朱志勇 駱 號 陳建松

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G10指令在生產(chǎn)中的應(yīng)用

朱志勇 駱 號 陳建松

（東南大學(xué) 工業(yè)發(fā)展與培訓(xùn)中心 江蘇 南京 211189）

實(shí)際生產(chǎn)中，長度短但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高的零件越來越常見，常規(guī)的固定循環(huán)指令無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時刀具補(bǔ)償，因此加工效率低、精度低。本文基于FANUC-0i-MTC系統(tǒng)，使用用可編程數(shù)據(jù)輸入指令G10編制宏程序，實(shí)現(xiàn)刀具補(bǔ)償控制及工件坐標(biāo)系偏移，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的連續(xù)加工。程序簡單，安全可靠，加工效率高。

G10；宏程序；刀尖半徑補(bǔ)償；坐標(biāo)系偏移；連續(xù)加工

引言

隨著機(jī)械加工的方式不斷發(fā)展與進(jìn)步，產(chǎn)品零件外形也越來越復(fù)雜，加工精度和工藝要求也在不斷提高。數(shù)控加工過程中，經(jīng)常需要加工一些長度較短的零件，亦或加工輪廓復(fù)雜的端面凹槽，使用輪廓平行粗加工G73指令和精加工G70指令完成粗、精加工編制程序效率低，且無法使用刀尖半徑補(bǔ)償，處理不當(dāng)極易出現(xiàn)加工過切，同時單件加工，效率比較低[1]。為解決這一問題，提出采用宏程序與G10指令相結(jié)合的方法，不僅可以極大簡化程序，解決刀尖半徑補(bǔ)償問題，提升加工品質(zhì)，還可以一車多件，提高生產(chǎn)效率效率[2]。

1 G10指令

1.1 G10指令格式

G10指令是刀具幾何、磨耗補(bǔ)償量可編程輸入指令[3]，G10指令格式為：

G10 P_ X(u)_ Z(w)_ R(C)_ Q_；

P：偏置號，1-64為刀具磨損偏置指令，10000+（1-64）為刀具幾何偏置值；

X(u)：X軸絕對（相對）偏置值；

Z(w)：Z軸絕對（相對）偏置值；

R(C)：刀尖半徑絕對（相對）偏置值；

Q：假想刀尖號（刀位號）；

1.2 G10實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工

工件坐標(biāo)系是通過對刀偏移機(jī)床標(biāo)坐標(biāo)系來建立的，偏移的數(shù)值稱為刀具幾何形狀偏置值，當(dāng)改變了此補(bǔ)償偏值的數(shù)值時，工件坐標(biāo)也就發(fā)生了平移。因此，在數(shù)控車床上加工較小的工件，可以使用G10指令改變刀具幾何形狀偏置值，就可以實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的偏移，一車多件，實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工。

如圖1所示，為了實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系從O1、O2至O3的順序轉(zhuǎn)變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連續(xù)3次加工，可以采用如下程序：

圖1 坐標(biāo)系偏移

程序：

……;

#150=0;/設(shè)置偏移初值；

N1 G10 P10000Z[#150];/設(shè)置Z向偏置；

……;/加工程序；

G10P10000;/取消偏置；

#150=#150+L;/偏置值增加L；

IF[#150 LE 2*L] GOTO1;/判斷是否結(jié)束；

……

1.3 G10刀具補(bǔ)償控制

數(shù)控系統(tǒng)提供了諸如G90、G71、G72、G73等固定循環(huán)，雖大大降低編程難度，但固定循環(huán)中刀尖半徑補(bǔ)償無效，在精度要求高的零件加工中應(yīng)用受限。如圖2所示，使用端面球刀進(jìn)行粗、精加工，余量如虛線所示，可以使用G10指令對刀具長度及刀尖進(jìn)行補(bǔ)償控制，配合使用宏程序，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的精確加工。

圖2 端面凹圓弧槽

思路：控制G10指令中Z值，實(shí)現(xiàn)循環(huán)加工的目的，控制G10指令中的R值，實(shí)現(xiàn)粗、精加工；

程序：

#1=[R+L-1];

N1 G10P4Z[#1] R0.2 Q7;/粗加工循環(huán)

T0404;

IF [#1GT0] GOTO2 ;

G10P4Z0R0;

T0404;/精加工

N2……;

……;

#1=#1-1;

IF [#1GE0] GOTO1;

…….

