第5章-数控铣削加工编程.ppt

2020/5/2,数控技术,1,第5章数控铣削加工编程,2020/5/2,数控技术,2,第5章数控铣削加工编程,手工编程概述：程序编制中的数学处理；循环功能应用；子程序和宏程序简化编程功能。,本章内容：,2020/5/2,数控技术,3,一.数控编程的基本概念数控加工程序编制：指从零件图纸到制成控制介质的全过程。编制方法有2种：手工编程、自动编程两种。,第5章数控铣削加工编程,2020/5/2,数控技术,4,1、手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高。（熟悉数控代码和编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力）2、自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式输入计算机。,第5章数控铣削加工编程,2020/5/2,数控技术,5,二、数控编程的步骤1、分析工件的零件图及工艺要求；2、确定工艺路线；3、计算刀具轨迹坐标；4、用数控代码编制程序。,第5章数控铣削加工编程,2020/5/2,数控技术,6,5.1.1.零件加工程序的结构,1程序的构成,5.1手工编程概述,2020/5/2,数控技术,7,O0600N0010G92X0Y0;N0020G90G00X50Y60；N0040G01X10Y50F150S300T12M03；N0100G00X-50Y-60；N0110M02；这是一个完整加工程序。,（1）程序号组成规则,2020/5/2,数控技术,8,注意：不同的数控系统，程序号地址码可以不相同。编程时一定要根据说明书规定使用。（2）程序内容程序内容以程序段号开始，以“;”结束;程序段号：N；（3）程序结束程序结束一般用辅助功能代码M02和M30来表示。,2020/5/2,数控技术,9,2程序段格式,注意：目前广泛采用的是字址地程序段格式，也称地址符可变程序段格式。这种格式的特点是：程序段的长短、指令字数和字长都是可变的；指令字的排列顺序没有严格要求；不需要的指令字以及与上一个程序段相同的续效指令字可以不写。,2020/5/2,数控技术,10,2.2编程的基础知识,例如：N0020G01X25Y-36Z64F100S300T02M03；,2020/5/2,数控技术,11,程序段由若干个程序字组成，程序字由地址码和数字组成。例如：N0020G01X25Y-36Z64F100S300T02M03；该程序段由程序段号和8个指令字（程序字）组成。程序字格式：,2020/5/2,数控技术,12,表常用地址码及其含义,2020/5/2,数控技术,13,2.2编程的基础,右手直角笛卡尔坐标系,1、坐标轴及运动方向的规定（1）直线进给和圆周进给运动坐标系,直角坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。,1.2.1数控机床坐标系,直角坐标轴相互关系：由右手定则决定。,圆周进给坐标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A、B、C表示。坐标轴正向：由右手螺旋法则而定。,2020/5/2,数控技术,14,2.2编程的基础知识,具体规定：坐标系是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的坐标系。以增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴的正方向。,数控机床的进给运动是相对运动。,2020/5/2,数控技术,15,（2）机床坐标轴的确定方法,Z轴的确定,具体地讲：a.对于刀具旋转的机床：平行于旋转刀具轴线的坐标为z坐标。,平行于机床主轴轴线的刀具运动坐标,Z,Z,2020/5/2,数控技术,16,b.对于工件旋转的机床：平行于旋转工件轴线的坐标为z坐标。