第二章 任和系统数控车床实训操作

第二章任和系统数控车床实训操作第一节任和系统介绍一、任和系统功能数控机床加工中的动作在加工程序中用指令的方式事先予以规定，这类指令有准备功能G、辅助功能M、刀具功能T、主轴转速功能S和进给功能F等。

由于目前数控机床的形式和数控系统的种类较多，同一G指令或同一M指令其含义不完全相同，甚至完全不同。

因此，编程人员在编程前必须对所使用的数控系统功能进行仔细研究，掌握每个指令的确切含义，以免发生错误。

（一）准备功能G指令表2－1列出了任和数控车床系统常用的准备功能指令。

表2－1 任和系统常用准备功能G指令及功能（二）辅助功能M指令表2－2列出了任和数控车床系统常用的辅助功能指令。

表2－2 任和系统常用辅助功能M指令及功能（三）F、T、S功能1.F功能指定进给速度。

每转进给（G99）：系统开机状态为G99状态，只有输入G98指令后，G99才被取消。

在含有G99的程序段后面，在遇到F指令时，则认为F所指定的进给速度单位为mm/r。

每分进给（G98）：在含有G98的程序段后面，在遇到F指令时，则认为F所指定的进给速度单位为mm/min。

G98被执行一次后，系统将保持G98状态，直到被G99取消为止。

2.T功能本系统换刀是采用绝对刀号自动换刀的，即通过编程设定，在加工过程中由系统自动控制换刀，本系统设置四个刀位。

系统换刀是通过检测四个刀位信号与一个公用的刀位正确信号实现的。

如果系统没有检测到正确信号，则系统提示刀架出错，应检查线路接线是否正确。

加工一个零件往往需要几把不同的刀具（刀尖），而每个刀具在转到切削方位时其刀尖所处的位置并不相同，即不同的刀尖应有不同的工件坐标值。

本系统提供了简单方便的刀具功能，在编制程序时无须考虑刀具间的偏差，只要调试时试切对刀一次即可建立各自刀号的工件坐标值。

2．1刀补值的确定本系统的刀补值是在对刀方式下自动计算完成的。

用户只要按对刀步骤对刀，即可得到相应的刀补值。

2．2刀具补偿方式在实际编程中，由于工件形状及机床行程不同，本系统设置了刀补功能，以适应不同的加工情况，本系统采用的刀补方式为切换刀尖坐标值。

换刀时，根据刀补值，系统只计算新相应的刀具坐标值，也就是建立刀具的工件坐标系。

因此在增量方式编程时，T指令后面必须安排一条绝对坐标格式的指令。

a-刀具号，可设0-4号，0表示不换刀。

b-刀补号，可设1-8组，b为0表示撤消刀补。

一般情况下刀具号a和b是一一对应的，如T22，但在一刀两刃的情况下可能不对应，如T45。

T00撤消当前刀补值。

3.S功能通过设定S指令可控制主轴转速，S指令有两种输出方式，即数字量输出和模拟量输出，输出方式的选择在参数设定菜单中的主轴输出方式为数字方式，则S指令输出为数字量，若主轴输出方式为模拟方式，则S 指令输出为模拟量。

3．1数字量输出S01-S10功能：使相应的接口发出信号（位控方式），信号保持至执行下一个S指令时撤除。

（用于控制中间继电器）格式：Sxx；（xx为0-10间的整数）。

3．2模拟量输出功能：模拟量输出配合变频调速器，对三相异步电机或变频调速电机实现无级变速，对于不同的机床主轴电机，系统可在参数设定方式菜单下，设定主轴最高转速，这样加工程序中需要在最高转速范围内的转速就可直接由Sxxxx指令选择。

本系统的模拟量输出是由8路数字量经D/A转成0-10V的电压量，作为变频器的控制信号。

格式：Sxxxx （xxxx为1-主轴最高转速，由用户设定）。

例： S1500 表示主轴转速为1500转/分。

二、任和系统程序结构1.加工程序的组成数控加工中零件加工程序的组成形式，与采用的数控系统形式不同而略有不同。

现在的数控系统中，其加工程序可分为主程序和子程序。

但不论是主程序还是子程序，每一个程序都是由若干个程序段组成。

程序段是由一个或若干个字（字是由表示地址的字母和数字、符合等组成，它是控制数控机床完成一定功能的具体指令）组成，它表示数控机床为完成某一特定动作而需要的全部指令。

例如：P9902N10 T11 M03；N20 G00 X50 Z50；N30 G00 X42 Z0；N40 G01 X-0.1 F100；…上面每一行称为一个程序段，N10、M03、G00……都是一个字。

2.加工程序的格式每个加工程序都有加工程序号、程序段、程序结束符等几部分组成。

（1）加工程序号格式为：P××××××××为加工程序号，可以从0000～9999。

存入数控系统中的各零件加工程序号不能相同。

（2）程序段格式为：N×…×G××X（U）±×…×Z（W）±×…×F×…×S×…×M××T××××；程序段号准备功能坐标运动尺寸工艺性指令结束代码任和系统默认的程序段号从10开始，以10为递增级数。

第二节任和系统车床基本编程指令一、坐标系统采用标准坐标系统，即右手笛卡尔坐标系统，如图2-1。

由图可见，刀具运动的正方向，是工件与刀具距离增大的方向。

在使用绝对尺寸编程时，X值（X坐标值）和Z值（Z坐标值）指定了刀具运动终点的坐标值。

在使用增量尺寸编程时，U值（沿X值的增量）和W值（沿Z轴的增量）指定了刀具运动的距离，其正方向分别与X、Z 轴正方向相同，在同一程序段内可同时采用绝对尺寸和增量尺寸，但必须依照正确的组合格式。

