五轴联动加工中心操作与基础编程 第2版 课件 3.1多轴加工的基础编程

多轴加工技术基础多轴加工的基础编程多轴加工的编程基础多轴基本编程的指令功能

五轴RTCP功能及编程控制旋转轴循环与最短路径处理

多轴钻镗循环的编程HNC-848M的G指令功能一览代码组指令功能代码组指令功能代码组指令功能G0001快速点定位G2800回参考点*G6112精确停止*G01直线插补G29参考点返回G64连续切削G02顺圆插补G30回第2-4参考点G6500宏非模态调用G03逆圆插补G3401攻丝切削G68.105倾斜面特性坐标系1G02.4三维顺圆插补*G40刀径补偿取消G68.2倾斜面特性坐标系2G03.4三维逆圆插补

G41刀径左补偿G69旋转/特性坐标取消G0400暂停延时

G4209刀径右补偿G70~G7906钻孔样式循环G05.1高速高精模式G43刀长正补偿G73~G89钻、镗固定循环G06.2NURBS样条插补G44刀长负补偿*G80固定循环取消G07虚轴指定G43.4开RTCP角度编程G9013绝对坐标编程G08关闭前瞻功能G43.5开RTCP矢量编程G91增量坐标编程G09准停校验*G49关刀补及RTCPG9200工件坐标系设定G1007可编程输入*G5004缩放关G9314反比时间进给*G11可编程输入取消G51缩放开G94每分钟进给*G1516极坐标编程取消G5200局部坐标系G95每转进给G16极坐标编程开启G53机床坐标系*G9815固定循环回起始面*G1702XY加工平面G53.200刀轴方向控制G99固定循环回R面G18ZX加工平面G54.X扩展工件坐标G10600刀具回退G19YZ加工平面G54~G59工件坐标1~6设定G160~G164工件测量G2008英制单位G181~G18906固定特征铣削循环*G21公制单位G60单向定位HNC-848M的M、F、S、T指令功能代码作用时间组别指令功能代码作用时间组别指令功能代码作用时间组别指令功能M00★00程序暂停M06★00自动换刀M30★00程序结束并返回M01★00条件暂停M07＃b开切削液1M64工件计数M02★00程序结束M08＃开切削液2M20/M21A轴松开/锁紧M03＃a主轴正转M09★关切削液M40/M41C轴松开/锁紧M04＃主轴反转M19c主轴定向停止M98/M9900子程序调用和返回M05★主轴停转M20取消主轴定向M128/M12900开/关工作台坐标系F进给速度采用直接数值指定法，可由G94、G95指定单位是mm/min、°/min还是mm/r采用G93反比时间进给控制方式更适合多轴加工时因旋转轴半径变化的状况多轴加工相关指令功能四轴旋转角度编程控制格式：G90(G91)G1X_Y_Z_A(/B/C)_F_；联动：线性轴移动的同时有第四轴（ABC三者之一）指定角度的旋转。

如:G1X12.0A-180.0F100定向：第四轴先单独旋转到角度方位后不动，后续仅线性轴移动。如：G0A60.0;

G1Z-2.0F100;

G1X5.5Y-6.2;

G2X11.0Y3.5R12.5;

…多轴加工相关指令功能旋转角度编程控制G90(G91)G1X_Y_Z_A_B_C_F_；刀具矢量编程控制G90(G91)G1X_Y_Z_I_J_K_F_；

多轴加工相关指令功能五轴定向编程示例

O0001G0G17G21G40G80G90G54G90G0A0.C0.T1M6G0A-60.C-135.G0X26.945Y15.004S3000M3G43H1Z105.984Z40.984G1Z30.984F200.X-18.945F400.X-15.612Y21.67X15.612X12.278Y28.336…多轴加工相关指令功能五轴联动编程示例O0001G0G17G21G40G80G90G54G90G0A0.C0.T3M6G0A-4.439C0.G0X-30.288Y16.678S4000M3G43H3Z51.445Y19.007G1Z1.445F200.X18.288F400.X14.655Y22.021Z1.679C-10.484X10.272Y24.439Z1.867C-21.598X5.3Y26.012Z1.989C-33.176…多轴加工相关指令功能高速高精加工模式设定G05.1

