探讨加工中心的编程技巧及安全操作

　　本文探讨了加工中心的编程技巧及安全操作相关内容。

　　随着科技的发展和社会的进步，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。数控机床应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渐成为社会所需。从而使越来越多的学校购买数控机床，开展数控机床的教学。通过几年的加工中心实际应用和教学实践及摸索，笔者将一些积累的经验和读者分享，如有不当之处，请批评指出。

　　一、加工中心几个常用指令的编程技巧

　　1、M00、M01、M02和M30的区别与联系

　　学生在初学加工中心编程时，对以上几个M代码容易混淆，主要原因是学生对加工中心加工缺乏认识，加上个别教材叙述不详细。它们的区别与联系如下：

　　M00为程序暂停指令。程序执行到此进给停止，主轴停转。重新按启动按钮后，再继续执行后面的程序段。主要用于编程者想在加工中使机床暂停(检验工件、调整、排屑等)。

　　M01为程序选择性暂停指令。程序执行时控制面板上“选择停止”键处于“ON”状态时此功能才能有效，否则该指令无效。执行后的效果与M00相同，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。

　　M02为主程序结束指令。执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。

　　M30为主程序结束指令。功能同M02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管M30后是否还有其他程序段。

　　2、刀具补偿参数地址D、H的应用

　　在部分数控系统(如FAUNC)中，刀具补偿参数D、H具有相同的功能，可以任意互换，它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称，但具体补偿值是多少，关键是由它们后面补偿号地址中的数值来决定。所以在加工中心中，为了防止出错，一般人为规定H为刀具长度补偿地址，补偿号从1～20号，D为刀具半径补偿地址，补偿号从21号开始(20把刀的刀库)。

　　例如：G00G43H1Z60.0;

　　G01G41D21X30.0Y45.0F150;

　　3、G92与G54～G59的应用

　　G54～G59是调用加工前设定好的坐标系，而G92是在程序中设定的坐标系，用了G54～G59就没有必要再使用G92，否则G54～G59会被替换，应当避免。

　　注意：(1)一旦使用了G92设定坐标系，再使用G54～G59不起任何作用，除非断电重新启动系统，或接着用G92设定所需新的工件坐标系。(2)使用G92的程序结束后，若机床没有回到G92设定的原点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故。所以，一定要慎用。

　　4、暂停指令

　　G04X_/P_ 是指刀具暂停时间(进给停止，主轴不停止)，地址P或X后的数值是暂停时间。X后面的数值要带小数点，否则以此数值的千分之一计算，以秒(s)为单位，P后面数值不能带小数点(即整数表示)，以毫秒(ms)为单位。

　　例如，G04 X2.0;或G04 X2000;　　　暂停2秒

　　G04 P2000;

　　但在某些孔系加工指令中(如G82、G88及G89)，为了保证孔底的粗糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停时间，此时只能用地址P表示，若用地址X表示，则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行。

　　例如，G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000;

　　钻孔(80.0，60.0)至孔底暂停2秒

　　G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200X2.0;

　　钻孔(2.0，60.0)至孔底不会暂停。

　　5、同一条程序段中，相同指令(相同地址符)或同一组指令，后出现的起作用。

　　例如：G01G90Z30.0Z20.0F200; 执行的是Z20.0，Z轴直接到达Z20.0，而不是Z30.0。

　　G01G00X30.0Y20.0F200; 执行的是G00(虽有F值，但也不执行G01)。

　　但不同一组的指令代码，在同一程序段中互换先后顺序执行效果相同。

　　例如：G90G54G00X0Y0Z60.0;和G00G90G54X0Y0Z60.0;相同。

　　6、程序段顺序号

　　程序段顺序号，用地址N表示。一般数控装置本身存储器空间有限(64K)，为了节省存储空间，程序段顺序号都省略不要。N只表示程序段标号，可以方便查找编辑程序，对加工过程不起任何作用，顺序号可以递增也可递减，也不要求数值有连续性。但在使用某些循环指令，跳转指令，调用子程序及镜像指令时不可以省略。

　　二、安全操作加工中心加工

　　数控机床的加工过程中，有一点至关重要，那就是在编制程序和操作加工时，一定要避免使机床发生碰撞。因为数控机床的价格非常昂贵，少则几十万元，多则上百万元，维修难度大且费用高。但是，碰撞的发生是有一定规律可循的，是能够避免的，可以总结为以下几点。

　　1、利用计算机模拟仿真系统

　　随着计算机技术的发展，数控加工教学的不断扩大，数控加工模拟仿真系统越来越多，其功能日趋完善。因此可用于初步检查程序，观察刀具的运动，以确定是否有可能碰撞。

　　2、利用机床自带的模拟显示功能

　　一般较为先进的数控机床图形显示功能。当输入程序后，可以调用图形模拟显示功能，详细地观察刀具的运动轨迹，以便检查刀具与工件或夹具是否有可能碰撞。

　　3、利用机床的空运行功能

　　利用机床的空运行功能可以检查走刀轨迹的正确性。当程序输入机床后，可以装上刀具或工件，然后按下空运行按钮，此时主轴不转，工作台按程序轨迹自动运行，此时便可以发现刀具是否有可能与工件或夹具相碰。但是，在这种情况下必须要保证装有工件时，不能装刀具;装刀具时，就不能装工件，否则会发生碰撞。

　　4、利用机床的锁定功能

　　一般的数控机床都具有锁定功能(全锁或单轴锁)。当输入程序后，锁定Z轴，可通过Z轴的坐标值判断是否会发生碰撞。此功能的应用应避开换刀等运作，否则无法程序通过。

　　5、坐标系、刀补的设置必须正确

　　在启动机床时，一定要设置机床参考点。机床工作坐标系应与编程时保持一致，尤其是Z轴方向，如果出错，铣刀与工件相碰的可能性就非常大。此外，刀具长度补偿的设置必须正确，否则，要么是空加工，要么是发生碰撞。

　　6、提高编程技巧

　　程序编制是数控加工至关重要的环节，提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。

　　例如：铣削工件内腔，当铣削完成时，需要铣刀快速退回至工件上方100mm处，如果用N50 G00 X0 Y0 Z100 编程，这时机床将三轴联动，，则铣刀有可能会与工件发生碰撞，造成刀具与工件损坏，严重影响机床精度，这时可采用下列程序N40 G00 Z100;　 N50 X0 Y0;　即刀具先退至工件上方 100mm处，然后再返回编程零点，这样便不会碰撞。

　　总之，掌握加工中心的编程技巧，能够更好地提高加工效率、加工质量，避免加工中出现不必要的错误。这需要我们在实践中不断总结经验，不断提高，从而使编程、加工能力进一步加强，为数控加工事业的发展作贡献。

　　参考文献：

　　1、实用数控加工技术编委会编 《实用数控加工技术》 北京：兵器工业出版社，1995

　　2、唐健编 《数控加工及程序编辑基础》 北京：机械工业出版社，1997

　　3、劳动和社会保障部编 《加工中心操作工》 北京：中国劳动社会保障出版社，2001

　　4、OMC综合切削中心机程式设计 台湾 1999