cNc銑床基本介紹 C銑床如圖1所示。因無自動刀具交換装置(ATC, Automatic Toos changer)及刀具庫,故必須用手動方式換刀。圖2所示為立式 綜合切削中心機。圖3所示為臥式综合切削中心機。綜合切削中心機(MC, Machine center)因具備ATC及刀具庫,故可將使用的刀具預 先安排存放於刀具庫內,需要時再下指令,由ATC自動换刀。所以综合切削中心機即CNC銑床加上ATC及刀具庫 國盟 圖1CNC銑床 圖2立式綜合切削中心機 圖4圖盤型刀具庫 圖3臥式綜合切削中心機 刀具庫有二種:圓盤型,如圖4所示。鏈條型,如圖5所示。圓盤型刀具庫用於刀具數目較少者,且换刀方式大都採用無臂式的换刀 換刀速度較慢,但故障率較少。鍵條型刀具庫用於刀具數目較多者,且換刀方式大都採用有臂式的換刀,換刀速度較快。有臂式的換刀臂 如圖6所示。 綜合切削中心機為了減少裝置工件的時間,大型工件常使用自動梭台交换装置(APC, Automatic Pallete Changer):如圖7所示:小型 工件可用機械手(Robo)上下工件。如圖8所示
1 CNC 銑床基本介紹 CNC 銑床如圖 1 所示。因無自動刀具交換裝置( ATC , Automatic Toos Changer )及刀具庫，故必須用手動方式換刀。圖 2 所示為立式 綜合切削中心機。圖 3 所示為臥式綜合切削中心機。綜合切削中心機 ( MC , Machine Center ) 因具備 ATC 及刀具庫，故可將使用的刀具預 先安排存放於刀具庫內，需要時再下指令，由 ATC 自動換刀。所以綜合切削中心機即 CNC 銑床加上 ATC 及刀具庫。 圖１ CNC 銑床 圖２ 立式綜合切削中心機 圖４ 圖盤型刀具庫 圖３ 臥式綜合切削中心機 刀具庫有二種：圓盤型，如圖 4 所示。鏈條型，如圖 5 所示。圓盤型刀具庫用於刀具數目較少者，且換刀方式大都採用無臂式的換刀， 換刀速度較慢，但故障率較少。鍵條型刀具庫用於刀具數目較多者，且換刀方式大都採用有臂式的換刀，換刀速度較快。有臂式的換刀臂 如圖 6 所示。 綜合切削中心機為了減少裝置工件的時間，大型工件常使用自動梭台交換裝置（APC，Automatic Pallete Changer）；如圖 7 所示；小型 工件可用機械手(Robot) 上下工件。如圖 8 所示
圖5鏈條型刀具庫 圖6有臂式的換刀臂 圖7臥式綜合切削中心機附自動梭台交換裝置 圖8立式綜合切削中心機附機械手 綜合切削中心機為了增加加工複雜性,常在床台上加裝第四軸旋轉軸,如圖9所示,甚至增加 兩旋轉軸成為5軸加工機,如圖10所示。5軸加工機主要應用於幾何外形複雜的航太零件加工及模具加 工 圖9加裝A軸的四軸加工機 圖10五軸加工機 cNc銑床(或加工中心機)程式製作 電腦數值控制工具機是經由程式中的指令操控電腦數值控制系統去執行以往必須由人工操作的所有加工動作。故學習程式製作
2 圖５ 鏈條型刀具庫 圖６ 有臂式的換刀臂 圖７ 臥式綜合切削中心機附自動梭台交換裝置 圖８ 立式綜合切削中心機附機械手 綜合切削中心機為了增加加工複雜性，常在床台上加裝第四軸旋轉軸，如圖 9 所示，甚至增加 兩旋轉軸成為 5 軸加工機，如圖 10 所示。5 軸加工機主要應用於幾何外形複雜的航太零件加工及模具加 工。 CNC 銑床（或加工中心機）程式製作 電腦數值控制工具機是經由程式中的指令操控電腦數值控制系統去執行以往必須由人工操作的所有加工動作。故學習程式製作 圖１０ 五軸加工機 圖９ 加裝Ａ軸的四軸加工機
必須完全了解程式中指令的功能及格式,這樣才能將傳统人工操作工具機的加工經驗及相關知識,很正常的用指令來描述加工 順序。簡而言之,CNC銑床(或MC)的程式就是依據您己具有的加工知讖和加工順序,用正確的指令依序描述組合而成 故裂作CNC銑床(或MC)程式時必须考慮下列幾點 1.依工件形狀及尺寸標示決定程式原點位置及加工顺序 2.工件的夾持方法。用虎鉗夾持或用T槽螺栓、壓板、梯枕或裂作特殊夾具 3.刀具的選擇:包括銑刀的直徑、刀刃長度、材質及其他刀具的選用並決定各把刀具的刀號及刀長補正號碼、刀徑補正號碼 4.切削條件:包括各把刀具的主軸轉速、切削深度、進給速率、精銑預留量等。 