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【摘要】数控电火花线切割加工是一项涉及多门学科的综合性技术,是模具制造中的主力装备。不论是动模、定模、零配件,还是特殊加工场合,只要编制出正确的数控程式,电火花线切割定会在模具加工中发挥出越来越重要的作用。本文介绍传统的手工编程方法,探讨易掌握、不易出错、高效的编程技巧。在此进行阐述以期抛砖引玉。
【关键词】数控线切割 ISO程序 3B程序
【中图分类号】TG519.1 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)07(b)-0154-02
1 引言
提起电火花线切割加工,国人首先想到的是高速走丝电火花线切割加工。高速走丝电火花线切割机作为我国独创技术的机种,已成为我国数控机床中产量最大,应用最广的机种之一。据估计目前全国有数万台高速走丝电火花线切割机正在模具制造和零件加工中发挥着重要的作用。要使数控电火花线切割机床按照预定的要求,自动完成切割加工,就应把被加工零件的切割顺序、切割方向、切割尺寸等一系列加工信息,按数控系统要求的格式编制成加工程序,以实现加工。数控电火花线切割机床的编程,主要采用以下两种格式编写:3B格式编制程序、ISO代码编制程序。而传统的编程方法对初学者来讲难学,更难掌握。笔者在教学和编程实践中总结出一套编程的技巧,现介绍如下,以期有助于初学者。
2 数控线切割机的程序编制
2.1 3B代码程序编程
目前,我国早期的数控线切割机床常用3B程序格式编程,其格式如表1所示。
2.1.1 传统编程方法
传统的编程方法是通过画坐标系的方式判断计数方向和加工指令,既麻烦又容易出错。
2.1.2 改進后编程方法:
本人在教学和编程实践中总结出一套编程的技巧,现绘表介绍如表2。
对图形分析我们可以得出,图形一般都是有直线与圆弧组成,我们可以将两者统称为“线段”,那么直线与圆弧的加工过程可以理解为为端点A到端点B的运动,直线可概括为3B,圆弧为ABA。
2.1.3 举例
编制图1所示零件的3B线切割程序,切割路线(1→2→3→4)
(1)线段1:线段端点为A,B,记为A→B,①确定坐标值:将切割坐标系的原点建立在A点上,确定B点坐标值(X=15000,Y=20000)②确定计数方向:比较B点坐标大小谁大取谁,由于X(2)圆弧2:线段端点为A,B,记为A→B,①确定坐标值:将切割坐标系的原点建立在圆弧中心上,确定A点坐标值(X=0,Y=5000)②确定计数方向:比较B点坐标(X=0,Y=-5000)大小谁小取谁由于X(3)圆弧3:线段端点为A,B,记为A→B,①确定坐标值:将切割坐标系的原点建立在圆弧中心上,确定A点坐标值(X=0,Y=5000)②确定计数方向:比较B点坐标(X=0,Y=-5000)大小谁小取谁由于X(4)线段4:①确定坐标值:将切割坐标系的原点建立在起点上,确定终点坐标值(X=-15000,Y=0)②确定计数方向:比较终点坐标大小,谁大取谁,由于X>Y,故取Gx③确定加工指令:终点在第二三象限之间,故为L2(B15000B0B015000GX L2)。
(5)程序结束:D
2.2 ISO代码的编程
3B代码可以说是分离元件控制的产物,它具有结构简单,实现方便的优点,但它无法实现一些复杂的功能,而ISO代码是国际上流行的数控代码,功能齐全,也有利于控制精度的提高。随着PC机在高速走丝线切割机上的广泛应用,ISO代码有了实现的硬件基础。目前国内有的生产厂家已采用了ISO代码,有了良好的开端,应该在进一步完善和规范的基础上尽快过渡到统一的ISO代码格式。ISO代码编程遵循国际标准,只要熟记指令分清坐标点即可,下面将常用指令列出如表3:
2.2.1运动指令
(1)G00快速定位指令
在线切割机床不放电的情况下,使指定的某轴以快速移动到指定位置。
编程格式:G00 X～ Y～例如,G00 X30000 Y40000
(2)G01直线插补指令
用于线切割机床在各个坐标平面内加工任意斜率的直线轮廓和用直线逼近曲线轮廓。编程格式:G01 X～ Y～( U～ V～)
