G、M功能指令简述为了让数控机床按要求进行切削加工,人们就要用程序形式给它输入必要的指令来加以控制。
这种程序指令的规则和格式必须严格符合相应机床(数控系统)的要求和规定,否则机床(数控系统)就无法工作。
不同机床(数控系统)的功能指令有其共性也有不尽相同的地方,这里仅就一些HELLER加工中心常用的基本功能指令进行简单说明。
准备功能和辅助功能是程序段的基本组成部分,是指定工艺过程各种运动和操作特征的核心。
一、准备功能指令准备功能指令,又称G指令、G代码,它由字母和数字组成,下面列举HELLER 加工中心常用的准备功能指令,见表模态与非模态指令编程中的指令有模态指令和非模态指令,模态指令也称续效指令,一经程序段中指定,便一直有效,与上段相同的模态指令可省略不写,直到以后程序中重新指定同组指令时才失效。
而非模态指令(非续效指令)其功能仅在本程序段中有效,与上段相同的非模态指令不能省略不写。
二、准备功能指令的应用1、G0 快速点定位编程: G0 X…Y…Z…参数说明: XYZ 直角坐标中的终点功能:快速移动使刀具快速定位,此功能不适用于工件加工。
操作顺序:利用G0编程的刀具运动以最大允许速度执行(快进),快进速度分别在机床各轴数据中确定。
如果快进运动在几个轴上同步执行,那么快进速度由要求轨迹段时间最长的轴确定。
使用G0指令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉,忽略这一点,就容易发生碰撞,而在快速状态下的碰撞就更加危险。
附注: G0是模态指令编程示例: G0用于接近起始位置或换刀点,退刀等。
N10 G90 S400 M3 绝对尺寸编程,主轴顺时针转动,转速为400r/min N20 G0 X30 Y20 Z2 快进到起始位置N30 G1 Z-5 F100 D1 直线插补进刀,S=400,F=100,刀具长度补偿D1N40 X80 Y65 直线插补到终点位置N50 G0 Z100 退刀N60 M30 程序结束2、G1 直线插补编程: G1 X…Y…Z…F…参数说明: XYZ 直角坐标中的终点F 进给率,mm/min功能:利用G1,刀具可以作直线或斜线运动,这些直线和斜线运动可以是平面上的,也可以是空间上的,三轴联动就是空间上的运动。
操作顺序:刀具沿直线以进给率F从当前起点移到编程的目的点。
可用直角坐标输入目的点。
例:G1 X100 Y20 Z30 S200 F100 M3刀具以转速S=200(正转),进给F=100的速度从前一位置移动到目的点(X100 Y20 Z30)。
附注: G1是模态的,主轴转速S与主轴转动方向M3/M4必须由加工来确定。
编程示例:N10 G17 S400 M3 选择工作平面X-Y面,主轴顺时针转动,S=400N20 G0 X20 Y20 Z2 快进到起始位置N30 G1 Z-2 F100 D1 直线插补进刀,S=400,F=100,刀具长度补偿D1N40 X80 Y80 Z-15 直线插补到终点位置N50 G0 Z100 退刀N60 M30 程序结束3、G2/G3 圆弧插补编程: G2/G3 X…Y…Z…I…J…K…命令与参数说明:G2顺时针圆弧插补G3逆时针圆弧插补XYZ为圆弧终点的直角坐标IJK为圆弧起点相对于圆弧中心的矢量值,注意该值会因始点相对圆心的方位不同而带有正、负号。
功能:用圆弧插补对整圆或圆弧进行加工。
操作顺序:确定工作平面,控制系统需要工作平面参数(G17-G19)计算圆的旋转方向,G2为顺时针,G3为逆时针。
附注: G2/G3是模态指令。
该指令使刀具从圆弧起点,沿圆弧移动到圆弧终点。
圆弧顺、逆方向的判断符合直角坐标系的右手定则,如图。
沿(XOZ)平面的垂直坐标轴的负方向(-Y)看去,顺时针方向为G2,逆时针方向为G3。