2-1程式製作 NC程式是由指令組成,而指令是由英文字母與數值組成(如N10,G28,G90,G91,MO3,F100 S2500,T01等)或特殊符號(如″/″選擇性單節刪除指令,":″單節結束指令) 例子 G91Z0 XO YO G54: M06T01 G90G00G43Z5.HO1 G00G41X25.Y30.D11 F50 M30 上面例子程式中每一列即稱為一個單節( Block),每一單節是由至少一個字語(Word) 所組成,字語是由一個位址( Address)和數值( Number)組成。每一單節後面加一單節結 束符號 以界定單節的範園。如此CNC控制器即依照程式中的單節指令,依序執行程式 G28 G 91 z 0 單節 位數位數位數單 址值址值 址旗節 精 宁 字龉 位址用英文字母表示,其意義如表1所示,位址依照已設定的程式機能而有不同的意義 其目的在限定其後數值的意義。 表1各位址之意義 意義 程式號碼 (SO),O(EIA) 程式號碼
3 必須完全了解程式中指令的功能及格式，這樣才能將傳統人工操作工具機的加工經驗及相關知識，很正常的用指令來描述加工 順序。簡而言之，CNC 銑床（或 MC）的程式就是依據您已具有的加工知識和加工順序，用正確的指令依序描述組合而成。 故製作 CNC 銑床（或 MC）程式時必須考慮下列幾點： 1. 依工件形狀及尺寸標示決定程式原點位置及加工順序。 2. 工件的夾持方法。用虎鉗夾持或用 T 槽螺栓、壓板、梯枕或製作特殊夾具。 3. 刀具的選擇：包括銑刀的直徑、刀刃長度、材質及其他刀具的選用並決定各把刀具的刀號及刀長補正號碼、刀徑補正號碼。 4. 切削條件：包括各把刀具的主軸轉速、切削深度、進給速率、精銑預留量等。 2-1 程式製作 CNC 程式是由指令組成，而指令是由英文字母與數值組成（如 N10，G28，G90，G91，M03，F100， S2500，T01 等）或特殊符號（如"/"選擇性單節刪除指令 ， "；" 單節結束指令）。 例子： G28 G91 Z0； G28 X0 Y0； G54； M06 T01； M03 S1000； G90 G00 G43 Z5. H01； G00 G41 X25. Y30. D11； G01 Z -5. F50； M30； 上面例子程式中每一列即稱為一個單節 ( Block ) ，每一單節是由至少一個字語 ( Word ) 所組成，字語是由一個位址 ( Address ) 和數值 ( Number ) 組成。每一單節後面加一單節結 束符號"；"，以界定單節的範圍。如此 CNC 控制器即依照程式中的單節指令，依序執行程式。 位址用英文字母表示，其意義如表 1 所示，位址依照已設定的程式機能而有不同的意義 ， 其目的在限定其後數值的意義。 表１ 各位址之意義 機 能 位 址 意 義 程式號碼 ： (ISO)，O (EIA) 程式號碼
順序號碼 順序號碼 準備機能 動作模式(直線、圓孤等) 座標軸移動指 A、B、C、U、V、W 附加軸移動指令 座標軸字語 圓弧半徑 I、J、K 進給機能 進給速率 主軸轉速機能 主軸轉速 刀具機能 刀具號碼、刀具補正號碼 機械側ON/OFF控制 輔助機能 床台位置 補正號碼 H、D 補正號碼指令 暫停 P、X 暫停時間 副程式號碼指定 副程式號碼指定 重覆次數 副程式重覆次數 固定循環 2-1.1資料輪入格式 CNC程式中的每一指定皆有一定的固定格式,使用不同的控制器其格式亦不同,故必須依 據該控制器的指令格式書寫指令,若其格式有錯誤,則程式將不被執行而出現警示訊息 其中尤以數值資料輸入時應特別小心。一般CNC銑床或MC皆可選擇用公制單位"mm"或 英制單位"英吋"為座標數值的單位。公制可精確到0.001mm,英制可精確到0.0001英吋,此 也是一般CNC機械的最小移動量。若輸入Ⅺ1.23456時,實際輸入值是Ⅺ1234mm或Ⅹ12345 英吋,多餘的數值即被忽略不計。且字數也不能太多,一般以7個字為限,如輸入Ⅹ1.2345678, 因超過7個字,會出現警示訊息,表1是位址和指令數值範圍 表1中所列是電腦能接受之指令範圍,而CNC工具機實際使用範圍受到其機械本身的限制 故應參考CNC工具機的操作手冊而定。