第四章-简化编程指令

第四章简化编程指令利用简化编程指令可以大大缩短程序，提高编程效率，对于手工编程，掌握简化编程指令非常重要。本章主要以FANUC系统为主讲解下列简化编程指令：1、子程序，2、旋转加工功能指令，3、比例缩放加工功能指令，4、镜像加工功能指令，5、孔加工固定循环指令。4.1子程序4.1.1子程序的概念在一个加工程序的若干位置上，如果包含有一连串在写法上完全相同或相似的内容，为了简化程序可以把这些重复的程序段单独抽出，并按一定的格式编写成子程序，然后象主程序一样将它们存储到程序存储区中。主程序在执行过程中如果需要某一子程序，可以通过一定格式的子程序调用指令来调用该子程序，子程序执行完了又可以返回到主程序，继续执行后面的程序段。1、程序的嵌套为了进一步简化程序，可以让子程序调用另一个子程序，这称为子程序的嵌套。如果套深度为二级，其程序执行情况如图4.1所示。主程序O1234子程序O1111子程序O2222调用子程序O1111调用子程序O2222返回返回图4.12、子程序的调用与执行子程序的编写与主程序基本相同，只是程序开始不用建立工件坐标系，程序结束符为M99，表示子程序结束并返回到调用子程序的主程序中。（1）子程序的调用格式（大多数数控系统用下列格式）M98PL主程序调用子程序M99子程序结束并返回主程序其中，调用地址P后跟4位数为子程序号，调用地址L后为调用次数，调用次数为1时，可以省略，允许重复调用次数为999次。（2）子程序的执行子程序的执行过程举例说明如下：主程序O1234子程序O1111N10------；N10------；N20------；N20------；N30M98P1111L2；N30------；N40------；N40------；N50------；N50------；N60M98P1111；N60------；N70------；N70-------；N80------；N80M99；N90------；N100M30；主程序执行到N30时，转去执行O1111的子程序，重复执行两次子程序后返回主程序继续执行主程序N40和N50程序段，在执行到N60时又转去执行O1111的子程序一次后，又返回主程序继续执行主程序N70及以后的各程序段，直到主程序结束。4.1.2子程序编程举例例1、零件如图4.2所示，在立式数控铣床上加工，用直径为10毫米的立铣刀加工槽，每次切深4毫米，试利用子程序编写程序。200265102025y83010x1025zy图3-2图4.2程序如下：方法一：（套深度为一级）O1234；（主程序）N10G54G90G00X0Y0Z100；N20M03S800；N30X-10Y20；N40Z5；N50G01Z-4F80M08；N60M98P1111L5；N70G90G00X-10Y20；N80G01Z-8F100；N90M98P1111L5；N100G90G00Z100M09；N110X0Y0；N120M05；N130M30；O1111（子程序）N10G91G01X120F160；N20Y25；N30X-120；N40Y25；N50M99；方法二：（套深度为二级）O1234；（主程序）N10G54G90G00X0Y0Z100；N20M03S800；N30X-10Y20；N40Z5；N50G01Z0F80M08；N60M98P1111L2；N70G90G00Z100M09；N80X0Y0；N90M05；N100M30；O1111；N10G01G91Z-4；N20M98P2222L5；N30G90X-10Y20；N30M99；O2222；（子程序）N10G91G01X120F160；N20Y25；N30X-120；N40Y25；N50M99；4.2旋转、比例缩放及镜像功能指令4.2.1旋转加工功能指令G68G69：使用该指令可以使编程图形按照指定中心及旋转方向旋转一定角度。如图4.3所示1、含义：G68：建立旋转加工功能。G69：撤消旋转加工功能。2、编程格式：G68XYZR---（M98P）G69其中：X、Y、Z：为旋转中心的坐标值（可以是X、Y、Z中的任意两个，由当前平面选择指令G17、G18、G19中的一个来确定）。图4.3R：为旋转角度，逆时针旋转定义为正值，顺时针旋转定义为负值。例1、如图4.4所示零件，试用旋转加工功能指令编写铣60X60的凸台的程序。程序如下：O1234；N10G54G90G00X0Y0Z100；N20M03S1000；N30G68X0Y0R13.7N40X-30Y-80；N50Z5M08；N60G01Z-6F50；N70G41G01Y-40D01F100；N80Y30；N90X30；N100Y-30；N110X-50；N120G69；N130G00Z100M09；N140G40X0Y0；N150M05；N160M30；图4.4例2、如图4.5所示零件，在立式数控铣床上加工，试用旋转加工功能及子程序指令编写铣3个均布的R25的凸台的程序。程序如下：O2234；（主程序）N10G54G90G00X0Y0Z100；N20M03S1000；N30M98P1111N40G68X0Y0R120；N50M98P1111；N60G68X0Y0R240；N70M98P1111；N80G69；N90G00Z100；N100G40X0Y0；N1100M05；N120M30；O1111；（子程序）N10G00X40；N20Z5M08；N30G01Z-5F100；N40G41X40Y25D01；N50G03X40Y-25R25；N60G40G00X40Y0；N70Z10；N80M99；图4.54.2.2比例缩放及镜像加工功能指令：比例缩放及镜像加工功能可以原编程尺寸按指定比例放大或缩小；也可以让图形按指定规律产生镜像变换。1、比例缩放加工功能G50G51含义：G51建立比例缩放功能G50撤消比例缩放功能编程格式：G51XYZP……(M98P_)G50其中：X、Y、Z：为比例缩放中心的坐标值。