
图3.38 用CHR插入一个倒角
编程
倒圆RND=
两段直线之间有一个圆弧过渡,圆弧和这两条直线相切,可以用倒圆功能编程(见图3.39)。
图3.39 两段直线倒圆角
编程
N10G1X20Y25RND=6
N20G1X28Y-5
见图3.40和图3.41。
图3.40 倒圆,倒角
图3.41 G17平面中多程序段倒圆轮廓举例
说明:在当前的平面G17~G19中执行“轮廓定义编程”功能,该功能有效时不可以改变平面。
注意:(1)如果在一个程序段中同时编制了倒圆和倒角,则不管编程的顺序如何,系统选择倒圆。
(2)除了轮廓定义编程之外,还有用CHF=定义的倒角,这种情况的倒角为斜边长度,而不是CHR=定义的倒角的直角边长。
3.2.35 刀具补偿
使用刀具补偿功能对工件进行编程时,无需考虑刀具长度或刀具半径。可以直接根据工件图纸尺寸对工件进行编程(见图3.42)。
图3.42 用不同半径的刀具加工工件、刀补示意图
刀具参数事先输入到刀具参数存储区,在程序中只要调用所需的刀具号及其补偿参数代号,控制器利用这些参数自动计算补偿轨迹,从而加工出所要求的工件(见图3.43)。
图3.43 返回工件表面Z0——不同的长度补偿
3.2.36 刀具T
用T指令编程可以选择更换刀具。有两种方法来执行:一种是用T指令直接更换刀具,另一种是仅仅进行刀具的预选,换刀还必须由M6来执行。选择哪一种,制造调试机床时必须在机床参数中确定:
(1)用T指令直接更换刀具。
(2)仅用T指令预选刀具,另外还要用M6指令配合才可以进行刀具更换。
注意:如果已经调用一把刀具,则它一直保持有效,不管程序是否结束以及电源开/关。如果要手动更换一个刀具,必须把更换的刀具号输入到控制系统,确认系统已经识别正确的刀具。
编程
说明:系统中最多同时存储32把刀具。
编程举例3.39
3.2.37 刀具补偿号D
一个刀具可以匹配1~9个不同补偿的数据组(用于多个切削刃)。用D及其相应的序号可以编制一个专门的切削刃(见图3.44)。
图3.44 刀具补偿号匹配举例
如果没有编写D指令,则D1自动生效;如果编程D0,则刀具补偿值无效。
说明:系统中最多可以同时存储64个刀具补偿数据组。
编程
说明: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3.40
不用M6更换刀具(只用T):
用M6更换刀具:
在补偿存储器中有如下内容:
(1)几何尺寸、长度、半径
几何尺寸由几部分组成:基本尺寸和磨损尺寸,控制器处理这些尺寸,计算并得到最终尺寸(比如:长度总和,半径总和),在接通补偿存储器时这些最终尺寸有效。
最终尺寸由刀具类型指令和G17,G18和G19指令确定如何计算出坐标轴中这些尺寸值(见图3.45)。
图3.45 三维刀具长度补偿有效(特殊情况)
(2)刀具类型
由刀具类型可以确定需要哪些几何参数,以及怎样进行计算,如钻头和铣刀的参数就不同,见图3.46和图3.47。
图3.46 钻头举例说明所要求的补偿参数
图3.47 铣刀所要求的补偿参数
刀具的特殊情况:在刀具型号铣刀和钻头中,长度2和长度3的参数仅用于特殊情况(比如弯头结构的多尺寸长度补偿)。
3.2.38 刀具半径补偿:G41,G42
希望刀具在所选择的插补平面G17~G19中带刀具半径补偿工作,事先将刀具半径存入刀具参数,程序里必须有相应的D补偿号才能有效。刀尖半径补偿通过G41/G42后跟G01或G00建立,控制器自动计算出当前刀具运行所产生的、与编程轮廓等距离的刀具轨迹。见图3.48和图3.49所示。有关刀具半径补偿的优点,详见第6章刀具半径补偿。
图3.48 刀具半径补偿(切削刃半径补偿)
编程
图3.49 G41/G42指令使刀具在工件轮廓左边/右边补偿
刀具半径补偿过程分为三步:启动刀补、执行补偿模式、取消补偿。只有在直线插补G0、G1时,才可以进行G41/G42补偿。要编制两个坐标轴X、Y,如果你只给出一个坐标轴的尺寸,则第二个坐标轴自动地以上次编程的尺寸赋值。
刀补时刀具以直线方式走向轮廓,并在轮廓起始点处与轨迹切向垂直。正确地选择起刀点,保证刀具运行不发生碰撞至关重要,建议起刀点与轮廓起点的距离大于刀具半径。
通常情况下,G41/G42程序段之后紧接着工件轮廓的第一个程序段。
编程举例3.41 见图3.50所示。
图3.50 举例:G42刀具半径补偿
3.2.39 拐角性能:G450,G451
在G41/G42有效的情况下,一段轮廓到另一段轮廓有拐角过渡时,可以通过G450和G451功能调节拐角性能。
控制器自动识别内角和外角,对于铣削内角,系统控制刀具走到轨迹等距线交点,然后执行下一个程序段。内、外角的角度性能见图3.51和图3.52。
图3.51 外角的角度性能
图3.52 内角的角度性能
编程
圆弧过渡G450
用圆弧过渡G450时,刀具中心轨迹为一个圆弧,其起点为前一曲线的终点,终点为后一曲线的起点,半径等于刀具半径。
圆弧过渡必须在两个带运行指令的程序段时才有效,否则无效。
交点过渡G451
用指令G451时,刀具走到中心轨迹交点,以刀具半径为距离的等距线交点(圆弧或直线),才进行过渡。
当轮廓有尖角时,刀具会多走一个矢量,用圆弧过渡方式进行,圆弧大小与刀具的半径有关。
当到达所设定的角度值时,控制系统自动转换到圆弧过渡(见图3.53)。
图3.53 尖角转换到圆弧过渡
3.2.40 取消刀具半径补偿:G40
用G40取消刀具半径补偿,G40指令之前的程序段刀具以正常补偿方式结束,结束时补偿矢量垂直于轨迹终点切线处(见图3.54)。
图3.54 结束刀具半径补偿图
在运行G40程序段之后,刀具到达编程终点。撤刀补刀时注意:铣内轮廓时,往内轮廓中心方向撤刀补;铣外轮廓时,往外轮廓外面撤刀补。编制终点要确保撤刀补不碰撞工件,否则会很危险,撤刀补的距离必须大于刀具半径。有关取消刀补的情况同第4章取消刀补。
编程
注意:只有在直线插补(G0、G1)情况下才可以取消刀具补偿。
编制两个坐标轴移动的程序,如果只给出一个坐标轴的尺寸,则第二个坐标轴自动地以上一次编程的尺寸赋值。
编程举例3.42
3.2.41 刀具半径补偿中的几个特殊情况
重复执行补偿
重复执行相同的补偿方式时,可以直接进行新的编程而无需在其中写入G40指令。
新补偿调用之前的程序段,其轨迹终点处按补偿矢量的正常状态结束,然后开始新的补偿。
变换补偿号D
可以在补偿运行过程中变换补偿代号D。补偿号变换后,在新补偿号程序段的起始处新刀具半径补偿就已经生效,但整个变化须等到程序段结束才能完成。这些修改值由整个程序段连续执行,圆弧插补时也一样。
变换补偿方向
补偿方向指令G41和G42可以相互变换,无需在其中再写入G40指令。
原补偿方向的程序段在其轨迹终点处按补偿矢量的正常状态结束,然后按新的补偿方向开始进行补偿(见图3.55)。
图3.55 更换补偿方向
通过M2结束补偿
如果通过M2(程序结束)而不是G40指令结束补偿运行,则最后的程序段以补偿矢量正常坐标位置结束,不进行撤补偿移动,程序以此刀具位置结束。
刀具半径补偿优点见第6章。
3.2.42 刀具半径补偿举例
编程举例3.43 样板零件铣削,深度为5mm(见图3.56)。
图3.56 刀具半径补偿举例
3.2.43 辅助功能M
利用辅助功能M可以设定一些开关操作,如“打开/关闭冷却液”等等。
除少数M功能被数控系统生产厂家固定地设定了某些功能之外,其余部分均可供机床生产厂家自由设定。
在一个程序段中最多可以有5个M功能。
注意:控制系统中所使用和预留的辅助功能见附录M功能表。
编程
M___
M功能在坐标轴运行程序段中的作用情况:
如果M0、M1、M2功能位于一个有坐标轴运行指令的程序段中,则只有在坐标轴运行之后,这些功能才会有效。
对于M3、M4、M5功能,则在坐标轴运行之前信号就传送到内部的接口控制器中。只有当受控主轴按M3或M4启动之后,坐标轴才开始运行。在执行M5指令时并不等待主轴停止,坐标轴已经在主轴停止之前开始运动。
其他M功能信号与坐标轴运行信号一起输出到内部接口控制器上。
如果需要在坐标轴运行之前或之后执行一个M功能,则必须编制一个独立的M功能程序段。但是,此程序段会中断G64连续路径运行方式,并产生停止状态!
