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西门子铣削编程802
第二单元 数控铣削编程
第一节SINUMERIK基本功能
一、零点偏置指令
1.坐标系的设定
图4-9机床原点与工件原点的转换
SINUMERIK系统中设定工件坐标指令一般分为:
可设定零点偏置和可编程零点偏置。
可设定零点偏置采用G54~G57指令,通过操作面板输入到的数据区;可编程零点偏置采用G58~G59指令,在程序中设定。
2.编程格式
(1)可设定零点偏置
调用指令:
G54/G55/G56/G57或G505~G599
注销指令:
G53或G500或SUPA
功能说明:
参见表4-1。
其中,指令G500可以注销所设置的零点偏置;指令G53或指令SUPA常用于可编程的程序段注销或可设定零点偏置的注销。
附加可设置的零点偏置G505~G599指令对于需要设置附加的零点偏置是非常有效的,这些指令可以创建多达100个零点偏置,是对G54~G57指令所设置的4个零件偏置的一个补充。
表4-1设定零点偏置指令说明
G54~G57
调用1~4个零点偏置
G500
注销,直到下一个G54~G599指令出现
G53
非模态注销,包括程序偏置
SUPA
非模态注销,包括程序偏置和手偏置(DRF),外部的零点偏置和预先设置的零点偏置
图4-10多个坐标系转换
如果需要设置多个有效的零点偏置(如图4-10所示),图中设置4个工件坐标系,分别调用G54、G55、G56、G57、指令,工件的形状调用子程序L10,其程序指令如下:
N100G54LF调用第一可设定零点偏置
N110L10LF加工工件1
N120G55LF调用第二可设定零点偏置
N130L10LF加工工件2
N140G56LF调用第三可设定零点偏置
N150L10LF加工工件3
N160G57LF调用第四可设定零点偏置
N170L47LF加工工件4
N180G500G0X~Y~LF取消可设定零点偏置
N190M30LF
(2)可编程零点偏置
编程格式:
G58/G59X~Y~Z~A~
……
G58/G59X0Y0Z0A0
功能说明:
X、Y、Z是以G54~G599设定的工件坐标系为基准,移动后的工件坐标系所对应轴的偏移值,A是工件坐标系在加工平面的旋转角度,如图4-11所示。
(a)不带旋转坐标系的可编程零点偏置
(b)是带旋转坐标系的可编程零点偏置
图4-11可编程零点偏置
原始状态:
工件在G54位置,程序也是在原始状态下编写的,用L10来表示。
图(a)是不带旋转坐标系的可编程零点偏置(坐标平移),程序如下:
……
N10G54LF建立工件坐标系(原始状态)
N20G58X29Y28LF(当前位置)工件坐标系平移到G58设定的位置
N30L10LF调用工件(原始状态)的子程序
N40G58X0Y0LF回到(原始状态)G54设定工件坐标系
……
图(b)是带旋转坐标系的可编程零点偏置,程序如下:
……
G58X29Y28A25LF工件坐标系平移到G58设定的位置,且逆时针旋转25°
……
G58X0Y0A0LF取消平移与与旋转
……
如果设置几个旋转,当前所设置的工件坐标系是以上一个工件坐标系为依据,如图4-12所示。
程序如下:
N10G54LF
N20G58X18Y18A25LF
N30L10LF
(N34G58X0Y0A0LFN40G58X63Y29A40LF)
N40G58X45Y11A15LF坐标系平移到(63,29)处,并旋转
N50L10LF
N54G58X0Y0LF
N60G58X-38Y21A15LF坐标系平移到(25,51)处,并旋转
N70L10LF
N80G58X0Y0A0LF
图4-12多个旋转坐标系的可编程零点偏置
二、G59:
机床附件偏置
三、运动功能指令(CIP)
1.圆弧插补:
CIP
(1)编程格式:
CIPX~Y~Z~I1=~J1=~K1=~
说明:
CIP:
通过中点进行圆弧插补;
I1=~J1=~K1=~:
直角坐标系中的中点坐标。
指令CIP是一个模态指令,当采用绝对尺寸时,I1=~J1=~K1=~的尺寸应该以工件坐标系为基准;当采用增量尺寸时,I1=~J1=~K1=~的尺寸应该以圆弧的起始点坐标为基准。
