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数控机床程序段格式

    更新时间:2023-04-15 19:50浏览次数:146返回列表

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
G57XY 平面直线位移
G01直线插补
G58XZ 平面直线位移
G02顺时针圆弧插补
G59YZ 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
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))
G54X 轴直线位移
G96主轴恒线速度 ( m/min )
G55Y 轴直线位移
G97主轴转速( r/min )取消 G96 的指定
G56Z 轴直线位移
G98-G99不指定

(2) 坐标功能字。坐标功能字(又称为尺寸字)用来设定机床各坐标之位移量。它一般使用 X,Y,Z ,U ,V ,W ,P ,Q ,R ,A ,B ,C ,D ,E 等地址符为首,在地址符后紧跟着“+”(正)或“—”(负)及一串数字,该数字一般以系统脉冲当量为单位,不使用小数点。一个程序段中有多个尺寸字时,一般按上述地址符顺序排列。

(3) 进给功能字。进给功能字用来指定刀具相对工件运动的速度。其单位一般为 mm/min。当进给速度与主轴转速有关时,如车螺纹、攻丝等,使用的单位为mm/r。进给功能字以地址符“ F”为首,其后跟一串数字代码。具体有以下几种指定方法 :

① 三位数代码法:F后跟三位数字,第一位为进给速度的整数位加上“3”,后二位是进给速度的前二位有效数字。如 1728mm/min的进给速度用F717指定;15.25mm/min的进给速度用F515指定;0.1537mm/min 的进给速度用 F315 指定等。

② 二位数代码法:对于F后跟的二位数字代码,规定了与00-99相对应的速度表,除00与99外,数字代码由01向98递增时,速度是按等比关系上升的。比例系数为10的20次方根( ≈1.12),即相邻的后一速度比前一速度增加约12%。如 F20为10mm/min,F21为11.2 mm/min,F54为50 mm/min,F55为560mm/min等。 F00-F99的进给速度对照关系见表1—4。

表 1 — 4 二位数码法进给速度对照表 mm/min

代 码速 度代 码速 度代 码速 度代 码速 度代 码速 度
002010.0401006010008010000
011.122111.2411126111208111200
021.252212.5421256212508212500
031.402314.0431406314008314000
041.602416.0441606416008416000
051.802518.0451806518008518000
062.002620.0462006620008620000
072.242722.4472246722408722400
082.502825.0482506825008825000
092.802928.0492806928008928000
103.153031.5503157031509031500
113.553135.5513557135509135500
124.003240.0524007240009240000
134.503345.0534507345009345000
145.003450.0545007445009450000
155.603556.0555607556009556000
166.303663.0566307663009663000
177.103771.0577107771009771000
188.003880.0588007880009880000
199.003990.05990079900099高速

③ 一位数代码法:对于速度挡较少的数控机床可用F后跟一位数字,即0-9来对应10种预定的速度。

④ 直接指定法:像尺寸字中的坐标位移量一样,在 F 后面按照预定的单位直接写上要求的进给速度。

(4) 主轴速度功能字。主轴速度功能字用来指定主轴速度,单位为r/min,它以地址符S为首,后跟一串数字。它与F为首的进给功能字一样可采用三位、二位、一位数字代码法或直接指定法。数字的意义、分挡办法及对照表与进给功能字通用。只是单位改为r/min。

(5) 刀具功能字。当系统具有换刀功能时,刀具功能字用以选择替换的刀具。刀具功能字以地址符T为首,其后一般跟二位数字,代表刀具的编号。

(6) 辅助功能字。辅助功能字以地址符M为首,其后跟二位数字(M00-M99)。ISO1056标准对辅助功能M的规定见表1—5。此表等效于我国标准JB3208—83中关于M功能的规定。这些辅助功能包括:指定主轴的转向与启停;指定系统冷却液的开与停;指定机械的夹紧与松开;指定工作台等的固定直线与角位移;说明程序停止或纸带结束等。标准中一些不指定的辅助功能可选作特殊用途。当设计一个机床数控系统时,要在标准规定的M代码中选择一部分本系统所需要的辅助功能代码,作为有关部分线路设计及将来程序编制的依据。