例如表1中Ⅹ軸可移動±9999999mm,但實際上CNC 工具機ⅹ軸的行程可能只有650mm,進給速率F最大可輸λ1000000momi,但實際上CNC 工具機可能限制在3000mmh恤in以下。故在程式製作時,要確定不超過CNC工具機規格的實際 限制,所以一定要參照CNC工具機製造廠發行的說明書 表1位址與指令範圍( FANUC0M) 機能 公制單位 英制單位 程式號碼 :(ISO)O(EIA) 1-9999 1-9999 順序號碼 1-9999 1-9999 準備機能 0-99 0-99 ⅹ、Y、Z、Q、R、I、J ±99999999mm ±99999999nch 坐標軸字語 A、B、C ±99999999deg ±99999999eg 1-100000mm/min0.01-4000inch/min 主軸轉速機能 0-9999 0-9999 刀具機能 0-99 0-99 輔助機能 0-99 0-99 暂留 X、P 0-99999999sec 0-99999999sec
4 順序號碼 N 順序號碼 準備機能 G 動作模式（直線、圓孤等） 座標軸字語 X、Y、Z 座標軸移動指令 A、B、C、U、V、W 附加軸移動指令 R 圓弧半徑 I、J、K 圓弧中心座標 進給機能 F 進給速率 主軸轉速機能 S 主軸轉速 刀具機能 T 刀具號碼、刀具補正號碼 輔助機能 M 機械側 ON／OFF 控制 B 床台位置 補正號碼 H、D 補正號碼指令 暫 停 P、X 暫停時間 副程式號碼指定 P 副程式號碼指定 重覆次數 L 副程式重覆次數 參 數 P、Q、R 固定循環 2-1.1 資料輸入格式 CNC 程式中的每一指定皆有一定的固定格式，使用不同的控制器其格式亦不同，故必須依 據該控制器的指令格式書寫指令，若其格式有錯誤，則程式將不被執行而出現警示訊息。 其中尤以數值資料輸入時應特別小心。一般 CNC 銑床或 MC 皆可選擇用公制單位"mm" 或 英制單位"英吋 " 為座標數值的單位。公制可精確到 0.001mm，英制可精確到 0.0001 英吋， 此 也是一般 CNC 機械的最小移動量。若輸入 X1.23456 時，實際輸入值是 X1.234mm 或 X1.2345 英吋，多餘的數值即被忽略不計。且字數也不能太多，一般以 7 個字為限，如輸入 X1.2345678， 因超過 7 個字，會出現警示訊息，表 1 是位址和指令數值範圍。 表1 中所列是電腦能接受之指令範圍，而CNC 工具機實際使用範圍受到其機械本身的限制， 故應參考 CNC 工具機的操作手冊而定。例如表 1 中 X 軸可移動±99999.999mm，但實際上 CNC 工具機 X 軸的行程可能只有 650mm，進給速率 F 最大可輸入 100000.0mm∕min，但實際上 CNC 工具機可能限制在 3000mm∕min 以下。故在程式製作時，要確定不超過 CNC 工具機規格 的實際 限制，所以一定要參照 CNC 工具機製造廠發行的說明書。 表１ 位址與指令範圍（FANUC 0M） 機 能 位 址 公制單位 英制單位 程式號碼 ： (ISO) O (EIA) 1－9999 1－9999 順序號碼 N 1－9999 1－9999 準備機能 G 0－99 0－99 坐標軸字語 X、Y、Z、Q、R、 I、J、K ±99999.999mm ±9999.9999inch A、B、C ±99999.999deg ±9999.9999deg 進給機能 F 1－100000.0mm／min 0.01－400.0inch／min 主軸轉速機能 S 0－9999 0－9999 刀具機能 T 0－99 0－99 輔助機能 M 0－99 0－99 暫 留 X、P 0－99999.999sec 0－99999.999sec