1.4 G10使用注意事項(xiàng)

由于G10指令是一個賦值命令，一次循環(huán)結(jié)束后會造成坐標(biāo)偏移，從而造成下次加工出錯，因此每次循環(huán)結(jié)束后必須使用G10 P10000取消偏置，使當(dāng)前坐標(biāo)系與初始工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。

2 G10生產(chǎn)加工中的應(yīng)用實(shí)例

2.1 問題的提出

加工如圖3所示工件，要求能夠一次裝夾完成多件工件的加工。

圖3 加工件

2.2 加工工藝編制

通過分析圖紙可知，一次裝夾完成3件工件加工不會產(chǎn)生切削震動。參考工藝如表1所示。

表1 參考加工工藝

2.3 加工程序編制

根據(jù)參考加工工藝，程序編制如下：

O7777;

M03;

S500;

G99G21G40;

M08;

#150=0;

N1G10P10000Z[#150];/工件坐標(biāo)平移

T0101;

G00X52Z0;

G01X0F0.15;/光端面

G00X50Z2;

G90X48.3Z-22F0.2;/粗切外徑

G00X42;

G01X48Z-1F0.06;/精切外徑

Z-22;

G00X100Z100;

#2=7;

N2 G10P4Z[#2]R0.2Q7;/軸向0.2徑向0.4

#3=0.15;/粗加工進(jìn)給量

T0404;

IF [#2GT0] GOTO3 ;

G10P4Z0R0;

#3=0.06;/精加工進(jìn)給量

T0404;

N3G01X30Z6F3;/刀具定位點(diǎn)

G41G01X44;/圓弧左補(bǔ)償G41開始

Z0F[#3];

X42Z-1;

Z-5;

G03X30Z-5R3;

G01Z-3;

G02X18Z-3R3;

G03X0Z-12R9;

G40G01Z6F3;

#2=#2-1;

IF[#2GE0]GOTO2 循環(huán)跳轉(zhuǎn)

G01Z100F3;

X200;

T0202;

G01X51Z-18.3F3;

X10F0.05;

X49F3;

Z-16.5;

X46Z-18F0.05;

X0

G00X100;

Z100;

G10P10000;

#150=#150+22.3

IF [#150LE44.6] GOTO1

G10P10000;

M09

M05;

M30;

2.4 加工程序驗(yàn)證

將上述程序錄入CNC后，利用圖形仿真功能進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證后的刀具軌跡如圖4所示。

圖4 仿真驗(yàn)證

從圖4可知，仿真軌跡與預(yù)期一致。

3 機(jī)床加工驗(yàn)證

實(shí)際加工中，使用FANUC-0I-Mate-TC系統(tǒng)的數(shù)控車床，采用三爪卡盤校夾?50毛坯棒料，伸出長度為70mm，按程序要求在1號到位安裝93°外圓刀，2號到位安裝4mm割刀，4號到位安裝R2.75球刀。完成對刀后一次循環(huán)可以加工三個工件。加工過程及最終工件如圖5、圖6、圖7所示。

圖5 端面圓弧加工

圖6 切斷

圖7 最終工件

4 總結(jié)

對于精度要求高且長度較短的工件，采用傳統(tǒng)加工方法有一定的難度，巧妙應(yīng)用G10指令，程序簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，在剛度允許的條件下可以實(shí)現(xiàn)一車多件，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度。

[1]盧孔寶, 顧其俊. 基于G10指令優(yōu)化數(shù)控車削深凹形軸類零件的編程[J]. 機(jī)床與液壓, 2016, 44(22): 42-44

[2]馮澍, 林萍. 巧用宏程序和調(diào)用子程序與G10在數(shù)車加工中實(shí)現(xiàn)一車多件[J]. 機(jī)床與液壓, 2011, 39(14): 137-138

[3]孫德茂. 數(shù)控機(jī)床車削加工直接編程技術(shù)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2005. 136-137

Parts with characteristics of short length, complex structure and high accuracy are more and more common in actual production, conventional fixed cycle can’t realize real-time tool compensation, so the efficiency and accuracy are low. Macro program with programmable data input G-code G10 can control the tool compensation and offset of workpiece coordinate system(WCS) based on FANUC-0i-MTC, realize continuous process of complex workpiece. The program is succinct, safe, reliable and efficient.

G10; Macro program; tool compensation; offset of WCS; continuous process

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.039

TQ171.6

A

1672-9129(2017)10-0033-02

朱志勇，男，1960年生，江蘇南京人，技師，在東南大學(xué)工業(yè)發(fā)展與培訓(xùn)中心從事數(shù)控車床教學(xué)實(shí)踐工作。單位：東南大學(xué)工業(yè)發(fā)展與培訓(xùn)中心