编程举例3.44
N180M78M67M10M12M37;程序段中最多有5个M功能
注意:除了M功能和H功能之外,T、D和S功能也可以传送到PLC。每个程序段中最多可以写入10个这样的功能指令。
3.2.44 H功能
用H功能可以把浮点数据由程序传送到PLC(形式与计算参数类似,参见章节“计算参数R”)。
H功能数值的含义由机床制造厂定义。每个NC程序段最多可以编制3个H功能。
编程
H0=___~H9999=___
编程举例3.45
注意:除了M功能和H功能之外,T、D和S功能也可以传送到PLC。每个程序段中最多可以写入10个这样的功能指令。
3.2.45 计算参数R
一个NC程序不仅仅适用于常数下的加工,有时还可以用变量计算出数值进行加工,这种情况均可以使用计算参数。程序运行时由控制器计算或设定所需要的数值,也可以通过操作面板设定参数数值,如果参数已经赋值,则它们可以在程序中对由变量确定的地址进行赋值。
编程的变量参数从R0=___~R299=___共300个。
赋值
可以在以下数值范围内给计算参数R赋值:
±(0.000 000 1~99 999 999)(8位,带符号和小数点)
在取整数值时可以去除小数点。正号可以省去。
编程举例3.46 R0=3.5678 R1=-37.3 R2=2 R3=-7 R4=-645.872
用指数表示法可以赋值更大的数值范围,即
±(10-300~10+300)
指数数值写在EX符号之后,最大符号数:10(包括符号和小数点);EX值范围:-300~+300。
编程举例3.47
注释:一个程序段中可以有多个赋值语句,也可以用计算表达式赋值。
给其他的地址赋值
通过给其他的NC地址分配计算参数或参数表达式,可以增加NC程序的通用性。可以用数值、算术表达式或R参数对任意NC地址赋值,但对地址N、G和L例外。
赋值时在地址符之后写入符号“=”。赋值语句也可以赋值一负数。给坐标轴地址(运行指令)赋值时,要求有一独立的程序段。
编程举例3.48
参数的计算
在计算参数时也遵循通常的数学运算规则,圆括号内的运算优先进行,乘法和除法运算优先于加法和减法运算。
角度计算单位为度(°)。
编程举例3.49 R参数编程举例。
编程举例3.50 坐标轴赋值编程举例。
N10G1G91 X=R1 Z=R2 F300
N20Z=R3
N30X=-R4
N40Z=-R5
…
3.2.46 程序跳转
1)标记符程序跳转
标记符或程序段号用于标记程序中所跳转的目标程序段,用跳转功能可以实现程序运行分支。标记符可以自由选取,但必须由2~8个字母或数字组成,其中开始两个符号必须是字母或下划线,跳转目标程序段中标记符后面必须为冒号,标记符位于程序段段首,如果程序段有段号,则标记符紧跟着段号。在一个程序段中,标记符不能含有其他意义。
编程举例3.51
2)绝对跳转
NC程序在运行时以写入时的顺序来执行程序段,程序在运行时,可以通过跳转指令改变执行顺序。跳转目标只能是有标记符的程序段,此程序段必须位于该程序之内。绝对跳转指令必须占用一个独立的程序段。
编程(见表3.3)
表3.3 绝对跳转
绝对跳转举例见图3.57。
3)有条件跳转
用IF条件语句表示有条件跳转,如果满足跳转条件(也就是值不等于零),则进行跳转,跳转目标只能是有标记符的程序段,该程序段必须在此程序之内。
有条件跳转指令要求一个独立的程序段,在一个程序段中可以有许多个条件跳转指令,
使用了条件跳转指令后会使程序得到明显的简化。
图3.57 绝对跳转举例
编程(见表3.4)
表3.4 有条件跳转
用比较运算(见表3.5)表示跳转条件,计算表达式也可用于比较运算。
表3.5 比较运算
比较运算的结果有两种:一种为“满足”,另一种为“不满足”。“不满足”时,该运算结果值为零。
编程举例3.52 比较运算编程举例。
编程举例3.53
一个程序段中有多个条件跳转:
…
N20IF R1=1GOTOB MA1IF R1=2GOTOF MA2__
注释:第一个条件实现后就进行跳转。
4)程序跳转举例
圆周上点的移动钻孔,见图3.58所示。
图3.58 圆弧上点的移动
已知:
钻孔编程举例3.54
程序说明:在程序段N10中给计算参数赋值,N20中进行坐标轴X和Y的赋值和数值计算,程序段N30中R1增加R3角度,R4减小数值1,N40程序中,如果R4>0,则跳转执行N20,否则往下执行程序N50。
3.2.47 子程序
原则上讲主程序和子程序之间并没有区别,用子程序编写经常重复加工的某一确定的轮廓形状,可以缩短程序的长度,减轻编程员的工作量。子程序位于主程序中适当的地方,在需要时进行调用、运行,可简化程序编制(见图3.59)。
图3.59 一个工件加工中4次使用子程序
子程序的结构与主程序的结构一样,子程序也是在最后一个程序段中用M2或M17结束子程序运行,子程序结束后返回主程序。
程序结束除了用M2指令外,还可以用RET指令结束子程序,RET要求占用一个单独的程序段,不能和其他内容写在同一行。用RET指令结束子程序返回主程序时不会中断G64连续路径运行方式,用M2指令则会中断G64运行方式,并进入停顿状态。
图3.60是两次调用子程序的示意图。
图3.60 举例:两次调用子程序
子程序程序名
为了方便地调用某一子程序,必须给子程序取一个程序名。程序名可以自由选取,但必须符合以下规定:
●开始2个符号必须是字母。
●其他符号为字母、数字或下划线。
●最多16个字符。
●不能用分隔符。
其方法与主程序中程序名的选取方法一样,例如:FRAME7。
另外,子程序中还可以使用地址字L__,其后的值可以有7位(只能为整数)。
注意:地址字L之后的每个零均有意义,不可省略,例如:L128并非L0128或L00128!以上表示3个不同的子程序。
注释:子程序名L6专门用于更换刀具。
子程序调用
在一个程序中(主程序或子程序)可以直接用程序名调用子程序,调用子程序要求占用一个独立的程序段。
编程举例3.55
程序重复调用次数P__
如果要求多次连续地执行某一子程序,在编程时,必须在所调用的子程序名后输入地址P,并在P后写入调用次数,最多次数可为9 999,即P1~P9 999。
编程举例3.56
嵌套深度
子程序不仅可以被主程序调用,子程序也可以调用子程序,还可以从其他子程序中调用,这个过程称为子程序的嵌套,子程序的嵌套深度可以为8层,也就是8级程序界面(包括主程序界面),见图3.61所示。
图3.61 8级程序界面运行过程
说明:在子程序中可以改变模态有效的G功能,比如G90到G91的变换,在返回调用程序时,请注意检查一下所有模态有效的功能指令,并按照要求进行调整。
对于R参数也同样需注意,不要无意识地用上级程序界面中所使用的计算参数来修改下级程序界面的计算参数。
SIEMENS 802D系统循环要求最多4级程序。
3.2.48 调用固定循环
循环是用于特定加工过程的工艺子程序,比如用于钻孔、铣槽切削或螺纹切削等。循环用于各种具体加工过程时,只要改变循环指令和参数就可以。编辑程序时在面板上调用相应的循环指令,根据图形显示,修改参数即可。按确认键,需要的参数即传送进入程序。
编程举例3.57
有关固定循环的指令,请看指令表,在系统程序管理窗口下,按循环键,显示系统所有循环指令。在编辑时调用所需要的循环指令,输入参数按确认键即可。
模态调用循环
在有MCALL指令的程序段中调用子程序,如果其后的程序段中含有轨迹运行,则子程序会自动调用。该调用一直有效,直到执行下一个程序段。
MCALL指令是模态调用子程序的程序段,模态调用结束也用MCALL指令,后不跟数据。它们均需要一个独立的程序段。
用MCALL指令可方便地加工各种形状排列的孔,如:多排行孔、圆周孔等,见图3.62和图3.63。
图3.62 排孔HOLES1图
图3.63 圆周孔HOLES2图
图3.64 CYCLE82图
排孔HOLES1编程参数(见图3.62):
圆周孔HOLES2编程参数(见图3.63):
钻孔CYCLE82编程参数(见图3.64):
(www.xing528.com)
铣模式SLOT2编程参数(见图3.65):
图3.65 铣模式SLOT2图
编程举例3.58 排孔钻削编程举例。
铣矩形腔 POCKET3 编程参数如下(见图3.66):