副程式號碼指定 1-991-99 重覆次數 1-9999 1-9999 補正號碼 0-32 0-32 2-1.2cNc工具機座標系統 CNC銑床或MC是依據座標系統來確定其刀具運動的路徑,因此座標系統對CNC程式設計 極為重要。 CNC工具機各軸的標註,CNS是採用右手直角座標系統。如圖1所示,大姆指表示ⅹ軸 食指表示Y軸,中指表示Z軸,且手指頭所指的方向為正方向。X、Y、Z軸向是用於標註線性 移動軸:另外定義三個旋轉軸,繞ⅹ軸旋轉者稱為Δ軸,繞Y軸旋轉者稱為B軸,繞Z軸旋轉 者稱為C軸。三旋轉軸的正方向皆定義為順著移動軸正方向看,順時針迴轉為正,逆畤針迴轉 為負,如圖2所示。 一数 (a)右手直角座標系統(bⅸ、Y、Z移動軸 A、B、C旋轉軸 圖1 固2 CNC工具機先定義Z軸,以工具機的主軸線為Z軸,再以刀具遠離工件的方向為正,故以立 式CNC銑床為例,主軸向上為"+Z"方向,向下為 方向,如圖3所示。接著定義X軸, 以操作者面向床柱,其刀具沿左右方向移動者為X軸,且規定向右為正方向:最後依右手直角 座標系統決定Y軸,故其刀具沿前後方向移動者為Y軸,向前為正Y方向,向後為負Y方向。以 上定義者稱為程式座標系(或稱為工件座標系),其三軸的交點即1-4節所述的程式原點。圖 3的右側所示即為程式座標系。程式設計人員是依據程式座標系來指述刀具動路,且必須假設工 件固定不動,刀具沿著工件輪廓移動加工。 圖3所示,標示於CNC工具機上的座標軸所形成的座標系稱為機械座標系,一般CNC銑床 或MC在機械上會貼上機槭座標系的軸向。機械的移動是根據機械座標系,因為CNC銑床或MC 在X、Y軸上實際是工件移動而非刀具移動,所以為了符合程式設計人員假設工件固定不動,其 機械座標系的X、Y軸正、負方向與程式座標系相反。故程式設計人員指令刀具向程式座標系的 X軸正方向移動,而實際上是工件向機械座標系的X軸正方向移動,使兩者一致
5 副程式號碼指定 P 1－9999 1－9999 重覆次數 L 1－9999 1－9999 補正號碼 D、H 0－32 0－32 2-1.2 CNC 工具機座標系統 CNC 銑床或 MC 是依據座標系統來確定其刀具運動的路徑，因此座標系統對 CNC 程式設計 極為重要。 CNC 工具機各軸的標註，CNS 是採用右手直角座標系統。如圖 1 所示，大姆指表示 X 軸 ， 食指表示 Y 軸，中指表示 Z 軸，且手指頭所指的方向為正方向。X、Y、Z 軸向是用於標註線性 移動軸；另外定義三個旋轉軸，繞 X 軸旋轉者稱為 A 軸，繞 Y 軸旋轉者稱為 B 軸，繞 Z 軸旋轉 者稱為 C 軸。三旋轉軸的正方向皆定義為順著移動軸正方向看，順時針迴轉為正，逆時針迴轉 為負，如圖 2 所示。 (a)右手直角座標系統 (b)X、Y、Z 移動軸 A、Ｂ、Ｃ旋轉軸 圖１ 圖２ CNC 工具機先定義 Z 軸，以工具機的主軸線為 Z 軸，再以刀具遠離工件的方向為正，故以 立 式 CNC 銑床為例，主軸向上為"＋Z"方向，向下為 "－Z" 方向，如圖 3 所示。接著定 義 X 軸， 以操作者面向床柱，其刀具沿左右方向移動者為 X 軸，且規定向右為正方向；最後依 右手直角 座標系統決定 Y 軸，故其刀具沿前後方向移動者為 Y 軸，向前為正 Y 方向，向後為負 Y 方向。以 上定義者稱為程式座標系（或稱為工件座標系），其三軸的交點即 1－4 節所述的程式原點。圖 3 的右側所示即為程式座標系。程式設計人員是依據程式座標系來指述刀具動路，且必須假設工 件固定不動，刀具沿著工件輪廓移動加工。 圖 3 所示，標示於 CNC 工具機上的座標軸所形成的座標系稱為機械座標系，一般 CNC 銑床 或 MC 在機械上會貼上機械座標系的軸向。機械的移動是根據機械座標系，因為 CNC 銑床 或 MC 在 X、Y 軸上實際是工件移動而非刀具移動，所以為了符合程式設計人員假設工件固定不動，其 機械座標系的 X、Y 軸正、負方向與程式座標系相反。故程式設計人員指令刀具向程式 座標系的 X 軸正方向移動，而實際上是工件向機械座標系的 X 軸正方向移動，使兩者一致
刀位冒 程 式 程式座標系 機械座標系 圖3程式座標系與機械座標系 2-1.3座標位置的表示方式:絕對值和增量值 CNC程式除了一些基本設定,如程式原點,刀具號碼,主軸轉速,進給速率等外,最 主要的是命令刀具移動或切削至某一座標位置。而座標位置的表示有絕對值和増量值兩種。絕對 值是以"程式原點"為依據來表示座標位置。増量值是以″前一點"為依據來表示兩點間實際的向量 值(包括距離和方向) CNC銑床或MC大都以G90指令設定X、Y、Z數值為絕對值:用G91指令設定X、Y、 Z數值為增量值 在同一程式中可以增量值與絕對值混合使用。使用原則是依據工件圖上尺寸的標示,用何 種方式表示較方便,則使用之。茲以圖1、圖2及圖3說明之, 絕對值指令格式:G90XYZ 銑刀 6926020) A150100,50) 程式原點 (00 銑刀由A點移動至B點用絕對值表示:G90X92.Y60.Z20. 圄1舾對值座標位置的表示方法 增量值指令格式:G91XYZ: A(1501050) 銑刀 ,∠ 8(926020 程式原 銑刀由A點至B點移動用增量值表示:G91X-58.Y-40.Z-30 國2增量值座標位置的表示方法 6
