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数控编程讲义 数控机床编程基础 数控编程概述概念 在数控机床上加工零件时 首先要进行程序编制 简称编程 内容 编程就是将加工零件的加工顺序 刀具运动轨迹的尺寸数据 工艺参数加工信息 用规定的文字 数字 符号组成的代码 按一定格式编写成加工程序 过程 分析零件图纸 工艺处理 数学处理 编写零件程序 程序校验 程序编制可分成手工编程和自动编程两类 手工编程 手工编程时 整个程序的编制过程是由人工完成的 自动编程 自动编程是用计算机把人们输入的零件图纸信息生成数控机床能执行的数控加工程序 数控编程的大部分工作由计算机来完成 数控机床编程基础 以下将以武汉华中数控有限公司共同研制和开发的华中I型数控ZJK 7532铣床为例 介绍其数控系统程序编制的指令和规则 数控机床编程基础 坐标系统基本坐标轴数控机床的坐标轴和方向的命名制订了统一的标准 规定直线进给运动的坐标轴用X Y Z表示 常称基本坐标轴 X Y Z坐标轴的相互关系用右手定则决定 如图1所示 图中大姆指的指向为X轴的正方向 食指指向为Y轴的正方向 中指指向为Z轴的正方向 数控机床编程基础 旋转轴 围绕X Y Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A B C表示 根据右手螺旋定则 如图1所示 以大姆指指向 X Y Z方向 则食指 中指等的指向是圆周进给运动的 A B C方向 数控机床编程基础 上述坐标轴正方向 是假定工件不动 刀具相对于工件做进给运动的方向 如果是工件移动则用加 的字母表示 按相对运动的关系 工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反 即有 X X Y Y Z Z A A B B C C 同样两者运动的负方向也彼此相反 数控机床编程基础 机床坐标轴 图1机床坐标轴 数控机床编程基础 附加坐标轴 在基本的线性坐标轴X Y Z之外的附加线性坐标轴指定为U V W和P Q R 这些附加坐标轴的运动方向 可按决定基本坐标轴运动方向的方法来决定 数控机床编程基础 ZJK 7532立式铣床轴的定义机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局 对铣床而言 Z轴与主轴轴线重合 刀具远离工件的方向为正方向 Z X轴垂直于Z轴 并平行于工件的装卡面 如果为单立柱铣床 如华中1型ZJK7532铣床 面对刀具主轴向立柱方向看 其向右运动的方向为X轴的正方向 X Y轴与X轴和Z轴一起构成遵循右手定则的坐标系统 数控机床编程基础 X 图2华中I型ZJK7532铣床坐标系统 Z 数控机床编程基础 机床坐标系 机床零点和机床参考点定义 机床坐标系是机床固有的坐标系 机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点 这个原点在机床一经设计和制造调整后 便被确定下来 它是固定的点 定义 为了正确地在机床工作时建立机床坐标系 通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点 测量起点 机床起动时 通常要进行机动或手动回参考点 以建立机床坐标系 机床参考点可以与机床零点重合 也可以不重合 通过机床参数指定参考点到机床零点的距离 数控机床编程基础 机床轴回参考点过程 在由机床或数控系统制造商定义的回参考点方向上 使机床坐标轴向常开微动开关靠近 直到压下开关 压下开关后 以慢速反方向运动 直到退出开关后 机床再次反方向慢速运动 直到压下开关 压下开关后 以慢速运动直到接收到第一基准脉冲 这时的机床位置就是机床参考点的准确位置 机床回到了参考点位置 也就知道了该坐标轴的零点位置 找到所有坐标轴的参考点 CNC就建立起了机床坐标系 数控机床编程基础 工件坐标系 程序原点和对刀点定义 工件坐标系是编程人员在编程时使用的 编程人员选择工件上的某一点为原点 也称程序原点 建立一个坐标系 称为工件坐标系 工件坐标系一旦建立便一直有效 直到被新的工件坐标系所取代 对刀点是零件程序加工的起始点 对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置 对刀点可与程序原点重合 也可在任何便于对刀之处 但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系 数控机床编程基础 加工开始时要设置工件坐标系 用G92指令可建立工件坐标系用G54 G59指令可选择工件坐标系 图4 数控机床编程基础 程序的结构数控加工零件程序是一组被传送到数控系统中去的指令和数据 一个零件程序是由遵循一定结构 句法和格式规则的若干个程序段组成的 而每个程序段是由若干个指令字组成的 如图5所示 数控机床编程基础 程序格式 8001 0003N01G37N01G91G01X 12F100N02G92X16Z1N02G03X7 385Z 4 923R8N03G90G00Z0N03X2 215Z 39 877R60N04M03N04G02X2 4Z 