指令格式：G05.1Q1：

高速高精模式1G05.1Q2：

高速高精模式2G05.1Q0：

高速高精模式关闭（1）高速高精模式1下，插补轨迹与编程轨迹重合；（2）高速高精模式1，系统自动计算相邻线段连接处的过渡速度，在保证不产生过大加速度的前提下，使过渡速度达到最高。（3）高速高精模式2是样条曲线插补模式；（4）高速高精模式2，程序中由G01指定的刀具轨迹在满足样条条件的情况下被拼成样条进行插补RTCP（RotationalToolCenterPoint的简称，即旋转刀轴中心控制），即基于刀轴旋转中心的编程。RPCP（RotationalaroundpanCenterPoint的简称，即旋转盘中心控制），即基于工件旋转中心的编程。RTCP是现代五轴机床系统提供的一种基于旋转轴随动变化的3D刀长补偿功能，需使用如G43.4Hxx指令格式来启用。基本概念：RTCP

和RPCP

RTCP功能及相关控制RTCP功能的含义执行一条含旋转轴角度变化的线性轨迹时，不使用RTCP功能，则刀尖轨迹将为曲线，枢轴轨迹为直线使用自动刀长补偿功能时，能确保刀尖轨迹为直线，而补偿换算后的枢轴轨迹为曲线。这就是RTCP功能

RTCP功能的含义双摆头机床摆长=枢轴中心-刀尖点程序控制的旋转轴运动是绕旋转轴心旋转的含直线轴+旋转轴运动的线性刀轨

RTCP自动补偿的控制若要执行一个含直线轴+旋转轴运动的线性刀轨，如:G01X_B_不启用RTCP的枢轴点轨迹不启用RTCP的刀位点轨迹为保证刀位点的线性运动，枢轴点轨迹：Z向有个DZ的补偿移动，X向少走一个DX的移动，这就是RTCP启用后的自动补偿ΔX=L×sinβΔZ=L×sinβ×tanβRTCP补偿实现的控制方法RTCP:是对因刀具主轴摆转而实施由刀心点到枢轴旋转中心的位置调整，由此进行三维补偿换算的。主要用于摆头式五轴机床。RPCP:是对因工作台带动工件摆转而实施由刀心点到工作台旋转中心及刀具Z轴的位置调整，由此进行三维补偿换算的。主要用于摆台式五轴机床。为实现刀尖点按预定轨迹的行走，需计算刀长随摆角变化的枢轴X/Y/Z位置调整，即三维刀长补偿。若该X/Y/Z调整位置由CAM预计算得出且已呈现在输出的NC程序中，这种电脑预补偿的编程为非RTCP编程；若该X/Y/Z调整位置由机床系统实施RTCP补偿换算实时得到，NC程序中仅给出RTCP相关补偿功能的指令，则这种编程称为RTCP编程。含直线+旋转运动的线性刀轨适用于：不支持RTCP功能的老式五轴机床适用于：支持RTCP功能的现代五轴机床

RTCP与非RTCP编程RTCP补偿控制的启用和取消开启RTCP功能后，系统将对后续的直线运动和旋转轴运动自动进行刀具旋转中心或工作台旋转中心的补偿运算。其格式为：

G43.4/G43.5H_；启用RTCP(角度方式/矢量方式）G90(G91)G1X_Y_Z_A_B_C_F_；G49； 取消退出RTCP补偿算法启用RTCP补偿控制的功能指令实现三维刀长补偿RTCP五轴联动编程示例线性插补编程示例由X0到X10铣削一条直线，同时刀轴方向由B0゜改变至B45゜%0001G54G90M03S2000G43.4H1指定旋转轴角度编程方式，启用RTCPG0X0Y0Z5B0刀具定位到起始位置，刀轴平行于ZG1Z-1F100下刀切入G43.5切换为旋转轴矢量编程方式X10Y0I1K1铣削直线，I、K等比矢量为刀轴在XZ面内B45゜Z5G0Z50G49M5M30基于RTCP的工作台坐标系编程工作台坐标系是指可以随工作台一起旋转的坐标系，与工作台固连在一起并随着工作台一起旋转。通过M代码可以切换到工作台坐标系编程模式。M128开/M129关，在早期版本（如HNC808/818M系统）中使用，现已被G68.1/G68.2取代

RTCP控制的相关功能指令倾斜面特性坐标系编程在倾斜面上建立特性坐标系，通过基于特性坐标系的坐标变换，使得加工面总是垂直于刀具轴方向，斜面上的编程与平面上的编程同样简单。

可在系统界面内建立特性坐标系，然后在程序中使用G68.1指令来选择使用哪一个特性坐标系。也可采用G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ按特定顺序变换的欧拉角由程序指定倾斜面转换计算关系。

