数控加工中特殊G、M代码运用的剖析与研讨
数控文字地址顺序段格式中，G代码、M代码辨别表示预备功用宇和辅佐功用字，G、M代码在不同数控零碎中辨别表示不同的数控功用，有些数控零碎还规则可运用几套G、M代码指令，这就为数控加工工艺的制定，数控加工顺序的编制以及加工顺序调试增添了许多灵敏性，特别是特殊G、M代码的合理运用，对保证零件的加工质量和精度，避免数控机床各加工轴之间或刀具之间的干预，进步数控机床的平安、波动运转具有积极的理想意义。 数控加工中特殊G、M代码的运用 1. 延时G04指令 延时G04指令，其作用是人为暂时限制运转的加工顺序，在顺序中表示为“G04X-，或G04U-，或G04P-”。如“N0050 G04 X1.0”，表示当执行到此顺序段时，进给中止1秒后再持续执行后续顺序指令。G04指令中的延时工夫在编程时设定，其选择范围为“0.001～99999.999秒或转(用 X或U指令的IS-B增量零碎)。1～99999999延时工夫单位为0.0001秒或转(用P指令的IS-C增量零碎)”。G04延时指令普通运用的几种状况为：①对不通孔作深度加工时，刀具送给到规则深度后，用G04指令可使刀具作非进给光整切削加工，然前进刀，保证孔底平整，并使相关外表无毛刺；②沟槽时，在槽底应让主轴空转几转再退刀。普通退刀槽都不须精加工，采用G04延时指令，有利于槽底润滑，进步零件全体质量；③数控车床上，在工件端面的中心钻60°的顶尖孔或倒45°角时，为使孔正面、及倒角平整，运用G04指令使工件转过1转后再退刀；④车削轴类零件台肩，在刀具送给运转方向改动时，应在改动运转方向的指令间设置G04指令，以保证轴肩端与工件轴线的垂直度。 除以上普通运用状况，在实践数控加工的运用中，尝试着一些特殊运用的剖析和研讨，并从中失掉了新启示： a. 采用步进电机为进给驱动零碎的数控机床，特别是国际改良设计的数控机床，在高精度加工中，为防止频率变化过快形成对位移精度的影响，常人为将疾速点进位G00指令路经分解为2个顺序段，段1为疾速点进位，段2为直线插补。由于高速点进位运转在开端时为升速，当升到设定的速度频率时为正常匀速运转，接近抵达定位点时为降频(就是常说的自动升降速)。在段1后假如设置延时G04指令，可保证高速运转降频完全波动后，再低速运转，使控制精度得以进步。特别是关于数控钻床加工时的孔定位特别分明。 b. 大批量单件加工工夫较短的零件加工中，启动按钮频繁运用，为加重操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误举措，用G04指令替代首件后零件的启动。延时工夫按完成1件零件的装卸工夫设定，在操作人员纯熟地掌握数控加工顺序后，延时的指令工夫可以逐步延长，但需保证其一定的平安工夫。零件加工顺序设计成循环子顺序，G04指令就设计在调用该循环子顺序的主顺序中，必要时设计选择方案中止M01指令作为顺序的完毕或反省。 c. 数控车床用丝锥攻中心螺纹时，需用弹性筒夹头攻牙，以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断，并在螺纹底部设置G04延时指令，使丝锥作非进给切削加工，延时的工夫需确保主轴完全中止，主轴完全中止后按原正转速度反转，丝锥按原导程前进。 顺序举例： M03 S300；攻牙主轴转速不能太快 G00 XO Z5.0；至工件中心坐标 G32 Z-20.0 F1.0 M05；攻丝终了后主轴中止 G04 X5.0；丝锥延时5秒作非过给切削加工 G32 Z5.0 M04；主轴反转，丝锥前进 d. 锁孔终了退刀时，为防止退刀时留下螺旋划痕而影响外表粗糙度，应使镗刀在孔底作非进给停留，待主轴完全中止后再退刀。退刀时会留下垂直端面的退刀划痕，普通在镗孔加工工艺中是允许该退刀划痕存在的，应用该划痕还可以判别所镗孔的外形误差。 e. 在发讯指令后须设置G04指令，以保证有足够的工夫延时，等候发讯指令规则要求的举措开端或完成后，再运转后续顺序，以确保加工的牢靠性。如换刀位、开启封闭主轴、光滑或接通其它信号等。如：瑞士碧玛泰公司的S-188双主轴双刀塔数控车铣中心，配NUM 1050数控零碎，在自动拉料时的顺序为： N0160 M60；夹具翻开允许 N0170 M169；夹具翻开 N0180 G04 FO.3 N0190 G01 ZL1；L1已赋值 N0200 M168；夹具夹紧 N0210 G04 FO.3 f. 在主轴转速有较大的变化时，可设置G04指令。