数控 第3章.ppt

第三章数控铣床编程 数控铣床加工的特点数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令固定循环数控铣加工编程实例 4 1 1数控铣床加工的对象 4 1数控铣床加工的特点 数控铣床主要用于加工平面和曲面轮廓的零件 还可以加工复杂型面的零件 如凸轮 样板 模具 螺旋槽等 同时也可以对零件进行钻 扩 铰和镗孔加工 4 1 2数控铣床加工的特点 1 零件加工的适应性强 灵活性好 能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件 如模具 壳体类零件等 2 能加工普通机床无法加工或很难加工的零件 如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件 3 能加工一次装夹定位后 需进行多道工序加工零件 4 加工精度高 加工质量稳定可靠 5 生产自动化程序高 6 生产效率高 7 属于断续切削方式 对刀具的要求较高 具有良好的抗冲击性 韧性和耐磨性 4 1 3数控铣床编程时应注意的问题 了解数控系统的功能及规格 不同的数控系统在编写数控加工程序时 在格式及指令上是不完全相同的 熟悉零件的加工工艺 合理选择刀具 夹具及切削用量 切削液 编程尽量使用子程序 程序零点的选择要使数据计算的简单 一 数控铣床刀具补偿的含义在数控铣床上 由于程序所控制的刀具刀位点的轨迹和实际刀具切削刃口切削出的形状并不重合 它们在尺寸大小上存在一个刀具半径和刀具长短的差别 为此就需要根据实际加工的形状尺寸算出刀具刀位点的轨迹坐标 据此来控制加工 4 2数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令 二 数控铣床刀具补偿类型刀具半径补偿 补偿刀具半径对工件轮廓尺寸的影响 刀具长度补偿 补偿刀具长度方向尺寸的变化 三 刀具补偿的方法人工预刀补 人工计算刀补量进行编程机床自动刀补 数控系统具有刀具补偿功能 1 刀具半径补偿的作用在数控铣床上进行轮廓铣削时 由于刀具半径的存在 刀具中心轨迹与工件轮廓不重合 人工计算刀具中心轨迹编程 计算相当复杂 且刀具直径变化时必须重新计算 修改程序 当数控系统具备刀具半径补偿功能时 数控编程只需按工件轮廓进行 数控系统自动计算刀具中心轨迹 使刀具偏离工件轮廓一个半径值 即进行刀具半径补偿 4 2 1刀具半径补偿G40 G41 G42 分为三步 1 刀补的建立 在刀具从起点接近工件时 刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程 2 刀补进行 刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消 3 刀补取消 刀具离开工件 刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程 2 刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿指令格式如下 G17G41 或G42 G00 或G01 X Y D 或G18G41 或G42 G00 或G01 X Z D 或G19G41 或G42 G00 或G01 Y Z D 为刀补号地址G40 为取消刀具半径补偿 41刀具左补偿 顺铣 42刀具右补偿 逆铣 1 在进行刀径补偿前 必须用G17或G18 G19指定刀径补偿是在哪个平面上进行 平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进行 否则将产生报警 2 刀补的引入和取消要求应在G00或G01程序段 不要在G02 G03程序段上进行 3 当刀补数据为负值时 则G41 G42功效互换 4 G41 G42指令不要重复规定 否则会产生一种特殊的补偿 5 G40 G41 G42都是模态代码 可相互注销 指令的几点说明 按增量方式编程 O0001N10G54G91G17G00M03G17指定刀补平面 XOY平面 N20G41X20 0Y10 0D01建立刀补 刀补号为01 N30G01Y40 0F200N40X30 0N50Y 30 0N60X 40 0N70G00G40X 10 0Y 20 0M05解除刀补N80M02 刀具半径补偿应用 利用同一个程序 同一把刀具 通过设置不同大小的刀具补偿半径值而逐步减少切削余量的方法来达到粗 精加工的目的 1 刀具长度补偿的作用 用于刀具轴向 Z向 的补偿 使刀具在轴向的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量 刀具长度尺寸变化时 可以在不改动程序的情况下 通过改变偏置量达到加工尺寸 利用该功能 还可在加工深度方向上进行分层铣削 即通过改变刀具长度补偿值的大小 通过多次运行程序而实现 4 2 2刀具长度补偿G43 G44 G49 2 刀具长度补偿的方法将不同长度刀具通过对刀操作获取差值 通过MDI方式将刀具长度参数输入刀具参数表 执行程序中刀具长度补偿指令 3 刀具长度补偿指令 