第二章2数控铣床及加工中心编程3.ppt

第二节数控铣床及加工中心编程,前面已介绍有关程序编制的预备知识，这里对编程方法和某些常用指令的用法作进一步介绍，尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必须认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编制出正确的程序。,第二章数控编程,一、概述,（一）数控铣床及加工中心简介1、数控铣床是一种用途广泛的机床，有立式、卧式及龙门铣3种。,数控立式铣床,卧式数控铣床,龙门数控铣床,2、加工中心（MachiningCenter）是一种集成化的数控加工机床，是在数控铣床的发展基础上衍化而成的，它集铣削、钻削、铰削、镗削及螺纹切削等工艺于一体，有立式加工中心、卧式加工中心、龙门式加工中心、复合加工中心等。加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。加工中心的加工工艺范围如下4图所示。,加工中心的铣削加工图,加工中心的钻削加工图,加工中心的螺纹加工图,（二）适用于数控铣床及加工中心的加工种类,1.平面轮廓加工,需要两轴联动的数控铣床。,平面轮廓加工,2.槽加工,需要两轴联动的数控铣床。,槽加工,3.空间曲面类零件加工,需用三轴联动的数控铣床和加工中心以及球头铣刀。,空间曲面零件加工,4.孔系加工,孔系加工,（三）数控铣床编程原点的选择铣削的编程原点，在X、Y向零点一般可选在设计基准或工艺基准的端面或孔的中心线上，对于有对称部分的工件，可以选在对称面上，以便用镜像等指令来简化编程。Z向的编程原点，习惯选在工件上表面，这样当刀具切入工件后Z向尺寸字均为负值。,二、数控铣床及加工中心的常用指令,（一）快速定位和直线进给,1.快速定位,G00XYZ注意：G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。,2.直线进给运动,G01XYZF,（二）圆弧进给,1.平面定义指令,G17指令XY平面；G02或G03XYIJ(或R)FG18指令ZX平面；G02或G03XZIK(或R)FG19指令YZ平面；G02或G03YZJK(或R)F。,I,J,K为圆心位置，其值为从圆弧始点向圆心看时，带正负的距离，以增量方式指定。R为圆弧半径。,顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。,R表示法：用半径R带有符号的数值来表示：AB180：R0R100；BA180：R0R-100整圆时只可用IJK不可用RI0、J0、K0可省略；I、J、K与X、Y、Z一一对应，否则会报警；I、J、K和R同时指定时，优先执行R.I、J、K被忽略；,说明：G00,G01,G02,G03是同组续效指令。本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不写。,1、圆弧a(180以下）：G90时：G54G90G02X0Y30.0R30.0F100;G91时：G91G02X30.0Y30.0R30.0F100;2、圆弧b(180以上）：G90时：G54G90G02X0Y30.0R-30.0F100;G91时：G91G02X30.0Y30.0R-30.0F100;,R表示法程序,1、从A点顺时针一周时：G90时：G54G90G02（X30.0Y0）I-30.0（J0）F100；G91时：G91G02（X0Y0）I-30.0（J0）F100；2、从B点逆时针一周时：G90时：G54G90G03（X0Y-30.0）I0J30.0F100；G91时：G91G03（X0Y0）I0J30.0F100；,整圆切削程序,G04暂停指令,功能：可使刀具作短时的无进给运动编程格式：G04X_或G04P_其中：X,P其后的数值表示暂停的时间，单位为s、ms或者是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。用途：用于车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工用作时间匹配，对于那些动作较长或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。,例1用数控铣床加工图中所示的轮廓ABCDEA。分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序(忽略深度)。,1.