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CNC铣削编程与操作宇龙数控仿真系统简介一、数控系统的进入1.点击“加密锁管理程序”2.点击“数控加工仿真系统”3.点击“快速登陆”4.进入系统主画面 （1）菜单栏 （2）快捷键 （3）虚拟仿真机床 （4）操作控制面板加工中心的编程与操作二、机床、工件、夹具、刀具选择 1.选择机床 （1）控制系统：FANUC 0i 机床类型：立式加工中心 北京一机床（2）视图与选项功能： 复位、 局部放大（窗口）、动态缩放、动态平移、动态旋转； 左视图、右视图、俯视图、前视图、选项菜单、控制面板切换。 2. 定义毛坯名字材料形状尺寸毛坯145 钢长方形100 80 30长 宽 高毛坯2ZL412 铝圆形50 100直径 长度毛坯3HT300 铸铁长方形250 160 20长 宽 高 3. 夹具选择选择零件（形状描述）选择夹具毛坯1（长方体）平口钳毛坯2（圆柱体类零件）卡盘毛坯3（薄板类零件）工艺板（或压板）*移动：将毛坯调整到夹具适当位置。 4. 放置与拆除零件 （1）放置零件 选择毛坯（选择模型） 点击“安装零件” 将毛坯与夹具调整到工作台适当位置 （2）拆除零件 （注：需先拆除零件后再放置零件） *借助压板将工件固定在工作台上（压板可以固定工艺板）*若在“放置零件”菜单中毛坯的夹具形状为“无”安装零件后可选择压板来固定工件。*点击“零件”点击“安装压板”实现毛坯的夹持（压板有两种夹持类型）。点击“移动压板”将压板调整到适当位置； 点击“拆除压板”将压板拆除掉。 5.选择刀具 系统可装T1、T2、T3最多24把刀具 （换刀指令：G91 G28 Z0 ； T_ M6 ；） （1）所需刀具直径（限定） （2）所需刀具类型（限定）（3）添加到主轴（4）撤除主轴刀具（5）删除当前刀具*练习：按照下表进行刀具参数设定刀号刀具直径刀具类型T1204刃铣刀T2104刃铣刀T35中心钻T48钻头 6. 点击“文件” 保存项目（扩展名*.MAC） 新建项目 打开项目三、激活机床 操作控制面板： 屏幕显示区域 编程区域 手动操作控制区域 编程区域：“POS”、“PROG”、“OFFSETSETTING”、“SYSTEM”、“MESSAGE”、“CUSTOMGRAPH” 手动操作控制区域：（功能键）1. 自动执行2. 编辑3. MDI4. 远程执行5. 单节（程序单句执行）6. 单节忽略7. 选择性停止8. 回原点（返参）9. 手动（点动）10. 手动脉冲（电子脉冲手轮控制） 四、启动机床释放“急停” 按绿色“启动”键，启动系统1. 手动操作控制 轴选择 移动速度选择 移动方向选择2.电子脉冲手轮控制 轴选择 脉冲当量选择 调节手轮3.机床返回参考点 “R”“” （1）通过手动操作控制，将机床调整到适当位置（机床参考点行程范围之内） （2）点击“”轴选择，沿各轴正向返回； 选择“Z”=点击“+” 选择“X”=点击“+” 选择“Y”=点击“+”机床执行返参过程。返回参考点后，机械坐标值置零（X0，Y0，Z0）,同时（X、Y、Z原点灯）亮；再将机床调整到适当位置。4.MDI模式 在“MDI”状态下，按“PROG”键SHIFTCANINPUTALTERINSERTDELETE上档删除输入域中字输入修改插入删除光标所在代码（注：回车换行以“EOBE”键结束）步骤： 在“输入域”中输入指令代码； 点击“EOBE”键，回车换行； 点击“INSERT”插入键； 点击“”启动键。例如：设定主轴转速“S600 M3 ；” =“INSERT”=“”启动； “M5 ；”=“INSERT”=“”主轴停止。5.