加工中心編程技巧和安全操作初探
隨著科技的發(fā)展和社會的進步,,精工機床技術不斷發(fā)展,功能越來越完善,,使用越來越方便,,可靠性越來越高,性能價格比也越來越高,。精工機床應用已得到一定程度的普及,,而高性能高效率的加工中心也逐漸成為社會所需。從而使越來越多的學校購買精工機床,,開展精工機床的教學,。通過幾年的加工中心實際應用和教學實踐及摸索,筆者將一些積累的經驗和讀者分享,,如有不當之處,,請批評指出。
一,、加工中心幾個常用指令的編程技巧
1,、M00、M01,、M02和M30的區(qū)別與聯系
學生在初學加工中心編程時,,對以上幾個M代碼容易混淆,主要原因是學生對加工中心加工缺乏認識,,加上個別教材敘述不詳細,。它們的區(qū)別與聯系如下:
M00為程序暫停指令。程序執(zhí)行到此進給停止,,主軸停轉,。重新按啟動按鈕后,再繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段,。主要用于編程者想在加工中使機床暫停(檢驗工件,、調整、排屑等),。
M01為程序選擇性暫停指令。程序執(zhí)行時控制面板上“選擇停止”鍵處于“ON”狀態(tài)時此功能才能有效,否則該指令無效,。執(zhí)行后的效果與M00相同,,常用于關鍵尺寸的檢驗或臨時暫停。
M02為主程序結束指令,。執(zhí)行到此指令,,進給停止,主軸停止,,冷卻液關閉,。但程序光標停在程序末尾。
M30為主程序結束指令,。功能同M02,,不同之處是,光標返回程序頭位置,,不管M30后是否還有其他程序段,。
2、刀具補償參數地址D,、H的應用
在部分精工系統(tǒng)(如FAUNC)中,,刀具補償參數D、H具有相同的功能,,可以任意互換,,它們都表示精工系統(tǒng)中補償寄存器的地址名稱,但具體補償值是多少,,關鍵是由它們后面補償號地址中的數值來決定,。所以在加工中心中,為了防止出錯,,一般人為規(guī)定H為刀具長度補償地址,,補償號從1~20號,D為刀具半徑補償地址,,補償號從21號開始(20把刀的刀庫),。
例如:G00G43H1Z60.0;
G01G41D21X30.0Y45.0F150;
3、G92與G54~G59的應用
G54~G59是調用加工前設定好的坐標系,,而G92是在程序中設定的坐標系,,用了G54~G59就沒有必要再使用G92,否則G54~G59會被替換,,應當避免,。
注意:(1)一旦使用了G92設定坐標系,再使用G54~G59不起任何作用,,除非斷電重新啟動系統(tǒng),,或接著用G92設定所需新的工件坐標系。(2)使用G92的程序結束后,若機床沒有回到G92設定的原點,,就再次啟動此程序,,機床當前所在位置就成為新的工件坐標原點,易發(fā)生事故,。所以,,一定要慎用。
4,、暫停指令
G04X_/P_ 是指刀具暫停時間(進給停止,,主軸不停止),地址P或X后的數值是暫停時間,。X后面的數值要帶小數點,,否則以此數值的千分之一計算,以秒(s)為單位,,P后面數值不能帶小數點(即整數表示),,以毫秒(ms)為單位。
例如,,G04 X2.0;或G04 X2000; 暫停2秒
G04 P2000;
但在某些孔系加工指令中(如G82,、G88及G89),為了保證孔底的粗糙度,,當刀具加工至孔底時需有暫停時間,,此時只能用地址P表示,若用地址X表示,,則控制系統(tǒng)認為X是X軸坐標值進行執(zhí)行,。
例如,G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000;
鉆孔(80.0,,60.0)至孔底暫停2秒
G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200X2.0,;
鉆孔(2.0,60.0)至孔底不會暫停,。