圆弧顺、逆判断编程示例:N10 G17 S300 M3 选择工作平面X-Y面,主轴顺时针转动,S=300N20 G0 X20 Y50 Z3 快进到起始位置N30 G1 Z-2 F100 D1 直线插补进刀,S=400,F=100,刀具长度补偿D1 N40 G2 X20 Y50 I0 J10 顺时针圆弧插补加工半圆N50 G0 Z100 退刀N60 M30 程序结束4、G4−暂停编程: G4 F…G4 S…参数说明: G4 暂停命令F…以秒为单位的时间S…用主轴旋转次数确定的时间功能:用G4可根据需要在两个NC程序段之间将工件加工停止一段时间。
编程示例:N10 G1 F200 Z-5 S300 M3 D1 以给定的转速进给直线插补N20 G4 F3 暂停,暂停时间为3秒N30 X40 Y10 直线插补到终点位置N40 G4 S30 主轴在此时位置转30转后继续执行后续程序段(与S=300r/min和100%主轴倍率相对应,则暂停时间为0.1min)N50 X…前面的进给率和主轴转速持续有效,字F…和S…仅用于含有G4的程序段中的时间规定中,在后续程序中,原先给定的进给F和主轴速度S仍然有效。
5、G17/G18/G19−平面选择用两个坐标轴来确定一个平面,第三个坐标轴与该平面相垂直,并确定刀具的进给方向。
编程时,要确定加工面以便于控制系统能准确计算出刀具偏置值。
在NC程序中,用G17、G18和G19来确定加工面。
6、G40/G41/G42−刀具半径补偿在编制轮廓切削加工场合中,一般以工件的轮廓尺寸为刀具轨迹编程,这样编制加工程序简单,即假设刀具中心运动轨迹是沿工件轮廓运动的,而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量(即刀具半径)。
利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变,简化程序编制,机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小,自动计算出实际刀具中心轨迹,并按刀具中心轨迹运动。
根据刀具轨迹的左右补偿,刀具半径补偿的指令有:①G41刀具半径左补偿。
如图所示,顺着刀具运动方向看,刀具在工件的左侧,称为刀具半径左补偿。
②G42刀具半径右补偿。
如图所示,顺着刀具运动方向看,刀具在工件的右侧,称为刀具半径右补偿。
③G40取消刀具半径左右补偿。
a)b)刀具半径左右补偿a)刀具左补偿 b)刀具右补偿刀具半径补偿注意事项:①41、G42、G40指令不能与圆弧切削指令写在同一个程序段内,可与G1、G0指令在同程序段出现,即它是通过直线运动来建立或取消刀具补偿的。
②在调用新刀具前或要更改刀具补偿方向时,中间必须取消刀具补偿。
目的是为了避免产生加工误差。
③G41、G42、G40是模态指令,在程序的最后必须以取消偏置状态结束。
④G41、G42的判断是以向着工件所在平面(XOY)的垂直轴负向(-Z)看为依据。
⑤在G41方式中,不要再指定G41方式,否则补偿会出错。
同样,在G42方式中,不要再指定G42方式。
当补偿量取负值时,G41和G42互相转化。
编程示例:N10 G0 X=390 Y=250 快进到起始位置N20 G0 Z=3 D1 快进到Z向安全距离点N30 G1 Z=-45+3-35 F3000 D1 用G1的方式接近加工点,有意外情况可以起保护作用N40 G1 G41 X=390.88 Y=198.43 F400 刀具半径左补偿N50 G1 X=350.25 Y=170.42 以左补偿的状态进行直线加工N60 G0 G40 Z100 加工结束,取消刀具半径补偿,退刀7、G54-G57 G505-G509 调用第1到第99个零点偏置调用:G54或G55或G56或G57或G505…G599解除:G53或G500或SUPA或G153命令说明:G53 非模态解除,包括已编程的偏置G54-G57 调用第1到第4可设置零点偏置G153 抑制含基础frame在内的当前frameG500 如果G500用0预置,那么解除G54-G599直到下次调用,否则G500利用基础偏置写入。
