3 数控加工中的手工编程基础.ppt

1、Machine Intruction,When the designed product is produced using CNC machine tools, the machine tool controller needs explicit instructions describing the type and order of individual steps required to perform a given task. We use an instruction language called G-Code to deliver these instructions to

2、the machine.,G00Rapid linear motion G01Linear motion at preset feedrate G02Circular feed motion CW G03Circular feed motion - CCW,Common G-Code,M00Program stop M03Spindle on (CW) M04Spindle on (CCW) M05Spindle off M06Change tool M30End program,Common M-Code,一、G代码 常用的G指令有： 1 快速点定位指令G00 格式为： G00 X Y； 功

3、 能： 实现快速定位； 三种可能的路径：,第二节 手工编程基础,A,A,A,B,B,B,X,X,X,Y,Y,Y,a）方案1 b）方案2 c）方案3 图1 G00指令的运动轨迹,2 直线插补指令G01 格式： G01 X Y F； 功能：在加工的过程中刀具走直线运动， F不能少； 参数含义：X，Y加工终点坐标。 3 圆弧插补平面选择指令G17、G18、G19 平面选择G17、G18、G19指令分别用来指定程序段中刀具的插补平面和刀具半径补偿平面。G17：选择XY平面；G18：选择ZX平面；G19：选择YZ平面。,4 G90 G91 绝对尺寸 增量尺寸,5. 圆弧插补指令G02、G03 格式：G0

4、2（G03）X YZ I JK F； G02（G03）X YZR F ； G90 (G91) G02 X. Z. R. ( I. K.) F. G90 (G91) G03 X. Z. R. ( I. K. ) F. 功能：圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。 参数含义：x,y,z为圆弧终点坐标；I，J，K圆心相对于圆弧起点坐标；R圆弧半径。,顺逆圆弧方向判断： 按圆弧所在平面的另一根坐标轴的负方向看去，顺时针：G02；逆时针：G03； （画图举例）,a）逆圆指令G03 b）顺圆指令G02 图2 圆弧插补指令,图3 圆弧控制,格式：如图2-20所示弧AB

5、，编程计算方法如下： 绝对: G90 G02 X xb Z zb R r1 F f; R编程 或 G90 G02 X xb Z zb I(x1xa)/2 K(z1za) F f ; 增量: G91 G02 X(xbxa) Z(zbza) R r1 F f ; 或 G91G02 X(xbxa) Z(zbza)I(x1xa)/2 K(z1za)F f;,图示弧BC，编程计算方法如下： 绝对: G90 G03 X xb Z zc R r2 Ff ; R编程 或 G90 G03 X xb Z zc I(x2xb)/2 K(z2zb) Ff ; 增量: G91 G03 X(xcxb) Z(zczb) R

6、 r2 F f ; 或 G91 G03 X(xcxb) Z(zczb) I(x2xb)/2 K(z2zb) F f ;,方向判断,图4 圆弧方向判断,说明： (1) G02、G03时，刀具相对工件以F指令的进给速度，从当前点向终点进行插补加工；G02为顺时针方向圆弧插补；G03为逆时针方向圆弧插补。 (2) 圆弧半径编程时，当加工圆弧段所对的圆心角为 0180时，（圆心角不大于180度时）R取正值，当圆心角为180360时，R取负值。同一程序段中I、K、R同时指令时，R优先，I、K无效。,(3) 无论用绝对还是用相对编程方式，I、K都为圆心相对于圆弧起点的坐标增量，为零时可省略。(也有的机床厂

7、家指令I、K为起点相对于圆心的坐标增量。),6 暂停指令G04 格式：G04 P； 其中P后面为暂停时间，单位是毫秒。 7进给功能F 进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。 8.主轴转速功能字S 主轴转速功能字的地址符是S，用于指定主轴转速。单位为r/min。 9.刀具功能字T 刀具功能字的地址符是T，用于指定加工时所用刀具的编号。 10. 辅助功能字M 辅助功能字的地址符是M，用于指定数控机床辅助装置的开关动作，见表3-2。,7.刀具半径补偿指令G40、G41、G42,在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等)， 刀具中心的运

8、动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。 数控机床在加工过程中，它所控制的是刀具中心的轨迹，为了方便起见，用户总是按零件轮廓编制加工程序.,应用刀具半径补偿指令时，刀具的中心始终与工件轮廓相距一个刀具半径距离；但刀具磨损或重磨后，刀具半径变小，只需在刀具补偿值中输入改变后的刀具半径，不必修改程序。,图5 半径补偿概念,如在图5中，粗实线为所需加工的零件轮廓，点划线为刀具中心轨迹。由图可见在进行内轮廓加工时，刀具中心偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值。在进行外轮廓加工时，刀具中心又偏离零件的外轮廓表面一个刀具半径值。这种偏移，称为刀具半径补偿。,数控机床一般都具备刀具半径补偿的功能。在加工中，使

