数控铣床可编程的零点偏移与比例系数指令的编程技巧.pdf

2 0 1 0年 8月 第 3 8 卷 第 1 6期 机床与液压 MACHI NE TOOL ＆ HYDRAUL I CS Au g ．2 0 1 0 V0 l _ 3 8 No ． 1 6 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 0 ． 1 6 ． 0 3 2 数控铣床可编程的零点偏移与比例系数指令的编程技巧 崔向群，丁广文，徐新平 邢台职业技术学院，河北邢台0 5 4 0 3 5 摘要结合应用实例，介绍可编程的零点偏移与可编程的比例系数指令的功能，着重分析两指令在数控铣削加工应用 中的不同组合顺序对加工图形的影响。当工件上有许多相同的图形单元时，正确使用可编程的零点偏移与比例系数指令， 并将它们与子程序结合起来，既可保证加工的正确性 ，又可提高编程效率、简化编程，大大减少程序的存储空间。 关键词可编程的零点偏移；可编程的比例系数 ；子程序 中图分类号 T G 6 5 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 0 1 6 0 8 8 3 图形变换指 令是数 控铣床 控制 系统所 具备 的功 能 ，s I N U M E R I K 8 0 2 D数控系统 提供 了四种 图形 变换 功 能指 令 ，即可 编 程 的 零 点 偏 移 T R A N S 、A T h A N S 、可编程旋转 R O T、A R O T 、可编程的比例 系数 S C A L E 、A S C A L E和可编程 的镜像 M I R R O R、A M I R R O R 。这类指令与子程序结合使用可使 编程更加灵活、节省程序存储空间、提高编程效率 ， 使程序简洁明了。 1 可编程的零点偏移指令的应用 如果工件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 ，此时就需要使用 可编程的 零点偏移指令 坐标系偏移指令 。由此产生一个当 前工件坐标系 ，此后的坐标值均是在该坐标系中的数 据尺寸 。 指令 T R A N S X Y Z 指坐标 系点 平移 到一 个新 的位置 ，x Y z 后面 的数字表示新 坐标系 原点在工件坐标系 用 G 5 4一 G 5 9中任意一个指令设 定下的位置 ，它同时具有将此指令之前的其他图 形变换指令删除的功能；指令 A T R A N S x Y Z 附加 坐标系偏移指令 ，是以当前或上一次可编程零点 为参考点；不带数值的指令 T R A N S 取消以前的所有 图形变换指令 ，用 G 5 4 一G 5 9 设置 的工件 坐标 系原点 有效 。 加工 图 1 所示 的零件图形 ，工件上有 3个加工位 置的形状相同，若按基本功能指令编程，则要对 3个 形状分别编程，程序篇幅很长 ，占用空间大，编程效 率低且都是相似的程序。根据该零件图形的特点 ，可 考虑将一个部位 的图形编成子程序 ，利用可编程 的零 点偏移指令 ，将坐标系平移后调用子程序 ，即可将 3 个形状相 同的图形加工 出来。为叙述方便 ，将零件图 形进行编号 如图 1 所示 ，主程序用坐标系偏移指 令编写，通过主程序对子程序的3次调用，完成 3 个 图形的加工。 J L y I y Ⅱ 一 厂 ‘ J i ‘．／ ／ _ X ” 。 8 o ．10 ， r ／ A 1 5 ，0 一 ／ ． 2 0 ． 。 i o 5 0 ～ 1 参考程序如下 主程序 Z BP Y．MP F N1 0 T1 M6； N2 0 M0 3 8 0 0； N 3 0 G 5 4 G 9 0 G O 0 X 0 Y 0 F 2 0 0 D I ；工件坐标系建 立，刀具长度补偿值加入，快速定位 N 4 0 Z 5 ；快速下刀 N 5 0 Z I C X；调用子程序 Z I C X加工图形 I N 6 0 T R A N S X 5 0 Y 3 0 ；绝对平移 ，将 G 5 4设定 的 工件坐标 系平移至位置 5 0 ，3 O N 7 0 Z I C X；调用子程序 Z I C X加工图形 Ⅱ N 8 0 A T R A N S X 一 7 0 Y ． 1 0 ；在 已经 偏移 了坐标 系 的基础上再进行坐标系偏移 N 9 0 Z I C X；调用子程序 Z I C X加工图形Ⅲ N 1 0 0 T R A N S ；取消 所有 的坐标 系偏 移 ，G 5 4设 置的工件坐标系原点有效 Nl 1 0 M05 N1 2 0 M3 0； 子程序 Z I C X． MP F 收稿 日期 2 0 0 9 0 7 0 3 作者简介崔向群 1 9 6 3 一 ，女，工学硕士，副教授。