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12 - Mill - Programming

铣床操作手册


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  • 12.1 基本编程
  • 12.2 绝对值定位和增量定位
  • 12.3 刀具/工件偏置调用
  • 12.4 子程序

12.1 基本编程

Basic Programming

一个典型的CNC程序拥有3部分:

1)准备:程序的这一部分将选择工件和刀具偏置、选择切削刀具、开启冷却液、设置主轴速度并为轴运动选择绝对值或增量定位。

2)切削:程序的这一部分定义了用于切削操作的刀具路径和进给率。

3)完成:程序的这一部分 将把主轴移离路径、关停主轴、关闭冷却液并把工作台移到一个可取下工件进行检查的位置。

采用这个基本程序将沿着一条从X=0.0, Y=0.0到X=4.0, Y=4.0的直线采用刀具1在一块材料上进行深度为0.100" (2.54 mm)的切削。

注意: 一个程序块可包含一个以上的G代码,只要这些G代码是来自不同组的即可。在同一个程序块中不可拥有两个同组G代码。注意,每个块只能有一个M代码。

%
O40001 (基本编程 );
(G54 X0 Y0在工件的右上角);
(Z0在零件的顶部);
(T1是一把1/2"立铣刀);
(准备程序块开始);
T1 M06 (选择刀具1);
G00 G90 G17 G40 G49 G54 (安全启动);
X0 Y0 (快速移至第1个位置);
S1000 M03 (顺时针启动主轴);
G43 H01 Z0.1 (开启刀具偏置1);
M08 冷却液打开;
(切削程序块开始);
G01 F20。Z-0.1 (进给至切削深度) ;
X-4. Y-4.(直线运动);
(完成程序块开始);
G00 Z0.1 M09 (快速退刀,关闭冷却液);
G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
G53 Y0(Y原点);
M30(结束程序);
%

Preparation

这些是范例程序O40001中的准备代码:

准备代码块 说明
% 表示在文本编辑器中编写的一个程序的开头。
O40001 (基本编程 ); O40001是程序名称。程序命名规范按照 Onnnnn 格式:字母“O”或者“o”后跟5位数字。
(G54 X0 Y0在工件的右上角); 注释
(Z0在零件的顶部); 注释
(T1是一把1/2"立铣刀); 注释
(准备程序块开始); 注释
T1 M06 (选择刀具1); 选择要使用的刀具T1。M06要求刀库将刀具1(T1)装入主轴。
G00 G90 G17 G40 G49 G54 (安全启动);

这被称为安全启动行。按照经验,最好在每次换刀后加上这一代码块。G00定义了这之后要采用快速运动模式完成的轴移动。 

G90定义了将在绝对模式下完成的轴运动(欲知更多信息,请参阅绝对值定位和增量定位 (G90, G91)。

G17把切削平面定义为XY平面。G40取消刀具补偿。G49取消刀具长度偏置。G54在偏置显示中定义了需要以保存在G54中的工件偏置为中心的坐标系。

X0 Y0 (快速移至第1个位置); X0 Y0要求工作台在G54坐标系中移至位置X=0.0和Y=0.0。
S1000 M03 (顺时针启动主轴);

M03朝顺时针方向启动主轴。它采用了地址码Snnnn,其中,nnnn是所需主轴转速。 

对于具有变速箱的机床,控制器将基于指令给出的主轴转速自动选择高速挡或低速挡。您可以采用一个M41或M42选择倍率。欲知这些M代码的详细信息,请参阅M41低速档倍率 / M42 高速档倍率页面。

对于具有变速箱的机床,控制器将基于指令给出的主轴转速自动选择高速挡或低速挡。您可以采用一个M41或M42选择倍率。欲知有关这些M代码的详细信息,请参阅M41 / M42 低速/高速档倍率。

G43 H01 Z0.1 (开启刀具偏置1); G43 H01开启刀具长度补偿+。H01表示要使用刀具偏置显示中为刀具1保存的长度。Z0.1指令要求Z轴运行至Z=0.1。 
M08 冷却液打开; M08指令开通冷却液。

Cutting

这些是范例程序O40001中的切削代码块:

切削代码块 说明
G01 F20。Z-0.1 (进给至切削深度) ; G01 F20定义了这之后要以直线形式完成的轴运动。G01需要地址码Fnnn.nnnn。地址码F20.指定运动的进给速度为20" (508 mm) / 分钟。Z-0.1指令Z轴运行至Z = - 0.1。
X-4. Y-4.(直线运动); X-4. Y-4.要求X轴移至X = - 4.0并要求Y轴移至Y = - 4.0。

Completion

完成代码块 说明
G00 Z0.1 M09 (快速退刀,关闭冷却液); G00要求采用快速运动模式完成轴运动。Z0.1 指令要求 Z 轴运行至 Z=0.1。M09关闭冷却液。
G53 G49 Z0 M05(Z 回原点, 关闭主轴); G53定义了这之后的轴运动将以机床坐标系为基准。G49取消刀具长度偏置。Z0是一个要求移至Z=0.0的指令。M05关闭主轴。
G53 Y0(Y 回原点); G53定义了这之后的轴运动将以机床坐标系为基准。Y0是一个要求移至Y=0.0的指令。
M30(结束程序); M30 结束程序并把控制器上的光标移至程序顶部。
% 表示在文本编辑器中编写的一个程序的末尾。

12.2 绝对值定位和增量定位

Absolute vs. Incremental Positioning (G90, G91)

绝对值定位(G90)和增量定位(G91)指令将定义控制器解析轴运动指令的方式。

如果在一个G90代码后发出轴移动指令,轴将基于当前所用坐标系原点移向位置。

如果在一个G91代码后发出轴移动指令,轴将基于当前位置移向位置。

在众多情况中,绝对值编程都非常有用。对于均匀分布的重复性切削,增量编程就非常高效。

图图1显示了一个零件,该零件具有5个均布的直径为0.25"(13mm)的孔。孔深为1.00" (25.4mm),孔距为1.250" (31.75mm)。

图1显示了一个零件,该零件具有5个均布的直径为0.25"(13mm)的孔。孔深为1.00" (25.4mm),孔距为1.250" (31.75mm)。

绝对值定位指令/增量定位指令程序范例。G54 X0. Y0.用于增量 [1], G54用于绝对值 [2]

下面是两个用于按照图示进行钻孔的程序范例,旨在对绝对值定位和增量定位进行比较。

我们采用中心钻开始钻孔,采用一把0.250" (6.35mm) 钻头完成孔的最终钻削。中心钻加工深度为0.200" (5.08mm) ,0.250"钻头钻削深度为1.00" (25.4mm)。G81是钻削固定循环,它用于钻孔。

Mill Incremental Positioning Example

%
O40002(增量范例程序);
N1(G54 X0 Y0 在零件的左侧中心);
N2(Z0在零件的顶部);
N3(T1是中心钻);
N4(T2是钻头);
N5(T1准备程序块);
N6 T1 M06 (选择刀具1);
N7 G00 G90 G40 G49 G54(安全启动);
N8 X0 Y0 (快速移至第1个位置);
N9 S1000 M03 (顺时针启动主轴);
N10 G43 H01 Z0.1(开启刀具偏置1);
N11 M08 冷却液打开;
N12(T1切削程序块);
N13 G99 G91 G81 F8.15 X1.25 Z-0.3 L5;
N14(G81开始,5次);
N15 G80(取消 G81);
N16 (T1 完成程序块);
N17 G00 G90 G53 Z0。M09(快速退刀,关闭冷却液);
N18 M01(选择性停止);
N19(T2准备程序块);
N20 T2 M06 (选择刀具2);
N21 G00 G90 G40 G49(安全启动);
N22 G54 X0 Y0(快速移至第1个位置);
N23 S1000 M03 (顺时针启动主轴);
N24 G43 H02 Z0.1 (开启刀具偏置2);
N25 M08(冷却液打开);
N26 (T2 切削程序块);
N27 G99 G91 G81 F21.4 X1.25 Z-1.1 L5;
N28 G80(取消 G81);
N29(T2 完成程序块);
N30 G00 Z0.1 M09 (快速退刀,关闭冷却液);
N31 G53 G90 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
N32 G53 Y0(Y 回原点);
N33 M30(结束程序);
%

Mill Absolute Positioning Example

相比增量值编程方法,绝对值编程法所需代码行更多。程序拥有类似的准备和完成段。

让我们看一下增量值编程范例中的第N13行,中心钻从此处开始进行操作。G81使用循环地址码Lnn来表示重复循环的次数。地址码L5重复此流程5次。每次重复固定循环时,它就移动选项X和Y值所指定的距离。在这个程序中,增量程序在每个循环中从当前位置朝X向移动1.25" ,然后执行钻孔循环。