,Z,2020/5/2,数控技术,17,X坐标的确定,在水平方向，垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。,具体的讲：a.在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床）,2020/5/2,数控技术,18,Z轴水平时（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。,X,2020/5/2,数控技术,19,Z轴垂直时（立式），对单立柱机床，面向刀具主轴向立柱看时，X轴的正方向指向右边,X,2020/5/2,数控技术,20,b.在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向滑座，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。,X,2020/5/2,数控技术,21,Y坐标利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。,+z,+z,+x,+x,+Y,+Y,2020/5/2,数控技术,22,A、B、C坐标用右手定则来确定。,附加坐标系X、Y、Z为第一坐标系；U、V、W为第二坐标系；P、Q、R为第三坐标系。A、B、C第一回转坐标系，其他命名为D、E。,2020/5/2,数控技术,23,2.2编程的基础知识,（3）编程坐标系编程时一律假定工件不动，全部用刀具运动的坐标系编程，即：X、Y、Z、A、B、C。,2、机床坐标系与工件坐标系,（1）机床原点与机床坐标系,机床原点：是机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点（见机床说明书），不能随意改变。,机床原点的建立：用回零运行方式建立。,2020/5/2,数控技术,24,机床坐标系以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。,2020/5/2,数控技术,25,（2）工件原点与工件坐标系,工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点。,工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。,工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。,注意:现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行变换。,2020/5/2,数控技术,26,(3)机床坐标系与工件坐标系的关系,关系:原点不同,各坐标轴互相平行.,处理办法:将两原点间的距离预储存在数控装置中,在加工过程中,系统便可按机床坐标系确定加工时的坐标值.,2020/5/2,数控技术,27,3、绝对坐标编程和相对(增量)坐标,绝对坐标系：在这种坐标系中,工件所有点的坐标值基于固定的坐标系（机床或工件）的原点来确定。,相对坐标系：在这种坐标系中,运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计算的。,2020/5/2,数控技术,28,例如:在a)图的绝对坐标系中,B点的坐标值为(25,50);,在b)图的增量坐标系中,B点的坐标值为(15,30).,2020/5/2,数控技术,29,1.坐标系设定指令G92指令,编制程序时，首先要设定一个坐标系，程序中的坐标值均以此坐标系为根据，此坐标系称为工件坐标系。G92指令就是用来建立工件坐标系的，它规定了工件坐标系原点的位置。就是说它确定了工件坐标系的原点(工件原点)在距刀具起始位置点多远的地方。或者说，以工件原点为准，确定起刀点的坐标值。,5.1.2与坐标系有关的编程指令,2020/5/2,数控技术,30,1.坐标系设定指令G92指令作用：以工件原点为准，确定起刀点的坐标值。