数控铣床的加工程序编制.ppt

1、数控机床编程与操作,主讲：王振华,第五章 数控铣床的加工程序编制,5.1 数控铣床程序编制的基础* 5.2 数控铣床程序编制* 5.3 典型零件的程序编制* 5.4 思考与练习题*,本章知识 掌握数控铣床程序编制的基础 掌握数控铣床程序编制的指令 熟练使用数控铣床的指令进行加工程序的编制,数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削和三维及三维以上复杂型面铣削，还可以进行钻削、镗削、螺纹切削等孔系加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。,数控铣床可以分为立式、卧式和立卧两用式，各类铣床配置的数控系统不同，其功能也不尽相

2、同。除各有其特点之外，常具有下列主要功能： 1.点位控制功能 利用这一功能，数控铣床可以进行只需要作点位控制的钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等加工。,5.1 数控铣床程序编制的基础,2.连续轮廓控制功能 数控铣床通过直线与圆弧插补，可以实现对刀具运动轨迹的连续轮廓控制，加工出由直线和圆弧两种几何要素构成的平面轮廓工件。对非圆曲线（椭圆、抛物线、双曲线等二次曲线及对数螺旋线、阿基米德螺旋线和列表曲线等）构成的平面轮廓，在经过直线或圆弧逼近后也可以加工。除此之外，还可以加工一些空间曲面。,3.刀具半径自动补偿功能 使用这一功能，在编程时可以很方便地按工件实际轮廓形状和尺寸进行编程计算，而加工中可以使

3、刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径，加工出符合要求的轮廓平面。 也可利用该功能，通过改变刀具半径补偿量的方法来弥补铣刀制造的尺寸精度误差，扩大刀具直径选用范围及刀具返修刃磨的允许误差。还可以利用改变刀具半径补偿值的方法，以同一加工程序实现分层铣削和粗、精加工或用于提高加工精度。,此外，通过改变刀具补偿值的正负号，还可以用同一加工程序加工某些需要相互配合的工件（如相互配合的凹凸模等）。 .刀具长度补偿功能 利用该功能可以自动改变切削平面高度，同时可以降低在制造与返修时对刀具长度尺寸的精度要求，还可以弥补轴向对刀误差。,.比例及镜像加工功能 比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行。镜像

4、加工又称轴对称加工，如果一个零件的形状关于坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象限的程序，而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实现。 .旋转功能 该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行。,.子程序调用功能 有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，将这一轮廓形状的加工程序作为子程序，在需要的位置上重复调用，就可以完成对该零件的加工。 8.宏程序功能 该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活性和方便性。,.特殊功能 有些数控铣床在增加了计算机仿形加工装置后，可以在数控和靠模两种控制方式中任选一种来进行加工，从而扩大了机床使用范围。

5、 具备自适应功能的数控铣床可以在加工过程中感受到切削状况（如切削力、温度等）的变化，通过适应性控制系统及时控制机床改变切削用量，使铣床及刀具始终保持最佳状态，从而可获得较高的切削效率和加工质量，延长刀具使用寿命。,数控铣床在配置了数据采集系统后，就具备了数据采集功能。数据采集系统可以通过传感器（通常为电磁感应式、红外线或激光扫描式）对工件或实物依据（样板、模型等）进行测量和采集所需要的数据。 目前已出现既能对实物扫描采集数据，又能对采集到的数据进行自动处理并生成数控加工程序的系统（简称录返系统）。这种功能为那些必须按实物依据生产的工件实现数控加工带来了很大的方便，大大减少了对实物的依赖，为仿制

6、与逆向进行设计、制造一体化工作提供了有效手段。,.基本编程指令的应用 （1）子程序的调用 指令：M98、M99 分别表示调用子程序和子程序结束并返回到主程序。 调用子程序的程序叫作主程序。一个子程序可以调用另一个子程序，嵌套为2级，一个调用指令可以重复一个子程序达999次。,5.数控铣床程序编制,程序格式：M98 P M99 其中，P调用地址，后面跟8位数字，前4位为调用次数，后4位为子程序号。如M98 P00071004，表示调用1004号子程序7次。调用次数为1时，可省略调用次数。 M99表示子程序结束并返回到调用子程序的主程序中。,当子程序的最后程序段只有M99时，子程序结束，返回到调用

7、程序段后面的一个程序段。 一个程序段号在M99后由P指定时，系统执行完子程序后，将返回到由P指定的那个程序段号上。,子程序也可被视为主程序执行，当直接运行到M99时，系统将返回到主程序的起点。 若在主程序中插入“/M99 Pn”，那么在执行该程序时，不是返回主程序的起点，而是返回到由P指定的第“n”号程序段。跳步功能是否执行，还取决于跳步选择开关的状态。,（2）刀具补偿功能 刀具半径补偿功能 指令：G41、G42、G40 刀具半径补偿功能在前面已经讨论过，这里不再详细叙述。在针对具体零件编程中，要注意正确选择G41和G42，以保证顺铣和逆铣的加工要求。,例：加工零件如图5.5所示。选择零件编程

