KND—10M i铣、钻、镗床用数控系统的编程方法.doc

KND—10M i铣、钻、镗床用数控系统的编程方法.doc 辽宁石油化工大学职业技术学院 KND—10M i铣、钻、镗床用数控系统的编程方法 摘 要 随着制造业像我国转移，我国正在成为世界制造业的中心，在这种形式下，“振兴制造业”在我国就成为了经济发展的当务之急。在“振兴制造业”方针指导下，近年来，我国数控机床制造业取得了快速发展，数控机床的产量以每年超过30%的速度递增;2006年全国数控金属切削机床在役约20万台，数控机床的可供品种近2000余种。数控机床和制造业的快速发展，需要大量的数控机床操作技能人才，为解决数控人才需求矛盾特以KND—10M i铣、钻、镗床用数控系统的编程方法为例讲述数控系统的编程的方法。 KND—10M i是北京凯恩帝数控技术公司针对中国国情开发生产的控制全数字伺服或步进电机的更为经济的钻、镗、铣床用数控系统，控制电路采用了高速微处理器，超大规模定制式集成电路芯片，多层印刷电路板，显示器采用了高分辩率的液晶屏，从而使整套系统更为紧凑，体积进一步缩小，同时也使系统的可靠性进一步地提高。在控制软件上，首次将全功能数控系统的机能引入步进机控制系统中，并针对步进机的特点增加了许多适合于步进电机的机能，使其发挥最佳的性能，从而使系统具有较高的性能价格比。主要介绍KND—10M i数控系统的控制轴数、准备功能、插补功能、进给功能、参考点、坐标系、坐标值和尺寸、主轴功能(S功能)、刀具功能、辅助功能、程序的结构、简化编程功能、补偿功能、用户宏程序、工件坐标系选择等。 关键词:KND—10M i、数控系统、编程、功能 - I - 辽宁石油化工大学职业技术学院 Abstract With the transfer of the manufacturing sector as China, China is becoming the manufacturing center of the world, in this form, the quot revitalization of the manufacturing industry quot, in China economic development has become imperative. In the quot revitalization of the manufacturing sector quot; approach, under the guidance of recent years, China CNC machine tools has made the rapid development of manufacturing, numerical control machine tool production to more than 30% of the annual rate; in 2006 the National CNC metal cutting machine tools in the service of about 20 million units of CNC machine tools for more than 2,000 varieties. CNC machine tools and the rapid development of the manufacturing sector, the need for a large number of skilled personnel to operate CNC machine tools,CNC to resolve the contradiction between demand special talents to KND-10M i-milling, drilling, boring machine with numerical control system as an example of the programming on the CNC programming method. KND-10M i is a Beijing technology company Kane NC Dili China national conditions for the control of development and production of all-digital servo or stepper motor is more economical drilling, boring, milling machines with numerical control system, control circuitry used in high-speed microprocessor , ultra-large-scale custom integrated circuit chip, multi-layer printed circuit boards, monitors the use of a high-resolution LCD screen, so that the entire system more compact size further reduced, at the same time allowing the system to further improve the reliability. In the control software, the first full-function numerical control system of stepping motor control function of the introduction of systems,And for the characteristics of stepper machine is suitable for increasing the number of stepper