本文介紹了數(shù)控指令中的幾個G系列命令及應(yīng)用。

　　1. 設(shè)定工件坐標系指令(G50)

　　指令格式　G50　X_ Z_

　　指令功能　通過刀具起點或換刀點的位置設(shè)定工件坐標系原點。

　　指令說明　G50指令后面的坐標值表示刀具起點或換刀點在工件坐標系中的坐標值。

　　在編寫加工程序時，將工件坐標系的原點設(shè)定在工件的設(shè)計基準與工藝基準處，工件坐標系又稱編程坐標系，其坐標系原點又稱編程原點或編程零點。見圖1中的 0p點，這樣對編寫程序帶來很大的方便。

　　G50 指令的功能通過設(shè)置刀具起點或換刀點相對于工件坐標系的坐標值來建立工件坐標系，這里的刀具起點或換刀點是指車刀或鏜刀的刀尖位置。設(shè)置換刀點的原則，既要保證換刀時刀具不碰撞工件，又要保證換刀時的輔助時間最短。如圖1所示，設(shè)定換刀點距工件坐標系原點在Z軸方向距離為B，在X軸方向距離為A(直徑值)，執(zhí)行程序段中指令G50 XA ZB后，在系統(tǒng)內(nèi)部建立了以0p為原點的工件坐標系。

圖1　刀具起點設(shè)置(工件坐標系)

　　設(shè)置工件坐標系時，刀具起點位置可以不變，通過G50指令的設(shè)定，把工件坐標系原點設(shè)在所需要的工件位置上，如圖2所示。

圖2　設(shè)置工件坐標系

　　工件坐標系原點設(shè)定在工件左端面位置：

　　G50 X200 Z210

　　工件坐標系原點設(shè)定在工件右端面位置：

　　G50 X200 Z100

　　工件坐標系原點設(shè)定在卡爪前端面位置：

　　G50 X200 Z190

　　顯然，當G50指令中相對坐標值A(chǔ)、B不同或改變刀具的刀具起點位置，所設(shè)定工件坐標系原點的位置也發(fā)生變化。

　　通過對刀操作，運用G50指令可以建立起刀點或換刀點相對于工件坐標系原點的位置關(guān)系。其具體操作步驟如下：

　　1) 回參考點操作　用HOME(回參考點)方式，進行回參考點操作，通過刀具返回機床零點消除刀具運行中插補的累積誤差。

　　2) 試切削操作　用手動方式操縱機床，首先切削工件外圓表面，然后保持刀具在X方向位置不變，沿Z方向退刀，記錄顯示在屏幕上X方向坐標值Xt，并測量試切后的工件外圓直徑D。然后切削工件的右端面，保持刀具在Z方向位置不變，沿X方向退刀，記錄顯示屏幕上Z方向坐標值Zt。

　　3)設(shè)定刀具起點位置　用手搖脈沖發(fā)生器移動刀具，使刀具移動至CRT屏幕上所顯示的坐標位置(Xt+A-D，Zt+B)，這樣將刀尖置于所要求的起刀點位置(A，B)上，此時如果執(zhí)行G50 XA ZB指令代碼，則CRT顯示的刀尖坐標位置(A，B)，即數(shù)控系統(tǒng)用新建立的工件坐標系取代了原來的坐標系。

　　用 G50指令還可控制零件的加工精度，如果數(shù)控車床加工零件的直徑尺寸偏差超出了極限偏差值，可用工件坐標系平移的方法控制加工尺寸。一種方法是刀具起點位置不變，改變G50程序段中X坐標值A(chǔ)，坐標值A(chǔ)隨加工尺寸偏大而作相應(yīng)的增加，反之，坐標值A(chǔ)隨加工尺寸偏小而作相應(yīng)的減小。另一種方法是G50程序段中坐標值不變，改變刀具起點的位置，刀具起點距Z軸的距離隨加工尺寸偏大而作相應(yīng)的縮小，反之，刀具起點距Z軸的距離隨加工尺寸偏小而作相應(yīng)的增大。使用這兩種方法，在執(zhí)行G50指令后都能調(diào)整加工尺寸的偏差。

　　有的數(shù)控系統(tǒng)用G54指令確定工件坐標系XpOpZp相對機床坐標系XOZ的位置，以此方法建立工件坐標系，G54指令中X、Z表示工件坐標系原點在機床坐標系中的坐標值。

　　例題1: 設(shè)Op點為工件坐標系原點，Op點在機床坐標系中的坐標值為(0,150)，用G54指令設(shè)置工件坐標系。

　　G54　X0　Z150

　　2. 快速進給指令(G00)