6 圖３ 程式座標系與機械座標系 2-1.3 座標位置的表示方式：絕對值和增量值 CNC 程式除了一些基本設定，如程式原點，刀具號碼，主軸轉速，進給速率等外，最 主要的是命令刀具移動或切削至某一座標位置。而座標位置的表示有絕對值和增量值兩種。絕對 值是以"程式原點"為依據來表示座標位置。增量值是以"前一點"為依據來表示兩點間實際的向量 值（包括距離和方向）。 CNC 銑床或 MC 大都以 G90 指令設定 X、Y、Z 數值為絕對值；用 G91 指令設定 X、Y、 Z 數值為增量值。 在同一程式中可以增量值與絕對值混合使用。使用原則是依據工件圖上尺寸的標示，用何 種方式表示較方便，則使用之。茲以圖 1、圖 2 及圖 3 說明之。 絕對值指令格式：G90 X__Y__Z__； 增量值指令格式：G91 X__Y__Z__；
在使用上,大都以絕對值和增量值混合使用較多。簡而言之,不用加減計算即可得到座標位 置,則以那種方式表示之,因比較方便也。茲以圖3所示之工件圖說明之 3 假設銑刀已定位至H點,接著沿A→B→℃→DE→F→G→程式原點→A點,完成輪廓切 削的程式如下 G90 G01 X1 8.F100 H→B,用絕對值表示較方便 G91X35.Y-20. >B→C,用增量值表示較方便。 G90X92 =>C→D,用絕對值表示較方便 =>D→E,用絕對值表示較方便。 G91X-60 E→F,用增量值表示較方便 F→G,增量值或絕對值皆方便,但沿用上單節增量 指令,可不必再用G90設定為絕對值,故用增量值 表示之 X-32. >G→程式原點,理由同上。 >程式原點→A,理由同上。 2-14座標位置數值的表示方式 CNC程式即控制刀具移動到某座標位置,其座標位置數值的表示方式有2種 用小數點表示法:即數值的表示用小數點”"明確的標示個位在那裏。如"X25.36,其中5為 個位,故數值大小很明確。 不用小數點表示法:即數值中無小數點者。則CNC控制器會將此數值乘以最小移動量(公 制:0001mm,英制00001英吋)做為輸入數值。如"Ⅺ25",則CNC控制器會將25×0.00lmm 0025mm做為輸入數值。 所以要表示”貳拾伍公厘”,可用"25”或"25000"表示,一般用小數點表示法較方便,並可節省系統之 記憶空間,故常被使用。 以下之位址均可選擇使用小數點表示法或不使用小數點表示法:Ⅹ、Y、Z、I、J、K
7 在使用上，大都以絕對值和增量值混合使用較多。簡而言之，不用加減計算即可得到座標 位 置，則以那種方式表示之，因比較方便也。茲以圖 3 所示之工件圖說明之。 假設銑刀已定位至 H 點，接著沿 A→B→C→D→E→F→G→程式原點→A 點，完成輪廓切 削的程式如下： ： ： G90 G01 X18. F100； ＝＞ H → B，用絕對值表示較方便。 G91 X35. Y -20.； ＝＞ B → C，用增量值表示較方便。 G90 X92.； ＝＞ C → D，用絕對值表示較方便。 Y15.； ＝＞ D → E，用絕對值表示較方便。 G91 X -60.； ＝＞ E → F，用增量值表示較方便。 Y -15.； ＝＞ F → G，增量值或絕對值皆方便，但沿用上單節增量 指令， 可不必再用 G90 設定為絕對值，故用增量值 表示 之。 X -32.； ＝＞ G→程式原點，理由同上。 Y60.； ＝＞ 程式原點→A，理由同上。 ： ： 2-1.4 座標位置數值的表示方式 CNC 程式即控制刀具移動到某座標位置，其座標位置數值的表示方式有 2 種： 1. 用小數點表示法：即數值的表示用小數點"."明確的標示個位在那裏。如"X25.36"，其中 5 為 個位，故數值大小很明確。 2. 不用小數點表示法：即數值中無小數點者。則 CNC 控制器會將此數值乘以最小移動量（公 制 ：0.001mm，英制 0.0001 英吋）做為輸入數值。如"X25"，則 CNC 控制器會將 25 × 0.001mm ＝ 0.025mm 做為輸入數值。 所以要表示"貳拾伍公厘"，可用"25."或"25000"表示，一般用小數點表示法較方便， 並可節省系統之 記憶空間，故常被使用。 以下之位址均可選擇使用小數點表示法或不使用小數點表示法：X、Y、Z、I、J、K、F、 R 等
