1、機(jī)床數(shù)控技術(shù)銑削編程,湖南工程學(xué)院 機(jī)械系 教師 袁平,2.5 數(shù)控銑床和加工中心的編程,銑削編程基本指令 銑削加工中心編程實(shí)例,2.5.1 準(zhǔn)備功能基本指令,準(zhǔn)備功能指令也稱(chēng)G功能（或G指令），它用來(lái)指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能。準(zhǔn)備功能是用地址G及其后面的數(shù)字來(lái)指令機(jī)床運(yùn)動(dòng)。 FANUC0i MA數(shù)控系統(tǒng)的G功能指令見(jiàn)表2-8。,從表中可以看到，G代碼被分為了不同的組，這是由于大多數(shù)的G代碼是模態(tài)的（續(xù)效的）。 所謂模態(tài)G代碼，是指這些G代碼不只在當(dāng)前的程序段中起作用，而且在以后的程序段中一直起作用，直到程序中出現(xiàn)另一個(gè)同組的G代碼為止。對(duì)于模態(tài)指令，不需要在每一程序段中重復(fù)使用。 非模態(tài)G代碼

2、：00組的G代碼是非模態(tài)的（非續(xù)效），這些G代碼只在它們所在的程序段中起作用。 標(biāo)有*號(hào)的G代碼是通電時(shí)的初始狀態(tài)。 同一程序段中可以有幾個(gè)G代碼出現(xiàn)，但當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的同組G代碼出現(xiàn)時(shí)，最后出現(xiàn)的一個(gè)（同組的）G代碼有效。,1. 絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編程（G90、G91）,坐標(biāo)軸移動(dòng)量的編程方法有絕對(duì)坐標(biāo)編程和相對(duì)坐標(biāo)編程兩種。 G90為絕對(duì)坐標(biāo)編程指令，以程序段中各軸移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)值編程； G91為增量坐標(biāo)編程指令，以程序中各軸運(yùn)動(dòng)的位移量編程。,注意以下事項(xiàng)： （1）機(jī)床通電后自動(dòng)設(shè)置成G90狀態(tài)； （2）G90、G91為模態(tài)G代碼； （3）選用G90，還是G91，應(yīng)根據(jù)具體零件確定。,

3、圖2-5-1 絕對(duì)坐標(biāo)編程 圖2-5-2 增量坐標(biāo)編程,圖2-5-1中尺寸是根據(jù)零件上某一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)給定的，選用G90編程較好。 圖2-5-2中尺寸采用連續(xù)標(biāo)注，則選用G91編程較方便。,2. 快速運(yùn)動(dòng)（G00）,G00指定點(diǎn)定位，命令刀具以點(diǎn)位控制方式，從刀具所在點(diǎn)以最快的速度，移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。 其編程格式為：G00 IP _ _ _ ；IP為目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，可以用X、Y、Z、A、B和C組合表示。機(jī)床快速運(yùn)動(dòng)的速度不需要指定，而是由生產(chǎn)廠(chǎng)家確定。,圖2-5-3 G00、G01指令的應(yīng)用,如圖2-5-3 所示，刀具從起點(diǎn)A快速運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)B的程序?yàn)椋?G90 G00 X210.0 Y120.0；（絕

4、對(duì)坐標(biāo)編程） G91 G00 X194.0 Y104.0；（增量坐標(biāo)編程）,3. 直線(xiàn)插補(bǔ)指令（G01） 該指令讓刀具按給定的進(jìn)給速度直線(xiàn)插補(bǔ)到指定目標(biāo)點(diǎn)。 編程格式為：G01 IP_ F_；式中IP符號(hào)意義同G00。 F指定刀具的進(jìn)給速度（Feed） ，也稱(chēng)F功能，用字母F及其后面的若干位數(shù)字來(lái)表示，單位為mm/min。,圖2-5-3 G00、G01指令的應(yīng)用,對(duì)于圖2-5-3所示，刀具從A點(diǎn)以F500移動(dòng)到B點(diǎn)的程序?yàn)椋?G90 G01 X210.0 Y120.0 F500 ；（絕對(duì)坐標(biāo)編程） G91 G01 X194.0 Y104.0 F500 ；（增量坐標(biāo)編程）,若程序?yàn)镚01XYZA