motor functions to achieve the best performance, so that the system has higher cost performance. Introduces the KND-10M i-axis CNC system control number, ready to function, - II - 辽宁石油化工大学职业技术学院 interpolation function, feed function, the reference point, coordinate system, coordinates and size, spindle function (S function), the tool functions, auxiliary functions, procedures structure, simplify the programming function, the compensation function, the user macro programs, the workpiece coordinate system selection. Key words: KND-10M i, numerical control systems, programming, functional - III - 辽宁石油化工大学职业技术学院 目录 摘 要 .................................................................. I ABSTRACT ............................................................... II 1 绪论 .................................................................. 1 2指令功能 ............................................................... 3 2.1准备功能 ........................................................... 3 2.2辅助功能 ........................................................... 5 2.3主轴功能(S功能) .................................................... 8 2.4刀具功能(T功能) .................................................. 9 3 编程基本格式和常用指令的用法 ......................................... 10 3.1插补功能 .......................................................... 10 3.2暂停功能(G04) ..................................................... 14 3.3参考点 ............................................................ 14 3.4刀具半径补偿B(G39,G42) ........................................... 16 3.5平面选择(G17, G18, G19)............................................ 19 3.6绝对值指令和增量值指令(G90, G91) .................................. 19 3.7固定循环(G73, G74, G76, G80,89) ................................... 20 3.8工件坐标系选择 .................................................... 23 4 程序 ................................................................. 25 4.1程序 .............................................................. 25 4.2主程序和子程序 .................................................... 25 4.3程序号 ............................................................ 26 4.4顺序号和程序段 .................................................... 26 4.5字和地址 .......................................................... 27 - IV - 辽宁石油化工大学职业技术学院 4.6基本地址和指令值范围 .............................................. 28 4.7程序结束 .......................................................... 284.8文件结束 .......................................................... 29 5结论 .................................................................. 