28 636R40N05M98P0003L6N05G00X4N06G90G00X16Z1N06Z73 436N07M05N07X 4 8N08M30N08M99 3 1M指令 或辅助功能 3 3G指令 准备功能 数控铣床常用编程指令 有关坐标和坐标系的指令绝对值编程G90与相对值编程G91格式 G90GXYZG91GXYZG90为绝对值编程 每个轴上的编程值是相对于程序原点的 G91为相对值编程 每个轴上的编程值是相对于前一位置而言的 该值等于沿轴移动的距离 G90 G91为模态功能 G90为缺省值 区别 图8中给出了刀具由原点按顺序向1 2 3点移动时两种不同指令的区别 图8两种指令方式 数控铣床常用编程指令 工件坐标系设定G92格式 G92X Y Z A 其中 X Y Z A为坐标原点 程序原点 到刀具起点 对刀点 的有向距离 建立 G92指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置建立工件坐标系 此坐标系一旦建立起来 后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值 数控铣床常用编程指令 数控铣床常用编程指令 坐标系设定G92指令 G92X Z X Z取值原则 1 方便数学计算和简化编程 2 容易找正对刀 3 便于加工检查 4 引起的加工误差小 5 不要与机床 工件发生碰撞 6 方便拆卸工件 7 空行程不要太长 注意1 执行此段程序只是建立在工件坐标系中刀具起点相对于程序原点的位置 刀具并不产生运动 2 执行此程序段之前必须保证刀位点与程序起点 对刀点 符合 3 G92指令必须单独一个程序段指定 并放在程序的首段 数控铣床常用编程指令 工件坐标系选择G54 G59格式 数控铣床常用编程指令 注意事项 G92指令需后续坐标值指定刀具起点在当前工件坐标系中的坐标值 因此须用单独一个程序段指定 该程序段中尽管有位置指令值 但并不产生运动 在使用G92指令前 必须保证刀具回到加工起始点即对刀点 使用G54 G59建立工件坐标系时 该指令可单独指定 如上例中的N02句 也可与其他指令同段指定 如上例中的N01句 使用该指令前 先用MDI方式输入该坐标系坐标原点在机床坐标系中的坐标值 使用G54指令在开机前 必须回过一次参考点 数控铣床常用编程指令 直接机床坐标系编程G53格式 G53在含有G53指令的程序段中 用绝对值编程 G90 的移动指令位置就是在机床坐标系中 相对于机床原点 的坐标值 G53指令仅在其被规定的程序段中有效 数控铣床常用编程指令 坐标平面选择G17 G18 G19格式 G17G18G19该指令选择一个平面 在此平面中进行圆弧插补和刀具半径补偿 G17选择XY平面 G18选择ZX平面 G19选择YZ平面 移动指令与平面选择无关 例如在规定了G17Z 时 Z轴照样会移动 G17 G18 G19为模态功能 可相互注销 G17为缺省值 数控铣床常用编程指令 有关单位的设定尺寸单位选择G20 G21 G22格式 G20G21G22本系统采用3种尺寸输入制式 英制由G20指定 公制由G21指定 脉冲当量由G22指定 缺省时采用公制 3种制式下线性轴 旋转轴的尺寸单位如表4所示 数控铣床常用编程指令 表4尺寸输入制式及其单位 这3个G代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的程序段指令 G20 G21 G22不能在程序的中途切换 数控铣床常用编程指令 进给速度单位的设定G94 G95格式 G94 F G95 F G94为每分钟进给 F的单位依G20 G21 G22的设定而分别为mm min in min或脉冲当量 min 此外 G94F 可以指定旋转轴的速度 旋转轴的速度单位为度 min或脉冲当量 min G95为每转进给 在F之后 直接指定刀具在主轴转一转的进给量 单位依G20 G21 G22的设定而分别为mm r in r或脉冲当量 r 这个功能必须在主轴装有编码器时才能使用 G94 G95为模态功能 可相互注销 G94为缺省值 数控铣床常用编程指令 进给控制指令快速定位指令G00格式 G00X Y Z A 其中 X Y Z A为快速定位终点 在G90时为终点在工件坐标系中的坐标 在G91时为终点相对于起点的位移量 数控铣床常用编程指令 G00指令刀具相对于工件从当前位置以各轴预先设定的快移进给速度移动到程序段所指定的下一个定位点 G00指令中的快进速度由机床参数对各轴分别设定 不能用程序规定 由于各轴以各自速度移动 不能保证各轴同时到达终点 因而联动直线轴的合成轨迹并不总是直线 快移速度可由面板上的进给修调旋钮修正 G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀 G00为模态功能 可由G01 G02 G03或G33功能注销 数控铣床常用编程指令 单方向定位指令G60格式 G60X Y Z A 其中 X Y Z A 为定位终点 在G90时为终点在工件坐标系中的坐标 在G91时为终点相对于起点的位移量 在单向定位时 每一轴的定位方向是由机床参数确定的 在G60中 先以G00速度快速定位到一中间点 