数控铣床编程与操作 课件 金廷威 模块6-10 子程序-宏程序

1模块六

子程序单元2：凸轮零件的编程与加工2零件图样一

分析零件图样和技术要求，根据一定的加工条件制定零件的数控铣削加工工艺文件，应用数控编程指令编写数控程序。对数控机床进行必要的操作及建立G54工件坐标系，完成制件的切削加工。加工之后，检测制件的尺寸质量。任务完成后，保养机床、整理现场。3工艺分析二（1）零件图样分析。（2）工件材质及毛坯的选择。（3）刀具的选择。（4）工艺处理。（5）装夹方案分析。（6）加工步骤分析。（7）制定工艺卡片。（8）建立编程坐标系。4手工编程三1．编制加工顶平面的数控程序5手工编程三2．编制加工矩形轮廓的数控程序（1）采用顺时针方向走刀方式编程（2）采用逆时针方向走刀方式编程6手工编程三3．编制粗加工凸轮轮廓的数控程序（1）采用顺时针方向走刀方式编程（2）采用逆时针方向走刀方式编程O'（-107.0，0）M（-75.0，-30.0）N（-75.0，30.0）A（-45.0，0）B（0，45.0）C（11.2，40.0）D（26.1，23.3）E

（35.0，0）F

（26.1，-23.3）G

（11.2，-40.0）H

（0，-45.0）7手工编程三4．编制精加工凸轮轮廓的数控程序（1）采用顺时针方向走刀方式编程（2）采用逆时针方向走刀方式编程8操作加工四1．生产准备9操作加工四2．加工操作10质量检测五（1）尺寸精度（2）表面粗糙度（3）产品外观（4）程序编制（5）机床操作（6）安全文明生产11模块七

刀具长度补偿单元1：刀具长度补偿功能及刀库换刀12刀具长度补偿的概念一当一个加工程序要使用到多把刀具时，由于所选用的刀具长度各异或者刀具磨损后长度发生变化，因而在同一坐标系内，在程序Z值不变的情况下会导致加工面不一致。此时需要设置多个坐标系来补偿Z值，但给编程和操作带来很大不便，这时候可以应用刀具长度补偿来解决这个问题。刀具长度补偿是为了使刀具顶端到达编程位置而进行的刀具Z向位置补偿。即长度补偿是控制多把刀具的基准面一致，补偿加工刀具的基准刀具和非基准刀具Z向长度的差值。它对XY轴坐标不变，只改变Z轴参数实现补偿。13刀具长度补偿指令及编程格式二1．刀具长度补偿指令G43：刀具长度正补偿，把指定的刀具偏置值加到命令的Z坐标值上，即在编程命令的Z坐标值上加上刀具偏置值G44：刀具长度负补偿，把指定的刀具偏置值从命令的Z坐标值上减去，即在编程命令的Z坐标值上减去刀具偏置值G49：取消刀具长度补偿，取消刀具偏置值，即取消刀具补偿号中对应的补偿值。2．刀具长度补偿的编程格式建立正向刀补（G43）：G00/G01G43Z

H

；建立负向刀补（G44）：G00/G01G44Z

H

；取消刀补（G49）：G49；（或者G00Z__H00；）刀具长度补偿指令及编程格式二3.格式说明①Z：刀具长度补偿建立（取消）的终点位置。②H：刀具长度补偿号码，存储刀具长度补偿值，其中，H00为取消长度补偿。③G43、G44、G49都是模态代码，可相互注销，后续的H可以互相更换前面的H值。④

刀具长度补偿的建立或取消只能在G00或G01方式下完成，不能用G02或G03指令，并且只用于Z轴的补偿，而对X轴和Y轴无效。⑤G43、G44与H搭配运行才能有效，否则无效。⑥G43、G44与H可以不放在同一程序段。⑦

在一定条件下G43与G44可以互换，即改变刀补的正负值。基准法对刀和直接刀补法对刀三1．基准刀具法对刀①

首先选择一把刀具作为基准刀具，使用该基准刀具对准工件零点以后，将该机械坐标系Z值输入到G54（或者G55/G56/G57/G58/G59等）工件坐标系中，并且将该把刀具的H值设置为0。②

然后依次换上其余刀具，测量其余刀具与基准刀具的长度差值，并将差值分别输入到对应的H刀具补偿号中，编程时引入该H刀具补偿值即可。基准法对刀和直接刀补法对刀三2．直接刀补法对刀①

不用选择基准刀具，而是将所选择刀具对刀之后的机械坐标值直接输入到对应的刀具补偿号H中，而不再输入到G54（或者G55/G56/G57/G58/G59等）工件坐标系当中，编程时引入该H刀具补偿值即可。②

