Перейти к содержимому
MetalGuide
G-код и CAM

Постоянные циклы сверления и нарезания резьбы: G81, G83, G73, G84, G98/G99

Как работают постоянные циклы сверления на фрезерных станках с Fanuc-подобными системами ЧПУ: адреса Z, R, Q, P, F, K/L, возврат G98 и G99, сверление с выводом G83 и с ломкой стружки G73, жёсткое нарезание резьбы G84 с M29 и расчёт подачи, пример программы и типичные ошибки.

Редакция MetalGuide7 мин чтенияОбновлено

Как устроен постоянный цикл

По руководству Fanuc, цикл сверления состоит из шести движений: позиционирование по X и Y, ускоренный ход до плоскости R, обработка отверстия, действие на дне (пауза, реверс шпинделя), отвод к плоскости R и ускоренный ход до исходной плоскости. Все шесть движений программист задаёт одной строкой — это и есть постоянный цикл.

Цикл модальный. После первого кадра достаточно перечислять координаты следующих отверстий: в каждой новой точке цикл выполняется снова. Отменяет его G80 или код перемещения G00/G01. У Haas адреса Z, R и F обязательны для всех циклов, а пауза P модальна: если её не отменить, она перейдёт в следующий цикл.

Адрес

Что задаёт

На что обратить внимание

X, Y

Положение отверстия

Позиционирование — всегда ускоренным ходом

Z

Дно отверстия

Для сверла — до вершины, учитывайте конус заточки

R

Плоскость начала рабочей подачи, чуть выше детали

В абсолютном режиме — координата плоскости

Q

Глубина одного шага в G83, G73

Всегда в приращениях и положительная

P

Пауза на дне

Единицы — по руководству стойки: у Haas в G04 P10. — 10 с, P10 — 10 мс

F

Подача

В G84 связана с оборотами и шагом резьбы

K или L

Число повторов цикла

Имеет смысл в приращениях G91: цикл повторяется со сдвигом

Число повторов в Fanuc задают адресом K (до 9999), у Haas — адресом L. Повторы работают в приращениях: руководство Fanuc предупреждает, что в абсолютных координатах цикл повторится в той же точке. K0 (у Haas L0) запоминает данные цикла, но отверстие не сверлит.

G98 и G99: куда возвращается инструмент

Высота, на которой стоял инструмент перед вызовом цикла, называется исходной плоскостью. После каждого отверстия инструмент поднимается:

  • при G99 — до плоскости R. Это быстрее, если между отверстиями нет препятствий;
  • при G98 — до исходной плоскости. Так перешагивают прихваты, тиски, выступы детали.

Переключать G98/G99 можно прямо между отверстиями. Руководство Fanuc советует ставить G99 для первых отверстий и G98 — для последнего. Исходная плоскость при работе в G99 не меняется.

Сверление: G81, G82, G83, G73

G81 — простое сверление: подача до Z, ускоренный отвод. Haas рекомендует его для неглубоких отверстий и для свёрл с подачей СОЖ через инструмент. G82 — то же с паузой P на дне. По Haas пауза помогает сломать стружку, зачищает дно и снимает давление инструмента; в примере Haas так работает центровка.

Для глубоких отверстий нужны циклы с шагами. Haas советует переходить на них, когда глубина больше трёх диаметров сверла, а первый шаг брать примерно равным диаметру. Как выбрать сверло и режимы, чтобы шаги вообще не понадобились, — в статье «Сверление: свёрла и режимы».

Траектории циклов сверления с шагами: G83 и G73Разрез детали с отверстием, два варианта цикла рядом. Слева по высоте отмечены уровни: исходная плоскость, где сверло стояло до вызова цикла; плоскость R чуть выше детали; верх детали; дно отверстия Z. Левая траектория — G83, сверление с выводом: сверло ускоренно опускается от исходной плоскости к плоскости R, сверлит на подаче на глубину шага Q, ускоренно выходит к плоскости R, ускоренно возвращается в отверстие, не доходя расстояние d до прошлой глубины, и сверлит следующий шаг Q. Так до дна Z. Правая траектория — G73, сверление с ломкой стружки: после каждого шага Q сверло отходит лишь на небольшое расстояние d и сразу сверлит дальше, к плоскости R выходит только в конце. После последнего шага в режиме G99 сверло поднимается до плоскости R, в режиме G98 — до исходной плоскости. Ходы разнесены по горизонтали для наглядности.исходная плоскостьплоскость Rверх деталидно отверстия ZG83: вывод к R после шагаG98G99dQQQG73: короткий отвод dG98G99dQрабочая подачаускоренный ход
G83 после каждого шага Q выводит сверло к плоскости R и возвращается, не доходя d до прошлой глубины. G73 после шага отходит только на d. После последнего шага — возврат к R (G99) или к исходной плоскости (G98). Ходы разнесены по горизонтали, схема не в масштабе.
  • G83 — сверление с выводом. После каждого шага Q сверло ускоренно выходит к плоскости R, стружка выносится, затем сверло ускоренно возвращается в отверстие и не доходит до прошлой глубины на зазор d. В Fanuc этот зазор задаёт параметр 5115. У Haas настройка 52 позволяет поднимать сверло выше плоскости R, а саму R держать ближе к детали.
  • G73 — сверление с ломкой стружки. После шага сверло отходит на величину d (в Fanuc — параметр 5114, у Haas — настройка 22) и сразу сверлит дальше. Цикл быстрее G83, но стружка остаётся в отверстии.