对于每个钻孔操作,程序指定了一个比实际深度深0.1"的钻孔深度,因为运动从零件上方0.1"处开始。

采用绝对定位方式时,G81指定钻孔深度,但它不使用循环地址代码。取而代之,程序在一个单独的行给出每个孔的位置。在G80取消固定循环前,控制器在每个位置执行钻孔循环。

绝对定位程序指定每个孔的深度,因为深度是从零件表面开始的(Z=0)。

1

%
O40003(绝对范例程序);
N1(G54 X0 Y0 在零件的左侧中心);
N2(Z0在零件的顶部);
N3(T1是中心钻);
N4(T2是钻头);
N5(T1准备程序块);
N6 T1 M06 (选择刀具1);
N7 G00 G90 G40 G49 G54(安全启动);
N8 X1.25 Y0 (快速移至第1个位置);
N9 S1000 M03 (顺时针启动主轴);
N10 G43 H01 Z0.1 (开启刀具偏置1);
N11 M08(冷却液打开);
N12(T1切削程序块);
N13 G99 G81 F8.15 X1.25 Z-0.2;
N14(G81开始,第1个孔);
N15 X2.5(第2个孔);
N16 X3.75(第3个孔);
N17 X5.(第4个孔);
N18 X6.25(第5个孔);
N19 G80(取消 G81);
N20(T1完成程序块);
N21 G00 G90 G53 Z0。M09(快速退刀,关闭冷却液);
N22 M01(选择性停止);
N23(T2 准备程序块);
N24 T2 M06 (选择刀具2);
N25 G00 G90 G40 G49(安全启动);
N26 G54 X1.25 Y0 (快速移至第1个位置);
N27 S1000 M03 (顺时针启动主轴);
N28 G43 H02 Z0.1 (开启刀具偏置2);
N29 M08(冷却液打开);
N30 (T2 切削程序块);
N31 G99 G81 F21.4 X1.25 Z-1.(第1个孔);
N32 X2.5(第2个孔);
N33 X3.75(第3个孔);
N34 X5.(第4个孔);
N35 X6.25(第5个孔);
N36 G80(取消 G81);
N37(T2 完成程序块);
N38 G00 Z0.1 M09 (快速退刀,关闭冷却液);
N39 G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
N40 G53 Y0(Y回原点);
N41 M30(结束程序);
%

12.3 刀具/工件偏置调用

G43 Tool Offset

在每次换刀后都要使用G43 Hnn刀具长度补偿指令。它调节Z轴位置以获得刀具长度。自变量Hnn对要使用的刀具长度进行指定。欲知更多信息,请参阅操作章节中的设置刀具偏置。

注意: 刀具长度nn值应与换刀指令M06 Tnn的nn值相匹配,以避免发生碰撞。

设置15 - H & T Code Agreement对Tnn和Hnn自变量中nn值是否需要匹配进行控制。如果设置15处于ON状态且Tnn和Hnn不匹配,将发出警报332 - H和T不匹配。

G54 Work Offsets

工件偏置定义一个工件在工作台上的位置。

可用工件偏置有G54-G59、G110-G129和G154 P1-P99。G110-G129和G154 P1-P20 涉及相同的工件偏置。

一个非常有用的功能是把多个工件安装在工作台上并在一个加工循环中加工多个零件。这将通过为每个工件指定一个不同的工件偏置来实现。

欲知更多信息,请参阅本手册G代码章节。下面是一个采用一个循环加工多个零件的举例。程序使用M97局部子程序调用切削操作。

%
O40005(工件偏置范例程序);
(G54 X0 Y0 位于零件的左侧中心);
(Z0在零件的顶部);
(T1是钻头);
(准备程序块开始);
T1 M06 (选择刀具1);
G00 G90 G40 G49 G54(安全启动);
X0 Y0 ;
(移动到第一个工件坐标位置-G54);
S1000 M03 (顺时针启动主轴);
G43 H01 Z0.1 (开启刀具偏置1);
M08 冷却液打开;
(切削程序块开始);
M97 P1000(调用局部子程序);
G00 Z3。(快速退刀);
G90 G110 G17 G40 G80 X0。Y0.;
(移动到第二个工件坐标位置-G110);
M97 P1000(调用局部子程序);
G00 Z3。(快速退刀);
G90 G154 P22 G17 G40 G80 X0。Y0.;
(移动到第三个工件坐标位置-G154 P22);
M97 P1000(调用局部子程序);
(完成程序块开始);
G00 Z0.1 M09 (快速退刀,关闭冷却液);
G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
G53 Y0(Y原点);
M30(结束程序);
N1000(局部子程序);
G81 F41.6 X1。Y2。Z-1.25 R0.1(开始G81);
(第1个孔);
X2. Y2.(第2个孔);
G80(取消G81);
M99
%

