加工中心編程技巧和安全

　　隨著科技的發展和社會的進步，數控機床技術不斷發展，功能越來越完善，使用越來越方便，可靠性越來越高，性能價格比也越來越高。數控機床應用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐漸成為社會所需。從而使越來越多的學校購買數控機床，開展數控機床的教學。通過幾年的加工中心實際應用和教學實踐及摸索，筆者將一些積累的經驗和讀者分享，如有不當之處，請批評指出。

　　一、加工中心幾個常用指令的編程技巧
　　1、M00、M01、M02和M30的區別與聯系
　　學生在初學加工中心編程時，對以上幾個M代碼容易混淆，主要原因是學生對加工中心加工缺乏認識，加上個別教材敘述不詳細。它們的區別與聯系如下：

　　M00為程序暫停指令。程序執行到此進給停止，主軸停轉。重新按啟動按鈕后，再繼續執行后面的程序段。主要用于編程者想在加工中使機床暫停（檢驗工件、調整、排屑等）。

　　M01為程序選擇性暫停指令。程序執行時控制面板上“選擇停止”鍵處于“ON”狀態時此功能才能有效，否則該指令無效。執行后的效果與M00相同，常用于關鍵尺寸的檢驗或臨時暫停。

　　M02為主程序結束指令。執行到此指令，進給停止，主軸停止，冷卻液關閉。但程序光標停在程序末尾。

　　M30為主程序結束指令。功能同M02，不同之處是，光標返回程序頭位置，不管M30后是否還有其他程序段。

　　2、刀具補償參數地址D、H的應用
　　在部分數控系統（如FAUNC）中，刀具補償參數D、H具有相同的功能，可以任意互換，它們都表示數控系統中補償寄存器的地址名稱，但具體補償值是多少，關鍵是由它們后面補償號地址中的數值來決定。所以在加工中心中，為了防止出錯，一般人為規定H為刀具長度補償地址，補償號從1～20號，D為刀具半徑補償地址，補償號從21號開始（20把刀的刀庫）。

　　例如：G00G43H1Z60.0;

　　G01G41D21X30.0Y45.0F150;

　　3、G92與G54～G59的應用
　　G54～G59是調用加工前設定好的坐標系，而G92是在程序中設定的坐標系，用了G54～G59就沒有必要再使用G92，否則G54～G59會被替換，應當避免。

　　注意：（1）一旦使用了G92設定坐標系，再使用G54～G59不起任何作用，除非斷電重新啟動系統，或接著用G92設定所需新的工件坐標系。（2）使用G92的程序結束后，若機床沒有回到G92設定的原點，就再次啟動此程序，機床當前所在位置就成為新的工件坐標原點，易發生事故。所以，一定要慎用。

　　4、暫停指令
　　G04X_/P_ 是指刀具暫停時間（進給停止，主軸不停止），地址P或X后的數值是暫停時間。X后面的數值要帶小數點，否則以此數值的千分之一計算，以秒（s）為單位，P后面數值不能帶小數點（即整數表示），以毫秒（ms）為單位。 　　例如，G04 X2.0;或G04 X2000;　　　暫停2秒
　　G04 P2000;

　　但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），為了保證孔底的粗糙度，當刀具加工至孔底時需有暫停時間，此時只能用地址P表示，若用地址X表示，則控制系統認為X是X軸坐標值進行執行。

　　例如，G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000;

　　鉆孔（80.0，60.0）至孔底暫停2秒
　　G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200X2.0；

　　鉆孔（2.0，60.0）至孔底不會暫停。

　　5、同一條程序段中，相同指令（相同地址符）或同一組指令，后出現的起作用。
　　例如：G01G90Z30.0Z20.0F200; 執行的是Z20.0，Z軸直接到達Z20.0，而不是Z30.0。

　　G01G00X30.0Y20.0F200; 執行的是G00（雖有F值，但也不執行G01）。

　　但不同一組的指令代碼，在同一程序段中互換先后順序執行效果相同。

　　例如：G90G54G00X0Y0Z60.0;和G00G90G54X0Y0Z60.0;相同。

　　6、程序段順序號
　　程序段順序號，用地址N表示。一般數控裝置本身存儲器空間有限（64K），為了節省存儲空間，程序段順序號都省略不要。N只表示程序段標號，可以方便查找編輯程序，對加工過程不起任何作用，順序號可以遞增也可遞減，也不要求數值有連續性。但在使用某些循環指令，跳轉指令，調用子程序及鏡像指令時不可以省略。

　　數控機床的加工過程中，有一點至關重要，那就是在編制程序和操作加工時，一定要避免使機床發生碰撞。因為數控機床的價格非常昂貴，少則幾十萬元，多則上百萬元，維修難度大且費用高。


　　但是，碰撞的發生是有一定規律可循的，是能夠避免的，可以總結為以下幾點。

　　1、利用計算機模擬仿真系統
　　隨著計算機技術的發展，數控加工教學的不斷擴大，數控加工模擬仿真系統越來越多，其功能日趨完善。因此可用于初步檢查程序，觀察刀具的運動，以確定是否有可能碰撞。

　　2、利用機床自帶的模擬顯示功能
　　一般較為先進的數控機床圖形顯示功能。當輸入程序后，可以調用圖形模擬顯示功能，詳細地觀察刀具的運動軌跡，以便檢查刀具與工件或夾具是否有可能碰撞。

　　3、利用機床的空運行功能
　　利用機床的空運行功能可以檢查走刀軌跡的正確性。當程序輸入機床后，可以裝上刀具或工件，然后按下空運行按鈕，此時主軸不轉，工作臺按程序軌跡自動運行，此時便可以發現刀具是否有可能與工件或夾具相碰。但是，在這種情況下必須要保證裝有工件時，不能裝刀具；裝刀具時，就不能裝工件，否則會發生碰撞。

　　4、利用機床的鎖定功能
　　一般的數控機床都具有鎖定功能（全鎖或單軸鎖）。當輸入程序后，鎖定Z軸，可通過Z軸的坐標值判斷是否會發生碰撞。此功能的應用應避開換刀等運作，否則無法程序通過。

　　5、坐標系、刀補的設置必須正確
　　在啟動機床時，一定要設置機床參考點。機床工作坐標系應與編程時保持一致，尤其是Z軸方向，如果出錯，銑刀與工件相碰的可能性就非常大。此外，刀具長度補償的設置必須正確，否則，要么是空加工，要么是發生碰撞。

　　6、提高編程技巧
　　程序編制是數控加工至關重要的環節，提高編程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。

　　例如：銑削工件內腔，當銑削完成時，需要銑刀快速退回至工件上方100mm處，如果用N50 G00 X0 Y0 Z100 編程，這時機床將三軸聯動，，則銑刀有可能會與工件發生碰撞，造成刀具與工件損壞，嚴重影響機床精度，這時可采用下列程序N40 G00 Z100;　 N50 X0 Y0;　即刀具先退至工件上方 100mm處，然后再返回編程零點，這樣便不會碰撞。　　
　　總之，掌握加工中心的編程技巧，能夠更好地提高加工效率、加工質量，避免加工中出現不必要的錯誤。這需要我們在實踐中不斷總結經驗，不斷提高，從而使編程、加工能力進一步加強，為數控加工事業的發展作貢獻。

　　

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