编程格式：G92XaYbZc；（a、b、c为刀位点在所设工件坐标系中的坐标值）,工件坐标系原点可以设定在工件基准或工艺基准上，也可以设定在卡盘端面中心或工件的任意一点上。,注意：G92指令只是设定坐标系原点位置，执行该指令后，刀具(或机床)并不产生运动，重开机消失。,2020/5/2,数控技术,31,2、用G54-G59指令设置工件坐标系除了用G92以外,还可用G54-G59指令设置工件坐标系.G54-G59与G92的区别：G54-G59在安装工件后测量工件坐标系原点相对于机床坐标系原点在各轴方向的偏置量,然后用MDI(手动)方式将其输入到数控系统的工件坐标系偏置值寄存器。测量方法：对刀方式或测量探头。,2020/5/2,数控技术,32,3.绝对坐标与增量坐标指令G90/G91指令G90指令：表示程序中的编程尺寸值是在某个坐标系下按绝对坐标给定的。G91指令：表示程序中编程尺寸值是相对于本段的起点，即编程尺寸值是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。,2020/5/2,数控技术,33,注意：这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下(即无G90又无G91)，系统按G90状态处理。,2020/5/2,数控技术,34,X,例：AB和BC两个直线插补程序段的运动方向及坐标系.假设AB段已加工完，要加工BC段，刀具在B点，,则该加工程序段为：绝对坐标：G90G01X30Y40;增量坐标：G91G01X-50Y-30;,2020/5/2,数控技术,35,4.坐标平面指定指令G17、G18、G19指令G17，G18，G19分别表示规定在XY,ZX,YZ坐标平面内的加工。,注意:若数控系统只有在一个平面的加工能力,可省略.铣床中XY平面最常用，故G17可省略;在车床中,总是在XZ平面内运动，G18可省略。,2020/5/2,数控技术,36,5.极坐标指令G15、G16指令G15极坐标方式取消，G16极坐标指令。,G90指定工件坐标系的零点为极坐标的原点；G91指定当前位置作为极坐标的原点。,编程格式：,2020/5/2,数控技术,37,5.1.3准备功能,G代码构成：地址码G后跟2位数字组成，从G00-G99共100种。,我国原机械工业部曾指定有关G指令和M指令的JB3208-83标准，它与国际上使用的ISO1056-1975标准基本一致。,它是使机床或数控系统建立起某种加工方式的指令。,2020/5/2,数控技术,38,2020/5/2,数控技术,39,2020/5/2,数控技术,40,（1）模态指令（续效指令）：是指该指令一旦在某程序段中被使用,将一直保持有效到被同组的其它指令取代（或注销）,或整个程序结束为止。由此可知：同组指令在一个程序段中只能出现一个，否则只有最后的代码有效。模态指令只需在使用时指定一次即可，而不必在后续的程序段中重复指定。,先介绍2个基本概念：,2020/5/2,数控技术,41,2.2编程的基础知识,（2）非模态指令（非续效指令）：是指该指令仅在使用它的某程序段中有效。若需继续使用该功能则必须在后续的程序段中重新指定。,2020/5/2,数控技术,42,2020/5/2,数控技术,43,2020/5/2,数控技术,44,表中(2)栏中标有字母的行所对应的G代码是模态代码,标有相同字母的G代码为一组.表中(2)栏中没有字母的行所对应的G代码是非模态代码.表中（4）栏中的“不指定”代码，用作将来修改标准时，指定新的功能。“永不指定”代码，指的是即使修改标准时，也不指定新的功能。这两类G代码可由设计者根据需要定义新的功能。,2020/5/2,数控技术,45,N0010G00G17X-Y-M03M08;N0020G01G42X-Y-F-;N0030X-Y-;N0040G02X-Y-I-J-;N0050X-Y-I-J-;N0060G01X-Y-;N0070G00G40X-Y-M05M09;,例子：模态代码的用法：,2020/5/2,数控技术,46,1、快速点定位指令G00指令功能：命令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动到程序段所指定的下一个定位点。