绝对坐标程序G92X-10Y-10N01G90G17G00X10Y10LFN02G01X30F100LFN03G03X40Y20I0J10LFN04G02X30Y30I0J10LFN05G01X10Y20LFN06Y10LFN07G00X-10Y-10M02LF,G92X-10Y-10：设定机床坐标系与工件编程坐标系的关系，给出机床坐标原点O机相对编程原点O工的坐标值。,2.相对坐标程序N01G91G17G00X20Y20LFN02G01X20F100LFN03G03X10Y10I0J10LFN04G02X-10Y10I0J10LFN05G01X-20Y-10LFN06Y-10LFN07G00X-20Y-20M02LF,（三）刀具半径补偿指令,数控程序是按刀具的中心编制的，在进行零件轮廓加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓通常应让开一个刀具半径的距离，即所谓的刀具偏置或刀具半径补偿。,1.基本概念,2.指令,G40是取消刀具半径补偿功能。G41是刀具半径左补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的左侧。G42是刀具半径右补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的右侧。,3）可以使粗加工的程序简化。,刀具半径补偿功能的作用：1）在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按零件轮廓编程，只要在实际加工时把刀具半径输入刀具半径补偿地址中即可。2）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化，也不必重新编程，只须修改相应的偏置参数即可。,刀补指令的程序段格式：1）G00G01G41G42DXYF2）G00G01G40XY1）中的D为刀具半径补偿地址，地址中存放的是刀具半径的补偿量，D加数值是刀补号；XY为由非刀补状态进入刀具半径补偿状态的起始位置。2）中的XY为由刀补状态过渡到非刀补状态的终点位置，这里的XY即为刀具中心的位置。,刀具半径补偿用法之一,由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，要为后续加工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。,1）只能在G00或G01指令下建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径补偿状态。2）在建立刀补时，必须有连续两段的平面位移指令。这是因为，在建立刀补时，控制系统要连续读人两段平面位移指令，才能正确计算出进入刀补状态时刀具中心的偏置位置。否则，将无法正确建立刀补状态。,注意：,按绝对方式编程程序02（OFFSETABS）N1G54G90G17G00S300M03；N2G41X20.0Y10.0D01；N3G01Y50.0F100；N4X50.0；N5Y20.0；N6X10.0；N7G00G40X0Y0M05；N8M30；,刀具补偿的动作及实例,O,O,O,N,7,10,20,30,40,50,N,2,与,D01,对应的补偿量,a,c,b,d,N4,N5,N6,N3,A,B,C,Y,10,20,30,40,50,快速进给,切削进给,编程路径,刀补动作,X,03（OFFSETZ-NG）N1G91G17G00S300M03；N2G41X20.0Y10.0D01；N4Z-98.0；N5G01Z-12.0F100；N6Y40.0；N7X30.0；N8Y-30.0；N9X-40.0；N10G00Z110.0M05；N11G40X-10.0Y-20.0；N12M30；,刀具半径补偿（过切）,例2图中所示加工路线为实际零件轮廓，刀具初始位置为(0,0,200)，工件坐标系原点在工件上表面处，用10的立铣刀精铣厚为5mm的工件。