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模块C第三章


模块C 数控铣床和铣削加工中 心应用技术(16-48课时)
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第一章 数控铣床和铣削加工中心概述 第二章 数控铣削加工工艺 第三章 数控铣削加工手工编程 第四章 数控铣床和铣削加工中心加工操作 第五章 数控铣削加工自动编程UGNX实现

第三章 数控铣削加工手工编程

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CNC铣床(或加工中心机)程序制作 计算机数值控制机床是经由程序中的指令操控计算机数值控制系 统去执行以往必须由人工操作的所有加工动作。故学习程序制作 必须完全了解程序中指令的功能及格式,这样才能将传统人工操 作机床的加工经验及相关知识,很正常的用指令来描述加工顺序。 简而言之,CNC铣床(或MC)的程序就是依据您已具有的加工知 识和加工顺序,用正确的指令依序描述组合而成。 故制作CNC铣床(或MC)程序时必须考虑下列几点: 1.依工件形状及尺寸标示决定程序原点位置及加工顺序。 2.工件的夹持方法。用虎钳夹持或用T槽螺栓、压板、梯枕或制作 特殊夹具。 3.刀具的选择:包括铣刀的直径、刀刃长度、材质及其它刀具的 选用并决定各把刀具的刀号及刀长补正号码、刀径补正号码。 4.切削条件:包括各把刀具的主轴转速、切削深度、进给速率、 精铣预留量等。

第三章 数控铣削加工手工编程
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2-1 程序制作 CNC程序是由指令组成,而指令是由英文字母与数值组成(如N10,G28, G90,G91,M03,F100,S2500,T01 等)或特殊符号(如"/"选择性单 节删除指令 , ";" 单节结束指令)。 例子: G28 G91 Z0; G28 X0 Y0; G54; M06 T01; M03 S1000; G90 G00 G43 Z5. H01; G00 G41 X25. Y30. D11; G01 Z -5. F50; M30;

第三章 数控铣削加工手工编程
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上面例子程序中每一列即称为一个单节 ( Block ) ,每一单节是由至少一 个字语 ( Word ) 所组成,字语是由一个地址 ( Address ) 和数值 ( Number ) 组成。每一单节后面加一单节结束符号“;”,以界定单节 的范围。如此CNC控制器即依照程序中的单节指令,依序执行程序。 地址用英文字母表示,其意义如表1所示,地址依照已设定的程序机能而

有不同的意义 ,其目的在限定其后数值的意义。

表1
机能
程序号码 顺序号码 准备机能

各地址之意义
位址
: (ISO),O (EIA) N G X、Y、Z

意义
程序号码 顺序号码 动作模式(直线、圆孤等) 坐标轴移动指令

坐标轴字语

A、B、C、U、V、W
R I、J、K

附加轴移动指令
圆弧半径 圆弧中心坐标 进给速率 主轴转速

进给机能 主轴转速机能

F S

刀具机能
辅助机能 补正号码 暂停 子程序号码指定 重复次数 参数

T
M B H、D P、X P L P、Q、R

刀具号码、刀具补正号码
机械侧ON/OFF控制 床台位置 补正号码指令 暂停时间 子程序号码指定 子程序重复次数 固定循环

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2-1.1 数据输入格式 CNC程序中的每一指定皆有一定的固定格式,使用不同的控制器 其格式亦不同,故必须依据该控制器的指令格式书写指令,若其 格式有错误,则程序将不被执行而出现警示讯息。 其中尤以数值数据输入时应特别小心。一般CNC铣床或MC 皆可选择用公制单位"mm" 或英制单位"英吋 " 为坐标数值的单位。 公制可精确到0.001mm,英制可精确到0.0001英吋, 此也是一般 CNC机械的最小移动量。若输入X1.23456时,实际输入值是 X1.234mm或X1.2345英吋,多余的数值即被忽略不计。且字数也 不能太多,一般以7个字为限,如输入X1.2345678, 因超过7个 字,会出现警示讯息,表1是地址和指令数值范围。

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表1中所列是计算机能接受之指令范围,而 CNC工具机实际使用范围受到其机械本身的限 制,故应参考CNC工具机的操作手册而定。例 如表1中X轴可移动±99999.999mm,但实际 上CNC工具机X轴的行程可能只有650mm,进 给速率F最大可输入100000.0mm∕min,但实 际上CNC工具机可能限制在3000mm∕min以下。 故在程序制作时,要确定不超过CNC工具机规 格 的实际限制,所以一定要参照CNC工具机制 造厂发行的说明书。