但也有一些位址不允許使用小數點表示法,如P、Q、D等。例如暫停指令,如指令程式暫停5秒 必須如下書寫: G04X5.:或G04X5000:或G04U5:或G04U5000:或G04P4000:皆可。 般皆採用小數點表示方式來描述座標位置數值,故在鍵入CNC程式,尤其是座標數值是整數時, 常常會遺漏小數點。如欲輸入”貳拾伍公厘",但鍵入"Z25″,其實際的數值是0025mm,相差1000倍,可能 會撞機或大量銑削,不可不謹慎。 程式中用小數點表示與不用小數點表示的數值,可以混合使用。如下面例1:例1.G00X25.Y3000Z5 G01Z-5.F100. X36000Y50. 某些專用的G機能指令必須置於特定的數值之前。 例2.G20 設定英制單位 X2.0G04 >其暫停時間是20sec。因為現處於英制單位(G20)故 Ⅹ20先被以距離解碼為20000吋,接著執行G04暫停 指令,則20000會被轉換成20sec 故例2若寫成如例3,則暫停時間為2sec。 例3.G20: G04X2.0 >其暫停時間為2sec。因為Ⅺ20在G04之後,直接被解 讀為時間,以sec為單位,故Ⅹ20是2sec 例4.F100.G98 (錯誤) G98F100 (正確),表示進給速率是100mm/min。 1.5程式號碼:0口口口口 早期的數值控制(NC)機械,因無記憶體,故程式是儲存在紙帶上,執行時,常以光學式 讀帶機將紙帶上的程式讀λ控制器內,再依指令控制機械運作。圖Ⅰ是EIA編碼的NC紙帶。 目前電腦數值控制(CNC, Comput Number Contral)機械,都具有記憶程式的功能。將CNC程 式儲存在記憶體內,為了區別不同的程式,故在程式的最前端用程式號碼以區分之,方便日後欲 執行那一程式時,只需呼叫出來,即可進行編輯或執行程式 DIRE CTION OF TRAVEL 5s8 EIA編碼的NC紙帶 图1 目前CNC程式的編碼有二種:EIA編碼或ISO編碼,在台灣大多使用EIA編碼。在CNC 控制器內,一般皆可接受這二種編碼,故為了區別起見,程式號碼以位址"O"表示者是EIA編
8 但也有一些位址不允許使用小數點表示法，如 P、Q、D 等。例如暫停指令，如指令程式暫 停 5 秒， 必須如下書寫： G04 X5.；或 G04 X5000；或 G04 U5.；或 G04 U5000；或 G04 P4000；皆可。 一般皆採用小數點表示方式來描述座標位置數值，故在鍵入 CNC 程式，尤其是座標數值是 整數時， 常常會遺漏小數點。如欲輸入"貳拾伍公厘"，但鍵入"Z25"，其實際的數值是 0.025mm，相差 1000 倍，可能 會撞機或大量銑削，不可不謹慎。 程式中用小數點表示與不用小數點表示的數值，可以混合使用。如下面例 1：例 1. G00 X25. Y3000 Z5.； G01 Z -5. F100.； X36000 Y50.； 某些專用的 G 機能指令必須置於特定的數值之前。 例 2. G20； ＝＞ 設定英制單位。 X2.0 G04； ＝＞ 其暫停時間是 20sec。因為現處於英制單位 (G20) 故 X2.0 先被以 距離解碼為 20000 吋，接著執行 G04 暫停 指令，則 20000 會被轉換成 20sec。 故例 2 若寫成如例 3，則暫停時間為 2sec。 例 3. G20； G04 X2.0； ＝＞ 其暫停時間為 2sec。因為 X2.0 在 G04 之後，直接被解 讀為時間，以 sec 為 單位，故 X2.0 是 2sec。 例 4. F100. G98； （錯誤） G98 F100.； （正確），表示進給速率是 100 mm ／ min。 2-1.5 程式號碼：O □ □ □ □ 早期的數值控制 ( NC ) 機械，因無記憶體，故程式是儲存在紙帶上，執行時，常以光學 式 讀帶機將紙帶上的程式讀入控制器內，再依指令控制機械運作。圖 1 是 EIA 編碼的 NC 紙帶 。 目前電腦數值控制 ( CNC , Comput Number Contral ) 機械，都具有記憶程式的功能。將 CNC 程 式儲存在記憶體內，為了區別不同的程式，故在程式的最前端用程式號碼以區分之，方便日後欲 執行那一程式時，只需呼叫出來，即可進行編輯或執行程式。 图 1 目前 CNC 程式的編碼有二種：EIA 編碼或 ISO 編碼，在台灣大多使用 EIA 編碼。在 CNC 控制器內，一般皆可接受這二種編碼，故為了區別起見，程式號碼以位址 "O" 表示者是 EIA 編
