第二章数控线切割编程技术

第二章数控线切割编程技术学习指南•了解线切割的编程过程。•掌握并熟练运用3B代码编程的格式。•理解直线和圆的编程（3B代码）。•掌握并熟练运用G代码编程的格式。•理解并掌握G代码编程。•熟悉机械控制功能（T功能）和辅助功能（M功能）2.1线切割编程简介•线切割机床的控制系统是按照人的“命令”去控制机床加工的。因此，必须事先把要切割的图形，用机器所能接受的“语言”编排好“命令”。这项工作叫做数控线切割编程，简称编程。•一般高(快)走丝线切割机床采用的是B代码格式，低（慢）走丝线切割机床采用国际通用的G代码格式。•数控编程分为人工编程和自动编程两大类。人工编程是采用各种数学方法，使用一般的技术工具（包括电子计算器），对编程所需要的数据进行处理和运算。通常是把图形分割成直线和圆弧段，并把每段曲线关键点（起点、终点、圆心等）的坐标一一定出，按这些曲线的关键点坐标进行编程。自动编程使用的数控语言及各种输入手段，向计算机输入必要的形状和尺寸数据，利用专门的应用软件求得各关键坐标和编写数控加工所需要的数据，再根据各数据编写出数控加工代码。我们学习的Caxa线切割系统，是一个可以进行自动编程的软件，它可以输出B代码和G代码又可以进行图形设计的一个功能非常强大的国产软件。目前，线切割自动编程用的计算机以微型机为主，即个人电脑。软件也很多，我们在以后的学习当中会提到。2.23B代码编程•2.2.1程序格式•国内的数控电火花线切割机床多采用“5指令3B”格式.•一般格式为:BXBYBJGZ•它们代表的意思为:•B——分隔符，它将X，Y，J的数值分隔开，B后的数字如为0，则0可省略不写；•X——X轴坐标值；•Y——y轴坐标值；•J——计数长度；•G——计数方向，分为按X方向计数（Gx）和按y方向计数（Gy）；•Z——加工指令（共有12种指令，直线4种，圆弧8种）。•XYJ均取绝对值，单位为微米（μm）•1米（m）=100厘米（cm）=1000毫米（mm）•1厘米（cm）=10毫米（mm）•1毫米（mm）=100丝（c）=1000微米（μm）•1丝（c）=0.01毫米（mm）=10微米（μm）•1微米（μm）=0.001毫米（mm）•丝（c）别名叫道或条（四川）（台湾，香港叫法）2.2.2斜线(直线)的编程A建立编程坐标系：把坐标的原点取在线段的起点上。B格式中每项的意义（1）X、Y是线段的终点坐标值（Xe，Ye），也可以是线段的斜率。（2）计数长度（J）由线段的终点坐标值中较大的值来确定。如XeYe，则取Xe，反之取Ye。（如图2.1所示）（3）计数方向（G）是线段终`点坐标中较大值的方向。如XeYe，取Gx，反之取Gy。（如图2.2和2.3所示）(注意：当Xe=Ye时，45o和225o取Gy，135o和315o取Gx)(4)加工指令（Z）共有4种指令，L1，L2，L3，L4第一象限取L1，0o≤a＜90o，第二象限取L2，90o≤a＜180o，第三象限取L3，180o≤a＜270o，第四象限取L4，270o≤a＜360o，见图2.4所示技巧：与X轴或Y轴重合的直线，编程时X、Y均可作0，且在B后可不写。例如程序B0B3000B3000GyL2可简化BBB3000GyL2第三节圆弧编程（P22）1．建立坐标系：把坐标系的原点取在圆弧的圆心上。2．格式中每项的意义（1）X、Y是圆弧的起点坐标（与直线不同）。（2）计数方向（G）由圆弧的终点坐标值中较小的值来确定。如终点坐标值Ye＜Xe，则计Gy，反之计Gx（与直线不同）。（3）计数长度（J）应取从起点到终点某一坐标轴移动的总距离。当计数方向确定后，就是被加工曲线在该方向（计数方向）投影长度的总和。对圆弧来讲，它可能跨越几个象限。（4）加工指令（Z）由圆弧起点所在的象限决定。指令共有8种，逆圆4种，顺圆4种。如图2.7和图2.8所示。第一象限第二象限第三象限第四象限逆圆NR1NR2NR3NR4顺圆SR1SR2SR3SR4注意：当起点位于坐标轴上时，顺圆和逆圆的加工指令是不样的。