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1、项目四 SIEMNES系统数控车床实操技能,任务一 SIEMNES系统数控车床实操基本知识 一、SIEMENS车削系统的常用功能 1准备功能 准备功能主要用来指令机床或数控系统的工作方式。与FANUC系统一样，SINUMERIK 802S系统的准备功能也用地址符G和后面数字表示。具体准备功能G指令代码见表4-1。,1准备功能,表4-1 准备功能G指令代码,2. 辅助功能,辅助功能也称为M功能，主要用来指令操作时各种辅助动作及其状态，如主轴的起、 停，切削液的开、关等。SINUMERIK 802S系统辅助功能M指令代码见表4-2。 表4-2 辅助功能M指令代码,3进给功能,进给功能主要用来指令切
2、削时的进给速度。对于车床，进给方式可分为每分钟进给和每 转进给两种，SIEMENS系统用G94、G95规定。 （1）每转进给指令G95 在含有G95程序段后面遇到F指令时，认为F所指定的进给 速度单位为mm/r。系统开机状态为G95状态，只有输入G94指令后，G95才被取消。 （2）每分钟进给指令G94 在含有G94程序段后面遇到F指令时，认为F所指定的进给速度单位为mm/min。 G94被执行一次后，系统将保持G94状态，即使断电也不受影响， 直到被G95取消为止。,4主轴转速功能,主轴转速功能主要用来指定主轴的转速，单位为r/min。 （1）恒线速度控制指令G96 G96是接通恒线速度控制
3、的指令。系统执行G96指令后， S后面的数值表示切削线速度。用恒线速度控制车削工件端面、锥度和圆弧时，X轴会不断 变化。当刀具逐渐移近工件旋转中心时，主轴转速会越来越高，工件有可能从卡盘中飞出。为了防止事故发生，必须限制主轴转速。SIEMENS系统用LIMS来限制主轴转速（FANUC系统用G50指令）。例如：“G96 S200 LIMS = 2500”表示切削速度是200 m/min，主轴转速限制在2500r/min以内。 （2）主轴转速控制指令G97 G97是取消恒线速度控制的指令。系统执行G97指令后，S后面的数值表示主轴每分钟的转数。例如：“G97 S600”表示主轴转速为600r/mi
4、n，系统开机状态为G97状态。,5刀具功能,刀具功能主要用来指令数控系统进行的选刀或换刀，SIEMENS系统用刀具号加刀补号的方式来进行选刀和换刀。例如：T2 D2表示选用2号刀具和2号刀补（FANUC系统用T0202表示）。,二、程序结构及传输格式,SINUMERIK 802S系统的加工程序，由程序名（号）、程序段（程序内容）和程序结束符三部分组成。程序名由程序地址码“%”表示，开始的两个符号必须是字母，其后的符号可以是字母、数字或下划线，最多为8个字符，不得使用分隔符。例如，程序名“%KG18”，其传输格式为 % N KG18 MPF ；PATH/ N MPF DIR,三、SINUMERI
5、K 802S系统基本编程指令,下面重点介绍与FANUC数控车削系统用法不同的指令。 1米制和英制输入指令（G71、G70) G70和G71是两个互相取代的模态功能。机床出厂时一般设定为G71状态，机床的各项参数均以米制单位设定。 2直径/半径方式编程指令（G22、G23) 数控车床的工件外形通常是旋转体，其X轴尺寸可以用两种方式加以指定，分别为直 径方式和半径方式。SIEMENS系统G23为直径编程，G22为半径编程，G23为缺省值，机床出厂一般设为直径编程。,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,编程人员在编写程序时，有时需要知道工件与机床坐标系之间的关系。SINUMERIK 8
6、02S车床系统中允许编程人员使用4个特殊的工件坐标系。操作者在安装工件后，测量出工件原点相对机床原点的偏移量，并通过操作面板，输入到工件坐标偏移存储器中。其后系统在执行程序时，可在程序中用G54G57指令来选择。 G54G57指令设置的工件原点在机床坐标系中的位置是不变的，在系统断电后也不会被破坏，再次开机后仍然有效（与刀具的当前位置无关）。,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,4取消零点偏移指令（G500、G53) G500和G53都是取消零点偏移指令，G500是模态指令，指定后一直有效，直到被同组的G54G57指令取代。而G53是非模态指令，仅在它所在的程序段中有效。 5可编
7、程零点偏移指令（G158) 如果工件在不同的位置有重复出现的形状和结构，或者选用了一个新的参考点，在这种情况下可使用可编程零点偏移指令，由此产生一个当前工件坐标系。新输入的尺寸是在该坐标系中的数据尺寸。用G158指令可以对所有坐标轴编程零点偏移，后面的G158指令取代先前的可编程零点偏移指令。如图4-1所示，M点为机床原点，W1、W2和W3分别为工件原点。G158与G54都为零点偏移指令，但G158不需要在上述零点偏移窗口的设置，只需在程序中书写G158 XZ程序段，地址X、Z后面的数值为偏移的距离。,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,G158指令的应用举例如图4-1所示。,图
8、4-1 G158指令的应用举例,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,（1）应用举例一 N10 G54； 调用第一可设置零点 偏移指令，把M点偏移至W1点 N20 G158 XO Z ； 调用可编程零点偏 移指令，再把W1点偏移至W2点， 建立了以W2为工件原点的 工件坐标系 N30 X Z ； 加工工件,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,（2）应用举例二 N10 G55； 调用第二可设置零点偏移指令，把M点偏 移至W2点，建立以W2为工件原点的工件 坐标系 N20 X Z ； 加工工件 N60 G158 X Z ； 调用可编程零点偏移指令，再把矶点偏 移至W3点，