У Haas в G83 и G73 вместо постоянного Q можно задать убывающий шаг: I — первый шаг, J — на сколько уменьшать, K — минимальный шаг. Q вместе с I, J, K не пишут.

G84: жёсткое нарезание резьбы

В жёстком (синхронном) режиме система ЧПУ управляет шпинделем как осью: каждый оборот соответствует ходу на шаг резьбы. Метчик крепят без компенсирующего патрона. Цикл G84 идёт на подаче до Z, реверсирует шпиндель и выходит на подаче к плоскости R. G74 — то же для левой резьбы.

В Fanuc жёсткий режим включают командой M29 S… перед кадром G84 или в нём. Можно задать и параметром — тогда G84 сразу жёсткий. Если между M29 и G84 запрограммировать перемещение и команду S, система выдаст аварийное сообщение. Коррекции подачи и оборотов во время нарезания не действуют — система считает их равными 100 %.

Подача при нарезании резьбы метчиком в режиме подачи в минуту

F = S · P

F
подача, мм/мин
S
частота вращения шпинделя, об/мин
P
шаг резьбы, мм

Пример: резьба M10 × 1,5, обороты по каталогу метчика — 500 об/мин. F = 500 · 1,5 = 750 мм/мин. В режиме подачи на оборот подача равна шагу: F1.5. Haas в своём примере для дюймовой резьбы делит обороты на число ниток на дюйм — это та же формула.

У Haas в G84 есть адрес J — во сколько раз вывод быстрее нарезания, и адрес Q для нарезания с шагами. Включать шпиндель перед G84 у Haas не нужно: цикл сам запускает и останавливает его.

Растачивание и отмена: G76, G86, G80

  • G76 — чистовое растачивание. На дне инструмент смещается от стенки на величину Q (или I, J) и только потом выходит, чтобы не задеть обработанную поверхность.
  • G86 — растачивание с остановом шпинделя на дне и выходом без вращения.
  • G80 — отмена всех постоянных циклов. Её ставят после последнего отверстия, до смены инструмента и перемещений G00.

Пример программы

Три отверстия на одной линии: центровка, сверление Ø8,5 на 30 мм с выводом и резьба M10 × 1,5 глубиной 20 мм. Синтаксис Fanuc-подобный, режимы условные — для своего инструмента их считают по каталогу или в калькуляторе режимов резания. Нуль детали — верх заготовки.

G-код
%
O2001 (OTVERSTIYA M10 3 SHT)
N10 G21 G17 G40 G49 G80 G90 G94
N20 T1 M06 (CENTROVKA)
N30 G54 G00 X20. Y20. S2000 M03
N40 G43 H01 Z50. M08
N50 G99 G81 Z-2. R2. F150
N60 X60.
N70 G98 X100.
N80 G80
N90 T2 M06 (SVERLO D8.5)
N100 G54 G00 X20. Y20. S1500 M03
N110 G43 H02 Z50. M08
N120 G99 G83 Z-30. R2. Q8. F120
N130 X60.
N140 G98 X100.
N150 G80
N160 T3 M06 (METCHIK M10X1.5)
N170 G54 G00 X20. Y20.
N180 G43 H03 Z50. M08
N190 M29 S500
N200 G99 G84 Z-20. R2. F750.
N210 X60.
N220 G98 X100.
N230 G80 G00 Z50. M09
N240 M05
N250 G91 G28 Z0.
N260 M30
%

Кадр

Что происходит

N10

Безопасная строка: мм, плоскость XY, циклы и коррекции отменены, подача в минуту G94

N50–N70

Центровка трёх отверстий: первые два с возвратом к R, последнее — к исходной плоскости Z50

N120

Сверление шагами по 8 мм с выводом к R = 2 мм; дно — Z-30 до вершины сверла

N190

Жёсткий режим и обороты для метчика; между M29 и G84 нет перемещений

N200

F750 = 500 об/мин × 1,5 мм; метчик реверсируется на Z-20 и выходит на подаче к R

N230

Отмена цикла, отвод, СОЖ выключена

Типичные ошибки

Ошибка

Что происходит

Как избежать

G99 при прихвате между отверстиями

Инструмент идёт к следующему отверстию на высоте R и задевает прихват

Перед переходом через препятствие — G98

Забыли G80 перед сменой инструмента

Следующая точка X, Y снова запустит цикл — уже другим инструментом

G80 сразу после последнего отверстия

Подача G84 не согласована с оборотами

Метчик срезает или тянет резьбу, ломается

F = S · P в мм/мин или F = P в мм/об; S и F менять только вместе

Перемещение или S между M29 и G84

Аварийное сообщение, цикл не выполняется

M29 S… — последним кадром перед циклом

Числа без десятичной точки

У Haas G04 P10. — пауза 10 с, а P10 — 10 мс; Q8 без точки стойка может прочитать как 0,008 мм — тысячи шагов вместо четырёх