5、Ff；則各軸進(jìn)給速度為： 其中：,若旋轉(zhuǎn)軸分量為0，則有：,圖2-5-4 旋轉(zhuǎn)軸的進(jìn)給,對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸的進(jìn)給速度公制單位為（）/min，規(guī)定逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正。(需要注意這里的旋轉(zhuǎn)角度單位為度，而不是弧度) 。 如圖2-5-4所示，刀具由A旋轉(zhuǎn)到B，角度大小為90度，順時(shí)針?lè)较颍D(zhuǎn)速度為300/min， 程序?yàn)椋篏91 G01 B-90.0 F300；。,4. 插補(bǔ)平面選擇指令（G17、G18、G19）,圖2-54 圓弧插補(bǔ)指令,插補(bǔ)平面選擇指令（G17、G18、G19） 該組指令用于選擇圓弧插補(bǔ)和刀具半徑補(bǔ)償平面，如圖2-54所示。其中 ： G17選擇X、Y平面； （即垂直于Z軸） G18選擇Z、

6、X平面； （即垂直于Y軸） G19選擇Y、Z平面。 （即垂直于X軸） 該組指令為模態(tài)指令，系統(tǒng)初始狀態(tài)為G17狀態(tài)， 直線(xiàn)移動(dòng)指令與平面選擇無(wú)關(guān)。,O,z,y,x,G17(xOy平面),G19(yOz平面),G18(zOx平面),平面選擇指令,5. 圓弧插補(bǔ)指令（G02、G03）,G02、G03指定刀具從圓弧起點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到圓弧終點(diǎn)。 G02為順圓弧插補(bǔ)，G03為逆圓弧插補(bǔ)。判別方法如圖2-54所示。 編程格式：,式中， X、Y、Z在G90方式時(shí)為工件坐標(biāo)系的終點(diǎn)位置，在G91方式時(shí)為本程序段中刀具起始點(diǎn)到終點(diǎn)位置的距離。 I、J、K表示圓弧圓心的坐標(biāo)，它是圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)在X、Y、Z軸方向

7、上的增量值，也可理解成圓弧起點(diǎn)到圓心的矢量（矢量方向指向圓心）。根據(jù)矢量在X、Y、Z軸上的投影，決定其數(shù)值符號(hào)，如圖2-55所示。I、J、K與G90或G91無(wú)關(guān)。,圖2-55 I、J、K的選擇,如果以R指令給出圓弧半徑，則相應(yīng)圓弧程序中的圓心坐標(biāo)(I、J、K)就可省略。 其編程格式為：,圖4-7 優(yōu)弧與劣弧,如圖2-55所示，經(jīng)過(guò)起點(diǎn)A和終點(diǎn)B，半徑為定長(zhǎng)R的圓應(yīng)有兩個(gè)，即圓弧段1和圓弧段2。為了區(qū)別規(guī)定: 優(yōu)?。▓A心角大于180）用-R表示， 劣?。▓A心角小于180）用+R表示， 其程序段表示如下。 圓弧段1(劣弧)： G91 G02 X60.0 Y30.0 R50.0 F300； 圓弧段2

8、 (優(yōu)弧)： G91 G02 X60.0 Y30.0 R-50.0 F300；,啟發(fā)： 思考將G02=G03, 找到對(duì)應(yīng)的圓弧? 又若是改變起點(diǎn)和終點(diǎn)的順序呢？ 圓弧段3(劣弧)： G91 G03 X60.0 Y30.0 R50.0 F300； 圓弧段4 (優(yōu)弧)： G91 G03 X60.0 Y30.0 R-50.0 F300；,圖4-7 優(yōu)弧與劣弧,3,4,P1,P2,280,200,60,160,200,321.65,R=145.6,y,x,O,G02、G03 圓弧插補(bǔ)應(yīng)用,當(dāng)?shù)毒咭?0mm/min的速度切削圓弧，(1) 當(dāng)圓弧的起點(diǎn)為P1, 終點(diǎn)為P2, 圓弧插補(bǔ)程序段為(G90方式下

9、)： G02 X321.65 Y280. I40. J140. F50; 或 G02 X321.65 Y280. R-145.6 F50; (2) 當(dāng)圓弧的起點(diǎn)為P2, 終點(diǎn)為P1, 圓弧插補(bǔ)程序段為(G90方式下)： G03 X160. Y60. I-121.65 J-80. F50; 或 G03 X160.5 Y60. R-145.6 F50; 這里注意通過(guò)R值的正負(fù)來(lái)區(qū)分優(yōu)弧、劣?。?圓弧插補(bǔ)編程的注意事項(xiàng)為： （1）如果程序段中漏編R，則作直線(xiàn)移動(dòng)。 （2）如果采用I、J、K方式編程，在程序段中漏編了X、Y、Z，或圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)等于終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，則走出的圖形為整圓。如G02 I_J_；程序