30 谢 辞 .................................................................. 31 参考文献 ............................................................... 32 - V - 辽宁石油化工大学职业技术学院 1 绪论 制造业是国民经济和国防建设的基础性产业，先进制造技术是振兴传统制造业的技术支撑和发展趋势，是直接创造社会财富的主要手段，谁先掌握先进制造技术，谁就能够占领市场。而数控技术是先进制造技术的基础技术和共性技术，已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。现代数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感技术、信息处理技术、网路通信技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代制造技术的基础，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，使世界制造业的格局发生了巨大变化。 数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段。它的广泛使用给机械制造业生产方式、产业结构、管理方法带来了深刻的变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产地基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控技术是国际技术和商业贸易的重要构成，工业发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的重要出口产品，世界贸易额逐年增加。因此，数控技术及数控装备是关系国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已成为当今制造业的发展方向。 我国数控技术及产业在改革开放后取得了显著地成就，开发出了具有自主知识产权的数控平台，即以PC机为基础的总线式、模块化、开放型的单处理器平台和多处理器平台，开发出了具有自主版权的基本系统，也研制成功了并联运动机床等新技术与新产品。但是，我国的数控技术及产业与发达国家相比仍然有比较大的差距，其原因是多方面的，但最重要的是数控人才的匮乏。目前，随着国内数控机床用量的剧增，急需培养一大批各种层次的数控人才，特别是应用型高级技术人才及能熟练操作数控设备的技能人才。从而编写KND—10M i铣、钻、镗床用数控系统的编程方法。 本方法主要介绍了KND—10M i铣、钻、镗床用数控系统的插补功能——刀具沿 - 1 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 工件形状运动、进给功能、加工图纸和刀具的运动、主轴功能——切削速度、刀具功能——各种加工时选用的刀具、辅助功能——各种功能操作指令、程序的构成、刀具补偿功能——刀具形状和刀具加工、刀具半径补偿功能——用刀具侧刃加工、软限位——刀具移动的范围等。这里只介绍基本的编程方法，还有很多编程很多编程的技巧还需要操作者在生产实践中自己摸索。编程方法选择的恰当不但能对生产效率提高，对于工件质量，刀具磨损都有一定的影响，这些都是需要和实际生产结合而定的。操作者应该在日常生产中灵活运用，不能生搬硬套。选择合适的指令和方法减少不应该有的空行程。 - 2 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 2指令功能 2.1准备功能 准备功能由G代码及后接2位数表示，规定其所在的程序段的意义。G 代码有 以下两种类型。 种 类 意义 一次性代码 只在被指令的程序段有效 模态G代码 在同组其它G代码指令前一直有效 (例) G01和G00是同组的模态G代码 G01 X __ ; Z ______ ; G01有效 X ______ ; G01有效 G00 Z __ ; G00有效 G代码 组别 功能 G00 定位(快速移动) *G01 01 直线插补(切削进给) G02 圆弧插补CW(顺时针) G03 01 圆弧插补CCW(逆时针) G04 00 暂停, 准停 *G17 XY平面选择 G18 02 ZX平面选择 G19 YZ平面选择 G27 返回参考点检查 00 G28 返回参考点 - 3 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 G代码 组别 功能 G29 从参考点返回 00 G39 拐角偏移圆弧插补 *G40 刀具半径补偿注消 G41 07 左侧刀具半径补偿 G42 右侧刀具半径补偿 G43 正方向刀具长度偏移 G44 08 负方向刀具长度偏移 *G49 刀具长度偏移注消 *G54 工件坐标系1 G55 工件坐标系2 G56 工件坐标系3 05 G57 工件坐标系4 G58 工件坐标系5 G59 工件坐标系6 G65 00 宏程序命令 G73 钻深孔循环 G74 左旋攻丝循环 G76 精镗循环 *G80 09 固定循环注销 G81 钻孔循环(点钻循环) G82 钻孔循环(镗阶梯孔循环) G83 深孔钻循环 - 4 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 G代码 组别 功能 G84 攻丝循环 G85 镗孔循环 G86 钻孔循环 G87 反镗孔循环 G88 镗孔循环 G89 镗孔循环 *G90 绝对值编程 03 G91 增量值编程 G92 00 坐标系设定 G98 在固定循环中返回初始平面 10 G99 返回到R点(在固定循环中) 1:带有*记号的G 代码，当电源接通时，系统处于这个G代码的状态。G00，G01可以用参数设定来选选?择。 2:00 组的G代码是一次性G代码。 