图3.66 POCKET3 铣矩形腔图
铣圆形腔 POCKET4 编程参数如下(见图3.67):
图3.67 POCKET4 铣圆形腔图
深孔钻削循环 CYCLE83 编程参数如下(见图3.68):
说明:深孔钻削排屑时(VARI=1):操作顺序如下:
(1)使用G0走到安全距离之前的参考平面。
(2)使用G1走到起始钻孔位置,调用程序中的进给率,它取决于参数FRF值。
(3)钻到孔的深度停顿(参数DTB)。
(4)使用G0返回参考平面排屑。
(5)在起始点执行停顿时间(参数DTS)。
(6)使用G0回到上次钻孔深度,并保留安全距离。
(7)使用G1钻削下一个钻孔深度(重复2~7步动作顺序直至到达最后钻孔深度)。
(8)使用G0走到返回平面。
CYCLE93排屑钻孔(见图3.68)
图3.68 深孔钻削排屑(用刀架钻孔的车床图例)
图3.69 深孔钻削断屑(用刀架钻孔车床图例)
深孔钻削断屑时(VARI=0):操作顺序如下:
(1)用G0走到安全距离之前的参考平面。
(2)用G1钻孔到第一次深度,使用程序中的进给率,它取决于参数FRF。
(3)钻到孔深执行停顿时间(参数DTB)。
(4)使用G1从当前钻孔深度后退1mm,调用程序中的编程进给率(用于断屑)。
(5)用G1按所编程序的进给率执行下一次钻孔切削,重复2~5步直至到达最终钻削深度。
(6)用G0退到返回平面(见图3.69)。
编程举例:加工网格孔,包括5行,每行5个孔,分布在XY平面中,孔间距为10mm,钻深75mm,如图3.70所示,网格孔的起始点在X30,Y20处。此程序使用R参数作为循环的转换参数。
图3.70 网格孔
切槽循环CYCLE93(车削用切槽)
CYCLE93循环可以切削外槽和内槽
加工步骤如下:
步骤1,每次进给首先进行粗切加工到槽底,切削过程中间断后退便于断屑(见图3.71)。
图3.71 步骤1
图3.72 步骤2
步骤2,垂直进给方向按一步或多步加工出槽,从槽宽方向第二刀切削开始,退刀前刀具将退回1mm(见图3.72)。
步骤3,如果在ANG1或ANG2下编制了角度值,进行一次侧面的毛坯切削,如果槽宽较大,则分多步沿槽宽进行进给(见图3.73)。
步骤4,从槽边到槽中心平行于轮廓进行精加工余量的毛坯切削,在此过程中,循环可以自动选择或不选择刀具半径补偿(见图3.74)。
图3.73 步骤3
图3.74 步骤4
参数含义说明(见图3.75和图3.76)。
图3.75 切槽参数含义
图3.76 端面切槽参数含义
SPD和SPL(起始点X、Z值)
定义槽的起始点,从起始点开始,系统自动计算出切槽轮廓,切削外部槽时,刀具首先按纵向轴方向移动,切削内部槽时,刀具首先按横向轴方向移动。起始点与加工类型有关。
WIDG和DIAG(槽宽和槽深)
参数槽宽(WIDG)和槽深(DIAG)是用来定义槽的形状。计算时,循环始终认为该点是SPD和SPL下的编程点。
如果槽宽大于有效刀具的宽度,循环将整个宽度分多刀切削,最大进给宽度是刀具宽度的95%,这样可以形成重叠切削。如果所编程序的槽宽小于实际刀具宽度,将出现错误报警信息61602“刀具宽度定义不正确”同时加工终止。如果在循环中发现刀具切削刃宽度等于零,也会发出报警。
STA1(角度)
使用参数STA1来编程加工锥度上的槽。该角可以采用0~180°,并且始终用于纵向轴。
ANG1和ANG2(侧面角)
不对称的槽可以通过不同定义的角度来描述。该角可以采用0~89.999°。
RCO1,RCO2和RCI1,RCI2(半径/倒角)
槽的形状可以通过输入槽边或槽底的半径/倒角来确定。注意:输入倒圆半径是正符号,而倒角是负符号。
选择编程是倒角还是倒圆和参数VARI的数值有关,VARI=1~8是倒角,VARI=11~18是倒圆。
FAL1和FAL2(精加工余量)
可以单独编制槽底和侧面的精加工余量,见图3.77。在加工过程中,进行毛坯切削直至最后余量。然后使用相同的刀具沿着最后轮廓进行平行于轮廓的精切。
图3.77 精加工余量
IDEP(进给深度)
通过参数编制一个进给深度,可以将切槽分成几个深度进给。每次进给后,刀具退回1mm以便断屑。在所有情况下必须编制参数IDEP。
VARI(加工类型)
槽的加工类型由参数VARI的数值定义。它可以采用图中所示的值(见图3.78)。数值表示三种含义:
图3.78 参数VARI(加工类型选择)
①VARI的数值表示不同的下刀位置选择。②内槽、外槽的区别。③槽的型状是倒圆或倒角。
VARI从1~8:倒角被考虑成CHF。
VARI从11~18:倒角被考虑成CHR。
如果参数编有其他不同的值,循环将终止并产生报警61002“加工类型定义错误”,加工前循环进行轮廓监控以便得到正确的槽轮廓。槽底倒圆、倒角出现干涉,循环也将终止,并发出报警61603“槽形状定义不正确”。
补充说明
调用切槽循环之前,必须使用一个双刀刃刀具,两个切削刃的偏移值必须以两个连续刀具号保存,而且在首次循环调用之前必须激活第一个刀具号。循环本身使用哪一个加工步骤和哪一个刀具补偿值由系统自动执行。循环结束后,在循环调用之前编程的刀具补偿号重新有效。当循环调用时,如果刀具补偿未编入刀具号,循环将终止并出现报警61000“无有效的刀具补偿”。
切槽编程举例(见图3.79)
图3.79 切槽编程举例
此程序是在纵向轴方向的A点处进行外部切槽,起始点在X35,Z60。
循环将使用刀具T5,刀具补偿D1和D2。切削刀具必须相应地对刀赋值。
毛坯粗切循环 CYCLE95(车削用)
CYCLE95的编程参数如下:
毛坯切削循环,可以用最大的切削深度经过多次走刀把加工余量切除掉,仅留下精加工余量。粗切时,通过调用工件轮廓子程序进行,子程序中,轮廓可以包括凹凸轮廓切削。使用纵向加工时,可以加工外轮廓或内轮廓。工艺可以随意选择粗加工、精加工、粗精综合加工。粗加工轮廓时,刀具半径补偿可以由循环自动选择或不选择。
操作顺序
循环开始前把刀具送到毛坯附近,这一点是循环的起始点,起始点位置可以是任意位置,但必须保证刀具从该位置回轮廓起始点时不发生刀具碰撞。
1)无凹凸切削的粗加工过程(见图3.80)
①内部计算出当前深度的进给总量,并用G0返回。
②使用G1和FF1进给率回到轴向粗加工的交点。
③使用G1/G2/G3和FF1沿轮廓+精加工余量进行平行于轮廓和倒圆切削。
④按VRT下所编程的量,每个轴使用G0退回。
⑤重复此顺序直至到达加工的最终深度。
⑥进行无凹凸切削的粗加工结束时,坐标轴依次返回循环的起始点。
图3.80 无凹凸切削的粗加工
图3.81 有凹凸切削的粗加工
2)粗加工有凹凸切削部分(见图3.81所示),循环将执行分层切削
●坐标轴使用G0依次回到起始点以便下一步的凹凸切削,此时必须遵守循环内部的安全间隙。
●使用G1/G2/G3和FF1沿轮廓+精加工余量进给。
●使用G1和进给率FF1回到轴向粗加工的交点。
●沿轮廓进行倒圆切削,和第一次加工一样进行后退和返回。
●如果还有凹凸切削轮廓,为每个凹凸切削重复以上顺序。
注意:凹凸切削需根据工件轮廓形状选择合适刀具,避免刀具干涉。
精加工:
●坐标轴使用G0依次回到循环起始点。
●两轴使用G0同时回到轮廓的起始点。
●使用G1/G2/G3和FF3沿轮廓进行精加工。
●使用G0两轴退回起始点。
参数说明
NPP轮廓子程序名称
此参数用来定义轮廓的名称,有两种方法编程:
1)轮廓可以定义为子程序
NPP=子程序名称
轮廓子程序的名称应遵循编程说明中有关程序名称的规定。
2)轮廓也可以定义为程序的一部分,即一个程序块
NPP=程序块起始标志的名称和末尾标志的名称,中间用“:”隔开。
举例:
MID进给深度(见图3.82)
参数MID用来定义最大的进给深度,用于粗加工。但是,实际进给深度是循环自动计算出来的。
对于包含凹凸切削的轮廓加工,循环将粗加工分成几个粗加工部分,循环计算出每个粗加工部分的新的进给深度,该进给深度值始终是所编程序的深度值至该值的一半之间。所需的粗加工的走刀次数是由待加工的总深度决定的,它将总深度平均分配的最大单位来决定。循环可以提供最佳的切削条件。图3.83显示了凹凸轮廓粗加工时的加工步骤。当前进给深度计算举例:
加工步骤1的总深度是39mm。如果最大进给深度设置成5mm。因此,需要8个加工步骤,实际每步用4.875mm进行加工。
