Коды, обозначающиеся буквой М (Miscellaneous), называются вспомогательными и предназначены для управления режимами работы станка. М-код может стоять как отдельно, так и находиться в кадре с G-кодами. Некоторые М-коды работают совместно с другими адресами. Например, М-код, отвечающий за направление вращения шпинделя, обычно указывается с адресом S, который необходим для задания числа его оборотов при вращении:

N10 S1000 М03

В таблице 1 помещены базовые М-коды, которые должен знать каждый технолог-программист. Когда М-код находится в кадре с G-кодом, то порядок выполнения зависит от модели ЧПУ. Возьмем, например, следующий кадр:

N10 G01 Х100.0 Y100.0 Z100.0 F50.0 М08

Таблица 1. Базовые М-коды

М код	Действие
M00	Запрограммированный останов
М01	Останов по выбору
М02	Конец программы
М03	Прямое вращение шпинделя
М04	Обратное вращение шпинделя
М05	Останов шпинделя

Кадр М08 обеспечивает линейное перемещение и включает подачу охлаждающей жидкости. Одни станки включают подачу СОЖ сразу, другие – только после перемещения в указанную позицию. Зная это, опытный программист старается указывать код М08 перед выполнением перемещения на рабочей подаче:

N05 М08

N10 G01 Х100.0 Y100.0 Z100.0 F50.0

Нужно учесть, что некоторые системы ЧПУ позволяют задавать в кадре только один М-код. В этом случае, если в кадре находятся несколько М-кодов, то СЧПУ выдаст сообщение об ошибке. Для избежания ошибок внимательно прочтите раздел документации станка и системы ЧПУ о работе с М-кодами.

1. Временный останов выполнения управляющей программы – М00 и М01

Очень часто возникают ситуации, когда необходимо временно прервать выполнение программы, например, для того чтобы удалить стружку, проверить размеры обрабатываемой детали или переставить крепежные элементы в другое положение. Коды М00 и М01 временно приостанавливают выполнение программы обработки или, говоря другими словами, делают паузу в производственном цикле станка.

Когда СЧПУ читает код М00, то происходит так называемый запрограммированный останов. Все осевые перемещения останавливаются и возобновляются лишь после того, как оператор станка нажмет клавишу Старт цикла на панели УЧПУ. При этом шпиндель продолжает вращаться, и другие функции остаются активными. Если оператор станка нажимает клавишу Старт цикла, то выполнение программы будет продолжено с кадра, следующего за М00.

…

N200 G01 X200

N210 G00 Z100

N220 M00

N230 G00 Z5

N240 G01 Z-1 F50

…

Для того чтобы безопасно удалить стружку из зоны обработки или снять ее со сверла, необходимо остановить шпиндель. То есть перед командой М00 нужно указать код выключения вращения шпинделя М05. Однако не забудьте снова включить шпиндель, иначе инструмент будет перемещаться без вращения, что приведет к его поломке.

…

N200 G01 X200

N210 G00 Z100

N215 M05

N220 M00

N225 M03 S1000

N230 G00 Z5

N240 G01 Z-1 F50

…

Использование кода М01 дает возможность оператору выбора – прерывать выполнение управляющей программы или нет. Любой станок с УЧПУ имеет клавишу «М01». Если она нажата, то происходит останов УП. Если клавиша не нажата, то выполнение УП не прерывается.

…

N200 G01 X200

N210 G00 Z100

N220 M01

N230 G00 Z5

N240 G01 Z-1 F50

…

2. Коды М03, М04, М05 управления вращением шпинделя

Вспомогательные коды М03 и М04 предназначены для управления вращением шпинделя. Единственная разница между двумя этими М-кодами заключается в направлении вращения. Код М03 отвечает за прямое (по часовой стрелке), а М04 – за обратное вращение шпинделя (против часовой стрелки). Направление вращения определяется, если смотреть в отрицательном направлении оси Z (со стороны шпинделя в сторону заготовки).

При фрезеровании режущие инструменты должны иметь прямое вращение (М03) (см. рис. 1). При выводе метчика из отверстия, при нарезании левой резьбы, в циклах автоматического измерения диаметра инструмента может потребоваться обратное вращение шпинделя (М04). В конце программы обработки и перед сменой инструмента нужно остановить вращение шпинделя при помощи команды М05.

…

N40 Z5.0

N45 G00 Z100.0

N50 M05

M55 M30

%

Рис. 1. Для операции фрезерования применяется только прямое вращение инструмента (М03)

Для задания частоты вращения шпинделя используется S-адрес. За S следует числовое значение, выражающее скорость вращения шпинделя в оборотах за одну минуту. Большинство СЧПУ воспринимают только целочисленное значение S. Обычно код М03 и S находятся в одном кадре.

