数控铣床基础编程

1、数控铣床编程,第一节 数控铣床的编程基础 第二节 数控铣床的编程指令 B 第三节 数控铣床的编程实例 作业：,解决的问题： 1、在什么机床上加工？ 2、使用什么刀具？ 3、工艺流程如何排列？ 4、如何编程？,第一节 数控铣床编程基础 数控铣床：多坐标控制（3-5个），通常为3轴 工艺范围最宽 在模具行业应用广泛 是其他高性能数控镗铣类机床的基础 一、数控铣床的坐标系,机床零点和机床坐标系 机床零点 参考点 机床坐标系 工件坐标系：编程人员在编程时建立的坐标系 加工坐标系：工件安装完毕由操作人员在工件上找出的坐标系（与工件坐标系重合） 工件坐标系设定：G54G59,二、数控铣床的主要功能及工艺范

2、围 1、功能 1）点位控制加工 2）轮廓控制加工 3）刀具半径自动补偿加工 4）镜像功能加工 5）固定循环：钻孔、镗孔 6）模具高精度加工功能 7）大型零件加工 8）自适应控制加工 ,2、工艺范围 1）平面类零件：25轴联动可以实现 2）倾斜面类零件：多轴联动 3）曲面类零件：三轴联动或25轴联动 三、数控机床的工艺装备 1、夹具：专用和通用 2、刀具：由专门的制造商供应 分通用和成形等,四、数控铣床的工艺性分析 对刀：使用寻边器或其它工具确定工件在机床坐标系中的位置。,换刀点：换刀时，将刀具移动至远离工件的合适点 切入切出路径：对外轮廓加工时，为避免在表面留下切削痕迹，应设置合适的切入切出路

3、径。,刀具半径补偿点的设置：距实际加工区有足够的距离,有足够的距离,可能会过切,逆铣：刀具铣削点的旋转方向和工件的进给方向相反，切屑的厚度由小变大，切削力由小变大，振动比较大。 加工表面硬度较高的工件时，可保护刀具切削刃 顺铣：多采用的一种方式。,刀 具 轨 迹,立体轮廓的加工： 加工效率、工装夹具的刚性、精度要求、材料、刀具特征,型腔的加工（区域加工功能、预加工）,自动对刀仪对刀 数控铣床的对刀 自动测量工具检测建立工件坐标系 高速铣削加工 五轴联动加工,第二节 数控机床的编程指令 一、华中数控系统 基于IPC的、多轴、多通道高性能数控系统。 具有螺旋线插补功能 具有多种自动循环功能 具有用

4、户宏程序加工功能 具有断点保护功能 ,二、程序段的格式,程序段中功能字的排列顺序无严格要求！,每一个程序段的内容：,三、基本编程指令 （一）F、S、T指令 F：进给速度指令，mm/min S：主轴速度指令，r/min T：刀具指令，T0101 （二）辅助功能指令,1暂停指令M00：暂停执行当前程序（停主轴、停进给）模态信息保持。进行刀具更换、工件的尺寸测量、手动变速等操作。暂停时机床的主轴进给及冷却液停止。若欲继续执行后续程序重按操作面板上的“启动键”即可。 2程序结束指令M02 ：执行到M02 指令时停主轴、进给及冷却液。若要重新执行该程序就必须重新调用该程序。 3程序结束指令M30：程序结

5、束并返回到零件程序头 4子程序调用及返回指令M98、M99 5主轴控制指令M03 、M04和 M05 6换刀指令M06 7冷却液开停指令M08、M09,G,三 准备功能G指令,1单位设定指令G20、G21、G22,2、绝对值编程G90 与相对值编程G91,3加工平面设定G17、G18、G19：系统默认G17,4坐标系设定指令：格式为：G92 X_ Y_ Z_ 使用中应放在程序的第一句,G92确定出刀具起点在工件坐标系中的位置： G92 X30 Y30 Z20,5、坐标系设定指令：G54G59 G54G59指令中的坐标值是坐标原点在机床坐标系中的坐标。在加工前进行设定。,在机床坐标系下从AB如何