对刀（1）试切法“Z轴”对刀步骤： “Z向”擦刀（手轮方式） 点击“OFFSETSETTING”=点击软键“补正”；借助刀具补偿地址中的“形状H”对 “Z坐标”位置进行调整；坐标调整为“Z0”，点击“测量”；建立当前刀具的“Z0”平面； （2）塞尺法“Z轴”对刀 （注：已加工过的表面不能用“塞尺法”对刀）步骤： 利用“手动”功能将刀具Z向接近工件上表面；点击“塞尺检查”=选择“1MM”塞尺；利用手轮将“提示信息”中“塞尺检查的结果”调整到“合适”；点击“OFFSETSETTING”=软键“补正”，借助刀具补偿地址中的“形状H”对 “Z坐标”位置进行调整；坐标调整为“Z1”（与塞尺尺寸对应），点击“测量”；*完成后点击“检查塞尺”=“收回塞尺”。*练习：1.测量出T1、T2、T3、T4刀具的Z向H值；2.结合T1号刀的长度补偿指令“G43 H1”， 利用“手动”功能将工件上表面去除1MM。（3）偏心式寻边器X、Y向对刀（不需要塞尺）点击“基准工具”=选择“偏心式寻边器”（尺寸：10MM）寻边器由固定端和测量端两部分组成，固定端由刀具夹头夹持在机床主轴上，中心线与主轴轴线重合。在测量时，主轴以400r/min旋转。通过手动方式，将寻边器向工件基准面靠近。当测量端与固定端重合后，在某一瞬间向一侧发生偏斜时，停止移动。偏心式寻边器X向对刀：利用“手动”将寻边器在X向调整到位。点击“OFFSETSETTING”软键“坐标系”，将“G54”中的X坐标值进行设置，点击“测量”。偏心式寻边器Y向对刀，同于X向。加图* 全部完成后主轴停止，点击“机床”“拆除工具”（4）刚性靠棒X、Y向对刀（主轴静止不动）步骤：将机床调整到适当位置； 点击“基准工具”选择“刚性靠棒”（尺寸：14MM） 刚性靠棒X向对刀：利用“手动”将刚性靠棒进行位置调整，接近工件X向基准边。点击“塞尺检查”选择“1MM”塞尺，利用手轮将“塞尺检查的结果”调整到“合适”。点击“OFFSET - SETTING”软键“坐标系”将“G54”中的X坐标值进行设置（= 靠棒半径 + 塞尺厚度），点击“测量”。（刚性靠棒Y向对刀，同于X向。）完成后点击“检查塞尺”“收回塞尺”；五、程序的编制1.点击“编辑”“PROG”程序名“O +四位数字”直接点击“INSERT”（插入）。利用上档、删除、插入、修改、“PAGE”、“PAGE”、“”、“”“”、“ ”等功能键编辑程序。例：O 0111；N10 G91G28Z0；N20 T1M6；N30 G0 G54 G17 G40 G49 G80 G90；N40 G43 Z100 H01；（刀具长度补偿）N50 G0 X15 Y16 S800 M3；N60 Z2 M8；N70 G1 Z-3 F60；N80 X75 Y60 F200；N90 G0 Z100；N100 M5；N110 M9；N120 M30；2.导出程序：在程序编辑状态下，点击软键点击“操作”“翻页”“PUNCH”选择存盘路径，输入文件名称（以 “*.NC” 为扩展名），“保存”。3.导入程序：点击快捷键“DNC传送”在菜单中选择文件打开路径，双击目标文件在程序编辑状态下，点击“PROG”点击软键“操作”“翻页”“READ”以“O+四位数字”为程序命名点击“EXEC”。在编辑状态下有“程式”和“LIB”两种方式，分别代表“当前程序编辑”和“程序列表选择”。点击软键“LIB”“O123” “INSERT”新建程序；“O125” “INSERT”新建程序；“O123” “O检索”选择程序；“O123” “DELETE”删除程序；六、工件的加工与测量1.程序的“自动运行”“自动”、“单段”等 ； 循环启动键“ ” ；“CUSTOM GRAPH”轨迹仿真功能；2.