在加工步骤2中,总深度是36mm,使用8个加工步骤,每个进给深度是4.5mm。
在加工步骤3中,总深度是7mm,进行两刀粗加工,每个进给深度是3.5mm。
图3.82 凹凸轮部分层粗切举例
图3.83 进给深度和精加工余量
FAL、FALZ和FALX精加工余量(见图3.83)
使用参数FALZ定义Z方向的精加工余量,用FALX定义X方向的精加工余量,也可以通过参数FAL定义轮廓的精加工余量。
如果这三个参数都已赋值,循环将同时考虑这些精加工余量。但是,考虑对精加工有利,选择一种形式还是必要的。
粗加工始终按精加工余量保留,每个轴加工过程完成以后,立即清除平行于轮廓的剩余拐角,这样在粗加工完成后无需进行额外的剩余拐角的切削。如果未编制精加工余量,粗加工到达最后轮廓时,毛坯全被切削掉。
FF1、FF2和FF3进给率
各个加工步骤可以定义不同的进给率,如图3.84所示。
图3.84 多种进给率选择赋值
VARI加工类型
选择怎样的加工方式,通过VARI的赋值决定,它一共有12种方式选择,见表3.6和图3.85。
表3.6 VARI加工类型选择
图3.85 切削加工类型选择示意图
粗切纵向加工时,进刀始终沿着横向轴进给;端面加工时,进刀沿着纵向轴进给;外轮廓加工时,进刀向轴的负方向进给;内孔加工时,进刀向轴的正方向进给,见示意图3.85。
如果参数VARI的值不在1~12之间,循环将中止并产生报警61002“加工类型定义不正确”。
DT和DAM是定义停顿时间和断屑之前的切削长度,参数用来完成一定路径的进给后中断各个粗加工步骤以便断屑,这些参数只用于粗加工,参数DAM用于定义断屑之前切削的最大距离。在DT中编制每个切削中断点的停顿时间(以秒为单位),如果未定义切削中断前的距离(DAM=0),则粗加工步骤中不产生中断和停顿,见图3.86。
VRT退回进给
参数VRT用来编制粗加工时刀具在两个轴向的退回量。如果VRT=0(参数未编程),刀具将退回1mm。
图3.86 断屑切削和暂停
轮廓定义补充说明
工件轮廓最少有3个程序段在两个加工轴中运动,如果轮廓太少,将产生报警10933“轮廓编程中的程序段不够”和61606“轮廓准备出错”,然后循环终止。
凹凸轮廓切削可以互相连接,平面中无运动的程序段可以任意写入。
在循环中,移动程序段都用于两个进给轴,因为在切削过程中只使用这两个轴。轮廓程序中可以包含用于其他轴的运动,但是,它们的路径在整个循环中不起作用。
在轮廓中,只允许使用G0,G1,G2和G3编程和倒圆、倒角的命令,如果在轮廓中编制了其他动作命令,循环将终止并产生报警10930“毛坯切削轮廓中错误的插补指令”。
当前加工平面中进给动作的第一段程序必须包含一个动作指令G0,G1,G2或G3,否则,循环将终止并产生报警15800“CONTPRON的初始条件错误”。该报警也会出现在G41/G42有效时。
为了处理已编程的轮廓,需要容纳最大数量的轮廓单元内部存储器。存储器的容量是有限的,如果轮廓包含太多的段数,存储器容纳不下,这样循环将终止并产生报警10934“轮廓表溢出”,在这种情况下,必须将工件轮廓分成几个轮廓段,每个轮廓段必须单独调用循环。
如果最大直径不在轮廓的起始点或终点,当加工结束时,循环将自动给轮廓增加一条最大直线,即把刀具拉出,且轮廓的这部分将作为凹凸切削被加工。见图3.87。
图3.87 作为凹凸切削被加工
如果在轮廓子程序中使用G41/G42刀具半径补偿编程,会导致循环中断,并输出报警10931“无效的毛坯切削轮廓”。
轮廓方向
选择毛坯切削轮廓的编程方向是随意的,循环中加工方向是自动定义的。整个的加工过程中,轮廓的加工方向和粗加工时的相同,加工时,要考虑编程的起始点和末尾点,因此,轮廓子程序的起始段中必须始终编制两个坐标值。
轮廓监控
循环提供以下方面的轮廓监控:
●有效刀具的后角,避免刀具干涉
●使用圆弧角>180°的圆弧编程
凹凸轮廓切削时,循环会检查是否使用有效刀具。如果循环发现此加工会导致轮廓碰撞干涉,将产生报警61604“有效刀具和编程轮廓碰撞”,然后循环中断。如果在刀具补偿中定义的间隙角为零,监控无效。
如果刀具补偿中定义的圆弧太大,出现报警10931“加工轮廓不正确”。
起始点
毛坯循环自动计算加工的起始点,起始点位于毛坯外的进给处。即距离轮廓精加工余量+后退行程(参数VRT)的位置。在另外一轴上,它位于轮廓起始点之前的精加工余量+VRT的距离处,当到达起始点时,循环内部选择了刀尖半径补偿。
因此,选择循环调用之前的一点,要保证刀具在回起始点时不发生碰撞且有足够空间进行合适的补偿动作,见图3.88。
图3.88 循环起始点
循环接近规则
粗加工时,始终是两个轴同时回到循环的起始点;精加工时,两轴依次回起始点,进给轴先回起始点。
车削编程举例1:毛坯切削循环(有凹凸轮廓)
见图3.89中的轮廓,定义的参数表示需要进行纵向外部粗加工。轴的精加工余量已定义,切削在粗加工时不会中断,最大的进给为5mm。此例题仅仅是介绍编程,如果真要切削,刀具形状角度要合适,否则后角会干涉。
图3.89 轮廓循环举例1
工件轮廓用子程序编制例题。
车削编程举例2:毛坯切削循环,工件轮廓用程序块编制,粗切
调用程序中定义的工件轮廓,粗加工循环调用之后直接精加工轮廓,见图3.90。
图3.90 轮廓循环举例2
切削螺纹循环CYCLE97(车削用)
CYCLE97的编程参数(见图3.91)
用螺纹切削循环CYCLE97可以加工圆柱、圆锥等螺距内外螺纹,螺纹可以是单线,也可以是多线,多线螺纹加工时自动执行进给。切削方式可以在恒进给量或恒定切削面积中选择其一。右旋或左旋螺纹由操作者选择,需根据机械结构和主轴旋转方向决定。车削螺纹时,进给率调整开关和主轴转速调整开关都不起作用。
重要提示:加工螺纹时,主轴必须带有检测转速的测量装置来检测主轴转速。
循环启动前到达的位置:
图3.91 螺纹循环参数含义
可以任意位置,但必须保证刀具可以没有碰撞地回到编程的螺纹起始点+空刀导入量。
该循环有如下的切削过程:
(1)用G0回第一条螺纹线空刀导入量起始处。
(2)按照参数VARI定义的加工类型进行粗加工进刀。
(3)根据编程的粗切次数重复螺纹切削。
(4)用G33进行精加工切削。(5)根据停顿次数重复此操作。
(6)对于多线螺纹重复整个过程。
参数说明:
PIT和MPIT螺距数值和螺纹尺寸
螺距是一个平行于轴的数值且无符号,要获得公制的普通圆柱螺纹,也可以通过参数MPIT将螺纹起始点定义成螺纹尺寸(M3到M60),两种参数只能选择其中一种参数。如果赋值冲突,循环将产生报警61001“螺距无效”且中断运行。
DM1和DM2直径
使用此参数来定义螺纹起始点和终点的螺纹直径。如果是内螺纹,则是孔的直径。
SPL,FPL,APP和ROP相互联系的起始点、终点、空刀导入量和空刀退出量
编程的起始点(SPL)和终点(FPL)形成了螺纹最初的起始点。但是,循环中使用的起始点是由空刀引入量APP产生的起始点,而终点是由空刀退出量ROP返回的编程终点。在横向轴中,循环定义的起始点始终比编程的螺纹直径大1mm。退回平面在系统内部自动产生。
TDEP、FAL、NRC和NID相互联系的螺纹深度,精加工余量,切削走刀次数和停顿
编程的精加工余量从定义的螺纹深度TDEP中减去,剩余深度分成粗加工走刀次数进行走刀。循环将自动计算各个进给深度,取决于参数VARI。
当螺纹深度分成恒定切削截面积的进给量时,切削力在整个粗加工时将保持不变。在这种情况下,将使用不同的进给深度值来切削,见图3.92(b)。
图3.92 进给深度或面积选择
第二种是将整个螺纹深度分配成恒定的进给深度,这时,每次的切削截面积越来越大,螺纹切削越深切削力越大,不利于切削。但如果螺纹深度值较小,则可以选择,见图3.92(a)。
完成第一步中的粗加工以后,将取消精加工余量FAL。然后执行NID参数下编程的停顿路径。
IANG切入角度
参数IANG可以定义螺纹的切入角度。如果要以1/2的螺纹角度进行切削,此参数的值必须设为零,见图3.93。如果要沿侧面切削,此参数的绝对值必须设为刀具侧面角的一半值。
图3.93 切入角度选择中间
图3.94 切入角度选择侧面
