旋转台编程

⑴ 数控系统的五轴数控

具有五轴功能的数控机床可以以多种姿态实现工件与刀具间的相对运动，一方面可以保持刀具更好的加工姿 态，避免刀具中心极低的切削速度，也可以避免刀具和工件、卡具间的干涉，实现有限行程内更大加工范围。 五轴功能也是衡量数控系统能力的重要指标。 对于具有转台结构的五轴机床，工件与回转工作台固结，即工件坐标系（WCS）与回转工作台固结。当工作台旋转后，工件坐标系（WCS）必须相应的旋转。此后工件坐标系的X,Y,Z与原机床坐标系(MCS)XYZ方向不再一致，五轴插补算法需要随时自动完成工件坐标系的旋转，保证正确的刀具运行轨迹，如下图所示。
由于工件坐标系随转台一起旋转，数控系统在手动操作模式下给用户提供了选择机床坐标系MCS还是工件坐标系WCS的机会。如果用户选择了WCS下的手动操作，而且WCS已经旋转，则手动操作将按照旋转后的坐标轴方向运动，以C轴转台为例：如果C轴已由初始的0度，CCW旋转45度后，用户选择WCS下手动X轴，数控机床的会XY轴联动，走X-Y平面45度斜线，如图1所示。上述行为对于工件的寻边和手动定位加工很方便，不需要顾及转台转了多少度，只要依据图纸上工件坐标系所示的方向操作即可。在自动加工模式下，所有的G92,G54-G59,G52都是在WCS下设定的，都会跟随WCS旋转而旋转。
自动加工中值得注意：如果用户在工件坐标系下编程，推刀前建议用户使用G53回到MCS下，再按照MCS坐标系执行退刀动作；否则就要想清楚当前WCS与MCS的角度关系，例如：C轴为0度时与180度时WCS坐标系正好方向相反，进刀起始位置C为0度，XY为WCS绝对值正值的话，退刀位置时C为180度，再向回到起始点就要回到WCS绝对值负值了。如图所示。