3:如果使用了G代码一览表中未列出的G代码，则出现报警(?.010)，或指令了不具有的选择功能的G代码，也报警。 4:在同一个程序段中可以指令几个不同组的G代码，如果在同一个程序段中指令了两个以上的同组G代码时，后一个G代码有效。 5:在固定循环中，如果指令了01组的G代码，固定循环则自动被取消，变成 G80 状态。但是01组的G码不受固定循环的G代码影响。 6:G代码分别用各组号表示。 2.2辅助功能 在实际应用中，刀具开始加工工件时，要使主轴旋转，供给冷却液，为此必须 - 5 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 控制机床主轴电机和冷却油泵的开/关。这些指令机床开/关动作的功能称为辅助功能， 用 M代码指令。 例如:若指令M03，主轴就以指令的回转速度顺时针回转。 移动指令和 M同在一个程序段中时，移动指令和M指令同时开始执行。 2.2.1辅助功能(M功能) 如果在地址M后面指令了2位数值，那么就把对应的信号送给机床，用来控制 机床的开/关。M 代码在一个程序段中只允许一个有效。 M 代码: M03 :主轴正转。 M04 :主轴反转。 M05 :主轴停止。 M08 :冷却液开。 M09 :冷却液关。 M10 :卡紧。 M11 :松开。 M32 :润滑开。 M33 :润滑关。 M00 :程序暂停，按'循环启动'程序继续执行。 M30 :程序结束，程序返回开始。 下面的M代码规定了特殊的使用意义。 (1) M30(程序结束) 1) 表示主程序结束。 2) 停止自动运转，处于复位状态。 3) 返回到主程序开头。 - 6 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 4) 加工件数加1。 (2) M00( 程序停) 当执行了M00的程序段后，停止自动运转。与单程序段停同样， 把其前 面的模态信息全部保存起来。CNC开始运转后，再开始自动运转。 (3) M98(调用子程序) 用于调用子程序。详细情况请参照子程序控制一节。 2.2.2辅助机能参数 参数 ?51,53 为辅助机能参数，用户可根据实际情况进行设定。 P051: M 代码处理时间。 设定单位:16 毫秒 设定范围:16毫秒,4080毫秒 P052: S 代码处理时间。 设定单位:16 毫秒 设定范围:16毫秒,4080毫秒 P053: 主轴制动时间。 设定单位:16 毫秒 设定范围:16毫秒,1048秒 2.2.3与辅助机能有关的报警 与辅助机能有关的报警通过外部信息画面显示，当产生报警时，系统自动切换到外部信息画面，在显示器的上部显示出报警的详细内容，在显示器的下端闪烁显示'报警。 01:M 代码错。 程序中编入了非法的M 代码。 02:S 代码错。 程序中编入了非法的S 代码。 - 7 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 03:T 代码错。 程序中编入了非法的T 代码。 06:M03，M04 码指定错。 主轴正转(反转)时，没有经过停止而又指定了主轴反转(正转)。 07:主轴旋转时指定了S。 当主轴正在旋转时，指定了S 代码进行主轴换挡。 2.3主轴功能(S功能) 2.3.1主轴速度指令 通过地址S 和其后面的数值，把代码信号译码后送给机床，用于机床的主轴控制。在一个程序段中可以指令一个S代码。 关于可以指令S代码的位数以及如何使用S代码等, 请参照机床制造厂家的说明书。 当移动指令和 S 代码在同一程序段时,移动指令和 S 功能指令同时开始执行。 (1)S两位数 用地址S和其后面两位数控制主轴转速。系统可提供4 级主轴机械换挡。(当没有选择模拟主轴机能时)，S代码与主轴的转速的对应关系及机床提供几级主轴变速，请参照机床制造厂家的说明书。S1,S4 (2)S四位数(主轴模拟输出) 用地址S和其后面的4位数值，直接指令主轴的转数(转/分)，根据不同的机床厂家转数的单位也往往不同。 2.3.2 S代码调用子程序功能 当设置系统参数 CM98=1,SANG=0 时，系统执行代码 S10,S99 可调用子程序。 代码格式:S??; - 8 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 子程序号:O91??; (??=10,99)。 "S??;"，必须编入对应的子程序，否则会产生 078 号报警。 注:?当执行 ?"S??;"不能在 MDI 方式下运行，否则会产生"S 代码错"报警。 ?在子程序中既可编入轴运动指令，也可以对输出点进行开/关控制，还可以根据输入信号进行转跳或循环，或以某输入信号作为 S 代码子程序结束信号。 2.4刀具功能(T功能) 2.4.1 K10M 无刀具(换刀)机能。 2.4.2 T代码调用子程序功能 当设置系统参数 CM98=1 时，系统执行代码 T10,T99 可调用子程序。 代码格式:T??; 子程序号:O92??; (??=10,99)。 注:?当执行"T??;"，必须编入对应的子程序，否则会产生 078 号报警。 ?"T??;"不能在 MDI 方式下运行，否则会产生"T 代码错"报警。 ?在子程序中既可编入轴运动指令，也可以对输出点进行开/关控制，还可以根据输入信号进行转跳或循环，或以某输入信号作为 T 代码子程序结束信号。 - 9 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 3 编程基本格式和常用指令的用法 3.1插补功能 3.3.1定位(G00) 用 G00定位，刀具以快速移动速度移动到由IP指定的位置。 指令形式: G00 IP__ ; 符号说明: IP__: 如X_ Y_ Z_ ？一样，表示XYZ中任意轴的组合。(本说明书中在下面将使用这种表示。) ;(*): 表示程序段结束(ISO代码为LF, EIA代码为CR)。 刀具以各轴独立的快速移动速度定位。通常刀具的轨迹不是直线。 注 1: G00 时各轴单独快速的快速进给速度由机床厂家设定(参数?.015,017)。