进给的执行是通过参数的符号定义的,如果是正值,进给始终在同一侧面执行,见图3.94(a);如果是负值,则在两个侧面分别执行,见图3.94(b)。但是在两侧交替的切削类型只适用于圆柱螺纹。如果是锥形螺纹,IANG值虽然是负,循环还是沿一个侧面切削。
NSP起始点偏移和NUMT数量
此参数可以编制角度值,用来定义待切削部件螺纹圈的起始点。这称为起始点偏移。此参数可以使用的值为0~+359.999 9°之间。如果未定义起始点偏移或该参数未出现在参数列表中,螺纹起始点则自动在零度标号处。
参数NUMT可以定义多线螺纹的线数。对于单线螺纹,此参数值必须为零或在参数列表中不出现。
多线螺纹在待加工零件上平均分布,第一圈螺纹由参数NSP定义。
如果要加工一个不对称的多线螺纹,在编程起始点偏移时必须调用每个螺纹循环,如图3.95所示。
图3.95 多线螺纹进刀角度选择
VARI加工类型
参数VARI定义执行外螺纹或内螺纹加工,对于粗加工时的进给采取何种加工类型。VARI参数可以有1~4的值,它们的含义如表3.7所示。
表3.7 加工类型
如果此参数编制了上表以外的值,将输出报警61002“加工类型定义不正确”并导致循环中断。
补充说明
循环本身需要确定所加工的螺纹是纵向螺纹还是横向螺纹,这取决于螺纹切削时的锥形角,如果锥形角小于等于45°,则加工的是纵向螺纹,否则是横向螺纹,如图3.96所示。
编程举例:螺纹切削(见图3.97)
此程序是加工一个公制外螺纹M42×2。按恒定切削截面积进行进给。无精加工余量,螺纹深度为1.23mm,用5次粗加工。操作结束时,执行2个停顿路径。
图3.96 判定纵向螺纹或横向螺纹
图3.97 切螺纹举例
3.2.49 铣削编程综合实例(SIEMENS 802D)
如图3.98所示为一个样板零件,此零件已经粗加工,单边余量2mm,工件厚度10mm,要求:精铣外轮廓、钻9-φ10孔、镗φ100孔,工件零点设在左下角。装夹需另做工艺孔安装夹紧。
图3.98 样板零件
A点和B点坐标:
工艺:①精铣外轮廓,选用T1号刀,铣刀直径φ16mm,选用刀具补偿号D1。
②钻孔,先钻排孔,再钻圆周孔,选用T2号刀。
③镗φ100孔,选用T3号刀。
程序如下:
3.3 SIEMENS 802D操作
3.3.1 数控控制面板
数控控制面板见图3.99所示。
图3.99 SIEMENS 802D数控面板图
SIEMENS 802D键符定义
机床控制面板(见图3.100)
3.3.2 屏幕功能划分
屏幕可以划分为以下几个区域(见图3.101):
●状态区
●应用区
●说明及软键区
图3.101 屏幕划分
软键区说明(见表3.8)
表3.8 屏幕显示符号说明
标准软键含义
关闭该屏幕格式
中断输入,退出该窗口
中断输入,进行计算
中断输入,接收输入的值
3.3.3 操作区域键
控制器中的基本功能可以划分为以下几个操作区域:
通过按相应的键可以转换到其他操作方式。
保护 可以通过设定口令字对系统参数数据的输入和修改进行保护。
在下面的菜单中,输入和修改数据取决于所设定的保护级:
●刀具补偿。
●零点偏置。
●设定数据。
●RS232接口设定。
●程序编制/程序修改。
3.3.4 直角坐标系
坐标系 机床使用顺时针方向的直角坐标系见图3.102所示。
机床的运动是指刀具和工件之间的相对运动,详见第1章。
图3.102 直角坐标系中坐标方向的规定
机床坐标系(MCS)
机床中坐标系如何建立取决于机床的类型,它可以旋转到不同的位置。铣床坐标系/坐标轴的确定见图3.103所示。
图3.103 铣床坐标系/坐标轴确定
坐标系的原点是机床零点,它是所有坐标轴的基准位置,该点仅作为参考点,由机床生产厂家确定,机床开机后必须回机床原点,机床坐标轴可以在坐标系负值区域内运行。
工件坐标系(WCS)
工件零点由编程人员自由选取,编程员无需了解机床上的实际结构,也就是说不管是工件运动还是刀具运动,确定坐标系始终以工件静止而刀具运动定义(见图3.104)。
图3.104 工件坐标系
相对坐标系
除了机床坐标系和工件坐标系之外,该系统还提供一套相对坐标系,使用此坐标系可以自由设定参考点,对工件坐标系没有影响,屏幕上所显示的轴运动坐标均相对于这个参考点。
工件装夹
加工工件时,工件必须校正、夹紧在机床上,保证工件坐标系的坐标轴平行于机床坐标轴,通过找正产生工件零点与机床零点的偏移量,该数值作为可设定的零点偏移量输入到零点偏置数据区。当NC程序运行时,此值用一个编程指令G54~G59进行零点设置(见图3.105)。
当前工件坐标系
编程时编程员可以通过TRANS指令设定一个相对于工件坐标系的零点偏置,由此产生新的“当前工件坐标系”(参见“可编程的零点偏置:TRANS”),见图3.106所示。
图3.105 工件在机床上的位置
图3.106 工件坐标:当前工件坐标系
有关工件零点设定请参照第1章的说明。
3.3.5 开机回参考点
SIEMENS 802D系统的机床通电以后,必须参照机床操作说明“开机回参考点”,不回参考点,机床无法自动运行。
本书中所有的描述是以标准机床控制面板802DMCP为依据的。用户若是使用了其他的机床控制面板,则操作有可能与此描述不完全一样。
操作步骤
接通CNC和机床驱动电源,系统启动以后进入“加工”操作区JOG运行方式,出现“回参考点”窗口(见图3.107)。
用机床控制面板上回参考点键启动“回参考点”。
在“回参考点”窗口中(见图3.107),可以看到该坐标轴是否已经回到了参考点:
○ 表示坐标轴未回参考点;
表示坐标轴已经回过参考点。
分别按+X、+Y、+Z键使机床回参考点,如果选择了错误的回参考点方向,则不会产生运动。
必须给每个坐标轴逐一回参考点,某轴到达零点后,显示。
图3.107 JOG方式回参考点状态图
选择另一种运行方式(如MDA,AUTO或JOG)可以结束“回参考点”功能。
注意:“回参考点”只能在JOG方式下才可以进行。
3.3.6 “加工”操作区——JOG运行方式
操作步骤
通过按机床控制面板上的JOG键,选择JOG手动运行方式。
按下相应的方向键X、Y或Z轴,可以使坐标轴正、负方向运行。
只要相应的键一直按着,坐标轴就一直连续不断地以设定的进给速度运行,如果设定数据中此值为零,则按照机床参数数据中存储的数值运行,松开按键,坐标轴就停止运行。
需要时可以通过倍率开关调节运行速度。
如果同时按下相应的坐标轴键和“快进”键,则坐标轴以快进速度运行。
选择“增量选择”键以步进增量方式运行时,坐标轴以选择的步进增量行驶,步进量的大小在屏幕上显示,再按一次点动键就可以去除步进增量方式。
在“JOG”状态图上可以显示坐标位置、进给量、主轴转速和刀具号(见图3.108)。
确定零点偏置。 测量刀具偏置。
在该屏幕格式下,可以设置带有安全距离的退回平面,以及在MDA方式下自动执行零件程序时主轴的旋转方向。此外还可以在此屏幕下设定JOG进给率和增量值(见图3.109)。
用此功能可以在公制和英制尺寸之间进行转换。
图3.108 “JOG”状态图
图3.109 设置状态
3.3.7 手轮运行
操作步骤
在JOG运行状态出现“手轮”窗口(见图3.110)。
选择手轮运行方式,在“坐标轴”一栏显示所有的坐标轴名称,它们在软键菜单中也同时显示机床坐标X、Y、Z。视所连接的坐标轴数,可以通过光标移动,在设置状态坐标轴之间进行转换。选中某坐标轴在其后出现符号。
移动光标到所选的坐标轴,然后按下相应的坐标轴软键。
在所选的坐标轴后出现符号,该轴即被接通。
手轮的速度可以通过增量按键选择进行,分别为1μm、10μm、100μm、1 000μm。
用此“机床坐标”或“工件坐标”软键,可以从机床坐标系或工件坐标系中选择坐标轴,用来接通手轮,所设定状态显示在“手轮”窗口中。
图3.110 “手轮”方式窗口
3.3.8 MDA手动输入方式
在MDA运行方式下可以编制一个程序段来执行。
注意:
此运行方式中所有的安全锁定功能与自动运行方式一样,其他相应的前提条件也与自动运行方式一样。
操作步骤
通过机床控制面板上的MDA键选择MDA运行方式(见图3.111)。
图3.111 MDA状态图
通过操作面板输入程序段。
按数控启动键执行输入的程序段,在程序执行时不可以再对程序段进行编辑。执行完毕后,输入区的内容仍保留,这样该程序段可以通过按数控启动键再次重新运行。软键含义