测量选择菜单栏中的“测量”点击“剖面图测量”进行尺寸检测；如果工件超出尺寸公差要求的范围，记住超差值“”；点击“OFFSETSETTING”点击软键“补正”将超差值“”向相反的方向补偿到“磨耗H”中点击“输入”，保证工件尺寸在公差要求范围之内；圆弧插补（G02、G03） G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补，圆弧插补指令可以自动加工圆弧曲线，但仅限于在坐标平面内进行插补，因此，需指定插补平面。如图3所示。XY图 3 圆弧插补OZXYOO(a)(b)(c)G02G03G17G02G03G19G18G03G02Z指令格式：说明： (1) G17、G18、G19表示选择圆弧插补平面，分别表示选择在XY、ZX、YZ平面进行圆弧插补； (2) X、Y、Z表示圆弧的终点坐标，其坐标值采用绝对坐标还是增量坐标，取决于G90或G91的状态，G91状态下终点坐标为相对圆弧起点的增量值； (3) R为圆弧半径值； (4) I、J、K为圆心相对于起点的坐标增量。XY图4 用圆弧半径R编程OABab 用半径法编写圆弧加工程序时应注意，在使用同一半径R的情况下，从起点A到终点B的圆弧可能有两个,如图4所示，即圆弧a与圆弧b，编程时它们的起始点及半径都一样，为区分二者，规定圆弧所对应的圆心角小于180时（圆弧段a）用“R”表示半径，圆心角大于180时（圆弧段b）用“-R”表示半径。圆心角等于180时用“R”或“-R”均可。 图5 圆弧编程 如图5，沿ABCD轨迹，编制轮廓程序。 （1） 用圆弧半径R的编程 绝对值编程方式： N01 G90 G03 X15.0 Y0 R15.0 F100；（由A移至B） N02 G02 X55.0 Y0 R20.0； （由B移至C） N03 G03 X80.0 Y-25.0 R25.0； （由C移至D） 增量值编程方式： N0l G91 G03 X15.0 Y15.0 R15.0 Fl00； N02 G02 X40.0 Y0 R20.0； N03 G03 X25.0 Y25.0 R-25.0；（2） 用分矢量I、J、K编程(I、J、K为圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z轴上的坐标增量) 绝对值编程方式： N01 G90 G03 X15.0 Y0 I0 J15.0 F100； N02 G02 X55.0 Y0 I20.0 J0； N03 G03 X80.0 Y-25.0 I0 J-25.0；程序例：N10 G91G28Z0；N20 T1M6；N30 G90 G54 G0 G40；N40 G43 Z100 H01；（刀具长度补偿）N50 X18 Y18 S600 M3N60 Z2 M8；N70 G1 Z-3 F60；N80 Y62 F120；N90 X46.2；N100 X82 Y18；N110 X18；N120 G0 Z100；N130 M5；N140 M9；N150 M30；刀具补偿功能1、 刀具半径补偿功能1）指令代码：G41 左刀补 G42 右刀补G40 取消刀具半径补偿功能判别：沿着刀具进给方向观察，若刀具在工件轮廓线的左侧，称之为左刀补 G41（顺铣）；沿着刀具进给方向观察，若刀具在工件轮廓线的右侧，称之为右刀补 G42（逆铣）；2）指令格式：G41(G42) G0（或G1） X_ Y_ D_（半径补偿地址） . . . G40 G0（或G1） X_ Y_2、刀具长度补偿功能1）指令代码：G43 刀具长度正补偿指令 G44 刀具长度负补偿指令G49 取消刀具长度补偿指令2）指令格式：G43(G44) G0（或G1） Z_ H_（长度补偿地址） . . . G49 G0（或G1） Z_ 基于二维平面下的 CNC铣削加工类型类型 1：槽型铣削加工（工件槽宽=刀具直径）类型 2：轮廓铣削加工（带刀具半径自动补偿功能）类型 3：型腔铣削加工（规则型腔与不规则型腔）类型 1：槽型铣削加工（工件槽宽=刀具直径）编程方式：在 XOY 平面内，人为控制刀具中心的运动轨迹，“软件刀具库”中的刀具参数“R”对工件不会产生影响；只有硬件刀具半径“R ”对加工结果才有影响了。