5,、同一條程序段中,相同指令(相同地址符)或同一組指令,,后出現的起作用,。
例如:G01G90Z30.0Z20.0F200; 執(zhí)行的是Z20.0,Z軸直接到達Z20.0,,而不是Z30.0,。
G01G00X30.0Y20.0F200; 執(zhí)行的是G00(雖有F值,但也不執(zhí)行G01),。
但不同一組的指令代碼,,在同一程序段中互換先后順序執(zhí)行效果相同,。
例如:G90G54G00X0Y0Z60.0;和G00G90G54X0Y0Z60.0;相同。
6,、程序段順序號
程序段順序號,,用地址N表示,。一般精工裝置本身存儲器空間有限(64K),,為了節(jié)省存儲空間,程序段順序號都省略不要,。N只表示程序段標號,,可以方便查找編輯程序,對加工過程不起任何作用,,順序號可以遞增也可遞減,,也不要求數值有連續(xù)性。但在使用某些循環(huán)指令,,跳轉指令,,調用子程序及鏡像指令時不可以省略。
二,、安全操作加工中心加工
精工機床的加工過程中,,有一點至關重要,那就是在編制程序和操作加工時,,一定要避免使機床發(fā)生碰撞,。因為精工機床的價格非常昂貴,少則幾十萬元,,多則上百萬元,,維修難度大且費用高。但是,,碰撞的發(fā)生是有一定規(guī)律可循的,,是能夠避免的,可以總結為以下幾點,。
1,、利用計算機模擬仿真系統(tǒng)
隨著計算機技術的發(fā)展,精工加工教學的不斷擴大,,精工加工模擬仿真系統(tǒng)越來越多,,其功能日趨完善。因此可用于初步檢查程序,,觀察刀具的運動,,以確定是否有可能碰撞。
2,、利用機床自帶的模擬顯示功能
一般較為先進的精工機床圖形顯示功能,。當輸入程序后,,可以調用圖形模擬顯示功能,詳細地觀察刀具的運動軌跡,,以便檢查刀具與工件或夾具是否有可能碰撞,。
3、利用機床的空運行功能
利用機床的空運行功能可以檢查走刀軌跡的正確性,。當程序輸入機床后,,可以裝上刀具或工件,然后按下空運行按鈕,,此時主軸不轉,,工作臺按程序軌跡自動運行,此時便可以發(fā)現刀具是否有可能與工件或夾具相碰,。但是,,在這種情況下必須要保證裝有工件時,不能裝刀具,;裝刀具時,,就不能裝工件,否則會發(fā)生碰撞,。
4,、利用機床的鎖定功能
一般的精工機床都具有鎖定功能(全鎖或單軸鎖)。當輸入程序后,,鎖定Z軸,,可通過Z軸的坐標值判斷是否會發(fā)生碰撞。此功能的應用應避開換刀等運作,,否則無法程序通過,。
5、坐標系,、刀補的設置必須正確
在啟動機床時,,一定要設置機床參考點。機床工作坐標系應與編程時保持一致,,尤其是Z軸方向,,如果出錯,銑刀與工件相碰的可能性就非常大,。此外,,刀具長度補償的設置必須正確,否則,,要么是空加工,,要么是發(fā)生碰撞。
6,、提高編程技巧
程序編制是精工加工至關重要的環(huán)節(jié),,提高編程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞,。
例如:銑削工件內腔,當銑削完成時,,需要銑刀快速退回至工件上方100mm處,,如果用N50 G00 X0 Y0 Z100 編程,這時機床將三軸聯動,,,,則銑刀有可能會與工件發(fā)生碰撞,造成刀具與工件損壞,,嚴重影響機床精度,,這時可采用下列程序N40 G00 Z100; N50 X0 Y0; 即刀具先退至工件上方 100mm處,然后再返回編程零點,,這樣便不會碰撞?! ?nbsp;
總之,,掌握加工中心的編程技巧,能夠更好地提高加工效率,、加工質量,,避免加工中出現不必要的錯誤。這需要我們在實踐中不斷總結經驗,,不斷提高,,從而使編程、加工能力進一步加強,,為精工加工事業(yè)的發(fā)展作貢獻,。
參考文獻:
1、實用精工加工技術編委會編 《實用精工加工技術》 北京:兵器工業(yè)出版社,,1995
2,、唐健編 《精工加工及程序編輯基礎》 北京:機械工業(yè)出版社,1997
