G04在数控加工中的使用

1G04暂停指令的含义及格式

准备功能中，暂停(延时)指令G04，属于非模态代码，仅在当前程序段中有效，其含义是使刀具作短时间无进给加工或机床空运转，从而使加工表面降低粗糙度，其在程序中格式表示为:G04X—，后跟带小数点的值，单位为s(秒);或G04U—，后跟带小数点的值，单位为s(秒);或G04P—，后跟整数值，单位为ms(毫秒)。或G04R—，后跟整数或带小数点的值，单位为s(秒);例如暂停2s的指令格式:表示当执行到此程序段时，主轴继续旋转，而进给中止2s后再继续执行后续程序指令。G04X2．0;或G04U2．0;或G04P2000;或G04R2．0(或R2)。G04指令中延时时间编程时设定，其选择范围为“0．001～99999．999s(用X或U指令IS－B增量系统)。1～99999999延时时间单位为0．001s或转(用P指令IS－C增量系统)。0.001～99999．999s(用R指令)”。

2G04暂停指令的一般作用

G04延时指令一般使用几种情况。1)数控铣床加工中，对盲孔作深度加工时，刀具进给到规定深度后，用G04指令可使刀具作非进给光整切削加工，然后退刀，以保证盲孔底平面平整，并使相关表面无毛刺。2)数控车床加工中，对沟槽进行加工时，槽底应让主轴空转几转再退刀。一般退刀槽都不须精加工，采用G04延时指令，有利于槽底表面光滑，提高零件整体质量。3)数控车床加工中，在工件端面中心钻60°顶尖孔或倒45°角时，为使孔侧面、及倒角平整，使用G04指令使工件转过几转后再退刀。4)数控车床加工中，车削轴类零件的台肩时，由于在两个不同坐标轴进给程序段转换时存在各坐标轴的自动加减速调整，可能导致刀具在拐角处的切削不完整。如果拐角精度要求很严，其轨迹必须是直角时，应在拐角处使用暂停指令，以保证轴的肩端与工件轴线垂直度。

3G04暂停指令的其他作用

除以上一般使用情况，实际数控加工使用中，尝试着一些特殊使用分析和研究，并从中到了新启示。1)采用步进电机为进给驱动系统数控机床，特别是国内改进设计数控机床，高精度加工中，为避免频率变化过快造成对位移精度的影响，常人为将快速点定位G00指令路径分解为2个程序段，段1为快速点定位，段2为直线插补。快速点定位运行开始时为升速，当升到设定速度频率时为正常匀速运行，接近到达定位点时为降速(就是常说自动升降速)。段1后设置暂停G04指令，可保证高速运行降速完全稳定后，再低速运行，使控制精度得以提高。特别是数控钻床加工时孔定位特别明显。2)大批量单件加工时间较短零件加工中，启动按钮频繁使用，为减轻操作者疲劳或频繁按钮带来误动作，用G04指令代替首件后零件启动。暂停时间按完成1件零件装卸时间设定，操作人员熟练掌握数控加工程序后，暂停指令时间可以逐渐缩短，但需保证一定安全时间。零件加工程序设计成循环子程序，G04指令就设计调用该循环子程序的主程序中，必要时设计选择计划停止M01指令作为程序结束或检查。3)数控车床用丝锥加工中心螺纹时，需用弹性套筒夹头攻牙，以保证丝锥加工至螺纹底部时不会崩断，并在螺纹底部设置G04延时指令，使丝锥作非进给切削加工，延时时间需确保主轴完全停止，主轴完全停止后按原正转速度反转，丝锥按原导程后退。程序举例:M03S300;加工螺纹的主轴转速不能太快。G00XOZ5．0;快速点定位至工件中心坐标。G32Z－20．0F1．0M05;加工螺纹完毕后主轴停止。G04X5．0;丝锥暂停5s作非进给切削加工。G32Z5．0M04;主轴反转，丝锥后退。4)镗孔完毕退刀时，为避免退刀时留下螺旋划痕而影响表面粗糙度，应使镗刀在孔底作非进给暂停，待主轴完全停止后再退刀。退刀时会留下垂直端面退刀划痕，一般镗孔加工工艺中是允许该退刀划痕的存在，利用该划痕还可以判断所镗孔形状误差。5)发出指令后需设置G04指令，以保证有足够时间延时，等待发出指令规定要求动作开始或完成后，再运行后续程序，以确保加工的可靠性。如换刀位、开启关闭主轴、润滑或接通其它信号等。如:瑞士碧玛泰公司S－188双主轴双刀塔数控车铣中心，配NUM1050数控系统，自动拉料时程序为:N0160M60;夹具打开允许。N0170M169;夹具打开。N0180G04FO．3;暂停0．3s。N0190G01ZL1;L1已赋值。N0200M168;夹具夹紧。N0210G04FO．3;暂停0．3s。6)主轴转速有较大变化时，可设置G04指令。目是使主轴转速稳定后，再进行零件切削加工，以提高零件表面质量。程序举例:N0010S1000M03M08;主轴转、冷却液开。N0020T0303;N0030G01X32．4FO．1;N0040S3500M03;主轴转速有较大变化。N0050G04X1．0;延时1S。N0060G01Z－10．0FO．02;7)加工程序中有多种功能顺序执行时，必须设置G04指令。如机械手接零件、双主轴同步、从第1刀塔转换到第2刀塔的加工等等，按动作复杂程度，设定不同G04暂停时间量，以使前一动作完全结束，再进行下一动作，避免干涉。8)铣削加工过程中，当加工与刀具半径相同的圆弧角时，可设置G04指令。可以消除加工中的让刀所带来锥度和实际加工半径偏差，但圆弧角表面质量会下降。程序举例:N0120G03X20．5Y18．6R6F100;N0130G04XO．5;N0140G01Y50．5F300;9)主轴空运行时，用G04设置每档转速时间，编一段热机程序，让设备自动运行，可以使热机效果更加良好。

4结语

在数控加工程序编制中，G04指令有着不可替代的作用。G04指令对零件的加工精度的影响很重要，尤其是几何精度及表面质量的加工有着不可低估的影响。一般认为，G04指令可使刀具作短暂的无进给运动，常用于车削环槽、钻孔、镗孔等光整加工。在实际数控加工使用中除在一般使用情况，G04还有一些特殊场合下使用也能发挥着不菲的作用。

作者:黄国开 单位:广东省粤东商贸技工学校