表1 地址与指令范围 (FANUC 0M)
机 能 程序号码 顺序号码 准备机能 位 址 : (ISO) O (EIA) N G X、Y、Z、Q、R、 I、 J、K A、B、C 进给机能 主轴转速机能 刀具机能 辅助机能 暂留 子程序号码指定 重复次数 F S T M X、P P L 公制单位 1-9999 1-9999 0-99 ±99999.999mm ±99999.999deg 1-100000.0mm/min 0-9999 0-99 0-99 0-99999.999sec 1-9999 1-9999 英制单位 1-9999 1-9999 0-99 ±9999.9999inch ±9999.9999deg 0.01-400.0inch/min 0-9999 0-99 0-99 0-99999.999sec 1-9999 1-9999

坐标轴字语

补正号码

D、H

0-32

0-32

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2-1.2 CNC工具机坐标系统 CNC铣床或MC是依据坐标系统来确定其刀具运动的路 径,因此坐标系统对CNC程序设计极为重要。 CNC工具机各轴的标注,CNS是采用右手直角坐 标系统。如图1所示,大姆指表示X轴 ,食指表示Y轴, 中指表示Z轴,且手指头所指的方向为正方向。X、Y、 Z轴向是用于标注线性移动轴;另外定义三个旋转轴, 绕X轴旋转者称为A轴,绕Y轴旋转者称为B轴,绕Z轴 旋转者称为C轴。三旋转轴的正方向皆定义为顺着移动 轴正方向看,顺时针回转为正,逆时针回转为负,如 图2所示。

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(a)右手直角坐标系统 (b)X、Y、Z移动轴

图1

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A、B、C旋转轴 图2

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CNC工具机先定义Z轴,以工具机的主轴线为Z轴,再以刀具远离 工件的方向为正,故以 立式CNC铣床为例,主轴向上为"+Z"方 向,向下为 "-Z" 方向,如图3所示。接着定 义X轴,以操作者面 向床柱,其刀具沿左右方向移动者为X轴,且规定向右为正方向; 最后依 右手直角坐标系统决定Y轴,故其刀具沿前后方向移动者 为Y轴,向前为正Y方向,向后为负Y方向。以上定义者称为程序 坐标系(或称为工件坐标系),其三轴的交点即1-4节所述的程 序原点。图3的右侧所示即为程序坐标系。程序设计人员是依据 程序坐标系来指述刀具动路,且必须假设工件固定不动,刀具沿 着工件轮廓移动加工。

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图3所示,标示于CNC工具机上的坐标轴所形 成的坐标系称为机械坐标系,一般CNC 铣床或 MC在机械上会贴上机械坐标系的轴向。机械的 移动是根据机械坐标系,因为CNC铣床 或MC 在X、Y轴上实际是工件移动而非刀具移动,所 以为了符合程序设计人员假设工件固定不动, 其机械坐标系的X、Y轴正、负方向与程序坐标 系相反。故程序设计人员指令刀具向程序 坐标 系的X轴正方向移动,而实际上是工件向机械 坐标系的X轴正方向移动,使两者一致。

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图3 程序坐标系与机械坐标系

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2-1.3 坐标位置的表示方式:绝对值和增量值 CNC程序除了一些基本设定,如程序原点,刀具 号码,主轴转速,进给速率等外,最主要的是命令刀 具移动或切削至某一坐标位置。而坐标位置的表示有 绝对值和增量值两种。绝对值是以"程序原点"为依据 来表示坐标位置。增量值是以"前一点"为依据来表示 两点间实际的向量值(包括距离和方向)。 CNC铣床或MC大都以G90指令设定X、Y、Z数值 为绝对值;用G91指令设定X、Y、Z数值为增量值。 在同一程序中可以增量值与绝对值混合使用。使 用原则是依据工件图上尺寸的标示,用何种方式表示 较方便,则使用之。兹以图1、图2及图3说明之。

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绝对值指令格式:G90 X__Y__Z__;

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增量值指令格式:G91 X__Y__Z__;