3,、勞動和社會保障部編 《加工中心操作工》 北京:中國勞動社會保障出版社,,2001
4、OMC綜合切削中心機程式設計 臺灣 1999
一,、加工中心幾個常用指令的編程技巧
1,、M00、M01,、M02和M30的區(qū)別與聯系
學生在初學加工中心編程時,,對以上幾個M代碼容易混淆,主要原因是學生對加工中心加工缺乏認識,,加上個別教材敘述不詳細,。它們的區(qū)別與聯系如下:
M00為程序暫停指令。程序執(zhí)行到此進給停止,,主軸停轉,。重新按啟動按鈕后,再繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段,。主要用于編程者想在加工中使機床暫停(檢驗工件,、調整、排屑等),。
M01為程序選擇性暫停指令。程序執(zhí)行時控制面板上“選擇停止”鍵處于“ON”狀態(tài)時此功能才能有效,否則該指令無效,。執(zhí)行后的效果與M00相同,,常用于關鍵尺寸的檢驗或臨時暫停。
M02為主程序結束指令,。執(zhí)行到此指令,,進給停止,主軸停止,,冷卻液關閉,。但程序光標停在程序末尾。
M30為主程序結束指令,。功能同M02,,不同之處是,光標返回程序頭位置,,不管M30后是否還有其他程序段,。
2、刀具補償參數地址D,、H的應用
在部分精工系統(tǒng)(如FAUNC)中,,刀具補償參數D、H具有相同的功能,,可以任意互換,,它們都表示精工系統(tǒng)中補償寄存器的地址名稱,但具體補償值是多少,,關鍵是由它們后面補償號地址中的數值來決定,。所以在加工中心中,為了防止出錯,,一般人為規(guī)定H為刀具長度補償地址,,補償號從1~20號,D為刀具半徑補償地址,,補償號從21號開始(20把刀的刀庫),。
例如:G00G43H1Z60.0;
G01G41D21X30.0Y45.0F150;
3、G92與G54~G59的應用
G54~G59是調用加工前設定好的坐標系,,而G92是在程序中設定的坐標系,,用了G54~G59就沒有必要再使用G92,否則G54~G59會被替換,,應當避免,。
注意:(1)一旦使用了G92設定坐標系,再使用G54~G59不起任何作用,,除非斷電重新啟動系統(tǒng),,或接著用G92設定所需新的工件坐標系。(2)使用G92的程序結束后,若機床沒有回到G92設定的原點,,就再次啟動此程序,,機床當前所在位置就成為新的工件坐標原點,易發(fā)生事故,。所以,,一定要慎用。
4,、暫停指令
G04X_/P_ 是指刀具暫停時間(進給停止,,主軸不停止),地址P或X后的數值是暫停時間,。X后面的數值要帶小數點,,否則以此數值的千分之一計算,以秒(s)為單位,,P后面數值不能帶小數點(即整數表示),,以毫秒(ms)為單位。
例如,,G04 X2.0;或G04 X2000; 暫停2秒
G04 P2000;
但在某些孔系加工指令中(如G82,、G88及G89),為了保證孔底的粗糙度,,當刀具加工至孔底時需有暫停時間,,此時只能用地址P表示,若用地址X表示,,則控制系統(tǒng)認為X是X軸坐標值進行執(zhí)行,。
例如,G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000;
鉆孔(80.0,,60.0)至孔底暫停2秒
G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200X2.0,;
鉆孔(2.0,60.0)至孔底不會暫停,。
5,、同一條程序段中,相同指令(相同地址符)或同一組指令,,后出現的起作用,。
例如:G01G90Z30.0Z20.0F200; 執(zhí)行的是Z20.0,Z軸直接到達Z20.0,,而不是Z30.0,。
G01G00X30.0Y20.0F200; 執(zhí)行的是G00(雖有F值,但也不執(zhí)行G01),。