　　指令格式　G00　X(U)_ Z(W)_

　　指令功能　G00指令表示刀具以機床給定的快速進給速度移動到目標點，又稱為點定位指令。

　　指令說明　采用絕對坐標編程，X、Z表示目標點在工件坐標系中的坐標值;采用增量坐標編程，U、W表示目標點相對當前點的移動距離與方向。

　　例題2: 如圖3所示，刀具從換刀點A(刀具起點)快進到B點，試分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編寫G00程序段。

圖3　快速定位

　　絕對坐標編程：

　　G00 X40 Z122

　　增量坐標編程：

　　G00 U-60 W-80

　　3. 直線插補指令(G01)

　　指令格式　G01　X(U)_ Z(W)_ F_

　　指令功能 G01指令使刀具以設(shè)定的進給速度從所在點出發(fā)，直線插補至目標點。

　　指令說明 采用絕對坐標編程，X、Z表示目標點在工件坐標系中的坐標位置;采用增量坐標編程U、 W表示目標點相對當前點的移動距離與方向，其中F表示進給速度，在無新的F指令替代前一直有效。

　　例題3: 如圖4所示，設(shè)零件各表面已完成粗加工，試分別用絕對坐標方式和增量坐標方式　編寫G00，G01程序段。

圖4　直線插補

　　絕對坐標編程：

　　G00 X18 Z2　　　　　 A-B

　　G01 X18 Z-15 F50　　 B-C

　　G01 X30 Z-26　　　　 C-D

　　G01 X30 Z-36　　　　 D-E

　　G01 X42 Z-36　　　　 E-F

　　增量坐標編程：

　　G00 U-62 W-58　　　　 A - B

　　G01 W-17 F50　　　 B-C

　　G01 U12 W-11 C-D

　　G01 W-10 D-E

　　G01 U12 E-F

　　4. 圓弧插補指令(G02，G03)

　　指令格式 G02　X(U)_ Z(W)I_ K_ (R) F_

　　G03　X(U)_ Z(W)I_ K_ (R) F_

　　指令功能 G02、G03指令表示刀具以F進給速度從圓弧起點向圓弧終點進行圓弧插補。

　　指令說明 1)G02為順時針圓弧插補指令，G03為逆時針圓弧插補指令。圓弧的順、逆方向判斷見圖5左圖，朝著與圓弧所在平面相垂直的坐標軸的負方向看，順時針為G02，逆時針為G03，圖5右圖分別表示了車床前置刀架和后置刀架對圓弧順與逆方向的判斷;

圖5　圓弧的順逆方向

　　2)如圖6，采用絕對坐標編程，X、Z為圓弧終點坐標值;采用增量坐標編程，U、W為圓弧終點相對圓弧起點的坐標增量，R是圓弧半徑，當圓弧所對圓心角為 0°～180°時，R取正值;當圓心角為180°～360°時，R取負值。I、K為 圓心在X、Z軸方向上相對圓弧起點的坐標增量(用半徑值表示)，I、 K為零時可以省略。

圖6　圓弧插補

　　例題4: 如圖7所示，走刀路線為A-B-C-D-E-F，試分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編程。

圖7　圓弧插補應(yīng)用

　　絕對坐標編程

　　G03 X34 Z-4 K-4(或R4)F50 　 　 A-B

　　G01 Z-20　　　　　　　　　　　　 B-C

　　G02 Z-40 R20　　　　　　　　　 C-D

　　G01 Z-58 D-E

　　G02 X50 Z-66 I8(或R8)　　 　 E-F

　　增量坐標編程

　　G03 U8 W-4 k-4(或R4)F50 　 A-B

　　G01 W-16 B-C

　　G02 W-20 R20 C-D

　　G01 W-18 　 D-E

　　G02 U16 W-8 I8(或R8) E-F

　　5. 螺紋切削指令(G32)

　　指令格式 G32　X(U)_ Z(W)_ F_

　　指令功能 切削加工圓柱螺紋、圓錐螺紋和平面螺紋。

　　指令說明 1)F表示長軸方向的導(dǎo)程，如果X軸方向為長軸，F(xiàn)為半徑值。 對于圓錐螺紋(圖8)，其斜角α在450以下時，Z軸方向為長軸;斜角α在450～900時，X軸方向為長軸;

　　2) 圓柱螺紋切削加工時，X、U值可以省略，格式為 G32 Z(W)_ F ;

　　3) 端面螺紋切削加工時，Z、W值可以省略，格式為 G32 X(U)_ F ;

　　4) 螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進刀段δ1和降速退刀段δ2。

圖8　螺紋切削

　　例題5: 如圖9所示，走刀路線為A-B-C-D-A，切削圓錐螺紋，螺紋導(dǎo)程為4mm , δ1 = 3mm，δ2 = 2mm，每次背吃刀量為1mm，切削深度為2mm。

圖9　螺紋切削應(yīng)用

　　G00 X16

　　G32 X44 W-45 F4

　　G00 X50

　　W45

　　X14

　　G32 X42 W-45 F4

　　G00 X50

　　W45