系统中最多可设置16个特性坐标系实际可设置9个

RTCP控制的相关功能指令倾斜面定向加工方式一（G68.1）在系统界面内建立特性坐标系，然后在程序中使用G68.1指令来选择使用哪一个特性坐标系。

G68.1Q_；

Q后指定要选择的特性坐标系，其值范围为1-9；

G69；取消当前选择的特性坐标系。在倾斜面特性坐标系上可与平面上一样编程，配合G53.1实施刀轴摆转控制，使其刀轴方向总是垂直于加工面。特性坐标系的预置通过指定在工件坐标系中三个点构建

P1：特性坐标系零点P2：特性坐标系X轴正方向任意一点P3：特性坐标系XY平面一二象限任意一点

RTCP控制的相关功能指令倾斜面定向加工方式二（G68.2）在程序指令中给定旋转变换关系的方法实现特性坐标系构建。格式：G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ其中，xq、yq、zq为特性坐标系原点在WCS工件坐标系中的坐标，α、β、γ为按特定顺序变换的欧拉角。α为进动角（EULPR），围绕Z轴旋转角度；β为盘转角（EULNU），围绕由进动角改变后的X轴旋转的角度；γ为旋转角（RULROT），

围绕由盘转角改变后的Z轴旋转的角度。角度取值按逆正顺负原则。

举例：G68.2X-70Y-100Z20I120J-90K-90

进动变换

盘转变换

旋转变换

新原点

RTCP控制的相关功能指令法向进退刀控制G53.1/G53.2

HNC-848数控系统在通过G68.1使用特性坐标系的基础上，可以指令G53.2来控制刀具轴摆动到与特性坐标系Z轴平行的方向，从而可实现法向进退刀控制。

RTCP控制的相关功能指令特性坐标系应用编程示例当特性坐标系构建好后，在特性坐标系下加工一个圆%0003M03S2000G54G90G43.4H2指定旋转轴角度编程方式，并启用RTCP功能G68.1Q1（/G68.2X_Y_Z_I_J_K_）

选择并启用特性坐标系G53.2刀轴方向控制G00X0Y0Z50移到特性坐标系中指定点（0，0，50）

Z10刀具下移到Z10处G01X90Y50刀具移到圆弧起点上方

Z3刀具下切到Z3处G91G02X0Y0R30F500顺圆插补走半径R30的整圆G01Z10工进提刀到Z10处G00Z50快速提刀到Z50处G69取消并停用所选特性坐标系G49取消RTCP功能M05M30

RTCP五轴定向编程示例HNC-M与FANUC-OiM在钻镗循环程序格式上的区别G76/G87精镗/反镗G90/G91G99/G98G76/G87X

Y

Z

R

Q

F

L(FANUC-0iM)G90/G91G99/G98G76/G87X

Y

Z

R

I

J

F

L(HNC-M)Q为横移让刀距离，让刀方向由参数设置；I为X方向让刀距离，J为Y方向让刀距离，均只能取正值，让刀方向固定

G73/G83深孔钻削G90/G91G99/G98G73/G83X

Y

Z

R

Q

P

F

L(FANUC-0iM)G90/G91G99/G98G73/G83X

Y

Z

R

Q

K

P

F

L(HNC-M)Q为每次钻深，K为退刀距离；K取正值，Q取负值，且K

|Q|钻镗循环加工的指令编程

多轴钻镗加工控制1.HNC-848系统不允许在钻镗循环指令行中直接添加含A~C多轴角度摆转的数据，需在钻镗孔加工完成后，通过G00对孔位间的A~C多轴角度摆转另行控制。2.既可用G80取消固定循环，也可由01组的G代码取消固定循环，不需先使用G80再切换到G00。3.双摆台结构五轴钻镗孔的主要动作方向是与Z轴平行的主轴进刀方向，只需在G17加工平面使用钻镗循环即可实施各孔的钻镗加工。

4.对主轴摆头式钻镗孔，若摆头至刀轴方向与X/Y/Z轴平行，则可利用G17/G18/G19平面切换后使用钻镗循环指令，否则只能使用G00/G01的基本指令控制X/Y/Z合成运动实现孔的加工。

钻镗循环加工的指令编程G17G90/G91G99/G98GxxX

Y

Z

R

P

F

L

（XY为孔位坐标，R为Z）G18G90/G91G99/G98GxxX

Y

Z

R

P

F

L

（XZ为孔位坐标，R为Y）G19G90/G91G99/G98GxxX

Y

Z

R

P

F

L

（YZ为孔位坐标，R为X）HNC-848系统可开关旋转轴循环控制并允许是否选择最短路径走刀。当开启旋转轴的循环功能时，