数控铣加工中心编程与操作实例

数控铣加工中心编程与操作实例第一页，共151页。1）了解数控铣床、加工中心的分类及特点；掌握机床坐标系和工作坐标系的建立原则和方法。2）掌握数控铣床、加工中心的常用指令。3）掌握固定循环的应用。4）掌握参数方程（SIEMENS系统）、宏程序（FANUC系统）的格式及应用。5）掌握数控铣床、加工中心的操作。6）运用数控编程的知识，进行零件加工工艺分析，完成典型零件的加工程序编制。3．教学中应注意问题

1）本课程实践性较强，讲课时应注重理论、实际的结合。本课程适合采用一体化教学。2）注意培养学生掌握解决实际问题的能力。第二页，共151页。

教学要求：1．了解数控铣床的分类及特点；掌握机床坐标系和工作坐标系的建立原则和方法。2．掌握数控铣床常用指令。3．掌握固定循环的应用。4．掌握参数方程（SIEMENS系统）的格式及应用。5．掌握数控铣床的操作。6．运用数控编程的知识，进行零件加工工艺分析，完成典型零件的加工程序编制。第三页，共151页。

教学内容：数控铣床及坐标系SIEMENS系统数控铣床常用指令常用指令的综合应用典型零件加工参数编程的应用SIEMENS系统数控铣床的操作第四页，共151页。一、数控铣床概述

1．数控铣床按主轴位置不同分类（1）立式数控铣床（2）卧式数控铣床（3）立卧两用数控铣床2．数控铣床按系统功能不同分类（1）经济型数控铣床（2）全功能数控铣床（3）高速数控铣床第五页，共151页。二、数控铣床和加工中心的坐标系

（1）Z坐标轴在机床坐标系中，规定传递切削动力的主轴为Z坐标轴。（2）X坐标轴如果Z坐标是水平（卧式）的，当从主要刀具的主轴向工件看时，向右的方向为X的正方向；如果Z坐标是垂直（立式）的，当从主要刀具的主轴向立柱看时，X的正方向指向右边。（3）Y坐标轴Y坐标轴根据Z和X坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定1.机床坐标系的确定

第六页，共151页。2．机床原点（机械原点）

机床原点一般设置在机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置。3．机床参考点

一般来说，加工中心的参考点为机床的自动换刀位置。第七页，共151页。二、工作坐标系

工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，设置时一般用G92 或G54～G59等指令。编程人员以工件图样上某点为工作坐标系的原点，称工作原点。工作原点一般设在工件的设计工艺基准处，便于尺寸计算。第八页，共151页。一、常用指令

1．平面选择G17～G192．绝对坐标和相对坐标G90和G91指令分别对应着绝对坐标和相对坐标。3.极坐标，极点定义（G110、G111、G112）极坐标参数极坐标半径RP＝……极坐标半径是指该点到极点的距离。极坐标角度AP＝……极角是指与所在平面中的横坐标之间的夹角（比如G17中的X轴）该角度可以是正角，也可以是负角。第九页，共151页。4.可编程的零点偏置（TRANS和ATRANS）编程TRANSX

Y

Z

；可编程的偏移，清除所有有关偏移、旋转、比例系数、镜像的指令。ATRANSX

Y

Z

；可编程的偏移,附加于当前的指令。TRANS；不带数值，清除所有有关偏移、旋转、比例系数、镜像的指令。TRANS/ATRANS指令要求一个独立的程序段。编程举例N20TRANSX20.Y15.；可编程零点偏移N30L10；子程序调用，其中包含带偏移的几何量…N70TRANS；取消偏移…第十页，共151页。5.可编程旋转（ROT和AROT）

在当前的平面G17或G18或G19中执行旋转，值为RPL=..,单位是（º）编程举例N10G17__；X/Y平面N20TRANSX20Y10；可编程的偏置N30L10；调用子程序，含有待偏移的几何量N40TRANSX30Y26；新的偏移N50AROTRPL=45；附加旋转45ºN60L10；调用子程序N70TRANS；删除偏移和旋转…第十一页，共151页。6.可编程的比例缩放（SCALE、ASCALE）

编程举例N10G17；X/Y平面N20L10；编程的轮廓—原尺寸N30SCALEX2Y2；X轴和Y轴方向的轮廓放大2倍N40L10N50ATRANSX2.5Y18；值也按比例放大N60L10；轮廓放大和偏置7.可编程的镜像（MIRROR、AMIRROR）

编程举例…N10G17；X/Y平面,Z垂直于该平面N20L10；编程的轮廓,带G41N30MIRRORX0；在X轴上改变方向加工N40L10；镜像的轮廓N50MIRRORY0；在Y轴上改变方向加工N60L10N70AMIRRORX0；在Y轴镜像的基础上X轴再镜像N80L10；轮廓镜像两次加工N90MIRROR；取消镜像功能…第十二页，共151页。8．可设定的零点偏置（G54~G59/G500/G53/G153）9.可编程的工作区域限制（G25、G26、WALIMON、WALIMOF10.快速点定位G00指令指令格式：G00X＿Y＿Z＿；11.带进给率的直线插补G01指令指令格式：G01X＿Y＿Z＿F＿；注：F＿进给速度，初始状态为㎜/min。编程：G01X

Y

Z

F

；直角坐标系G01AP=

RP=

F

；极角坐标系G01AP=

RP=

Z

F；柱面坐标系（三维）说明：另外还可以使用角度ANG=

进行线性编程第十三页，共151页。编程举例（见图1-17）图1-17N5G00G90G54X40Y48Z5S500M03；刀具快速移动到P1三轴同时运动，主轴转速