碼;以位址":"表示者是ISO編碼,如表所示。 位址與指令範圍( FANUC0M) 英制單位 程式號碼 :(ISO)O(EIA) 1-9999 順序號碼 9999 1-9999 準備機能 G 0-99 0-99 坐標軸字x、Y、z、Q、R、1、J、K ±99999999mm 99999999inch A、B、C ±999999deg ±9999999geg 進給機能 -100000.0mm/min 0.01-400.inch/min 主軸轉速機能 0-9999 0-9999 刀具機能 0-99 0-99 輔助機能 M 0-99 暂留 0-99999999sec 0-99999999sec 副程式號碼指定 1-9999 1-9999 重覆次數 L 1-9999 1-9999 補正號碼 D、H 0-32 0-32 程式號碼以位址0及4位數字組成,一般控制器大多從1^999之範內任意選擇使用。 例如:O3838=>表示程式號碼為3838的CNC程式。(EIA) :4949=>表示程式號碼為4949的CNC程式。(ISO) 2-16順序號碼:N口口口口 CNC程式的每一單節之前可以加一順序號碼,以位址N後面加上1~999數字表示之。 順序號碼與CNC程式的加工順序無關,它只是那一單節的代號,故可任意的編號。但最好 以由小到大的順序編號,較符合人類的一般思路 為了節省記憶體空間,故一般CNC程式常不使用順序號碼於每一單節前面。但常用於標 加工種類如下列例子 NI >粗銑外形 N2:=>粗銑凹槽 N3:=>精銑外形及凹槽 N4:=>鑽中心孔 N5:=>鑽φ78鑽頭 >鑽φ68鑽頭 N7:=>鉸孔o8H7
9 碼；以位址"："表示者是 ISO 編碼，如表所示。 位址與指令範圍（FANUC 0M） 機 能 位 址 公制單位 英制單位 程式號碼 ： (ISO) O (EIA) 1－9999 1－9999 順序號碼 N 1－9999 1－9999 準備機能 G 0－99 0－99 坐標軸字語 X、Y、Z、Q、R、 I、J、K ±99999.999mm ±9999.9999inch A、B、C ±99999.999deg ±9999.9999deg 進給機能 F 1－100000.0mm／min 0.01－400.0inch／min 主軸轉速機能 S 0－9999 0－9999 刀具機能 T 0－99 0－99 輔助機能 M 0－99 0－99 暫 留 X、P 0－99999.999sec 0－99999.999sec 副程式號碼指定 P 1－9999 1－9999 重覆次數 L 1－9999 1－9999 補正號碼 D、H 0－32 0－32 程式號碼以位址 O 及 4 位數字組成，一般控制器大多從 1~9999 之範內任意選擇使用。 例如： O3838 ＝＞表示程式號碼為 3838 的 CNC 程式。（EIA） ：4949 ＝＞表示程式號碼為 4949 的 CNC 程式。（ISO） 2-1.6 順序號碼：N □ □ □ □ CNC 程式的每一單節之前可以加一順序號碼，以位址 N 後面加上 1～9999 數字表示之。 順序號碼與 CNC 程式的加工順序無關，它只是那一單節的代號，故可任意的編號。但最好 以由小到大的順序編號，較符合人類的一般思路。 為了節省記憶體空間，故一般 CNC 程式常不使用順序號碼於每一單節前面。但常用於標示 加工種類如下列例子： N1； ＝＞粗銑外形 ： N2； ＝＞粗銑凹槽 ： N3； ＝＞精銑外形及凹槽 ： N4； ＝＞鑽中心孔 ： N5； ＝＞鑽 φ7.8 鑽頭 ： N6； ＝＞鑽 φ6.8 鑽頭 ： N7； ＝＞鉸孔 φ8H7 ：
