法拉克OiM数控系统操作及主要编程命令的使用方法.doc

法拉克OiM数控系统操作及主要编程命令的使用方法撰写人：王成凯（严正声明：该文稿的著作权归原作者所有，谨以交流学习之用。未经许可，不得用于商业或其他用途，否则追究法律责任。）世界第一台数控机床于1952年在美国麻省理工学院诞生，经历了半个多世纪的发展，目前已经出现最先进的六轴联动加工数控机床，进入新世纪以来，国内先后多家公司研制出五轴加工数控机床，数控机床不仅仅是一台先进的机器，更代表着一个国家的工业机械水平。在国防，科研人民生活生产方面正发挥着不可替代的作用。数控编程主要步骤方法：1.程序号；（法拉克OiM系统一般默认以O开头的四位数值，即O0001或其他。法拉克机床中的程序都是保留的，便于下次的再次调用。但是每一个程序号都不得重复。我们如果删除全部程序可以按O-9999，然后按delete键删除全部程序。）2.设置零点，系统初始状态；（建立机床坐标系以及工件坐标系）3.快速定位至下刀点；4.下刀；（下刀时，我们应当圆弧切入尽量避免刀具与实际轮廓的碰擦，导致工件的受伤进而影响工件的表面粗糙度。）5.建立刀具半径及长度补偿；6.走刀；（该部分为主要编程部分）7.抬刀；8.取消刀具半径及长度补偿；9.程序结束；（值得注意的是：机床在加工前，我们首先应将机床复位，即建立机床坐标系，然后才能够建立工件坐标系。在解决超行程问题时，我们首先应当释放行程，然后将超行程的坐标轴方向，向反方向空行程返回，当然，解决超行程问题的方法很多，每个人的解决方法也不尽相同。另外，在法拉克系统中，我们要知道的是始终假定工件不动，而刀具围绕工件进行的切削加工。）主要数控编程命令:我们在编程之前，有几个字母应当首先理解。即F，S等等。他们是编程的基础，这些代码控制着机床主轴正转的速度及进给量间接影响着工件温度（温度对工件的热变形影响），对机床主轴的使用寿命也起着至关重要的影响。对工件加工精度的影响尤为重要。一般情况：铣刀转速为：45m!min 钻头转速为：15m!min 麻花钻转速：8m!min 攻丝转速为：3m!min（以上都是经验所得，具体转速应当结合实际。）经验公式：S=V!（D）1000 F =S齿数齿数进给量（该公式自行查书，时间过久或许记的有误。） F=LS （为导程，S为转速）模态代码与非模态代码区别：我们还应该注意的是模态代码与非模态代码的区别。简单地说：模态代码是指在加工过程中，该代码对下一阶段加工仍有影响，除非有另一模态代码取代该代码。而非模态代码是指，该代码只对该步加工有影响，对以后加工无效。简而言之：非模态代码在一步过程中只能使用一次。举一个简单的模态代码使用例子：G02 G03 G01 G00 x- Y- 在该步编程过程中只有最后一个模态G代码G00有效，即有效段。在法拉克系统中00组的G代码均为非模态，其余为模态。M代码的使用：在这里我简单的介绍几个主要的常用M代码：M98 M99 M03 M30 M06等等M98为调用子程序，其格式为M98+调用次数+调用子程序号。举一个简单的例子：M98P50001：其表达的意思是，调用O0001子程序连续加工使用5次。在这里，我要强调的是每一个程序的组成都是由四位阿拉伯字母组成，即O0000。与主程序一样，子程序与主程序之间都是相互不能够有冲突的，每一个程序都有唯一的代码号。（包括主程序与主程序之间，子程序与子程序之间及主程序与子程序之间不能够有代码编号的冲突。）M99为子程序结束，在法拉克OiM系统中，我们将M99编写在子程序段的结尾，表示子程序结束。如下程序：G91 G01 Z-2 G90 G41 X-10 Y-10 D01 X-10 Y0 - - G01 x-15 Y-15 M99M03主轴正转；M04主轴反转；（在判断刀具是顺逆铣，我们遵循以下两点原则，当切削速度方向与力的方向相同时为顺铣，当二者不同时，为逆铣。） 数控加工过程中，数控机床有许多刀位，这些刀位的使用，便于我们在一次装夹中实现工件的全加工。这里，我简单的介绍一下刀具的调用方法。刀具调用指令：M06 T-T指令后为01，02,03等等。注意这里的代码是人为设定的，我们在机床menu of set中设定。