=500r/min，顺时针旋转N10G01Z-12F100；进刀到Z-12mm，进给速度为

100mm/minN15X20Y18Z-10；刀具在空中沿直线运行到P2N20G00Z100；快速移动抬刀N25M05N30M30；程序结束第十四页，共151页。12.圆弧插补：G02、G03功能

G02——顺时针方向圆弧插补；G03——逆时针方向圆弧插补。图1-19用G02/G03圆弧编程的方法（举例：X/Y轴）第十五页，共151页。编程G02/G03X

Y

I

J

；圆弧终点和圆心G02/G03CR=

X

Y

；半径和圆弧终点G02/G03AR=

I

J

；圆心角和圆心G02/G03AR=

X

Y

；圆心角和圆弧终点G02/G03AR=

RP

；极坐标和极点圆弧CR=-

中的负号说明圆弧段大于半圆；CR=+

中的正号说明圆弧段小于或等于半圆13.螺旋插补（G2/G3、TURN）14.回参考点（G74）编程举例：N10G74X1=0Y1=0Z1=0；说明：程序段中X1、Y1和Z1（在此=0）后编程的数值不识别，必须写入。第十六页，共151页。15．G04暂停编程：G4F

；暂停时间（s）G4S

；暂停主轴转数16．F进给率编程：F

；每分钟的进给率进给率F的单位由G功能确定，即G94和G95。G94——直线进给率，单位mm/min；G95——旋转进给率，单位mm/r（只有主轴旋转才有意义）。17.S主轴转速/旋转方向M3——主轴正转M4——主轴反转M5——主轴停止第十七页，共151页。18.刀具补偿19．刀具T

用T指令编程可以选择刀具。有两种方法来执行：一种是用T指令直接更换刀具，另一种是仅仅进行刀具的预选，换刀还必须由M06来执行。选择哪一种，必须在机床参数中确定。20.刀具补偿号D

一个刀具可以匹配1～9几个不同补偿的数据组（用于多个切削刃）。用D及其相应的序号可以编制一个专门的切削刃。如果没有编写D指令，则D1自动生效；如果编程D0，则刀具补偿无效。第十八页，共151页。21．G41/G42/G40刀尖半径补偿功能（1）刀尖半径补偿若刀具在所选择的平面（G17～G19平面）中带刀具半径补偿工作。编程：G41G00/G01X_Y_；刀具半径左补偿G42G00/G01X_Y_；刀具半径右补偿判定：沿着刀具运动方向看，刀具在工件切削位置左侧称左补偿；刀具在工件切削位置右侧称右补偿。见图1-29。图1-29G41、G42的判定第十九页，共151页。（2）取消刀尖半径补偿（G40）用G40取消刀尖半径补偿（3）刀具半径补偿的作用刀具半径补偿除方便编程外还可以用改变刀补大小的方法，实现同一程序进行粗、精加工。粗加工刀补=刀具半径+精加工余量精加工刀补=刀具半径+修正量

22.子程序子程序的结构与主程序的结构一样，子程序也是在最后一个程序段中用M2结束序运行，子程序结束后返回主程序。程序结束除了用M2指令外，还可以用RET指令结束子程序。第二十页，共151页。23.辅助功能M常用辅助功能M指令见表1-1。代码意义格式备注M00程序停止M00

用M00停止程序的执行；按“启动”键加工继续执行M01程序有条件停止M01

与M00一样，但仅在出现专门信号后才生效M02程序结束M02

在程序的最后一段被写入M03主轴顺时针旋转M03M04主轴逆时针旋转M04M05主轴停转M05M06更换刀具M06

在机床数据有效时用M6更换刀具，其他情况下用T指令进行第二十一页，共151页。二、刀具下刀、进退刀方式的确定

1.刀具下刀方式2.刀具的进退刀方式

进退刀方式在铣削加工中是非常重要的，二维轮廓的铣削加工常见的进退刀方式有垂直进刀、侧向进刀和圆弧进刀方式。三、固定循环

1．中心钻孔（CYCLE82）CYCLE82（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB），各参数意义如下：

RTPReal返回平面（绝对坐标）RFPReal参考平面（绝对坐标）SDISReal安全高度（无正负符号输入）DPReal最后钻孔深度（绝对坐标）DPRReal相对于参考平面的最后钻孔深度（无正负号输入）DTBReal到达最后钻孔深度时的停顿时间（断屑）第二十二页，共151页。编程举例如图1-37

图1-37中心钻孔G54G17G90；工件基本坐标系设定T1D1；刀具选择G00X0Y0M03S800Z100Z50CYCLE82(20.,0,5.,-35.,35.,0.1)；调用钻孔循环M05M02第二十三页，共151页。2.CYCLE83深孔钻削CYCLE83（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，FDEP，FDPR，DAM，DTB，DTS，FRF，VARI），各参数意义如下：

