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摘要:文章以FANUC-0i系统加工中心为例,着重分析在手工编程和工艺处理方面,如何简化、提高生产效率,降低成本等原因,提出应用该设备的细微功能,达到理想的效果,最后进行实证研究等。数控机床是现代机械工业的重要技术设备,也是先进制造技术的基础装备,现今微电子技术、计算机技术、自动化技术的发展,使数控机床技术更加的完善,可靠性和加工精度也在大幅的提升,文章对数控铣工/加工中心手工编程和实际生产有一定的提高和实用价值。
关键词:过渡圆弧;过渡倒角;型腔、孔类零件编程加工
一、过渡圆角的编程方法
以下几种情况可以进行过渡圆角插补指令:直线插补与直线插补之间;直线插补和圆弧插补之间;圆弧插补和直线插补之间;圆弧插补和圆弧插补之间。
第一,编程格式。
格式:
G01/G02/G03 X___Y___,R___;
第二,如图1所示有多个圆弧相切,基、节点比较多,计算比较复杂,那么这样的情况我们应该怎么做既省时又省力?下文针对具体的情况进行分析。
如果是这样的图形,按照手工编程的一般思路,我们会运用三角函数进行基、节点计算,算出需要加工的节点数值,然后带如到程序中,下文用两种方式进行编程,进行比较。
首先,应用三角函数计算得出的数控程序清单。
O1;
G90G0G55X60Y0;
M3S1800;
Z5;
G1Z-5F80;
G42X28D1F200;
G2X34.073Y9.197R10;
G3X35.714Y12.98R3;
G3X12.98Y35.714R38;
G3X9.197Y34.073R3;
G2X0Y28R10;
G40G1Y60;
G91G28Z0;
M30;
其次,应用过渡圆弧得出的数控程序清单(见图2)。
图2
X Y的坐标:大圆(直径76)与小圆(半径10)的两圆弧的交点的数值。
“,”逗号为分隔符号。
R的数值:两圆弧交点的小圆弧的数值,图中应为R3。
这种编程方法只需要在直线/圆弧插补的坐标值/圆弧R值后面加上一个逗号R,那么这个R的圆弧就会自动过渡出来。
O2;
G90G0G55X60Y0;
M3S1800;
Z5;
G1Z-5F80;
G42X28D2F200;
G2X36.684Y9.913R10,R3;
G3X9.913Y36.684,R3;
G2X0Y28R10;
G40G1Y60;
G91G28Z0;
M30;
通过O1与O2程序的分析对比,我们可以很显然地发现O2比O1少用了两行,那么整个程序下来用O2可以少用八段程序,应用这种方法不但可以提高编程效率,并且也便于检查错误。
二、过渡倒角的编程方法
以下几种情况可以进行过渡圆角插补指令:直线插补与直线插补之间;直线插补和圆弧插补之间;圆弧插补和直线插补之间;圆弧插补和圆弧插补之间。
第一,编程格式。
格式:
G01/G02/G03 X___Y___,C___;
第二,如图3所示有的轮廓段中有许多的倒角(角度为45度),本文进行分析。
图3
同样,这个图形也有两种方法可以编程,我们分别对下列两种情况进行分析。
首先,应用三角函数得出的数控程序清单(100x100mm右上半部分)。
O3;
G90G0G55X60Y0;
M3S1800;
Z10;
G1Z-6F80;
G42X50D1F200;
Y45;
X45Y50
X0;
G40Y60;
G91G28Z0;
M30;
其次,应用过渡倒角的方式进行数控编程(见图4)。
图4
X Y的坐标:100x100mm两角点的交点的数值。
“,”逗号为分隔符号。
C的数值:两线段交点的倒角的数值,图中应为C5。
这种编程方法只需要在直线/圆弧插补的坐标值/圆弧R值后面加上一个逗号C,那么这个C的倒角就会自动过渡出来。
O4;
G90G0G55X60Y0;
M3S1800;
Z10;
G1Z-6F80;
G42X50D1F200;
Y50,C5;
X0;
G40Y60;
G91G28Z0;
M30;
通过O3与O4程序的分析对比,我们可以很显然地发现O4比O3所用的程序段要少,也用不着进行节点计算,这种方法不但可以提高编程效率,并且也便于检查错误。