若起点在X轴正方向上（即a=0o），则逆圆的加工指令为NR1，顺圆的加工指令为SR4。若起点在X轴正方向上（即a=90o），则逆圆的加工指令为NR2，顺圆的加工指令为SR1。若起点在X轴正方向下（即a=180o），则逆圆的加工指令为NR3，顺圆的加工指令为SR2。若起点在X轴正方向下（即a=270o），则逆圆的加工指令为NR4，顺圆的加工指令为SR3。例题讲解•(1)补偿量：•公式补偿量r=d电极丝直径/2+ε单边放电间隙—L模具配合间隙/2aABCcb三角函数公式:b/c=tanαc/b=tanβb/a=sinαc/a=sinβαβα=arctan（c/b）β=arctan（b/c）α=arcsin（b/a）β=arcsin（c/a）斜边直角边直角边P21先建立坐标系,把坐标原点取在线段的起点A处.因为XeYe(看终点坐标值判断),所以取G=Gy,J=Jy=3000.在第一象限,加工指令(Z)为L1.图2.5B2000B3000B3000GyL1或者B2B3B3000GyL1(当x,y直位数相同时可省略0,但后面的计数长度J不能省略任何一位)P21图2.6先建立坐标系,把坐标原点取在线段的起点A处.可见XeYe故G=GX,J=Jx=3500.由于直线位于第三象限,所以加工指令(Z)为L3AB的程序为:B3500B00B3500GxL3,可省略BBB3500GxL3P23图2.9先建立坐标系,把坐标原点取在圆心O上,起点A(Xb=2000,Yb=9000)终点B(Xe=9000,Ye=2000),可见XeYe故取G=Gy,J=Jy=YA—YB=9000—2000=7000AB的程序为B2000B9000B7000GySR1P23图2.10先建立坐标系，把坐标原点取在圆心O上，则坐标A（Xb=2000，Yb=9000），坐标B（Xe=0，Ye=9220）。⑴.按逆圆切割方向编程那么有A为起点，B为终点因XeYe故取G=Gx,J=Jx=Jx1+Jx2=(9220-2000)+9200=164400(注意圆弧编程中:J计数长度为投影长度)由于A位于第二象限,又由A→B为逆圆,所以取加工指令(Z)为NR2故A→B的程序为:B2000B9000B16440GxNR2.⑵.按顺圆切割方向编程那么有B为起点，A为终点因XbYb故G=Gx,J=Jx1+Jx2=9220+(9220-2000)=16440由于B位于第三象限,又B→A为瞬圆,所以取加工指令(Z)为SR3故B→A的程序为:B0B9220B16440GxSR3代码编程学习要点：•掌握并熟练运用G代码编程的格式。•理解并掌握G代码编程。2.3G代码编程•2.31程序格式1.第四节G代码编程（P29—P35）1．程序格式：程序中安排字符的集合称为字，程序段是由各种字组成的。一个字由一个地址（用字母表示）和一组数字组合而成。如G01（G1）总称为字，G为地址，01为数字组合，如图2.20所示。G03数字组合地址2．程序号：程序的名字，不同的机床系统可以支持不同的格式名字（如Fanuc的是以O开头接着为4位数字，可编程范围为O0001——9999，即O0001——O9999。有些机床则可以使用任何名字，但是都是英文字母或数字，例如hhhh，1234等。3.程序段：能够作为一个单位来处理一组连续的字。一个程序是由多个程序段组成的：如：N0010G92X0.000Y60.000程序段编号范围为N0001——N9999。常用编程指令G功能：G功能是设立机床工作方式或控制系统工作方式的一种命令，其后续数字一般为2位数（00—99）。如：G90表示绝对坐标指令，G91表示相对坐标指令，G92表示设置当前点坐标系，G00快速点定位，G01走直线插补，G02，G03走圆弧插补，G40，G41，G42电极丝半径补偿（G40取消补偿，G41左补偿，G42右补偿，看电极丝在工件的那一边就是哪种补偿）尺寸坐标字：尺寸坐标字主要用于指定坐标移动的数据。