数控机床编程与操作(第二版)
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1.3 数控系统的主要功能

1.3.1 准备功能(G功能)

准备功能又称为G功能,它是使机床或数控系统建立起某种加工方式的指令,包括坐标轴的基本移动、平面选择、坐标设定、刀具补偿、固定循环、公英制转换等。准备功能指令用地址G加两位数字组成,简称G代码,ISO标准中规定准备功能有G00至G99共100种,FANUC系统数控车床常见G代码见表1-1,数控铣床常见G代码见表1-2。

表1-1 FANUC0iTC准备功能代码

表1-2 FANUC0iMC准备功能代码

G代码分为模态代码和非模态代码两种。模态代码又称为续效代码,是指该G代码在一个程序段中一经指定就一直有效,直到后续的程序段中出现同组的其他G代码时才失效。非模态代码又称为非续效代码,是指只有在写有该代码的程序段中有效,下一程序段需要时必须重写。表1-1中和表1-2中的符号“▲”表示非模态代码,“★”表示开机默认代码。

1.3.2 辅助功能(M功能)

辅助功能又称为M功能,是用来控制机床或系统开关功能的一种命令。辅助功能包括程序的停止或暂停、主轴的正反转或停转、冷却液的开关、换刀等。M功能由地址码M加两位数字组成。常见的辅助功能指令见表1-3。

表1-3 辅助功能M指令

1.3.3 进给功能(F功能)

进给功能也称为F功能或F指令,用来指定刀具相对于工件的进给速度,加工螺纹时指螺纹导程。F指令由地址码F和数字组成,其中数字表示进给速度的大小。进给速度分为每分钟进给(mm/min)和每转进给(mm/r)两种形式,如图1-24所示。

图1-24 进给速度

数控车床用G98和G99指令来设置进给速度单位,G98表示每分钟进给,G99表示每转进给,一般常选择每转进给形式,例如G99F0.3表示进给速度为0.3mm/r。数控铣床由G94和G95指令来设置进给速度单位,G94表示每分钟进给,G95表示每转进给,一般常选择每分钟进给形式,如G94F200表示进给速度为200mm/min。

另外,实际加工的进给速度还可以利用机床操作面板上的“进给倍率”旋钮进行调整,若编程指定进给速度为150mm/min,进给倍率旋钮旋至60%位置,则实际进给速度为90mm/min。

1.3.4 主轴速度功能(S功能)

主轴速度功能也称为S功能或S指令,用来指定主轴的速度。S功能由地址码S和数字组成,其中数字表示主轴转速的大小。主轴速度分为恒线速切削(m/min)和恒转速切削(r/min)两种形式,数控车床和数控铣床大多采用恒转速切削形式,用G97指令来设置,例如G97S800表示主轴转速为800r/min。

在数控车床上切削端面或锥面时,为了保证表面粗糙度一致,有时采用恒线速切削,用G96指令用设置,例如G96S120表示主轴速度为120m/min。需要说明的是,当用G96指令进行恒线速切削时,由于工件直径的变化会导致主轴转速变化。为避免主轴转速过高,需要指令G50和G96配合,即调用G96指令之前,先用G50指令给机床主轴设置一个最高转速,若主轴转速超过G50指定的速度,则被限制在最高速度而不再升高。

另外,主轴的实际转速还可利用机床操作面板上的“主轴倍率”旋钮进行调节,编程时总是假定此倍率开关指在100%的位置。

1.3.5 刀具功能(T功能)

刀具功能也称为T功能或T指令,用来选择加工所需的刀具。数控车床T功能由地址符T加四位或两位数字组成,其中前两位或前一位数字表示刀具在刀架上的位置号,如图1-25所示;后两位或后一位数字表示刀具的补偿号,如图1-26所示。例如T0303或T33表示选择3号刀具和3号补偿值。

图1-25 数控车床刀具号

图1-26 数控车床刀具补偿号

加工中心T功能由地址符T加两位数字组成,其中数字表示刀具在刀库上的位置号,如图1-27所示,换刀功能用M06指令实现。例如T03M06表示将刀库3号位置上的刀具装到主轴上。需要说明的是,换刀时要避免发生碰撞,因此许多机床要求在参考点位置换刀。

图1-27 加工中心刀具号