Подготовительные команды

Подготовительные команды (операции) определяют режим работы системы ЧПУ и обозначаются символом и двухразрядным кодом. Предусмотрено несколько групп подготовительных команд, некоторым из которых предписывают конкретные функции, а другие являются резервными. Ввиду разницы во времени и месте разработки систем ЧПУ одинаковые функциональные действия обозначены различными кодами. Рассмотрим функциональные действия подготовительных команд и их обозначения.

Подготовительные функции, определяющие режим работы устройства ЧПУ, задаются адресом G и двузначным десятичным числом. В общем случае все подготовительные функции могут быть разделены на следующие группы:

G00 – G09 - команды общего порядка;

G10 – G39 - команды, определяющие режимы непрерывной обработки;

G40 - G59 - команды для коррекции размеров режущих инструментов;

G60 – G79 - характер перемещения и положение заготовки в процессе

обработки;

G80 - G89 - стандартные циклы;

G90 – G99 - задание способов отсчета перемещений и единиц скорости

резания и подач.

Подготовительные функции

G00 - Позиционирование. Перемещение на быстром ходу в заданную точку. Ранее заданная рабочая подача не отменяется.

G01 - Линейная интерполяция. Перемещение с запрограммированной подачей по прямой к точке.

G02, 03 - Круговая интерполяция соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки.

G04 - Задержка в обработке на определенное время, которое задается с пульта управления или в кадре.

G06 - Параболическая интерполяция. Движение по параболе с запрограммированной подачей.

G08 - Разгон. Плавное увеличение скорости подачи до запрограммированного ее значения в начале движения.

G09 - Торможение в конце кадра. Плавное уменьшение скорости подачи до фиксированного значения.

G17, G18, G19 - Плоскости интерполяции соответственно XY, XZ, YZ.

G28 - Врезание фрезы по дуге окружности.

G33, G34, G35 - Нарезание резьбы соответственно с постоянным, увеличивающимся и уменьшающимся шагами.

G40 - Отмена коррекции инструмента, заданной одной из функций G41-G52.

G45-G52 - Коррекция диаметра или радиуса инструмента при прямолинейном формообразовании G45+/+, G46 +/-, G47 -/-, G48 -/+, G49 0/+, G50 0/-, G51 +/0, G52 -/0.

G53 - Отмена линейного сдвига, заданного одной из функций G54-G59.

G54-G59 - Линейный сдвиг по координатам X, Y, Z и в плоскостях XY, ZX и YZ соответственно.

G63 - Нарезание резьбы метчиком.

G80 - Отмена постоянного цикла, заданного одной из функций G81-G89.

G81-G89 - Постоянные циклы:

G81 – Сверление.

G82 - Сверление с дроблением стружки.

G83 - Глубокое сверление.

G84 - Нарезание резьбы.

G85 – Развертывание.

G86 - Растачивание с выводом инструмента при не вращающемся шпинделе.

G87 - Обработка группы отверстий или карманов, расположенных с постоянным шагом по прямым (группа точек).

G88 - Обработка группы отверстий или карманов, расположенных с постоянным шагом по окружности.

G90 - Абсолютный размер. Отсчет перемещений в абсолютной системе координат с началом в нулевой точке системы ЧПУ.

G91 - Размер в приращениях. Отсчет перемещений относительно предыдущей запрограммированной точки.

G92 - Установка абсолютных накопителей положения.

G93 - Скорость подачи в функции, обратной времени.

G94, G95 - Единица подачи соответственно в минуту и наоборот.

G96 - Единица скорости резания (м/мин).

G97 - Единица главного движения (об/мин).

Примечание. G07, G10-G16, G20, G32, G36-G39, G60-G62, G64-G79, G98, G99 – резервные коды.

Ввиду разницы во времени и месте разработки систем ЧПУ одинаковые функциональные действия обозначены различными кодами. При программировании в одном кадре возможно задание одной команды каждой группы, а максимальное число вспомогательных команд, которое может быть применено в кадре для различных систем ЧПУ различно в указывается в формате кадра. Рассмотрим функциональные действия подготовительных команд в их обозначения.

Неуказанные (резервные) коды предназначены для индивидуального использования по усмотрению разработчиков ЧПУ.

Большинство подготовительных функции действует до тех пор, пока не заменяется или отменяется другой функцией из той же группы. Однако некоторые из них (например, G04, G08, G09, G63, G92 и др.) действуют только в том кадре, в котором указаны.

Каждая конкретная система ЧПУ может выполнять лишь некоторую часть из команд, приведенных в списке. Подготовительные функции записываются в кадре по мере возрастания их кодовых номеров. В одном кадре не может быть более одной подготовительной функции из каждой группы.

При программировании в одном кадре возможно задание одной команды каждой группы, а максимальное число вспомогательных команд, которое может быть применено в кадре для различных систем ЧПУ, различно и указывается в формате кадра.