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在使用上,大都以绝对值和增量值混合 使用较多。简而言之,不用加减计算即 可得到坐标 位置,则以那种方式表示之, 因比较方便也。兹以图3所示之工件图说 明之。

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假设铣刀已定位至H点,接着沿 A→B→C→D→E→F→G→程序原点→A点,完 成轮廓切削的程序如下:
G90 G01 X18. F100;=>H → B,用绝对值表示较方便。 G91 X35. Y -20.;=>B → C,用增量值表示较方便。 G90 X92.;=>C → D,用绝对值表示较方便。 Y15.;=>D → E,用绝对值表示较方便。 G91 X -60.;=>E → F,用增量值表示较方便。 Y -15.;=>F → G,增量值或绝对值皆方便,但沿用上单节增量指令, 可不必再用G90设定为绝对值,故用增量值表示 之。 X -32.;=>G→程序原点,理由同上。 Y60.;=>程序原点→A,理由同上。

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2-1.4 坐标位置数值的表示方式 CNC程序即控制刀具移动到某坐标位置,其坐 标位置数值的表示方式有2种: 1.用小数点表示法:即数值的表示用小数点“.” 明确的标示个位在那里。如“X25.36”,其中5 为个位,故数值大小很明确。 2.不用小数点表示法:即数值中无小数点者。 则CNC控制器会将此数值乘以最小移动量(公 制 :0.001mm,英制0.0001英吋)做为输入 数值。如"X25",则CNC控制器会将 25 × 0.001mm = 0.025mm做为输入数值。

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所以要表示"贰拾伍公厘",可用"25."或"25000"表示,一般用小 数点表示法较方便, 并可节省系统之记忆空间,故常被使用。
以下之地址均可选择使用小数点表示法或不使用小数点表示 法:X、Y、Z、I、J、K、F、 R等。 但也有一些地址不允许使用小数点表示法,如P、Q、D等。 例如暂停指令,如指令程序暂 停5秒,必须如下书写: G04 X5.;或G04 X5000;或G04 U5.;或G04 U5000;或 G04 P4000;皆可。 一般皆采用小数点表示方式来描述坐标位置数值,故在键入 CNC程序,尤其是坐标数值是 整数时,常常会遗漏小数点。如欲 输入"贰拾伍公厘",但键入"Z25",其实际的数值是0.025mm,相 差1000倍,可能会撞机或大量铣削,不可不谨慎。 程序中用小数点表示与不用小数点表示的数值,可以混合使 用。 如下面例1:例1. G00 X25. Y3000 Z5.; G01 Z -5. F100.; X36000 Y50.;某些专用的G机能指令必须置于特定的数值之前。

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例2. G20;=>设定英制单位。X2.0 G04;= >其暂停时间是20sec。因为现处于英制单位 (G20) 故X2.0先被以 距离译码为20000吋,接 着执行G04暂停指令,则20000会被转换成 20sec。 故例2若写成如例3,则暂停时间为 2sec。 例3. G20; G04 X2.0;=>其暂停时间为 2sec。因为X2.0在 G04之后,直接被解读为时 间,以 sec 为 单位,故X2.0是2sec。 例4. F100. G98;(错误) G98 F100.;(正 确),表示进给速率是100 mm / min。

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-1.5 程序号码:O □ □ □ □ 早期的数值控制 ( NC ) 机械,因无内存,故程 序是储存在纸带上,执行时,常以光学 式读带 机将纸带上的程序读入控制器内,再依指令控 制机械运作。图1是EIA编码的NC纸带 。目前 计算机数值控制 ( CNC , Comput Number Contral ) 机械,都具有记忆程序的功能。将 CNC 程序储存在内存内,为了区别不同的程序, 故在程序的最前端用程序号码以区分之,方便 日后欲执行那一程序时,只需呼叫出来,即可 进行编辑或执行程序。

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图1

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目前CNC程序的编码有二种:EIA编码或 ISO编码,在台湾大多使用EIA编码。在 CNC控制器内,一般皆可接受这二种编 码,故为了区别起见,程序号码以地址 "O" 表示者是EIA编码;以地址":"表示 者是ISO编码,如表所示。