同时设置G54（或者G55/G56/G57/G58/G59等）工件坐标系的Z值为0。刀库与自动换刀四1．换刀指令与格式M06T××；（或T××M06；）2．加工中心的换刀形式（a）圆盘刀库及机械手

（b）斗笠式刀库

（c）链式刀库返回参考点指令五1．返回机床参考点（G28）：

编程格式：G90/G91G28X__Y__Z__；2．机床返回第2原点（G30）

编程格式：G90/G91G30P2X__Y__Z__；（第二参考点返回，P2可省略）G90/G91G30P3X__Y__Z__；（第三参考点返回）G90/G91G30P4X__Y__Z__；（第四参考点返回）3．自动从参考点返回（G29）

编程格式：G90/G91G29X__Y__Z__；19模块七

刀具长度补偿单元2：槽轮零件的编程与加工20零件图样一

分析零件图样和技术要求，根据一定的加工条件制定零件的数控铣削加工工艺文件，应用数控编程指令编写数控程序。对数控机床进行必要的操作及建立G54工件坐标系，完成制件的切削加工。加工之后，检测制件的尺寸质量。任务完成后，保养机床、整理现场。21工艺分析二（1）零件图样分析。（2）工件材质及毛坯的选择。（3）刀具的选择。（4）工艺处理。（5）装夹方案分析。（6）加工步骤分析。（7）制定工艺卡片。（8）建立编程坐标系。22手工编程三1．编制加工顶平面的数控程序23手工编程三2．编制加工矩形轮廓的数控程序（1）采用顺时针方向走刀方式编程（2）采用逆时针方向走刀方式编程24手工编程三3．编制加工Ø90外圆台阶的数控程序（1）采用顺时针方向走刀方式编程（2）采用逆时针方向走刀方式编程25手工编程三4．编制加工四个R35圆弧的数控程序（1）采用左刀补走刀方式编程（2）采用右刀补走刀方式编程26手工编程三5．编制加工四个开口槽的数控程序（1）采用左刀补走刀方式编程（2）采用右刀补走刀方式编程27手工编程三6．编制加工半圆槽的数控程序（1）采用R方式编程（2）采用I/J方式编程28操作加工四1．生产准备29操作加工四2．加工操作30质量检测五（1）尺寸精度（2）表面粗糙度（3）产品外观（4）程序编制（5）机床操作（6）安全文明生产31模块八

孔加工固定循环单元1：固定循环功能32固定循环的动作组成一1.刀具在X、Y平面上快速定位（以G00方式速度运行，与F速度无关）。2.刀具快速运行到R点平面（以G00方式速度运行，与F速度无关）。3.执行孔加工动作（以G00方式速度运行，与F速度无关）。4.在孔底的动作。5.刀具返回到R点平面（速度与指令有关）。6.刀具快速返回到初始平面（以G00方式速度运行，与F速度无关）。33固定循环的编程格式二1．编程格式G98/G99G_X_Y_Z_R_P_Q_I_J_K_F_；2．格式说明（1）G98——表示返回初始平面。（2）G99——表示返回R点平面（或参考平面）。（3）G——表示固定循环代码指令，为G73、G74、G76和G81～G89之一。（4）X、Y——表示孔位坐标。（5）Z——表示孔底的深度值。（6）R——表示R点平面（或参考平面）。（7）P——表示刀具在孔底的暂停时间，单位为ms（毫秒）。（8）I——表示X轴刀尖反向偏移量（G76/G87），向X轴正方向偏移为正，反之为负。（9）J——表示Y轴刀尖反向位移量（G76/G87），向Y轴正方向偏移为正，反之为负。（10）Q——表示每次切削进给的切削深度，单位为mm（毫米），正数赋值。（11）F——表示切削进给速度，单位为mm/min（毫米/分钟）。（12）K——表示固定循环的次数。如果指定为K0，则表示不执行钻孔。34钻孔循环指令三1.定点钻孔循环（G81）