加工特点：加工过程中要始终“照顾到”刀具两侧的轮廓形状，由于刀具两侧的铣削方式不同，因此适用于粗加工的场合。类型 2：轮廓铣削加工（带刀具半径自动补偿功能）编程方式：在 XOY 平面内，程序仅对工件轮廓线进行描述（目标终点、运动轨迹、走刀方向）。CNC系统通过识别刀具补偿方向和补偿半径，自动偏置出刀具中心轨迹。此时， “软件刀具库”中的刀具参数“R”对工件形状及尺寸精度均有影响。（*轮廓线：可以是封闭的也可以是不封闭的）（*目标终点：必须都在轮廓线上。）加工特点：由于加工过程中只保证刀具一侧的轮廓形状，因此轮廓铣削适用于半精加工或精加工。类型 3：型腔铣削加工（规则型腔与不规则型腔）编程方式：在 XOY 平面内，程序仅对封闭的内轮廓线进行形状、尺寸与位置的限定；给定刀具尺寸、排刀方向及排刀量。CNC系统自动编排铣削循环方式。此时， “软件刀具库”中的刀具参数对型腔的形状及尺寸精度均会产生影响。（*轮廓线：必须是封闭的内轮廓）加工特点：型腔加工循环指令保证封闭轮廓内部多余的材料完全被去除。在某种程度上，可以认为是槽型与内轮廓铣削加工的结合。3、程序举例：程序：O 0318；N10 G91 G28 Z0；N20 T1 M6；N30 G54 G90 G17 G0 G40 G49 G80；N40 G43 Z100 H1；N50 X-10 Y-10 S800 M3；N60 Z2 M8；N70 G1 Z-5 F60；N80 G41 G1 X10 Y10 D01 F200；N90 Y75；N100 X95；N110 Y12；N120 X8；N130 G40 G1 X-10 Y-10；N140 G0 Z100；N150 M5；N160 M9；N170 M30；DECKEL数控铣床“BA”功能状态BA1 机床超程时用电子脉冲手轮返回；BA2 工件零点确定；BA3 机床返回参考点“R”（回零）；BA4 手动电子脉冲手轮进给方式；BA5 手动点动进给方式；BA6 手动连续进给方式；BA7 单语句输入并执行（MDI）；BA8 程序的单句执行（单节）；BA9 程序连续自动运行；BA10 刀具库管理（ T * R_ RA_ L_ LA_ ）；BA11 程序编辑；BA12 参量编程；BA13 程序库管理（%数字）；BA14 数据传输；BA15 DNC直接控制；BA16 图形模拟与自动运行状态切换。简化编程固定循环指令在数控加工中，某些加工动作已经典型化，例如钻孔、镗孔的动作顺序是孔位平面定位，快速引进、工作进给、快速退回等，这一系列动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序调用，从而简化了编程工作，这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。1、固定循环的动作 孔加工固定循环通常由6个动作组成。动作1：X、Y轴定位，使刀具快速定位到孔加工位置； 动作2：快速移到R点，刀具自初始点快速进给到R点； 动作3：孔加工，以切削进给的方式执行孔加工的动作； 动作4：在孔底的动作，包括暂停，主轴准停，刀具移位等动作；动作5：返回R点，继续孔的加工而又可以安全移动刀具时选择R 点； 动作6：快速返回初始点，孔加工完成后一般应选择返回初始点。 （1）初始平面初始平面是为安全下刀而规定的一个平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上。当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔之间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时,使用G98功能使刀具返回到初始平面上的初始点，否则使用G99返回R点。