刀具长度补偿G43 G44 G49 1 格式 G43刀具长度正补偿G44刀具长度负补偿G49取消刀长度补偿G43G44G49均为模态指令其中Z为指令终点位置 H为刀补号地址 用H00 H99来指定 它用来调用内存中刀具长度补偿的数值 执行G43时 刀具长时 离开工件补偿 Z实际值 Z指令值 Hxx 执行G44时 刀具短时 趋近工件补偿 Z实际值 Z指令值 Hxx 其中 Hxx 是指xx寄存器中的补偿量 其值可以是正值或者是负值 当刀长补偿量取负值时 G43和G44的功效将互换 4 2 2刀具长度补偿G43 G44 G49 H01 4 0 偏移值 N10G91G00X120 0Y80 0M03S500 N20G43Z 32 0H01 N30G01Z 21 0F1000 N40G04P2000 N50G00Z21 0 N60X30 0Y 50 0 N70G01Z 41 0 N80G00Z41 0 N90X50 0Y30 0 N100G01Z 25 0 N110G04P2000 N120G00Z57 0H00 N130X 200 0Y 60 0M05M03 1 段间过渡方式指令G09 G61 G64 4 2 3其他功能指令 1 准停检验指令G09 G61 G64 格式 G09 一个包括G09的程序段在继续执行下个程序段前 准确停止在本程序段的终点 该功能用于加工尖锐的棱角 G09仅在其被规定的程序段中有效 2 精确停止检验G61 格式 G61 在G61后的各程序段的移动指令都要准确停止在该程序段的终点 然后再继续执行下个程序段 G61与G09的区别在于G61为模态指令 G61可由G64注销 3 连续切削方式G64 格式 G64 在G64之后的各程序段间轴的运动刚开始减速时就开始执行下一程序段 直到遇到G61为止 1 段间过渡方式指令G09 G61 G64 N10G91G01G61Y70F200 N20X100 N10G91G01G64Y70F200N20X100 2 简化编程的指令 1 镜像功能指令G24 G25 格式 G24X Y Z M98P G25X Y Z G24建立镜像 由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置 G25指令取消镜像 G24 G25为模态指令 可相互取消 G25为缺省值 0003主程序N10G54G90G17M03S500 N20M98P100 加工 N30G24X0 Y轴镜像 位置为X 0N40M98P100 加工 N50G24X0Y0 X Y轴镜像 位置为 0 0 N60M98P100 加工 N70G25X0 取消Y轴镜像N80G24Y0 X轴镜像N90M98P100 加工 N100G25Y0 取消镜像N110M05 N120M30 子程序 的加工程序 100N200G90G00X0Y0 N210G01Z 5F100 N220G41X10Y5D01F150 N230G01X10Y30F150 N240X20Y30 N250G03X30Y20R10 N260G01X30Y10 N270X5Y10 N280G40X0Y0 N290G00Z10 N300M99 2 缩放功能指令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 G51指定缩放开 G50指定缩放关 G51 G50为模态指令 可相互注销 G50为缺省值 例 如图所示的三角形ABC 顶点为A 30 40 B 70 40 C 50 80 若D 50 50 为中心 放大2倍 则缩放程序为G51X50Y50P2 3 旋转变换指令G68 G69G68为坐标旋转功能指令 G69为取消坐标旋转功能指令 在XY平面 格式 G68X Y P G69 其中 X Y为XY平面内的旋转中心坐标 P为旋转角度 单位是度 0 P 360 000 其它平面内变换指令格式相同 只要把坐标轴作相应的变更就可以 1主程序N10G90G54G17M03S500 N20M98P100 加工N30G68X0Y0P45 旋转45 N40M98P100 加工 N50G69 取消旋转N60G68X0Y0P90 旋转则90 M70M98P100 加工 N80G69M05M30 取消旋转 子程序 的加工程序 100N100G90G01X0Y0F300 N110Z 5F100 N120G41X20Y 2D01F150 N130G01X20Y0 N140G02X40Y0R10 N150G02X30Y0R5 N160G03X20Y0R5 N170G01X20Y 2 N180G00Z10 N190G40X0Y0 N200M99 4 3 1概述 4 3固定循环 图6 9孔加工固定循环 图6 10固定循环数据形式 式中第一个G代码 G98或G99 指定返回点平面 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 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点的距离或R点的坐标值 Q指定每次进给深度 G73或G83时 或指定刀具位移增量 