正确组合：X、Z；U、W；X、W；U、Z。

不正确组合：X、U；W、Z。

一般情况下 U=X终点-X起点 W=Z终点-Z起点图2-1二、快速点定位指令G00本指令可将刀具快速移动到所需位置上，一般作为空行程运动，既可是单坐标运动，又可两坐标同时运动，程序格式如下：例2-1 N0020 G00 X100 Z100表示将刀具快速移动到X为100、Z为300的位置上，运动轨迹见图2-2。

图2-2例2-2 N0040 G00 U-36．02表示刀具从当前位置向X轴负方向快速移动36．02（直径量），实际位移18．01，运动轨迹见图2-3。

图2-3注：（1）G00指令中不需要给定速度，G00运行速度应在参数设置方式下设定，设定的范围：2000mm/min~8000mm/min（Z轴），X轴减半。

G00的具体数值根据机床大小及负载情况调整。

（2）只有一个坐标值时，刀具将沿该方向运动（见图2-3）；有两个坐标值时，刀具将先以1：1步数两坐标联动，然后单坐标运动（见图2-2）。

三、插补功能指令（一）直线插补指令G01本指令可将刀具按给定速度沿直线移动到所需位置，一般作为切削加工运动指令，既可单坐标运动，又可两坐标同时插补运动。

程序格式如下：例2-3 N0060 G01 Z200 F100表示将刀具以刀具每分钟100毫米的速度走到Z200的位置，运动轨迹见图2-4。

图2-4例2-4 N0080 G01 U20．5 W-40 F150表示刀具以每分钟150毫米的速度，从当前位置开始按插补方式走一斜线，终点相对于起点的坐标为（U20．5，W-40），即其沿X轴方向移动20．5（直径量），沿Z轴移动W-40，运动轨迹见图2-5。

图2-5注：（1）G01指令中应给出速度F值，速度范围为6~2000mm/min。

（2）只有一个坐标值时，刀具将沿该方向运动，有两个坐标值时，刀具将按所给的终点坐标值做直线插补运动，其轨迹为连结起点到终点的一条斜线，见图2-5。

（二）圆弧插补指令G02/G03本指令可将刀具按所需圆弧运动，G02为顺圆弧，G03为逆圆弧，顺、逆方向设定见图2-6。

特别注意：这里的方向设定与人们日常顺、逆时针方向相反。

本指令可自动过象限。

图2-6编制圆弧程序时，应确定圆弧终点位置与圆心位置。

如需编制图2-7所示圆弧轨迹的程序，应明确圆弧终点位置为（X120、Z10）表示圆心位置，这样图2-7中圆心位置应是（I60、K-40）。

确定了这两点，即可编程。

一般情况下I=X圆心—X起点K=Z圆心—Z起点注：（1）圆弧终点位置及圆心位置中所用的X、U、I值均采用直径量编程。

（2）圆弧终点坐标计算误差应小于5个脉冲当量值。

（3）运行速度为6~600mm/min。

例2-5 以绝对尺寸方式编制图2-7所示圆弧程序。

程序如下：图2-7N0100 G02 X120 Z10 I60 K-40 F300 顺圆弧圆弧终点坐标值圆心相对圆弧起点位置运动速度例2-6 以增量尺寸方式编制图2-7所示圆弧程序。

程序如下：N0100 G02 U60 W-90 I60 K-40 F300例2-7按图2-8所示圆弧轨迹要求，以绝对尺寸方式编制程序。

图2-8这是一个光滑曲线，它A →B →C 两段圆弧连接而成，AB 为顺圆弧，BC 为逆圆弧。

所以整个圆弧曲线应由两段圆弧程序连接起来完成，AB 的圆心位置（I50、K0），BC 的圆心位置为（I-30、K-20）。

程序如下：N0120 G02 X40 Z25 I50 K0 F250 N0130 G03 X60 Z5 I-30 K-20例2-8按图2-8所示圆弧轨迹要求，以增量尺寸方式编制程序。

程序如下： N0120 G02 U20 W-20 I50 K0 F250 N0130 G03 U20 W-20 I-30 K-20 ※本系统允许对G02，G03指令使用圆弧半径编程。

其编程格式为：G02 X （U ）------Z （W ）------R------F------ G03 X （U ）------Z （W ）------R------F------其中X （U ），Z （W ）为圆弧终点。

坐标X ，Z 为绝对坐标尺寸，U ，W 为增量尺寸，X 和U 以直径量编程。

R 为圆弧半径。

F 为运行速度。

原G02，G03以圆心坐标编程保持不变。

这样，G02，G03既能以圆弧半径编程，又可以圆心坐标编程，用户可灵活应用。

注：（1）如G02，G03中既有I ，K 又有R 则出错E-15-02 （2）如R <WxW U x U )2/()2/(，则出错E15-30（3）另外，用圆弧半径编程时，圆弧对应的圆心角不能超过180度，圆弧半径R ，及圆弧程序中X 坐标或Z 坐标的位移量不能超过650mm 。

例2-9 以圆弧半径编程方式编制图2-8所示圆弧程序。

程序如下： N0140 G02 U20 W-20 R25 F250 N0150 G03 U20 W-20 R25四、程序延时指令G04本指令给定所需延时的时间，当程序执行到本程序段时，系统按所给定的时间延时，不做任何其它动作，延时结束后再执行下一段程序。