然后以一固定速度移动到定位终点 中间点与定位终点的距离 偏移值 是一常量 由机床参数设定 且从中间点到定位终点的方向即为定位方向 G60指令仅在其被规定的程序段中有效 数控铣床常用编程指令 线性进给指令G01格式 G01X Y Z A F 其中 X Y Z A 为终点 在G90时为终点在工件坐标系中的坐标 在G91时为终点相对于起点的位移量 G01指令刀具从当前位置以联动的方式 按程序段中F指令规定的合成进给速度 按线性路线 联动直线轴的合成轨迹为直线 移动到程序段所指定的终点 刀具的当前位置是起点 为已知点 因此程序段中只要指定终点 就给定线性进给的必要条件 G01和F都是模态代码 如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度 可以不再书写这些代码 G01可由G00 G02 G03或G33功能注销 数控铣床常用编程指令 圆弧进给及螺旋线进给指令G02 G03圆弧进给格式 其中 X Y Z 为圆弧终点 在G90时为圆弧终点在工件坐标系中的坐标 在G91时为圆弧终点相对于圆弧起点的位移量 I J K 不论在G90还是在G91时都是以增量方式指定 数控铣床常用编程指令 F 为圆心相对于起点的偏移值 R为圆弧半径 当圆弧圆心角小于180 时 R为正值 否则R为负值 整圆编程时不可以使用R 只能用 F为编程的两个轴的合成进给速度 在G02 G03前必须用G17 G18 G19指定平面 其中用G17代码进行XY平面的指定 省略时就被默认为是G17 但当在ZX G18 和YZ G19 平面上编程时 平面指定代码不能省略 数控铣床常用编程指令 起点 必须与指定平面中的轴相对应 I J K分别表示X U Y V Z W 轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标 如图21所示 数控铣床常用编程指令 各坐标平面的圆弧编程格式分别为 XY平面的圆弧G17ZX平面的圆弧G18 数控铣床常用编程指令 YZ平面的圆弧G19G02为顺时针圆弧插补 G03为逆时针圆弧插补 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的刀具运动方向 如图22所示 数控铣床常用编程指令 数控铣床常用编程指令 螺旋线进给格式 其中 的意义同圆弧进给 是与 平面相垂直的轴的终点坐标 G02 G03分别为顺螺旋插补和逆螺旋插补 螺旋线插补的进给速度F为合成运动速度 该指令是对另一个不在圆弧平面上的坐标轴施加运动指令 对于任何角度 360 的圆弧 可附加任一数值的单轴指令 数控铣床常用编程指令 例 图27所示的螺旋线程序G91时 G91G03X 30 0Y30 0R30 0Z10F100G90时 G90G03X0Y30 0R30 0Z10F100G91时 G91G19G02Y30Z 30R30X10F100G90时 G90G19G02Y30Z0 0R30 0X10F100 数控铣床常用编程指令 例 图27所示的螺旋线程序 0027G92X30Y 50Z30G01Y0F200G03X0Y30R30Z10G00Z30X30Y 50M30 数控铣床常用编程指令 虚轴指令G07及正弦线插补格式 G07a其中 a X Y Z A 虚轴规定如下 G07a0 指定a为虚轴G07a1 指定a为实轴 数控铣床常用编程指令 正弦线插补正弦曲线插补 是在螺旋线插补前 用G07将参加圆弧插补的某一轴指定为虚轴 则螺旋线插补变为正弦线插补 在G07a0指令之后 a轴就被作为虚轴 虚轴只参加计算 不运动 G07仅在其被规定的程度段中有效 虚轴仅对自动操作有效 对手动操作无效 数控铣床常用编程指令 例 图28所示 关于Y Z平面上的单周期正弦曲线插补 X轴为虚轴 X X Y Y R R R 圆弧半径 Y RSIN 2 Z 1 1 单周期Z轴移动量 程序如下 0001N01G92X0Y0Z0N02G07X0G90G03X0Y 0I0J5 0Z20 0F100N04G07X1N05M30 数控铣床常用编程指令 例 图28所示 关于Y Z平面上的单周期正弦曲线插补 X轴为虚轴 X X Y Y R R R 圆弧半径 Y RSIN 2 Z 1 1 单周期Z轴移动量 程序如下 0001N01G92X0Y0Z0N02G07Z0G19G90G03Y 0Z0J0K5 0X20 0F100N04G07Z1N05M30 数控铣床常用编程指令 回参考点控制指令自动返回到参考点G28格式 G28X Y Z A 其中 X Y Z A 为指令的终点位置该指令的终点称之为 中间点 而非参考点 在G90时为终点在工件坐标系中的坐标 在G91时为终点相对于起点的位移量 由该指令指定的轴能够自动地定位到参考点上 数控铣床常用编程指令 自动从参考点返回G29格式 G29X Y Z A 其中 X Y Z A 为指令的定位终点 在G90时为终点在工件坐标系中的坐标 在G91时为终点相对于中间点的位移量 由此功能可使刀具从参考点经由一个中间点而定位于指定点 通常该指令紧跟在一个G28指令之后 用G29的程序段的动作 可使所有被指令的轴以快速进给经由以前用G28指令定义的中间点 