加工中心編程技巧和安全

    隨著(zhù)科技的發(fā)展和社會(huì )的進(jìn)步，數控機床技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來(lái)越完善，使用越來(lái)越方便，可靠性越來(lái)越高，性能價(jià)格比也越來(lái)越高。數控機床應用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐漸成為社會(huì )所需。

    通過(guò)幾年的加工中心實(shí)際應用和教學(xué)實(shí)踐及摸索，筆者將一些積累的經(jīng)驗和讀者分享，如有不當之處，請批評指出。

    一、加工中心幾個(gè)常用指令的編程技巧

    1、M00、M01、M02和M30的區別與聯(lián)系

    學(xué)生在初學(xué)加工中心編程時(shí)，對以上幾個(gè)M代碼容易混淆，主要原因是學(xué)生對加工中心加工缺乏認識，加上個(gè)別教材敘述不詳細。它們的區別與聯(lián)系如下：

    M00為程序暫停指令。程序執行到此進(jìn)給停止，主軸停轉。重新按啟動(dòng)按鈕后，再繼續執行后面的程序段。主要用于編程者想在加工中使機床暫停（檢驗工件、調整、排屑等）。

    M01為程序選擇性暫停指令。程序執行時(shí)控制面板上“選擇停止”鍵處于“ON”狀態(tài)時(shí)此功能才能有效，否則該指令無(wú)效。執行后的效果與M00相同，常用于關(guān)鍵尺寸的檢驗或臨時(shí)暫停。

    M02為主程序結束指令。執行到此指令，進(jìn)給停止，機床主軸停止，冷卻液關(guān)閉。但程序光標停在程序末尾。

    M30為主程序結束指令。功能同M02，不同之處是，光標返回程序頭位置，不管M30后是否還有其他程序段。

    2、刀具補償參數地址D、H的應用

    在部分數控系統（如FAUNC）中，刀具補償參數D、H具有相同的功能，可以任意互換，它們都表示數控系統中補償寄存器的地址名稱(chēng)，但具體補償值是多少，關(guān)鍵是由它們后面補償號地址中的數值來(lái)決定。所以在加工中心中，為了防止出錯，一般人為規定H為刀具長(cháng)度補償地址，補償號從1～20號，D為刀具半徑補償地址，補償號從21號開(kāi)始（20把刀的刀庫）。

    例如：G00G43H1Z60.0；

          G01G41D21X30.0Y45.0F

    3、G92與G54～G59的應用

    G54～G59是調用加工前設定好的坐標系，而G92是在程序中設定的坐標系，用了G54～G59就沒(méi)有必要再使用G92，否則G54～G59會(huì )被替換，應當避免。

    注意：（1）一旦使用了G92設定坐標系，再使用G54～G59不起任何作用，除非斷電重新啟動(dòng)系統，或接著(zhù)用G92設定所需新的工件坐標系。（2）使用G92的程序結束后，若機床沒(méi)有回到G92設定的原點(diǎn)，就再次啟動(dòng)此程序，機床當前所在位置就成為新的工件坐標原點(diǎn)，易發(fā)生事故。所以，一定要慎用。中國數控之家－數控機床，模具設計，數控車(chē)床，數控技術(shù)，數控編程，數控銑床

    4、暫停指令

    G04X＿／P＿是指刀具暫停時(shí)間（進(jìn)給停止，主軸不停止），地址P或X后的數值是暫停時(shí)間。X后面的數值要帶小數點(diǎn)，否則以此數值的千分之一計算，以秒（S）為單位，P后面數值不能帶小數點(diǎn)（即整數表示），以毫秒（MS）為單位例如，G04X2.0；或G04X2000；暫停2秒

    G04P2000；

    但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），為了保證孔底的粗糙度，當刀具加工至孔底時(shí)需有暫停時(shí)間，此時(shí)只能用地址P表示，若用地址X表示，則控制系統認為X是X軸坐標值進(jìn)行執行。