设定基本零点偏置。
铣削端面加工。
设置主轴转速、旋转方向等。
G功能窗口中显示所有有效的G功能,每个G功能分配在一功能组下,并在窗口中占有一固定位置,通过按“光标向上键”或“光标向下键”可以显示其他的G功能。再按一次该键可以退出此窗口。
打开M功能窗口,显示程序段中所有有效的M功能,再按一次该键可以退出此窗口。
按此键出现轴进给率窗口,再按一次该键可以退出此窗口。
用此功能键可以删除在程序窗口显示的所有程序段。
实际值的显示与所选的坐标系有关。
3.3.9 端面铣削
使用此功能可以为以后的加工准备好毛坯,而无需为此编写一个专门的零件程序。操作步骤
在MDA方式下使用端面键打开输入屏幕格式,把坐标轴上的刀具定位到起始点。
在屏幕格式中输入参数值(见图3.112)。
图3.112 端面铣削
在此屏幕格式中输入所有的参数,产生一个零件程序,然后按NC启动键就可以执行此程序。此刻关闭此屏幕格式,转换到加工屏幕格式,在加工屏幕可以观察程序的执行过程。
注意:必须事先在设定参数菜单中定义退回平面和安全距离。
具有不同切削方向定义的软键
平行横坐标方向的加工,可以变换方向走刀。
平行横坐标方向的加工,只能在一个方向走刀。
平行纵坐标方向的加工,可以变换方向走刀。
平行纵坐标方向的加工,只能在一个方向走刀。
3.3.10 程序输入
操作步骤
选择“程序”操作区。
打开“程序管理器”,以列表形式显示零件程序及目录,程序管理窗口见图3.113。
图3.113 程序管理窗口
在程序目录中用光标键选择零件程序,为了更快地查找到程序,输入程序名的第一个字母,控制系统自动把光标定位到含有该字母的程序前。
软键含义
按程序键显示零件程序目录。
按下此键选择待执行的零件程序,按数控启动键时启动执行该程序。
操作此键可以输入新的程序。
操作此键可以把所选择的程序拷贝到另一个程序中。
按此键打开待执行的程序。
用此键可以删除光标定位的程序,并提示对该选择进行确认。按下确认键执行清除功能,按返回键取消并返回。
操作此键出现一窗口,在此窗口可以更改光标所定位的程序名称。输入新的程序名后按确认键,完成名称更改,用返回键取消此功能。
按此键,通过RS232接口,把零件程序送到计算机中保存。
按此键,通过RS232接口装载零件程序。接口的设定请参照“系统”操作区域。零件程序必须以文本的形式进行传送。
按此键显示标准循环目录。当用户具有此模块时才可以使用此键。没有购买此模块,按此键无用。
输入新程序进入“程序”操作区
操作步骤: 选择“程序”操作区,显示NC中已经存在的程序目录。
按动“新程序”键,出现一对话窗口,在此输入新的主程序和子程序名称(见图3.114)。
图3.114 新程序输入屏幕格式
输入新文件名。
按确认键接收输入,生成新程序文件,现在可以对新程序进行编辑。
用中断键中断程序的编制,并关闭此窗口。
零件程序的编辑
在编辑功能下,零件程序不在执行状态时,都可以进行编辑,对零件程序的任何修改,可立即被存储(见图3.115)。
软键
程序编辑器。
使用此键,执行所选择的程序。
按此键,选择一个文本程序段,直至当前光标位置。
用此键,拷贝一程序段到剪贴板。
用此键,把剪贴板上的文本粘贴到当前的光标位置。
按此键,删除所选择的文本程序段。
用“搜索”键和“搜索下一个”键在所显示的程序中查找字符串。在输入窗口键入所搜索的字符,按“确认”键启动搜索过程,按“返回”键则不进行搜索,退出窗口。按此键继续搜索所要查询的目标文件。
图3.115 程序编辑器窗口
使用该功能,替换当前光标位置到程序结束处之间的程序段号。
钻孔循环指令。
铣削循环指令。
在重新编译循环时,把光标移到程序中调用循环的程序段中,在其屏幕格式中输入相应的参数,如果所设定的参数不在有效范围之内,则该功能会自动进行判别,并且恢复使用原来的缺省值。
屏幕格式关闭之后,原来的参数就被所修改的参数取代。
注意:仅仅是自动生成的程序块/程序段才可以重新进行编译。
3.3.11 模拟图形
模拟功能 编程的刀具轨迹可以通过图形模拟来表示。
操作步骤
当前为自动运行方式,并且已经选择了待加工的程序。
按模拟键,屏幕显示初始状态(见图3.116)。
按数控启动键,模拟所选择的零件程序的刀具轨迹。软键的含义
操作此键,可以自动缩放编程的刀具轨迹。
按此键,可以恢复到图形的基本设定。
按此键,可以显示整个工件。
按此键,可以放大显示图形。
按此键,可以缩小显示图形。
按此键,可以删除显示的图形。
按此键,可以调整光标的步距大小。
3.3.12 输入刀具参数及刀具补偿
在CNC进行工作之前,必须在NC上进行参数设置,修改某些机床、刀具的调整数据。如:
图3.116 模拟初始状态
●输入刀具参数及刀具补偿参数。
●输入/修改零点偏置。
●输入设定数据。
刀具参数包括刀具几何参数、磨损量参数和刀具型号参数。
不同类型的刀具均有一个确定的参数数值,每把刀具有一个刀具号(T刀具号)。见图3.117和图3.118。
图3.117 刀具补偿参数设置
操作步骤
打开刀具补偿参数窗口,显示使用的刀具清单,可以通过光标键和“上一页”、“下一页”键选出所要求的刀具。
通过以下步骤输入补偿参数:
●把光标移到输入区定位。
●输入数值。
图3.118 特殊刀具的输入屏幕格式
按输入键确认或者移动光标,对于一些特殊刀具可以使用扩展键,填入全套参数。
软键含义
手动确定刀具补偿参数。
此键清除所有刀具补偿参数。
按此键显示刀具的所有参数。
刀具的补偿值立即生效。
按此键打开一个子菜单,提供所有的功能,用于建立和显示其他的刀补。
选择下一级较高的刀补号。
选择上一级较低的刀补号。
按此键建立一个新刀补值。
按此键复位刀具的所有补偿参数。
输入待查找的刀具号,按确认键。如果所查找的刀具存在,则光标会自动移动到相应的行。
使用此键建立一把新刀具的刀具补偿。
注意:最多可以建立32把刀具。
确定刀具补偿值
利用此功能可以计算刀具T未知的几何长度。
前提条件
换入该刀具。在JOG方式下移动该刀具,使刀尖到达一个已知坐标值的机床位置,这可能是一个已知位置的工件。
输入参考点坐标XO,YO或者ZO。
注意:铣刀要计算长度L和半径。
见图3.119,利用F点的实际位置(机床坐标)和参考点,系统可以在所预选的坐标轴方向计算出刀具补偿值长度L或刀具半径。可以使用一个已经计算出的零点偏置(G54~G59)作为已知的机床坐标,使刀具运行到工件零点,如果刀具直接位于工件零点,则偏移值为零。
图3.119 计算钻头的长度补偿:长度L/Z轴
操作步骤
用此软键打开刀具补偿值窗口,自动进入位置操作区(见图3.120)。
图3.120
在X0,Y0或者Z0处登记一个刀具当前所在位置的数值,该值可以是当前的机床坐标值,也可以是一个零点偏置值。如果使用了其他数值,则补偿值以此位置为准。
按软键“设置长度”或者“设置直径”,系统根据所选择的坐标轴计算出它们相应的几何长度1或直径,所计算出的补偿值被存储。
3.3.13 输入/修改零点偏置值
在回参考点之后,机床的所有坐标均以机床零点为基准,而工件的加工程序则以工件零点为基准,这之间的差值就可作为设定的零点偏移量输入。
操作步骤
通过按“参数操作区域”键和“零点偏移”软键可以选择零点偏置。
屏幕上显示出可设定零点偏置的情况,包括已编程的零点偏置值、有效的比例系数状态显示、“镜像有效”以及所有的零点偏置(见图3.121)。
图3.121 零点偏置窗口
按方向键,把光标移到待修改的地方。
输入数值,通过移动光标或者使用输入键输入零点偏置的数值。
1)计算零点偏置值
选择零点偏置(比如G54~G59)窗口,确定待求零点偏置的坐标轴(见图3.122)。
图3.122 计算零点偏置值
操作步骤
按“测量工件”软键,控制系统转换到“加工”操作区,出现对话框用于测量零点偏置,所对应的坐标轴以黑色背景的软键显示。
移动刀具,使其与工件相接触,在工件坐标系“设定Z位置”区域,输入所要触接的工件边沿的位置值。
在确定X和Y方向的偏置时,必须考虑刀具正、负移动方向,对刀之前先输入刀具半径,然后按键,选择对刀方向,改变正负符号。
按“计算”软键进行零点偏置的计算,结果显示在零点偏置栏(见图3.123)。
图3.123 确定X、Z方向零点偏置
2)编程设定数据