然后再到达指定点 G29指令仅在其被规定的程序段中有效 数控铣床常用编程指令 刀具补偿功能指令刀具半径补偿G40 G41 G42格式 其中刀补号地址D后跟的数值是刀具号 它用来调用内存中刀具半径补偿的数值 G40 D 数控铣床常用编程指令 在进行刀具半径补偿前 必须用G17或G18 G19指定补偿是在哪个平面上进行 a b必须与指定平面中的轴相对应 在多轴联动控制中 投影到补偿平面上的刀具轨迹受到补偿 平面选择的切换必须在补偿取消方式下进行 若在补偿方式进行 则报警 G40是取消刀具半径补偿功能 G41是在相对于刀具前进方向左侧进行补偿 称为左刀补 如图31 a 所示 G42是在相对于刀具前进方向右侧进行补偿 称为右刀补 如图31 b 所示 G40 G41 G42都是模态代码 可相互注销 数控铣床常用编程指令 数控铣床常用编程指令 例 见图32所示的刀具半径补偿程序 设加工开始时刀具距离工件表面50mm 切削深度为10mm 数控铣床常用编程指令 按增量方式编程N10G92X0 0Y0 0Z50N20G91G17G00由G17指定刀补平面N30G41X20 0Y10 0D01由刀补号码D01指定刀补 刀补启动N35Z 48M03S500N38G01Z 12F200N40G01Y40 0F100进入刀补状态N50X30 0N60Y 30 0N70X 40 0N80G00Z60M05N85G40X 10 0Y 20 0解除刀补N90M30 数控铣床常用编程指令 按绝对方式编程N10G92X0 0Y0 0Z50N20G90G17G00由G17指定刀补平面N30G41X20 0Y10 0D01启动刀补N35Z2M03S500N38G01Z 10F200N40G01Y50 0F100刀补状态N50X50 0N60Y20 0N70X10 0N80G00Z50M05N85G40X0Y0解除刀补N90M30 数控铣床常用编程指令 刀具长度补偿G43 G44 G49格式 其中 a X Y Z U V W 为补偿轴的终点坐标 H为长度补偿偏置号 假定的理想刀具长度与实际使用的刀具长度之差作为偏置设定在偏置存储器中 该指令不改变程序就可实现对a轴运动指令的终点位置进行正向或负向补偿 数控铣床常用编程指令 用G43 正向偏置 G44 负向偏置 指令偏置的方向 H指令设定在偏置存储器中的偏置量 无论是绝对指令还是增量指令 由H代码指定的已存入偏置存储器中的偏置值在G43时加 在G44时则是从a轴运动指令的终点坐标值中减去 计算后的坐标值成为终点 偏置号可用H00 H99来指定 偏置值与偏置号对应 可通过MDI CRT先设置在偏置存储器中 对应偏置号00即H00的偏置值通常为0 因此对应于H00的偏置量不设定 要取消刀具长度补偿时用指令G49或H00 G43 G44 G49都是模态代码 可相互注销 数控铣床常用编程指令 例 图33所示的刀具长度补偿程序 数控铣床常用编程指令 H01 4 0 偏置值 N01G91G00X120 0Y80 0M03S500N02G43Z 32 0H01N03G01Z 21 0F1000N04G04P2000N05G00Z21 0N06X30 0Y 50 0N07G01Z 41 0N08G00Z41 0N09X50 0Y30 0 数控铣床常用编程指令 N10G01Z 25 0N11G04P2000N12G00Z57 0H00 G49 N13X 200 0Y 60 0N14M05N15M30由于偏置号的改变而造成偏置值的改变时 新的偏置值并不加到旧偏置值上 例如 H01的偏置值为20 0 H02的偏置值为30 0时G90G43Z100 0H01Z将达到120 0G90G43Z100 0H02Z将达到130 0刀具长度补偿同时只能加在一个轴上 因此下列指令将出现报警 要进行刀具长度补偿轴的切换 必须取消一次刀具长度补偿 G43Z H G43X H 报警 数控铣床常用编程指令 1 3数控铣床编程实例1 3 1编程步骤 1 产品图样分析 主要内容如下 1 尺寸是否完整 2 产品精度 粗糙度等要求 3 产品材质 硬度等 2 工艺处理 主要内容如下 1 加工方式及设备确定 2 毛坯尺寸及材料确定 3 装夹定位的确定 4 加工路径及起刀点 换刀点的确定 5 刀具数量 材料 几何参数的确定 6 切削参数的确定 背吃刀量 影响背吃刀量的因素有 a 粗 精车工艺 b 刀具强度 c 机床性能 d 工件材料 e 表面粗糙度 2 进给量 进给量影响表面粗糙度 影响进给量的因素有 a 粗 精铣工艺 b 机床性能 如功率 刚性 c 工件的装夹方式 d 刀具材料及几何形状 e 背吃刀量 f 工件材料 工件材料较软时 可选择较大进给量 反之可选较小进给量 3 切削速度 切削速度的大小可影响切削效率 切削温度 刀具耐用度等 影响切削速度的因素有 a刀具材料 b工件材料 c刀具耐用度 d背吃刀量与进给量 e刀具形状 f切削液 g 机床性能 3 数学处理 1 编程零点及工件坐标系的确定2 各节点数值计算 4 其它主要内容 1 按规定格式编写程序单 2 按 程序编辑步骤 输入程序 并检查程序 3 修改程序 编程实例 下面将以加工凸轮的实例介绍铣床加工零件的全过程加工如下图所示的凸轮 