目的是使主轴转速波动后，再停止零件的切削加工，以进步零件的外表质量。 顺序举例： N0010 S1000 M13；主轴转、冷却液开 N0020 T0302 N0030 G01 X32.4 FO.1 N0040 S3500 M03；主轴转速有较大的变化 N0050 G04 XO 6；延时 0． 6S N0060 G01 Z-10.0 FO.02 g. 在加工顺序中有多种功用顺序执行时，必需设置G04指令。如机械手接零件、双主轴同步、从第1刀塔转换到第2刀塔加工等等，按举措的复杂水平，设定不同的G04延迟量，以使前一举措完全完毕，再停止下一举措，防止干预。 h. 在铣加工进程中，当加工刀径相反的圆弧角时，可设置G04指令。可以消弭让刀所带来的锥度和实践加工的R偏向，但圆弧角的外表质量会下降。 顺序举例： N0120 G03 X20.5 Y18.6 R6 F100 N0130 G04 XO.5 N0140 G01 Y50.5 F300 i. 在主轴空运转时，用G04设置每档转速的工夫，编一段热机顺序，让设备自动运转，可以使热机的效果愈加的良好。如： N0220 M03 S1000 N0230 G04 X600 N0240 S5000 N0250 G04 X600 N0260 S10000 N0270 G04 X600 2. 前往参考点G26、G27、G28、G29指令 参考点是机床上的一个固定点，经过参考点前往功用刀具可以容易地挪动到该地位。参考点次要用作自动换刀或设定坐标系，刀具能否精确地前往参考点，是权衡其反复定位精度的重要目标，也是数控加工保证其尺寸分歧性的前提条件。 实践加工中，巧妙应用前往参考点指令，可以进步产品的精度。 a. 关于反复定位精度很高的机床，为了保证次要尺寸的加工精度，在加工次要尺寸之前，刀具可先前往参考点再重新运转到加工地位。如此做法的目的实践上是重新校核一下基准，以确定加工的尺寸精度。 b. 关于多轴联动机床，特别是多轴多刀塔机床，顺序开端段，普通设回参考点指令，防止换刀或多轴联动加工时呈现干预状况。 c. 四轴以上的加工中心在停止B轴旋转前，双主轴车床在主、副轴同步加工前，设置回参考点指令，可避免发作撞刀事故。如：HERMLE 600U五轴五联动立式加工中心，配Heidenhain i530数控零碎，其B轴可±110°旋转，而刀库在主轴前面，在B轴旋转前，都加回参考点指令。 d. 双主轴车床，只在一主轴加工时，用回参考点指令，使另一主轴在参考点地位，能使顺序顺利执行并保证加工精度。如 S188双主轴双刀塔数控车铣中心，只在一个主轴加工零件时，首先用G28指令，将另一主轴和刀塔前往参考点地位，以便加工顺利停止。 e. 关于多轴纵切机床，当因各种缘由要封锁某一轴时，用回参考点指令，使此一轴在参考点地位，然后再停止封锁，能保证此轴的地位度。如TONUS DECO2000机床，因加工要求必需封锁X4和Z4轴，在此状况下，在停止零碎屏蔽X4和Z4轴之前，执行前往参考点操作。 f. 在修缮某一轴的伺服单元时，普通先停止回参考点操作(如有能够)，以防止在该轴失电时，坐标地位的丧失。如美国哈挺公司COBRA 42机床，因X轴电机运转有杂音需反省，在反省前执行前往参考点操作。 3. 绝对编程G91与相对编程G90指令 绝对编程是以刀尖所在地位为坐标原点，刀尖以绝对于坐标原点停止位移来编程。就是说，绝对编程的坐标原点常常在变换，运转是以现刀尖点为基准控制位移，那么延续位移时，必定发生累积误差。相对编程在加工的全进程中，均有绝对一致的基准点，即坐标原点，所以其累积误差较绝对编程小。 数控车削加工时，工件径向尺寸的精度比轴向尺寸高，所以在编制顺序时，径向尺寸最好采用相对编程，思索到加工时的方便，轴向尺寸采用绝对编程，但关于重要的轴向尺寸，也可以采用相对编程。数控铣床加工时，关于重要的尺寸应采用相对编程。在数控车铣加工中心加工零件时，普通在车加工时用绝对编程，变换为铣加工时，用相对编程。如：EMCO 332数控车铣中心，配西门子 840D数控零碎，双主轴双刀塔，在停止车铣加工时的顺序： M06 T10 M38；车方式，默许在G91绝对编程 M04 S1000 M08 G95 FO.03 G00 X8.0 YO Z10.0 G00 Z1.0 G01 Z-11.55 FO.01 M06 T13 M39；铣方式，G91绝对编程、G90相对编程 G00 G90 X-L12 Z1；L12已赋值 G01 G90 Z-9.5 F1200 G01 G91 XO.30 G00 G90 Z1 另外，为保证零件的某些绝对地位，依照工艺的要求，停止绝对编程和相对编程的灵敏运用。 