G90编程概述及应用
G90是数控编程中的一种固定循环指令，通常用于加工过程中的绝对编程模式。在使用G90进行编程时，所有的坐标都是基于工件坐标系的绝对位置来计算的，这意味着每个点的位置都是相对于零点（原点）的固定坐标。与G91的增量编程模式相比，G90的优势在于其高精度和易于控制，使得它成为制造业中加工复杂零件时常用的指令之一。通过G90指令，可以准确地对矩形零件进行高效的加工，实现高精度的控制和操作。
本文将深入探讨如何使用G90指令编写一个矩形零件的加工程序，展示相关编程示例并解释其中的关键步骤。
G90编程基本结构
在数控编程中，G90指令通常是与其他常见的控制指令配合使用。一个标准的G90编程结构包含以下几个部分：
1. 初始化指令： 包括G90、G21（公制单位）、G17（XY平面）等。
2. 主程序指令： 包括起始点、各加工步骤的编写和结束指令。
3. 控制指令： 包括进给速率F、主轴速度S、刀具半径补偿G41/G42等。
在实际应用中，G90用于标定所有后续坐标。接下来的操作根据具体零件的几何形状和加工需求编写不同的操作指令。
矩形零件的加工示例
接下来，我们将以一个简单的矩形零件为例，展示如何使用G90进行加工编程。
假设我们需要加工一个长100mm、宽50mm、厚度5mm的矩形零件，并且采用铣削方式进行外形加工。该矩形零件的加工步骤通常包括：粗加工、精加工、去毛刺和清理等过程。为了简化，我们将聚焦于矩形的外形加工，且不涉及内孔或其他细节处理。
步骤一：设定工件坐标系
在加工之前，我们首先要定义工件的坐标系。通常工件的原点设置在零件的左下角，即X轴为0，Y轴为0。这个原点的选择对于后续编程非常重要，因为所有坐标都会相对于这个原点来设置。
在程序中，首先输入以下初始化指令：
“`
G21 ; 设置单位为毫米
G17 ; 选择XY平面
G90 ; 启动绝对编程
“`
此时，所有的加工操作将基于工件的原点进行。
步骤二：设定刀具和加工参数
在开始实际的加工之前，需要设置一些刀具和加工参数。例如，选择合适的刀具直径、进给速度、主轴转速等。以一个简单的铣刀为例，假设刀具直径为10mm，进给速度为150mm/min，主轴转速为1200rpm。
在程序中设置如下：
“`
T1 M6 ; 刀具1更换
S1200 M3 ; 设置主轴转速为1200rpm，顺时针旋转
F150 ; 设置进给速度为150mm/min
“`
步骤三：矩形加工轨迹编程
接下来，我们进入矩形外形的具体加工。根据零件的尺寸（长100mm，宽50mm，厚度5mm），可以编写相应的坐标轨迹。在绝对编程模式下，所有的坐标值是相对于工件原点的。
假设我们从工件的左下角开始铣削，程序可以按照以下步骤编写：
“`
G0 Z5 ; 提起刀具至安全高度
G0 X0 Y0 ; 移动到工件的原点位置
G1 Z-5 F100 ; 将刀具移动到工件的加工深度，进给速度为100mm/min
G1 X100 Y0 F150 ; 沿X轴方向移动100mm
G1 X100 Y50 ; 沿Y轴方向移动50mm
G1 X0 Y50 ; 沿X轴反向移动100mm
G1 X0 Y0 ; 完成矩形的回到原点
G0 Z5 ; 提起刀具至安全高度
“`
上述代码指令中，`G0`表示快速移动，`G1`表示直线插补，`Z-5`表示刀具下移至5mm的加工深度，`F150`表示进给速度。通过这些指令，刀具能够准确地沿着矩形的四条边进行铣削，确保零件外形的准确度。
步骤四：程序结束与刀具退还
完成矩形外形的铣削后，程序需要结束加工，并进行刀具的退还操作。通常的做法是将刀具提起至安全高度，然后关闭主轴和进给系统。
程序结束部分如下：
“`
G0 Z5 ; 提起刀具至安全高度
M05 ; 停止主轴旋转
G0 X0 Y0 ; 返回原点
M30 ; 程序结束
“`
这里，`M05`表示停止主轴，`M30`表示程序结束并复位。
总结
通过以上编程示例，我们可以看到如何使用G90指令来加工一个矩形零件。在实际操作中，G90编程模式可以帮助程序员确保加工精度，减少误差，特别适用于复杂形状或多次加工步骤的零件。编程过程中，需要合理设置坐标系、刀具和加工参数，同时精确规划各个加工步骤。虽然G90指令简单，但对于确保零件加工质量至关重要。
在数控编程中，掌握G90的使用，不仅能够提高加工效率，还能够提高零件的制造精度，是每个数控操作员需要具备的基本技能之一。