用 F 指定的进给速度无效。 3.3.2直线插补(G01) G01 IP__ F__ ; 利用这条指令可以进行直线插补。由IP指定的移动量, 根据 G90或 G91 指令分别为绝对值或增量值，由 F指定进给速度，F 在没有新的指令以前，总是有效的，因此不需一一指定。 (程序实例) G91 G01 X200.0 Y100.0 F200.0 ; - 10 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 用 F指定的进给速度是刀具沿着直线运动的 速度。 开机F初始默认值为100mm/min。 注 : 各轴方向的速度如下: G01 X, Y, Z,Ff ; 这个程序段中: ,F,，f X轴方向的速度:XL ,F,，fY轴方向的速度: YL ,F,，fZ轴方向的速度: ZL 222L,,，,，, 3.3.3圆弧插补(G02, G03) 用下面指令，刀具可以沿着圆弧运动。 XY平面的圆弧 G02 R ,G17X Y F ; ,G03I J , ZX平面的圆弧 G02 R ,G18X Y F ; ,G03I K , YZ平面的圆弧 G02 R ,G19X Y F ; ,G03J K , 项 目 指定内容 命 令 意 义 G17 XY平面圆弧指定 1 平面指定 G18 ZX平面圆弧指定 G19 YZ平面圆弧指定 - 11 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 项 目 指定内容 命 令 意 义 G02 顺时针转CW 2 回转方向 G03 反时针转CCW G90方式 X、Y、Z中的两轴 零件坐标系中的终点位置 3 G91方式 X、Y、Z中的两轴 从始点到终点的距离 从始点到圆心的距离 I、J、K中的两轴 始点到圆心的距离 4 圆弧半径 圆弧半径 R 5 进给速度 F 沿圆弧的速度 所谓顺时针和反时针是指在右手直角坐标系中，对于XY平面(ZX平面、YZ平面)从Z轴(Y轴、X轴)的正方向往负方向看而言，如下图例。 用地址X，Y 或者 Z指定圆弧的终点。对应于 G90指令的是用绝对值表示，对应于G91的是用增量值表示，增量值是从圆弧的始点到终点的距离值。圆弧中心用地址I, J, K指定。它们分别对应于X，Y，Z。但I，J，K后面的数值是从圆弧始点到圆心的矢量分量，是含符号的增量值。如下图: - 12 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 I，J，K 根据方向带有符号。圆弧中心除用I，J，K指定外，还可以用半径R 来 指定。如下: G02 X_ Y_ R_ ; G03 X_ Y_ R_ ; 此时可画出下面两个圆弧，大于180?的圆和小于180?的圆。对于大于180 ?的圆弧则半径用负值指定。 (例) ?的圆弧小于180?时 G91 G02 X60.0 Y20.0 R50.0 F300.0 ; ?的圆弧大于180?时 G91 G02 X60.0 Y20.0 R-50.0 F300.0 ; (程序的实例) 把图上的轨迹分别用绝对值方式和增量值方式编程: (1) 绝对值方式 G92 X200.0 Y40.0 Z0 ; G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300.0 ; G02 X120.0 Y60.0 I-50.0 ; 或G92 X200.0 Y40.0 Z0 ; G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300.0 ; - 13 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 G02 X120.0 Y60.0 R50.0 ; (2) 增量方式 G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300.0 ; G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0 ; 或G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300.0 ; G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0 ; 圆弧插补的进给速度用 F指定，为刀具沿着圆弧切线方向的速度。 注 1: I0，J0，K0可以省略。 注 2: X，Y，Z同时省略表示终点和始点是同一位置，用I，J，K指令圆心时，为 360?的圆弧。G02 I_ ; (全圆) 使用R时，表示0?的圆: G02 R_ ; (不移动) 注 3:刀具实际移动速度相对于指令速度的误差在?2%以内，而指令速度是刀具沿着 半径补偿后的圆弧运动的速度。 注 4: I，J，K和 R同时指令时，R有效，I，J，K无效。 注 5: 如果在规定的平面上指令了不存在的轴，则会产生报警。 3.2暂停功能(G04) 利用暂停指令，可以推迟下个程序段的执行，推迟时间为指令的时间，其格式如下: G04 P__ ; 或者 G04 X__ ; 以秒为单位指令暂停时间。指令范围从0.001,99999.999秒。如果省略了P，X指令则可看作是准确停 3.3参考点 所谓参考点是指机械上某一特定的位置。 - 14 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 3.3.1自动返回参考点(G28, G29) 自动返回到参考点(G28) G28 IP__ ; 利用上面指令，可以使指令的轴自动返回到参考点。IP_;指定返回到参考点中途经过的中间点, 用绝对值指令或增量值指令。在执行这个程序段时，存储指令轴的中间点的坐标值。 G28程序段的动作如下: (1) 快速从当前位置定位到指令轴的中间点位置(A点,B点)。 (2) 快速从中间点定位到参考点(B点,R点)。 (3) 若非机床锁住状态，返回参考点完毕时，回零灯亮。 1:在电源接通后，如果一次也没进行手动返回参考点，指令G28时，从中间点到参考点的运动和手动返回参考点时相同。此时从中间点运动的方向为以参数(?.004 ZMX ZMY ZMZ)设定的返回参考点的方向。 2:关于中间点的坐标值，在G28程序段，只存储当前指令的轴的中间点的坐标值。而在程序段没被令的轴的中间点坐标值使用在此以前被指令的G28中间点的坐标值。 (例) N1 X10.0 Z20.0 ; - 15 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 N2 G28 X40.0 ; 中间点(40.0) N3 G28 Z60.0 ; 中间点(40.0, 60.0) 从参考点自动返回(G29) G29 IP__ ; 根据上述指令，使指令的轴经过中间点在IP指定的位置定位。G29一般在G28后指令。增量指令时，其值为离中间点的增量值。 G29程序段的动作如下: (1)指令的轴向在G28中定义的中间点进行定位(R点,B点)。 (2)从中间点到指令的点进行定位(B点,C点)。用快速进给移动到中间点和指令点。 3.4刀具半径补偿B(G39,G42) 3.4.1刀具半径补偿机能 刀具在半径上进行偏移的机能，可以使刀具在偏移的轨迹上运动。该补偿指令，可以用自动运转或MDI 运转的G 机能来指定，偏移量(刀具半径值)与H代码号相对应，用手动数据输入事先存在存储器中。其偏移值的个数最多可有16个。 用H代码指定与偏移量对应的偏移号。H代码是模态的。 如果指定G41,G42则系统的状态称为补偿状态方式。如果指定G40，则称为取消补偿方式。电源刚接通后，是取消状态。这些刀具半径补偿状态不受非模态G机能(G39)的影响。 G41,G42是07组的G代码，可以与G00,G01,G02,G03混合使用，两者共同规定一种刀具运动方式。 程序的最后，必须以取消补偿状态结束。 刀具半径补偿 左(G41) (A) G00,G01时 G41 X__ Y__ I__ J__ H__ ; - 16 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 指令在程序段终点，形成一个与(I,J)的方向垂直的新矢量，刀具从起点处旧矢量的尖端向新矢量的尖端移动。 旧矢量为零时，利用该指令，使刀具从取消刀 具偏置状态进入刀具半径补偿状态。 此时，由H代码指定偏移值。 但是，指定G00时，各轴以各自的快速进给速 度运动。 (I,J)是从终点以增量表示的。如果省略(I,J), 则新矢量与(X,Y)垂直。 (B) G02, G03时 G41？？; • • G02 /G03 X__ Y__ R__ ; 根据上述程序可以作出新矢量，它位于圆弧中心和终点的连线上，从圆弧前进方向看，指向左方(右方)，刀具中心从圆弧的旧矢量尖端向着新矢量尖端沿着圆弧移动。但前提是旧矢量已正确地作出来了。偏移矢量是从起点或终点指向圆弧中心或者背离中心的。 刀具半径补偿 右(G42) G42与G41刚好相反，沿着刀具前进方向，刀具在工件的右侧进行偏移。也就是说用G42作出的矢量方向恰好和 G41作出的矢量方向相反。除了矢量方向相反之外，偏 - 17 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 移方法与G41完全相同。 (A) G00, G01时 G42 X__ Y__ I__ J__ H__ ; 但是，G00时，各轴以独立的快速进给速度运动。 G42 X__ Y__ ; (B) G02, G03时 取消刀具半径补偿(G40) 在G00,G01状态，利用下面指令，G40 X__ Y__ ; 从起点的旧矢量向着终点进行直线运动。G00方式下，各轴向终点进行快速运动。 使用此指令，使系统从刀具补偿状态进入到取消刀具补偿状态。 - 18 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 如果只是G40 ;没指令X__ Y__ 时，刀具沿旧矢量的反方向运动到起点。 3.5平面选择(G17, G18, G19) 用 G代码选择圆弧插补的平面和刀具半径补偿的平面。 G17？？XY平面 G18？？ZX平面 G19？？YZ平面 G17，G18，G19在没指令的程序段里, 平面不发生变化。 (例)G18 X_ Z_ ; ZX平面 X_ Y_ ; 平面不变(ZX平面) 另外，移动指令与平面选择无关。例如，在下面这条指令情况下，Z 轴不存在XY平面上，Z轴移动与 XY平面无关。 G17 Z_ ; 3.6绝对值指令和增量值指令(G90, G91) 作为指令轴移动量的方法，有绝对值指令和增量值指令两种方法。绝对值指令是用轴移动的终点位置的坐标值进行编程的方法。增量值指令是用轴移动量直接编程的方法。绝对值指令和增量值指令分别用 G90和 G91指令。 - 19 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 上图的移动用绝对值指令编程和增量值指令编程的情况下: G90 X40.0 Y70.0 ; 或G91 X,60.0 Y40.0 ; 3.7固定循环(G73, G74, G76, G80,89) 固定循环通常是用含有G 功能的一个程序段完成用多个程序段指令完成的加工动 作，使程序得以简化。固定循环的一览表如下表所示。 开孔动作 退刀动作 G代码 孔底动作 用途 (-Z方向) (+Z方向) 高速深孔加工G73 间歇进给 — 快速进给 循 暂停 主轴正 G74 切削进给 切削进给 反攻丝循环 转 G76 切削进给 主轴准停 快速进给 精 镗 G80 — — — 取 消 G81 切削进给 — 快速进给 钻 , 点钻 G82 切削进给 暂 停 快速进给 钻、镗阶梯孔 G83 间歇进给 — 快速进给 深孔加工循环 G84 切削进给 暂停 主轴停 切削进给 攻 丝 G85 切削进给 — 切削进给 镗 G86 切削进给 主轴停 快速进给 镗 G87 切削进给 主轴正转 快速进给 反镗 G88 切削进给 暂停 主轴停 手动 镗 G89 切削进给 暂 停 切削进给 镗 - 20 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 一般固定循环是由下面六个动作顺序组成 的。 