指令定义：该指令用于正常钻孔，切削进给到孔底后，然后刀具从孔底快速退回。一般用于钻中心孔加工。

编程格式：G98/G99G81X_Y_Z_R_K_F_；

35钻孔循环指令三2．钻孔（G82）

指令定义：该指令用于正常钻孔，切削进给到孔底后暂停，然后刀具从孔底快速退回。

编程格式：G98/G99G73X_Y_Z_R_Q_K_F_；

36钻孔循环指令三3．高速啄式深孔钻循环（G73）

指令定义：该指令用于高速深孔钻，每次钻削一定值后抬刀排屑、然后再接着钻孔。

编程格式：G98/G99G73X_Y_Z_R_Q_K_F_；

37钻孔循环指令三4．深孔加工循环

（G83）

指令定义：该指令用于深孔钻，每次钻削一定值后抬刀排屑、然后再接着钻孔。

编程格式：G98/G99G83X_Y_Z_R_Q_K_F_；

38螺纹循环指令四1．攻右旋螺纹循环（G84）

指令定义：该指令用于攻右旋螺纹，以主轴正转的方式进给、到达孔底后切换为主轴反转退刀。

编程格式：G98/G99G84X_Y_Z_R_P_K_F_；

39螺纹循环指令四2．攻左牙循环（G74）

指令定义：该指令用于攻左旋螺纹，以主轴反转的方式进给、到达孔底后切换为主轴正转退刀。

编程格式：G98/G99G74X_Y_Z_R_P_K_F_；

40镗孔循环指令五1.镗孔/铰孔循环（G85）

指令定义：该指令用于精镗孔加工。该指令与G81的区别在于从Z点返回R点平面是以速度F方式退刀。

编程格式：G98/G99G85X_Y_Z_R_K_F_；

41镗孔循环指令五2．镗孔（G86）

指令定义：该指令用于镗孔加工，该指令与G85指令的区别是在于镗孔到孔底后主轴停止，并且快速退刀。

编程格式：G98/G99G86X_Y_Z_R_K_F_；

42镗孔循环指令五3．镗孔循环

（G89）

指令定义：该指令用于镗孔加工，该指令与G85指令的区别是在于镗孔到孔底后有暂停动作。

编程格式：G98/G99G89X_Y_Z_R_P_K_F_；

43镗孔循环指令五4．精镗孔循环（G76）

指令定义：该指令用于精密镗孔。

编程格式：G98/G99G76X_Y_Z_R_P_Q_K_F_；

44镗孔循环指令五5．镗孔循环

（G88）

指令定义：该指令用于镗削加工。在孔底暂停后主轴停止，此时，可以选择手动方式移动刀具；如果选择自动方式，并按了循环启动，则刀具会回到R点平面（或初始平面），于是主轴开始转动。

编程格式：G98/G99G88X_Y_Z_R_P_K_F_；

45镗孔循环指令五6．反向镗孔循环

（G87）

指令定义：该指令用于Z轴负方向往正方向进行镗孔。

编程格式：G98/G99G87X_Y_Z_R_P_Q_F_K_；

46取消固定循环指令六

指令定义：用于取消固定循环动作。

编程格式：G80；

47模块八

孔加工固定循环单元2：台阶孔零件的编程与加工48零件图样一

分析零件图样和技术要求，根据一定的加工条件制定零件的数控铣削加工工艺文件，应用数控编程指令编写数控程序。对数控机床进行必要的操作及建立G54工件坐标系，完成制件的切削加工。加工之后，检测制件的尺寸质量。任务完成后，保养机床、整理现场。49工艺分析二（1）零件图样分析。（2）工件材质及毛坯的选择。（3）刀具的选择。（4）工艺处理。（5）装夹方案分析。（6）加工步骤分析。（7）制定工艺卡片。（8）建立编程坐标系。50手工编程三1．编制加工顶平面的数控程序51手工编程三2．编制加工矩形轮廓的数控程序52手工编程三3．编制加工Ø30圆槽和Ø50圆槽的数控程序53手工编程三4．编制加工十字槽的数控程序54手工编程三5．编制加工钻中心孔的数控程序6．编制加工钻深孔的数控程序7．编制加工孔口倒角的数控程序8．编制加工攻螺纹的数控程序55操作加工四1．生产准备56操作加工四2．加工操作57质量检测五（1）尺寸精度（2）表面粗糙度（3）产品外观（4）程序编制（5）机床操作（6）安全文明生产58模块九

坐标系变换单元1：坐标系变换功能59极坐标一（1）指令代码及功能：G16：建立极坐标G15：取消极坐标

（2）编程格式：G90/G91G16X__Y__K__；……G15；

（3）编程说明：①G90指定编程坐标系的原点作为极坐标系的零点，从该点测量半径。G91指定当前点作为极坐标系的零点，从该点测量半径。②X：极坐标半径。③Y：极角（“＋值”为逆时针方向，“－值”为顺时针方向）。④K：次数。60坐标系旋转二（1）指令代码及功能：G68：建立坐标系旋转功能G69：取消坐标系旋转功能