但不同一組的指令代碼,,在同一程序段中互換先后順序執(zhí)行效果相同,。
例如:G90G54G00X0Y0Z60.0;和G00G90G54X0Y0Z60.0;相同。
6,、程序段順序號
程序段順序號,,用地址N表示,。一般精工裝置本身存儲器空間有限(64K),,為了節(jié)省存儲空間,程序段順序號都省略不要,。N只表示程序段標號,,可以方便查找編輯程序,對加工過程不起任何作用,,順序號可以遞增也可遞減,,也不要求數值有連續(xù)性。但在使用某些循環(huán)指令,,跳轉指令,,調用子程序及鏡像指令時不可以省略。
二,、安全操作加工中心加工
精工機床的加工過程中,,有一點至關重要,那就是在編制程序和操作加工時,,一定要避免使機床發(fā)生碰撞,。因為精工機床的價格非常昂貴,少則幾十萬元,,多則上百萬元,,維修難度大且費用高。但是,,碰撞的發(fā)生是有一定規(guī)律可循的,,是能夠避免的,可以總結為以下幾點,。
1,、利用計算機模擬仿真系統(tǒng)
隨著計算機技術的發(fā)展,精工加工教學的不斷擴大,,精工加工模擬仿真系統(tǒng)越來越多,,其功能日趨完善。因此可用于初步檢查程序,,觀察刀具的運動,,以確定是否有可能碰撞。
2,、利用機床自帶的模擬顯示功能
一般較為先進的精工機床圖形顯示功能,。當輸入程序后,,可以調用圖形模擬顯示功能,詳細地觀察刀具的運動軌跡,,以便檢查刀具與工件或夾具是否有可能碰撞,。
3、利用機床的空運行功能
利用機床的空運行功能可以檢查走刀軌跡的正確性,。當程序輸入機床后,,可以裝上刀具或工件,然后按下空運行按鈕,,此時主軸不轉,,工作臺按程序軌跡自動運行,此時便可以發(fā)現刀具是否有可能與工件或夾具相碰,。但是,,在這種情況下必須要保證裝有工件時,不能裝刀具,;裝刀具時,,就不能裝工件,否則會發(fā)生碰撞,。
4,、利用機床的鎖定功能
一般的精工機床都具有鎖定功能(全鎖或單軸鎖)。當輸入程序后,,鎖定Z軸,,可通過Z軸的坐標值判斷是否會發(fā)生碰撞。此功能的應用應避開換刀等運作,,否則無法程序通過,。
5、坐標系,、刀補的設置必須正確
在啟動機床時,,一定要設置機床參考點。機床工作坐標系應與編程時保持一致,,尤其是Z軸方向,,如果出錯,銑刀與工件相碰的可能性就非常大,。此外,,刀具長度補償的設置必須正確,否則,,要么是空加工,,要么是發(fā)生碰撞。
6,、提高編程技巧
程序編制是精工加工至關重要的環(huán)節(jié),,提高編程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞,。
例如:銑削工件內腔,當銑削完成時,,需要銑刀快速退回至工件上方100mm處,,如果用N50 G00 X0 Y0 Z100 編程,這時機床將三軸聯動,,,,則銑刀有可能會與工件發(fā)生碰撞,造成刀具與工件損壞,,嚴重影響機床精度,,這時可采用下列程序N40 G00 Z100; N50 X0 Y0; 即刀具先退至工件上方 100mm處,然后再返回編程零點,,這樣便不會碰撞?! ?nbsp;
總之,,掌握加工中心的編程技巧,能夠更好地提高加工效率,、加工質量,,避免加工中出現不必要的錯誤。這需要我們在實踐中不斷總結經驗,,不斷提高,,從而使編程、加工能力進一步加強,,為精工加工事業(yè)的發(fā)展作貢獻,。
參考文獻:
1、實用精工加工技術編委會編 《實用精工加工技術》 北京:兵器工業(yè)出版社,,1995
2,、唐健編 《精工加工及程序編輯基礎》 北京:機械工業(yè)出版社,1997
3,、勞動和社會保障部編 《加工中心操作工》 北京:中國勞動社會保障出版社,,2001
4、OMC綜合切削中心機程式設計 臺灣 1999
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