指令CIP是一个模态指令,刀具运动的方向取决于圆弧起始点、中点、终点的顺序。
对于CIP编程的程序举例:
(2)程序实例
如图4-49所示,圆弧从A点开始,经过中间点M→到达终点B,试编写程序。
CIPX22.268Y45.597I1=IC(-35.747)J1=IC(-12.95)LF
图4-49CIP应用举例
四、螺旋线插补指令(G02/G03,TURN旋铣)
(作用:
一边走圆弧,一边深度进给,刃长大于每圈下降的深度,不会成螺纹)
1.指令格式:
G2/G3X~Y~Z~I~J~K~TURN=~
G2/G3X~Y~Z~CR=~TURN=~
G2/G3AR=~I~J~K~TURN=~
G2/G3AR=~X~Y~Z~TURN=~
G2/G3AP=~RP=~TURN=~
说明:
TURN=~:
螺旋圈数,其余参数说明参见圆弧插补指令。
图4-50螺旋线应用举例
2.程序实例
如图4-50所示,加工螺旋线,程序如下:
……
N10G17G00X27.5Y32.99Z5LF刀具到达起始点
N20G17G01Z-5F80LF刀具进给
N30G03X20Y5Z-20I=AC(20)J=AC(20)TURN=2LF
……
第二节SINUMERIK840DFRAME编程
一、FRAME编程概述
1.定义
FRAME(构架),构架是用一个数学规则,常用于一个自定义坐标系的位置描述。
这个自定义坐标系是通过对当前坐标系改变一个坐标或一个角度而设置的。
图4-52坐标系变换
2.FRAME编程作用
以坐标系的变换为例,在加工倾斜轮廓时,一种方法是用适当的工艺装备,使工件平行于机床坐标轴;另一种方法是建立一个适当的工件定位坐标系,这个坐标系可以通过构架编程进行移动或旋转,这样可以移动零点到工件的任何位置,如图4-52所示。
3.FRAME编程指令组成
一个FRAME构架(可编程指令)可以由下列指令组成:
平移功能:
TRANS,ATRANS;
旋转功能:
ROT,AROT;
比例功能:
SCALE,ASCALE;
镜像功能:
MIRROR,AMIRROR;
可设置指令是用G54~G57指令调用零点偏置。
偏置值通过控制系统中存储器中预定义。
可编程指令(TRANS,ROT,……)在当前的NC程序段中有效,其参考的基准为可设置指令所指定的零点。
TRANS、ROT、SCALE和MIRROR属于绝对方式;ATRANS、AROT、ASCALE和AMIRROR属于增量方式。
二、TRANS/ATRANS编程
1.编程格式:
TRANSX~Y~Z~
ATRANSX~Y~Z~
说明:
TRANS是参考G54~G599设置的有效的工件零点,如图4-53所示。
ATRANS是参考可编程零点增量移动,如图4-54所示。
XYZ:
在指定轴方向上的偏置值。
图4-53坐标系平移
图4-54坐标系平移
2.程序实例
如图4-55所示。
加工4个形状完全相同而位置不同的凸台。
将加工形状以一个子程序存储在数控系统中,子程序名字为L50,则主程序调用格式如下:
图4-55坐标系平移举例
……
N10G54G90LF选定工作平面X/Y,定义工件零点
(确定零件的原始位置,其加工程序为L50)
N20G0X0Y0LF刀具到达起始点
N30TRANSX10Y6LF绝对平移
N40L50LF(调用原始状态的程序L50)加工工件1
N60TRANSX50Y6LF绝对平移
N70L50LF加工工件2
N80TRANSX50Y30LF绝对平移
N90L50LF加工工件3
N100TRANSX10Y30LF绝对平移
N110L50LF加工工件4
……
如果采用ATRANS指令,则N60到N110可以改写为如下格式:
N60ATRANSX40Y0LF增量平移
N70L50LF加工工件2
N80ATRANSX0Y24LF增量平移
N90L50LF加工工件3
N100ATRANSX-40Y0LF增量平移
N110L50LF加工工件4
三、ROT/AROT编程
1.编程格式:
ROTX~Y~Z~
ROTRPL=~
AROTX~Y~Z~
AROTRPL=~
说明:
ROT是参考G54~G599设置的有效的工件零点绝对旋转。
AROT是参考可编程零点增量旋转。
采用X、Y、Z方式属于空间旋转,X、Y、Z表示围绕旋转的几何轴,后面的值为旋转的角度。