G76或G87时 P指定刀具在孔底的暂停时间 I J指定刀尖向反方向的移动量 K指定每次退刀 G76或G87时 刀具位移增量 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都是模态指令 G80 G01 G03等代码可以取消循环固定循环 固定循环的程序格式如下 G98 或G99 G73 或G74或G76或G80 G89 X Y Z R Q P I J K F L 4 3 2钻孔循环 1 高速深孔加工循环G73 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 提高加工效率 Q值为每次的进给深度 退刀用快速 其值K为每次的退刀量 0073N10G92X0Y0Z80N20G00N30G98G73G90X100G90R40P2Q 10K5G90Z0L2F200N40G00X0Y0Z80N50M02注意 如果Z K Q移动量为零时该指令不执行 2 钻孔循环 钻中心孔 G81 G81指令的循环动作如图所示 包括X Y坐标定位 快进 工进和快速返回等动作 0081N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G81G90X100R40Z0P2F200L2N30G90G00X0Y0Z80N40M02注意 如果Z移动位置为零该指令不执行 3 带停顿的钻孔循环G82 该指令除了要在孔底暂停外 其它动作与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 082N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G82G90X100R40P2Z0F200L2N30G00X0Y0Z80N40M02 4 深孔加工循环G83 深孔加工指令G83的循环动作如图6 13所示 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 0083N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G83G91X100G90R40P2Q 10K5Z0F200L2 N30G90G00X0Y0Z80N40M02注意 如果Z Q K为零该指令不执行 4 3 3镗孔循环 1 精镗循环G76 G76指令的循环动作如图所示 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 刀尖反向位移量用地址Q指定 其值只能为正值 0076N10G92X0Y0Z80N15G00N20G99G76G91X100G91R 40P2I 20G91Z 40L2F200N30G00X0Y0Z80N40M02注意 如果Z Q K为零该指令不执行 2 镗孔循环G86 G86指令与G81相同 但在孔底时主轴停止 然后快速退回 0086N10G92X0Y0Z80N15G00N20G98G86G90X100G90R40Q 10K5P2G90Z0F200L2N30G90G00X0Y0Z80N40M02注意 如果Z的移动位置为零 该指令不执行 4 3 4攻螺纹 攻丝循环指令G84的循环动作如图6 15所示 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 4 3 5取消固定循环 取消固定循环G80 该指令能取消固定循环 同时R点和Z点也被取消 使用固定循环指令时应注意以下几点 在固定循环中 定位速度由前面的指令决定 固定循环指令前应使用M03或M04指令使主轴回转 各固定循环指令中的参数均为非模态值 因此每句指令的各项参数应写全 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 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 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 且程序格式为 G00 G02 G03 G X Y Z R Q P I J 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 才能进行加工循环 固定循环中定位方式取决于上次是G00还是G01 因此如果希望快速定位则在上一程序段或本程序段加G00 4 4数控铣编程加工实例 例1 加工如图所示孔的钻孔循环程序 设Z轴开始点距工作表面100mm处 切削深度为20mm 0001N10G91G00S300M03N20G99G81X10 0Y 10 0Z 22 0R 98 0F200N30G99G81Y30 0Z 22R 98N40G99G81X10 0Y 10 0Z 22R 98N50G99G81X10 0Z 22R 98N60G98G81X10 0Y20 0Z 22R 98N70G80X 40 0Y 30 0M05N80M02 例2 加工如图所示螺纹孔的加工程序 设Z轴开始点距工