在调用刀具前，我们首先要对所使用的刀具进行编号。假如我们有3把刀，分别为铣刀，镗孔刀，钻头。假设将它们分别编号为T01，T02，T03。在对刀过程中，我们分别将刀具相对工件分别进行对刀，并建立刀具长度方向的补偿。（在这一过程中，我们用T指令进行刀具调用并逐一建立刀具号码。以上是在MDI模式下进行的调刀指令）M30主轴停转。（关于M指令的代码有许多，比如主切削液，第二切削液的调用，准停命令等等，这些查有关法拉克系统命令操作的使用说明书就明了了，不是理解的重点，所以就不一一介绍使用方法了。）绝对编程：G90增量编程：G91（合理选用G90与G91编程命令可以加快加工速度，并且在某些场合我们更应当灵活的使用，比如说：铣平面，子程序调用时加工较深的轮廓等等。）G52局部坐标系 （对于当前坐标系进行平移，局部坐标系编程形式：G52 X-Y-， X与是相对于当前坐标系进行的平移，该代码为非模态的，每一次只能使用一次。在一些特定的场合，我们合理使用G52，可以收到事半功倍的效果，比如说在一个加工平面内，我们可以通过改变坐标系从而加工两个相同的工件外形轮廓，节约了时间，提高了加工效率。）G53机床坐标系G54第一工件坐标系G55第二工件坐标系G56第三工件坐标系G57第四工件坐标系G58第五工件坐标系G59第六工件坐标系极坐标：G16极坐标建立 G15取消极坐标XY平面：G17ZX平面：G18YZ平面：G19极坐标表示简式为：G16，G17 X- Y- G18 Z- X- G19 Y- Z-（极坐标编程形式：G16 G17 X- Y-；其中X表示为极半径，Y表示极角度。对于G18，G19，其极半径和极角度分别为：Z，Y及X,Z.）坐标系旋转：G68取消坐标系旋转：G69（坐标系旋转表示简式为：G68 X- Y- R-，我们知道X，Y为旋转坐标系的旋转中心，而R其后为旋转角度值。关于R也有正负值之分，我们规定旋转后的图形逆时针旋转至原图形为正值，反之为负值。）快速定位：G00直线插补：G01（G00与G01在编程时，他们的走刀路径及速度均不相同，一般情况下，G00编程走折线，而G01则是走直线。为了防止撞刀，我们一般最好选用G01编程，通过改变走刀进给量提高刀具空行程走刀速度。）圆弧命令：顺圆弧G02 逆圆弧G03 整圆弧I ，J ，（K）（圆弧命令编程，当圆弧大于度时，圆弧命令其后的值即半径为负值。其编程形式为G02或G03=正值或负值。当我们用I ，J编程时，I与J分别相当于圆心坐标的X与Y坐标，至于K在二维平面编程暂时不涉及，故省略不讲。我们应当注意在铣内轮廓时，当刀具半径大于所铣圆弧半径时，将发生无法铣出理论圆弧轮廓，此时我们应当在编程过程中注意避免。而在铣外轮廓时则不需要担心此类情况。）建立刀具半径补偿值：（该命令主要是通过偏置刀具中心位置，加工出实际轮廓，避免刀具多切。）半径补偿命令：左刀补：G41 右刀补：G42 取消刀补：G40刀具半径补偿建立表示简式为：G41或G42 X- Y- D- 其中，X- Y-为刀具走刀下一点的坐标，D则表示为刀补的半径。一般我们以D01，02或其它数值表示，这里的数值与在机床中的设定有关，在法拉克机床中我们可以在menu of set中设定。（关于左右刀补判断，我们遵循以下原则：沿着刀具走刀前进方向，刀具在轮廓左边为左刀补，在右边则为右刀补。 而刀补在机床上的建立我们应当注意以下几点：1：在刀具正在进行的走圆弧命令时，此阶段无法完成刀具的偏置命令即建立刀补。只有刀具进行直线插补即走直线时，我们才能够建立刀具半径补偿；2：必须在补偿平面内有移动；3：在执行刀补过程中不可以有连续两段插补平面；刀补走刀时上一点与下一点的直线距离应当大于刀补半径，否则无法建立起刀补。）刀补命令可以巧用于铣毛刺，增大刀具半径补偿值，我们可以清晰的发现刀具中心位置的变化，可以铣去多余的毛刺部分。但是要合理使用，如果使用不当可能造成已加工部分被划伤甚至被切除。建立刀具长度补偿值：（该命令主要是通过偏置刀具长度方向位置。该命令经常巧用于建立工件坐标系的Z方向坐标。)