第三章 数控加工的程序编制铣床(上).ppt

1、第三章 数控铣削加工程序编制,3.1、数控铣床的功能概述,数控铣床主要功能包括：1、 点位控制功能实现对相互位置精度要求较高的孔系加工。2、 连续轮廓控制功能实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。3、 刀具半径补偿功能可以根据零件的标注尺寸来编程，不必考虑所用刀具的实际半径尺寸，减少编程时的复杂数值计算。4、 刀具长度补偿功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。,3.2 数控程序编程的基础知识,N00 G54 G17 ；选择坐标系 N10 M03 S800 ； N20 G00 X0 Y0; 运行到工件坐标原点 N30 G90 G01 G41 X250.0 Y550

2、.0 F150 D01 ； N40 Y900.0 ； N50 X450.0； N60 G03 X500.0 Y1150.0 R650.0； N70 G02 X900.0 Y1150.0 R-250.0； N80 G03 X950.0 Y900.0 R650.0； N90 G01 X1150.0； N100 Y550.0； N110 X700.0 Y650.0； N120 X250.0 Y550.0； N130 G01 G40 X0 Y0； N140 M30,3.2 数控程序编程的基础知识,一、 G：准备功能码(G功能字) 二、X、Y、Z：坐标字 三、 F：进给功能字(F字) 四、S：主轴转速功

3、能字(S字) 五、M：辅助功能 码(M功能字) 六、 D：刀具功能字(D字),G功能码是使数控机床建立起（准备好）做某种加工方式的指令。 它用G和两位数字来表示，从G00到G99共100种 G代码有模态和非模态之分。模态G代码：一旦执行就一直保持有效，直到同一模态组的另一个G代码替代为止。非模态G代码：只有在它所在的程序段内有效。 同一程序段出现非同组的几个代码，并不影响G代码的续效性。同组代码不能同时出现在一个程序段中。,一、G 功能字,模态与非模态指令 模态是指:相应字段的值一经设置后就一直有效,直至某程序段又对该字段重新设置.（他的另一意义是指,设置之后,以后的程序段若使用相同的功能,可

4、以不必再输入该字段.） 非模态代码就是本条程序段里有效的G代码。非模态指令：称非续效指令，其功能仅在出现的程序段有效。 程序段格式举例： N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08 N40 X90 （本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）,（1）坐标字由坐标名、带、-符号的绝对坐标值(或增量坐标值)构成。 （2）表示坐标名的英文字母的含义如下所示： X、Y、Z：X、Y、Z方向的主运动 U、V、W：分别对应平行X、Y、Z坐标的第二坐标 A、B、C：分别对应绕X、Y、Z坐标的转动坐标 I、J、K：圆

5、弧中心坐标，圆弧的起点对圆心的增量坐标，分别对应于X、Y、Z坐标方向。,二、坐 标 字,三、进给功能字(F字),它由地址码F和后面表示进给速度值的若干位数字构成。用它规定直线插补G01和圆弧插补G02G03方式下，刀具中心的进给运动速度。 进给速度是指沿各坐标轴方向速度的矢量和；进给速度的单位取决于数控系统的工作方式和用户的规定。 它可以是mm/min、in/min、rmin。例如在米制编程的零件程序中F220就是表示进给速度为220mm/min。,四、主轴转速功能字(S字),S字用来规定主轴转速，它由S字母后面的若干位数字组成，这个数值就是主轴的转速值，单位是r/min。例如：S300表示主

6、轴的转速为300rmin。 S字一般来说是模态的,M地址字后接2位数值，M00M99，部分已国际标准化。 在同一程序段中，既有M代码，又有G代码时，系统将根据设定的参数来决定执行先后顺序： 1)辅助功能代码与坐标移动指令同时执行。 2)在执行坐标移动指令之前执行辅助功能，通常称之为“前置”。 3)在坐标移动指令完成以后执行辅助功能，称为“后置”。 M代码也分成模态和非模态两种。如：M03,M04主轴的正转和反转，模态的 M代码可以分成两大类，一是基本M代码，另一类是用户M代码。基本M代码是由数控系统定义的；用户M代码则是由数控机床制造商定义的。,五、辅助功能字(M功能),M辅助码：是控制机床开

7、关功能的指令，如切削液打开，主轴正转、反转等。,辅助功能字(M功能),（1）M00：程序暂停指令 NC执行到M00时，中断程序的执行，按循环起动按钮可以继续执行程序。,辅助功能字(M功能),（2）M01：可选择程序停止指令 NC执行到M01时，若M01有效开关置为上位，则M01与M00指令有同样效果，如果M01有效开关置下位，则M01指令不起任何作用,辅助功能字(M功能),(3)M02：程序结束指令 遇到M02指令时，NC认为该程序已经结束，停止程序的运行并发出一个复位信号。 （4）M30程序结束并返回程序头。 在程序中，M30除了起到与M02 同样的作用外，还使程序返回程序头。,辅助功能字(