Например, кадр N20 заставляет вращаться шпиндель в прямом направлении со скоростью 1000 оборотов в минуту:

% O0002

N05 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G98 G00

N10 T1 M06

N15 G43 H1 Z100.0

N20 M03 S1000

N25 X100.0 Y150.0 Z5

N30 G01 Z-0.5

N35 X200.0 Y250.0

N40 Z5.0

N45 G00 Z100.0

N50 M05

M55 M30

%

Некоторые станки (преимущественно старых моделей) оснащены специальной коробкой скоростей. Нужная передача для соответствующего диапазона скоростей вращения шпинделя выбирается автоматически или с помощью М-кодов. Обычно для включения низкой передачи используется код М41, а для включения более высоких передач – М42, М43 и т. д. Переключение передач в этом случае необходимо, чтобы двигатель, вращающий шпиндель, не подвергался чрезмерным нагрузкам (вспомните процесс переключения передач в автомобиле). Приведем небольшой программный пример. В кадре N20 включается низкая передача, а в кадре N25 шпиндель начинает вращаться со скоростью 900 оборотов в минуту:

…

N10 T5 M06

N15 G43 H5

N20 M41

N25 M03 S900

…

3. Система управления подачи СОЖ (М07, М08, М09)

В процессе фрезерования охлаждающая жидкость подается в зону обработки для увеличения стойкости инструмента, улучшения качества обрабатываемой поверхности и удаления (вымывания) стружки.

Станки с ЧПУ оснащаются системой автоматической подачи СОЖ. Управление этой системой осуществляется при помощи нескольких М-кодов. Обычно код М08 используется для включения подачи охлаждающей жидкости, а код М09 – для выключения. Некоторые станки позволяют подавать СОЖ в зону обработки в различном виде. Например, код М08 может вызывать подачу охлаждающей жидкости в виде струи, а код М07 – в распыленном виде.

Подачу СОЖ принято отключать перед сменой инструмента и в конце программы обработки. Многие современные станки делают это автоматически при чтении кода М06 (смена инструмента), кодов М30 и М02 (конец программы). Кроме программного управления системой автоматической подачи СОЖ, существует и ручное управление, позволяющее оператору станка при помощи определенных клавиш на панели УЧПУ включать или выключать подачу охлаждающей жидкости в случае необходимости. Для того чтобы струя охлаждающей жидкости точно попадала в нужное место зоны обработки и на режущий инструмент, используют гибкие шланги (см. рис. 2).

Рис. 2. Подача СОЖ в зону резания

4. Код М06 для автоматической замены режущего инструмента

Код М06 предназначен для автоматической смены инструмента. Некоторые станки с ЧПУ прошлых поколений или недорогие настольные станки не имеют устройства автоматической смены инструмента. В этом случае оператор станка вынужден останавливать программу и вручную менять один инструмент на другой, что конечно же неудобно.

Многие современные станки с ЧПУ имеют это полезное устройство, освобождающее оператора от лишнего вмешательства в производственный цикл станка. Инструменты находятся в ячейках специального барабана, который обычно называют магазином инструментов (см. рис. 3). В большинстве станков каждая из ячеек магазина инструментов имеет собственный номер. Специальные датчики и устройство обратной связи помогают системе ЧПУ определить положение магазина инструментов и наличие инструмента в ячейках.

Рис. 3. Магазин инструментов фрезерного станка с ЧПУ

Обычно для выполнения автоматической смены инструмента программист напрямую указывает номер инструмента, который необходимо взять (номер инструмента в большинстве случаев совпадает с номером ячейки инструментального магазина). Такой способ смены инструмента называется абсолютным. Некоторые старые станки использовали относительный способ смены инструмента. В этом случае номер инструмента отсчитывался от номера текущего инструмента, что менее удобно. Производители станков постоянно совершенствуют конструкцию устройств автоматической смены инструмента.

Сегодня наиболее популярными являются следующие конфигурации:

• магазин инструментов перемещается при смене инструмента, тип «зонтик»;
• магазин инструментов не перемещается при смене инструмента, тип «рука».