,编程如下：N01G90G92X0Y0Z200；设置刀具起始位置,N02G00X50Y-40；刀具快速平移到下刀位置,N03Z2；快速降至安全平面,N04S800M03M08；打开冷却、起动主轴,N05G01Z-5F50；慢速工进至切削深度N06G41D01X40F150；至此切削点进入刀具半径补偿状态,N07X-80；直线进给N08Y-20；直线进给N09G02X-40Y20R40F100；顺时针圆弧减速进给N010G03X20Y80R60；逆时针圆弧减速进给N011G01X40F150；直线加速进给N012Y-45；直线进给,Y,X,40,-40,80,-80,R60,-20,R40,O,-40,例2图,N013M09M05；关闭冷却、主轴停转N014G00Z200；快速抬刀N015G40X0Y0；取消刀补、刀具归位N016M02；程序结束,（四）刀具长度补偿的建立、执行与撤消,使用刀具长度补偿指令，在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。加工时，用MDI方式输入刀具的长度尺寸，即可正确加工。当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具。刀具长度补偿可使刀具在Z方向上的实际位移量大于或小于程序给定值，即实际位移量=程序给定值补偿值，其中程序给定值和补偿值都可正可负。,G43：刀具长度正补偿及H代码；G43Z_H_即将Z坐标给定值与H代码中长度补偿的量相加（），按其结果进行Z轴运动。G44：刀具长度负补偿及H代码；G44Z_H_即将Z坐标给定值与H中长度补偿的量相减（），按其结果进行Z轴运动。G49或G40取消刀具长度补偿。,刀具长度补偿设定,各种不同的刀柄,例3铣如图所示的三条槽，槽深均为2mm，试用刀具补偿指令编程。选择8铣刀为1号，刀具长度补偿设为0，6铣刀为2号，刀具长度补偿为2mm。,O1000N001G54G00X20Y20Z2T01；01号刀至A点N002S1500M03；主轴正转1500r/minN003G01Z-2F150；刀具Z向至槽底X80；铣槽N004G00Z100；刀具上提100mmX20Y40M05；刀具移至B点,N005M06T02；换02号刀N006S1500M03；主轴正转1500r/minN007G43G01H01Z2F400；刀具长度补偿2mm，移至C点N008Z-2F150；Z向进刀至槽底X80；X向进给槽长N009G00Z2；抬刀,N0010G00X20Y60；刀具移至D点N0011G01Z-2F150；Z向进刀至槽底N0012X80；X向进给槽长N0013G00Z100；抬刀N0014G49（G40）X20Y20；取消刀具补偿，移至E点N0015M02；程序结束,例4编制如图所示零件的程序，零件上4个方槽的尺寸、形状相同，槽深2mm，槽宽10.2mm，未注圆角半径为R5，设起刀点为(0,0,200)。,O1(MAIN_PROGRAMM)N01G90G92X0Y0Z200；设置起刀点的位置N02G00X30.Y15.Z5.；快速移至第一切削点上方N03G91S600M03；相对坐标，主轴正转600r/minN04M98P10；调用子程序10,O10(SUB_PROGRAMM)N1G01Z-7.F50；N2X50.F150；N3Y30.；N4X-50.；,N5Y-30.；N6G00Z7；N7M99；,N05G00X70.；N06M98P10；N07G00X-70.Y50.；N08M98P10；,N09G00X70.；N010M98P10；N011M05；N012G90G00X0Y0Z200；N013M02；,小节,由上面的程序可知，子程序是从子程序名(O10)开始，以M99指令结束，并返回主程序的下一段程序。其余部分的编写与主程序完全相同。由于采用子程序，使编程大大地简化了，因此，在我们的编程中要学会善于运用子程序来简化编程工作。,（六）镜像指令,在加工某些对称图形时，为了避免反复编制类似的程序段，缩短加工程序，可采用镜像加工功能。,1）FANUC11-MEA-4系统的镜像指令代码为：M21：关于X轴的镜像(对称于Y轴)M22：关于Y轴的镜像(对称于X轴)M23：取消镜像。,2）DIN66052系统镜像指令代码为：M91：关于x轴镜像M92：关于Y轴镜像M93：关于原点镜像M90：取消镜像功能该系统子程序调用格式为：G25L(子程序代码两位数字)(调用次数两位)。,例5精铣如图所示的4个形状相同、高5mm的凸起。设工件坐标原点位于工件上表面对称中心，刀具起始位置在工件坐标系(0,0,100)处，A(6.84,18.794,0),B(17.101,46.985,0),C(46.985,17.101,0),D(18.794,6.84,0),O1(MAIN-PROGRAMM)N01G90G92X0Y0Z100.；设置起刀点N02G00Z1.