8、原点在O点，刀具直径为12mm，铣削深度为5mm，主轴转速为600r/min，进给速度为60mm/min，刀具偏移代号为H03，起刀点在（0，0，10）。,图5.5 刀具半径补偿指令应用,（3）图形比例及镜像功能指令 指令：G50、G51 G50、G51指令的使用，可使原编程尺寸按指定比例进行缩小或放大；也可让图形按指定规律产生镜像变换。G51为比例编程指令；G50为撤销比例编程指令。,各轴按相同比例编程 程序格式：G51 X Y Z P G50 其中：X、Y、Z比例中心的坐标（绝 对方式）； P比例系数，最小输入量为0.001，比例系数的范围为0.001999.999。该指令以后的移动指令，

9、从比例中心点开始，实际移动量为原数值的P倍。P值对偏移量无影响。,例：在图5.7中，P1P4为原编程图形；P1P4为比例编程的图形；P0为比例中心。,图5.7 各轴按相同比例编程,各轴以不同比例编程 各轴可以按不同比例来缩小或放大，当给定的比例系数为-1时，可获得镜像加工功能。 程序格式：G51 X Y Z I J K G50 其中：X、Y、Z比例中心坐标； I、J、K对应X、Y、Z轴的比例系数，在范围内。 本系统设定I、J、K不能带小数点，比例为1时，应输入1000，并在程序中都应输入，不能省略。,比例系数与图形的关系如图5.8所示。其中b/a为X轴系数；d/c为Y轴系数；O为比例中心。,图

10、5.8 各轴按不同比例编程,镜像功能 举例来说明镜像功能的应用。如图5.9所示，其中槽深为2mm，比例系数取+1000或-1000。设刀具起始点在O点，程序如下：,图5.9 镜像功能,子程序：O9000 N10 G00 X60 Y60 N20 G01 Z-2 F100 N30 G01 X100 Y60 N40 Y100 N50 X60 Y60 N60 G00 Z4 N70 M99,主程序：O100 N10 G54 N20 G90 N30 M98 P9000 N40 G51 X50 Y50 I-1000 J1000 N50 M98 P9000 N60 G51 X50 Y50 I-1000 J-1

11、000 N70 M98 P9000 N80 G51 X50 Y50 I1000 J-1000 N90 M98 P9000 N100 G50 N110 M30,（4）坐标系旋转功能 基本编程方法 指令：G68、G69 G68、G69可使编程图形按指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度。G68表示开始坐标旋转，G69用于撤销旋转功能。,程序格式：G68 X Y R G69 其中：X、Y旋转中心的坐标值（可以是X、Y、Z中的任意两个，它们由当前平面选择指令确定）。当X、Y省略时，G68指令认为当前的位置即为旋转中心。 R旋转角度，逆时针旋转为正向，一般为绝对值。旋转角度范围：-360.0+360.0，

12、单位为0.001度。当R省略时，按系统参数确定旋转角度。,当程序在绝对方式下时，G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对方式移动指令，才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量方式移动指令，那么系统将以当前位置为旋转中心，按G68给定的角度旋转坐标。,例：如图5.10所示，应用旋转指令的程序如下：,图5.10 坐标系的旋转,N10 G92 X-5 Y-5 N20 G68 G90 X7 Y3 R60 N30 G90 G01 X0 Y0 F200 （G91 X5 Y5） N40 G91 X10 N50 G02 Y10 R10 N60 G03 X-10 I-5 J-5 N70 G01 Y-10 N80

13、G69 G90 X-5 Y-5 N90 M30,坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系 旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内。,例：如图5.11所示，程序如下：,图5.11 坐标旋转与刀具半径补偿,N10 G92 X0 Y0 N20 G68 R-30 N30 G90 G42 G00 X10 Y10 F100 H01 N40 G91 X20 N50 G03 Y10 I-10 J5 N60 G01 X-20 N70 Y-10 N80 G40 X0 Y0 N90 G69 M30 参数设置：H01=5,与比例编程方式的关系 在比例模式时，再执行坐标旋转指令，旋转中心坐标也执行比例操作，但旋转角度不受影响，这时各指令的排列顺序如下： G51. G68. G41/G42. G40. G69. G50.,1如题图5.1所示的零件，试编写其数控加工程序。,5.4 思考与练习题,题图5.1,2在题图5.2所示的零件上，钻削5个10mm的孔。试