毛坯是经过预先铣削加工过的规则铝板 且 20 10孔已加工 尺寸为105mm 105mm 6mm 图6 11凸轮零件 根据图纸要求 毛坯情况制定如下加工方案 加工机床的选择 使用国产立式数控铣床 型号 XZK7532A 数控系统为华中I型 装夹方式 由于该零件有两个孔 可做一个一面两销简单夹具 其中 10孔处为菱形销 定位夹紧示意图如图6 13所示 应该注意 由于在加工过程中 切削力是由螺栓螺帽拧紧在夹具 工件 垫板之间的摩擦力承受的 因此在不影响周边铣削的情况下 夹具 垫板的面积尽可能选大一些 编程实例 刀具的选择 由于是外轮加工 选用立铣刀 又因为该零件轮廓较简单 所以刀具直径和长度的选择只需考虑刀具的刚度 在保证加工过程刀杆 刀具与垫板不发生干涉的情况下 刀具的长度尽可能短 据此 刀具直径选 12 长度选50mm 加工路线 由于零件轮廓较简单 只需考虑切入和切出的方式 按工艺原则的要求 切入和切出段尽可能与零件轮廓相切 以避免直接切入和切出时在工件上留下刀痕 加工路线如图6 12中的所示 编程实例 切削用量 主轴转速600rpm 进给速度200mm min 加工程序的编制确定工件坐标系 选择凸轮 20孔圆心 即夹具上芯轴的中心 为X Y轴零点 工件表面为Z轴零点 建立工件坐标系 起刀点选在O点 其Z坐标值要视装夹螺栓的高度而定 这里假定螺栓伸出高度的Z坐标值为30mm 即螺栓顶端到工件表面的距离 则起刀点Z坐标值可定为35 mm 参见下图6 12 图6 13 编程实例 数学处理 在编制程序之前要计算每一圆弧的起点坐标和终点坐标值 有了坐标值方能正式编程 计算过程此处不再赘述 算得的基点坐标分别为E 18 856 36 667 F 28 284 10 000 G 28 284 10 000 H 18 856 36 667 l零件程序编制 根据算得的基点和设定的工件坐标系 编制的零件加工程序如下 0001零件程序号 101 6 设置f12立铣刀的刀补值 半径 N01G92X0Y0Z35 建立工件坐标系N02G90G00G42D101X60 0Y50 0 快速由点O移到点A 60 50 35 并建立刀补N03Z 7 0M03F500S600 由点A下刀到 60 50 7 N04X0Y50 0 由点A到点B 切入N05G03Y 50 0J 50 0 加工圆弧BC 编程实例 N06G03X18 856Y 36 667R20 0 加工圆弧CDN07G01X28 284Y 10 0 加工直线DEN08G03X28 284Y10 0R30 0 加工圆弧EFN09G01X18 856Y36 667 加工直线FGN10G03X0Y50 0R20 0 加工圆弧GBN11G01X 20 0 由点B到点H 切出N12G00Z35 0 抬刀N13G40X0Y0M05 取消刀补 回到对刀点ON14M30 程序结束 编程实例 加工操作机床各轴回参考点 建立机床坐标系夹紧立铣刀 然后在工作台上安装夹具 并调整夹具的芯轴和销钉中心的连线与Y方向平行 对刀操作 调整机床使主轴中心与夹具芯轴中心同心 此时 屏幕上 机床坐标系 项目下显示的X Y轴的值即为工件原点与机床原点X Y轴的偏置值 记下此数据 按图6 13所示安装工件 然后启动主轴 并手动操作X或Y轴 将刀具移到工件毛坯将被切掉的某一位置的上方 再缓慢下降Z轴 当刀具端面与工件表面接触时 表示已找到工件坐标系Z轴的零点 此时 屏幕上 机床坐标系 项目下显示的Z轴的值即为工件原点与机床原点Z轴的偏置值 记下此数据 编程实例 先将Z轴抬高35mm 然后使X Y轴移到工件原点 此时 刀具已处在起刀点的位置了 编程实例 输入凸轮加工程序 并进行程序检验 语法检查 空运行等 修改 直至程序无错误 试切并检查零件是否合格 若合格 则说明该程序正确 否则应分析原因并采取相应措施 编程实例 简化编程指令 镜像功能G24 G25格式 G24X Y Z A M98P G25X Y Z A G24建立镜像 由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置 G25指令用于取消镜像 G24 G25为模态指令 可相互注销 G25为缺省值 注 有刀补时 先镜像 然后进行刀具长度补偿 半径补偿 简化编程指令 例 图34所示的镜像功能程序 1主程序N01G92X0Y0Z10N02G91G17M03N03M98P100加工 N04G24X0Y轴镜像 镜像位置为X 0N05M98P100加工 N06G25X0取消Y轴镜像N07G24X0Y0X轴 Y轴镜像 镜像位置为 0 0 N08M98P100加工 N09G25X0Y0取消X Y轴镜像 简化编程指令 N10G24Y0X轴镜像镜像位置为Y 0N11M98P100加工 N12G25Y0取消X轴镜像N13M05N14M30子程序 的加工程序 略 简化编程指令 缩放功能G50 G51格式 G51X Y Z P M98P G50其中 G51中的X Y Z给出缩放中心的坐标值 P后跟缩放倍数 G51既可指定平面缩放 也可指定空间缩放 用G51指定缩放开 G50指定缩放关 在G51后 运动指令的坐标值以 X Y Z 为缩放中心 按P规定的缩放比例进行计算 