（2）R点 R点所在平面又叫R点参考面，这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面，距工件的距离考虑工件表面尺寸的变化，一般可取25mm，使用G99时，刀具将返回到该参考面上。（3）孔底平面 加工盲孔时，孔底平面就是孔底Z轴的深度，加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，主要保证全部孔深都加工到尺寸，钻削加工还应考虑钻尖对孔深的影响。 孔加工循环与平面选择指令（G17、G18或G19）无关，即不管选择哪个平面，孔加工都是在XY平面上定位并在Z轴方向上钻孔。 固定循环的动作顺序指定应当考虑三个问题：1）坐标数据是使用绝对值还是增量值方式； 2）返回点平面是选在初始点所在平面还是R点所在平面； 3）考虑采用什么样的孔加工循环方式，如下面将要介绍的G73G89等循环加工指令。2、固定循环的代码（1）数据形式固定循环指令中R与Z的数据指定与G90或G91的方式有关。选择G90方式时R与Z一律取其终点坐标值；选择G91方式时，R是指自初始点到R点的距离，Z是指自R点到孔底平面Z点的距离。（2）选择返回平面（G98、G99）由G98或G99决定刀具在返回时到达的平面如指令了G98则自该程序段开始，刀具将返回到初始平面，如果指令了G99则返回到R点所在平面。通常加工一组相同的孔时加工第一个孔后用G99返回到R平面，加工最后一个孔后用G98返回到初始平面。（3）G8l指令的动作循环为，X、Y坐标定位、快进、工进和快速返回等动作。指令一般格式如下： G81 XYZRF XY_ 平面定位点坐标值，可以用绝对值也可以用增量值； Z 指定孔底平面的位置，可以用绝对值也可以用增量值； R 指定R点所在平面的位置，可以用绝对值也可以用增量值；F 指定孔加工切削进给速度。这个指令为模态指令，即使取消了固定循环在其后的加工中仍然有效；G80 - 取消孔加工方式，而如果中间出现了任何01组的G代码，则孔加工方式也会自动取消，因此用G01、G00、G02、G03可以取消固定循环，其效果与G80一样。铣床编程的程序段格式轮廓铣削：G91 G28 Z0；T _ M6；G90 G54 G0 G40；G43 Z100.0 H_；X_ Y_ S_ M3；Z2 M8；G1 Z-_ F_；G1 G41 X_ Y_ D_ F_； 轮廓程序段G1 G40 X_ Y_；G0 Z100.0；M5；M9；M30；钻孔加工：G91 G28 Z0；T _ M6；G90 G54 G0 G40 S_ M3；G43 Z100.0 H_；M8；G81 X_ Y_ Z_ R_ F_； 孔坐标 G80；G0 Z100.0；M5；M9；M30；3. 坐标系指令数控机床的自动运行是靠指定各轴坐标值进行的。编程时，可指定不同形式坐标系下的坐标值，主要包括机床坐标系、工件坐标系和局部坐标系。机床坐标系在实际加工中应用较少，加工零件编程主要是在工件坐标系内进行的。（1）工件坐标系 工件坐标系的设定：通过CRT/MDI面板设定机床零点到各坐标系原点的距离，便可设定六个工件坐标系。 工件坐标系的选择：对事先设定了工件原点偏置值的工件坐标系，可用G54G59分别选择。G54G59分别对应工件坐标系0106。 00为偏移坐标系，其数据将分别与其它工件坐标系数据累加，用于坐标系偏移。指令格式：G54(G59) 如果未选择工件坐标系，系统便按缺省值选择其中一个。一般情况下，把G54设定为缺省值，具体情况要看机床厂的设定。 在绝对值移动时，与刀具位置无关，不需操作者修改程序。当再次使用时，程序也不需修改，程序与工件安装的位置无关，也与刀具的位置无关，在加工中被广泛应用。 