采用RPL方式属于在坐标平面(G17~G19指定)内旋转,RPL后面的值为旋转的角度。
如图4-56所示为坐标系平面内的旋转;如图4-57所示为坐标系的空间旋转。
图4-56坐标系平面内旋转
图4-57坐标系空间内旋转
平面内的坐标系旋转相对来说比较简单,而对于空坐标系的空间旋转,可能一次旋转不能达到要求,有的时候需要多次旋转,还需要坐标系的平移配合才能实现,如图4-58所示,加工位置从立式变成了卧式。
程序如下:
图4-58坐标系空间内旋转
……
N10G17G54LF选择工作平面X/Y,确定加工零点
N20L50LF子程序调用
N30TRANSX~Z-~LF绝对平移
N40AROTY90LF绕Y轴坐标系旋转
N50AROTZ90LF绕Z轴坐标系旋转
N60L50LF子程序调用
……
2.程序实例
图4-59坐标系平移举例
图4-60坐标系平移举例
①平面旋转,如图4-59所示,子程序名字为L10。
程序如下:
……
N10G17G54LF选择工作平面X/Y,定义工件零点
N20TRANSX20Y10LF绝对平移
N30L10LF子程序调用
N40TRANSX55Y35LF绝对平移
N50AROTRPL=45LF坐标系增量旋转45°
N60L10LF子程序调用
N70TRANSX20Y40LF绝对平移
N80AROTRPL=15LF坐标系增量旋转15°
N90L10LF子程序调用
……
②空间旋转,如图4-60所示。
分析:
工件表面在一个设置的加工坐标系中平行于一个坐标轴,与另一个坐标轴成一角度。
先决条件:
在旋转的Z方向,刀具必须垂直于倾斜表面。
程序如下:
……
N10G17G54LF选择工作平面X/Y,工件零点
N20TRANSX10Y10LF绝对平移
N30L10LF子程序调用
N40ATRANSX35LF增量平移
N50AROTY30LF关于Y轴旋转
N60ATRANSX5LF增量平移
N70L10LF子程序调用
……
四、SCALE/ASCALE编程
1.编程格式:
SCALEX~Y~Z~
ASCALEX~Y~Z~
说明:
SCALE是参考G54~G599设置的有效坐标系绝对放大、缩小。
ATRANS是参考可编程坐标系增量放大、缩小。
X、Y、Z:
指定轴方向上的比例因子。
如图4-61所示,该指令可以编制相同形状、不同尺寸的零件的加工程序。
有的时候,为了方便程序的编写,坐标系的平移、旋转和比例配合应用十分必要,如图4-62所示。
图4-61比例缩放
图4-62比例缩放
2.程序实例
如图4-63所示,两个零件形状相似,但尺寸与方向不同。
型腔的加工程序存储在一个子程序当中,子程序名字为L80,小的零件为大的零件0.65倍。
图4-63比例缩放举例
程序如下:
……
N10G17G54LF选择工作平面X/Y,工件零点
N20TRANSX15Y15LF绝对平移
N30L80LF加工大型腔
N40TRANSX40Y20LF绝对平移
N50AROTRPL=35LF工件平面旋转35°
N60ASCALEX0.65Y0.65LF小型腔的比例因子
N70L80LF加工小型腔
……
五、MIRROR/AMIRROR编程
1.指令格式
MIRRORX0Y0Z0
图4-64镜像
AMIRRORX0Y0Z0
说明:
MIRROR是参考G54~G599指令设置的有效的坐标系绝对镜像;AMIRROR是参考可编程坐标系增量镜像。
XYZ:
镜像变换的坐标轴。
如图4-64所示,在G17定义的坐标平面XY中,关于Y轴的镜像需要改变X轴的方向,用MIRRORX0编程;关于X轴的镜像需要改变Y轴的方向,用MIRRORY0编程;关于原点的镜像,用MIRRORX0Y0编程;直接用MIRROR指令表示注销镜像。
2.程序实例
如图4-65所示,轮廓中的一个轮廓用子程序编程,子程序名字为L50,另外三个轮廓用一个镜像操作指令完成。
工件零点位于这些轮廓的中心。
程序如下:
图4-65镜像举例
……
N10G17G54LF选定工作平面X/Y,调用工件零点
N20L50LF加工第一个轮廓
N30MIRRORX0LF关于过Y轴且垂直于XY平面的平面的镜像
N40L50LF加工第二个轮廓
N50AMIRRORY0LFX轴镜像
N60L50LF加工第三个轮廓,左下角