地址与指令范围(FANUC 0M)
机 能 程序号码 顺序号码 准备机能 位 址 : (ISO) O (EIA) N G X、Y、Z、Q、R、 I、 J、K A、B、C 进给机能 主轴转速机能 刀具机能 辅助机能 暂留 子程序号码指定 重复次数 F S T M X、P P L 公制单位 1-9999 1-9999 0-99 ±99999.999mm ±99999.999deg 1-100000.0mm/min 0-9999 0-99 0-99 0-99999.999sec 1-9999 1-9999 英制单位 1-9999 1-9999 0-99 ±9999.9999inch ±9999.9999deg 0.01-400.0inch/min 0-9999 0-99 0-99 0-99999.999sec 1-9999 1-9999

坐标轴字语

补正号码

D、H

0-32

0-32

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程序号码以地址O及4位数字组成,一般 控制器大多从1~9999之范内任意选择使 用。 例如:O3838=>表示程序号码为3838 的CNC程序。(EIA) :4949=>表示程序号码为4949的CNC 程序。(ISO)

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2-1.6 顺序号码:N □ □ □ □ CNC程序的每一单节之前可以加一顺序号码, 以地址N后面加上1~9999数字表示之。 顺序号码与CNC程序的加工顺序无关,它 只是那一单节的代号,故可任意的编号。但最 好以由小到大的顺序编号,较符合人类的一般 思路。 为了节省内存空间,故一般CNC程序常不 使用顺序号码于每一单节前面。但常用于标示 加工种类如下列例子:

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N1; : N2; : N3; : N4; : N5; : N6; : N7; : N8; =>攻螺纹M8×1.25 =>铰孔φ8H7 =>钻φ6.8钻头 =>钻φ7.8钻头 =>钻中心孔 =>精铣外形及凹槽 =>粗铣凹槽 =>粗铣外形

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2-1.7 选择性单节删除:”/” 在单节的最前端加一斜线"/"(选择性单节删除指令)时,该单节是否被执行, 是由执 行操作面板上的选择性单节删除开关来决定。当此开关处于"ON"(灯亮), 则该单节会被忽 略而不被执行;当此开关处于 "OFF" (灯熄),则该单节会被执 行。所以程序中有"/"指令 之单节可由操作者视情况选择该单节是否被执行。 例子: N1; =>粗铣外形 : /M00; N2; =>粗铣凹槽 : /M00; N3; =>精铣外形 : /M00; N4; =>精铣凹槽

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以上例子,当单节删除开关处于"ON"时,则所 有的M00(程序停止指令)皆不被执行。反之 设于 "OFF" ,则全部执行。 "/"指令常置于单节的最前端,若是置于 单节中的任何位置,则从 "/" 至";"(单 节 结束)间之所有指令皆被忽略不执行。 若含有"/"指令的单节被读入缓冲暂存区 后,再将单节删除开关 "ON" ,则此单节因已 被辨认正确无误,故会被执行。

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2-1.8 主轴转速机能:S □ □ □ □ 主轴转速机能又称为S机能,系用于指令主轴的回转速数值 (rpm) 。S机能以地址S后面接 4位数字组成 。 如其指令的数值大 于或小于制造厂商所设定之最高或最低转速时,将以厂商所 设定 的最高或最低转速为实际转速。一般MC的转速0~6000rpm。 在操作中为了实际加工条件之需要,亦可由执行操作面板之" 主轴转速调整率"旋钮来调整主轴实际转速。 S指令只是设定主轴转数大小,并不会使主轴回转,需待有 M03(主轴正转)或M04(主 轴逆转)指令时,主轴才开始旋转。

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例子: S1000 M03;=>主轴以顺时针方向转1000rpm。 主转转速可由下列公式计算而得 S=1000 V / πD S:主轴转速 rpm V:切削速度 m / min D:刀具直径 mm π:圆周率 3.14 例题:已知用φ10 mm高速钢端铣刀,V=22 m / min,求S。 解答:S = 1000 × 22 / 3.14 × 10 = 700 rpm。

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2-1.9 进给速率机能:又称为F机能 F机能用于控制刀具移动时的速率,如图 1所示。F后面所接数值代表每分钟刀具 进给量 ,单位为mm / min。