表1—5 ISO 标准对辅助功能 M 的规定

代 码功 能说 明代 码功 能说 明
M00程序停止主轴、冷却液停M32-M35不指定
M01计划的停止需按钮操作确认才换行M36进给速度范围 1不停车齿轮变速范围
M02程序结束主轴、冷却液停,机床复位M37进给速度范围 2
M03主轴顺时针方向转右旋螺纹进入工件方向M38主轴速度范围 1不停车齿轮变转速范围
M04主轴逆时针方向转右旋螺纹离开工件方向M39主轴速度范围 2
M05主轴停止冷却液关闭M40-M45不指定可用于齿轮换挡
M06换刀手动或自动换刀,不包括选刀M46-M47不指定
M072 号冷却液开
M48取消 M49
M081 号冷却液开
M49手动速度修正失效回至程序规定的转速或进给率
M09冷却液停止
M503 号冷却液开
M10夹紧工作台、工件、夹具、主轴等M514 号冷却液开
M11松开
M52-M54不指定
M12不指定
M55刀具直线位移到预定位置 1
M13主轴顺时针转,冷却液开
M56刀具直线位移到预定位置 2
M14主轴逆时针转,冷却液开
M57-M59不指定
M15正向快速移动
M60换工件
M16反向快速移动
M61工件直线唯一到预定位置 1
M17-M18不指定
M62刀具直线位移到预定位置 2
M19主轴准停主轴缓转至预定角度停止M63-70不指定
M20-M29不指定
M71工件转动到预定角度 1
M30纸带结束完成主轴冷却液停止、机床复位、纸带回卷等动作M72工件转动到预定角度 2
M31互锁机构暂时失效
M73-M99不指定

2) 程序段格式

不同的数控机床根据功能的多少、数控装置的复杂程度、编程是否简便直观等不同要求而规定了不同的程序段格式。如果输入程序的格式不符合规定,数控装置就会报警出错。常见的程序段格式有固定顺序式、带分隔符TAB的固定顺序式和字地址格式三种。

早期由于数控装置简单,规定了一种称之为固定顺序的程序段格式,例如:

以这种格式编制的程序,各字均无地址码,字的顺序即为地址的顺序,各字的顺序及字符行数是固定的(不管某一字的需要与否),即使与上一段相比某些字没有改变,也要重写而不能略去。一个字的有效位数较少时,要在前面用“0”补足规定的位数。所以各程序段所占穿孔带的长度为一定。这种格式的控制系统简单,但编程不直观,穿孔带较长,应用较少。

后来又产生了一种具有分隔符号TAB的固定顺序段格式。其基本形式与上述格式相同,只是各字间用分隔符号隔开,以表示地址的顺序。如上例可写成:

由于有分隔符号,不需要的字或与上程序段相同的字可以省略,但必须保留相应的分隔符号( 即各程序段的分隔符号数目相等) 。此种格式比前一种格式好,常用于功能不多的数控装置,如线切割机床和某些数控铣床等。我国数控线切割机床采用的“ 3B ”或“ 4B ”格式指令就是典型的带分隔符号的固定顺序格式。其 3B 格式的一般表示为:

B X B Y B J G Z

其具体意义如下:

XBBYJGZ
x 坐标值分隔符号y 坐标值分隔符号计数长度计数方向加工指令

目前使用最多的则是字地址程序段格式(也称为使用地址符的可变程序段格式)。以这种格式表示的程序段,每一个字之前都标有地址码用以识别地址,即如前述的由字母和数据组成的各种功能字,因此对不需要的字或与上一程序段相同的字都可省略。一个程序段内的各字也可以不按顺序(但为了编程方便,常按一定的顺序)排列。采用这种格式虽然增加了地址读入电路,但编程直观灵活,便于检查,可缩短穿孔带,广泛用于车、铣等数控机床。

对于字地址格式的程序段常常可以用一般形式来表示。如:

N134 G01X — 32000Y + 47000F1020S1250 T16 M06                 (1—1)

若将式(1—1)写成一般形式,则为:

N3G2X ± 23Y ± 23F4S4T2M2                                                   (1—2 )

式中