数控加工中特殊G、M代码的使用

2007年03月08日

1引言

数控文字地址程序段格式中,G代码、M代码分别表示准备功能宇和辅助功能字,G、M代码在不同数控系统中分别表示不同的数控功能,有些数控系统还规定可使用几套G、M代码指令,这就为数控加工工艺的制订,数控加工程序的编制以及加工程序调试增添了许多灵活性,特别是特殊G、M代码的合理使用,对保证零件的加工质量和精度,防止数控机床各加工轴之间或刀具之间的干涉,提高数控机床的安全、稳定运行具有积极的现实意义。

2数控加工中特殊G、M代码的使用

延时G04指令

延时G04指令,其作用是人为暂时限制运行的加工程序,在程序中表示为“G04X-,或G04U-,或G04P-”。如“N0050G04X1.0”,表示当执行到此程序段时,进给中止1秒后再继续执行后续程序指令。G04指令中的延时时间在编程时设定,其选择范围为“0.001～99999.999秒或转(用X或U指令的IS-B增量系统)。1～99999999延时时间单位为0.0001秒或转(用P指令的IS-C增量系统)”。G04延时指令一般使用的几种情况为:①对不通孔作深度加工时,刀具送给到规定深度后,用G04指令可使刀具作非进给光整切削加工,然后退刀,保证孔底平整,并使相关表面无毛刺；②沟槽时,在槽底应让主轴空转几转再退刀。一般退刀槽都不须精加工,采用G04延时指令,有利于槽底光滑,提高零件整体质量；③数控车床上,在工件端面的中心钻60°的顶尖孔或倒45°角时,为使孔侧面、及倒角平整,使用G04指令使工件转过1转后再退刀；④车削轴类零件台肩,在刀具送给运行方向改变时,应在改变运行方向的指令间设置G04指令,以保证轴肩端与工件轴线的垂直度。

除以上一般使用情况,在实际数控加工的使用中,尝试着一些特殊使用的分析和研究,并从中得到了新启示:

采用步进电机为进给驱动系统的数控机床,特别是国内改进设计的数控机床,在高精度加工中,为避免频率变化过快造成对位移精度的影响,常人为将快速点进位G00指令路经分解为2个程序段,段1为快速点进位,段2为直线插补。由于高速点进位运行在开始时为升速,当升到设定的速度频率时为正常匀速运行,接近到达定位点时为降频(就是常说的自动升降速)。在段1后如果设置延时G04指令,可保证高速运行降频完全稳定后,再低速运行,使控制精度得以提高。特别是对于数控钻床加工时的孔定位特别明显。

大批量单件加工时间较短的零件加工中,启动按钮频繁使用,为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作,用G04指令代替首件后零件的启动。延时时间按完成1件零件的装卸时间设定,在操作人员熟练地掌握数控加工程序后,延时的指令时间可以逐渐缩短,但需保证其一定的安全时间。零件加工程序设计成循环子程序,G04指令就设计在调用该循环子程序的主程序中,必要时设计选择计划停止M01指令作为程序的结束或检查。

数控车床用丝锥攻中心螺纹时,需用弹性筒夹头攻牙,以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断,并在螺纹底部设置G04延时指令,使丝锥作非进给切削加工,延时的时间需确保主轴完全停止,主轴完全停止后按原正转速度反转,丝锥按原导程后退。

程序举例:

M03S300；攻牙主轴转速不能太快

G00XOZ5.0；至工件中心坐标

G32Z-20.0F1.0M05；攻丝完毕后主轴停止

G04X5.0；丝锥延时5秒作非过给切削加工

G32Z5.0M04；主轴反转,丝锥后退

锁孔完毕退刀时,为避免退刀时留下螺旋划痕而影响表面粗糙度,应使镗刀在孔底作非进给停留,待主轴完全停止后再退刀。退刀时会留下垂直端面的退刀划痕,一般在镗孔加工工艺中是允许该退刀划痕存在的,利用该划痕还可以判断所镗孔的形状误差。

在发讯指令后须设置G04指令,以保证有足够的时间延时,等待发讯指令规定要求的动作开始或完成后,再运行后续程序,以确保加工的可靠性。如换刀位、开启关闭主轴、润滑或接通其它信号等。如:瑞士碧玛泰公司的S-188双主轴双刀塔数控车铣中心,配NUM1050数控系统,在自动拉料时的程序为:

N0160M60；夹具打开允许

N0170M169；夹具打开

N0180G04FO.3