>攻螺紋M8×125 217選择性單節刪除:”/ 在單節的最前端加一斜線"/"(選擇性單節刪除指令)時,該單節是否被執行,是由執行 操作面板上的選擇性單節刪除開關來決定。當此開關處於"ON(燈亮),則該單節會被忽略而 不被執行:當此開關處於"OFF"(燈熄),則該單節會被執行。所以程式中有”/指令之單節 可由操作者視情況選擇該單節是否被執行 例子: N:=>粗銑外形 M00 >粗銑凹槽 /M00 N3 =>精銑外形 /M00 >精銑凹槽 以上例子,當單節刪除開關處於"ON"時,則所有的M00(程式停止指令)皆不被執行。反 之設於"OFF",則全部執行。 /指令常置於單節的最前端,若是置於單節中的任何位置,則從"/”至”:"(單節結束) 間之所有指令皆被忽略不執行。 若含有”/"指令的單節被讀入緩衝暫存區後,再將單節刪除開關"ON",則此單節因已被 辨認正確無誤,故會被執行 2-1.8主軸轉速機能:S口口口口 主軸轉速機能又稱為S機能,係用於指令主軸的迴轉速數值(pm)。S機能以位址S後面 接4位數字組成。如其指令的數值大於或小於製造廠商所設定之最高或最低轉速時,將以廠 商所設定的最高或最低轉速為實際轉速。一般MC的轉速0~6000pm, 在操作中為了實際加工條件之需要,亦可由執行操作面板之″主軸轉速調整率"旋鈕來調整主 軸實際轉速 S指令只是設定主軸轉數大小,並不會使主軸迴轉,需待有M03(主軸正轉)或M04(主軸 逆轉)指令時,主軸才開始旋轉。 S1000M03:〓>主軸以順時針方向轉1000mm。 主轉轉速可由下列公式計算而得 S=1000V/xD S:主軸轉速rpm V:切削速度m/mn D:刀具直徑mn π:圓周率3.14 例題:已知用φlomm高速鋼端銑刀,Ⅴ=22m/min,求S 答:S=1000×22/3.14×10=700mpm。 2-1.9進給逮率機能:又稱為F機能 F機能用於控制刀具移動時的速率,如圖Ⅰ所示。F後面所接數值代表每分鐘刀具進給量,單
10 N8； ＝＞攻螺紋 M8×1.25 2-1.7 選擇性單節刪除：”／” 在單節的最前端加一斜線"／"（選擇性單節刪除指令）時，該單節是否被執行，是由執 行 操作面板上的選擇性單節刪除開關來決定。當此開關處於"ON"（燈亮），則該單節會被忽 略而 不被執行；當此開關處於 "OFF" （燈熄），則該單節會被執行。所以程式中有"／"指令 之單節 可由操作者視情況選擇該單節是否被執行。 例子： N1； ＝＞粗銑外形 ： ／M00； N2； ＝＞粗銑凹槽 ： ／M00； N3； ＝＞精銑外形 ： ／M00； N4； ＝＞精銑凹槽 以上例子，當單節刪除開關處於"ON"時，則所有的 M00（程式停止指令）皆不被執行。反 之設於 "OFF" ，則全部執行。 "／"指令常置於單節的最前端，若是置於單節中的任何位置，則從 "／" 至"；"（單 節結束） 間之所有指令皆被忽略不執行。 若含有"／"指令的單節被讀入緩衝暫存區後，再將單節刪除開關 "ON" ，則此單節因已被 辨認正確無誤，故會被執行。 2-1.8 主軸轉速機能：S □ □ □ □ 主軸轉速機能又稱為 S 機能，係用於指令主軸的迴轉速數值 (rpm) 。S 機能以位址 S 後面 接 4 位數字組成 。 如其指令的數值大於或小於製造廠商所設定之最高或最低轉速時，將以廠 商所 設定的最高或最低轉速為實際轉速。一般 MC 的轉速 0～6000rpm。 在操作中為了實際加工條件之需要，亦可由執行操作面板之"主軸轉速調整率"旋鈕來調整主 軸實際轉速。 S 指令只是設定主軸轉數大小，並不會使主軸迴轉，需待有 M03（主軸正轉）或 M04（主 軸 逆轉）指令時，主軸才開始旋轉。 例子： S1000 M03；＝＞主軸以順時針方向轉 1000rpm。 主轉轉速可由下列公式計算而得 S＝1000 V ／ πD S：主軸轉速 rpm V：切削速度 m ／ min D：刀具直徑 mm π：圓周率 3.14 例題：已知用 φ10 mm 高速鋼端銑刀，V＝22 m ／ min，求 S。 解答：S ＝ 1000 × 22 ／ 3.14 × 10 ＝ 700 rpm。 2-1.9 進給速率機能：又稱為 F 機能 F 機能用於控制刀具移動時的速率，如圖 1 所示。F 後面所接數值代表每分鐘刀具進給量 ，單