802S数控系统指令

第二章SIEMENS802S数控系统指令2.1程序结构2.1.1程序名•功能为了识别、调用程序和便于组织管理，每个程序必须有一个标识符号，即程序名。•命名规则在编制程序时可按以下规则确定程序名：①开始的两个符号必须是字母；②其后的符号可以是字母、数字或下划线；③最多为8个字符；④不得使用分隔符。•应用说明在确定程序名时，尽可能使其与加工对象及其特征相联系，以便通过程序名直接与加工对象对号，便于程序管理。2.1.2程序内容NC程序由若干程序段组成，现代数控系统一般采用带地址符的可变程序段格式。每个程序段执行一个加工工步，每个程序段由若干个程序字组成，最后一个程序段包含程序结束符M02或M30。例：CLX1N10G54F0.2S500T1M03N20G0X0Z1N30G1Z0N40X20N50G3X40Z-10CR=10N60G1Z-30N70G2X50Z-35CR=5N80G1Z-50N90X60Z-60N100G0X100Z100N110M22.2编程指令集编程指令集包含了系统所有的编程指令，代表了系统编程功能的强弱。见下表：2.3尺寸系统指令2.3.1G17-G19平面选择•功能在计算刀具长度和刀具半径补偿时必须首先确定一个平面，即确定一个两坐标轴的坐标平面，在此平面中可以进行刀具半径补偿。另外根据不同的刀具类型(钻头、车刀）进行相应的刀具长度补偿。对于钻头，长度补偿的坐标轴为所选平面的垂直坐标轴；车刀的长度补偿则为所选平面内对应的两坐标轴。•平面定义与选择G17、G18、G19定义如图与表。系统默认G18平面，即程序启动时G18平面自动生效。•编程举例：N10T…M……N50G17Z…2.3.2G90/G91绝对/增量位置数据（尺寸）输入制式•功能G90和G91指令分别对应着绝对位置数据输入制式和增量位置数据输入制式。选择G90表示输入的坐标数据是坐标系中目标点的坐标尺寸，即各坐标轴编程值是相对于坐标原点的绝对坐标。选择G91表示输入的坐标数据是待运行的位移矢量，即各坐标轴编程值是相对于前一位置而言的，如图。G90/G91适用于所有坐标轴。•编程：G90G91•绝对位置数据输入制式G90在绝对位置数据输入中，输入尺寸取决于当前坐标系的零点位置，而与起始点无关。程序启动时G90自动生效，它适用于所有坐标轴，并且一直有效，直到在后面的程序中由G91替代为止（模态有效）。•增量位置数据输入制式G91在增量位置数据输入中，输入尺寸表示待运行的轴位移矢量。移动的方向由符号决定。G91适用于所有坐标轴，并且可在后面的程序段中由G90替换。•应用说明：选择合适的编程数据输入制式可以简化编程。当图纸尺寸由一个固定基准标注时，则采用G90较为方便；当图纸尺寸采用链式标注时，则采用G91较为方便；对于一些规则分布的重复结构要素，采用子程序结合G91可以大大简化程序。•编程举例：N10G0X20Z90N20X75Z-32…N180G91X40Z20N190X-12Z18N200G90X202.3.3G71/G70公制/英制数据(尺寸)输入制式•功能:工件所标注尺寸的尺寸系统可能不同于系统设定的尺寸系统(英制或公制)，但这些尺寸可以直接输入到程序中，系统会完成尺寸的转换工作。•编程:G71G70•编程举例：N10X10Z30N20G70X40Z50N30X40Z50N40G71X19Z18•应用说明：尺寸制式基本状态可以通过机床数据设定，通常设定为G71公制尺寸。2.3.4G23/G22直径/半径数据(尺寸)输入制式•功能:车床上加工的零件通常为旋转体，该类零件在图纸上一般标注出直径尺寸。为了编程方便，数控车床价格零件时通常把X轴的位置数据采用直径数据输入，控制器把所输入的数值设定为直径尺寸。程序中在需要时也可转换为半径尺寸数据输入，如图。•编程：G23G22•编程举例：N10X44Z30N20X48Z28N30Z10…N110G22X22Z30N120X24Z28N130Z10…•应用说明：用G22或G23指令可以把X轴方向的终点坐标设定作为半径数据尺寸或直径数据尺寸处理。