(3)G02、G03 圆弧插补指令
G02-顺时针加工圆弧的插补指令。
G03-逆时针加工圆弧的插补指令。
编程格式:G02 X～Y～I～J～或G03X～Y～I～J～式中:
X、Y----表示圆弧终点坐标。
I、J----表示圆心坐标,是圆心相对圆弧起点的增量值,I是X方向坐标值,J是Y方向坐标值,应用例如图2所示:
加工程序为
G92 X10000 Y10000
G02 X20000 Y20000 I10000 J0
G03 X40000 Y40000 I0 J20000
2.2.2 坐标方式指令
G90为绝对坐标指令。该指令表示程序段中的编程尺寸是按绝对坐标给定的。G91为增量坐标指令。该指令表示程序段中的编程尺寸是按增量坐标给定的,即坐标值均以前一个坐标作为起点来计算下一点的位置值。
2.2.3 坐标系指令见表4
常用G92加工坐标系设置指令,编程格式:G92X～Y～
2.2.4 补偿指令见表5
G40、G41、G42 为间隙补偿指令。
G41--左偏间隙补偿指令。编程格式: G41 D～
式中:D--表示偏移量(补偿距离),确定方法与半径补偿方法相同,一般数控线切割机床偏移量△ R在0～0.5mm之间。
G42-右偏补偿指令。编程格式: G42 D～
式中:D--表示偏移量(补偿距离),确定方法与半径补偿方法相同。
G40-取消间隙补偿指令。
编程格式: G40 (单列一行)
2.2.5 M代码
M 为系统辅助功能指令,常用M功能指令见表6。
2.2.6 举例
编制图3所示零件的线切割程序,切割路线(1→2→3→4),将切割坐标系的原点建立在A点上,采用绝对值编程G90
(1)设立A点为坐标起点:G92 X0 Y0
(2)线段1:G01 X15000 Y20000
(3)圆弧2:G02 X15000 Y10000I0J-5000
(4)圆弧3:G03 X15000 Y0I0J-5000
(5)线段4:G01 X0Y0
(6)程序结束:M02
3 结束语
数控线切割加工编程是一件实践性很强的工作,需要在实践中不断探索,才能找到进步。本文只讨论了简单图形的编程策略,重点阐述了常用指令的使用方法,可能挂一漏万,欢迎广大读者商榷
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
【关键词】数控线切割 ISO程序 3B程序
【中图分类号】TG519.1 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)07(b)-0154-02
1 引言
提起电火花线切割加工,国人首先想到的是高速走丝电火花线切割加工。高速走丝电火花线切割机作为我国独创技术的机种,已成为我国数控机床中产量最大,应用最广的机种之一。据估计目前全国有数万台高速走丝电火花线切割机正在模具制造和零件加工中发挥着重要的作用。要使数控电火花线切割机床按照预定的要求,自动完成切割加工,就应把被加工零件的切割顺序、切割方向、切割尺寸等一系列加工信息,按数控系统要求的格式编制成加工程序,以实现加工。数控电火花线切割机床的编程,主要采用以下两种格式编写:3B格式编制程序、ISO代码编制程序。而传统的编程方法对初学者来讲难学,更难掌握。笔者在教学和编程实践中总结出一套编程的技巧,现介绍如下,以期有助于初学者。
2 数控线切割机的程序编制
2.1 3B代码程序编程
目前,我国早期的数控线切割机床常用3B程序格式编程,其格式如表1所示。
2.1.1 传统编程方法
传统的编程方法是通过画坐标系的方式判断计数方向和加工指令,既麻烦又容易出错。
2.1.2 改進后编程方法:
本人在教学和编程实践中总结出一套编程的技巧,现绘表介绍如表2。
对图形分析我们可以得出,图形一般都是有直线与圆弧组成,我们可以将两者统称为“线段”,那么直线与圆弧的加工过程可以理解为为端点A到端点B的运动,直线可概括为3B,圆弧为ABA。
2.1.3 举例
编制图1所示零件的3B线切割程序,切割路线(1→2→3→4)