RTPReal返回平面（绝对坐标）RFPReal参考平面（绝对坐标）SDISReal安全高度（无符号输入）DPReal最后钻孔深度（绝对坐标）DPRReal相对参考平面的最后钻孔深度（无符号输入）FDEPReal第一次钻孔深度（绝对坐标）FDPRReal相对于参考平面的第一次钻孔深度（无符号输入）DAMReal递减量（无符号输入）DTBReal最后钻孔深度时的停顿时间（断屑）DTSReal起始点处和用于排屑的停顿时间FRFReal第一次钻孔深度的进给率系数范围：0.001…1VARIInt加工类型：断屑=0排屑=1第二十四页，共151页。编程举例如图1-37T1D1；刀具选择G54G90G0F200；工件基本坐标系设定X0Y0Z50M3S1200M8CYCLE83(50.,0.,2.,-35.,35.,-5.,5.,1.,0.1,0,0.5,1.)；调用钻孔循环G00Z50.；M05；M09；第二十五页，共151页。3．刚性攻螺纹CYCLE84CYCLE84（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDAC，MPIT，PIT，POSS，SST，SST1），各参数意义如下：RTPReal返回平面（绝对坐标）RFPReal参考平面（绝对坐标）SDISReal安全高度（无符号输入）DPReal最后钻孔深度（绝对坐标）DPRReal相对参考平面的最后钻孔深度（无符号输入）DTBReal停顿时间（断屑）SDACInt循环结束后的旋转方向值：3，4或5（用于M03，M04和M05）MPITReal螺距由螺纹尺寸决定（有符号）范围3（用于M3）…48（用于M48）；符号决定了在螺纹中的旋转方向PITReal螺纹由螺距决定（有符号）范围：0.001…2000.000mm；符号决定了在螺纹中的旋转方向POSSReal循环中主轴定位停止角度SSTReal攻螺纹进给速度SST1Real退回速度第二十六页，共151页。编程举例（图1-42）

图1-42T1D1；刀具选择G54G90G0F200；工件基本坐标系设定X0Y0;Z50.;M03S300;M08;CYCLE84(50.,0.,2.,-34.,20.,,4,16.,,0.,40.,80.)；调用攻螺纹循环Z50.;M05;M09;M02;第二十七页，共151页。4．铰孔CYCLE85CYCLE85（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，FFR，RFF），各参数意义如下;

RTPReal

返回平面（绝对坐标）RFPReal

参考平面（绝对坐标）SDISReal

安全高度（无符号输入）DPReal

最后铰孔深度（绝对坐标）DPRReal

相对参考平面的最后铰深度（无符号输入）DTBReal

最后铰孔深度时停顿时间（断屑）FFRReal

铰孔进给率RFFReal

退回进给率编程举例(如图1-37)G54G90G17；；工件基本坐标系设定G00X0Y0Z100M03S300；T5D1；刀具选择Z50.;CYCLE85(50.,0,2.,-33.,33.,0.3,40,80)；调用铰孔循环M05；M02；第二十八页，共151页。5.镗孔CYCLE86CYCLE86（RTP，RFP，SDIS，DP，DRP，DTB，SDIR，RPA，RPO，RPAP，POSS），各参数意义如下：

RTPReal返回平面（绝对坐标）RFPReal参考平面（绝对坐标）SDISReal安全高度（无符号输入）DPReal最后镗孔深度（绝对坐标）DRPReal相对参考平面的最后镗孔深度（无符号输入）DTBReal到最后镗孔深度时停顿时间（断屑）SDIRInt旋转方向值：3（用于M03）/4（用于M04）RPAReal平面中第一轴上的返回路径（增量，带符号输入）RPOReal平面中第二轴上的返回路径（增量，带符号输入）RPAPReal镗孔轴上的返回路径（增量，带符号输入）POSSReal循环中主轴定位停止角度第二十九页，共151页。编程举例如图1-45

图1-45

T1D1；刀具选择G54G90G00X0Y0F200；基本工件坐标系设定Z50；M03S600；M08；CYCLE86(50.,0.,2.,-32.,32.,0.5,3,0.,0.,0.,0.)；调用镗孔循环Z50.；M05；M09；M02；第三十页，共151页。6．带停止镗孔CYCLE88CYCLE88（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDIR），各参数意义如下：

RTPReal返回平面（绝对坐标）RFPReal参考平面（绝对坐标）SDISReal安全高度（无符号输入）DPReal最后镗孔深度（绝对坐标）DRPReal相对参考平面的最后镗孔深度（无符号输入）DTBReal最后镗孔深度时停顿时间（断屑）SDIRInt旋转方向值：3（用于M3）4（用于M4）第三十一页，共151页。7．钻孔样式循环

排孔HOLES1指令中参数意义SPCA参考点横坐标SPCO参考点纵坐标STA1孔中心轴线与横轴角度FDIS从参考点到第一个孔距离DBH孔间距NUM孔数圆周孔HOLES2指令中参数意义CPA圆周孔中心的横坐标CPO圆周孔中心的纵坐标RAD圆周孔的半径STA1起始角度INDA孔的角度增量NUM孔数第三十二页，共151页。编程举例：行孔钻削编程举例N10MCALLCYCLE82（…）；钻削循环82N20HOLES1（…）；行孔循环，每次到达孔位置之后，使用传送参数执行CYCLE82（…）循环N30MCALL；结束CYCLE82（…）的模调用第三十三页，共151页。8.铣槽模式

铣模式圆弧槽SLOT1指令中参数的意义RTP返回平面（绝对值）RFP参考平面（绝对值）SDIS安全距离DP圆形槽深度（绝对值）（DPR）圆形槽深度（增量值）NUM圆形槽个数LENG圆形槽的长度WID圆形槽的宽度CPA圆弧槽中心横向坐标CPO圆弧槽中心纵向坐标RAD圆弧槽中心线的半径STA1起始角度第三十四页，共151页。INDA增量角度FFDZ向进给率FFP1