但可编程零点偏置“G158X…”始终作为半径数据尺寸处理。系统基本状态为G23，即默认为直径感数据输入制式。2.3.5G54-G57、G500、G53工件装夹——可设定零点偏置•功能：可设定的零点偏置给出工件零点在机床坐标系中的位置，如图。•编程：G54；第一可设定零点偏置G55；第二可设定零点偏置G56；第三可设定零点偏置G57；第四可设定零点偏置G500；取消可设定零点偏置——模态有效G53；取消可设定零点偏置——程序段方式有效，可编程的零点偏置也一起取消。用G500或G53可以取消可设定零点偏置，从而转换为直接机床坐标系编程，这种情况较少使用。•编程举例：N10G54…N20X…Z……N90G500G0X…2.3.6G158可编程零点偏置•功能:如果工件上在不同的位置有重复出现的形状或结构，或者选用了一个新的参考点，在此情况下就可使用可编程零点偏置，由此产生一个当前工件坐标系，新输入的尺寸均是在该坐标系中的数据尺寸。如图。•编程：G158X…Z…G158指令要求一个独立的程序段。用G158指令可以对所有坐标轴编程零点偏移，后面的G158指令取代先前的可编程零点偏移指令。•取消偏移：在程序段中仅输入G158指令而后面不跟坐标轴名称时，表示取消当前的可编程零点偏移。•编程举例：N10…N20G158X3Z5N30L10…N80G158…2.4坐标运动指令2.4.1G0快速移动•功能:快速移动G0作为辅助运动用于快速定位刀具等。执行G0时并不能对工件进行加工。可以在两个轴上同时执行快速移动，由此产生一线性轨迹，如图。机床数据中规定每个坐标轴快速移动速度的最大值，一个坐标轴运行时就以此速度快速移动。如果快速移动同时在两个轴上执行，则移动速度是两个轴可能的最大速度。用G0快速移动时在地址F下编程的进给率无效。G0一直有效，直到被同组的其他G功能指令（G1、G2、G3…）取代为止。•编程：G0X…G0Z…G0X…Z…•应用说明：快速移动速度是数控机床的重要性能指标之一。其最大值受系统伺服驱动等性能的限制。有时从安全角度出发，将实际机床快速移动速度数据设定成小于最大值是可以的，反之通常是不允许的。快速移动速度在程序中不可以编辑，但在程序执行时可通过倍率开关进行修调。2.4.2G1直线插补运动•功能：刀具以直线从起点移动到目标位置，以地址F下编程的进给速度运行，如图。G1一直有效，直到被同组的其他G指令取代为止。•编程：G1X…G1Z…G1X…Z…•编程举例：N10G54S500M3T1N20G0X40Z2N30G1Z-30F0.15N40X45Z-60N50Z-80N60G0X100Z100N70M5N80M2•应用说明：直线插补移动速度也是数控机床的重要性能指标之一。其最大值受数控系统等性能的限制。直线插补移动速度在在编程时通过F设定，并在程序执行时可通过倍率开关进行修调。2.4.3G2/G3圆弧插补功能：刀具以圆弧轨迹从起点移动到终点,方向由指令确定:G2——顺时针方向；G3——逆时针方向。G2/G3方向应逆着插补平面的垂直轴反方向进行观察判断，如图。在地址F下编程的进给率决定圆弧插补的速度。G2/G3一直有效，直到被同组中的其他G指令取代为止。功能圆弧可以按下述四种不同的方式编程，如图所示。①终点坐标+圆心坐标G2/G3X…Z…I…K…②终点坐标+圆弧半径G2/G3X…Z…CR=…③圆心坐标+张角G2/G3I…K…AR=…④终点坐标+张角G2/G3X…Z…AR=…编程举例应用说明：由于受刀具轮廓的限制，一把刀具一般不可能一次加工出接近1800的圆弧，因此数控车床一般不可能编制出一个1800以上的圆弧程序段。尽管如此，仍然需注意：采用“终点坐标+圆弧半径”方式编程时将会产生两义性问题，如图所示。相同的起点、终点和半径可以对应有两种不同的圆弧，即圆心角大于1800圆弧（大半圆或优弧）和圆心角小于1800圆弧（小半圆或劣弧）。编程时必须对这两种圆弧进行选择区分。