长度补偿命令：正向偏置：G43 负向偏置：G44 取消长度补偿：G49（或者01组的全部G代码，包括：G00，G01等等。）刀具长度补偿表示简式：G43或G44 H- Z- （其中H为补偿代码，与我们在机床中的设定值有关，并且与我们机床坐标系有关，注意与工件坐标系无关。Z为坐标系Z的当前位置，在这里Z为工件坐标系位置，注意与机床坐标系无关。还有，我们应当注意的是在对刀时，假如我们在第一工件坐标系中建立了工件坐标，此时我们的G54中的Z值应当为0，当然，不同的对刀方法，其Z值也不一样。我讲的上述方法是在机床上已经有刀具状态下的情况，故，具体问题，具体分析。每个人的对刀方法不相同，Z值也不相同。最后要强调的是，我们的正向偏置与负向偏置指的是工件坐标系中的Z坐标值如果加上一个H值则为正向偏置，反之为减去一个H值则为负向偏置，这与H值的正负无关。） 孔的加工：我们首先要明确深孔与浅孔的概念，才能够合理的调用孔命令。我们一般规定当L/D/5时，为深孔 L!D5时，为浅孔。（其中，L为孔的深度，D为孔的直径。）与孔连用的一组G代码：G98 （快速返回下刀起始点） G99 （快速返回至设定的R平面，R平面与编程设定的工件坐标系Z坐标轴的值有关。）主要钻孔及攻螺纹命令： 钻铰循环：浅孔钻循环：G81 深孔钻循环：G73（断屑式钻深孔） G83（排屑式钻深孔） 攻螺纹循环：攻左旋螺纹：G74 攻右旋螺纹：G84（应当注意的是，我们在攻螺纹过程中一般遵循以下几点主要步骤：点钻（打中心孔）打底孔粗，铰孔（精）攻丝。） 镗孔循环：粗镗：G85 半精镗：G86 G88（手动退回） 精镗：G76 背精镗：G87（反钻） 锪孔：G82（快退）G89（工退）取消孔固定循环G代码：G80或01组的所有G代码。孔命令表示简式： 浅孔钻循环：G98!G99 G81 X- Y- Z- R-（G98!G99分别代表不同的意思G98是反回初始平面，即下刀平面。而G99则为返回R平面，该R平面是人为设定的，一般在加工多个孔时，为了提高效率，我们将R平面设定的比较低。实际上就是我们熟知的Z坐标轴的值。在同一组孔命令中，调用钻孔命令之后，其他的孔我们只需要确定其他孔的XY平面坐标就可以了。表示形式如下：） G98!G99 G81 X- Y- Z- R- F- X- Y- X- Y- G80 G00（在上式当中的F值，具体情况具体取值。）我们着重讲排屑式打孔及断屑式打孔的区别，通过名词，顾名思义。我们就知道一个是将加工残料从孔底排出，另一个则是着重将残料挤断而排出孔底。排屑式打孔：G98!G99 G83 X- Y- Z- Q- R- F- （Q为每次切削量，这里单位是mm。简单地说就是每次在Z方向上的进给量量，而X，Y则限制了孔在XY平面的位置，Z则是限制了孔的深度，F，R,G99!G98在前一段中已经进行了详细的说明，以下都不在进行再次的详解。）断屑式打孔：G98!G99 G73 X- Y- Z- Q- R- F-虽然表面上看G83与G73没有任何区别，但在加工过程中我们不难发现，G83编程指令在实际加工过程中，有退刀排屑这一过程。而G73指令只是让加工刀具在孔底进行短暂的停留，起到一定的停转冷却的作用，从而提高加工精度。对于G83退刀的时间是在刀具每次加工一个Q值时才进行一次。我要明确的是，对于退刀量，即在工件坐标系上走过的Z值与本身机床的设定有关，与编程无关。镗孔命令：G85粗镗或铰孔，G86半精镗 ，G76精镗下面，我将对以上几个镗孔的编程命令进行详解：G98!G99 G85 X- Y- Z- R- F-（与一般钻孔命令类似）G98!G99 G86 X- Y- Z- R- F-（与一般钻孔命令类似，但是该命令在孔底主轴会停转一段时间。）G98!G99 G76 X- Y- Z- R- P- Q- （P-刀具暂停-毫秒，Q为刀尖向反方向的让刀量，Q有一定的限制，主要是为了防止与工件加工表面有碰擦，影响加工的精度。）锪孔命令 ：G98!G99 G82 X- Y- Z- R- P-（P代码后单位为毫秒，即在孔底暂停-毫秒）（对于G89编程命令与G82类似。只不过，G82是快退，而G89是工退。）