Первая группа вспомогательных команд связана с выбором вида перемещения на станке. Во всех системах ЧПУ их обозначение одинаково: G00* - позиционирование, G01 – линейная интерполяция, G02 и G03 – круговая интерполяция. G00* означает перемещение на скорости ускоренного хода (обычно 10 м/мин) в заданную точку по любой из координат. При задании команды G00 действие заданной подачи отменяется, но остается в памяти системы ЧПУ до прихода команд рабочего перемещения.

Линейная интерполяция G01 – перемещение с запрограммированной скоростью по прямой от исходной точки к точке, заданной координатами в данном кадре. При задании движений по нескольким координатам одновременно скорость перемещений пропорциональна длине перемещения.

Круговая интерполяция G02 – движение по круговой траектории, получаемое согласованным движением вдоль двух осей по часовой стрелке, круговая интерполяция G03 – против часовой стрелки.

П

б)

Рис.4 Подход к контуру с использованием линейной (а) и круговой (б) интерполяции

а)

одход к задан-ному контуру осуществ-ляется без специальных команд. Используют команды линейной или круговой интерполяции G01-G03. Применение этих команд происходит при задании точки Р2 (рис. 4). При этом производится расчет координат точки Р2’, расположенной перпендикулярно запрограммированному участку Р1Р2. Эта точка находится на расстоянии, указанном под соответствующим адресом.

В отдельную группу выделены команды, действующие в пределах одного кадра. Команда G04 – выдержка времени (пауза, остановка с задержкой) действует в пределах одного кадра. Наличие этой команды совместно с командой, определяющей паузу, позволяет задержать начало обработки, указанной в следующем кадре на заданную величину. Командой G04 пользуются, когда задание остановки программы другими командами нецелесообразно. Например, для остывания детали после черновой обработки перед чистовой.

К

Рис.5 Изменение направления движения инструмента с использованием команды G09 (а) и без использования команды G09 (б)

Рис.7 Изменение направления движения инструмента с использованием команды G09 (а) и без использования команды G09 (б)

оманда G09 (рис.5) позволяет обеспечить торможение в конце перемещения и используется для обеспечения точности перемещения. Например, при изломе контура позволяет избежать искажения обрабатываемого контура.

G18(XZ)

К

G19(YZ)

Рис.6 Плоскости интерполяции, связанные с перемещениями

Z

G17(XY)

X

оманды G17 - G19 определяют плоскость интер-поляции. При рассмотрении круговой интерполяции G02 или G03 обязательно задают плоскость интер-поляции (в каких координатах ведется обход контура). Команда G17 определяет плоскость интерполяции XY, команда G18 – XZ, а G19 – YZ. Эти команды заменяют одна другую и запоминаются до отмены. Применение команд G18 и G19 ограничено из-за отсутствия необходимого инструмента.

Основной плоскостью интер-поляции является плоскость XY, которая рассматривается в отрицательном направлении оси Z (рис.6).

В начале развития программирование вели по эквидистанте. Эквидистанта – контур, описываемый центром фрезы при обходе ей контура детали при обработке. Сейчас же достаточно запрограммировать детали. Для этого служит группа команд G40-G52, производящих коррекцию диаметра или радиуса инструмента.

Команда G40 отменяет любую из команд G41-G52.

Правило для определения коррекции инструмента: если радиус-вектор, проведенный через центр фрезы и точку ее касания с обрабатываемой плоскостью (или ее продолжением), совпадает с положительным направлением соответствующей оси, то коррекция считается отрицательной (знак «-»), если противоположно – то положительной (знак «+»).

Команда G41 – коррекция на радиус инструмента левая и G42 – коррекция на радиус инструмента правая. По команде G41 инструмент смещается влево (рис.7,а) от обрабатываемого контура, если смотреть в

Y

Y

P₂

P₃

X

P₁

X

а)

б)

Рис.7

направлении движения инструмента, а по команде G42 – вправо (рис.7,б). Например, для перехода из точки Р₁ в точку Р₂ необходимо в точку Р₁ выйти

с помощью команды G43 или G44, а уже затем, задав G41 и координату точки Р₂, переместить инструмент в положение, приведенное на рис.8.

Использование команд группы G40 позволяет в случае эквидистантного программирования учитывать изменение радиуса фрезы. При этом в программу заносится не радиус инструмента, а разница между запрограммированной и действительной величиной. Если не реализована возможность указания знака коррекции, то действительный радиус инструмента должен быть больше запрограммированного. Кроме указанных команд группа G40 корректирует перемещения по оси Z.

Положений инструмента относительно контура детали (рассматривается прямоугольный контур, стороны которого параллельны осям) конечное число. Коррекции инструмента не зависят от направления подхода инструмента к заданной точке, и независимо от того (рис. 8), движется инструмент в точку Р1 от точки Р2 или от точки Р4, коррекция его определяется положением центра инструмента относительно точки Р1.

