Управление шпинделем является одним из наиболее важных аспектов программирования ЧПУ, особенно при токарных операциях.

Правильное использование G96 (постоянная скорость обработки поверхности) и G97 (постоянная скорость) может продлить срок службы инструмента, улучшить качество поверхности и повысить безопасность работы.

1. Что такое постоянная скорость поверхности G96 (CSS)?

G96 автоматически регулирует скорость вращения шпинделя в зависимости от диаметра заготовки для поддержания постоянной скорости резки в метрах в минуту или поверхности в футах в минуту.

Пример:G96 S250 M03 (постоянная скорость движения = 250 м/мин, запуск шпинделя)

Закон:Уменьшается диаметр заготовки→ увеличивается скорость вращения шпинделя.

Применимые сценарии:Он подходит для токарных операций, когда диаметр заготовки меняется в процессе резки.

2. Что такое фиксированная скорость G97?

G97 отменяет функцию постоянной скорости движения по поверхности и блокирует шпиндель на фиксированном значении скорости.

Пример:G97 S1200 M03 (Частота вращения шпинделя зафиксирована на уровне 1200 об/мин)

Применимые сценарии:

Обработка бурения

Обработка нарезания резьбы

Жесткое нарезание резьбы выполняется с помощью приводных инструментов

3. Предохранительная блокировка шпинделя — инструкция G50

Чтобы предотвратить потерю скорости вращения шпинделя в режиме постоянной скорости поверхности, G50 всегда используется для установки максимальной скорости вращения шпинделя.

Пример:G50 S3000 (ограничивает максимальную скорость вращения шпинделя до 3000 об/мин)

Использование с:G50 S3000 + G96 S200 M03

Важность:Если G50 не используется, малый диаметр заготовки может привести к высокой скорости вращения шпинделя, что представляет угрозу безопасности.

4. Примерная программа Fanuc

%

O2001 (Образец программы управления шпинделем)

G21 G40 G80 G90 (Установка метрических единиц, отмена компенсации радиуса наконечника, отмена фиксированных циклов, установка абсолютных координат)

T0101 (вызов параметров компенсации в Инструменте 1 и Инструменте 1)

G50 S3000 (Установите ограничение максимальной скорости шпинделя 3000 об/мин)

G96 S250 M03 (Постоянная скорость вращения поверхности, скорость резки 250 м/мин, запуск шпинделя вперед)

G00 X60 Z2 (Быстрое перемещение в положение X60, Z2)

G01 Z-40 F0.25 (прямая интерполяция в положение Z-40, скорость подачи 0.25 мм/об/мин)

G97 S1200 M03 (Переключитесь в режим фиксированной скорости, установите скорость 1200 об/мин, готов к бурению)

G00 X200 Z200 (Быстрый вывод в безопасное положение X200, Z200)

M30 (окончание процедуры и сброс)

%

5. Пример Haas

Система Haas использует тот же командный код, что и Fanuc, но требует жесткой инструкции нарезания резьбы (M29) для одновременного нарезания резьбы.

G96 S500 M03 (Постоянная скорость поверхности вкл., скорость резания 500 м/мин, шпиндель вперед)

G50 S2500 (Установите ограничение максимальной скорости шпинделя 2500 об/мин)

(грубая токарная обработка...)  (Вот раздел, посвященный программе черновой токарной обработки)

G97 S1200 M03 (Переключение в режим фиксированной скорости, 1200 об/мин)

M29 S1200 (Активируйте режим жесткого нарезания резьбы, установите скорость нарезания резьбы 1200 об/мин)

G84 Z-25. Р2. F1.25 (Выполнение жесткого цикла нарезания резьбы, глубина нарезания резьбы Z-25, быстрое позиционирование в положение R2, скорость подачи 1.25)

6. Соответствующая директива Siemens Sinumerik

Включите постоянную скорость поверхности и установите скорость резки 250, максимальный предел скорости 3000: CSS ON S=250 LIMIT=3000

Начало положительного вращения шпинделя: ШПИНДЕЛЬ НА CW

Отключите постоянную скорость поверхности и установите фиксированную скорость 1200: CSS OFF S=1200

7. Heidenhain соответствует директиве

Установите фиксированную частоту вращения шпинделя 1200 об/мин, вращение шпинделя вперед: SPINDL RPM=1200 M3 Включите постоянную скорость поверхности, установите скорость резки 250, максимальную скорость 3000: CSS ON V=250 MAXRPM=3000 Выключите постоянную скорость вращения поверхности: CSS OFF

8. Лучшее решение

Независимо от того, используете ли вы систему Fanuc или Haas, требуется G50 или соответствующая инструкция по блокировке шпинделя.

Перед сверлением или нарезанием резьбы переключитесь в режим фиксированной скорости G97.

Более высокие скорости поверхностного резания (SFM) требуются для обработки алюминиевых сплавов, а более низкие скорости поверхностного резания требуются для обработки нержавеющей стали.

Калькулятор скорости подачи/скорости вращения системы автоматизированного производства (CAM) может быть использован для определения соответствующего значения S (скорость вращения или скорость резки).

9. Распространенные ошибки

Виды ошибок приводят к последствиям

Забудьте использовать команду G50 При обработке заготовок малого диаметра скорость вращения шпинделя может выйти из-под контроля

Используйте постоянную поверхностную скорость G96 при сверлении Скорость подачи не соответствует скорости вращения, что может привести к поломке инструмента

Модальная команда не отменяется корректно Предполагается использование фиксированной скорости, но она все еще находится в режиме постоянной скорости поверхности G96

10. Будущие разработки в области управления шпинделем

Адаптивное управление шпинделем – система ЧПУ автоматически регулирует скорость вращения в зависимости от нагрузки.

Оптимизация шпинделя на основе искусственного интеллекта — регулирует скорость вращения в режиме реального времени в соответствии с обрабатываемым материалом.

Технология цифровых двойников – моделирует кривую скорости шпинделя перед обработкой и заранее оптимизирует параметры.

заключение

Освоение управления скоростью вращения шпинделя G96/G97 является ключом к безопасному и эффективному точению.

Сочетание постоянной скорости обработки поверхности (CSS), блокировки скорости шпинделя (G50) и правильного использования режима фиксированной скорости во время сверления может продлить срок службы инструмента, повысить безопасность обработки и добиться лучшего качества обработки поверхности.