N70MIRRORY0LFX轴镜像
N80L510LF加工第四个轮廓
N90MIRRORLF注销镜像
……
第三节SINUMERIK840DR参数及子程序
一、R参数及子程序概述
1.R参数
R参数的定义、特点等在前面已经做了详细的阐述,SINUMERIK840D允许用户编程使用的是R0~R99,其余参数为其内部或其他使用,用户编程不能使用。
SINUMERIK840D数控系统中所有R参数运算直接通过数学函数直接实现,可以避免@方式编程的不易理解。
(1)R参数运算
N10R1=R1+1R1+1赋值给R1;计数器
N20R1=R2+R3R4=R5-R6R7=R8*R9R10=R11/R12
N30R13=SIN(75)
N40R14=R1*R2+R3先乘、除运算,后加、减运算
N50R14=R3+R2*R1;
N60R15=SQRT(R1*R1+R2*R2)求平方根。
(2)R参数轴值分配
N10G1G91X=R1Z=R2F300
N20Z=R3
N30X=-R4
N40Z=-R5
2.子程序
(1)SINUMERIK840D子程序格式
SINUMERIK840C子程序格式如下:
××××.SPF
……
M17/M02/M30/RET
××××是子程序名,与主程序一样,只是子程序的类型为SPF。
(2)SINUMERIK840D子程序调用
××××P~
或L××××P~
××××或L××××表示调用的子程序名,P~表示调用的次数,范围是1-9999,当次数位1次时,可以省略。
二、R参数及子程序应用实例
图4-66R参数及子程序举例
N10R10=R3+R5LF计算中心轨迹的圆角半径
N20R8=R1/2+R3LF计算矩形中心到起点S在X向的距离
N30R9=R2/2-R5LF
N40R11=R2/2+2*R5LF矩形中心到起点S在Y向的距离
N50R12=R9+R11LF计算第一次直线插补位移量
N60R18=R6+R8R19=R7+R11LF计算起点S的X、Y的坐标
N70R1=R1-2*R5R2=R2-2*R5LF计算矩形水平方向、垂直方向的直线长度N80G00X=R18Y=R19LF
N90G01Z=-R4F100LF
N100G91G01Y=-R12LF
N110G02X=-R10Y=-R10CR=R10LF
N120G01X=-R1LF
N130G02X=-R10Y=R10CR=R10LF
N140G01Y=R2LF
N150G02X=R10Y=R10CR=R10LF
N160G01X=R1LF
N170G02X=R10Y=-R10CR=R10LF
N180G90G00Z=R4LF
N190M17LF
主程序:
JUXING1.MPF
N10G53G00G90Z0DOM5LF
N20T1LF
N30G54G00X0Y0S800M03LF
N40G00Z5D1M08LF
N50R1=40R2=30R3=2.5R4=6R5=10R6=50R7=90LF赋初值
N60JUXING2LF加工大轮廓
N70R1=30R2=15R3=2R4=5R5=5R6=100R7=25LF赋初值
N80JUXING2LF加工小轮廓
N90G00X0Y0LF
N100G00G53Z0D0LF
N110M30LF
第四节固定循环功能指令
在SINUMERIK840C数控系统中,固定循环指令的孔深、R参考平面、起始平面等的尺寸都是由R参数定义的。
在SINUMERIK840D数控系统中,固定循环基本动作与SINUMERIK840C数控系统固定循环基本相似,只是指令格式及参数形式不同,采用CYCLE81~CYCLE89等实现常用的孔加工固定循环,CYCLE81~CYCLE89属于非模态指令。
当有多个孔需要加工时,为简化加工程序的编制,可采用MCALL方式实现模态调用,其格式如下:
MCALLCYCLE8_(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR)
图4-67CYCLE81动作
……
MCALL注销
一、钻削循环CYCLE81
1.程序格式
CYCLE81(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR)
2.参数及功能说明