利用设定数据键可以设定运行状态,并在需要时进行修改。
操作步骤
通过按“参数操作区域”键和“零点偏移”软键选择设定数据。
按下“设定数据”键后进入下一级菜单,在此菜单中可以对系统的各个选件进行设定(见图3.124)。
图3.124 “设定数据”状态图
JOG—进给率 在JOG状态下的进给率设定,如果该进给率为零,则系统使用机床参数中存储的数值。
主轴转速设定 主轴转速最小值/最大值。对主轴转速的限制值(G26最大/G25最小),只能在机床数据中所规定的极限范围内进行。
可编程主轴极限值 在恒定切削速度(G96)时,可编程的最大速度(LIMS)。
空运行进给率 在自动方式中若选择空运行进给功能,则程序不按编程的进给率执行,而是执行参数设定值的进给率,即在此输入的进给率有效。
3.3.14 自动加工
机床已经按照机床生产厂家的要求调整到自动运行方式。
操作步骤
按自动方式键选择自动运行方式。
屏幕上显示“自动方式”状态图,显示坐标位置、主轴转速、刀具号以及当前的程序段。见图3.125。
图3.125 “自动方式”状态图
软键含义
按此键显示选择程序控制方式的软键(如:程序段跳跃、程序测试)。
在程序测试方式下,所有到进给轴和主轴的给定值被禁止输出,此时给定值区域显示当前运行数值。
进给轴以空运行数据中的设定参数运行,执行空运行时,进给速度编程指令无效。
程序执行到有M1指令的程序段时,停止运行。
程序运行到前面有斜线标志的程序段时,跳过不予执行(比如:“/N100”)。
此功能生效时,零件程序逐段运行:每个程序段逐段解码,在程序段结束时有一暂停。但是,没有空运行进给的螺纹程序段例外,螺纹程序段运行结束后才会产生一暂停,单段功能只有处于程序复位状态时才可以选择。
按快速修调键,修调开关对于快速进给也生效。
按退出键退出当前正在执行的窗口。
使用“程序段搜索”功能可以找到程序中任意一个程序段。
程序段搜索,计算照常进行。在程序段搜索时,与正常程序方式下一样计算照常进行,但坐标轴不移动。
程序段搜索,直至程序段终点位置。在程序段搜索时,与正常程序方式下一样计算照常进行,但坐标轴不移动。
程序段搜索,不进行计算。在程序段搜索期间不执行计算功能。
光标定位到中断点所在的主程序段,在子程序中自动设定搜索目标。
搜索键提供“行查找”和“文本查找”功能。
模拟图形,显示编程的刀具轨迹。
在此可以修改错误的程序,所有修改会立即被存储。
打开G功能窗口,显示所有有效的G功能。每个G功能分配在一个功能组下,并在窗口中占有一固定位置。通过操作“向上翻页”键或“向下翻页”键可以显示其他的G功能(见图3.126)。
图3.126 “G功能”窗口
在此窗口显示所有有效的辅助功能和M功能。再按此键,关闭窗口。
按此键显示轴进给窗口。再按此键,关闭窗口。
从7段程序转换到3段程序。
操作此键可以分别选择机床坐标系、工件坐标系或相对坐标系中的实际值。
外部程序可以通过RS232接口传送到控制系统,然后按NC启动键后立即执行。
3.3.15 CNC自动加工
在启动程序之前必须调整好机床,设置好系统参数,毛坯安装校正、定位夹紧好,同时还必须注意机床生产厂家的安全说明。
操作步骤
按自动方式键选择自动工作方式。
显示出系统中所有的程序。
把光标移动到要执行的程序上。
用“执行”键选择待加工的程序,被选择的程序名显示在屏幕区“程序名”下。
如果有必要,你可以确定程序的运行状态(见图3.127)。
图3.127 “程序控制”窗口
按下数控启动键执行零件程序。
程序段搜索—“加工”操作区
操作步骤
前提条件:程序已经选择,系统处于复位状态。
使用程序段搜索功能查找所需要的零件程序。查询目标可以通过光标直接定位到程序段上(见图3.128)。
图3.128 “程序段搜索”窗口
程序段搜索,直至程序起始。
程序段搜索,直至程序结束。
程序段搜索,没有进行计算。
装载中断点。
按此键显示对话框,输入待查询的行号或定义。使用区域定义确定从哪一位置开始搜索(见图3.129)。
图3.129 输入待查询的目标
搜索结果:窗口中显示所搜索到的程序段。
“停止”、“中断”零件程序后再“加工”操作区
操作步骤
用数控停止键停止加工的零件程序,按数控启动键可恢复被中断的程序运行。
用复位键中断加工的零件程序,按数控启动键可重新启动,程序只能从头开始运行。
“中断”之后的再定位,从断点开始加工
程序中断后(用“数控停止”键),可以用手动方式从加工轮廓退出刀具,控制器将中断点坐标保存,并能显示离开轮廓的坐标值。
操作步骤
选择“自动运行方式”。
打开搜索窗口,准备装载中断点坐标。
装载中断点坐标。
启动中断点搜索,使机床回中断点,执行一个到中断程序段起始点的补偿。
按数控启动键继续加工。
3.3.16 执行外部程序,DNC自动加工
当铣削三维立体零件时,程序是通过CAD/CAM自动生成的,程序非常长,系统的内存有限,无法装载程序用CNC来加工。这样的一个外部程序可由RS232接口输入控制系统,当按下“NC启动”键后,立即执行该程序,且一边传送一边执行加工程序,这种方法称为DNC直接数控加工。
当缓冲存储器中的内容被处理后,程序被自动再装入,程序可以由外部计算机,如一台装有PCIN数据传送软件的计算机执行该任务,加工完成后,数据系统不保留该程序。
操作顺序
前提:控制系统处于复位状态。
有关RS232接口的参数设定要正确,而且此时该接口不可用于其他工作(如:数据输入、数据输出)。
外部程序开头必须改成系统能接受的如下格式,即有前缀和后缀,主程序前缀是MPF,子程序前缀是SPF(输入以下两行内容不允许有空格):
DNC自动加工 按“外部程序”键。
在外部计算机上使用PCIN,并在数据输出栏接通程序输出,此时程序被传送到缓冲存储器,并被自动选择且显示在程序选择栏中。为有助于程序执行,最好等到缓冲存储器装满为止。
按“NC启动”键开始执行该程序,该程序被一段一段地装入系统进行加工,直至全部结束。
在DNC运行方式下,无论是程序运行结束还是按“复位”键,程序都自动从控制系统退出。
传输注意:(1)在“系统/数据I/O”区,有出错提示,操作者可以看到多种传送出错的信息。
(2)对于外部读入的程序,不可以进行程序段搜索。
3.3.17 通过RS232接口进行数据输入输出
输出功能是通过控制系统的RS232接口把机床数据读出(比如:零件程序、系统参数等),并保护到外部设备中,同样也可以从那儿把数据再读入到系统中。当然,RS232接口必须与外部设备相匹配。
文件类型:
●零件程序 零件主程序或子程序。
●循环 标准循环。
操作顺序
打开“程序管理器”,进入NC程序主目录。
按此键通过RS232接口读出存储的零件程序。
使用此键选择所有的文件。
选择零件程序目录中所有的文件,准备数据输出传送。
用此键启动输出过程(见图3.130)。
从零件程序目录中输出一个或几个文件。按“停止”键中断传送过程。
按此键通过RS232接口装载零件程序。
输入输出的错误记录。
对所有传送的文件均列表并显示状态信息:
●对于输出文件:文件名称,故障应答。
●对于输入文件:文件名称和路径参数,故障应答。
传送信息见表3.9。
图3.130 下载程序
表3.9 传送信息及其含义
3.4 SIEMENS 802S802C车床编程
3.4.1 指令表
SIEMENS 802S、802C车床系统,其编程的大部分指令与SIEMENS 802D基本相同,在此不再重复介绍,本节只介绍最常用的车削切槽循环LCYC93、毛坯切削循环LCYC95、螺纹切削循环LCYC97。全部指令说明请看指令表,另外编程切削实例章节编有多个802S实例,请仔细阅读。表3.10是SIEMENS 802S、802C的全部指令表。
3.4.2 车削切槽循环—LCYC93
LCYC93的功能是在圆柱形工件上切削外形槽和内孔槽(见表3.11)。
表3.11 LCYC93循环编程的参数
切槽参数含义如图3.131所示。
图3.131 纵向加工时切槽循环参数
调用切槽LCYC93时,必须用G23直径编程,并且已经给刀具对刀,刀具参数已设置,刀号已经调用,刀具宽度用R107编程,已经设置了工件零点。
LCYC93循环的R参数详细说明如下:
R100:参数R100规定X方向切槽起始点直径。
R101:参数R101规定Z轴方向切槽起始点坐标。