6、？ 如何建立工件坐标系？,已知：毛坯为80mm见方的材料 坐标系原点在毛坯的中心。,1、建立工件坐标系可以使用G54G59中的任何一个。 2、工件坐标系需在数控系统中设置，其数值是该坐标系原点相对于机床坐标系原点的偏移值。 3、坐标系建立后，经过程序中调用才能生效，之后所有绝对和增量坐标均为该坐标系下的坐标值。 举例：以G54为例说明： 操作时首先起动主轴，并切换至手揺轮或手动状态。,工件坐标系建立是在机床工作原点建立情况下进行。 需要对X、Y、Z三个坐标分别测量确定。 测量工具可以是分中棒、寻边器、加工刀具等。,如：进行X方向对刀，先将刀具快速下降至工件一边合适的高度，再缓慢移动至与工件接触

7、，记下此时的机床坐标值（X向）。,提刀至安全高度，移动至工件另一边，重复同样操作! 将两次记录的X坐标取均值，即为G54坐标系的X向数据。,Z,Z方向让旋转的刀具底面与工件上表面接触，此时的Z坐标值为G54的Z向参数。,如果是已加工表面：使用标准试棒或塞尺,6、局部坐标系设定指令G52 格式为：G52 X_Y_Z_ 7、G01直线插补 指令格式为：G01 X_ Y_ Z_ F_ 模态指令。 同一组有：G00、 G01、G02、 G03、G33 注意： G00使用时的刀具轨迹，可能不是一条直线,G52,8圆弧插补指令G02、G03 顺圆、逆圆指的是从第三轴正向朝负方向看。 如：X-Y平面内，从Z

8、轴正向向负方向观察，顺时针转为顺圆，反之逆圆。,在不同平面内的表示方法： 在不同的加工平面内，逆圆和顺圆方向的不同,指令格式：,X、Y、Z 圆弧终点的X、Y、Z坐标； I、J、K 圆心点相对于圆弧起点在X、Y、Z轴向的增量值； R 圆弧半径； F 进给速率。 注意：在默认的平面内（G17），可以不标平面指令； 使用R参数时注意180o的区别；圆弧180R值为正，圆弧180 R值为负。,例：对如图的圆弧编程,如图所示，加工程序如何：G91、G90编程,a圆弧： N100 G91 G18 N110 G03 X30 Z30 R30 F300,b圆弧 N100 G91 G18 N110 G03 X30

9、 Z30 I0 K30 F300,举例： 刀具轨迹 AB C D,G90 F200； G3 X15 Y0 R15； G2 X55 Y0 R20； G3 X80 Y-25 R-25；,说明： 1、小数点 2、段尾“；”,例：整圆编程 ！整圆编程时不可以使用R方式，只能用I、J、K 方式,9螺旋线进给指令G02/G03,螺旋线编程举例：,如果，螺旋线的轴不是X、Y、Z中的一个，应进行坐标及平面变换等手段。,10、刀具半径补偿指令G40、G41、G42,注意事项： 如果有平面的切换，必须在刀具半径补偿取消的方式下才可以进行。 刀具半径补偿的建立与取消只能用G00 或G01 指令，不得是G02 或G0

10、3。 G00或G01必须是在所在平面内运动。 如果刀具半径大于轨迹半径会过切。,过切示意图,例：刀具距离工件上表面50mm，切削深度为2mm,加工前应先用手动方式对刀，将刀具移动到相对于编程原点(-10，-10，50)的对刀点处。 图中带箭头的实线为编程轮廓，不带箭头的虚线为刀具中心的实际路线。,11刀具长度补偿指令G43、G44、G49 G43：刀具长度正补偿 G44：刀具长度负补偿 G49：刀具长度补偿取消 刀具长度补偿的建立和取消必须在G00或G01的功能下才可以生效。 操作时以刀具的实际长度值进行补偿。,举例：设长度补偿值：H01(10),H02(10) G90 G43 G00 Z20