动作1？？X、Y定位。 动作2？？快速进给到R点。 动作3？？孔加工。 动作4？？孔底的动作。 动作5？？退回到R点。 动作6？？快速进给到初始 在XY平面定位，在Z轴方向进行孔加工。不能在其它轴方向进行孔加工。与指定平面的G代码无关。规定一个固定循环动作由三种方式决定。它们分别由G代码指定。 1) 数据形式 G90 绝对值方式; G91 增量值方式 2) 返回点平面 G98 初始点平面; G99 R点平面 3) 孔加工方式 G73, G74, G76, G80,89 初始点平面是表示从取消固定循环状态到开始固定循环状态的孔加工轴方向的绝对位置。 G91相对应的数据给出方式是不同的，如图所示。 (A) G90， - 21 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 (B) 在返回动作中，根据G98和 G99的不同，可以使刀具返回到初始点平面或 R点平面。指令G98和 G99的动作如图所示。 通常，最初的孔加工用G99，最后加工用 G98。用G99状态加工孔时，初始平面也不变化。 (C) G73/G74/G76/G81,G89指定了固定循环的全部数据(孔位置数据、孔加工数据、重复次数), 使之构成一个程序段。指定固定循环的数据如下所示: - 22 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 指定内容 地址 说明 孔加工方式 G 请参照G表 孔位置数据 X，Y 用绝对值或增量值指定孔的位置，控制与G00 定位时相同 用增量值指定从R点到孔底的距离或者用绝对值指令孔底的坐标值。 Z 进给速度在动作3中是用F 指定的速度，在动作5 中根据孔加工方式 不同 , 为快速进给或着用 F代码指令的速度。 用增量值指定图13.1(B)的从初始点平面到R点距离, 或者用绝对值 R 孔加工数据 指定R点的坐标值。进给速度在动作2和动作6中全都是快速进给。 Q 指定G73，G83中每次切入量或者G76，G87中平移量 (增量值) P 指定在孔底的暂停时间。时间与指定数值关系与G04指定相同。 F 指定切削进给速度。 一旦指令了孔加工方式，一直到指定取消固定循环的G代码之前一直保持有效，所以连续进行同样的孔加工时，不需要每个程序都指定。 取消固定循环的G代码，有G80及01组的G代码。 孔加工数据，一旦在固定循环中被指定，便一直保持到取消固定循环为止，因此在固定循环开始，把必要的孔加工数据全部指定出来，在其后的固定循环中只需指定变更的数据。 指令的切削速度，即使取消了固定循环也保持。 F 3.8工件坐标系选择 工件坐标系(G54,G59) 不需 G92 设定，机床就有六个工件坐标系，由 G54,G59 可选择其中的任意一个坐标系。 G54 ??????? 工件坐标系 1 G55 ??????? 工件坐标系 2 - 23 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 G56 ??????? 工件坐标系 3 G57 ??????? 工件坐标系 4 G58 ??????? 工件坐标系 5 G59 ??????? 工件坐标系 6 这六个工件坐标系是由从机床零点到各自坐标系零点的距离(工件零点偏置)而设定的。 例: N10 G55 G90 G00 X100.0 Z20.0; N20 G56 X80.5 Z25.5; 在上述例子中，从工件坐标系 2 下的位置(X=100.0，Z=20.0)快速定位至工件坐标系 3的位置(X=80.5，Z=25.5)。如 N20 程序段为 G91，则增量移动。N20 程序段开始执行时，绝对坐标位置值自动变成为在 G57 坐标系下的坐标值。相对位置随着坐标系设置而设置。 - 24 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 4 程序 4.1程序 程序是由多个程序段构成的，而程序段又是由字构成的，各程序段用程序段结束代码(ISO为LF, EIA为CR)分隔开。 4.2主程序和子程序 (1) 主程序 程序分为主程序和子程序。通常CNC是按主程序的指示运动的，如果主程序上遇有调用子程序的指令，则 CNC按子程序运动，在子程序中遇到返回主程序的指令时，CNC便返回主程序继续执行。 在CNC存储器内，主程序和子程序合计可存储63个程序，选择其中一个主程序后，便可按其指示控制CNC机床工作。 (2) 子程序 在程序中存在某一固定顺序且重复出现时，便可把它们作为子程序事先存到存储器中，这样可以使程序变得非常简单。子程序可以在自动方式下调出，并且被调出的子程序还可以调用另外的子程序。从主程序中被调出的子程序称为一重子程序，共可调用二重子程序。 但当具有宏程序选择功能时，可以调用4重子程序。可以用一条调用子程序指令连续重复调用同一子程序，最多可重复调用999次。 (A) 编写子程序 在子程序的开头，在地址O后写上子程序号，在子程序最后是M99指令。M99如下例, 也可以不作为单独的一个程序段。 (B) 子程序的执行 子程序由主程序或子程序调用指令调出执行。调用子程序的指令格式如下: - 25 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 如果省略了重复次数, 则认为重复次数为1次。 (例) M98 P51002 ; 表示号码为1002的子程序连续调用5次。M98 P_ 也可以与移动指令同时存在于一个程序段中。 (例) X1000 M98 P1200 ; 此时, X移动完成后，调用1200号子程序。 