R105:R105选择切槽加工方式:参见切槽加工方式表3.12,定义下刀位置,确定内外槽。
表3.12 切槽加工方式
如果参数值设置不对,则循环中断并产生报警:61002“加工方式错误编程”
R106:切槽粗加工时,参数R106设定其精加工余量。
R107:参数R107确定刀具宽度,实际所用的刀具宽度必须与此参数相符。
如果实际所用刀具宽度大于R107的值,则会使实际加工的切槽大于编程的切槽,从而导致工件轮廓报废,这种损伤是循环所不能监控的。
如果编程的刀具宽度大于槽底的切槽宽度,则循环中断并产生报警:G1602“刀具宽度错误定义”。
R108:通过参数R108中编制进刀深度,即把切槽加工的切深分成许多段进给。每次切深之后刀具上提1毫米,以便断屑。
切槽形状:参数R114~R118确定切槽的形状,循环在进行时,其参数计算总是以R100、R101中编程的起始点为依据。
R114:参数R114中编程的切槽宽度是指槽底(不考虑倒角)的宽度值。
R115:参数R115确定切槽总的深度。
R116:R116的参数值确定切槽侧面的斜度,值为“0”时表明加工一个与轴平行的切槽(矩形形状)。
R117:R117确定槽口的倒角。
R118:R118确定槽底的倒角。
如果通过该参数下的编程值不能生成合适的切槽轮廓,则程序中断并产生报警:61603“切槽形状错误定义”。
R119:R119设定合适的槽底停留时间,其最小值至少为主轴旋转一转所用时间,编程停留时间与F一致。此参数是为了槽底圆整而设定的。
切槽加工过程如下:
(1)循环开始之前,把刀具送到切槽的附近,刀具到达的位置是任意位置,但必须保证每次回该位置进行切槽加工时不发生刀具碰撞。
(2)用G0回到循环内部所计算的起始点
(3)切深进给:在坐标轴平行方向进行多次粗加工直至槽底,同时保留精加工余量;每次切深间断进行,以便断屑。
(4)切宽进给
每次用G0进行切宽进给,方向垂直于切深进给,其后将重复切深加工的粗加工过程,深度方向和宽度方向的进刀量以最大值均匀地进行划分。
(5)在有斜槽切削的情况下,侧面的粗加工将沿着切槽宽度方向分多次进刀。
(6)调用循环之前编程的进给量从两边精加工整个槽轮廓,直至槽底中心。
切槽举例,如图3.132所示。
图3.132 切槽举例
切槽起始点(70,60)加工深度为25mm,宽度为30mm的槽,槽底倒角的长度2mm,精加工余量0.2mm。切槽刀具的刀具补偿值存储在刀具T2的D1中,刀具宽度为4毫米。
程序如下:
3.4.3 毛坯粗切循环—LCYC95
SIEMENS 802S的LCYC95与802D CYCLE95没有凹凸粗加工相似,它可以平行于坐标方向进行纵向、横向内轮廓、外轮廓粗加工、精加工和粗精综合加工,加工类型通过参数R105确定。工件轮廓用子程序编程,在适当的位置进行调用。如图3.133所示。
图3.133 循环LCYC95的时序过程
前提条件是:(1)必须用G23直径编程。
(2)系统必须装入循环文件SGUD、DEF。
(3)程序嵌套最多从第三级程序调用此循环。
循环编程参数见表3.13:
表3.13 循环编程LCYC95的参数
R参数的详细说明
R105:选择加工类型,加工类型有12种,与802D相同,请查看CYCLE95的VARI表3.6加工类型选择,如果该参数编了其他值,循环将终止并报警:61002“加工方式错误编程”。
R106:通过参数R106编制一个精加工余量。在精加工余量之前的加工均为粗加工,当每个坐标轴平行方向的粗加工过程结束之后,其所产生的余角,按与轮廓平行的方向精加工一刀。如果没有编程精加工余量,则一直进行粗加工,直至最终轮廓。
R108:在参数R108之下设定最大粗加工的进刀深度,实际进刀深度是计算机根据工件轮廓和R108参数由循环自动计算出来。
R109:粗加工时的进刀角度按照参数R109下编程的角度进行。但是当进行端面加工时,不可以成一角度进给,该值必须设为零。
R110:坐标轴平行方向的每次粗加工之后须从轮廓退刀,然后用G0返回到起始点。参数R110确定退刀量的大小。
R111:粗加工切削的进给率由参数R111编程的数值大小决定,加工方式为精加工时该参数无效。
R112:精加工进给率由参数R112编程的数值决定。加工方式为粗加工时该参数无效。
工件轮廓定义:工件轮廓用一个子程序编程,循环通过调用“CNAME=子程序名”进行。轮廓由直线、圆弧组成,可以插入倒圆、倒角,编程的圆弧最大为四分之一圆。轮廓中不允许含凹型切削,若有则循环停止并发出报警61605“轮廓定义出错”。轮廓的编程方向必须与精加工时所选择的加工方向相一致。
轮廓编程举例:如图3.134所示。
图3.134 轮廓编程举例
按图示坐标对轮廓编程,加工方式为外部轮廓纵向加工,轮廓子程序如下:
对于加工方式为“外部轮廓端面加工”必须从P8(35,120)到P0(100,40)的方向编程。
循环开始之前刀具所到达的位置可以是任意位置,但必须保证从该位置回轮廓起始点时不发生刀具碰撞。
粗切削循环具有如下过程:
(1)用G0在两个坐标轴方向同时回循环加工起始点(内部计算)
(2)按照参数R109下编程的角度进行深度进刀
(3)在坐标轴平行方向用G1和参数R111下的进给率回粗切交点
(4)用G1/G2/G3按参数R111设定的进给率进行粗加工,直至沿着“轮廓+精加工余量”加工到最后一点
(5)在每个坐标轴按参数R110中所编程的退刀量(毫米)退刀并用G0返回
(6)重复以上过程,直至加工到最后深度
精加工过程
(1)用G0按不同的坐标轴分别回循环加工起始点
(2)用G0在两个坐标轴方向同时回轮廓起始点
(3)用G1/G2/G3按参数R112设定的进给率沿着轮廓进行精加工
(4)用G0在两个坐标轴方向回循环加工起始点
(5)在精加工时,循环内部自动激活刀尖半径补偿。
循环自动地计算加工起始点,在粗加工时两个坐标轴同时回起始点;在精加工时则按不同的坐标轴分别回起始点,首先运行的是进刀坐标轴。
“综合加工”加工方式中在最后一次粗加工之后,不再回到内部计算的起始点。
执行循环必须要有两个程序:
(1)具有循环调用的主程序
(2)轮廓子程序(如SKZNC·SPF)
图3.134例子中编程的轮廓加工方式为“外部纵向综合加工”。
最大进刀量3mm,精加工余量0.2mm,进刀角度7°。粗切进给量0.3mm/r,精切进给量0.15mm/r。主程序如下:
3.4.4 螺纹切削循环—LCYC97
LCYC97螺纹切削循环,可以加工纵向或横向圆柱螺纹、圆锥外螺纹、内螺纹,能加工单头螺纹,也能加工多头螺纹,切削进刀深度可自动设定。
在螺纹加工期间,进给量调整开关和主轴转速调整开关均无效。
LCYC97参数如图3.135、表3.14所示。
图3.135 螺纹切削参数示意图
表3.14 循环LCYC97参数含义
R参数详细说明
R100,R101:分别为螺纹起点X、Z坐标。
R102,R103:分别为螺纹终点X、Z坐标,如果是圆柱螺纹,其中必有一个值等于R100 或R101。
R104:螺纹导程。
R105:内、外螺纹选择,R105=1是外螺纹,R105=2是内螺纹。
R106:精加工余量,螺纹深度减去R106设定值,剩下的尺寸分多次粗切进给。
R109,R110:分别设定空刀引入距离和空刀退出距离。
R111:螺牙深度。
R112:进刀角度,参数范围是0.000 1~+359.999 9°。
R113:粗切走刀次数,系统根据(R111-R106)/R113,决定进刀深度。
R114:螺纹的线数。
纵向螺纹和横向螺纹的判别同SIEMENS 802D的CYCLE97图3.96,当圆锥角小于等于45°时是纵向螺纹,反之是横向螺纹。
螺纹切削循环之前刀具送到车螺纹毛坯附近,但必须保证刀具回螺纹起点不发生碰撞。
循环过程如下:
(1)用G00走到空刀引入距离的起始处。
(2)按照参数105确定的加工方式进行粗切加工。
(3)根据编程的粗切次数重复螺纹切削。
(4)用G33切削精加工余量。
(5)对于多线螺重复以上切削过程。
编程举例:见图3.136,车削双头螺纹M42×3/2
图3.136 双头螺纹车削举例
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