CNC加工中心中幾組常用指令的區別及編程技巧

隨著科技的發展和社會的進步，人們對產品的性能和質量要求越來越高，從而使數控機床應用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐漸成為社會所需。通過幾年的加工中心實際應用和教學實踐及摸索，筆者將自己的體會和經驗總結出來，希望對廣大讀者有所啟迪。
1． 暫停指令
G04X（U）_/P_ 是指刀具暫停時間（進給停止，主軸不停止），地址P或X后的數值是暫停時間。X后面的數值要帶小數點，否則以此數值的千分之一計算，以秒（s）為單位，P后面數值 不能帶小數點（即整數表示），以毫秒（ms）為單位。
例如，G04 X2.0;或G04 X2000;　　　暫停2秒
　　　G04 P2000;
但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），為了保證孔底的精糙度，當刀具加工至孔底時需有暫停時間，此時只能用地址P表示，若用地址X表示，則控制系統認為X是X軸坐標值進行執行。
例如，G82X100.0Y100.0Z-20.0R5.0F200P2000;鉆孔（100.0，100.0）至孔底暫停2秒
G82X100.0Y100.0Z-20.0R5.0F200X2.0；　　　 鉆孔（2.0，100.0）至孔底不會暫停。
2． M00、M01、M02和M30的區別與聯系
M00為程序無條件暫停指令。程序執行到此進給停止，主軸停轉。重新啟動程序，必須先回?
絁OG狀態下，按下CW（主軸正轉）啟動主軸，接著返回AUTO狀態下，按下START鍵才能啟動程序。
M01為程序選擇性暫停指令。程序執行前必須打開控制面板上OP STOP鍵才能執行，執行后的效果與M00相同，要重新啟動程序同上。
M00和M01常常用于加工中途工件尺寸的檢驗或排屑。
M02為主程序結束指令。執行到此指令，進給停止，主軸停止，冷卻液關閉。但程序光標停在程序末尾。
M30為主程序結束指令。功能同M02，不同之處是，光標返回程序頭位置，不管M30后是否還有其他程序段。
3． 地址D、H的意義相同
刀具補償參數D、H具有相同的功能，可以任意互換，它們都表示數控系統中補償寄存器的地址名稱，但具體補償值是多少，關鍵是由它們后面的補償號地址來決定。不過在加工中心中，為了防止出錯，一般人為規定H為刀具長度補償地址，補償號從1～20號，D為刀具半徑補償地址，補償號從21號開始（20把刀的刀庫）。
例如，G00G43H1Z100.0;
　　　G01G41D21X20.0Y35.0F200;
4． 鏡像指令
鏡像加工指令M21、M22、M23。當只對X軸或Y軸進行鏡像時，切削時的走刀順序（順銑與逆銑），刀補方向，圓弧插補轉向都會與實際程序相反，如圖1所示。當同時對X軸和Y軸進行鏡像時，走刀順序，刀補方向，圓弧插補轉向均不變。
注意：使用鏡像指令后必須用M23進行取消，以免影響后面的程序。在G90模式下，使用鏡像或取消指令，都要回到工件坐標系原點才能使用。否則，數控系統無法計算后面的運動軌跡，會出現亂走刀現象。這時必須實行手動原點復歸操作予以解決。主軸轉向不隨著鏡像指令變化。
5． 圓弧插補指令
G02為順時針插補，G03為逆時針插補，在XY平面中，格式如下：G02/G03X_Y_I_K_F_或G02/G
03 X_Y_R_F_，其中X、Y為圓弧終點坐標，I、J為圓弧起點到圓心在X、Y軸上的增量值，R為圓弧半徑，F為進給量。
在圓弧切削時注意，q≤180°，R為正值；q>180°，R為負值；I、K的指定也可用R指定，當兩者同時被指定時，R指令優先，I、K無效；R不能做整圓切削，整圓切削只能用I、J、K編程，因為經過同一點，半徑相同的圓有無數個，如圖2所示。
當有I、K為零時，就可以省略；無論G90還是G91方式，I、J、K都按相對坐標編程；圓弧插補時，不能用刀補指令G41/G42。
6． G92與G54～G59之間的優缺點
G54～G59是在加工前設定好的坐標系，而G92是在程序中設定的坐標系，用了G54～G59就沒有必要再使用G92，否則G54～G59會被替換，應當避免，如表1所示。
注意：（1）一旦使用了G92設定坐標系，再使用G54～G59不起任何作用，除非斷電重新啟動系統，或接著用G92設定所需新的工件坐標系。（2）使用G92的程序結束后，若機床沒有回?
紾92設定的原點，就再次啟動此程序，機床當前所在位置就成為新的工件坐標原點，易發生事故。所以，希望廣大讀者慎用。
7． 編制換刀子程序。
在加工中心上，換刀是不可避免的。但機床出廠時都有一個固定的換刀點，不在換刀位置，便不能夠換刀，而且換刀前，刀補和循環都必須取消掉，主軸停止，冷卻液關閉。條件繁多，如果每次手動換刀前，都要保證這些條件，不但易出錯而且效率低，因此我們可以編制一個換刀程序保存諳低襯詿婺冢諢壞妒保贛DI狀態下用M98調用就可以一次性完成換刀動作。
以PMC-10V20加工中心為例，程序如下：
　 O2002;　　　　　 (程序名)
　 G80G40G49　 ; （取消固定循環、刀補）
　 M05;　　　　　　(主軸停止)
　 M09;　　　　　　(冷卻液關閉)
　 G91G30Z0;　　　（Z軸回到第二原點，即換刀點）
　 M06;　　　　　　（換刀）
　 M99;　　　　　　（子程序結束）
在需要換刀的時候，只需在MDI狀態下，鍵入“T5M98P2002”，即可換上所需刀具T5，從而避免了許多不必要的失誤。廣大讀者可根據自己機床的特點，編制相應的換刀子程序。
8．其他
程序段順序號，用地址N表示。一般數控裝置本身存儲器空間有限（64K），為了節省存儲空間，程序段順序號都省略不要。N只表示程序段標號，可以方便查找編輯程序，對加工過程不起任何作用，順序號可以遞增也可遞減，也不要求數值有連續性。但在使用某些循環指令，跳轉指令，調用子程序及鏡像指令時不可以省略。
9．同一條程序段中，相同指令（相同地址符）或同一組指令，后出現的起作用。
例如，換刀程序，T2M06T3; 換上的是T3而不是T2;
G01G00X50.0Y30.0F200;執行的是G00（雖有F值，但也不執行G01）。
不是同一組的指令代碼，在同一程序段中互換先后順序執行效果相同。
G90G54G00X0Y0Z100.0;
G00G90G54X0Y0Z100.0;
以上各項均在PMC-10V20（FANUC SYSTEM）加工中心上運行通過。在實際應用中，只有深刻理解各種指令的用法和編程規律。