数控线切割操作工培训第3章数控电火花线切割编程技术

2019年10月7日数控线切割操作工培训教程1第3章数控电火花线切割编程技术3.1电火花线切割3B代码编程技术数控线切割加工机床的控制系统是根据人的“命令”控制机床进行加工的。因此必须先将要加工工件的图形用机器所能接受的“语言”编好“命令”，以便输入控制系统，这种“命令”就是线切割加工程序。这项工作称为数控线切割编程，简称编程。数控线切割编程方法分为手工编程和微机自动编程。手工编程能使操作者比较清楚地了解编程所需要进行的各种计算和编程过程，但计算工作比较繁杂。近年来由于微机的快速发展，线切割加工的编程越来越多地采用微机自动编程。为了便于机器接受“命令”，必须按照一定的格式来编制线切割加工机床的数控程序。目前快走丝线切割机床一般采用3B(个别扩充为4B或5B)数控程序格式，而慢走丝线切割机床普遍采用ISO(国际标准化组织)或EIA(美国电子工业协会)数控程序格式。2019年10月7日23.1.1线切割3B代码程序格式由于常见的图形都是由直线和圆弧组成的，因此不管是什么图形，只要能分解为直线和圆弧就可依次分别编程。我国快走丝线切割机床采用统一的五指令3B程序格式，见表3-1。数控线切割操作工培训教程BXBYBJGZ分隔符X坐标值分隔符Y坐标值分隔符计数长度计数方向加工指令2019年10月7日3B为分隔符号，它在程序单上起着把X、Y和J数值分隔开的作用。当程序输入控制器时，读入第一个B后，它使控制器做好接受X坐标值的准备，读入第二个B后做好接受Y坐标值的准备，读入第三个B后做好接受J值的准备。B后的数字如为0(零)，则此0可以不写。X、Y为直线的终点对其起点的坐标值或圆弧起点对其圆心的坐标值，编程时均取绝对值，以µm为单位，最多为6位数。J为计数长度，以µm为单位，最多为6位数。为了保证所要加工的圆弧或直线段能按要求的长度加工出来，一般线切割加工机床是用从起点到终点某个滑板进给的总长度来作为计数的长度。G为计数方向，分Gx和Gy，即可按X方向或Y方向计数，工作台在该方向每走1µm，即计数累减1，当累减到计数长度J=0时，这段程序即加工完毕。在X和Y两个坐标中用哪一个坐标作计数长度，要根据计数方向的选择而定。数控线切割操作工培训教程2019年10月7日4Z为加工指令，分为直线L与圆弧R两大类。直线又按走向和终点所在象限而分为L1、L2、L3、L4四种；圆弧又按第一步进入的象限及走向的顺圆、逆圆而分为顺圆SR1、SR2、SR3、SR4及逆圆NR1、NR2、NR3、NR4共八种，如图3-1所示。数控线切割操作工培训教程图3-1直线和圆弧加工指令2019年10月7日53.1.2直线的编程方法1.x，y值的确定1）以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示直线终点的坐标绝对值，单位为μm。2）在直线3B代码中，x，y值主要是确定该直线的斜率，所以可将直线终点坐标的绝对值除以它们的最大公约数作为x，y的值，以简化数值。3）若直线与X或Y轴重合，为区别一般直线，x，y均可写作0也可以不写。数控线切割操作工培训教程a）b)c)d)图3-2直线轨迹2019年10月7日62.G的确定G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。直线编程的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点，建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为计数方向。具体确定方法为：若终点坐标为(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若yx，则G=Gx(如图3-3a所示)；若yx，则G=Gy(如图3-3b所示)；若y=x，则在一、三象限取G=Gy，在二、四象限取G=Gx。数控线切割操作工培训教程3.J的确定J为计数长度，以μm为单位。以前编程应写满六位数，不足6位前面补零，现在的机床基本上可以不用补零。J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将直线向X轴投影得到长度的绝对值作为J的值；若G=Gy，则将直线向Y轴投影得到长度的绝对值作为J的值。4.Z的确定加工指令Z按照直线走向和终点的坐标不同可分为L1、L2、L3、L4，其中与+X轴重合的直线算作L1，与-X轴重合的直线算作L3，与+Y轴重合的直线算作L2，与-Y轴重合的直线算作L4，具体可参考图3-1。2019年10月7日8表3-2程序单数控线切割操作工培训教程直线BXBYBJGZCAB1B1B100000GyL3ACB1B1B100000GyL1BAB0B0B100000GxL3综上所述，图3-2b、c、d中线段的3B代码如表3-2所示。2019年10月7日93.1.3圆弧的编程方法1.x，y值的确定以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为μm。如在图3-4a中，x=30000，y=40000；在图3-4b中，x=40000,y=30000。数控线切割操作工培训教程a）b)c图3-4圆弧轨迹2019年10月7日102.G的确定G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。圆弧编程的计数方向的选取方法是：以某圆心为原点建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方向。具体确定方法为：若圆弧终点坐标为(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若yx，则G=Gy(如图3-4a所示)；若yx，则G=Gx(如图3-4b所示)；若y=x，则Gx、Gy均可。由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值大小决定，其确定方法与直线刚好相反，即取与圆弧终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图3-4c。数控线切割操作工培训教程3.J的确定圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影；若G=Gy，则将圆弧向Y轴投影。J值为各个象限圆弧投影长度绝对值之和。