G10指令在生产中的应用

朱志勇 骆 号 陈建松



G10指令在生产中的应用

朱志勇 骆 号 陈建松

（东南大学 工业发展与培训中心 江苏 南京 211189）

实际生产中，长度短但结构复杂，精度要求高的零件越来越常见，常规的固定循环指令无法实现实时刀具补偿，因此加工效率低、精度低。本文基于FANUC-0i-MTC系统，使用用可编程数据输入指令G10编制宏程序，实现刀具补偿控制及工件坐标系偏移，实现复杂工件的连续加工。程序简单，安全可靠，加工效率高。

G10；宏程序；刀尖半径补偿；坐标系偏移；连续加工

引言

随着机械加工的方式不断发展与进步，产品零件外形也越来越复杂，加工精度和工艺要求也在不断提高。数控加工过程中，经常需要加工一些长度较短的零件，亦或加工轮廓复杂的端面凹槽，使用轮廓平行粗加工G73指令和精加工G70指令完成粗、精加工编制程序效率低，且无法使用刀尖半径补偿，处理不当极易出现加工过切，同时单件加工，效率比较低[1]。为解决这一问题，提出采用宏程序与G10指令相结合的方法，不仅可以极大简化程序，解决刀尖半径补偿问题，提升加工品质，还可以一车多件，提高生产效率效率[2]。

1 G10指令

1.1 G10指令格式

G10指令是刀具几何、磨耗补偿量可编程输入指令[3]，G10指令格式为：

G10 P_ X(u)_ Z(w)_ R(C)_ Q_；

P：偏置号，1-64为刀具磨损偏置指令，10000+（1-64）为刀具几何偏置值；

X(u)：X轴绝对（相对）偏置值；

Z(w)：Z轴绝对（相对）偏置值；

R(C)：刀尖半径绝对（相对）偏置值；

Q：假想刀尖号（刀位号）；

1.2 G10实现连续加工

工件坐标系是通过对刀偏移机床标坐标系来建立的，偏移的数值称为刀具几何形状偏置值，当改变了此补偿偏值的数值时，工件坐标也就发生了平移。因此，在数控车床上加工较小的工件，可以使用G10指令改变刀具几何形状偏置值，就可以实现坐标系的偏移，一车多件，实现连续加工。

如图1所示，为了实现坐标系从O1、O2至O3的顺序转变，进而实现连续3次加工，可以采用如下程序：

图1 坐标系偏移

程序：

……;

#150=0;/设置偏移初值；

N1 G10 P10000Z[#150];/设置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;/判断是否结束；

……

1.3 G10刀具补偿控制

数控系统提供了诸如G90、G71、G72、G73等固定循环，虽大大降低编程难度，但固定循环中刀尖半径补偿无效，在精度要求高的零件加工中应用受限。如图2所示，使用端面球刀进行粗、精加工，余量如虚线所示，可以使用G10指令对刀具长度及刀尖进行补偿控制，配合使用宏程序，可以实现复杂零件的精确加工。

图2 端面凹圆弧槽

思路：控制G10指令中Z值，实现循环加工的目的，控制G10指令中的R值，实现粗、精加工；

程序：

#1=[R+L-1];

N1 G10P4Z[#1] R0.2 Q7;/粗加工循环

T0404;

IF [#1GT0] GOTO2 ;

G10P4Z0R0;

T0404;/精加工

N2……;

……;

#1=#1-1;

IF [#1GE0] GOTO1;

…….

1.4 G10使用注意事项

由于G10指令是一个赋值命令，一次循环结束后会造成坐标偏移，从而造成下次加工出错，因此每次循环结束后必须使用G10 P10000取消偏置，使当前坐标系与初始工件坐标系原点重合。

2 G10生产加工中的应用实例

2.1 问题的提出

加工如图3所示工件，要求能够一次装夹完成多件工件的加工。

图3 加工件

2.2 加工工艺编制

通过分析图纸可知，一次装夹完成3件工件加工不会产生切削震动。参考工艺如表1所示。

表1 参考加工工艺

2.3 加工程序编制

根据参考加工工艺，程序编制如下：

O7777;

M03;

S500;

G99G21G40;

M08;

#150=0;

N1G10P10000Z[#150];/工件坐标平移

T0101;

G00X52Z0;

G01X0F0.15;/光端面

G00X50Z2;

G90X48.3Z-22F0.2;/粗切外径

G00X42;

G01X48Z-1F0.06;/精切外径

Z-22;

G00X100Z100;

#2=7;

N2 G10P4Z[#2]R0.2Q7;/轴向0.2径向0.4

#3=0.15;/粗加工进给量

T0404;

IF [#2GT0] GOTO3 ;

G10P4Z0R0;

#3=0.06;/精加工进给量

T0404;

N3G01X30Z6F3;/刀具定位点

G41G01X44;/圆弧左补偿G41开始

Z0F[#3];

X42Z-1;

Z-5;

G03X30Z-5R3;

G01Z-3;

G02X18Z-3R3;

G03X0Z-12R9;

G40G01Z6F3;

#2=#2-1;

IF[#2GE0]GOTO2 循环跳转

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 加工程序验证

将上述程序录入CNC后，利用图形仿真功能进行验证，验证后的刀具轨迹如图4所示。

图4 仿真验证

从图4可知，仿真轨迹与预期一致。

3 机床加工验证

实际加工中，使用FANUC-0I-Mate-TC系统的数控车床，采用三爪卡盘校夹∅50毛坯棒料，伸出长度为70mm，按程序要求在1号到位安装93°外圆刀，2号到位安装4mm割刀，4号到位安装R2.75球刀。完成对刀后一次循环可以加工三个工件。加工过程及最终工件如图5、图6、图7所示。

图5 端面圆弧加工

图6 切断

图7 最终工件

4 总结

对于精度要求高且长度较短的工件，采用传统加工方法有一定的难度，巧妙应用G10指令，程序简单，适应性强，在刚度允许的条件下可以实现一车多件，从而提高了生产效率，降低了劳动强度。

[1]卢孔宝, 顾其俊. 基于G10指令优化数控车削深凹形轴类零件的编程[J]. 机床与液压, 2016, 44(22): 42-44

[2]冯澍, 林萍. 巧用宏程序和调用子程序与G10在数车加工中实现一车多件[J]. 机床与液压, 2011, 39(14): 137-138

[3]孙德茂. 数控机床车削加工直接编程技术[M]. 北京:机械工业出版社, 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，江苏南京人，技师，在东南大学工业发展与培训中心从事数控车床教学实践工作。单位：东南大学工业发展与培训中心