编程格式：G00XYZ;其中：X,Y,Z为目标点的绝对或增量坐标。,2020/5/2,数控技术,47,(1)G00指令中不需要指定速度，即F指令无效。系统快进的速度事先已确定。(2)在G00状态下不同数控机床坐标轴的运动情况可能不同。编程前应了解机床数控系统的G00指令各坐标轴运动的规律和刀具运动轨迹，避免刀具与工件或夹具碰撞。,注意：,编程格式：G00XYZ;,2020/5/2,数控技术,48,2.直线插补指令G01功能：按程序段中规定的合成进给速度F，使刀具相对于工件，由当前位置沿直线移动到程序段中规定的位置。编程格式：G01XYZF；其中：X、Y、Z为直线终点的绝对或增量坐标;F为沿插补方向的进给速度。,2020/5/2,数控技术,49,(1)G01指令既可双坐标联动插补运动，又可三坐标联动插补运动，取决于数控系统的功能，当G01指令后面只有两个坐标值时，刀具将作平面直线插补，若有三个坐标值时，将作空间直线插补。(2)G01程序段中必须含有进给速度F指令，否则机床不动作。(3)G01和F指令均为续效指令。,注意：,编程格式：G01XYZF；,2020/5/2,数控技术,50,用绝对坐标编程:O0050N0010G92X28Y20;N0020G90G00X16S600T01M03;N0030G01X-8Y8F100;N0040X0Y0;N0050X16Y20;N0060G00X28M02;,例：铣削下图零件，设P点为起刀点，刀具由P点快进到A点，然后沿A-B-O-A方向铣削，再快退至P点（绝对编程和增量编程）。,2020/5/2,数控技术,51,用相对(增量)坐标编程:O0050N0010G92X28Y20;N0020G91G00X-12Y0S600T01M03;N0030G01X-24Y-12F100;N0040X8Y-8;N0050X16Y20;N0060G00X12Y0M02;,2020/5/2,数控技术,52,3.圆弧插补指令G02、G03G02：顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。顺、逆时针方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向观察,来判别圆弧的顺逆时针方向.(见下图),2020/5/2,数控技术,53,顺、逆时针方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向观察,来判别圆弧的顺逆时针方向.,2020/5/2,数控技术,54,说明:圆弧的终点坐标，由X、Y、Z的数值（绝对或增量尺寸）指定。程序段中的圆心坐标有两种表示方法:,圆弧加工程序段一般应包括圆弧所在的平面、圆弧的顺逆、圆弧的终点坐标以及圆心坐标(或半径R)等信息。,圆弧加工程序段的格式:,2020/5/2,数控技术,55,圆心的位置通常有以下2种表示方法：,用由圆弧起点指向圆心的向量在X,Y,Z轴上的投影I,J,K表示。,2020/5/2,数控技术,56,圆心的位置通常有以下2种表示方法：,用半径R表示(R用代数值).,注意:用半径R编程时，不能描述整圆.,当AB180o时，R取正值；当180oAB360o时,R取负值.,同一半径的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性。因此在用半径值编程时，R带有符号。,2020/5/2,数控技术,57,例：铣削如图所示R20圆孔。起刀点在坐标原点O，加工时刀具快进至A，沿逆时针方向以100mm/min速度切削整圆至A，再快速返回原点。,解:用绝对坐标编程O0001N0010G92X0Y0;N0020G90G00X20Y0S300T01M03;N0030G03X20Y0I-20J0F100;N0040G00X0Y0M02;,2020/5/2,数控技术,58,例：铣削加工如图所示的曲线轮廓，设A点为起刀点，从点A沿圆C1、C2、C3到D点停止，方向如图中所示，仅给速度为100mm/min.,2020/5/2,数控技术,59,4.