在子程序中调用子程序与在主程序中调用子程序的情况一样。 注1:当检索不到用地址P指定的子程序号时，产生报警(PS 078)。 注2:用 MDI输入M98 P???? ;时不能调用子程序。 4.3程序号 在本控制装置中，CNC的存储器里可以存储多个程序，为了把这些程序相互区别开，在程序的开头, 冠以用地址O及后续四位数值构成的程序号。程序从程序号开始, 用M30或M99为结束。 4.4顺序号和程序段 程序是由多个指令构成的。把它的一个指令单位称为程序段。程序段之间是用程序段结束代码隔开。用字符“;”或“*”表示程序段结束代码。 在程序段的开头可以用地址N和后续四位数构成的顺序号。前导零可省略。 顺序号的顺序是任意的，其间隔也可不等。可以全部程序段都带有顺序号，也可以在重要的程序段带有。但按一般的加工顺序，顺序号要从小到大。在程序的重要地方带上顺序号是方便的(例如工作台分度移到新的加工面时等等)。 顺序号自动增加机能: 当参数P039设定不为0时，顺序号自动增加机能有效，编辑程序按EOB程序段结束 - 26 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 时，下一程序段的顺序号自动生成，P039设置的参数值为增量值。当插入新的顺序号后，下面的顺序号会按新的顺序号递增。 因为程序号不允许是0，为了使顺序号与程序号通用，顺序号也不能用0。4.5字和地址 字是构成程序段的要素。字是由地址和其后面的数值构成的(有时在数值前带有+、-符号)。 地址是英文字母(A,Z)中的一个字母。它规定了其后数值的意义。在本系统中，可以使用的地址和它的意义如下表所示: 根据不同的准备功能，有时一个地址也有不同的意义。 功能 地址 意义 程序号 O 程序号 顺序号 N 顺序号 准备功能 G 指定动作状态(直线, 圆弧等) X,Y,Z 坐标轴移动指令 尺寸字 R 圆弧半径 I,J,K 圆弧中心坐标 进给速度 F 进给速度指定 主轴功能 S 主轴转速指定 辅助功能 M 控制机床方面ON/OFF的指定 偏置号 H 偏置号的指定 暂停 P,X 暂停时间的指定 子程序号指定 P 指定子程序号 重复次数 P 子程序的重复次数 - 27 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 功能 地址 意义 参数 P,Q,R 固定循环参数 4.6基本地址和指令值范围 基本地址和指令值范围如下表所示。这些全部都是对CNC装置的限制值，而对机床方面的限制则完全是另外的，请特别注意这一点。例如，对于CNC装置，可以指令轴移动量到6米，而实际机床 X轴行程只可能是2米。进给速度可能是3米/分。 X 功能 地址 指令值 程序号 O 1,9999 顺序号 N 1,9999 准备功能 G 0,99 ,尺寸字 X,Y,Z,I,J,K,Q,R 9999.999毫米 每分进给 F 1,见注 主轴功能 S 0,9999 辅助功能 M 0,99 暂停 X,P 0,9999.999秒 子程序号指定，重复次数 P 1,9999 偏置号 H 0,16 注:输出频率为10KPPS.当量为0.01mm时，速率为6000mm/min。 4.7程序结束 程序的最后有下列代码时，表示程序部分结束。 EIA ISO 意义 M30 CR M30 LF 程序结束并返回程序开头 M99 CR M99 LF 子程序结束 - 28 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 4.8文件结束 在最后的程序结束的后面，有下列代码，表示文件的结束。 EIA ISO 意义 ER % 程序结束 注 : 如果在程序部分最后没有M30 就执行ER(EIA)或%(ISO)时，CNC变成复位状 态。 - 29 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 5结论 本文对KND—10M i系统编程进行了简单的介绍，KND—10M i系统与国际流行的通用编程格式方法基本一致，但是也有自己的一些编程特点。对于点位加工或者几何形状较为简单的零件，数值计算较简单，程序段不长，出错机会较少，用手工编程即可实现，比较经济、及时，因而，手工编程被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。手工编程的意义在于加工形状简单的零件时，快捷、简便;不需要具备特别的条件(如直线与直线或直线与圆弧组成的轮廓)时，快捷、便利;不需要具备特别的条件(价格较高的自动编程机及相应的软件及硬件等);对机床操作或程序员不受特殊条件的制约;还具有较大的灵活性和编程费用少等优点。在目前手工编程仍是广泛采用的编程方式，即使在自动编程高速发展的将来，手工编程的地位也不可取代，仍是自动编程的基础。在先进的自动编程中，许多重要的编程都来源于手工编程，并不断丰富和推进自动编程的发展。 - 30 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 谢 辞 紧张而充实的毕业设计周已经接近尾声，随之大学的生活也即将结束。在母校生活这些时间里，有我辛劳的汗水、有我兴奋的笑声，有您鼓励的言语，有您热情的辅导。您就是话语不多，任劳任怨，孜孜不倦教我的老师。首先我要感谢教过我的所有的老师，是您在背后默默教导，是您在我跌倒时鼓励，是您前仆后继教育一代又一代的学生。我要对您说一声:“您辛苦了～”;同时我要感谢我指导教师鲁老师在这数周不辞辛苦为我毕业设计指导和对我的帮助;感谢答辩老师的提问和帮助;感谢帮助过我的同学～最后祝愿全体老师身体健康，工作愉快～ - 31 - 辽宁石油化工大学职业技术学院 参考文献 [1] 许祥泰，刘艳芳编著.数控加工编程实用技术.北京:机械工业出版社，2000. 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