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F机能指令值如超过制造厂商所设定之范围时,则以厂商所设定之 最高或最低进给率为实际进给率。 在操作中为了实际加工条件之需要,亦可由执行操作面板上 之"切削进给率"旋钮来调整实际进给率。 F机能一经设定后如未被重新指定,则表示先前所设定之进给率继 续有效。 F机能的数值可由下列公式计算而得。 F = F t × T × S F t:铣刀每刃的进给量 mm / tooth T :铣刀的刀刃数 S : 刀具的转数 rpm 例题:使用φ75mm,6刃的面铣刀,铣削碳钢 表面,V=100m/min,Ft=0.08mm/刃,求S及F。解答:S = 1000 V / π D = 1000 * 100 / = 425 rpm F = F t × T × S = 0.08 × 6 × 425 = 204 mm / min 刀具材质及被切削材料不同,则切削速度,每刃的进给量亦 不相同。

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2-1.10 刀具机能:T □ □ 刀具机能又称为 T 机能,CNC铣床无ATC,必须用手换刀,所以T 机能是用于MC。T 机能 以地址T后面接2位数字组成。 MC的刀具库有二种:一种是圆盘型(如第1章图4所示),另 一种为键条型(如第1章图5所示)。换刀的方式分无臂式(如第 1章图4所示)及有臂式(如第1章图6所示)两种。 无臂式换刀方式是刀具库靠向主轴,先卸下主轴上的刀具, 再旋转至欲换的刀具,上升装 上主轴。此种刀具库大都用于圆盘 型较多,且是固定刀号式(即1号刀必须插回1号刀具库内), 故 换刀指令的书写方式如下:

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M06 T02;=>M06(换刀指令),执行时,主轴上 的刀具先装回刀具库,再旋转至2号刀, 将2号刀装上 主轴孔内。 有臂式换刀大都配合链条型刀具库且是无固定刀 号式【即1号刀不一定插回1号刀具库内, 其刀具库上 的刀号与设定的刀号由控制器的PLC(可程控器)管 理】。此种换刀方式的T指 令后面所接数字代表欲呼 叫刀具的号码。当T机能被执行时,被呼叫的刀具会转 至准备换刀位置,但无换刀动作,因此T指令可在换刀 指令M06之前即以设定,以节省换刀时等待刀具之时 间。故有换刀臂式的换刀程序指令书写如下

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T01;
: M06 T03; : M06 T04; : M06 T05; = M06换刀指令,将4号刀换到主轴孔内,5号刀就换刀位 > 置。 = M06换刀指令,将3号刀换到主轴孔内,4号刀就换刀位 > 置。 = M06换刀指令,将1号刀换到主轴孔内,3号刀就换刀位 > 置。 = >

1号刀就换刀位置。

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执行刀具交换时,并非刀具在任何位置均可交 换,各制造厂商依其设计不同,均在一安全位 置,实施刀具交换动作,以避免与床台、工件 发生碰撞。Z轴的机械原点位置是远离工件最 远的安全位置,故一般以Z轴先回归机械原点 后,才能执行换刀指令。(但有些制造厂商, 如 台中精机的MC除了Z轴先回归HOME点外, 也必须做第二参考点复归,即G30指令)。故 MC的换刀程序应如下书写:

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1.只需Z轴回HOME点,(无臂式的换刀)
G91 G28 Z0;=> Z轴回归HOME点。 M06 T03;=> 主轴更换为3号刀。 : G91 G28 Z0; M06 T04; => 主轴更换为4号刀。 : G91 G28 Z0; M06 T05;=> 主轴更换为5号刀。:

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2.Z轴先回归HOME点且必须Y轴做第二参考点复归G30 Y0;(有臂式的换刀)
T01;=> 1号刀就换刀位置。 G91 G28 Z0;=> Z轴回归HOME点。 G30 Y0;=> Y轴第二参考点复归。 M06 T03;=> 将1号刀换到主轴孔内,3号刀就换刀位置。 : G91 G28 Z0; G30 Y0; M06 T04;=>将3号刀换到主轴孔内,4号刀就换刀位置。 : G91 G28 Z0; G30 Y0; M06 T05;=>将4号刀换到主轴孔内,5号刀就换刀位置。:

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2-1.11 辅助机能(又称为M机能)M □ □ 在数值控制机械上,有些单纯的开(ON)或关(OFF)的动作, 如主轴正转、主轴停止、切削剂开、切削剂关等,用地址M后面 接2位数字组成指令,称为辅助机能。 通常M机能除某些有通用性的标准码外(如M03,M05,M08, M09,M30等),亦可由制 造厂商依其机械之动作要求,设计出 不同的M指令,以为控制不同之开/关动作,或预留I/O(输入 /输出)接点,作为操作者自行联结其它外围设备使用。 在同一单节中若有两个M机能出现时,虽其动作不相冲突, 但以排列在最后面的M机能有效,前面的M机能皆被忽略而不执 行。

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例如:S600 M03 M08;=>执行此单节 时,主轴不会正转,只有喷出切削剂。 一般CNC机械M机能的前导零可省略, 如M01可用M1表示,M03可用M3来表示, 余者类推,如此可节省内存空间及键入 的字数。 M机能的范围由M00至M99,不同的 M机能代表不同的动作,较常用者如表1 所示。现分述如下:

表1 辅助机能之字语及其功 能
字语 M00 M01 M02 M03 功能 程序停止 选择性程序停止 程序结束 主轴正转

M04
M05 M06 M07

主轴反转
主轴停止 自动换刀 切削剂开(雾状)

M08
M09 M19 M30 M98 M99

切削剂开
切削剂关 主轴定向停止 程序结束(记忆回原) 主程序呼叫子程序 子程序结束,并跳回主程序

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1. M00:程序停止 程序中若使用M00指令,于执行至M00指令时,程序即停止执行, 且主轴停止转动、切削 剂关闭。若欲再继续执行下一单节,只要 按下CYCLE START程序启动键,则主轴转动、切削 剂开启,继续 执行M00后面的程序。M00指令一般均单独成为一个单节使用。2. M01:选择性程序停止 此一指令的功能和M00相同,但选择停止或不停止,可由执行操 作面板上的"选择停止"按钮来控制。当按钮置于ON(灯亮)时则 M01有效,其功能等于M00,若按钮置于OFF(灯熄)时,则M01 将不被执行,即程序不会停止。 M00和M01常用在CNC铣床于粗铣后执行M00或M01,此时,则可 用手动方式更换精铣刀 ,再按CYCLE START程序执行键,续继执 行精铣程序,其它加工,以此类推,如下面例子说明

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例子:N1;=>粗铣: G00 G90 Z100.;=>手动换 刀安全点。M00;=>程序停止。将"模式选择"旋钮转 至MPG微调操作,用手动更换精铣刀,再将旋钮转回 AUTO自动执行,再按CYCLE START程序启动键,继续 往下执行程序。N2; =>精铣: G00 G90 Z100; M00;=>程序停止,同上M00说明更换中心 钻头。N3;=>钻中心孔: G00 G90 Z00.; M00; =>程序停止,同上M00说明更换φ7.8钻头。N4;= >钻φ7.8mm孔: G00 G90 Z100.; M00;=>程序 停止,同上M00说明更换φ8H7铰刀。N5;=>铰 孔: M30;=>程序结束。

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3. M02:程序结束 此指令应置于程序最后单节,表示程序到此结束。此 指令会自动将主轴停止(M05)及关闭切削剂(M09), 但程序执行指针(CURSOR)不会自动回到程序的第一 单节,而停在M02 此单节上。如欲使程序执行指针回 到程序开头,必须先将"模式选择"钮转至EDIT编辑上, 再按RESET键,使程序执行指针回到程序开头。 4.M03:主轴正转 程序执行至M03,主轴即正方向旋转(由主轴上方, 向床台方向看,顺时针方向旋转)。参考图1(a)。 一般铣刀大都用主轴正转M03。5.M04:主轴反转 程序执行至M04,主轴即反方向旋转(由主轴上方, 向床台方向看,逆时针方向旋转)。参考 图1(b)。

第三章 数控铣削加工手工编程

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6.M05:主轴停止 程序执行至M05,主轴即瞬间停止,此指令用于下列情况: ( 1 ) 程序结束前( 但一般常可省略,因为M02,M30指令皆包含 M05 )。( 2 )若CNC机械有主轴高速档(M42)、主轴低速文件 (M41)指令 时,在换档之间,必须使用 M05,使主轴停止再换 档,以免损坏换档机构。 ( 3 )主轴正、反转之间的转换,也须加 入此指令,使主轴停止后,再变换转向指令,以免伺服马达受损。 7.M06:自动换刀 程序执行至M06,控制器即命令ATC(自动刀具交换装置)执行 换刀的动作。其换刀动作及程序写法请参考2-1.10T机能说明。 8. M07:开启雾状切削剂 有喷雾装置之机械,令其开启喷雾泵浦,喷出雾状切削剂。