自动返回参考点（G27、G28、G29）（1）返回参考点校验指令G27格式：G27XYZ；说明：该指令可以检验刀具是否能够定位到参考点上，指令中X、Y、Z分别代表参考点在工件坐标系中的坐标值，执行该指令后，如果刀具可以定位到参考点上，则相应轴的参考点指示灯就点亮。在刀具补偿方式中使用该指令，刀具到达的位置将是加上补偿量的位置，此时刀具将不能到达参考点因而指示灯也不亮，因此执行该指令前，应先取消刀具补偿。,2020/5/2,数控技术,60,4.自动返回参考点（G27、G28、G29）（2）自动返回参考点指令G28格式：G28XYZ；说明：1）该指令使刀具以点位方式经中间点快速返回到参考点，中间点的位置由该指令后面的X、Y、Z坐标值所决定，其坐标值可以用绝对值也可以用增量值。设置中间点，是为防止刀具返回参考点时与工件或夹具发生干涉。2）为了安全，在执行该指令之前，应该清除刀具半径补偿和刀具长度补偿。,2020/5/2,数控技术,61,4.自动返回参考点（G27、G28、G29）（3）从参考点自动返回指令G29格式：G29XYZ；说明：在一般情况下，在G28指令后，立即指定从参考点返回指令。执行这条指令，可以使刀具从参考点出发，经过一个中间点到达由这个指令后面X、Y、Z坐标值所指令的位置。中间点的坐标由前面的G28所规定，因此这条指令应与G28指令成对使用，指令中X、Y、Z是到达点的坐标，由G90/G91状态决定是绝对值还是增量值，若为增量值时，则是指到达点相对于G28中间点的增量值。,2020/5/2,数控技术,62,如图所示，加工后刀具已定位到A点，取点B为中间点，C点为执行G29时应到达的点，则程序如下：N040G91G28X100.Y100.；N050M06；N060G29X300.Y-170.；,此程序执行时，刀具首先从A点出发，以快速点定位的方式由B点到达参考点，换刀后执行G29指令，刀具从参考点先运动到B点再到达C点，B点至C点的增量坐标为X300.Y-170.。,G28和G29应用举例,2020/5/2,数控技术,63,5.螺旋线插补的应用及其编程,螺旋线的形成是刀具作圆弧插补运动的同时与之同步地作轴向运动。指令格式：G02、G03为螺旋线的旋向，其定义同圆弧；X、Y、Z为螺旋线的终点坐标；I、J为圆弧圆心在XY平面上相对于螺旋线起点的坐标；R为螺旋线在XY平面上的投影半径；K为螺旋线的导程。,2020/5/2,数控技术,64,如图所示螺旋线，其程序为：G17G03X0.Y0.Z50.I15.J0.K5.F100或G17G03X0.Y0.Z50.R15.K5.F100,2020/5/2,数控技术,65,6、暂停指令G04功能：可使刀具作短时的无进给运动.编程格式：G04P-;（P后的数值表示暂停的时间，单位为s。）,注意：G04为非续效指令，只在本程序段有效。,2020/5/2,数控技术,66,(1)不通孔作深度控制时，在刀具进给到规定深度后，用暂停指令使刀具作非进给光整切削，然后退刀，保证孔底平整。(2)镗孔完毕后要退刀时，为避免留下螺旋划痕而影响表面粗糙度，应使轴停止转动，并暂停几秒钟，待主轴完全停止后再退刀。(3)横向车槽时，应在主轴转过几转后再退刀，可用暂停指令。(4)在车床上倒角或车顶尖孔时，为使表面平整，使用暂停指令使工件转过一转后再退刀。,G04指令主要用于以下几种情况：,2020/5/2,数控技术,67,例：图为锪孔加工，孔底有粗燥度要求，根据图示条件，编制加工程序。,解:孔底有粗燥度要求，根据图示条件，编制加工程序如下:O0001N0010G91G01Z-7F60;N0020G04P5(刀具停留5秒);N0030G00Z7M02;,2020/5/2,数控技术,68,7、准停检验G09功能：在继续执行下一个程序段前准确停止在本程序段的终点.主要用于加工尖锐的棱角。,注意：G09为非续效指令，只在本程序段有效。,2020/5/2,数控技术,69,5.1.4辅助功能M代码,M指令构成：由地址码M和其它两位数字组成。