9、用数控系统的刀具半径补偿功能，就能避开数控编程过程中的繁琐计算，而只需计算出刀具中心轨迹的起始点坐标值就可。同时，利用刀具半径补偿功能，还可以实现同一程序的粗、精加工以及同一程序的阴阳模具加工等功能。,半径补偿方向,1、补偿方向规定：根据ISO 标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左边时，称为左刀补，用G41表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，称为右刀补，用G42表示；注销刀具半径补偿时用G40表示。 2、补偿方向判断方法：假定工件不动，沿刀具运动方向看，刀具在零件右侧为右补偿；左侧为左补偿。 1）左补偿 G41 2）右补偿 G42 3）取消补偿 G40,y y 工件轮廓 G

10、41 工件轮廓 G40 G40 G42 o x o x a）左刀补G41 b）右刀补G42 图6刀补功能的定义,半径补偿功能的优点,1、通过改变刀具补偿值可使同一把刀，同一程序进行粗、精加工时，只要把打算保留的用于精加工的切削余量加到刀具补偿值中即可； 下例中：粗加工后留有余量;精加工时设置补偿值为：R+ 即可。,图7,2、更换刀具或刀具因磨损尺寸变化时不必改变程序；（注：没有磨损是，补偿量为刀具半径R） 3、方便编程。编程时不必考虑刀具结构尺寸，只需考虑工件轮廓尺寸，便自动生成参考点轨迹。,刀具半径补偿的过程,1刀补建立 数控系统用G41/G42指令建立刀补，在刀补建立程序段，动作指令只能用

11、G00或G01，不能用G02或G03。 刀补建立过程中不能进行零件加工。 2刀补进行 刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。在刀补进行状态下，G01、G00、G02、G03都可使用。它根据读入的相邻两段变成轨迹，自动计算刀具中心的轨迹。在刀补进行状态下，刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个刀具半径的距离。 3刀补撤消 刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。不能进行加工。,图8 补偿过程,刀具半径补偿的过程分三步,走刀路线原则简单讲述,数控加工路线,位置要求较高的孔系加工，注意加工顺序，防止坐标轴反向间隙； 点位控制机床，按最短路线原则加工； 加工螺纹时，避免在

12、加减速过程中切削； 铣削内外轮廓时，注意进刀。常用方法，环切法和行切法。,刀具切入和切出时的外延伸,内轮廓加工时的切入切出 选两几何元素的交点,半径补偿指令,G00/G01 G41 XYH； G00/G01 G42 XYH； 参数含义：1）XY：补偿起点坐标； 2）H：寄存器地址。 G00/G01 G40 XY； 参数含义： XY：撤销点的坐标或撤销直线上的任意一点（轮廓外）,刀补方法,1B刀补 特点：刀具中心轨迹的段间都是用圆弧连接过渡。 优点：算法简单，实现容易。 2C刀补 特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。 优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时

13、，可实现过切自动预报。,3.4 数控机床的几个重要设定,1.尺寸单位的设定 1）指令格式 工程图样中的尺寸标注有英制和米制两种形式。 2）说明 （1）G20/ G21必须在设定工件坐标系之前指定。 （2）电源接通时，英制、米制转换的G代码与切断电源前相同。 （3）程序执行过程中不要变更G20、G21。 （4）在有些系统中，英制、米制转换采用G71/ G70代码，如SIMENS、FAGOR(法格)系统。,2.坐标计算单位的设定 数控机床中，相对于控制系统发出的每个脉冲信号，机床移动部件的位移量叫脉冲当量。坐标计算的最小单位是一个脉冲当量，它标志着数控机床的精度。 3.暂停指令G04使用格式 G0

14、4可使刀具作短暂无进给加工，在数控车床上可使工件空转使车削面光整以达到光洁度要求。常用于车槽、镗平面、锪孔等场合。 4.进给速度单位的设定 1）格式 G94 F_；每分钟进给；单位为mm/min或in/min。 G95 F_；每砖进给；单位为mm/r或in/r。,2）说明 （1）G94、G95是模态指令，彼此可以相互取消。 （2）数控铣床上，通常用G94为初始设定；数控 车床上通常用G95为初始设定。 5. G27、G28、G29指令的区别 1）G27 X_ Y_ Z_ 该指令用于定位校验，其坐标值为参考点在工件 坐标系中的坐标值。执行此指令，刀具快速移动，自动减速并在指定坐标值处作定位校验，

15、当指令轴确实定位在参考点时，该轴参考点信号灯亮。,2）G28 X_ Y_ Z_ 其功能是使刀具经过给定的坐标值快速移动到参考点。 3）G29 X_ Y_ Z_ 使刀具从参考点返回到指定的坐标处。 3.4.2 与坐标有关的指令 1.机床坐标系指令 1）指令格式 该指令的功能是将刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上。 指令格式为：G53 X_ Y_ Z_ 式中X、Y、Z为刀具运动的终点坐标。,（1）G53指令是非模态指令，只能在绝对坐标（G90）状态下有效。 （2）在使用G53指令前，应消除相关的刀具半径、长度或位置补偿，而且必须使机床回参考点以建立起机床坐标系。 2.工件坐标系的设定指令 工件坐标系可用下述两种方法设定。 1）G92指令 G92指令是基于刀具的当前位置来设置工件坐标系的。 指令格式为：G92 X_ Y_ Z_ 式中X、Y、Z为刀具当前刀位点在工件坐标系中的绝对坐标值。 2）零点偏置法（G54G59指令）,零点偏置法是基于机床原点来设置工件坐标系的。