Писать точку: Q8., P0.5; проверить, как стойка читает целые числа

Повтор K или L в абсолютных координатах

Цикл повторяется в той же точке

Повторы — только в G91

Не отменили паузу P

Пауза из G82 переходит в следующие циклы

Задавать P явно или отменять цикл G80

Первое отверстие новой программы проходят покадрово, с пониженной скоростью ускоренного хода, и смотрят, где на самом деле находятся плоскость R и дно. Как повторять одни и те же отверстия разными инструментами без копирования координат — в статье «Подпрограммы и макропеременные». Из чего состоит программа и что значат остальные коды — в статье «Структура управляющей программы».

Вопросы и ответы

Чем G83 отличается от G73?

G83 после каждого шага выводит сверло к плоскости R и очищает отверстие от стружки. G73 после шага отводит сверло лишь на небольшое расстояние — стружка ломается, но остаётся в отверстии. Поэтому G73 быстрее, а G83 надёжнее в глубоких отверстиях.

Как посчитать подачу для метчика в G84?

В режиме подачи в минуту F = S · P: обороты умножают на шаг резьбы. Для M10 × 1,5 при 500 об/мин это 750 мм/мин. В режиме подачи на оборот F равна шагу — F1.5.

Когда ставить G98, а когда G99?

G99 возвращает инструмент к плоскости R — так быстрее, если между отверстиями нет препятствий. G98 поднимает инструмент до исходной плоскости — это нужно, чтобы перешагнуть прихваты и выступы детали. Руководство Fanuc советует G99 для первых отверстий и G98 для последнего.

Нужно ли включать шпиндель перед G84?

Зависит от стойки. У Haas цикл G84 сам запускает и останавливает шпиндель. В Fanuc для жёсткого нарезания перед циклом задают M29 с оборотами S, и между M29 и G84 не должно быть перемещений и другой команды S.

Термины

Источники

  1. Haas Automation. Mill Operator's Manual, NGC, 2022 — постоянные циклы, G98/G99, адрес L, формула подачи для нарезания резьбы
  2. Haas Automation — G83 Normal Peck Drilling Canned Cycle
  3. Haas Automation — G73 High-Speed Peck Drilling Canned Cycle
  4. Haas Automation — G84 Tapping Canned Cycle
  5. Haas Automation — G76 Fine Boring Canned Cycle
  6. Haas Automation — G86 Bore and Stop Canned Cycle
  7. FANUC Series 0i-MODEL F. Operator's Manual for Lathe System (B-64604EN-1/01) — Canned cycle for drilling, Rigid tapping

Посчитать

Калькулятор режимов резания

Читать также

  • ЧПУ-фрезеровка5 мин

    Сверление на станке с ЧПУ: свёрла, центровка, глубокие отверстия и режимы

    Какое сверло выбрать — быстрорежущее, твердосплавное или со сменной головкой, зачем центровать, как сверлить глубокие отверстия, какую точность даёт сверление и когда нужны зенкер, развёртка или расточка. Формулы оборотов и подачи.

  • Токарная обработка7 мин

    Как получить резьбу: метчик, резьбофреза, резец или накатка — и что значат 6H и 6g

    Способы получения метрической резьбы — метчики разных типов, раскатники, резьбофрезерование, нарезание резцом на токарном станке. Поля допусков 6H и 6g по ГОСТ 16093-2004, контроль калибрами ПР и НЕ и выбор способа под деталь.

  • G-код и CAM7 мин

    Структура управляющей программы ЧПУ: кадр, слово, основные G- и M-коды

    Из чего состоит программа для станка с ЧПУ, как читать кадр и слово, что делают основные G- и M-коды по ГОСТ 20999-83 и ISO 6983-1 и почему коды надо сверять с руководством к своей системе ЧПУ. С разбором короткой программы.

  • G-код и CAM7 мин

    Подпрограммы и макропеременные в ЧПУ: M98/M99, G65, #-переменные, WHILE и IF

    Как вызывать подпрограммы в Fanuc-подобных системах (M98, M99, повторы L), Sinumerik и Heidenhain, как устроены макропрограммы Custom Macro B: локальные, общие и системные переменные, IF/GOTO, WHILE/DO/END, вызов G65 с аргументами. Пример — сверление отверстий по окружности с расчётом координат.