共有100种（M00-M99）。,它是控制机床辅助动作的指令，主要用作机床加工时的工艺性指令。,2020/5/2,数控技术,70,2020/5/2,数控技术,71,2020/5/2,数控技术,72,该表第4栏中的“*”号对应的M代码是续效代码，按其逻辑功能也应分成组，不同组的M代码，在同一个程序段中可以同时出现。表中第（2）、（3）栏中的“*”号是指明M功能代码开始执行的时间。由于M代码控制机床辅助动作，通常与程序段中的运动指令一起配合使用。所以，M代码在程序中是与指令运动同时执行还是指令运动结束后执行，需要指定。,5.1.4辅助功能M代码,2020/5/2,数控技术,73,N0010G00G17X-Y-M03M08;N0020G01G42X-Y-F-;N0030X-Y-;N0040G02X-Y-I-J-;N0050X-Y-I-J-;N0060G01X-Y-;N0070G00G40X-Y-M05M09;,例子：模态代码的用法：,2020/5/2,数控技术,74,5.1.4辅助功能M代码,2.2编程的基础知识,(1)M00程序停止在完成该程序段其他指令后，用M00可停止主轴转动，进给和切削液，以便执行某一固定的手动操作。如换刀，工件调头。固定操作完成后，按启动键可继续执行下一断程序。,2020/5/2,数控技术,75,(2)M01计划（任选）停止程序运行前，在操作面板上按下“任选停止”键时，才执行M01指令，主轴停转、进给停止、冷却液关断、程序停止执行。若“任选停止”处于无效状态时，M01指令不起作用。利用启动按钮才能再次自动运转，继续执行下一个程序段。,2020/5/2,数控技术,76,（3）M02程序结束当全部程序结束后，用该指令使主轴，进给，冷却全部停止，并使数控系统处于复位状态。M02指令必须出现在最后一个程序段中。（4）M03、M04、M05分别为主轴正转、主轴反转、主轴停转。（5）M06换刀指令。（6）M07、M08、M09分别为2号（雾状）冷却液开、1号（液状）冷却液开、冷却液关。,2020/5/2,数控技术,77,（7）M10，M11运动部件的夹紧或松开。（8）M30程序结束M30还使运行程序返回起始点，继续加工下一个零件。（9）M98用来调用子程序；（10）M99指令表示子程序结束。,2020/5/2,数控技术,78,5.1.5刀具补偿指令1、刀具半补偿指令G40、G41、G42指令（1）刀具半径自动补偿概念,如图所示，用半径为R的刀具加工外形轮廓为AB的工件，则刀具中心必须沿着与轮廓偏离R的距离的轨迹移动，才能加工出尺寸合格的工件.因此,刀具中心的运动轨迹与工件的轮廓不重合.如果不考虑刀具半径,直接按工件轮廓编程,加工时刀具中心,2020/5/2,数控技术,79,运动轨迹与工件的轮廓重合.加工出来的零件变小了,不符合要求.为加工出尺寸符合要求的工件,可根据轮廓AB的坐标参数和刀具半径R计算出刀具轨迹AB的坐标参数,编制出程序进行加工.这样做很不方便,特别是当刀具磨损,重磨以及更换新刀等导致刀具半径变化时,又要重新计算.,2020/5/2,数控技术,80,(2)刀具半径自动补偿的功能:数控系统能根据工件轮廓AB和刀具半径,自动计算出刀具中心轨迹AB.,2020/5/2,数控技术,81,(3)刀具半径自动补偿指令G41：刀具左偏，指顺着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边。G42：刀具右偏，指顺着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的右边。G40：取消刀补，使刀具中心与编程轨迹重合。,2020/5/2,数控技术,82,与G00,G01指令配合使用时编程格式：,指定刀具半径补偿值寄存器的地址号,2020/5/2,数控技术,83,例：铣削加工如图所示轮廓，设刀具起点在P点，刀心的轨迹如图中虚线所示。应用刀具半径补偿功能.