11、 H01 Z=30 G90 G44 G00 Z20 H02 Z=10,12回参考点控制指令 ： G28 X_ Y_ Z_ X、Y、Z是中间点 G29 X_ Y_ Z_ X、Y、Z是目标点,13暂停指令G04 指令格式为：G04 P_ 钻孔、镗孔时，加工终了时，在刀具继续旋转的同时停止刀具进给一段时间。 例：G04 P1 进给运动暂停1秒。 某些数控系统的设定单位为毫秒（mS）！,14镜像功能G24、G25 指令格式为： G24 X_ Y_ Z_ （建立镜像） M98 P _ G25 X_ Y_ Z_ （取消镜像） X、Y、 Z为镜像位置坐标,镜像可以是点、线、面,例：对如图零件加工，使用镜像功

12、能,15缩放功能G50、G51 指令格式为： G51 X_Y_Z_P_ M98 P_ G50 其中：G51建立缩放 G50取消缩放 X、Y、Z缩放中心的坐标值 P缩放倍数。 例：加工如图所示零件 三角形各顶点坐标已知,用G90编程？,16旋转变换G68、G69 指令格式： G17 G68 X_Y_P_ M98 P_ G69 其中：G68建立旋转； G69取消旋转； X、Y、Z旋转中心的坐标值； P旋转角度，单位是(),顺时针为正，逆时针为负。 条件：1在有刀具补偿的情况下，先旋转后刀补（刀具半径补偿、长度补偿） 2在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。,O8199 N15 G90 G17 M3

13、S600 G54 N20 G0 G43 Z5 H02 N25 G1 Z-5 F200 N30 M98 P200 N40 G68 X0 Y0 P45 N45 M98 P200 N50 G68 X0 Y0 P90 N60 M98 P200 N70 G49 Z50 N80 G69 M5 M2 %200 N100 G41 G1 X20 Y-5 D02 F300 N110 Y0 . N140 G0 Y-6 N145 G40 X0 Y0 N150 M99,17固定循环指令 对加工动作循环已经典型化的加工过程做出标准化程序：孔加工、形腔加工。,(1) G70:圆周钻孔循环 (2) G71:圆弧钻孔循环 (3

14、) G73：高速深孔加工循环 (4) G74：反攻丝循环 (5) G76：精铿循环 (6) G78：角度直线孔循环 (7) G79：棋盘孔循环（先进行X方向钻孔） (8) G81：钻孔循环（中心钻） (9) G82：带停顿的钻孔循环 (10) G84：攻丝循环 (11) G85: 镗孔循环 (12) G80：取消固定循环,数控铣床具有的循环功能,孔加工动作构成： (1) X、Y 轴定位； (2) 定位到R点(定位方式取决于上次是G0 还是G1) (3) 孔加工； (4) 在孔底的动作； (5) 退回到R 点(参考点)； (6) 快速返回到初始点。,循环指令： G98返回初始平面； G99返回R

15、点平面； G固定循环代码G73、G74、G76 和G81G89 之一； X、Y加工起点到孔位的距离(G91)或孔位坐标(G90) R初始点到R 点的距离(G91)或R 点的坐标(G90)； Z R点到孔底的距离(G91)或孔底坐标(G90)； Q每次进给深度(G73/G83)； I、J刀具的反向位移增量(G76/G87)； P刀具在孔底的暂停时间； F切削进给速度； L固定循环的次数。,1高速深孔加工循环指令G73 格式： G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ K_ F_ L_ Q每次进给深度； K每次退刀距离。,2. 圆周孔加工指令：G70,功能：在X, Y指定的中心，半径为I的圆周上