8、M功能),（5）M03/M04主轴正反转 该辅助代码与S功能字联合使用，用来启动主轴旋转 如：M03 S100 （6）M05主轴停止,六、刀具偏置字(D字和H字),在程序中，D字后接一个数值是将规定在刀具偏置表中的刀具直径值调出，当使用刀具补偿激活时(G41，G42)，这个值就是刀具直径的补偿值。,(1) G54 建立工件坐标系,与G55、G56、G57、G58、G59可 选择6个坐标系,3.3 一些准备G代码指令,G54：X-50Y-50Z-10 建立了原点在O加工坐标系,G55:X-100Y-100Z-20 建立了原点在O的加工坐标系。,(2)坐标平面设定指令（G17，G18，G19）,G

9、17表示选择 XY平面，G18表示选择 ZX平面，G19表示选择 YZ平面。 一般，数控车床默认在ZX平面内加工，数控铣床默认在XY平面内加工,返回,（3）G90、G91绝对坐标及增量坐标编程指令 G90表示程序段的坐标字为绝对坐标； G91表示程序段的坐标字为增量坐标。,（4）G00 快速点定位命令 刀具以点位控制方式移动到下一个目标位置（点） 程序书写格式为： G00 XYZ 其中X、Y、Z为 目标点增量或绝对坐标。,G00的定位过程： 从程序段执行开始，加速到指定的速度，然后按此速度移动，最后减速到达终点。 速度值由具体数控系统和机床决定，程序段中不能用F功能字指定。,A,B,速度,运动

10、的几种方式： （1）按机床设定速度先令某轴移动到位后再令另一轴移动到位； （2）各轴按相同速度一齐移动，此时若X、Y、Z坐标要求行程不相等，各轴到达目标点的时间不同，刀具运动轨迹为一空间折线； （3）令各铀以不同的速度(各轴移动速度比等于各轴移动距离比)移动，同时到达目标点，刀具运动轨迹为一直线。 因此，编程前应了解机床数控系统的G00指令各坐标轴运动的情况，避免刀具与工件或夹具碰撞。,返回,说明： 1、G00 一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。 2、为避免干涉，通常的做法是：不轻易三轴联动。一般先移动一个轴，再在其它两轴构成的面内联动。 如：进刀时，先在安全高度Z上，移动（联动）X、Y

11、 轴，再下移Z轴到工件附近。 退刀时，先抬Z轴，再移动X-Y轴。,直线插补指令用于产生按指定进给速度F实现空间直线运动。 程序格式：G01 X Y Z F 其中：X、Y、Z的值是直线插补的终点坐标值。 例：实现图中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为： 绝对方式编程：G90 G01 X10 Y10 F100 增量方式编程：G91 G01 X-10 Y-20 F100,（1）直线插补指令G01,3.5、轮廓插补命令,返回,(2)圆弧插补指令 顺时针圆弧插补指令（G02） 逆时针圆弧插补指令（G03） 方向：从XY平面（ZX平面，YZ平面）的Z轴（Y轴，X轴）的正向往负向观察,Z,X,G18,G

12、03,G02,Y,Z,G19,G03,G02,圆弧插补（G02/G2、G03/G3） 功能：G02为顺时针插补，G03为逆时针插补,格式： G03 Xx Yy Ii Jj Ff 或 G03 Xx Yy Rr Ff x,y-终点坐标(与G90和G91有关 ) I,J-圆心坐标(增量值，与G90和G91无关 ) r-圆弧半径(负值表示大于180度圆弧) f-切向速度 例：G03 X100. Y100. I50. J50. F100. 或 G03 X100. Y100. R50. F100.,I，J分别表示X，Y轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如下图所示。某项为零时可以省略。,注意：R取值的正负,G

13、00 X0 Y0; G02 X0 Y0 I10 J0 F100;,注意：整圆必须用圆心坐标编程,不能用半径编程,圆弧插补示例，加工轨迹如图,指定圆心、绝对编程方式： G01 X200.0 Y40.0； G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300； G02 X120.0 Y60.0 I-50.0；,C,B,A,圆弧插补示例，加工轨迹如图,指定圆心的，增量编程方式： G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300； G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0；,C,B,A,圆弧插补示例，加工轨迹如图,指定半径、绝对编程方式：,G01 X200.0 Y

14、40.0； G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300 G02 X120.0 Y60.0 R50.0；,C,B,A,圆弧插补示例，加工轨迹如图,指定半径的，增量编程方式： G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300； G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0；,C,B,A,返回,运动指令 G00 G01 G02 G03,运动的目标,G00 X Y Z 折 线 机床允许的最高速度,G01 X Y Z 直 线 速度由F指定,G02 X Y 圆弧（大小圆心坐标I、J确定） 速度由F指定,G03 X Y 圆弧（大小圆弧半径R确定） 速度由F指定,运动的轨