第三章 数控铣削加工手工编程
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9. M08:切削剂喷出 程序执行至M08,即启动切削剂泵浦,但必须配合执行操作面板上的 CLNT AUTO 键,处于"ON" ( 灯亮 ) 状态。 ( 切削液程序键,处于ON ) 否则泵浦不会启动。 一般CNC机械主轴附近有一阀门可以手动调节切削剂流量大小。 10.M09:喷雾及切削剂关闭 令命喷雾及冷却剂泵浦关闭,停止切削剂喷出。常用于程序执行完毕之前。(但 常可省略, 因为一般M02、M30指令皆包含M09)。 11.M19:主轴定向停止 令主轴旋转至一固定之方向而后停止旋转,于装置精搪孔刀及背搪孔刀使用G76 或G87指 令时,因其包含M19指令,且刀具会平移一小段距离。故必须先以MDI 方式执行19指令,以确定偏位方向,以便提供给G76或G87指令使用。 12.M30:程序结束 此指令应置于程序最后单节,表示程序到此结束。此指令会自动将主轴停止 (M05)及关 闭切削剂(M09),且程序执行指针会自动回到程序的第一单,以 方便此程序再次被执行。此即是与M02指令不同之处,故程序结束大多使用M30 较方便。

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13.M98:主程序呼叫子程序 此指令置于主程序之某一单节,当执行至M98时,控制器,即从 内存内呼叫M98后面所指定之子程序出来执行。执行次数大多由 1~99。指令格式: 此指令的用法,可参考 2-1.20节的例1。 14.M99:子程序结束并跳回主程序 此指令用于子程序最后单节,表示子程序结束,且命令程序执行 指针跳回主程序中M98的下一单节继续执行程序。 M99指令也可用于主程序最后单节,此时程序执行指针会跳回 主程序的第一单节继续执行此程序,所以此程序将一直重复执行, 除非按下RESET键才能中断执行。此种方法常用于CNC铣床或MC 开机后的暖机程序,如下面例子可供参考。(也常用于展览会场 展示用)。 CNC铣床或MC暖机程序:(此程序适合无臂式ATC)

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O8888; G91 G28 Z0;=>Z轴回归机械原点。G28 X0 Y0;=>X、Y轴 回归机械原点。 M06 T01; =>将1号刀装上主轴孔内。 M03 S100;=>主轴正转100 rpm。 G01 G91 X500. Y -350. F50.; =>以50mm/min进给速率移动到 X500. Y-350.。Z -400.;= >Z轴向下移动。X -450. Y300.; =>X、Y轴移动。 G28 Z0;= >Z轴归HOME点。M06 T07;=>将7号刀装上主轴。Z -400.; =>Z轴向下移动。X500. Y -350.;=>X、Y轴移动。Z200.;= >Z轴向上移动。X -250. Y170.; =>X、Y轴移动。G28 Z0; = >Z轴归HOME点。M06 T14; =>将14号刀装上主轴。Z -400.; =>Z轴向上移动。 M99;=>将程序执行指针跳回第一单节继 续执行此程序。

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准备机能(又称为G机能):G □ □ G机能是命令机械准备以何种方式切削加工或 移动。以地址G后面接2位数字组成,其范围由 G00~G99,不同的G机能代表不同的意义与不 同的动作方式,如表1是常用的G机能。

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表1 准备机能之字语及其机能 (FANUC 0M)