解：利用刀具半径补偿功能,编制程序片段如下:,N0010G90G01G41XaYaD01N0020XbYb;N0030XcYc;N0040XdYd;N0050XaYa;N0060G40XpYpM02;,2020/5/2,数控技术,84,2.刀具半径补偿过程中的刀心轨迹,（1）外轮廓加工刀具左补偿加工外轮廓。编程轨迹为ABC，数控系统自动计算刀心轨迹，两轮廓交接处的刀心轨迹常见的有两种。如图a为延长线过度，刀心轨迹为12345；图b为圆弧过度，刀心轨迹为1234。,2020/5/2,数控技术,85,2.刀具半径补偿过程中的刀心轨迹,（2）内轮廓加工如图所示，刀具右补偿加工内轮廓。编程轨迹为ABC，刀心轨迹有两种，图a按理论刀心轨迹移动1234，会产生过切现象，损坏工件；图b为计算机进行刀具半径补偿处理后的刀心轨迹，123，无过切现象。,2020/5/2,数控技术,86,3.刀具半径补偿功能的其他用途,1）刀具重磨或刀具磨损后半径变小的补偿2）粗、精加工余量的补偿；3）用一种加工程序可以加工基本尺寸相同的内外两种模具。,2020/5/2,数控技术,87,5.1.6.刀具长度补偿指令G43、G44、G49指令(1)指令功能:补偿假定刀具长度与实际刀具长度之间的差值.,(2)编程格式：其中：Z值是程序中给定的坐标值.H值是刀具长度补偿值寄存器的地址码.,2020/5/2,数控技术,88,(3)用法:G43是正补偿,即当刀具长度长于编程时的刀具长度时,补偿值e为正值;反之,e为负值.有Z实际值=Z指令值+(H中存的数值),G44是负补偿,即当刀具长度长于编程时的刀具长度时,补偿值e为负值;反之,e为正值.有Z实际值=Z指令值-(H中存的数值)使刀具的实际移动距离增加或减少一个偏置值。,2020/5/2,数控技术,89,例:按假定长度编制的程序为：N01G91X70Y35M03；N02G43Z-22H01；,2020/5/2,数控技术,90,5.2程序编制中的数值计算,5.2.2数控编程中的数值计算数值计算：是指根据工件的图样要求，按照确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需输入的数据。对于带有自动刀补功能的数控装置来说，通常要计算出零件轮廓上一些点的坐标数值。,2020/5/2,数控技术,91,2.5程序编制中的数值计算,（1）基点和节点的计算基点:一个零件的轮廓曲线一般是由许多不同的几何元素组成的，把各几何元素间的连接点称为基点。节点:根据编程所允许的误差，将曲线分割成若干个直线段，其相邻二直线的交点称为节点。,对于立体型面零件，应根据铣削面的几何形状精度要求分割成不同的铣道，各铣道上的轮廓曲线也要计算基点和节点。,2020/5/2,数控技术,92,2.5程序编制中的数值计算,（2）刀位点轨迹的计算数控系统是从对刀点开始控制刀位点运动的，并由刀具的切削刃部分加工出要求的零件轮廓。因此，在许多情况下，刀位点轨迹并不与零件轮廓完全重合。编程时就需要根据零件轮廓和刀具类型计算出刀位点的运动轨迹。,2020/5/2,数控技术,93,（3）辅助计算辅助计算包括增量计算、脉冲数计算、辅助程序段的数值计算等。辅助程序段:是指开始加工时，刀具从对刀点到切入点，或加工完时，刀具从切出点返回到对刀点而特意安排的程序段。数值计算时要计算出相关点的坐标。,2020/5/2,数控技术,94,1.非圆曲线的拟合计算非圆曲线：指数控加工中把除直线与圆弧之外，可用数学方程式表达的平面轮廓曲线。非圆曲线的逼近:常用直线和圆弧逼近非圆曲线，需要计算出相邻二逼近直线或圆弧的节点坐标。（2）用直线段逼近非圆曲线时的节点计算常用计算方法有:等间距法;等误差法;等步长法.,2020/5/2,数控技术,95,2.5程序编制中的数值计算,1)等间距法曲线逼近的节点计算基本原理：等间距法就是将某一坐标轴划分成相等的间距。,由于要求曲线与相邻两节点连线间的法向距离小于允许的程序编制误差，所以间距不能任意设定。一般先取0.1进行试算,2020/5/2,数控技术,96,1)等间距法曲线逼近的节点计算,实际处理时，对于曲线曲率半径变化较小处，只需验算两节点间距离最长处的误差，曲率半径变化较大处，应验算曲率半径较小处误差。