主要研究方向为数控加工技术。电话1 3 0 8 2 0 1 9 7 6 1 ，E m a i l e u i ． x q 2 8 5 s o h u ． c o m。 第 1 6期 崔向群 等数控铣床可编程的零点偏移与比例系数指令的编程技巧 8 9 N1 0 G 00 X1 5 Y 0； N2 0 G O1 Z- 2 F1 0 0； N 3 0 Y 1 0 ；直线插补 A B段 N 4 0 G 0 3 Y 一 1 0 1 0 J 一 1 0 ；圆弧插 补 B C段 N 5 0 G 0 1 X 1 5 ；直线插补 C A段 N 6 0 Z 5； N7 0 G0 0 X0 Y0； N 8 0 R E T ；子程序 返 回 将主程序 的 N 8 0程序段用 T R A N S X - 2 0 Y 2 0指令 取代 ，则删除 了 N 6 0程序 段 的坐 标 系平 移 功能 ，加 工效果相 同。 2 编程的比例系数指令的应用 当工件上有形状相同、大小不同的加工部位时， 可以使用可编程的 比例 系数 指令 比例 缩 放指 令 ， 它可以为所有 坐标按 编程 的比例 系数进行缩放 ，按此 比例使所给定 的轴 坐标放 大或缩 小若 干倍 ，缩放 的基 准是 当前设定 的坐标 系。使用 比例缩放指令后 ，此后 的坐标值均按指定 的比例 系数缩放 。 指令 S C A L E X Y Z 指将工件坐标系 用 G 5 4 一 G 5 9中任意一个 指 令 设定 的坐 标进 行 比例 缩 放 ，x Y z 后 面 的 数字 表 示 坐标 的缩放 系数 大于 1为放 大 ，小 于 1为缩 小 ，它 同时具 有将 此 指令之前的其他图形 变换指令删 除的功能 ；指令 A S C A L E X Y Z 是附 加 的比例缩 放指 令 ，是 以 当 前或上一次可编程零点为参考点；不带数值的指令 A S C A L E取消以前所有的图形变换指令，用 G 5 4 ． G 5 9 设置的工件坐标系有效。 加工图 2所示的零件 图形 ，图形Ⅱ 为图形I 的两倍 ， 若按基本功能指 令编 程 ，分 别编 写 两个 图形 的程序 ， 则放大后的图形需重新计算基点 的坐标 ，当 图形 复杂 时相 当麻烦 ，编程 效 率 极低。利 用 可 编程 的 比 例系数 指令 ，把 图形I 编 成子程 序 ，将 坐 标 值放 大两倍后 调用子程 序， 即可完成两个形 状相同 、 大小不同的图形 的加 工 ， 程序的可读性强 。 参考程序如下 主程序 BL S F ． MP F N1 0 T1 M6； N2 0 M0 3 8 0 0； l Y ‘＼ 0 ’ l I I ‘ ． ．／ H 0 , o7 - ．／ 图 2 N3 0 G5 4 G9 0 G0 0 X0 Y0 F 2 0 0 D1 N4 0 Z 5； N 5 0 Z I C X；调用子程序 Z I C X加工图形 I N 6 0 S C A L E X 2 Y 2 ； 将 x、Y坐标轴的数值放大 至 2倍 N 7 0 Z I C X； 调用子程序 Z I C X加工放大图形 Ⅱ N 8 0 S C A L E； 取消 比例缩 放 ，回到 G 5 4设 定的工 件坐标系 中 N9 0 M0 5； N1 0 0 M3 0； 子程序 Z I C X同图 1 。 3 可编程的零点偏移与可编程的比例 系数指令的 组 合应 用 加工 图 3所示的零件图形 ，图形 Ⅱ为 图形 I的两 倍 ，可 以将坐标平移与 比例缩放 指令组 合起来 应用 ， 用两种方式编写加工程序。 L y L l ， ‘ ‘ B o ． 1 O ． ．／ r - ／ A 1 5 ， 0 ．／ C 0 ． 一 1 0 5 0 图 3 3 ． 1 先 坐标 平移后 比例 缩放 使用该方式编制主程序的流程为在原工件坐标 系下调用子程序加工 图形 I；将坐标 系平移后进行坐 标值放大 ，再调用子程序加工 图形 Ⅱ。 参考程序如下 P YS F． MPF N1 0 TI M6； N2 0 M0 3 8 0 0； N3 0 G5 4 G9 0 G O 0 X0 Y0 F 2 0 0 D1； N 4 0 7 _ 5； N 5 0 Z I C X；调用子程序 Z I C X加工图形 I N 6 0 T R A N S X S 0 Y 3 0 ； 绝对平移 ，将 G 5 4设 定的 工件坐标系平移至位置 5 0 ，3 O N 7 0 A S C A L E X 2 Y 2 ；附加 的 比例 缩放 ，将平 移 后的 x、Y坐标值放大 2 倍 N 8 0 Z I C X； 调用子程序 Z I C X加工 平移后 的放 大 图形 Ⅱ N 9 0 S C A L E ； 取 消前面的坐标平移 和 比例缩放功 能 ，回到 G 5 4设定 的工件坐标 系中 N1 0 0 M0 5； N1 1 0 M3 0； 9 O 机床与液压 第 3 8卷 程序段 N 7 0必须使用 A S C A L E X 2 Y 2指令 ，表明 是对平移后 的坐标系进行缩放 ，若使用 S C A L E X 2 Y 2 指令，则此时的S C A L E指令将前面的 T R A N S 指令删 除，是对工件坐标系缩放，加工 出的图形与图 2相 同 ，不符合要求 。 