4. 主轴松开夹紧指令 主轴松开和夹紧指令，在正常的状况下，是装卸零件时运用，但关于多主轴车床来说，还有其他的用处： a. 用于双轴同步加工。在加工巧长轴类零件时，用主、副轴辨别夹持零件的两端，应用夹套夹紧时的后缩力，使零件处于被拉紧形态，再停止切削加工，可以避免因让刀发生锥度，并能进步零件外表的加工质量。 b. 关于数控纵切车床，经过合理地设置主副轴的松开、夹紧指令，屡次拉送料，分段屡次加工，可以加工比额外行程长数倍的细长零件。笔者就曾在TONUS DECO2000机床(Z轴行程64mm)上用此办法加工出长96mm的φ0.6mm和φ0.8mm台阶轴。 如：TONUS DECO2000机床为数控纵切车床，配基于FUNAC16零碎而改良的、具有电子凸轮功用的、专为纵切机床配套的PNT2000(TONUS专利产品)数控零碎，其编程方式有别于普通的车、铣，每一工步是技流程在各个框图中辨别编，现仅列主加工工步的顺序： G00 G100 Z1=0 X1=1；主轴旋转、冷却、调刀另有工步 G01 X1=0.6 FO.05 G01 Z1=-60.0 FO.02 G01 X1=1.2 FO.05 G00 G100 X1=20 M111；松主轴 G04 XO.4 G01 Z1=0.0 FO.1 M110；主轴第二次夹紧 G04 XO.4 G01 G100 X1=1.2 G01 X=0.8 F=0.05 G01 Z1=-36.0 FO.02 G01 X1=1.2 FO.05 G00 G100 X1=20；转换到切断工步。 5. G53零点漂移指令 在普通状况下，G53～G59等指令，是运用在零件加工进程中需重新树立编程原点的状况下，如多个零件同时加工等，但如合理运用此类指令，可进步机床的效率。 a. 关于大局部数控设备来说，在开机之后，必需停止一段工夫的热机，以消弭因主轴或刀塔发热所带来的误差。假如对机床熟习，就可以在加工顺序的扫尾设置G53～G59等指令，人为停止补偿，可以大幅延长热机工夫。如 S-188双主轴双刀塔数控车铣中心，因控制的轴数较多，如要尺寸完全波动，每天需空运转2h左右，经一段工夫的探索，现用G53指令，即：G53 XO.04 YO.01。在2h内，每0.5h增加XO.01 YO.005，可将热机工夫控制在0.5h以内。 b. 批量消费，当任务台可以装夹数个零件时，在编程中运用G53～G59等指令，定义几个不同的加工原点，可以一次装夹加工数个零件，节省换刀工夫，进步任务效率。如 VC750型立式加工中心，任务台为850mm×530mm，所加工零件的坯料为φ160mm，除去装夹局部，每次可装4个零件。顺序如下： G54 P1 M98 ／G55 P1 M98 ／G56 P1 M98 ／G57 P1 M98 M99 将要加工的顺序编成子顺序(P1号)，在调试时不执行带／的顺序，批量消费后再执行。 6. G79跳转指令 G79指令为强行跳转，在车铣复合加工中心的零件加工顺序中运用，可以带来很大的方便。如S-188双主轴双刀塔数控车铣中心，配NUM 1050数控零碎，带自动拉料机构，在零件加工顺序的编制中，如： $ G79 N2037 N2037 GO X52.0 Z2.0 参加G79指令，可以很方便地停止各工步顺序的调试，免去普通顺序每调一步都要从头找顺序段或在每一顺序段完毕加 M01的费事；同时可以直接跳转到顺序完毕句停止割断。 7. G09加速与准确定位指令 G09指令其功用是在执行下一条顺序之前，加速并精确地中止在以后条顺序所确定的地位。在精加工时运用，可以使加工的形位尺寸精确，如 S-188双主轴双刀塔数控车铣中心，配NUM 1050数控零碎： G01 Z1 FO.02 G01 G09 ZO.5 G01 G09 X9.745 Z-0.4 G01 Z-11.52 3 完毕语 数控加工是基于数控顺序的自动化加工方式，在实践加工中，对 G、M代码停止深化剖析与研讨，对传统加工办法停止革新，需求有较强的顺序指令运用才能和丰厚的理论技艺。作者从事数控技术教学、数控加工及数控设备的维护近20年，碰到十分多的技术难题，在特殊G、M代码的运用方面，积聚了一定的经历。在数控加工顺序中，用好这些特殊G、M代码，对进步零件的加工质量和精度，运用、维护好数控机床具有重要意义。
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