10、段表示的軌跡為整圓。當(dāng)只有R時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為編入0圓弧。如G02 R_；程序段表示刀具并不移動(dòng)。 （3）如I、J、K、R同時(shí)出現(xiàn)在程序段中，則根據(jù)R值加工圓弧。 （4）F指令為沿圓弧切向的進(jìn)給速度。,6. 坐標(biāo)系統(tǒng),刀具在機(jī)床行程范圍內(nèi)的位置由坐標(biāo)確定， 常用的坐標(biāo)系統(tǒng)有機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系。,1）機(jī)床坐標(biāo)系（G53）,機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，由機(jī)床來(lái)確定。在機(jī)床調(diào)整后，一般此坐標(biāo)系是不允許變動(dòng)的。在機(jī)床通電后，按“手動(dòng)返回參考點(diǎn)”操作后，就建立了機(jī)床坐標(biāo)系。此時(shí)顯示器上顯示的當(dāng)前刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值均為零。 機(jī)床坐標(biāo)系可由G53選定，其編程格式為：（G90）G53 IP(X_Y_Z

11、_) ； 以上程序段規(guī)定機(jī)床在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)快速運(yùn)動(dòng)至IP指令所給定的坐標(biāo)位置處。,注意事項(xiàng)：,使用G53指令，需注意以下事項(xiàng)： （1）G53是非模態(tài)指令，僅在本程序段內(nèi)有效； （2）G53指令在G90狀態(tài)下有效，在G91狀態(tài)下無(wú)效； （3）G53指令會(huì)取消刀具半徑補(bǔ)償和長(zhǎng)度補(bǔ)償； （4）執(zhí)行G53指令前必須先以手動(dòng)或自動(dòng)完成機(jī)床返回參考點(diǎn)操作。,2）工件坐標(biāo)系（G92、G54G59）,（1）G92指令設(shè)定工件坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)之間的距離用G92指令進(jìn)行設(shè)定，其編程格式為： G92 X_ Y_ Z_ ； 其中，X_ Y_ Z_為刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的初始位置，該指令建立了

12、工件坐標(biāo)系。,圖2-53 設(shè)定工件坐標(biāo)系,如圖2-53所示，刀尖是程序的起點(diǎn)， 用G92 X20. Y10. Z10.； 執(zhí)行G92指令時(shí)，機(jī)床是不動(dòng)作的，即X、Y、Z軸方向上不移動(dòng)。,(20,10,10),（2）G54G59設(shè)定工件坐標(biāo)系 在機(jī)床行程范圍內(nèi)還可由G54G59指令設(shè)定6個(gè)不同的工件坐標(biāo)系。 G54G59設(shè)定工件坐標(biāo)系與G92指令設(shè)定工件坐標(biāo)系有較大的區(qū)別，后者在程序中直接設(shè)定工件坐標(biāo)系，而前者必須通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的偏置頁(yè)面，預(yù)先將G54G59設(shè)定的工件坐標(biāo)系的數(shù)值設(shè)置在寄存器中，編程中再用G54G59指令進(jìn)行調(diào)用。 G92與G54G59指令不能同時(shí)存在一個(gè)程序段中，否則G92會(huì)取代

13、G54G59指令。,G54G59一經(jīng)建立，后面的程序就在指定的坐標(biāo)系中工作。如： N10 T1M6 ；刀具交換 N20 G00 G54 X20. Y50. S2000 M03 ；建立G54坐標(biāo)系，快進(jìn)至（20,50），主軸以2000 r/min 正轉(zhuǎn) N30 Z10. N40 G01 Z0. F500. ,機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn),參考點(diǎn),工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn) (G54G59),對(duì)于完成如圖所示的零件鉆孔加工，可以使用G54G59 工件坐標(biāo)系編程簡(jiǎn)化程序，減少坐標(biāo)換算。,7. 暫停指令G04,編程格式：G04X（P）_ 暫停G04指令刀具暫時(shí)停止進(jìn)給，直到經(jīng)過(guò)指令的暫停時(shí)間，再繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。地址P或X指