,2020/5/2,数控技术,97,1)等间距法曲线逼近的节点计算,误差校验方法：,设需校验mn曲线段,2020/5/2,数控技术,98,1)等间距法曲线逼近的节点计算,误差校验方法：,2020/5/2,数控技术,99,2)等程序段法直线逼近的节点计算基本原理：等程序段法就是使每个程序段的线段长度相等。,由于零件轮廓曲线的曲率各处不等，因此，首先应求出该曲线的最小曲率半径，由该半径和允许误差确定允许步长。,2020/5/2,数控技术,100,2)等程序段法直线逼近的节点计算,2020/5/2,数控技术,101,2)等程序段法直线逼近的节点计算,2020/5/2,数控技术,102,2)等程序段法直线逼近的节点计算,2020/5/2,数控技术,103,3)等误差法直线段逼近的节点计算,任意两相邻节点间的逼近误差为等误差。,2020/5/2,数控技术,104,（3）圆弧逼近方法,零件轮廓曲线除用直线逼近外，还可用一段段的圆弧逼近。当轮廓曲线可用数学方程表示时，可以用彼此相交的圆弧逼近轮廓曲线，并使逼近误差小于或等于允许误差。曲率圆法和三点作圆法。,2020/5/2,数控技术,105,1)三点作图法先用直线逼近方法计算轮廓曲线的节点坐标，然后再通过连续的三个节点作圆的方法称为三点作图法。其过连续三点的逼近圆弧的圆心坐标及半径可用解析法求得。,注意：若直线逼近的轮廓曲线误差为，圆弧与轮廓的误差为则。为了减少圆弧段的数目，并保证编程精度，应使。此时直线逼近误差为：,2020/5/2,数控技术,106,2）曲率圆法,2020/5/2,数控技术,107,2020/5/2,数控技术,108,2.列表曲线的逼近方法,由列表点给出的轮廓曲线称为列表曲线。目前，处理列表曲线的方法通常采用二次拟合法。第一次选择直线或圆方程以外的其他数学方程来拟合列表曲线，称为第一次拟合，然后根据编程允许的要求，在以给定的各相邻列表点之间，按照第一次拟合时的数学方程进行插值加密求得新的节点。,2020/5/2,数控技术,109,5.3循环功能应用,钻孔时完成3个固定动作：快速接近,慢速钻孔,快速退回。车螺纹时，需要切入、车螺纹、刀具径向(或斜向)退出、再快速返回四个动作。对这些典型的、固定的几个动作如能用一条固定循环指令去执行，则程序段数就会大为减少，而对于多次重复的固定循环指令在程序段中加入循环次数指令和每次循环时刀具的推进量，则程序段数更为减少。这种固定循环程序既可使程序编制简短，方便又能提高编程质量。,2020/5/2,数控技术,110,5.3固定循环指令固定循环指令功能：一个指令可以完成几个固定的动作.常用G80G89作为固定循环指令。有些车床中，常用G33G35与G76G79作为固定循环指令。注意：本节介绍了常用的G指令的编程方法。实际中，不同的系统有不同的规定，严格按其规定使用。,2020/5/2,数控技术,111,5.3.1固定循环指令介绍FANUC系统中,孔加工的固定循环功能指令。(1)孔加工循环的组成ABBRREE点(暂停等)ERRB,2020/5/2,数控技术,112,与孔加工循环相关的3个平面:初始平面:初始点B所在的与Z轴垂直的平面。是为安全下刀而规定的一个平面。只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时，采用G98指令使刀具返回初始平面上的初始点B。R点平面:刀具下刀时,由快进到工进的高度平面.一般距离工件表面25mm.用G99指令使刀具返回到该平面上的R点.,2020/5/2,数控技术,113,孔底平面：盲孔、通孔对应的的孔底平面各不相同。盲孔是孔底Z坐标的高度,对于通孔,还要伸出工件底平面异端距离,2020/5/2,数控技术,114,（2）孔加工循环指令格式,说明：1）G98指令使刀具返回初始点B；G99指令使刀具返回R点平面；2）为各种孔加工循环指令。3）X、Y为孔位坐标。4）Z为孔底坐标，增量坐标方式时为孔底相对于R点平面的增量值。,2020/5/2,数控技术,115,说明：5）R为R点平面的Z坐标，增量方式时为R点平面相对于B点的增