15、迹,运动的速度,应用举例,刀具具有一定的半径，刀具中心点的运动轨迹与被加工零件的轮廓轨迹不重合，必须使刀具中心的运动轨迹偏离轮廓一个刀具半径值，这种偏移叫做刀具半径补偿。,(2) 刀具半径补偿指令 (G41/G42/G40),G41为刀具半径左补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿。（刀具绕工件顺时针运动）,G42为刀具半径右补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿。 （刀具绕工件逆时针运动） G40 为补偿撤消指令。,G41/G42 G00/G01 X Y D /建立补偿程序段 G40 G00/G01 X Y /补偿撤

16、消程序段,/轮廓切削程序段,程序格式：,G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线段的终点坐标值； G40程序段中的X、Y值是撤消补偿直线段的终点坐标； D为刀具半径补偿代号地址字，后面一般用两位数字表示代号，代号与刀具半径值一一对应。,分为三步： 1、刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。 2、刀补进行：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。 3、刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。,刀具半径补偿的过程,1、刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个

17、偏置量的过程。 也要从第3轴正方向往负方向判断。 2、刀补调用：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。 3、刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。,由数控系统来自动完成刀具补偿的计算工作。 启用数控系统的刀具补偿功能后，刀具补偿的计算工作将由数控系统来自动完成。此时数控加工程序段中的坐标数据采用零件轮廓的实际坐标数据。,G01 G42 X-10 Y10 D1 0F200 G02 X0 Y20 R10 F200 G02 X0 Y20 I0 J-20 X10 Y10 R10 G01 G40 X0 Y0,X,Y,（1）建立和取消刀补只能由G00、G01切线进入或切

18、出,不能使用圆弧指令。 （2）必须在切入工件前完成刀具半径补偿，建立补偿可在工件外或废料中进行，不能在切入工件的同时进行刀具补偿，这样会产生过切现象。 （3）刀具半径补偿结束用G40撤销，撤销时也要防止过切。 （4）刀具半径补偿只能在平面内补偿，不要在刀具补偿状态下，连续出现第三轴的移动指令。,注意事项：,返回,应用举例,1、使用半径为R5mm的刀具加工如图所示的零件，加工深度为5mm，加工程序编制如下： O10G54 G90 G01 Z40 F2000 /进入加工坐标系M06 T01 / 换一号铣刀 M03 S500 /主轴启动G01 X-50 Y0 /到达X，Y坐标起始点G01 Z-5 F

19、100 /到达Z坐标起始点G01 G42 X-10 Y0 D01 /建立右偏刀具半径补偿G01 X60 Y0 /切入轮廓G03 X80 Y20 R20 /切削轮廓G03 X40 Y60 R40 /切削轮廓G01 X0 Y40 /切削轮廓G01 X0 Y-10 /切出轮廓G01 G40 X0 Y-40 /撤消刀具半径补偿G01 Z40 F2000 /Z坐标退刀M05 /主轴停M30 /程序结束 设置G54：X-400，Y-150，Z-50； D015。,： T02 M06 ； 功能：主轴上的刀具先装回刀库，再旋转至2号刀，将2号刀装上主轴,刀具半径补偿的应用:,可用同一程序、同一尺寸的刀具，通过

20、修改刀具补偿值的办法，实现粗加工、半精加工和精加工，这样可以节省大量的算点、编程等时间。其刀具半径补偿的输入为： 刀具补偿值R刀加工余量 加工余量： 粗加工：0.5mm至1.0mm 半精加工：0.1mm 至0.2mm 精加工：0,五 、综合实例,设定加工坐标系为（X0，Y0，Z0）； 主轴转速度800r/min 进给速度150mm/min；采用T01号刀具,X,实例1,N00 G92 X0 Y0 Z0； N10 G90 G17 M03 S800 ； N20 G01 G41 X250.0 Y550.0 D01 ； N30 G01 Y900.0 F150； N40 X450.0； N50 G03

21、X500.0 Y1150.0 R650.0； N60 G02 X900.0 Y1150.0 R-250.0； N70 G03 X950.0 Y900.0 R650.0； N80 G01 X1150.0； N90 Y550.0； N100 X700.0 Y650.0； N110 X250.0 Y550.0； N120 G01 G40 X0 Y0； N130 M30,实例1,X,1，请往图中所示相反的方向走刀，设定加工坐标系为（X0，Y0，Z0）； 2，主轴转速800r/min 进给速度150mm/min；采用T01号刀具； 3，采用相对坐标编程；,练习,刀具长度补偿,1、刀具长度补偿的作用： 用于刀具轴向(Z向)的补偿. 使刀具在轴向的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量. 刀具长度尺寸变化时，可以在不改动程序的情况下，通过改变偏置量达到加工尺寸. 利用该功能，还可在加工深度方向上进行分层铣削，即通过改变刀具长度补偿值的大小，通过多次运行程序而实现。,2、刀具长度补偿的方法 将不同长度刀具通过对刀操作获取差值。 通过MDI方式将刀具长度参数输入刀具参数表。 执行程序中刀具长度补偿指令。,3、刀具长度补偿指令,刀具长度补偿G43，G44，