这里，我简单介绍一下K在加工孔时的活用： G81 X- Y- Z-R- G91 X!Y- K-(在上式的浅孔加工命令当中，使用了增量编程及K的活用。在这里表示在X!Y方向上重复孔-次数。K后面为加工次数)对于其他的孔及攻螺纹命令主要是G代码+X+Y+Z+R+F，可以说是大同小易，只需要注意一下进给量F的把握问题，这里我就不一一说明了。其他部分编程指令：暂停指令：G04 X- （暂停-秒） G04 P- （暂停-毫秒）准停校验：G09 X- Y- Z-（准确停止在（X，Y，Z）坐标处） G27（返回参考点校验）G28 X- Y- Z- （途经中间点，返回参考点） G29（途经中间点，从参考点返回固定点） G30（与G28编程命令类似，只不过他最多可以有四个参考点） G61（其后均准停）宏命令编程：G65（该命令为非模态代码）至于其他的一些不常用的不是重点的G代码，M代码我就不一一写出了。自己可以自行查阅有关资料。在实际机床编程过程中，我们总是遇到输入程序繁琐的问题，这里我们可以通过模块调试这一软件免去在机床上的输入程序的困扰。（下载网址：）该软件可以实现电脑与机床的联机。（如下图） （该软件串口设置中，串口与联机电脑有关，右击我的电脑可以找到串口值，而其他的与你所使用的机床有关。设定完这些数值后，可以打开串口，选择手工输入发送。）具体如下图：（1.设定参数）（2. 点击打开串口）（3. 选择手工输入发送）（4. 传输文件，弹出如有图的对话框）（5. 选择文件，相应的找到自己的编程代码位置。）（6. 选择文件后，会出现如图情况，此时当机床部分准备好后，就可以点击发送。完成程序的传输。）最后强调的是，使用该软件传输时，传输的文件必须是记事本.txt格式。首尾必须有%，详见下图所示。推荐一款比较好的验证编程正确性的软件：斯沃。斯沃模拟数控编程软件里面包含许多操作面板，供初学者使用。下图为斯沃仿真软件模拟图如下：最后让我们以一道比较综合的题目结束：数控试题：A. UGCAD草图（UG CAD二维出图） （UG CAD三维出图）B.数控编程一览：（1）铣外轮廓：（直径为16mm的立式铣刀）N10:G54 G90 G00 X-5 Y-55 M03 S600 F100;N15:G00 Z5;N20:G41 G00 X0 Y-45 D01;N25:G01 Z-5 F100;N30:G02 X0 Y45 R45;N35:G02 X0 Y-45 R45;N40:G40 G00 Z5;N45:G42 X-50 Y-35 D01;N50:G01 Z-5 F100;N55:G01 X50 Y-35;N60:G00 Z5;N65:G00 X50 Y35 F100;N70:G01 Z-5;N75:G01 X-50 Y35;N85:G40 G00 Z5;N90:G41 G01 X-50 Y-12.5 D01 F100;N95:G01 Z-5;N100:G01 X-38 Y-12.5;N105:G03 X-38 Y12.5 R12.5;N110:G01X-50 Y12.5;N115:G00 Z5;N120:G00 X50 Y12.5 F100;N125:G01 Z-5 ;N130:G01 X38 Y12.5;N135:G03 X38 Y-12.5 R12.5;N140:G01 X50 Y-12.5N145:G40 G00 Z100;N150:M30（2） 铣右上圆形内轮廓：（直径为16mm的立式铣刀）N10:G54 G90 G00 X0 Y0 Z5 M03 S600 F100;N15:G00 G41 X-24 Y20 D01;N20:G01 Z-2;N25:G03 X-8 Y20 R8;N30:G03 X-32 Y20 R12;N35:G03 X-8 Y20 R12;N40;G03 X-24 Y20 R8;N45:G40 G00 Z50;N50:M30;(成品分析：铣该内圆轮廓的加工程序实际加工过程中抬刀点存在毛刺，建议多铣四分之一圆周再抬刀，去掉多余毛刺。) （图上：斯沃数控仿真软件铣外轮廓模拟图，FANUC OiM系统模拟）（3）铣内角形轮廓：（直径为10mm的立式铣刀）N10:G54 G90 G00 X