切削走刀进给率MID每次切削进给的最大进给深度CDIR沟槽铣削方向（2：G2；3：G3）FAL精加工余量VARI加工类型：0=完全/1=粗加工/2=精加工MIDF精加工深度FFP2精加工进给率SSF精加工的转速第三十五页，共151页。编程举例如图1-50所示，有四个圆形槽：长30㎜，宽15㎜和深23㎜。安全距离是1㎜，精加工余量是0.5㎜，铣削方向是G02，最大进给深度是6㎜。完整加工这些槽并在精加工时进给至槽深。N10G17G90T1D1S600M03；N20G0X20Y50Z5；回到起始位置N30SLOT1(5.,0,1.,-23.,,4.,30.,15.,40.,45.,20.,45.,90.,50,60,6.,2.,0.5,0,,30.,);循环调用，参数VARI,MIDF,FFP2和SSF省略…；N60M30；程序结束第三十六页，共151页。图1-50圆形槽图第三十七页，共151页。铣模式圆周槽SLOT2编程样式（见图1-51）RTP返回平面（绝对值）RFP参考平面（绝对值）SDIS安全距离DP圆周沟槽深度（绝对值）DPR圆周沟槽深度（增量值）NUM圆周槽个数AFSL沟槽的角度WID圆周槽宽度CPA圆弧槽中心横向坐标CPO圆弧槽中心纵向坐标RAD圆槽中心线的半径STA1起始角度INDA增量角度FFDZ向进给率FFP1切削时的进给率MID每次切削进给的最大进给深度CDIR圆弧槽铣削方向（2：G02；3：G03）FAL精加工余量VARI加工类型：0=完全/1=粗加工/2=精加工MIDF精加工深度FFP2精加工进给率SSF精加工的转速第三十八页，共151页。编程举例：如图1-52所示，此程序可以用来加工分布在圆周上的3个圆周槽，该圆周在XY平面中的中心点是X60Y60,半径是42㎜。圆周槽具有以下尺寸：宽15㎜，槽长对应的角度为70度，深23㎜。起始角为0度，增量角为120度。精加工余量为0.5㎜，Z轴安全高度为2㎜，最大进给深度为6㎜。执行精加工时进给至深度。图1-51铣模式圆周槽SLOT2图第三十九页，共151页。N10G17G90T1D1S600M3；N20G00X60Y60Z5；回到起始点N30SLOT2（2，0，2，-23，，3，70，15，60，65，42，0，120，50，60，6，2，0.5，0，，30，）；循环调用：参考平面＋

SDIS=返回平面，参数VARI,MIDF,FFP2和SSF省略…；N60M30；程序结束图1-52圆周槽图第四十页，共151页。课题一刀具补偿、切入方式练习

图1-53所示起刀点在工件上方50㎜处（起始高度）。切深为10㎜，完成外形铣削。图1-53第四十一页，共151页。程序：LX.MPF;T1D1；

φ16mm立铣刀G90G54G00X0Y-40.0S500M03；Z50.0；Z10.0；G01Z-10.0F50；G41X10.0；加刀补G03X0Y-30.0CR=10.0；圆弧切入G02X0Y-30.0I0J30.0；G03X-10.0Y-40.0CR=10.0；圆弧切出G01G40X0；去刀补G00Z50.0；M05；M30；第四十二页，共151页。课题二完成图1-56所示零件孔的加工。

图1-561.工艺分析此例可采用三种方法完成孔的加工。由于孔精度要求不高，故可采用Φ8mm钻头一次钻至尺寸。2．加工用刀具钻孔T1Φ8mm钻头第四十三页，共151页。3．加工方法和程序编制方法一：孔位按坐标点给出

SKT1.MPF;T1D1;Φ8mm钻头G90G54G0X0Y10.M3S600;Z50.;G1Z10.F100;MCALLCYCLE82(10.,0,5.,-12.,,0.1);模态调用中心钻孔循环

X24.749Y34.749;X-24.749;Y-14.749;X24.749;MCALL;取消模态调用

G0Z50.;M5;G74Z1=0;M30;第四十四页，共151页。方法二：使用圆周孔模式HOLES2

SKT1.MPF;T1D1;Φ8mm钻头G90G54G0X0Y10.M3S600;Z50.;G1Z10.F100;MCALLCYCLE82(10.,0,5.,-12.,,0.1);模态调用中心钻孔循环

HOLES2(0,10.,35.,45.,90.,4);圆周孔模式

MCALL;取消模态调用

G0Z50.;M5;G74Z1=0;M30;第四十五页，共151页。方法三：使用坐标平移、坐标旋转、极坐标确定孔位完成加工

SKT1.MPF;T1D1;Φ8mm钻头G90G54G0X0Y0M3S600;Z50.;G1Z10.F100;TRANSX0Y10.;坐标平移至X0Y10.AROTRPL=45.;附加旋转45°MCALLCYCLE82(10.,0,5.,-12.,,0.1);模态调用中心钻孔循环

G111X0Y0;极点在X0Y0AP=0RP=35.;极角为0，极径为35㎜AP=90.;AP=180.;AP=270.;MCALL;取消模态调用

ROT;G0Z50.;M5;G74Z1=0;M30;第四十六页，共151页。综合实例平面凸轮加工

如图1-62所示，零件材料为45钢，外形及内孔已加工至尺寸。现编制程序完成凸轮槽的加工。图1-62平面凸轮

第四十七页，共151页。1．工艺分析

此零件凸轮槽由直线和圆弧组成，槽两侧面表面粗糙度值较小。槽侧面要求与Ø360mm底面垂直，槽的轮廓度公差为0.1㎜。根据零件图样要求，此零件采用两孔一面定位装夹（批量生产）或螺钉压板装夹（单件生产）。零点设置如图1-62所示。2．确定加工工序和选择刀具

