前已叙述,数控机床的核心是数控装置,这实际上是一台控制计算机,它是执行运算功能、指挥数控机床进行自动加工的主要组成部分。这些年来,随着技术的发展,数控系统的功能不断扩大,人们使用起来日益方便。因此,学习数控系统的功能,弄清它的概念,是数控入门的重要一环。限于篇幅,这里只能把一些常用的基本功能作以介绍。
一、 数控机床程序编制的有关规定
众所周知,使用数控机床的目的是要有效地高质量地加工出合格的零件来,所谓合格的零件必须是符合图纸要求的产品。而机床怎么会知道图纸的要求呢?这必须由人来告诉它。人又是以何种方式、以什么规则和约定告诉给机床的呢?这就必须制定出数控机床程序编制的规则来。换言之,我们必须把零件的图纸尺寸、工艺路线、切削参数等内容,用数控机床能够接受的数字及文字代码来表示,再根据代码的规定形式制成输入介质(如穿孔带、磁带、卡片等),然后将输入介质所记载的信息输入到数控装置中去,从而才能自动控制机床进行加工。
这种从零件图到制成输入介质的过程叫做数控机床的程序编制。数控机床的程序编制分为手工编程和自动编程两种。手工编程的一般步骤包括工艺处理、运动轨迹的坐标计算、填写程序单、制备输入介质和程序校核等。自动编程过程也是按上述步骤进行的,只不过其中的大部分工作是由计算机或自动编程器来完成的。根据输入方式的不同,自动编程分为语言输入、图形输入和语音输入三种方式。自动编程语言常见的有APT,SKC—1,ZCX—1等。为了使机床能够接收所编制的程序,必须有相应的规定。下面分别叙述这些概念。
1、穿孔带和代码
数控机床的信息读入方式有两种:一是手动输入方式;二是自动输入方式。因此作为数控机床信息载体的控制介质也有两类:一类是自动输入时的穿孔带、穿孔卡片、磁带、磁盘等;另一类是控制台手动输入时的键盘、波段开关、手动数据输入(MDI)等等。穿孔带由于有机械的固定代码孔,不易受环境(如磁场)的影响,便于长期保存和重复使用,且程序的存储量大,故至今仍是许多数控机床主要的常用的信息输入方式。
2、程序段格式
在编制数控机床程序时,首先要根据机床的脉冲当量确定坐标值,然后根据其程序段格式编制数控程序。所谓程序段,就是指为了完成某一动作要求所需的功能“字”的组合。“字”是表示某一功能的一组代码符号,如X2500为一个字,表示X向尺寸为2500;F20为一个字,表示进给速度为20。程序段格式是指一个程序段中各字的排列顺序及其表达形式。常用的程序段格式有三种,即固定顺序程序段格式、带有分隔符的固定顺序程序段格式和字地址程序段格式。由于程序段是由功能“字”组成的,因此,以下先介绍常用功能字,然后再介绍程序段格式。
1) 常用功能字
一个程序段中,除了由地址符N为首的三位数组成的序号字(N×××)外,常用的功能字有:准备功能字G;坐标功能字X,Y,Z;辅助功能字M;进给功能字F;主轴转速功能字S和刀具功能字T等。
(1) 准备功能字。 准备功能字以地址符G为首,后跟二位数字(G00-G99)。 ISO1056 标准对准备功能G的规定见表1—3。我国的标准为JB3208—83,其规定ISO1056—1975(E)等效。 这些准备功能包括:坐标移动或定位方法的指定;插补方式的指定;平面的选择;螺纹、攻丝、固定循环等加工的指定;对主轴或进给速度的说明;刀具补偿或刀具偏置的指定等。当设计一个机床数控系统时,要在标准规定的G功能中选择一部分与本系统相适应的准备功能,作为硬件设计及程序编制的依据。标准中那些“不指定”的准备功能,必要时可用来规定为本系统特殊的准备功能。
表 1 — 3 ISO 标准对准备功能 G 的规定
代 码 |
功 能 |
说 明 |
代 码 |
功 能 |
说 明 |
G00 |
点定位 |
|
G57 |
XY 平面直线位移 |
|
G01 |
直线插补 |
|
G58 |
XZ 平面直线位移 |
|
G02 |
顺时针圆弧插补 |
|
G59 |
YZ 平面直线位移 |
|
G03 |
逆时针圆弧插补 |
|
G60 |
准确定位(精) |
按规定公差定位 |
G04 |
暂停 |
执行本段程序前暂停一段时间 |
G61 |
准确定位(中) |
按规定公差定位 |
G05 |
不指定 |
|
G62 |
准确定位(粗) |
按规定之较大公差定位 |
G06 |
抛物线插补 |
|
G63 |
攻丝 |
|
G07 |
不指定 |
|
G64-G67 |
不指定 |
|
G08 |
自动加速 |
|
G68 |
内角刀具偏置 |
|
G09 |
自动减速 |
|
G69 |
外角刀具偏置 |
|
G10-G16 |
不指定 |
|
G70-G79 |
不指定 |
|
G17 |
选择 XY 平面 |
|
G80 |
取消固定循环 |
取消 G81- G89 的固定循环 |
G18 |
选择 ZX 平面 |
|
G81 |
钻孔循环 |
|
G19 |
选择 YZ 平面 |
|
G82 |
钻或扩孔循环 |
|
G20-G32 |
不指定 |
|
G83 |
钻深孔循环 |
|
G33 |
切削等螺距旋纹 |
|
G84 |
攻丝循环 |
|
G34 |
切削增螺距旋纹 |
|
G85 |
镗孔循环 1 |
|
G35 |
切削减螺距旋纹 |
|
G86 |
镗孔循环 2 |
|
G36-G39 |
不指定 |
|
G87 |
镗孔循环 3 |
|
G40 |
取消刀具补偿 |
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G88 |
镗孔循环 4 |
|
G41 |
刀具补偿 - 左侧 |
按运动方向看,
刀具在工件左侧 |
G89 |
镗孔循环 5 |
|
G42 |
刀具补偿 - 右侧 |
按运动方向看,
刀具在工件右侧 |
G90 |
绝对值输入方式 |
|
G43 |
正补偿 |
刀补值加给给定坐标值 |
G91 |
增量值输入方式 |
|
G44 |
负补偿 |
刀补值从给定坐标值减 |
G92 |
预制寄存 |
修改尺寸字
不产生运动 |
G45 |
用于刀具补偿 |
|
G93 |
按时间倒数给定进给速度 |
|
G46-G52 |
用于刀具补偿 |
|
G94 |
进给速度 (mm/min) |
|
G53 |
直线位移功能取消 |
|
G95 |
进给速度
(mm/r(主轴)) |
|
G54 |
X 轴直线位移 |
|
G96 |
主轴恒线速度
( m/min ) |
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G55 |
Y 轴直线位移 |
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G97 |
主轴转速
( r/min ) |
取消 G96 的指定 |
G56 |
Z 轴直线位移 |
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G98-G99 |
不指定 | |