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字语机 能组群分类 ★G00快速定位01BG01直线切削BG02顺时针圆弧切削BG03反时针圆弧 切削BG04暂停00BG09 确实停止检验BG10 自动程序原点补正,刀具补 正设定B★G17XY平面选择02BG18ZX平面选择BG19YZ平面选择BG20英 制单位输入选择06OG21公制单位输入选择O★G27 机械原点复归核对 00BG28自动机械原点复归BG29由机械原点自动定位BG30第2、3、4参 考点自动复归BG33螺纹切削01B★G40刀具径补正取消 07OG41刀具径补 正向左OG42 刀具径补正向右OG43刀具长度正向(+)补正08BG44刀 具长度负向(-)补正B★G49刀具长度补正取消BG52局部坐标系统 00B★G54选择第1程序坐标系统12BG55选择第2程序坐标系统BG56选择 第3程序坐标系统BG57选择第4程序坐标系统BG58选择第5程序坐标系统 BG59选择第6程序坐标系统BG61确实停止检验格式13BG62自动转角调 整BG63 攻螺纹模式B★G64切削模式BG73快速深孔啄钻循环 09OG74左 螺纹攻牙循环OG76精搪孔固定循环(主轴定向)O★G80固定循环切削 取消OG81钻孔固定循环OG82沈头钻孔固定循环OG83深孔啄钻循环 OG84 右螺纹攻牙循环OG85铰孔固定循环<f

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2-1.13 英制/公制单位指令:G20/G21 G20:设定程序以"吋"为单位。最小数值0.0001吋。 G21:设定程序以"mm"为单位。最小数值0.001mm。 CNS是采用公制单位,故CNC铣床或MC一开机即自动设定为公制 单位"公厘"。故程序中不须再指令G21。但若欲加工以"吋"为单位 的工件,则于程序的第一单节必须先指令G20, 如此以下所指令 的坐标值、进给速率、螺纹导程、刀具半径补正值、刀具长度补 正值、手动脉波产生器(MPG)手轮每格之单位值等皆被设定成 英制单位。 G20或G21通常单独使用不和其它指令一起出现在同一单节, 且应位于程序的第一单节。 同一程序中,只能使用一种单位,不可公、英制混合使用。 刀具补正值及其它有关数值均须随单位系统改变而重新设定。

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2-1.14 设定坐标系指令:G92 ,G54~G59,G52 由2-1.2 CNC工具机坐标系统说明,可知撰写CNC程序时必须依 据程序坐标系来描述工件轮廓尺寸,此程序坐标系的零点即程序 原点。 1.设定程序原点的指令在CNC铣床或MC上,可用G92指令其指令 格式为G92 X?Y?;其中X、 Y值是指程序原点到机械原点的向量 值,于使用时,必须将X、Y值表示出来。2.但当工件外形复杂时, 为了撰写CNC程序的方便常须设定2个以上的程序原点,故也可用 G54 ~G59指令设定程序原点,其指令格式: G54;其后面不须书写X、Y值,其定义是指机械原点到程序原点 的向量值。 一般使用G54~G59指令后,就不再使用G92指令。 但如果使用时,则原来由G54~G59设 定的程序原点将被移动 G92后面X、Y值,如图 1 所示说明。故此时G92 X?Y?;的X、Y 值是指原来的程序原点到新的程序原点之向量值。

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程序写法如下: : G54; =>设定程序原点(1)。 : G92 X92. Y60.;=>将程序原 点(1)移动至程序原点(2)。 :

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3.局部坐标系:G52 局部坐标系统(local coordinate system setting)是用于将原坐标系中分离出数 个子坐标系统。 其指令格式: G52 X?Y?;其X、Y的定义是原坐标系的 程序原点到子坐标系的程序原点之向量 值。如图 2说明

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G52 X0 Y0;=>表示回复到原坐标系。 范例1:有一工件系统,配合子程序呼叫 指令M98及钻孔固定循环指令G81,则可 简化程序的撰写。如图3所示。使用G54 设程序坐标系,再用G52指令设定子坐标 系。

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O2001;=>主程序 G91 G28 Z0;G28 X0 Y0;G80 G54 G90 G00 X25. Y25.;G43 Z5. H01 M03 S500;M08;G98 G81 R3. Z -25. F80;G52 X0 Y0 M98 P2011;G52 X100. M98 P2011;G52 X200. M98 P2011;G52 X300. M98 P2011;G52 X300. Y100. M98 P2011;G52 X200. Y100. M98 P2011;G52 X100. Y100. M98 P2011; G52 X0. Y100. M98 P2011;G91 G28 Z0. M9; M30; O2011;=>子程序 X25. Y25.;X -25.;Y -25.;X25.; G52 X0 Y0;M99;


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