N 9 0程序段也可用不带数值的其他 图形变换指令 取消前面的坐标 系平移和 比例缩放功能。 3 ． 2先 比例 缩放后 坐标 平移 使用该方式编制主程序的流程为 在原坐标 系下 调用子程序加工图形 I；将坐标值放大后进行坐标系 平移，再调用子程序加工图形 Ⅱ。 参考程序如下 S F P Y． MPF N1 0 T1 M6； N2 0 M0 3 8 0 0； N3 0 G5 4 G9 0 GO 0 X0 YO F 2 0 0 D1 N4 0 Z 5； N 5 0 Z I C X；调用子程序 Z I C X加工 图形 I N 6 0 S C A L E X 2 Y 2 ； X、Y方 向的数值放大至 2 倍 N 7 0 A T R A N S X 2 5 Y 1 5 ；相对平 移 ，坐标 值也 按 比例 ，将 G 5 4设 定的工 件坐标 系平移 至位置 2 5 x 2 ，1 5 2 N 8 0 Z I C X；调用 子程序 Z I C X加工放大平 移后 的 图形 Ⅱ N 9 0 T R A N S ；取 消前面的坐标平移和 比例缩放功 能 ，回到 G 5 4 设定的工件坐标 系中 NI O 0 M0 5； Nl 1 0 M3 0 子程序 Z I C X同图 1 。 需特别 指出 的是 ，如果在 S C A L E ／ A S C A L E有 效 时 ，编制 A T R A N S功 能 ，则偏 移量 也 同样被 比例缩 放。如上述程序中为保证加工图形的正确，N 7 0程序 段为 A T R A N S X 2 5 Y 1 5而非 A T R A N S X 5 0 Y 3 0 。 若将程序段 N 7 0的 A T R A N S 指令用 T R A N S指令 取代 ，则此时的 T R A N S 指令将前面 的 S C A L E指令功 能删除 ，是对工件坐标系进行平移 ，并不是在 比例缩 放基础上进行相对平移 ，加工 出的 图形如 图 4所示 ， 不能满足功能要求 。 J l y J l r 厂 u 一 ‘ ／ 尉 0 ． 1 o r ／A I S ， 0 r ／ c f O ， - l o 一 5 0 图 4 4结束语 通过加工图形的实例分析了S I N U ME R I C 8 0 2 D数 控系统可编程的零点偏移与可编程的比例系数指令的 正确应用 ，对工件上有许多相 同图形单元的数控铣 削 编程，将它们与子程序结合起来合理使用，是提高此 类零件编程效率 的有效途径 ，同时增 加了程序的可读 性 ，节省了程序的存储空 间。只有在对指令功能深人 理解的基础上 ，才能做到编制程序时熟能生巧 、举一 反三。 参考文献 【 1 】西门子 中国 自动化与驱动集团． S I N U ME R I C 8 0 2 D操 作编程手册 铣床 [ M] ． 2 0 0 3 ． 【 2 】王荣兴． 加工中心培训教程[ M] ． 北京 机械工业出版 社 ， 2 0 0 6 ． 上接 第 8 7页 平面 ，保证该平 面与基 准 面的垂直 度在 0 ． 2 0 l l l m范 围以内，宽度加工至图纸尺寸；② 粗、精加工另一 端面 ，总长度加工至图纸尺寸 。 6 粗加工 方形 曲面槽 ，槽 的两 侧 面和底 面各 放余量 l m i l l 左右。 7 精加工方形 曲面槽 ，槽的两侧面和底面各 加工至图纸尺寸。 工作 台 角 铁 工 件 斜铁 压 板 垫铁 图 5 工件装夹示意图 4 方形曲面槽加工中注意事项 1 靠模安装端面的平面度。 2 中滑板刹 铁的问隙 要调 整得适 中，既要运 行灵活又要保证运行平稳。 3 滚轮与靠模的接合处要有油润滑，防止磨 损与发热 。 5结束语 通过对现有设备 的改造 ，很好地解决了大批量生 产方形 曲面槽的技术 问题 ，降低 了生产成本 ，取得了 显著的经济效应，对小企业的设备改造有一定的参考 价值 。 参考文献 【 1 】 李洪． 实用机床设计手册[ M] ． 沈阳 辽宁科技出版社， 1 99 9． 【 2 】王光斗． 机床夹具设计手册 [ M] ． 上海 上海科技出版 社 ， 2 0 0 0 ．