(a)(b)图4.6P：为比例缩放系数，其范围为：0.001~999.999。0.001P1为缩1P999.99为放大.。图4.6所示(a)、(b)两个图分别表示比例缩放中心不同，比例系数相同的两种结果。(x,y)YXY(x,y)X例3：如图4.7所示零件，第二层三角形凸台ABC的顶点坐标为A（10，10），B（90，10），C（50，90），若第一层三角形凸台是在第二层三角形凸台基础上以（50，30）的点为比例缩放中心，比例缩放系数为0.5，在立式数控铣床上加工，试利用比例缩放功能编写其加工程序。程序单如下：O3234；（主程序）N10G54G90G00X0Y0Z100；N20M03S1000；N30G00X-20Y10；N40Z30M08；N50G01Z16F100；N30G51X0Y0P0.5；N40M98P1111；N50G50；N60G00X-20Y10；N70G01Z10F100；N80M98P1111；N90G00Z100；N100G40X0Y0；N110M05；N120M30；O1111；（子程序）N10G42G01X0D01；N20X90；图4.7N30X50Y90；N40X10Y10；N50Y-10；N60G00Z30；N70M99；2、镜像加工功能G51.1、G50.1镜像加工功能又叫对称加工功能，是将数控加工轨迹沿某轴作镜像变换而形成的含义：G51.1建立镜像功能G50.1撤消镜像功能编程格式：G51.1XY……(M98P_)G50.1其中：X、Y为镜像轴，如图4.8所示G51.1X0建立Y轴镜像功能，图（2）G51.1Y0建立X轴镜像功，图（4）图4.8G51.1X0Y0建立原点镜像功能，图（3）G50.1撤消镜像功能例4：如图4.9所示模板零件，在立式数控铣床上加工，试利用镜像加工功能编写其型腔的加工程序。（若用直径为16毫米的键槽立铣刀加工）程序单如下：O3234；（主程序）N10G54G90G00X0Y0Z100；N20M03S1000；N30M98P1111；…加工型腔①N40G51.1X0；N50M98P1111；…加工型腔②N60G50.1；N70G51.1X0Y0；N80M98P1111；…加工型腔③N90G50.1；N100G51.1Y0；N110M98P1111；…加工型腔④N120G50.1；N130G00Z100M09；N140M05；N150M30；图4.9O1111；（子程序）N10G00X40Y50；…………到O1点N20G43Z5H01M08；……下刀并建立刀具长度补偿N30G01Z-25F30；…………再下刀N40X60F100；………………加工到O2点N50G41X45Y40D01；………到P1点并建立刀具半径左补偿N60G03X60Y25R15；………圆弧切入到A点N70G03X60Y75R25；………到B点N80G01X40Y75；……………到C点N90G03X40Y25R25；………到D点N100G01X60Y25；…………到A点N110G03X75Y40R15；………圆弧切出到P2点N120G01G40X60Y50；………返回到O2点并撤消刀具半径补偿N130G43G00Z10；……………抬刀并撤消刀具长度补偿N140X0Y0；……………………刀具返回原点N70M99；4.3孔加工固定循环功能指令钻孔、镗孔、铰孔、深孔钻削、攻螺纹孔等加工工序所需完成的顺序动作十分典型，如果在同一个面上加工多个相同的孔，则需要完成数个相同的加工顺序动作，若使用常用编程指令编写孔加工的程序，十分麻烦，而使用孔加工固定循环功能指令，可以大大简化程序的编制。表4-1是FANUC数控系统的孔加工固定循环功能，包括12种固定循环功能指令和一种取消固定循环功能指令（G80）。表4-1孔加工固定循环功能表G代码孔加工动作（-Z方向）在孔底的动作刀具返回方式（+Z方向）用途G73间歇进给————快速高速啄式钻孔G74切削进给暂停—主轴正转切削进给攻左旋螺纹孔G76切削进给主轴准停—刀具位移快速精镗孔G80————————————取消固定循环G81切削进给————快速钻孔、钻中心孔G82切削进给暂停快速钻孔、鍃孔、镗阶梯孔、孔口倒角G83间歇进给————快速啄式钻孔G84切削进给暂停—主轴反转切削进给攻右旋螺纹孔G85切削进给————切削进给精镗孔、铰孔G86切削进给暂停快速镗孔G87切削进给暂停快速反镗孔G88切削进给暂停—主轴停手动镗孔G89切削进给暂停切削进给精镗阶梯孔4.3.1固定循环的组成如图4.10所示的固定循环由6个动作组成：动作1：X、Y轴定位，使刀具快速定位到孔加工的位置；动作1初始动作2：Z轴快速移动到R平面；平面动作3：加工孔，以切削进给的方式执行孔的加工动作；动作4：在孔底的动作，包括暂停、主轴准停，刀具位移动作2动作6等动作动作5：返回到R平面。继续孔的加工而又可以安全移动R平面刀具时返回到R平面。动作6：快速返回到初始平面。所有的孔加工完成后一般动作3动作5返回到初始平面。Z点动作4图4.104.3.2固定循环的指令格式：G90（G91）G98（G99）G73G89XYZRQPFL其中：（1）G90和G91：数据输入格式指令：G90绝对坐标，G91增量坐标。（2）G98和G99：刀具返回的位置指令：G98刀具返回初始平面，G99刀具返回R平面（R平面也称参考平面，一般距离工件上表面的可取2~5毫米）（3）G73~G89：孔的加工方式指令（见表3-1）（4）X、Y：平面点定位X、Y坐标值，可以用绝对坐标值，也可以用增量坐标值。（5）Z：刀具到达孔底的Z坐标值，使用绝对坐标时，表示从坐标原点到达孔底Z点的距离，使用增量坐标时，表示从R平面到达孔底Z点的距离。（6）R：R平面的Z坐标值，使用绝对坐标时，表示从坐标原点到达R平面的距离，使用增量坐标时，表示从初始平面到达R平面的距离。（7）Q：在G73和G83指令中，指定每次进