；刀具移至点(0,0,1)N03S200M03；主轴正转200r/minN04G01Z-5.F50；刀具切入至底,N05M98P10加工块1O10(SUB-PROGRAMM)N1G01G41D01X6.84Y18.794F200移至A点建刀补N2X17.101Y46.985加工AB段N3G02X46.985Y17.101I-17.101J-46.985加工BC段,N4G01X18.794Y6.84加工CD段N5G03X0Y20.I-18.794J-6.84加工DA段N6G00G40X0Y0加工块2N7M99,N06M21M98P10X轴镜像、加工块2,N07M22M98P10Y轴镜像、加工块3N08M23取消镜像,N09M22M98P10Y轴镜像、加工块4N010M23取消镜像,N011G90G00Z100N012M05N013M02,在用NC机床上加工零件。有一些典型加工工序，如钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻丝、深孔钻削、切螺纹等，所完成的动作循环十分典型。将这些动作预先编好程序并存储在存储器中，并用相应的G代码来指令。固定循环中的G代码所指令的动作程序，要比一般G代码所指令的动作要多得多，因此使用固定循环功能，可以大大简化程序编制。,三、数控钻镗加工编制（孔加工固定循环）,（一）孔加工固定循环指令,数控钻镗床编程时，数值计算比较简单，程序中只需要给出被加工孔的中心位置、孔的深度以及孔在加工过程中刀具的几个关键位置即可。,其中要注意：固定循环结束时，需要用G80取消，而如果其间出现任何01组的G代码，则孔加工方式会自动取消。因此用01组的G代码取消固定循环其效果与G80是完全一样的,1、固定循环指令调用格式,常用的孔加工固定循环指令有13个：G73、G74、G76、G80、G81G89，其中G80为取消固定循环指令，其调用格式为：,G98/G99G_X_Y_Z_R_P_Q_L_F_,1）.G98表示自动抬高至初始平面高度。,2）G99表示自动抬高至安全平面高度。,G98/G99GXYZRPQLF,G为G73、G74、G76、G81G89中的任一个代码。,XY是孔中心位置坐标。Z是孔底位置或孔的深度。R是安全平面高度。P刀具在孔底停留时间。用于G76、G82、G88、G89。Q深孔加工(G73、G83)时，每次下钻的进给深度；或镗孔(G76、G87)时，刀具的横向偏移量。Q的值永远为正值。L为子程序调用次数，L0时，只记忆加工参数，不执行加工。只调用一次时，L1可以省略。F为钻孔的进给速度。,2、固定循环指令简介,1）浅孔加工指令,浅孔加工包括用中心钻打定位孔、用钻头打浅孔、用锪刀锪沉头孔等，指令有G81、G82两个。,(1)G81主要用于定位孔和一般孔加工。指令为：,G81XYZRF,例1编制如图所示的4个10mm浅孔的数控加工程序。工件坐标系原点定于工件上表面对称中心，选用10的钻头，起始位置位于工件坐标系(0,0,200)处。,N1G90G92X0Y0Z200N2S500M03M08N3G00Z20N4G99G81X45Z-14R3F60,N5X0Y45.N6X-45.Y0N7G98X0Y-45.N8G80M09M05N9G00Y0Z200.N10M02,(2)G82主要用于锪孔。所用刀具为锪刀或锪钻，是一种专用刀具，用于对已加工的孔刮平端面或切出圆柱形或锥形沉头孔。,G82XYZRPF,例2如图所示，工件上5的通孔已加工完毕，需用锪刀加工4个直径为7，深度为3mm的沉头孔，试编写加工程序。设锪刀的初始位置为(0,0,200)。,N1G90G92X0Y0Z200N2G00Z10N3S300M03M08N4G99G82X18Z-3R3P1000F40N5X0Y18.N6X-18Y0N7G98X0Y-18N8G80M09M05N9G00X0Y0Z200N10M02,2）深孔加工指令,深孔加工固定指令有两个G73和G83，分高速深孔加工和一般深孔加工。,(1)G73为高速深孔加工指令。通过Z轴方向的间断进给可以较容易实现断屑和排屑。,G73XYZRQF,每次进给钻孔深度为Q，一般取310mm。,d为排屑退刀量，由机床内部设定，一般为0.21mm。,(2)G83为一般深孔加工指令。用于加工深孔、细长孔，即长径比较达的孔，易冷却、排屑。与G73略有不同的是每次刀具间歇进给后返回R点平面。,G83XYZRQF,3）螺纹加工指令,螺纹加工指令有两个：G74和G84。它们分别用于左螺纹加工和右螺纹攻丝加工。,(1)G74为左螺纹攻丝加工指令。,G74XYZRF,G98返回R安全平面。,G99返回初始平面。,(2)G84为右螺纹攻丝加工指令。,G84XYZRF,与G74不同的是，在快速降至安全平面R后，正转起动主轴，丝锥攻入孔