SUPA 非模态解除,包括已编程的偏置,手轮偏置(DRF),外部零点偏置及预置偏置。
G505-G599 调用第5到第99可设置零点偏置功能:可设置零点偏置把所有轴上的工件零点与基础坐标系的原点相联系。
激活零点偏置:在NC程序中,通过执行命令G54-G57,零点偏置从机床坐标系移到工件坐标系。
在带编程运动的下1个NC程序段中,所有位置参数及刀具运动均参照目前有效的工件零点。
四种有效的零点偏置可以用于多项加工操作,可同步描述四个工件装夹位置并在程序中执行。
命令G505-G599对于其它可以设置的零点偏置有效。
解除零点偏置:命令G500解除含基础偏置的可设置的零点偏置,G53或命令SUPA用于可编程及可设置偏置的顺时针消除。
附注:程序起动的标准设置,即G54或G500,可以利用机床数据设置。
编程示例:此例中,3个工件根据零点偏置值G54-G56排列在托板上依次加工。
加工顺序在子程序L47中编制。
N10 G0 G90 X10 Y10 D1 快进到起始位置N20 G54 S1000 M3 调用第1个零点偏置,主轴顺时针转N30 L47 在第1个零点偏置下运行子程序L47N40 G55 G0 Z200 调用第2个零点偏置N50 L47 在第2个零点偏置下运行子程序L47N60 G56 调用第3个零点偏置N70 L47 在第3个零点偏置下运行子程序L47N80 G53 X200 Y300 解除零点偏置N90 M30 程序8、G90/G91−绝对/相对尺寸绝对尺寸: G90 参照当前坐标系原点,在工件坐标系中编制刀具运行点的程序相对尺寸: G91参照上一个点,用刀具移动量编制刀具运行程序功能: G90/G91命令用于确定描述接近点的方式附注: G90和G91命令均为模态。
编程示例:N10 G0 G90 X10 Y10 S300 M3 在绝对尺寸下快进到起始位置N20 G0 Z3 快进到Z向的安全距离N30 G1 Z-2 F100 D1 绝对尺寸下直线插补N40 G91 G1 X5 Y0 相对尺寸下直线插补(1点)N50 G91 G1 X5 Y10 相对尺寸下直线插补(2点)N60 G90 G1 X30 Y30 绝对尺寸下直线插补到终点N70 G0 Z100 绝对尺寸下退刀9、G331/G332−刚性攻丝编程: G331 X…Y…Z…I…J…K…(攻丝)G332 X…Y…Z…I…J…K…(回退)参数说明:XYZ 直角坐标系中的钻孔深度(终点)IJK 螺距(在X,Y,Z方向)功能: G331/G332用于刚性攻丝操作顺序:SPOS/SPOSA用于准备主轴用于攻丝G331:攻丝攻丝利用钻孔深度(螺纹终点)及螺距描述G332:回退此项运动的螺距与G331相同,主轴换向可自动进行钻孔深度,螺距X方向钻孔,螺距IY方向钻孔,螺距JZ方向钻孔,螺距K功能:模态指令编程示例:N10 SPOS[n]=0 主轴角度转到0°,准备攻丝N20 G0 X0 Y0 Z2 快进至起始点,Z方向有安全距离N30 G331 Z-50 K1.5 S200 攻丝,钻孔深度50,螺距1.5N40 G332 Z3 K1.5 反转,回退到安全距离N50 G1 F1000 X100 Y100 Z100 S300 M3 直线插补到终点位置N60 M30 程序结束三、辅助功能指令辅助功能指令,又称M指令,M代码,它由字母和数字组成,这类指令用来控制机床或系统的辅助功能动作,如冷却液的开、关;主轴的正反转;程序结束等。