16、，以X轴和角度J形成的点将圆周做N等分，做N个钻孔动作，钻孔动作根据Q, K的值执行G81或G83标准固定循环。孔间位置的移动以G00方式进行。 参数说明： X Y：圆周孔循环的圆心坐标。 Z:孔底坐标 I：圆半径 R：绝对编程是R点的坐标值；增量编程是R点相对于B点的增量值 J：最初钻孔点的角度，逆时针方向为正。 N：孔的个数，正值表示逆时针方向钻孔 Q：每次进给深度，为有向距离； K：每次退刀后，再次进给时，由快速讲给转换为切削进给时距上次加工面的距离； P：刀具孔底暂停时间，单位为秒,举例：用10mm钻头加工图示孔 N10 G54 GO X0 Y0 Z80 F100 N20 G98G70

17、G90X40 Y40 R35 Z0 I40 J30 N6 P2 Q-10 K5 N30 G0 X0 Y0 Z80 N40 M30,四、用户宏功能程序 相当于由操作者自己编制的加工子程序，使用中只要关注程序的变量即可。 1、变量 宏功能的最大特点是可以使用变量。 （1）变量的表示 变量可以用“#”号和紧跟其后的变量序号来表示：# 5，# 109，# 501 （2）变量的引用 将跟随在一个地址字后面的数值用一个变量来代替，即引入了变量，变量用方括号引用。 例如：对于F# 103，若 # 103=50 时，则为 F50； 对于Z-# 110，若 # 110=100 时，则为 Z-100； 对于G#

18、130，若 # 130=3 时，则为 G03；,（3）变量的类型 公共变量：分为全局变量和局部变量。全局变量是在主程序和主程序调用的各用户宏程序内都有效的变量。 公共变量的序号为：# 0# 49 当前局部变量有（可以在子程序中使用） # 50# 199 全局变量 # 200# 249 0层局部变量 # 250# 299 1层局部变量 # 300# 349 2层局部变量 # 350# 399 3层局部变量 # 400# 449 4层局部变量 # 450# 499 5层局部变量 # 500# 549 6层局部变量,系统变量 # 600# 699 刀具长度寄存器 H0H99 # 700# 799 刀

19、具半径寄存器 D0D99 # 800# 899 刀具寿命寄存器 # 1000# 1008 机床当前位置 # 1010# 1018 编程当前位置 # 1020# 1028 编程工件位置 2常量 PI： 圆周率 314159265358979 TRUE： 条件成立(真) FALSE： 条件不成立(假),3运算符 （1）算术运算符： +， -， * ，/ （2）条件运算符： EQ（），NE（），GT（），GE（），LT（），LE（） （3）逻辑运算符： AND，OR，NOT （4）函数：SIN，COS，TAN，ATAN，ATAN2，ABS，INT，SIGN，SQRT，EXP 4语句表达式 （1）赋值

20、语句。即把常数或表达式的值送给一个宏变量。 例如：#2 = 175/SQRT2 * COS55 * PI/180 #3 = 124.0 （2）条件判别语句 IFELSEENDIF。 （3）循环语句 WHILEENDW。,第三节 编程举例： 1如题图所示，刀心起点为工件零点O，按“OABCD E”顺序运动，写出A、B、C、D、E各点的绝对、增量坐标值（所有的点均在XOY平面内）。,举例,2.用10mm的刀具铣如图所示的槽，刀心轨迹为虚线，槽深2mm，刀具位置如图，试编程。,3.用6刀具铣图示三个字母，刀心轨迹为虚线、深2mm,4.精铣题图所示的侧面，刀具直径10mm，采用刀具半径补偿指令编程。,举例：型腔类零件加工 材料：铝合金 分析：槽宽14mm 刀具直径8mm 精度：粗、精加工一次 加工：精加工使用刀补 路线：粗加工 精加工,粗加工轨迹,精加工轨迹,6.请根据以下程序推出刀具所走的路线，并划出路线图 N10 G90 G92 X0 Y0 Z0 M03 S300 N20 G17 G02 X30 Y0 I1