零件加工步骤：（1）粗铣槽T1Φ25平底刀铣槽深至18.8㎜，槽宽25㎜（2）精铣槽T2Φ20平底刀铣槽深至19㎜，槽宽至尺寸刀具号刀具名称半径补偿T1Φ25mm平底刀D1T2Φ20mm平底刀D1第四十八页，共151页。3.基点坐标

根据零件图所给定的尺寸和几何图形，利用“基点的直接计算”和CAD作图测量的方法，求出基点的坐标值。图1-63基点坐标图第四十九页，共151页。（1）槽粗加工基点的坐标基点XYA-57.02988.163B23.169140.04C144.544140.225D177.301119.177E202.543-36.503F195.249-53.886G30.517-137.709H-51.538-91.481第五十页，共151页。（2）槽精加工基点的坐标

加工轨迹：1点下刀，2点加刀补（左刀补G41），3点圆弧切入，依次加工外侧轮廓（H-G-F-E-D-C-B-A-3）。然后圆弧切入4点，再依次加工内侧轮廓（A2-B2-C2-D2-E2-F2-G2-H2-4），圆弧切出至2点，回1点去刀补。1、2、3、4点的坐标分别为：1（-91.0，0）、2（-91.0，14.0）、3（-105.0，0）、4（-77.0，0）。第五十一页，共151页。外侧轮廓基点的坐标基点XYA1-49.42676.408B130.772128.285C1136.976128.447D1169.733107.399E1191.641-27.719F1181.344-52.261G137.389-125.511H1-44.666-79.284第五十二页，共151页。内侧轮廓基点的坐标基点XYA2-41.82264.653B238.376116.53C2129.408116.69D2162.16595.621E2180.739-18.936F2167.439-50.636G244.26-113.314H2-37.795-67.0864.加工程序（见教材）

第五十三页，共151页。一、参数编程

1．R参数

2．程序跳转

IF条件GOTOFLabe1;向前跳转

IF条件GOTOBLabe1;向后跳转比较运算编程举例：N10IFR1>1GOTOFMARKE1;…N10IFR45==R7+1GOTOBMARKE2;…一个程序段中有多个条件跳转：…N20IFR1==1GOTOBMA1IFR1==2GOTOFMA2；…注释：第一个条件实现后就进行跳转（1）标记符——程序跳转目标（2）绝对跳转（3）有条件跳转第五十四页，共151页。3．编程实例

实例1

完成圆弧上点的移动。如图1-76所示设定：起始角30º圆弧半径32㎜位置间隔10º点数12圆心位置，X方向R5=60㎜圆心位置，Y方向R6=50㎜图1-76圆弧上点的移动程序：N10R1=30R2=32R3=10R4=12R5=60R6=50;N20MA1:G0X=R2*COS(R1)+R5Y=R2*SIN(R1)+R6;N30R1=R1+R3R4=R4-1;N40IFR4>0GOTOBMA1;N50M2;第五十五页，共151页。实例2

铣削圆孔，如图1-77所示参数设定：圆心X轴坐标值R1

圆心Y轴坐标值R2

圆孔半径R3

接近圆弧半径R4

起始平面R5

安全平面R6

圆孔深R7图1-77铣削圆孔第五十六页，共151页。LXYK.SPF;G0X=R1Y=R2;Z=R5；

Z=R6;G1Z=R7F100;R10=R3-R4;R11=R1-R10;R12=R2+R4;G41X=R11Y=R12;R13=R1-R3;G3X=R13Y=R2J=-R4;G3I=R4;R14=R2-R4;G3X=R13Y=R14I=R4;G1G40X=R1Y=R2;G0Z=R5;M17;例如精铣中心为（100，50），半径为40㎜、深为20㎜的圆孔。刀具为Ø25㎜平刀。XYK.MPF;T1D1M6;G90G54G0X0Y0M3S400;R1=100.;R2=50.;R3=40.;R4=20.;R5=50.;R6=10.;R7=-20.;LXYK;M5;M30;第五十七页，共151页。一、系统操作

1.机床操作面板(见图1-79)

图1-79SIEMENS802D操作面板第五十八页，共151页。2.系统控制面板(见图1-80)如下图所示：用操作键盘结合显示屏可以进行数控系统操作图1-80第五十九页，共151页。3.机床回零操作方式4.自动加工操作方式1）先将机床回零。2）选择一数控程序。3)设置运行程序时的控制参数。4）在控制面板上按下，进入自动加工模式。5)通过执行、暂停命令来控制程序的运行、停止，同时状态栏也随之变化。6）也可以按进入单行执行状态，每按一次，执行一行程序。7）按复位键可使程序重置。5.手动/连续加工操作方式6.手动/单步加工操作方式7.MDA（手动数据输入）操作方式

第六十页，共151页。二、数控程序处理

1.程序管理2.新建一个程序3.编辑程序1）在程序管理界面中，用找到要修改的程序，点击“打开”软键进入程序编辑界面，对程序进行编辑和修改；在“手动”、“自动”或“MDA”状态下，点击“程序”键，也可进入当前已打开的程序，进行编辑和修改。2）按方向键移动光标；按数字/字母键将数据输入；按键用于删除字符。3）在编辑菜单中，按下“标记”软键，用方向键移动光标，可选择一个文本程序段，此时可对所选程序段进行“删除”、“复制”、“粘贴”等操作。4.插入固定循环在程序编辑界面中，点击或软键，可插入不同的加工循环。第六十一页，共151页。三、程序的输入和输出及轨迹查看