    例如，G82X80.0Y60.0Z－20.0R5.0F200P2000；

    鉆孔（80.0，60.0）至孔底暫停2秒

    G82X80.0Y60.0Z－20.0R5.0F200X2.0；

    鉆孔（2.0，60.0）至孔底不會(huì )暫停。

    5、同一條程序段中，相同指令（相同地址符）或同一組指令，后出現的起作用。

    例如：G01G90Z30.0Z20.0F200；執行的是Z20.0，Z軸直接到達Z20.0，而不是Z30.0。

    G01G00X30.0Y20.0F200；執行的是G00（雖有F值，但也不執行G01）。

    但不同一組的指令代碼，在同一程序段中互換先后順序執行效果相同。

    例如：G90G54G00X0Y0Z60.0；和G00G90G54X0Y0Z60.0；相同。

    6、程序段順序號

    程序段順序號，用地址N表示。一般數控裝置本身存儲器空間有限（64K），為了節省存儲空間，程序段順序號都省略不要。N只表示程序段標號，可以方便查找編輯程序，對加工過(guò)程不起任何作用，順序號可以遞增也可遞減，也不要求數值有連續性。但在使用某些循環(huán)指令，跳轉指令，調用子程序及鏡像指令時(shí)不可以省略。

    數控機床的加工過(guò)程中，有一點(diǎn)至關(guān)重要，那就是在編制程序和操作加工時(shí)，一定要避免使機床發(fā)生碰撞。因為數控機床的價(jià)格非常昂貴，少則幾十萬(wàn)元，多則上百萬(wàn)元，維修難度大且費用高。但是，碰撞的發(fā)生是有一定規律可循的，是能夠避免的，可以總結為以下幾點(diǎn)。

    1、利用計算機模擬仿真系統

    隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，數控加工教學(xué)的不斷擴大，數控加工模擬仿真系統越來(lái)越多，其功能日趨完善。因此可用于初步檢查程序，觀(guān)察刀具的運動(dòng)，以確定是否有可能碰撞。

    2、利用機床自帶的模擬顯示功能

    一般較為先進(jìn)的數控機床圖形顯示功能。當輸入程序后，可以調用圖形模擬顯示功能，詳細地觀(guān)察刀具的運動(dòng)軌跡，以便檢查刀具與工件或夾具是否有可能碰撞。

    3、利用機床的空運行功能

    利用機床的空運行功能可以檢查走刀軌跡的正確性。當程序輸入機床后，可以裝上刀具或工件，然后按下空運行按鈕，此時(shí)主軸不轉，工作臺按程序軌跡自動(dòng)運行，此時(shí)便可以發(fā)現刀具是否有可能與工件或夾具相碰。但是，在這種情況下必須要保證裝有工件時(shí)，不能裝刀具；裝刀具時(shí)，就不能裝工件，否則會(huì )發(fā)生碰撞。

    4、利用機床的鎖定功能

    一般的數控機床都具有鎖定功能（全鎖或單軸鎖）。當輸入程序后，鎖定Z軸，可通過(guò)Z軸的坐標值判斷是否會(huì )發(fā)生碰撞。此功能的應用應避開(kāi)換刀等運作，否則無(wú)法程序通過(guò)。

    5、坐標系、刀補的設置必須正確

    在啟動(dòng)機床時(shí)，一定要設置機床參考點(diǎn)。機床工作坐標系應與編程時(shí)保持一致，尤其是Z軸方向，如果出錯，銑刀與工件相碰的可能性就非常大。此外，刀具長(cháng)度補償的設置必須正確，否則，要么是空加工，要么是發(fā)生碰撞。

    6、提高編程技巧

    程序編制是數控加工至關(guān)重要的環(huán)節，提高編程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。

    例如：銑削工件內腔，當銑削完成時(shí)，需要銑刀快速退回至工件上方100MM處，如果用N50G00X0Y0Z100編程，這時(shí)機床將三軸聯(lián)動(dòng)，，則銑刀有可能會(huì )與工件發(fā)生碰撞，造成刀具與工件損壞，嚴重影響機床精度，這時(shí)可采用下列程序N40G00Z100；N50X0Y0；即刀具先退至工件上方100MM處，然后再返回編程零點(diǎn)，這樣便不會(huì )碰撞。

    總之，掌握加工中心的編程技巧，能夠更好地提高加工效率、加工質(zhì)量，避免加工中出現不必要的錯誤。這需要我們在實(shí)踐中不斷總結經(jīng)驗，不斷提高，從而使編程、加工能力進(jìn)一步加強，為數控加工事業(yè)的發(fā)展作貢獻。