（2）编程格式：G90/G91G17G68X__Y__R__；……G69；

（3）编程说明：①X、Y：旋转中心坐标值。当X、Y省略时，以当前的位置为旋转中心。

②R：旋转角度，单位是度（°）

，取值范围为0≤R≤360°。逆时针方向旋转为“＋值”，顺时针方向旋转为“-值”。③G68、G69为模态指令，可相互注销，G69为缺省值。④

在坐标系旋转方式中，不能指定G27～G30和G52～G59、G92指令。⑤

取消坐标系旋转功能（即G69指令）之后的第一个移动指令必须用G90绝对值指定，如果用G91增量值指定将会执行不正确的移动动作。⑥

取消坐标系旋转可以指定在其它指令的程序段中。61比例缩放三（1）指令代码及功能：G51：建立比例缩放功能G50：取消比例缩放功能

（2）编程格式：

（3）编程说明：①X、Y、Z：比例缩放中心的坐标（绝对方式）。如果省略X、Y、Z时，则以刀具当前位置作为缩放中心。②P：比例缩放系数，P值是带有小数点。③I、J、K：分别对应X、Y、Z轴的缩放比例系数，设定I、J、K不能带小数点，比如缩放系数为1时应输入1000，并且各轴在程序中都应输入，不能省略。各轴以相同比例缩放：G51X__Y__Z__P__；……G50；各轴按不同比例缩放：G51X__Y__Z__I__J__K__；……G50；62镜像四（1）指令代码及功能：G51.1（G51）：建立镜像功能G50.1（G50）：取消镜像功能

（2）编程格式：

（3）编程说明：①X、Y：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，但不指定对称点。当G51.1指令后仅一个坐标字时，该镜像是以某一坐标轴为镜像轴。②I、J：分别对应X轴、Y轴镜像，按象限指定且为1（有的系统设定I、J不能带小数点为1时，应输入1000，并在程序中都应输入，不能省略）。③I、J：如果两者其值为正值且不为1（或1000），则该指令变成了缩放功能。④I、J：如果I、J值虽是按象限指定正负，但不等于-1（或-1000），则执行该指令时既进行镜像功能又进行缩放功能。各轴以相同比例镜像：G51.1X__Y__；……（被镜像的轮廓程序）G50.1X__Y__；各轴以不同比例镜像：G51X__Y__I__J__；……（被镜像的轮廓程序）G50；63模块九

坐标系变换单元2：沟槽零件的编程与加工64零件图样一

分析零件图样和技术要求，根据一定的加工条件制定零件的数控铣削加工工艺文件，应用数控编程指令编写数控程序。对数控机床进行必要的操作及建立G54工件坐标系，完成制件的切削加工。加工之后，检测制件的尺寸质量。任务完成后，保养机床、整理现场。65工艺分析二（1）零件图样分析。（2）工件材质及毛坯的选择。（3）刀具的选择。（4）工艺处理。（5）装夹方案分析。（6）加工步骤分析。（7）制定工艺卡片。（8）建立编程坐标系。66手工编程三1．编制加工顶平面的数控程序67手工编程三2．编制加工矩形轮廓的数控程序68手工编程三3．编制加工4个圆弧槽的数控程序69手工编程三4．编制加工4个直线键槽的数控程序70手工编程三5．编制加工钻中心孔的数控程序6．编制加工钻深孔的数控程序7．编制加工孔口倒角的数控程序71操作加工四1．生产准备72操作加工四2．加工操作73质量检测五（1）尺寸精度（2）表面粗糙度（3）产品外观（4）程序编制（5）机床操作（6）安全文明生产74模块十

宏程序单元1：用户宏程序功能75变量一1．变量的表示（1）变量用变量符号（#）和后面的变量号指定。表示方法为#i（i＝1，2，3…）。

例如：#5，#109，#501（2）变量号也可以用表达式指定。此时，表达式必须封闭在括号中。

例如：#[#1+#2-12]

（3）变量可以进行算术运算。

例如：#1＝#2＋100

2．变量的类型76变量一3．变量的使用（1）变量的引入。（2）当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。（3）变量号可用变量代替。（4）改变引用变量的值的符号，要把负号（－）放在＃的前面。（5）变量的限制性。（6）变量值的范围。（7）被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动地舍入。（8）小数点的省略。（9）未定义的变量。

77B类用户宏程序二1．算术与逻辑运算指令

78B类用户宏程序二2．转移与循环指令

（1）无条件的转移（GOTO语句）

指令功能：它把程序从当前位置无条件的转移并跳到到标有顺序号n的程序段，该指令具有强制性的转移。

编程格式：GOTOn；

编程说明：n：程序段的顺序号，1～9999整数79B类用户宏程序二2．转移与循环指令

（2）条件转移（IF…GOTO…语句）

指令功能：先进行条件判断，再决定程序执行内容的编程方法。如果指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号n的程序段；如果指定的条件表达式不满足，执行下个程序段。

编程格式：IF[条件表达式]GOTOn；

条件不满足执行的程序；Nn条件满足执行的程序；运算符：80B类用户宏程序二2．转移与循环指令

（3）条件转移（IF…THEN…语句）

指令功能：如果条件表达式满足，则执行THEN后的操作，否则执行下一个程序段的操作。

编程格式：IF[