9、建立以W3点为工件原点的当 前工件坐标系 N70 X Z ； 以W3点为工件原点的当前工件坐标系加工 工件 N100 G500； 取消可编程零点偏移指令 或N100 G53； 可设置、可编程零点偏移指令一起取消， 恢复机床 坐标系,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,6. 暂停指令（G04） G04指令的程序段格式为 在两个程序段之间插入一个G04程序段，可以使加工暂停G04程序段所给定的时间。G04程序段（含地址F或S）只对自身程序段有效，并暂停所给定的时间，在此之前编程的进给速度F和主轴转速S保持存储状态。 在G04程序段中，用F指令暂停进给时间，单位为s；用S指令暂停主轴转
10、数，只有在主轴受控的情况下才有效。例如： N5 S300 M03； 主轴正转，转速为300r/min N10 G01 Z-50 F200； 以200mm/min的速度进给 N15 G04 F2.5； 暂停进给2.5s N20 GOO X100 Z100； N25 G04 S30； 主轴暂停30转相当于主轴转速为 300r/min，且转速修调开关置于100 时，暂停0.1 min N30； 进给速度和主轴转速继续有效,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,7. 恒线速度功能（G96) 格式：G96 S LIMS ； 说明：S为线速度的指定值，单位为m/min。 LIMS为主轴转速上限
11、，单位为r/min。 其他相关指令如下： 1) G97：关闭恒线速度功能。 2) G25：指定主轴转速下限。格式为G25 S ； 3) G26：指定主轴转速上限。格式同G26。,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,8返回参考点（固定点）指令（G74) 格式：G74（G75) XZ； 功能：用G74（G75）指令实现在程序中回参考点（固定点）功能，每个轴的动作方向和速度存储在机床数据中。 说明： 1）固定点是指存储在机床数据中的一个特定位置，比如作为换刀位置的某个固定点，它不会产生偏移。 2) G74（G75）需要一个独立程序段，并按程序段方式有效。 3）在G74 (G75）之后的
12、程序段中原先插补方式组中的G指令（G0、G1、G2、）将再次生效。 4）程序段中X和Z后编程的数值不识别。换句话说就是G74（G75）指令后可以编写一个数值，但该数值不起任何作用。,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,9圆弧擂补指令（G02、G03) SINUMERIK 802S系统的圆弧插补编程有下列四种格式： （1）用圆心坐标和圆弧终点坐标进行圆弧插补其程序段格式为 G02（G03）X Z I K F； （2）用圆弧终点坐标和半径尺寸进行圆弧插补其程序段格式为 G02（G03）X Z CR F ； （3）用圆心坐标和圆弧张角进行圆弧插补其程序段格式为 G02（G03）I K
13、AR F ； （4）用圆弧终点坐标和圆弧张角进行圆弧插补其程序段格式为 G02（G03）X Z AR F ；,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,10通过中间点进行国弧插补指令（G05) G05程序段格式为 G05 X Z IX KZ F ； 如果不知道圆弧的圆心、半径或张角，但已知圆弧轮廓上三个点的坐标，则可以使用G05指令。程序段中X、Z为圆弧终点的坐标值，IX、KZ为中间点在X、Z轴上的坐标值。通过起始点和终点之间的中间点位置确定圆弧的方向，如图4-3所示。G05指令为模态指令，直到被G功能组中其他指令（GOO、GO1、G02、G03、G33）取代为止。,图4-3 G05指
14、令的应用举例,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,11倒角、倒圆角指令 在一个轮廓拐角处可以插入倒角或倒圆角，指令“CHF ”或者“RND”与加工拐角的轴运动指令一起写入到程序段中。 1）倒角指令为CHF ，例如： N10 GO1 X Z CHF2；倒角2mm 表示直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间切入一条直线并倒去棱角，程序中X、Z为两直线轮廓的交点A的坐标，如图4-4所示。,图4-4 两段直线之间倒角举例,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,2）倒圆角指令RND ，表示直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间切入一圆弧，圆弧与轮廓进
15、行切线过渡。倒圆角举例如图4-5所示。,图4-5 倒圆角举例,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,12刀具补偿功能 刀具的补偿包括刀具的偏移和磨损补偿、刀尖半径补偿。 （1）刀尖半径补偿 关于刀尖半径补偿的含义和作用，请参阅本项目任务四中的说明。在西门子系统中，同样使用G41和G42指令来建立刀尖半径补偿以消除刀尖圆角带来的加工误差。 G41为刀尖半径左补偿指令。沿进给方向看，刀尖位置在编程轨迹的左边；G42为刀尖半径右补偿指令。沿进给方向看，刀尖位置在编程轨迹的右边。刀尖补偿的方向及代码如图4-6所示。 数控机床总是按刀尖对刀，使刀尖位置与程序中的起刀点重合。刀尖位置方向不同，即刀具在切削时摆放的位置不同，则补偿量与补偿方向也不同。刀尖方位共有8种选择方式，如图4-7所示。外圆车刀的位置码为3。,图4-6 刀尖补偿的方向及代码,图4-7 刀尖方位,三、SINUMERIK 802S系统基本编程指令,13子程序 当在程序中出现重复使用的某段固定程序时，为简化编程，可将这一段程序预先存入存储器，以作为子程序调用。 子程序的结构与主程序的结构一样。SINUMERIK 802S系统子程序结束除了用M17指令外，还可以用RET指令。在一个程序中（主程序或子程序）可以直接用程序名调用子程序，子程序调用要求占用一个独立的程序段。例如