1.查看轨迹

2.程序导入、导出操作是按下“PROGRAMMANAGER”软键打开“程序管理器”，进入数控程序主目录。按“读出”软键可读出存储零件程序。按“读入”软键可装载零件程序。按“启动”软键可启动输入、输出过程。按“全部文件”软键可选择所有的文件。按“停止”软键可终止操作。第六十二页，共151页。1.零偏参数设置输入和修改零偏值2.刀具参数设置（1）新建刀具（2）新建刀沿（3）移到相邻刀具/刀沿（4）搜索刀具（5）删除刀具用“T>>”或“<<T”、“搜索”命令选择需要删除的刀具号，则此刀具为当前刀具。执行“删除刀具”命令，当前刀具即被删除。四、参数设置第六十三页，共151页。

教学要求：1．了解加工中心的分类及特点；掌握机床坐标系和工作坐标系的建立原则和方法。2．掌握加工中心常用指令（FANUC系统）。3．掌握固定循环的应用（FANUC系统）。4．掌握宏程序的格式及应用。5．掌握加工中心的操作。6．运用数控编程的知识，进行零件加工工艺分析，完成典型零件的加工程序编制。第六十四页，共151页。

教学内容：加工中心概述FANUC系统加工中心常用指令常用指令的综合应用典型零件的加工宏程序的应用FANUC系统加工中心的操作第六十五页，共151页。一、加工中心种类

1.立式加工中心2.卧式加工中心3.立卧加工中心第六十六页，共151页。二、数控加工中心工具及辅助设备

1.数控回转工作台和数控分度工作台（1）数控回转工作台（2）数控分度工作台2.常用工具。（1）对刀器（2）找正器（3）光学数显对刀仪第六十七页，共151页。三、数控加工中心

1.刀柄及刀具系统（1）刀柄（2）刀具系统加工中心常用的铣刀有面铣刀、立铣刀两种，也可用锯片铣刀、三面刃铣刀等2.镗铣加工中心刀库(1)刀库类型加工中心常用的有盘式和链式刀库两种。

(2)选刀方式常用的选刀方式有顺序选刀方式、光电识别选刀方式两种。第六十八页，共151页。一、G代码命令

1.绝对值坐标指令G90和增量值坐标指令G91

2.平面选择指令G17、G18、G19

3.快速点定位G00指令，直线插补G01指令例1使用G00、G01指令，使刀具按如图2-24所示的路径进给。第六十九页，共151页。图2-24G00、G01指令的使用程序：O0001；G90G54G00X20.0Y20.0；G01Y50.0F50；X50.0；Y20.0；X20.0；G00X0Y0；……第七十页，共151页。4.圆弧插补指令G02、G03

例2完成图2-25所示加工路径程序编制（刀具现位于A点上方，只进行轨迹运动）。图2-25程序：O0002；G90G54G00X0Y25.0；G02X25.0Y0I0J-25.0；A—B点G02X0Y-25.0I-25.0J0；B—C点G02X-25.0Y0I0J25.0；C—D点G02X0Y25.0I25.0J0；D—A点或：G90G54G00X0Y25.0；G02X0Y25.0I0J-25.0；A—A点整圆……第七十一页，共151页。5.自动原点返回(G28/G30)

6.暂停指令G04

7.刀具半径补偿功能(G40/G41/G42)格式G41G0/G01X_Y_D_；

G42G0/G01X_Y_D_；

G40G0/G01X_Y_Z_；8.刀具长度补偿实现这种功能的G代码是G43、G44、G49。G43是把刀具向上抬起，G44是把刀具向下补偿。G49命令可能在该刀具加工结束，更换刀具时调用。刀具长度补偿使用格式如下：G43G00/G01Z＿H＿；G44Z_H_；G49Z_；第七十二页，共151页。9.工件坐标系选择的原点设置选择指令(G54～G59)

10.工件坐标系设定指令G92在使用绝对坐标指令编程时，该指令通过设置刀具起点相对工件坐标系的坐标值来设定格式：G92X＿Y＿Z＿；例：G92X300.0Y300.0Z250.0；11.局部坐标系指令G52图2-30所示为了加工孔编程方便，可用G52设置局部坐标系。第七十三页，共151页。图2-30G52设置局部坐标系第七十四页，共151页。程序：G90G54G0X0Y0;G52X100.Y75.;建立局部坐标系，确定新的程序原点此时的坐标值均以新的程序原点为准G52X0Y0；取消局部偏置并返回G54第七十五页，共151页。12.极坐标系指令G15、G16格式：G15；极坐标系指令取消。

G16；极坐标系指令有效。举例：完成图2-33所示零件孔的加工。图2-33极坐标系编程G90G17G16；极坐标系指令有效,XY平面G99G81X100.Y30.Z-20.R5.F100;第1孔，30ºY150.;第2孔，150ºY270.;第3孔，270ºG15G80;极坐标系指令、固定循环取消第七十六页，共151页。12．比例缩放功能（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。（1）各轴比例因子相同格式G51X