使用G51指令可用一个程序加工出形状相同 尺寸不同的工件 G51 G50为模态指令 可相互注销 G50为缺省值 注 有刀补时 先缩放 然后进行刀具长度补偿 半径补偿 简化编程指令 例如在图35所示的三角形ABC中 顶点为A 30 40 B 70 40 C 50 80 若缩放中心为D 50 50 则缩放程序为G51X50Y50P2执行该程序 将自动计算A B C 三点坐标数据为A 10 30 B 90 30 C 50 110 从而获得放大一倍的 A B C 简化编程指令 旋转变换G68 G69格式 G68 P G69其中 是由G17 G18或G19定义的旋转中心的坐标值 P为旋转角度 单位是 0 P 360 000 G68为坐标旋转功能 G69为取消坐标旋转功能 注 在有刀具补偿的情况下 先进行坐标旋转 然后才进行刀具半径补偿 刀具长度补偿 在有缩放功能的情况下 先缩放后旋转 简化编程指令 例 如图36所示的旋转变换功能程序 1主程序N10G90G17M03N20M98P100加工 N30G68X0Y0P45旋转45 N40M98P100加工 N50G69取消旋转N60G68X0Y0P90旋转90 N70M98P100加工 N80G69M05M30取消旋转 简化编程指令 子程序 的加工程序 100N100G90G01X20Y0F100N110G02X30Y0I5N120G03X40Y0I5N130X20Y0I 10N140G00X0Y0N150M99 简化编程指令 固定循环数控加工中 某些加工动作循环已经典型化 例如 钻孔 镗孔的动作是孔位平面定位 快速引进 工作进给 快速退回等 这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序 存储在内存中 可用包含G代码的一个程序段调用 从而简化编程工作 这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令 简化编程指令 孔加工固定循环指令有G73 G74 G76 G80 G89 通常由下述6个动作构成 见图37 X Y轴定位 快速运动到R点 参考点 孔加工 在孔底的动作 退回到R点 参考点 快速返回到初始点 简化编程指令 简化编程指令 固定循环的程序格式包括数据形式 返回点平面 孔加工方式 孔位置数据 孔加工数据和循环次数 数据形式 G90或G91 在程序开始时就已指定 因此 在固定循环程序格式中可不注出 固定循环的程序格式如下 G98 G99 G X Y Z R Q P I J K F L 式中第一个G代码 G98或者G99 为返回点平面G代码 G98为返回初始平面 G99为返回R点平面第二个G代码为孔加工方式 即固定循环代码G73 G74 G76和G81 G89中的任一个 简化编程指令 X Y为孔位数据 指被加工孔的位置Z为R点到孔底的距离 G91时 或孔底坐标 G90时 R为初始点到R点的距离 G91时 或R点的坐标值 G90时 Q指定每次进给深度 G73或G83时 是增量植 Q0I J指定刀尖向反方向的移动量 分别在X Y轴向上 P指定刀具在孔底的暂停时间F为切削进给速度L指定固定循环的次数 G73 G74 G76和G81 G89 Z R P F Q I J K不是模态指令 G80 G01 G03等代码可以取消固定循环 简化编程指令 在固定循环中 定位速度由前面的指令速度决定 孔加工类固定循环指令介绍如下 G73 高速深孔加工循环G98 G99 G73X Y Z R Q P K F L 该固定循环用于Z轴的间歇进给 使深孔加工时容易排屑 减少退刀量 可以进行高效率的加工 Q值为每次的进给深度 q 退刀用快速 其值k为每次的退刀量 Q k G73指令动作循环见图39 例 0073N10G92X0Y0Z80N15G00N20G98G73G90X100G90R40P2Q 10K5G90Z0I2F200N30G00X0Y0Z80N40M30注意 如果Z K Q移动量为零时 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G73X Y Z R Q P K F L 简化编程指令 2 G74 反攻丝循环 该机不可用 G98 G99 G74X Y Z R P F L 图40中给出了G74指令的动作次序 攻反螺纹时主轴反转 到孔底时主轴正转 然后退回 攻丝时速度倍率不起作用 使用进给保持时 在全部动作结束前也不停止 例 0074N10G92X0Y0Z80F200N20G98G74G91X100G90R40P10G90Z0N30G0X0Y0Z80M30注意 如果Z的移动量为零时 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G74X Y Z R P F L 简化编程指令 3 G76 精镗循环 有主轴准停 该机不可用 G98 G99 G76X Y Z R P I J F L 图41给出了G76指令的动作次序 精镗时 主轴在孔底定向停止后 向刀尖反方向移动 然后快速退刀 退刀位置由G98或G99决定 这种带有让刀的退刀不会划伤已加工平面 保证了镗孔精度 刀尖反向位移量用地址Q指定 其值q只能为正值 