Сначала рассмотрим алгоритм работы устройства автоматической смены инструмента с перемещающимся магазином. Когда управляющая программа доходит до кадра смены инструмента, шпиндель перемещается в определенную точку, находящуюся рядом с магазином инструментов. Магазин инструментов перемещается в эту же точку до «сцепления» инструмента с пустой ячейкой. Шпиндель немного поднимается вверх, освобождая отработавший инструмент. Магазин инструментов поворачивается таким образом, чтобы выбранный инструмент находился под шпинделем.

Шпиндель опускается, зажимает новый инструмент и отводится вверх. Магазин инструментов перемещается обратно на свое место. Если магазин инструментов не перемещается, то возможен следующий алгоритм работы. Сначала шпиндель перемещается в определенную точку, находящуюся рядом с магазином инструментов. Затем магазин инструментов поворачивается таким образом, чтобы выбранный инструмент находился напротив шпинделя. Механический захват («рука»), находящийся между магазином и шпинделем, захватывает отработавший инструмент в шпинделе и новый инструмент в магазине.

Захват опускается вниз, освобождает инструмент и меняет их местами. Захват поднимается вверх, при этом новый инструмент зажимается в шпинделе, а старый остается в магазине инструментов. Внимательно ознакомьтесь с соответствующим разделом документации станка, для того чтобы хорошо понимать, как на вашем станке производится смена инструмента. Обычно станки с ЧПУ производят смену инструмента при указании в программе следующей команды:

М06 Т1

Адрес Т обозначает номер вызываемого инструмента (в данном случае инструмент № 1), а М06 обеспечивает смену. Например, если в УП запрограммировать М06 Т5, то будет вызван инструмент № 5. Большинство СЧПУ допускают любой порядок слов данных в кадре смены инструмента. То есть вы можете вызвать инструмент № 1 и таким образом:

Т1М06

Некоторые СЧПУ требуют, чтобы адрес Т и команда М06 находились в разных кадрах, иначе автоматическая смена инструмента может быть выполнена неправильно:

N10 Т1

N20 М06

Сразу после смены необходимо выполнить компенсацию длины нового инструмента. Как вы уже знаете, компенсация длины инструмента осуществляется при помощи кода G43 и следующего за ним Н-слова данных. Для удобства номер корректора на длину совпадает с номером инструмента.

Например, для выполнения компенсации длины инструмента № 1 в УП необходимо указать:

G43 H1

Некоторые станки старых моделей требовали указывать направление компенсации длины инструмента. При этом код G43 обозначал положительное направление, a G44 – отрицательное направление компенсации. К счастью, сегодня такой неудобный способ используется крайне редко. Кадры смены инструмента и активации компенсации длины нового инструмента в управляющей программе:

% O0002

N05 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G98 G00

N10 T1 M06

N15 G43 H1 Z100.0

N20 M03 S1000

N25 X100.0 Y150.0 Z5

N30 G01 Z-0.5

N35 X200.0 Y250.0

N40 Z5.0

N45 G00 Z100.0

N50 M05 M55 M30

%

В кадре N10 производится смена инструмента (вызов инструмента

№ 1), а в кадре N15 выполняется компенсация длины инструмента № 1 и инструмент перемещается в точку Z100.0. Перед тем как вызвать новый инструмент, принято отменять компенсацию длины активного инструмента. Это действие производится при помощи кода G49, хотя многие современные СЧПУ отменяют компенсацию длины автоматически при указании команды М06. Если произведена смена инструмента, а компенсация его длины не выполнена, то возможно столкновение инструмента с заготовкой или частями станка. Многие программисты для обеспечения безопасности перед сменой инструмента выполняют возврат в исходную позицию по оси Z:

…

G91 G28 Z0 T3 M06 G43 H3

…

Чтобы избежать серьезных ошибок, при смене инструмента оператору станка необходимо быть особенно внимательным.

5. Окончание УП (коды М30 и М02)

В конце любой управляющей программы должен находиться код ее завершения – М30 или М02. При выполнении любого из этих кодов станок останавливается независимо от того, какую функцию он выполнял. Разница между М30 и М02 заключается лишь в том, что код М30, помимо завершения программы, «перематывает» или «сбрасывает» ее на начало, а код М02 не делает этого. Проще говоря, при окончании программы обработки с М30 курсор текущего положения переводится в самое начало программы, а с М02 остается в конце.

…

N40 Z5.0

N45 G00 Z100.0

N50 M05

M55 M30

%

Обычно при завершении программы обработки производится перемещение рабочего стола или инструмента в позицию, которая облегчает оператору снятие готовой детали со станка. Такое перемещение совершается с помощью кода возврата в исходную позицию G28:

…

N120 G91 G28 X0 Y0 Z0

N130 M05

N140 M30

%