Y

Z

P

；（2）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指令。格式：G51X

Y

Z

I

J

K

；第七十七页，共151页。13．可编程镜像G50.1,G51.1

用编程的镜像指令可实现坐标轴的对称加工。指令格式G51.1IP

；设置可编程镜像

G50.1IP

；取消可编程镜像

IP

：为用G51.1指定镜像的对称点（位置）和对称轴。用G50.1指定镜像的对称轴。不指定对称点。加工实例：如图2-35所示。第七十八页，共151页。图2-35程序：（一）采用比例缩放O0005；（主程序）G90G54G00X0Y0S500M03；

Z100.0；

M98P0500；

G51X0Y0I1000J-1000；Y轴镜像

M98P0500；

G51；取消镜像

M05；

M30；O0500；（子程序）G41X20.0Y10.0D01；

Z5.0；G01Z-10.0F50；

Y40.0；G03X40.0Y60.0R20.0；G01X50.0；G02X60.0Y50.0R10.0；G01Y30.0；G02X50.0Y20.0R10.0；G01X10.0；G00G40X0Y0；

Z100.0M05；

M30；第七十九页，共151页。（二）采用可编程镜像O0005；（主程序）G90G54G00X0Y0S500M03；

Z100.0；

M98P0500；

G51.1Y0；Y轴镜像

M98P0500；

G50.1；取消镜像

M05；

M30；14.坐标系旋转功能(G68,G69)指令格式：（G17/G18/G19）G68a_b_R_：坐标系开始旋转

G17/G18/G19：平面选择，在其上包含旋转的形状第八十页，共151页。二、固定循环

1．高速深孔钻循环(G73)如图2-36所示

格式G73X__Y__Z__R__Q__F__K__X_Y_:孔位数据

Z_:孔底深度（绝对坐标）

R_:每次下刀点或抬刀点（绝对坐标）

Q_:每次切削进给的切削深度（无符号，增量）

F_:切削进给速度

K_:重复次数(如果需要的话)第八十一页，共151页。功能进给孔底快速退刀。图2-36高速深孔钻循环(G73)第八十二页，共151页。例题编制如图2-37所示的钻孔程序。

图2-37第八十三页，共151页。N005G80G90G0X0Y0M06T1；换Ø12mm钻头，N010G55；调用G55工件坐标系N020M03S600；N030G43H1Z50.;N040G98G73Z-35.R1.Q8000F100；深孔钻削，离工件表面

1mm处开始N050G80G0Z50.;；取消固定循环N060M05;N070M30;进给每次切削2㎜第八十四页，共151页。2．左旋攻螺纹循环(G74)

格式G74X__Y__Z__R__P__F__K__功能进给至孔底主轴暂停正转快速退刀。3．精镗孔循环(G76)

格式G76X__Y__Z__R__Q__P__F__K__功能进给至孔底主轴定位停止快速退刀。4．取消固定循环进程(G80)

格式G80；功能这个命令取消固定循环，机床回到执行正常操作状态。孔的加工数据，包括R点，Z点等等，都被取消；但是移动速率命令会继续有效。第八十五页，共151页。5．定点钻孔循环(G81)格式G81X_Y_Z_R_F_K_；功能G81命令可用于一般的孔加工。图2-41例题编制如图2-41所示的钻孔程序。

N005G80G90G0X0Y0M06T1；换Ø20钻头N010G55；调用G55工件坐标系N020M03S600;N030G43H1Z50.;N040G98G81Z-35.R3.F200;；钻孔循环N050G80G0Z50.;；取消固定循环N060M05;N070M30;第八十六页，共151页。6．钻孔循环(G82)格式G82X_Y_Z_R_P_F_K_；7．深孔钻削循环(G83)格式G83X_Y_Z_R_Q_F_K_；功能G83中间进给，到孔底快速退刀

8．右旋攻螺纹循环(G84)格式G84X_Y_Z_R_P_F_K_；功能G84进给至孔底时，主轴反转快速退刀。G84指令与G74指令中的主轴旋向相反，其他与G74指令相同。第八十七页，共151页。图2-44N005G80G90G0X0Y0M06T1；换Ø12mm丝锥N010G55；调用G55工件坐标系N020M03S300;N030G43H1Z50.;；调用长度补偿N040G84Z-33.R5.P2000F2；攻螺纹循环N050G80Z50.;；取消固定循环N060M05;N070M30;例题编制如图2-44所示的攻螺纹程序。第八十八页，共151页。9．镗孔循环(G85)

格式G85X_Y_Z_R_F_K_；功能G85主轴正转，刀具以进给速度镗孔至孔底后以进给速度退刀（无孔底退让）。10．镗孔循环(G86)格式G86X_Y_Z_R_F_K_；11．反镗孔循环(G87)格式G87X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；功能G87进给至孔底后，主轴正转，快速退刀。

第八十九页，共151页。三、辅助功能（M功能）

辅助功能包括各种支持机床操作的功能，像主轴的启停、程序停止和切削液开关等，见表2-2。表2-2辅助功能(M功能)代码说明代码说明M00程序停M28返回原点M01选择停止M30程序结束(复位)并回到开头M02程序结束(复位)M48主轴过载取消不起作用M03主轴正转(CW)M49主轴过载取消起作用M04主轴反转(CCW)M60APC循环开始M05主轴停M80分度台正转(CW)M06换刀M81分度台反转(CCW)M08切削液开M98子程序调用M09切削液关M99子程序结束M19主轴定向停止第九十页，共151页。课题一子程序应用实例例1