对于具有摆头结构的机床而言，五轴数控系统在机床坐标系MCS中只关注控制点（摆头回转中心）的坐标， 而在工件坐标系WCS中五轴数控系统控制刀尖点坐标，如图所示。结合WCS随转台旋转，数控系统这样控制行为使WCS下始终正确地反映刀具与工件间的相对位置关系，用户可以安心对照工件图纸，考虑WCS下工件编程即可，无须考虑机床结构。
五轴加工中，不论是刀具旋转还是转台转动，都使刀尖点产生了XYZ的附加运动。五轴数控系统可以自动对这些转动和摆动产生的工件与刀尖点间产生的位移进行补偿，称之为RTCP（围绕刀尖点旋转）控制功能。例如，大连光洋的GNC61采用G203起动该功能；在西门子840D中，使用TRAORI开启RTCP；海德汉TNC530中，使用M128开启RTCP。这样用户可以在五轴机床上，如同3坐标一样的编程，可以适时加入调整刀具与工件间姿态调整的旋转指令，而不需要考虑这些旋转指令带来的附加运动。
五轴编程中，推荐采用刀具相对于工件坐标系（WCS）的姿态矢量来表达工件与刀具的姿态关系。这样处理的结果是用户不必考虑五轴机床的具体类型和结构，相同的工件程序可以在不同类型的五轴机床上加工，所有与机床结构相关的坐标处理完全由五轴数控系统自动完成。
例如，840D采用（A3，B3，C3）来表达刀具矢量；大连光洋的GNC61采用（VX，VY，VZ）表示刀具在WCS下刀尖点指向控制点的姿态，对（VX，VY，VZ）向量长度无特殊要求。 据统计，世界范围内，五轴机床真正用于五轴联动加工仅占5%，如叶轮、叶片、航空结构件等特殊零件；73% 用于五轴定向加工，如V型发动机缸体、模具制造等；五面体加工占22%[1]，例如机床上的箱体结构零件。
840D中采用Frames的概念，描述空间斜面和坐标系。
TNC530中采用PLANE功能定义加工作业斜面。例如：采用空间角定义斜面：
N50 plane spatial spa+27 spb+0 spc+45 ... 空间角A：旋转角SPA是围绕机床固定X轴旋转；空间角B：旋转角SPB是围绕机床固定Y轴旋转；空间角C：旋转角SPC是围绕机床固定Z轴旋转。除了空间角定义外，TNC530还支持投影角、欧拉角、三点等多种空间斜面定义。
GNC61在工件坐标系WCS下，设有G92坐标系，该坐标系负责对其上的用户定义的坐标系整体偏移， 可以用来表达卡具的基准。在G92坐标系内，用户可以定义G54, G55, G56, G57, G58, G59坐标系，可以用来表达同一卡具基准下的多个工件各自的坐标系。GNC61设计了程序局部坐标系G52，该坐标系位于G54-G59下，可以任意旋转倾斜。在设定的加工程序中有效，一旦新加载程序，G52会自动清0。GNC61支持用户在程序中直接定义G52（空间角）来指定一个倾斜的坐标系。此外GNC61还提供其他倾斜的坐标系定义的内建函数，包括：SG52_EULER，通过欧拉角的方式来指定G52旋转坐标系；；SG52_2VEC，通过使用两个矢量来定义加工面；SG52_3PT，通过三点的方式来指定G52旋转坐标系。
此外在定义斜面的基础上，五轴数控系 统还需要支持刀具自动定向到垂直于斜面的姿态。海德汉的TNC530有3种处理方式MOVE、TRUN、STAY。其MOVE模式在开启RTCP的情况下，实现刀具自动定向，即保持刀尖点不动；TRUN模式下刀具自动定向，但不开启RTCP，即刀具只摆动，不进行RTCP补偿运动；STAY则表示不产生任何运动，但相应的所需的运动量被系统变量保存。大连光洋GNC61在自动加工模式下，GNC61支持两种自动刀具定向指令：G200刀具自动垂直斜面非RTCP；G201 刀具自动垂直斜面带RTCP。
通常在默认状态下所谓五轴数控系统采用五轴直线插补，即将ABC增量等同直线增量进行插补。不论是否开启RTCP五轴直线插补在都没有直接约束刀具的侧刃，可能造成侧刃形成的零件尺寸和形貌不符合要求。为此，数控厂商往往还支持其他约束侧刃的特殊的五轴插补。
5.1平面刀矢插补
在冲裁模具中，存在大量侧壁保持平面的要求；航 空薄壁结构件也存在大量侧壁倾斜要求的型腔铣削加工；焊接零件焊接坡口也有铣倾斜面的要求。840D提供ORIVECT，以及GNC61的G213都是上述功能。通常该功能自动启动RTCP。
5.2双样条约束插补
即指定刀尖点的样条曲线，再另一条约束刀具的样条曲线，数控系统将完成两样条曲线约束的直纹面的插补。840D提供ORICURVE，以及GNC61提供的G6.3X都实现上述功能。
5.3圆锥插补
指定刀具矢量沿特定圆锥表面运行。该插补功能适合加工圆锥及空间斜面间圆锥过渡曲面。840D提供的即完成上述功能。
空间刀具半径补偿
对于五轴加工，RTCP起到了刀具长度补偿的作用。而五轴的刀具半径的补偿可以在不修改五轴加工程序中工件表面坐标点的情况下，调整各种类型的刀具，均能保证工件表面形状的正确。在FANUC最高级的30i系列数控系统和西门子高端的840D系统都支持上述功能。
五轴速度平滑
在五轴加工中，由于开启RTCP，以及各种特殊的五 轴算法，例如平面矢量插补、双样条约束插补等，都可能造成各直线进给轴速度的波动，这些波动有时会造成机床振动，影响零件表面加工质量，超过机床允许范围。为此五轴数控系统需要对各轴速度进行平滑调整。目前FANUC最高级的30i系列数控系统和西门子高端的840D系统都支持上述功能。