12.4 子程序

Subprograms

子程序:

  • 通常是一系列在程序中重复多次的命令。
  • 被写成单独的程序,从而不再需要在主程序中进行多次重复指令。
  • 在主程序中采用M97或M98和一个P代码调用。
  • 可以包含一个L用于重复计数。在主程序继续执行下一个程序块之前,子程序可重复调用L次。

在您使用M97时:

  • P代码(nnnnn)与局部子程序的程序块编号(Nnnnnn)相同。
  • 子程序必须在主程序中间

在您使用M98时:

  • P代码(nnnnn)与子程序的程序编号(Onnnnn)相同。
  • 如果子程序没有在内存中,文件名必须是Onnnnn.nc.。文件名必须含有O、前导零和.nc,才能使机床找到子程序。
  • 子程序必须处于启用目录中,或者在设置251/252指定的一个位置中。欲知有关子程序查找位置的详细信息,请参阅第5页。

固定循环是最常见的子程序用法。比如,您可以将一排孔的X和Y位置编写在一个单独的程序中。然后采用一个固定循环将此程序作为子程序调用。用户不必为每一把刀具输入位置,只需为所有刀具一次性输入各位置。

Setting Up Search Locations

当程序调用一个子程序时,控制器将首先在启用目录中寻找子程序。如果控制器无法找到子程序,那么,控制器就使用设置251和252来确定接下来在哪里查找。欲知更多信息,请参阅那些设置。

为了在设置252中建立一个查找位置列表:

  1. 在设备管理器 (LIST PROGRAM(程序列表)),中选择您要添加列表的目录。
  2. 按 [F3]。
  3. 选中菜单中的设置252选项,然后按ENTER(回车)。

    控制器把当期目录添加到设置252中的查找位置列表。

结果: 

为了查阅查找位置列表,请查看设置页面上设置252的值。

Local Subprogram (M97)

局部子程序是主程序中的一个代码段,可以被主程序多次调用。局部子程序使用M97和Pnnnnn调用,后者指的是局部子程序中的N行编号。

局部子程序的格式是使用一个M30结束主程序,然后在M30之后输入局部子程序。每个子程序在开始的时候必须有一个N行编号,在结尾有一个M99,这样在子程序结束后系统将自动返回到主程序的下一行。

%
O40009(局部子程序范例程序);
(G54 X0 Y0 在零件的左上角);
(Z0在零件的顶部);
(T1是点钻);
(T2是钻头);
(T3 是丝锥);
(准备程序块开始);
T1 M06 (选择刀具1);
G00 G90 G40 G49 G54(安全启动);
X1.5 Y-0.5(快速移至第1个位置);
S1406 M03 (顺时针启动主轴);
G43 H01 Z1.(开启刀具偏置1);
M08(冷却液打开);
(切削程序块开始);
G81 G99 Z-0.26 R0.1 F7. (G81 开始);
M97 P1000(调用局部子程序);
(完成程序块开始);
G00 Z0.1 M09 (快速退刀,关闭冷却液);
G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
M01(选择性停止);
(准备程序块开始);
T2 M06 (选择刀具2);
G00 G90 G40 G49(安全启动);
G54 X1.5 Y-0.5 (快速移至第1个位置);
S2082 M03 (顺时针启动主轴);
G43 H02 Z1。(刀具偏置 2 开启);
M08(冷却液打开);
(切削程序块开始);
G83 G99 Z-0.75 Q0.2 R0.1 F12.5(开始G83);
M97 P1000(调用局部子程序);
(完成程序块开始);
G00 Z0.1 M09 (快速退刀,关闭冷却液);
G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
M01(选择性停止);
(准备程序块开始);
T3 M06(选择刀具3);
G00 G90 G40 G49(安全启动);
G54 X1.5 Y-0.5;
(快速回至第1个位置);
S750 M03 (顺时针启动主轴);
G43 H03 Z1.(开启刀具偏置3);
M08(冷却液打开);
(切削程序块开始);
G84 G99 Z-0.6 R0.1 F37.5(开始G84);
M97 P1000(调用局部子程序);
(完成程序块开始);
G00 Z0.1 M09 (快速退刀,关闭冷却液);
G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
G53 Y0(Y原点);
M30(结束程序);
(局部子程序);
N1000(开始局部子程序);
X0.5 Y-0.75(第2个位置);
Y-2.25(第3个位置);
G98 X1.5 Y-2.5(第4个位置);
(返回初始点);
G99 X3.5(第5个位置);
(返回R平面);
X4.5 Y-2.25(第6个位置);
Y-0.75(第7个位置);
X3.5 Y-0.5(第8个位置);
M99
%