Q值是模态的 位移方向由MDI设定 可为 X Y中的任一个 例 0076N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G76G91X100G91R 40P2I 20G91Z 40I2F200N30G00X0Y0Z80N40M30注意 如果Z Q K移动量为零 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G76X Y Z R P I J F L 简化编程指令 4 G81 钻孔循环 定点钻 G98 G99 G81X Y Z R F L 图42为G81指令的动作循环 包括X Y坐标定位 快进 工进和快速返回等动作 例 0081N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G81G90X100G90R40G90Z0P2F200I2N30G90G00X0Y0Z80N40M30注意 如果Z的移动位置为零 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G81X Y Z R F L 简化编程指令 5 G82 带停顿的钻孔循环G98 G99 G82X Y Z R P F L 该指令除了要在孔底暂停外 其他动作与G81相同 暂停时间由地址P给出 此指令主要用于加工盲孔 以提高孔深精度 例 0082N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G82G90X100G90R40P2G90Z0F200I2N30G90G00X0Y0Z80N40M30注意 如果Z的移动量为零 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G82X Y Z R P F L 简化编程指令 6 G83 深孔加工循环G98 G99 G83X Y Z R Q P K F L 在图43的深孔加工循环中 每次进刀量用地址Q给出 其值q为增量值 每次进给时 应在距已加工面d mm 处将快速进给转换为切削进给 d是由参数确定的 例 0083N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G83G91X100G90R40P2Q 10K5Z0F200I2N30G90G00X0Y0Z80N40M30注意 如果Z Q K的移动量为零 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G83X Y Z R Q P K F L 简化编程指令 7 G84 攻丝循环 该机不可用 G98 G99 G84X Y Z R P F L 图44为攻丝的动作图 从R点到Z点攻丝时 刀具正向进给 主轴正转 到孔底部时 主轴反转 刀具以反向进给速度退出 这里 进给速度F 转速 r min 螺矩 mm R应选在距工件表面7mm以上的地方 G84指令中进给倍率不起作用 进给保持只能在返回动作结束后执行 简化编程指令 G98 G99 G84X Y Z R P F L 简化编程指令 8 G85 镗孔循环G98 G99 G85X Y Z R P F L 该指令与G84指令相同 但在孔底时主轴不反转 简化编程指令 G98 G99 G85X Y Z R P F L 简化编程指令 9 G86 镗孔循环G98 G99 G86X Y Z R F L 此指令与G81相同 但在孔底时主轴停止 然后快速退回 例 0086N10G92X0Y0Z80N15G00N20G98G86G90X100G90R40Q 10K5P2G90Z0I2F200N30G90G00X0Y0Z80N40M30注意 如果Z的移动位置为零 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G86X Y Z R F L 简化编程指令 10 G87 反镗循环 需要主轴准停 该机不能用 G98 G99 G87X Y Z R P I J F L 图45为G87指令动作图 在X Y轴定位后 主轴定向停止 然后向刀尖的反方向移动q值 再快速进给到孔底 R点 定位 在此位置 刀具向刀尖方向移动q值 主轴正转 在Z轴正方向上加工至Z点 这时主轴又定向停止 向刀尖反方向位移 然后从孔中退出刀具 返回到初始点 只能用G98 后退回一个位移量 主轴正转 进行下一个程序段的动作 本指令中 刀尖位移量及方向与G76指令相同 例 0087N10G92X0Y0Z80N15G00F200N20G98G87G91X100Y100I 10G90R0P2G90Z40I2N30G90G00X0Y0Z80M05N40M30注意 如果Z的移动量为零 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G87X Y Z R P I J F L 简化编程指令 11 G88 镗孔循环 手镗 G98 G99 G88X Y Z R P F L 图46中给出了该指令的循环动作次序 在孔底暂停 主轴停止后 转换为手动状态 可用手动将刀具从孔中退出 到返回点平面后 主轴正转 