当给半径赋以“+”值时表示选择小半圆，相反当给半径赋以“-”值时表示选择大半圆。2.4.4G5中间点圆弧插补功能：若不知道圆弧的圆心、半径或张角，但已知圆弧轮廓上三个点的坐标，如图所示，则可以使用G5功能。通过起始点和终点之间的中间点位置确定圆弧的方向。G5一直有效，直到被同组的其他G指令（G0、G1、G2……）取代为止。编程：G5X…Z…IX=…KZ=…编程举例：N10G0X80Z30N20G5X80Z50IX=50KZ=422.4.4G33恒螺距螺纹切削功能：用G33功能可以加工下述各种类型的恒螺距螺纹：①圆柱螺纹②圆锥螺纹③外螺纹/内螺纹④单头螺纹/多头螺纹⑤多段连续螺纹前提条件是主轴上要有位移测量系统。G33一直有效，直到被同组的其他G指令（G0、G1、G2、G3……）取代为止。编程：G33X…Z…I…K…SF=…上式为G33编程的通式，X、Z为螺纹终点坐标，I、K为X、Z方向螺纹导程的分量，给出其中大的一个分量即可，因此可分为下图所示四种情况：采用G33编制螺纹车削加工程序，每切一刀需要四个程序段，即：进刀G0——螺纹切削G33——退刀G0——返回G0。一个螺纹通常要分为若干刀进行切削方可达到加工要求。起始点偏移SF=在螺纹加工中，切削位置偏移以后以及在加工多头螺纹时，均要求圆周方向起始点偏移一位置，如图所示。G33螺纹加工中，可以在地址SF下编程圆周方向起始点偏移量（绝对位置），如果没有编程起始点偏移量，则设定数据中的值有效。右旋螺纹或左旋螺纹当进行攻丝或套丝时，右旋或左旋螺纹由主轴旋转方向M3和M4确定。M3——右旋螺纹M4——左旋螺纹在地址S下编程主轴转速。当进行螺纹的车削加工时（包括内、外螺纹），主轴的旋向应该由刀具的安装方向决定，以确保刀具能正常工作为前提。螺纹的旋向有G33走刀方向确定，如图。车多头螺纹多头螺纹的加工可以采用周向起始点偏移法或轴向起始点偏移法，如图。周向起始点偏移法车多头螺纹时，不同螺旋线在同一起点切入，利用SF周向错位3600/n（n为螺纹头数）的方法分别进行车削。轴向起始点偏移法车多头螺纹时，不同螺旋线在轴向错开一个螺距位置切入，采用相同的SF（可共用默认值）。G54M3S800T1D1G0X51.6Z1G33Z-100K4SF=0G0X54……G0X51.6Z1G33Z-100K4SF=180G0X54……编程举例：车削直径Φ52的圆柱双头螺纹，螺纹长度（包括空刀导入量和空刀导出量）100mm，螺距2mm/r，右旋螺纹，圆柱已经预制。坐标轴速度G33切削螺纹时，轴速度由主轴转速和螺距的大小确定。在此F下编程的进给率保持存储状态。但机床数据中规定的轴最大速度（G0快速定位速度）是不允许超出的。需要注意的是，在螺纹加工期间，主轴修调开关必须保持不变，否则将可能导致螺纹乱牙。进给修调开关无效。2.4.5G4暂停功能：通过在两个程序段之间插入一个G4程序段，可以使进给加工中断给定的时间，在此之前编程的进给率F和主轴转速S保持存储状态。G4程序段（含地址F或S）只对自身程序段有效。编程：G4F…；暂停F地址下给定的时间（S）G4S…；暂停主轴转过地址S下设定的转数所耗的时间。编程举例：加工如图所示槽。G0X32Z-15F0.2M3S300G1X19.95G4F0.5G1X32M5M2应用说明:“G4S…”只有在受控主轴情况下才有效。2.4.5倒角CHF、倒圆RND功能：在一个轮廓拐角处可以插入倒角或倒圆指令“CHF=…”或者“RND=…”与加工拐角的轴运动指令一起写入到程序中。编程：CHF=…，插入倒角，数值=倒角长度RND=…，插入倒圆，数值=倒圆半径倒角CHF直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓与圆弧轮廓之间切入一直线并倒去棱角，如图所示。编程举例：G1Z…CHF=5X…Z…倒圆RND=直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线