External Subprogram (M98)

外部子程序是一个被主程序调用的独立程序。使用M98调用一个外部子程序,其中Pnnnnn代表您要调用程序的编号。

当调用一个M98子程序时,控制器将在主程序目录中寻找子程序。如果控制器在主程序目录中无法找到子程序,接着,它将在设置251中指定的位置查找。欲知更多信息,请参阅第5页。如果控制器无法找到子程序,则将发出警报。

在此范例中,子程序(程序O40008)指定了8个位置。它也包含一个在位置4和5之间移动的G98指令。这将导致Z轴返回到起始点,而不是R平面,这样,刀具就移过工件夹具。

主程序(程序O40007)指定了3个不同的固定循环:

  1. G81在每个位置钻中心孔
  2. G83在每个位置琢钻
  3. G84 在每个位置攻丝

每个固定循环调用子程序并在每个位置执行走刀。

%
O40007(外部子程序范例程序);
(G54 X0 Y0 位于零件的左侧中心);
(Z0在零件的顶部);
(T1是点钻);
(T2是钻头);
(T3 是丝锥);
(准备程序块开始);
T1 M06 (选择刀具1);
G00 G90 G40 G49 G54(安全启动);
G00 G54 X1.5 Y-0.5 (快速移至第1个位置);
S1000 M03 (顺时针启动主轴);
G43 H01 Z1。(开启刀具偏置1);
M08 冷却液打开;
(切削程序块开始);
G81 G99 Z-0.14 R0.1 F7. (G81 开始);
M98 P40008(调用外部子程序);
(完成程序块开始);
G00 Z1. M09 (快速退刀,关闭冷却液);
G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
M01(选择性停止);
(准备程序块开始);
T2 M06 (选择刀具2);
G00 G90 G40 G49 G54(安全启动);
G00 G54 X1.5 Y-0.5 (快速移至第1个位置);
S2082 M03 (顺时针启动主轴);
G43 H02 Z1。(开启刀具偏置1);
M08 冷却液打开;
(切削程序块开始);
G83 G99 Z-0.75 Q0.2 R0.1 F12.5(开始G83);
M98 P40008(调用外部子程序);
(完成程序块开始);
G00 Z1. M09 (快速退刀,关闭冷却液);
G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
M01(选择性停止);
(准备程序块开始);
T3 M06(选择刀具3);
G00 G90 G40 G49 G54(安全启动);
G00 G54 X1.5 Y-0.5 (快速移至第1个位置);
S750 M03 (顺时针启动主轴);
G43 H03 Z1. (开启刀具偏置 3);
M08 冷却液打开;
(切削程序块开始);
G84 G99 Z-0.6 R0.1 F37.5(开始G84);
M98 P40008(调用外部子程序);
(完成程序块开始);
G00 Z1. M09 (快速退刀,关闭冷却液);
G53 G49 Z0 M05 (Z回原点, 关闭主轴);
G53 Y0(Y原点);
M30(结束程序);
%

子程序
%
O40008(子程序);
X0.5 Y-0.75(第2个位置);
Y-2.25(第3个位置);
G98 X1.5 Y-2.5(第4个位置);
(返回初始点);
G99 X3.5(第5个位置);
(返回R平面)。
X4.5 Y-2.25(第6个位置);
Y-0.75(第7个位置);
X3.5 Y-0.5(第8个位置);
M99(子程序返回或者循环);
%

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