注:上述功能虽然说可以提高编程效率,但是在某些情况下是不允许使用的,下文根据实际情况进行分类:一是此种功能只能在同一个平面内使用,跨平面是不可以使用的;二是在螺纹加工循环中不可以使用过渡圆弧和倒角的功能;三是在同一平面的平行轴上是不能使用过渡圆弧和倒角功能的;四是在插补圆弧和倒角指令时,超过了移动范围,机床会报警;在倒圆倒角插补程序段中,如果轮廓长度不够长,则会自动减小;五是当执行两个直线插补功能,如果两直线夹角在1范围以内,倒角或者圆弧拐角被当作移动距离为0的移动,在执行直线插补和圆弧插补的时候,如果直线和圆弧的夹角在1内,圆弧拐角被看作移动的距离为0,如果两圆弧切线夹角在1以内,圆弧拐角被看作移动的距离为0的移动。
三、型腔、孔类零件编程加工
(一)型腔类零件加工
第一,如果加工刀具是三刃或者三刃以上的时候,我们只能选择合理的下刀方式,如圆弧下刀、螺旋下刀、斜线下刀等等。
第二,排除两刃以上的刀具,我们可以选择直柄键槽铣刀,应用它就可以直接下刀,需要注意的是,下刀时的进给量尽量不要太快。
(二)孔类零件加工
格式:G04X_/P_;
G04:程序暂停。
X/P:是指刀具暂停时间,X后面的数值要带小数点以秒为单位。P后面数值不能带小数点,以毫秒为单位。如下列程序:
G04 X2.;或G04 X2000;
G04 P2000; (都是暫停2秒)
但在某些孔系加工指令中(如G81、G83等),为了保证孔底的粗糙度,当刀具加工至孔底时需有暂停以达到所需精度,此时只能用P表示,若用X表示,则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行,如下:
G81X80Y60Z-20R5F80P2000;
钻孔(80,60)至孔底暂停2秒
G83X80Y60Z-20Q5R3F80X2.;
钻孔(2,60)至孔底不会暂停。
四、结束语
通过对程序的简化处理和控制,可有效地降低编程绘图的时间,使程序的输入和排除疑难等问题得到有效的解决,充分利用机床的隐闭功能,提高工作效率,降低劳动强度和成本。
参考文献:
1.韩鸿鸾,张秀玲.数控加工技师手册[M].机械工业出版社,2005.
2.袁锋.全国数控大赛试题精选[M].机械工业出版社,2005.
3.陈建军.数控铣床与加工中心操作与编程训练及实例[M].机械工业出版社,2008.
(作者单位:武汉工业学院工商学院机械工程系)
关键词:过渡圆弧;过渡倒角;型腔、孔类零件编程加工
一、过渡圆角的编程方法
以下几种情况可以进行过渡圆角插补指令:直线插补与直线插补之间;直线插补和圆弧插补之间;圆弧插补和直线插补之间;圆弧插补和圆弧插补之间。
第一,编程格式。
格式:
G01/G02/G03 X___Y___,R___;
第二,如图1所示有多个圆弧相切,基、节点比较多,计算比较复杂,那么这样的情况我们应该怎么做既省时又省力?下文针对具体的情况进行分析。
如果是这样的图形,按照手工编程的一般思路,我们会运用三角函数进行基、节点计算,算出需要加工的节点数值,然后带如到程序中,下文用两种方式进行编程,进行比较。
首先,应用三角函数计算得出的数控程序清单。
O1;
G90G0G55X60Y0;
M3S1800;
Z5;
G1Z-5F80;
G42X28D1F200;
G2X34.073Y9.197R10;
G3X35.714Y12.98R3;
G3X12.98Y35.714R38;
G3X9.197Y34.073R3;
G2X0Y28R10;
G40G1Y60;
G91G28Z0;
M30;
其次,应用过渡圆弧得出的数控程序清单(见图2)。
图2
X Y的坐标:大圆(直径76)与小圆(半径10)的两圆弧的交点的数值。
“,”逗号为分隔符号。
R的数值:两圆弧交点的小圆弧的数值,图中应为R3。
这种编程方法只需要在直线/圆弧插补的坐标值/圆弧R值后面加上一个逗号R,那么这个R的圆弧就会自动过渡出来。
O2;
G90G0G55X60Y0;
M3S1800;
Z5;
G1Z-5F80;
G42X28D2F200;
G2X36.684Y9.913R10,R3;
G3X9.913Y36.684,R3;
G2X0Y28R10;