Рис.8 Коррекция радиуса

инструмента для

наружного (а) и

внутреннего (б)

контуров

а)

б)

а)

б)

П

Рис.9 Коррекция командами G43 и G44 при круговой интерполяции

по наружному (а) и внутреннему (б) контуру

ри обработке окружности знак коррекции определяется направлением радиус-вектора (рис. 9). При программировании контура детали с использованием коррекции группы G40 и круговой интерполяции производить следующий контроль: если радиус-вектор из центра фрезы в точку касания контура по направлению совпадает с радиус-вектором самого контура, то радиус фрезы должен быть меньше радиуса контура (рис. 10).

Рис.10 Векторы контура и фрезы:

а - наружный; б - внутренний

а)

б)

Р

Рис.11 Программирование контура при R=r

екомендуется r≥1.5R, где R – радиус фрезы, r – радиус контура. Иначе может произойти ошибка в расчете интерполятора. Когда это условие выдержать не удается и R=r, то программируется контур (рис. 11) до начала радиуса закругления (точка А). В этом случае периферия инструмента образует радиус контура. После этого производится дальнейшее программирование участка контура от точки В.

Команда G28 применяется для выхода на контур (врезания) по дуге окружности. Этот выход осуществляется по окружности радиусом, равным половине расстояния от исходной точки к заданной. Фрезу устанавливают в исходную точку, находящуюся на отрезке, перпендикулярном обрабатываемому контуру. Команда G28 используется совместно с командами G02 или G03 для задания направления врезания и если требуются команды коррекции G40.

Команды G60 и G61 определяют режимы позиционирования. Исходной командой является подготовительная команда G60, обеспечивающая подход механизмов станка к точке позиционирования со стороны движения. Команда G61 обеспечивает подход механизмов станка в заданную точку с одной стороны.

Команды G90* и G91 определяют порядок задания перемещений в абсолютных значениях или приращениях от последнего значения. Команда G90 – отсчет абсолютных значений – производится от выбранного на детали или вне ее начала отсчета. Данный способ задания координат требует перерасчета координат детали относительно выбранного нуля отсчета. Команда G91 производит отсчет в приращениях, т.е. указывается расстояние от заданной точки до предыдущей. Задание перемещений по команде G90 является более точным по сравнению с командой G91, т.к. исключается погрешность накопления ошибки, возникающей при задании перемещений в приращениях. Применение той или другой команды определяется точностью заданной обработки, исключая задание для перемещений по координатам Z, R, Q, и всегда задаются в абсолютных значениях. В одном кадре может быть указана одна из этих команд. Если одна из координат должна быть задана по команде G90, а другая по G91 , то их ставят в разные кадры N…G90Х…Y…N…G91Z…

Команда G92 – смещение нуля отсчета внутри программы в любую точку относительно абсолютного нуля, т.е. без установки баз, зная только координату от абсолютного нуля и задав ее командой G92 и G00, программист сообщает координаты нахождения плавающего нуля. При этом перемещения рабочих органов не происходит. Смещение начала отсчета возможно в промежутке между обработками при команде G00.

Автоматические постоянные циклы (ПЦ) предназначены для управления движением механизмов станка по оси шпинделя Z и работой главного привода по жесткой программе при выполнении сверлильно-расточной обработки деталей. Эта группа команд называется группой G80. ПЦ отведены номера с 80 до 90. Программа ПЦ представляет собой последовательность перемещений, связанную с подходом инструмента на ускоренной подаче к обрабатываемой поверхности, обработкой детали и выходом после окончания обработки.

Эти команды после задания запоминаются и действуют до отмены другой командой этой группы или G80. Причем команда G80 не стирает предыдущую информацию. Команды ПЦ задаются перед информацией перемещения. Перемещения по осям X и Y могут быть заданы в абсолютных

Рис.12 Структура кадра ПЦ

значениях и в приращениях. Перемещение по оси Z может быть задано только в абсолютных значениях. Движение по оси Z делят на перемещения, выполняемые в различных частях ПЦ (рис.13):

1 – перемещение от точки нахождения инструмента до плоскости начала отсчета по оси Z осуществляется автоматически;

2 – перемещение от нулевой плоскости до поверхности обработки, производится на ускоренном ходу и обозначается адресом R, который программируется в кадре ПЦ и запоминается до его отмены;

3 – перемещение, связанное с обработкой на рабочей подаче, рассчитывается с учетом врезания и перебега инструмента при обработке и программируется адресом Z;

4 – перемещение, связанное с входом инструмента из детали, равное Z;

5 – перемещение, связанное с отходом инструмента от поверхности обработки.

В ПЦ команды смещения инструмента по оси Z недействительны. В кадре ПЦ должна быть задана команда М03 или М04 на включение шпинделя. Каждый ПЦ состоит из перемещений инструмента по координатам X, Y в точку О обработки и нескольких перемещений инструмента по координате Z.

Рис13. Перемещение в ПЦ