工件坐标系的扩充对有些机床，6个工件坐标系若不够用，此时，可扩充至48个或150个，并将扩充的工件坐标系的工件原点偏置值设定到相应的偏置量存储区中。指令格式：G54 Pn；（n=148）（2)局部坐标系（G52） 在工件坐标系中编程时，对某些图形若用另一个坐标系描述更简便，如不想将原坐标系偏移时，可用局部坐标系设定指令。 指令格式：G52 X_ Y_ Z_； 式中X_ Y_ Z_指令局部坐标系原点在工件坐标系中的位置。它适合于所有的工件坐标系16。因是局部坐标系，只在指令的工件坐标系内有效，而不影响其余的工件坐标系。因其使用方便而被广泛使用。如图，调用局部坐标系得程序段可编写如下：G90 G52 X100.0 Y100.0； 此时，O为新的坐标系原点，若想重新启用坐标系G54原点O,则执行指令： G90 G52 X0 Y0；2、比例缩放（G50、G51）对加工程序指定的图形指令进行缩放，有两种指令格式。比例因子相等指令格式为：G51 X Y Z P ；式中X Y Z 为比例缩放中心，以绝对值指定。P 为比例因子，指定范围为0.001999.999倍。利用上述指令，由P指定的比例因子，X、Y、Z作为比例缩放中心，使下一个移动指令按比例缩放。如图 所示ABCD为程序指令的图形，abcd为缩放后的图形，O为缩放中心。比例缩放方式由G50取消，指令格式：G50； 各轴比例因子单独指定通过对各轴指定不同的比例，可以按各自比例缩放各轴尺寸。 指令格式：G51 X Y Z I J K ；式中X Y Z 为比例缩放中心，以绝对值指定。I、J、K为各轴（X、Y、Z）比例因子，指定范围为：0.0019.999 比例缩放方式由G50取消。注意：比例系数I、J、K不用小数点。坐标系旋转功能（G68、G69）使用坐标系旋转功能可以旋转一个编程图形，相当于实际位置相对于编程位置旋转了某一角度。当一个图形由若干个相同形状的图形组成，且分布在由一个图形旋转便可得到的位置上时，只要编这个形状的程序并进行旋转，就可以得到这个图形。这就是坐标系旋转功能。如图所示1为程序指令的图形，2为旋转后的图形，O为旋转中心。指令格式： 图3-18G68 X Y R ； 式中X Y 为旋转中心的坐标值，R 为旋转角度（单位：），指定范围为360“+”表示逆时针方向，“-”表示顺时针方向。可为绝对值，也可为增量值。取消坐标系旋转用G69，指令格式为：G69；第六节 子程序 一、子程序的概念 把程序中某些固定顺序和重复出现的程序单独抽出来，按一定格式编成一个程序供调用，这个程序就是常说的子程序，这样可以简化主程序的编制。子程序可以被主程序调用，同时子程序也可以调用另一个子程序。 二、子程序的格式Oxxxx N1000 N1010 N1020 N1030 M99 在子程序的开头，继“O” （EIA）或“：”（ISO）之后规定子程序号，子程序号由6位数字组成，前边的“O”可省略。M99为子程序结束指令。M99不一定要独立占用一个程序段，如G00 X YZM99也是可以的。 三、子程序的调用 调用子程序的格式为： M98 Pxxxxxxxx 其中M98是调用子程序指令，地址P后面的4位数字为子程序号，前4 位为重复调用次数，若调用次数为“1”可省略不写，系统允许调用次数为9999次。 主程序调用某一子程序需要在M98后面写上子程序号，此时要改子程序Oxxxx为Pxxxx。 四、子程序的执行过程 以下列程序为例说明子程序的执行过程：主程序 子程序O0001 O1010 N0010 N1020 N0020 M98 P21010； N1030 N1030 N1040 N0040 M98 P1010 N1050 N0050 N1060 M99； 主程序执行到N0020时就调用执行P1010子程序，重复执行两次后，返回主程序，继续执行N