(1)线段1:线段端点为A,B,记为A→B,①确定坐标值:将切割坐标系的原点建立在A点上,确定B点坐标值(X=15000,Y=20000)②确定计数方向:比较B点坐标大小谁大取谁,由于X(2)圆弧2:线段端点为A,B,记为A→B,①确定坐标值:将切割坐标系的原点建立在圆弧中心上,确定A点坐标值(X=0,Y=5000)②确定计数方向:比较B点坐标(X=0,Y=-5000)大小谁小取谁由于X(3)圆弧3:线段端点为A,B,记为A→B,①确定坐标值:将切割坐标系的原点建立在圆弧中心上,确定A点坐标值(X=0,Y=5000)②确定计数方向:比较B点坐标(X=0,Y=-5000)大小谁小取谁由于X(4)线段4:①确定坐标值:将切割坐标系的原点建立在起点上,确定终点坐标值(X=-15000,Y=0)②确定计数方向:比较终点坐标大小,谁大取谁,由于X>Y,故取Gx③确定加工指令:终点在第二三象限之间,故为L2(B15000B0B015000GX L2)。
(5)程序结束:D
2.2 ISO代码的编程
3B代码可以说是分离元件控制的产物,它具有结构简单,实现方便的优点,但它无法实现一些复杂的功能,而ISO代码是国际上流行的数控代码,功能齐全,也有利于控制精度的提高。随着PC机在高速走丝线切割机上的广泛应用,ISO代码有了实现的硬件基础。目前国内有的生产厂家已采用了ISO代码,有了良好的开端,应该在进一步完善和规范的基础上尽快过渡到统一的ISO代码格式。ISO代码编程遵循国际标准,只要熟记指令分清坐标点即可,下面将常用指令列出如表3:
2.2.1运动指令
(1)G00快速定位指令
在线切割机床不放电的情况下,使指定的某轴以快速移动到指定位置。
编程格式:G00 X～ Y～例如,G00 X30000 Y40000
(2)G01直线插补指令
用于线切割机床在各个坐标平面内加工任意斜率的直线轮廓和用直线逼近曲线轮廓。编程格式:G01 X～ Y～( U～ V～)
(3)G02、G03 圆弧插补指令
G02-顺时针加工圆弧的插补指令。
G03-逆时针加工圆弧的插补指令。
编程格式:G02 X～Y～I～J～或G03X～Y～I～J～式中:
X、Y----表示圆弧终点坐标。
I、J----表示圆心坐标,是圆心相对圆弧起点的增量值,I是X方向坐标值,J是Y方向坐标值,应用例如图2所示:
加工程序为
G92 X10000 Y10000
G02 X20000 Y20000 I10000 J0
G03 X40000 Y40000 I0 J20000
2.2.2 坐标方式指令
G90为绝对坐标指令。该指令表示程序段中的编程尺寸是按绝对坐标给定的。G91为增量坐标指令。该指令表示程序段中的编程尺寸是按增量坐标给定的,即坐标值均以前一个坐标作为起点来计算下一点的位置值。
2.2.3 坐标系指令见表4
常用G92加工坐标系设置指令,编程格式:G92X～Y～
2.2.4 补偿指令见表5
G40、G41、G42 为间隙补偿指令。
G41--左偏间隙补偿指令。编程格式: G41 D～
式中:D--表示偏移量(补偿距离),确定方法与半径补偿方法相同,一般数控线切割机床偏移量△ R在0～0.5mm之间。
G42-右偏补偿指令。编程格式: G42 D～
式中:D--表示偏移量(补偿距离),确定方法与半径补偿方法相同。
G40-取消间隙补偿指令。
编程格式: G40 (单列一行)
2.2.5 M代码
M 为系统辅助功能指令,常用M功能指令见表6。
2.2.6 举例
编制图3所示零件的线切割程序,切割路线(1→2→3→4),将切割坐标系的原点建立在A点上,采用绝对值编程G90
(1)设立A点为坐标起点:G92 X0 Y0
(2)线段1:G01 X15000 Y20000
(3)圆弧2:G02 X15000 Y10000I0J-5000
(4)圆弧3:G03 X15000 Y0I0J-5000
(5)线段4:G01 X0Y0
(6)程序结束:M02
3 结束语
数控线切割加工编程是一件实践性很强的工作,需要在实践中不断探索,才能找到进步。本文只讨论了简单图形的编程策略,重点阐述了常用指令的使用方法,可能挂一漏万,欢迎广大读者商榷
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”