如图4-67所示,图中各参数含义如下:
RTP:
返回平面(绝对值);
RFP:
参考平面(绝对值);
SDIS:
安全距离(无符号数);
图4-68CYCLE81应用举例
DP:
钻削深度(绝对值);
DPR:
相对参考平面的钻削深度(无符号数);
该指令属于浅孔的钻削加工固定循环。
DP或DPR定义孔深,二者选一。
3.应用举例
如图4-68所示,钻削三个孔。
程序如下:
KONG.MPF
N10G90G00F100S500M03LF
N20D1T1Z110LF
N30MCALLCYCLE81(110,100,2,35)LF
N40X90Y30LF
N50X40Y30LF
N60X40Y120LF
N70MCALLLF
N80M30LF
也可以将N30句改为:
N30MCALLCYCLE81(110,100,2,,65)LF
二、钻削循环CYCLE82
1.程序格式
CYCLE82(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB)
2.参数及功能说明:
DTB:
孔底暂停时间,其余参数参见CYCLE81。
该指令属于沉孔(锪孔)的钻削加工固定循环。
三、钻削循环CYCLE83
1.程序格式
CYCLE83(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,FDEP,FDPR,DAM,DTB,DTS,FRF,VARI)
2.参数及功能说明
如图4-69所示,图中各参数含义如下:
图4-69CYCLE83动作
RTP:
返回平面(绝对值)
RFP:
参考平面(绝对值)
SDIS:
安全距离(无符号数)
DP:
最终钻削深度(绝对值)
DPR:
相对参考平面的钻削深度(无符号数)
FDEP:
第一次钻削深度(绝对值)
FDPR:
相对于参考平面的第一次钻削深度(无符号数)
DAM:
其余每次钻削深度(无符号数)
DTB:
孔底暂停时间(断屑)
DTS:
在起始点和排屑点停留时间
FRF:
第一次钻削深度的进给速度系数(无符号数),取值范围为:
0.001~1
VARI:
加工方式:
1-排屑,0-断屑
图4-70CYCLE83应用举例
该指令属于钻孔的钻削加工固定循环。
FDEP或FDPR定义第一次钻削深度,二者选一。
3.应用举例
如图4-70所示。
程序如下:
SHENKONG.MPF
N10G90G00F60S600M03LF
N20D1T1Z155LF
N30X80Y120LF
N40CYCLE83(155,150,1,5,,100,,20,,,,1)LF
N50X80Y60LF
N60CYCLE83(155,150,1,,145,,50,20,1,,0.8,1)LF
N70M30LF
四、刚性攻丝CYCLE84
1.程序格式
CYCLE84(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB,SDAC,MPIT,PIT,POSS,SST,SST1)
2.参数说明
如图4-71所示,图中各参数含义如下:
RTP:
返回平面(绝对值)
RFP:
参考平面(绝对值)
SDIS:
安全距离(无符号数)
DP:
攻丝深度(绝对值)
DPR:
相对参考平面的攻丝深度(无符号数)
DTB:
螺纹底部停留时间
SDAC:
循环结束后的旋转方向。
取值:
3,4或5
MPIT:
用螺纹规格表示螺距。
取值范围:
3(M3)~48(M48)
PIT:
用螺纹尺寸表示螺距。
取值范围:
0.001~2000.00mm
POSS:
攻丝循环中主轴的初始位置。
(用角度表示)
SST:
攻丝速度(主轴转速)
SST1:
退刀速度(主轴转速)
图4-71CYCLE84动作
图4-72CYCLE84应用举例
3.应用举例
如图4-72所示。
程序如下:
LUOWEN.MPF
N10G90G00S500M03LF
N20D2T2Z40LF
N40G00X30Y35LF
N30CYCLE84(40,36,2,3,,,3,8,,90,200,500)LF
N40M30LF
五、镗孔循环CYCLE85-C
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