再转入下一个程序段进行自动加工 镗孔手动回刀 不需主轴准停例 0088N10G92X0Y0Z80N15G00F200N20G98G88G90X100Y100G90R40P2G90Z0N30G90G00X0Y0Z80M05N40M30注意 如果Z的移动量为零 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G88X Y Z R P F L 简化编程指令 12 G89 镗孔循环G98 G99 G89X Y Z R P F L 此指令与G86指令相同 但在孔底有暂停 孔底延时 停主轴 例 0089N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G89G90X100Y100G90R40Q 10K5P2G90Z0I2F200N30G90G00X0Y0Z80N40M30注意 如果Z的移动量为零 该指令不执行 简化编程指令 G98 G99 G89X Y Z R P F L 简化编程指令 注意 1 在固定循环中 定位速度由前面的指令决定 2 各固定循环指令均为非模态值 因此每句指令的各项参数应写全 3 固定循环中定位方式取决与上次是G00还是G01 因此如果希望快速定位则在上一行或本语句开头加G00 13 G80 取消固定循环该指令能取消固定循环 同时R点和Z点也被取消 简化编程指令 使用固定循环时应注意以下几点 在固定循环指令前应使用M03或M04指令使主轴回转在固定循环程序段中 X Y Z R数据应至少指令一个才能进行 孔加工在使用控制主轴回转的固定循环 G74 G84 G86 中 如果连续加工一些孔间距比较小 或者初始平面到R点平面的距离比较短的孔时 会出现在进入孔的切削动作前时 主轴还没有达到正常转速的情况 遇到这种情况时 应在各孔的加工动作之间插入G04指令 以获得时间 简化编程指令 当用G00 G03指令之一注销固定循环时 若G00 G03指令之一和固定循环出现在同一程序段 当程序格式为G00 G02 G03 G X Y Z R Q P F L 时 按G 指定的固定循环运行当程序格式为G G00 G02 G03 X Y Z R Q P F L 时 按G00 或G02 G03 进行X Y移动在固定循环程序段中 如果指定了辅助功能M 则在最初定位时送出M信号 等待M信号完成 才能进行孔加工循环 简化编程指令 例图47所示的钻孔循环程序 设Z轴开始点距工作表面100mm处 切削深度为20mm G92X0Y0Z50G91G00S300M03G99G81X10 0Y 10 0Z 22 0R 48 0F150G99G81Y30 0Z 22R 48G99G81X10 0Y 10 0Z 22R 48G99G81X10 0Z 22R 48G98G81X10 0Y20 0Z 22R 48 G98指令刀具返回初始点 G80X 40 0Y 30 0M05 G80取消固定循环 只移动不加工 G00X0Y0Z50M30 简化编程指令 例图48所示的螺纹加工程序 设Z轴开始点距工作表面50mm处 切削深度为10mm i 先用G81钻孔G92X0Y0Z50G91G00Y40M03G98G81X40 0Z 12 0R 48 0L4F100G00Y50G98G81X 40 0Z 12R 48L4G80X0Y0M05 简化编程指令 ii 再用G84攻丝G91G00Y40M03G99G84X40 0Z 17 0R 43 0L4F280 螺距为2 主轴转速为140r min G00Y50 0G99G84X 40 0Z 17R 43L4G80Z43 0X 160 0Y 90 0M05M30 宏指令编程 华中 型数控系统为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能 用户可以使用变量进行算术运算 逻辑运算和函数的混合运算 此外宏程序还提供了循环语句 分支语句和子程序调用语句 利于编制各种复杂的零件加工程序 减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算 以及精简程序量 宏指令编程 宏指令编程宏程序指令适合抛物线 椭圆 双曲线等没有插补指令的曲线编程 适合图形一样 只是尺寸不同的系列零件的编程 适合工艺路径一样 只是位置参数不同的系列零件的编程 较大地简化编程 扩展应用范围 宏指令编程 宏变量及常量宏变量 0 49当前局部变量 50 99全局变量 100 199刀补号100 199的补偿值 200 2490层局部变量 250 2991层局部变量 300 3492层局部变量 350 3993层局部变量 400 4494层局部变量 宏指令编程 450 4995层局部变量 500 5496层局部变量 550 5997层局部变量 600 699刀具长度寄存器H0 H99 700 799刀具半径寄存器D0 D99 800 899刀具寿命寄存器 1195 1199为系统内状态变量 可调用 不可改变 3 4宏指令编程当前局部变量 0 38对应的宏调用量传递的字段参数名 3 4宏指令编程2 1参数传递规则 宏指令编程 常量PI 圆周率 TRUE 真FALSE 假 宏指令编