其地址符为：X，Y，Z，U，V，W，P，Q，A等。例如：X，Y，Z指定到达点的直线坐标尺寸；I，J，K指定圆弧中心坐标的数据；A指定锥度面加工角度的数据。T功能：用于指定有关机械控制的事项，如：T80表示送丝，T81表示停止送丝。T84冷却液开，T85冷却液关等。不同的机床系统它的T功能代表的意义可能不一样，要自己参看机床出厂说明，才可定。D，H功能：D，H用于指定补偿量。如：D001或者H001表示取1号补偿值。L功能用于指定子程序的循环执行次数，可以在0～9999之间指定一个循环次数。如：L5表示做5次循环。如：0123.isoN10T84T86G90(可省略)G92X0.000Y0.000;N20G01X0.000Y4.240;N30G01X4.064Y4.240;N40M98P0456L20;N50G90G01X50.000Y4.240;N60G01X50.000Y0.000;N70G01X0.000Y-2.000;N80T85T87;N90M02;0456.isoN10G91G01X0.000Y-2.000;N20G01X2.00Y0.000;N30G01X0.000Y2.000;N40G01X2.000Y0.000;N50M99;准备功能1.G90(绝对坐标指令)格式:G90采用本指令,然后程序段的坐标值都应按绝对方式编程,即所有点的表示数值都是在编程坐标系中的点坐标值,直到执行G91为止.如图所示,若采用绝对坐标指令(G90),则从A→B的尺寸坐标值为X100,Y50从B→C的尺寸坐标值为X100,Y100从C→D的尺寸坐标值为X50,Y100从D→A的尺寸坐标值为X50,Y502.G91(相对坐标指令)格式:G91采用本指令后,后面的程序段的坐标值都应按增量方式编程,即所有点的表示数值均以前一个坐标位置作为起点来计算运动终点的位置矢量,直至执行G90指令为止。如图所示，若采用相对坐标指令（G91），则从A→B的尺寸坐标值为X50,Y0从B→C的尺寸坐标值为X0,Y50从C→D的尺寸坐标值为X-50,Y0从D→A的尺寸坐标值为X0,Y-503.G54（坐标系设定）G54是程序坐标系设置指令.一般以零件原点作为程序的坐标原点.程序零点坐标存储在机床的控制参数区.程序中不设置此坐标系,而是通过G54指令调用.4.G92(设置当前点坐标系)格式:G92G92是设置当前电极丝位置的坐标值.G92后面跟的X、Y坐标值.5.G00(快速定位)格式:G00X+/-5.3Y+/-5.3快速移动指令G00是使电极丝按机床最快速度沿直线或折线移动到目标位置.其速度取决于机床.(有的可以上到18m/min)6.G01(直线插补)格式:G01X+/-5.3Y+/-5.3直线插补(G01)是使用电极丝从当前位置以进给速度移动到目标位置.7.G02、G03(圆弧插补)格式:G02X+/-5.3Y+/-5.3I+/-5.3J+/5.3或G02X+/-5.3Y+/-5.3R+/-5.3G03X+/-5.3Y+/-5.3I+/-5.3J+/5.3或G03X+/-5.3Y+/-5.3R+/-5.3编程参数说明:(1)G02和G03指令用于切割圆或者圆弧,其中G02为顺时针切割,G03为逆时针切割(2)X、Y的坐标值为圆弧终点的坐标值。用绝对方式编程时，其值为圆弧终点的绝对坐标；用增量方式编程时,其值为圆弧终点相对于起点的坐标.(3)I和J是圆心坐标.用绝对方式或增量方式编程时,I和J的值分别是在X或Y方向上,圆心相对于圆弧起点的距离(是为什么取负“—”号的原因）.(4)在圆弧编程中,也可以直接给出圆弧的半径R,而无须计算I和J值.但在圆弧圆心角大于180o是,R的值应加负号(-).(5)对于整圆,要用I和J方式编程,不能用R方式编程.8.G40,G41,G42(电极丝半径补偿)格式:G40(取消电极丝补偿)G41