G40G1Y60;
G91G28Z0;
M30;
通过O1与O2程序的分析对比,我们可以很显然地发现O2比O1少用了两行,那么整个程序下来用O2可以少用八段程序,应用这种方法不但可以提高编程效率,并且也便于检查错误。
二、过渡倒角的编程方法
以下几种情况可以进行过渡圆角插补指令:直线插补与直线插补之间;直线插补和圆弧插补之间;圆弧插补和直线插补之间;圆弧插补和圆弧插补之间。
第一,编程格式。
格式:
G01/G02/G03 X___Y___,C___;
第二,如图3所示有的轮廓段中有许多的倒角(角度为45度),本文进行分析。
图3
同样,这个图形也有两种方法可以编程,我们分别对下列两种情况进行分析。
首先,应用三角函数得出的数控程序清单(100x100mm右上半部分)。
O3;
G90G0G55X60Y0;
M3S1800;
Z10;
G1Z-6F80;
G42X50D1F200;
Y45;
X45Y50
X0;
G40Y60;
G91G28Z0;
M30;
其次,应用过渡倒角的方式进行数控编程(见图4)。
图4
X Y的坐标:100x100mm两角点的交点的数值。
“,”逗号为分隔符号。
C的数值:两线段交点的倒角的数值,图中应为C5。
这种编程方法只需要在直线/圆弧插补的坐标值/圆弧R值后面加上一个逗号C,那么这个C的倒角就会自动过渡出来。
O4;
G90G0G55X60Y0;
M3S1800;
Z10;
G1Z-6F80;
G42X50D1F200;
Y50,C5;
X0;
G40Y60;
G91G28Z0;
M30;
通过O3与O4程序的分析对比,我们可以很显然地发现O4比O3所用的程序段要少,也用不着进行节点计算,这种方法不但可以提高编程效率,并且也便于检查错误。
注:上述功能虽然说可以提高编程效率,但是在某些情况下是不允许使用的,下文根据实际情况进行分类:一是此种功能只能在同一个平面内使用,跨平面是不可以使用的;二是在螺纹加工循环中不可以使用过渡圆弧和倒角的功能;三是在同一平面的平行轴上是不能使用过渡圆弧和倒角功能的;四是在插补圆弧和倒角指令时,超过了移动范围,机床会报警;在倒圆倒角插补程序段中,如果轮廓长度不够长,则会自动减小;五是当执行两个直线插补功能,如果两直线夹角在1范围以内,倒角或者圆弧拐角被当作移动距离为0的移动,在执行直线插补和圆弧插补的时候,如果直线和圆弧的夹角在1内,圆弧拐角被看作移动的距离为0,如果两圆弧切线夹角在1以内,圆弧拐角被看作移动的距离为0的移动。
三、型腔、孔类零件编程加工
(一)型腔类零件加工
第一,如果加工刀具是三刃或者三刃以上的时候,我们只能选择合理的下刀方式,如圆弧下刀、螺旋下刀、斜线下刀等等。
第二,排除两刃以上的刀具,我们可以选择直柄键槽铣刀,应用它就可以直接下刀,需要注意的是,下刀时的进给量尽量不要太快。
(二)孔类零件加工
格式:G04X_/P_;
G04:程序暂停。
X/P:是指刀具暂停时间,X后面的数值要带小数点以秒为单位。P后面数值不能带小数点,以毫秒为单位。如下列程序:
G04 X2.;或G04 X2000;
G04 P2000; (都是暫停2秒)
但在某些孔系加工指令中(如G81、G83等),为了保证孔底的粗糙度,当刀具加工至孔底时需有暂停以达到所需精度,此时只能用P表示,若用X表示,则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行,如下:
G81X80Y60Z-20R5F80P2000;
钻孔(80,60)至孔底暂停2秒
G83X80Y60Z-20Q5R3F80X2.;
钻孔(2,60)至孔底不会暂停。
四、结束语
通过对程序的简化处理和控制,可有效地降低编程绘图的时间,使程序的输入和排除疑难等问题得到有效的解决,充分利用机床的隐闭功能,提高工作效率,降低劳动强度和成本。
参考文献:
1.韩鸿鸾,张秀玲.数控加工技师手册[M].机械工业出版社,2005.
2.袁锋.全国数控大赛试题精选[M].机械工业出版社,2005.
3.陈建军.数控铣床与加工中心操作与编程训练及实例[M].机械工业出版社,2008.
(作者单位:武汉工业学院工商学院机械工程系)