如图2-47所示，Z起始高度100㎜，切削深度20㎜，轮廓外侧切削。试编制加工程序。图2－47第九十一页，共151页。方法一：程序：O0001；

N1；（主程序）

G90G54G00X0Y0S500M03；

G00Z100.0；

M98P100L2；

G90X120.0；

M98P100L2；

G90G00X0Y0M05；

M30；

O0100；（子程序）

G91G00Z-95.0；

G41X20.0Y10.0D01；

G01Z-25.0F50；

Y70.0；

X20.0；

Y-60.0；

X-30.0；

G00G40X-10.0Y-20.0；

Z120.0；

X40.0；

M99；第九十二页，共151页。O0111；（子程序）

G91G00Z-95.0；

G41X20.0Y10.0D01；

G01Z-25.0F50；

Y70.0；

X20.0；

Y-60.0；

X-30.0；

G00G40X-10.0Y-20.0；

Z120.0；

X40.0；

M99；方法二：程序：O0001；

N1；（主程序）

G90G54G00X0Y0S500M03；

G00Z100.0；

M98P110L2；

G90G00X0Y0M05；

M30；

O0110；（子程序）

M98P111L2；

G91X40.0；

M99；第九十三页，共151页。例3

如图2-49所示。加工凸台（深10㎜）时采用不同刀补，调用子程序。完成同一位置加工。试编制加工程序。图2-49根据加工图，采用φ20mm立铣刀加工，刀长为177.10㎜。刀补：D01值为R10.50H01值为177.6用于粗加工D11值为R10.0H11值为177.1用于精加工第九十四页，共151页。程序：O0004；（主程序）

T1M06；

G90G54G00X0Y-62.0S500M03；

G43Z50.0H01；

D01M98P400；

G43Z50.0H11；

D11M98P400；

G00Z50.0；

G91G28Z0M05；

M30；O0400；（子程序）

G00Z10.0；

G01Z-10.0；

G41X22.0；

G03X0Y-40.0R22.0；

G01X-40.0；

Y40.0；

X40.0；

Y-40.0；

X0；

G03X-22.0Y-62.0R22.0；

G01G40X0；

Z20.0；M99；第九十五页，共151页。课题二孔加工编制零件4孔的加工程序（使用G81），如图2-50所示。图2-50程序：O0001；

T1M06；

G90G54G00X0Y0S500M03；

Z50.0；

G99G81X20.0Z-20.0R2.0F50；

X0Y20.0；

X-20.0Y0；

G98X0Y-20.0；

G80X0Y0M05；

M30；第九十六页，共151页。课题三完成图2-52所示零件凸台及槽的加工。

图2-52第九十七页，共151页。1.工艺分析此零件加工内容为凸台和槽。凸台加工余量较小，采用Φ18mm平底刀一次性完成加工。槽加工由于槽宽为20㎜，故可先用Φ18mm平底刀去余量，再用Φ10mm平底刀（由R6圆弧决定刀具）完成精加工。零点设在零件上表面与其轴线的交点处。2.加工步骤：（1）槽粗加工T1Φ18mm平底刀（2）凸台加工T2Φ18mm平底刀（3）槽精加工T3Φ10mm平底刀注：这样安排加工可减少一次换刀。第九十八页，共151页。3.程序

O0001；N1；槽粗加工T1M6;Φ18mm平底刀G90G54G0X-10.Y-2.S600M03;G0G43Z50.H1;起始点，H1为刀长补偿号Z10.;安全点G1Z-5.F100;X10.;X0;Y13.;G0Z50.M5;第九十九页，共151页。N2；凸台加工T2M6；Φ18mm平底刀

G90G54G0X0Y-50.S600M03;下刀点X0Y-50.应在零件G43Z50.H1;实体以外

Z10.;G1Z-5.F50;G1G41X10.Y-42.D1;D1为刀具半径补偿号，刀补值9.2G3X0Y-32.R10.;圆弧切入G1X－16.;X－32.Y-16.;Y8.;G2X－8.Y32.R24.;G1X8.;G2X32.Y8.R24.;G1Y-16.;X16.Y-32.;X0.;G3X－10.Y-42.R10.;G1G40X0Y-50.;G0Z50.M5;M1;计划停止，测量并调整D1值（9.0），调N2开始加工保证凸台至尺寸第一百页，共151页。N3；槽精加工T3M6;Φ10平底刀，G90G54G0X0Y17.S600M03;G43Z50.H2;Z10.;D2M98P1001；D2粗刀补为5.2D22M98P1001；D22精刀补为5.0,实测调整G0Z50.;G91G28Z0M05；M30;第一百零一页，共151页。O1001；槽精加工子程序G1Z-5.F50;G1G41X6.；G3X0Y23.R6.;G1X-4.;G3X-10.Y17.R6.;G1Y8.;X-14.;G3X-20.Y2.R6.;G1Y-6.;G3X-14.Y-12.R6.;G1X14.;G3X20.Y-6..R6.;G1Y2.;G3X14.Y8.R6.;G1X10.;Y17.;G3X4.Y23.R6.;G1X0.;G3X-6.Y17.R6.;G1G40X0;M99；第一百零二页，共151页。综合实例一完成图2-57所示零件的加工。零件材料45钢，毛坯为100+0.1×100+0.1×26+0.1，现加工各凸台面及孔。图2-57第一百零三页，共151页。1.工艺分析该零件属于规则矩形零件，其上面具有一些均匀分布的型台。编程时可以考虑采用坐标旋转指令，调用子程序完成加工。零件应进行粗、精加工。加工时各坐标点的确定尤为重要。加工型