如在图3-4a、b中，J1、J2、J3大小分别如图中所示，J=|J1|+|J2|+|J3|。2019年10月7日数控线切割操作工培训教程114.Z的确定加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、R2、R3、R4；按切割的走向可分为顺圆S和逆圆N，于是共有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4，具体可参考图3-1。【例3.1】请写出图3-5所示轨迹的3B程序。。图3-5编程图形2019年10月7日12数控线切割操作工培训教程解：对图3-5a，起点为A，终点为B，J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000故其3B程序为：B30000B40000B130000GYNR1对图3-5b，起点为B，终点为A，J=J1+J2+J3+J4=30000+50000+50000+30000=170000故其3B程序为：B40000B30000B170000GXSR4【例3.2】对如图3-6所示的图形进行编程。解：该工件由三段直线和一段圆弧组成，故需要分成四段来编写程序。（1）加工直线段AB。以起点A为坐标原点，因AB与X轴正方向重合，Ｘ、Ｙ均可作0计，故程序为：BBB40000GXL1（按Ｘ＝40000，Ｙ＝0，也可编程为B40000B0B40000GXL1，不会出错）2019年10月7日13（2）加工斜线段BC。以B点为坐标原点，则C点对B点的坐标为X=10000，Y=90000，故程序为：B1B9B90000GYL1（3）加工圆弧CD。以该圆弧圆心O为坐标原点，经计算，圆弧起点C对圆心O点的坐标为X=30000，Y=40000，故程序为：B30000B40000B60000GXNR1数控线切割操作工培训教程图3-6编程图形2019年10月7日14数控线切割操作工培训教程（4）加工斜线段DA。以D点为坐标原点，终点A对D点的坐标为X=10000，Y=90000，故程序为：B1B9B90000GYL4加工整个工件的程序单见表3-3。表3-3程序单ABB0B0B40000GXL1BCB1B9B90000GYL1CDB30000B40000B60000GXNR1DAB1B9B90000GYL42019年10月7日15数控线切割操作工培训教程【例3.3】用3B代码编制加工图3-7a所示的线切割加工程序。已知线切割加工用的电极丝直径为0.18mm，单边放电间隙为0.01mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿A-B-C-D-E-F-G-H-B-A进行。a）零件图b）钼丝中心运行的轨迹图图3-7编程图形2019年10月7日16解：(1)分析。实际加工中由于钼丝半径和放电间隙的影响，钼丝中心运行的轨迹形状如图3-7b中虚线所示，即加工轨迹与零件图相差一个补偿量，补偿量的大小为钼丝半径＋单边放电间隙＝0.09＋0.01＝0.1mm在加工中需要注意的是E′F′圆弧的编程，圆弧EF(如图3-7a所示)与圆弧E′F′(如图3-7b所示)有较多不同点，它们的特点比较如表3-4所示。数控线切割操作工培训教程表3-4圆弧EF和E′F′特点比较表项目起点起点所在象限圆弧首先进入象限圆弧经历象限圆弧EFEX轴上第四象限第三、四象限圆弧E′F′E′第一象限第一象限第一、二、三、四象限2019年10月7日17(2)计算并编制圆弧E′F′的3B代码。在图3-7b中，最难编制的是圆弧E′F′，其具体计算过程如下：以圆弧E′F′的圆心为坐标原点，建立直角坐标系，则E′点的坐标为：=0.1mm。根据对称原理可得F′的坐标为(-19.900，0.1)。根据上述计算可知圆弧E′F′的终点坐标的Y的绝对值小，所以计数方向为Y。圆弧E′F′在第一、二、三、四象限分别向Y轴投影得到长度的绝对值分别为0.1mm、19.9mm、19.9mm、0.1mm，故J=40000。圆弧E′F′首先在第一象限顺时针切割，故加工指令为SR1。由上可知，圆弧E′F′的3B代码为：B19900B100B40000GYSR1(3)经过上述分析计算，可得轨迹形状的3B程序，如表3-5所示。数控线切割操作工培训教程2019年10月7日数控线切割操作工培训教程18表3-5切割轨迹3B程序A′B′B0B2900B2900GYL2B′C′B40100B0B40100GXL1C′D′B0B40200B40200GYL2D′E′B20200B0B20200GXL3E′F′B19900B100B40000GYSR1F′G′B20200B0B20200GXL3G′H′B0B40200B40200GYL4H′B′B40100B0B40100GXL1B′A′B0B2900B2900GYL42019年10月7日数控线切割操作工培训教程19【例3.4】用3B代码编制加工图3-8所示的凸模线切割加工程序，已知电极丝直径为0.18mm，单边放电间隙为0.01mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线O－E－D－C－B－A－E－O。图3-8加工零件图2019年10月7日数控线切割操作工培训教程20解：经过分析，得到具体程序，如表3-6所示。表3-6切割轨迹3B程序OEB3900B0B3900GXL1EDB10100B0B14100GYNR3DCB16950B0B16950GXL1CBB0B6100B12200GXNR4BAB16950B0B16950GXL3AEB8050B6100B14100GYNR1EOB3900B0B3900GXL32019年10月7日数控线切割操作工培训教程213.2电火花线切割ISO代码编程技术3.2.1ISO代码程序格式对线切割加工来说，某一图段(直线或圆弧)的程序格式为N××××G××X××××××Y××××××I××××××J××××××字母是组成程序段的基本单元，一般是由一个关键字母加若干位十进制数字组成，具体如下：（1）程序段号N。位于程序段之首，表示一条程序的序号，后续为2～4位数字。（2）准备功能指令G。是建立机床或控制系统方式的一种指令，其后为两位数字表示各种不同的功能；当本段程序的功能与上一段程序功能相同时，则该段的G代码可省略不写。如：G00表示点定位，即快速移动到某给定点。其程序段格式为G00X——Y——G01表示直线插补。其程序段格式为G01X——Y——U——V——G0