⑵ 三菱plc编程指令

以下是三菱plc常用的指令，还有不懂的可以问我一 程序流程控制指令—FNC00~09
00 CJ 条件转移
01 CALL 子程序调用
02 SRET 子程序返回
03 IRET 中断返回
04 EI 开中断
05 DI 关中断
06 FEND 主程序结束
07 WDT 监控定时器刷新
08 FOR 循环开始
09 NEXT 循环结束

二 传送、比较指令—FNC10~19 BIN----二进制 BCD----十进制
10 CMP 比较
11 ZCP 区间比较
12 MOV 传送
13 SMOV BCD码移位传送
14 CML 取反传送
15 BMOV 数据块传送（n点→n点）
16 FMOV 多点传送（1点→n点）
17 XCH 数据交换，（D0）←→（D2）
18 BCD BCD变换，BIN→BCD
19 BIN BIN变换，BCD→BIN

三 算术、逻辑运算指令—FNC20~29 BIN----二进制 BCD----十进制
20 ADD BIN加法
21 SUB BIN减法
22 MUL BIN乘法
23 DIV BIN除法
24 INC BIN加一
25 DEC BIN减一
26 WAND 字与
27 WOR 字或
28 WXOR 字异或
29 NEG 求BIN补码

四 循环、移位指令—FNC30~39
30 ROR 循环右移
31 ROL 循环左移
32 RCR 带进位循环右移
33 RCL 带进位循环左移
34 SFTR 位右移
35 SFTL 位左移
36 WSFR 字右移
37 WSFL 字左移
38 SFWR FIFO写入
39 SFRD FIFO读出

五 数据处理指令—FNC40~49
40 ZRST 区间复位
41 DECO 解码
42 ENCO 编码
43 SUM 求置ON位总数
44 BON ON位判别
45 MEAN 求平均值
46 ANS 信号报警器标志置位
47 ANR 信号报警器标志复位
48 SQR BIN平方根
49 FLT BIN整数→BIN浮点数六 高速处理指令—FNC50~59
50 REF 输入输出刷新
51 REFF 输入滤波时间常数调整
52 MTR 矩阵输入
53 HSCS 高速记数器比较置位
54 HSCR 高速记数器比较复位
55 HSZ 高速记数器区间比较
56 SPD 速度检测
57 PLSY 脉冲输出
58 PWM 脉冲宽度调制
59 PLSR 带加减速功能的脉冲输出

七 方便指令—FNC60~69
60 IST 状态初始化
61 SER 数据搜索
62 ABSD 绝对值凸轮顺控
63 INCD 增量凸轮顺控
64 TTMR 示教定时器
65 STMR 专用定时器—可定义
66 ALT 交替输出
67 RAMP 斜坡输出
68 ROTC 旋转工作台控制
69 SORT 数据排序

八 外部I/O设备指令—FNC70~79
70 TKY 10键输入
71 HKY 16键输入
72 DSW 拨码开关输入
73 SEGD 七段译码
74 SEGL 带锁存的七段码显示
75 ARWS 方向开关
76 ASC ASCII码转换
77 PR 打印输出
78 FROM 读特殊功能模块
79 TO 写特殊功能模块

九 外围设备指令—FNC80~89
80 RS RS-232C串行通讯
81 PRUN 并行运行
82 ASCI 十六进制→ASCII
83 HEX ASCII→十六进制
84 CCD 校验码
85 VRRD 电位器读入
86 VRSC 电位器设定
88 PID PID控制

十 F2外部模块指令—FNC90~99
90 MNET F-16N, Mini网
91 ANRD F2-6A, 模拟量输入
92 ANW* *2-6*, 模拟量输出
93 RMST F2-32RM, 启动RM
94 RMWR F2-32RM, 写RM
95 RMRD F2-32RM, 读RM
96 RMMN F2-32RM, 监控RM
97 BLK F2-30GM, 指定块
98 MCDE F2-30GM, 机器码十一 浮点数运算指令—FNC110~132
110 ECMP BIN浮点数比较
111 EZCP BIN浮点数区间比较
118 EBCD BIN浮点数→BCD浮点数
119 EBIN BCD浮点数→BIN浮点数
120 EADD BIN浮点数加法
121 ESUB BIN浮点数减法
122 EMUL BIN浮点数乘法
123 EDIV BIN浮点数除法
127 ESQR BIN浮点数开方
129 INT BIN浮点数→BIN整数
130 SIN BIN浮点数正弦函数（SIN）
131 COS BIN浮点数余弦函数（COS）
132 TAN BIN浮点数正切函数（TAN）

十二 交换指令—FNC147
147 SWAP 高低字节交换

十三 定位指令—FNC155~159
155 ABS 读当前绝对值位置
156 ZRN 返回原点
157 PLSY 变速脉冲输出
158 DRVI 增量式单速位置控制
159 DRVA 绝对式单速位置控制

十四 时钟运算指令—FNC160~169
160 TCMP 时钟数据比较
161 TZCP 时钟数据区间比较
162 TADD 时钟数据加法
163 TSUB 时钟数据减法
166 TRD 时钟数据读出
167 TWR 时钟数据写入
169 HOUR 小时定时器

十五 变换指令—FNC170~177
170 GRY 二进制数→格雷码
171 GBIN 格雷码→二进制数
176 RD3A 读FXon-3A模拟量模块
177 WR3A 写FXon-3A模拟量模块

十六 触点比较指令—FNC224~246
224 LD= (S1)=(S2)时运算开始之触点接通
225 LD> (S1)>(S2)时运算开始之触点接通
226 LD< (S1)<(S2)时运算开始之触点接通
228 LD<> (S1)≠(S2)时运算开始之触点接通
229 LD≤ (S1)≤(S2)时运算开始之触点接通
230 LD≥ (S1)≥(S2)时运算开始之触点接通

232 AND= (S1)=(S2)时串联触点接通
233 AND> (S1)>(S2)时串联触点接通
234 AND< (S1)<(S2)时串联触点接通
236 AND<> (S1)≠(S2)时串联触点接通
237 AND≤ (S1)≤(S2)时串联触点接通
238 AND≥ (S1)≥(S2)时串联触点接通

240 OR= (S1)=(S2)时并联触点接通
241 OR> (S1)>(S2)时并联触点接通
242 OR< (S1)<(S2)时并联触点接通
244 OR<> (S1)≠(S2)时并联触点接通
245 OR≤ (S1)≤(S2)时并联触点接通
246 OR≥ (S1)≥(S2)时并联触点接通

⑶ mastercam五轴加工方法

Mastercam五轴加工方法主要包括使用旋转工作台和倾斜刀具进行加工，以及通过连续轴向运动实现复杂形状切削。这些方法使得刀具能够在多个平面上进行加工，大大提高了加工的复杂度和精度。

首先，使用旋转工作台和倾斜刀具是五轴加工中的常见方式。在这种方法下，工件被放置在可以旋转的工作台上，而刀具则可以倾斜到不同的角度。通过调整工作台的旋转和刀具的倾斜，可以实现对工件各个面的精确加工。这种加工方式特别适合于需要加工多个侧面或复杂曲面的零件。

其次，通过连续轴向运动实现复杂形状切削是另一种重要的五轴加工方法。在这种方法中，刀具在加工过程中可以沿着多个轴连续移动，包括X、Y、Z轴以及两个旋转轴。这种灵活性使得刀具能够以各种角度切削材料，从而实现更为复杂的几何形状加工。例如，在航空航天领域，五轴加工常用于制造具有复杂曲面和严格精度要求的零部件。

Mastercam软件为五轴加工提供了强大的支持。其直观的界面和丰富的工具使得用户能够轻松地选择适合自己需求的五轴加工方法，并进行精确的编程操作。无论是简单的零件还是复杂的曲面，Mastercam都能提供满足需求的五轴加工方案。此外，Mastercam还提供了大量的教程和资源，帮助用户快速掌握五轴加工的技巧和方法。

总的来说，Mastercam的五轴加工方法通过旋转工作台、倾斜刀具以及连续轴向运动等技术手段，实现了对复杂形状工件的高精度加工。这些方法不仅提高了加工效率和质量，还为产品创新和设计提供了更大的空间。在现代制造业中，掌握五轴加工技术已经成为提升竞争力的重要手段之一。