14、令暫停的時(shí)間。 其中地址X后可以是帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位為s，如暫停5s可寫(xiě)為G04X5.0； 地址P不允許用小數(shù)點(diǎn)輸入，只能用整數(shù)，單位為ms，如暫停5s可寫(xiě)為G04P5000。此功能常用于切槽或鉆盲時(shí)的孔底光順。,8. 刀具半徑補(bǔ)償（G40、G41、G42）,簡(jiǎn)化編程； 粗、精加工共用同一程序； 內(nèi)、外型腔用同一程序。,1）刀具半徑補(bǔ)償?shù)哪康模?由于銑刀具有一定的半徑，所以銑削時(shí)刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。 若數(shù)控裝置不具備刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能，則只有按刀心軌跡進(jìn)行編程，如圖2-59中細(xì)實(shí)線(xiàn)所示，其數(shù)據(jù)計(jì)算有時(shí)相當(dāng)復(fù)雜，尤其當(dāng)?shù)毒吣p、重磨、換新刀而導(dǎo)致刀具直徑變化時(shí)，必須重新計(jì)算刀心軌跡，

15、修改程序，這樣既繁瑣，又不易保證加工精度。 如果數(shù)控系統(tǒng)具備刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)，編程只需按工件輪廓線(xiàn)進(jìn)行，如圖2-59中粗實(shí)線(xiàn)所示，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀心軌跡坐標(biāo)，使刀具偏離工件輪廓一個(gè)半徑值，即進(jìn)行半徑補(bǔ)償。,（a) 外型腔 （b） 內(nèi)型腔 圖2-59 刀具半徑補(bǔ)償,注意：圖中粗實(shí)線(xiàn)的輪廓是同樣大小的，但細(xì)實(shí)線(xiàn)的輪廓大小不同。,刀補(bǔ)建立的編程格式,刀具補(bǔ)償建立的編程格式為：,2）刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒?在數(shù)控面板上輸入被補(bǔ)償?shù)毒叩陌霃窖a(bǔ)償值，將其儲(chǔ)存在刀具補(bǔ)償寄存器中，編程時(shí)采用半徑補(bǔ)償指令，即可進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。 刀具半徑補(bǔ)償?shù)拇a有G40、G41、G42，都是模態(tài)代碼。 G40是取消刀具半徑

16、補(bǔ)償功能，機(jī)床初始狀態(tài)即為G40； G41為刀具半徑左補(bǔ)償（左刀補(bǔ)），在相對(duì)于刀具前進(jìn)方向的左側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，如圖6-10（a）所示，此時(shí)為順銑； G42稱(chēng)為右補(bǔ)償（右刀補(bǔ)），是在相對(duì)于刀具前進(jìn)方向的右側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，如圖6-10（b）所示，此時(shí)為逆銑。,（a）左補(bǔ)償,順銑 （b）右補(bǔ)償,逆銑 圖6-10 刀具半徑的左右補(bǔ)償,由圖可見(jiàn)： 外表面： 左順右逆; 內(nèi)表面：左逆右順 2. 左補(bǔ)償： 外順內(nèi)逆; 右補(bǔ)償：外逆內(nèi)順,圖6-11 判斷刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖蟆⒂沂址▌t,判斷左、右刀補(bǔ)的方法還可采用左、右手法則： 伸開(kāi)手掌朝上，五指并攏，將手掌和四指當(dāng)作工件，大拇指指向刀具運(yùn)動(dòng)方向，符合左手法則的為左補(bǔ)償（

17、G41），符合右手法則的為右補(bǔ)償（G42）。如圖6-11所示。,左、右刀補(bǔ),由于數(shù)控銑床進(jìn)給絲杠一般具有消除游隙的裝置，而順銑方式具有消耗功率小、刀刃磨損小、工作較平穩(wěn)、振動(dòng)小、表面粗糙度值低等優(yōu)點(diǎn)，因此順銑效果好于逆銑，G41指令使用較多。 刀補(bǔ)建立的編程格式為：,其中，G17、G18或G19指定在哪個(gè)平面進(jìn)行補(bǔ)償，G00與G01為刀具運(yùn)動(dòng)指令，刀補(bǔ)的建立必須在G00或G01狀態(tài)下完成。 、是G00、G01運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，與指定平面中的軸相對(duì)應(yīng)。 D與其后面的數(shù)值是刀補(bǔ)號(hào)碼，代表了刀具補(bǔ)償寄存器中刀補(bǔ)的數(shù)值。如D01表示刀具補(bǔ)償寄存器中第1號(hào)刀具的半徑值。,G40 取消刀具半徑補(bǔ)償,輪廓加

18、工完成后，應(yīng)取消刀具半徑補(bǔ)償，其編程格式為：,G41 (左補(bǔ)償)G42 (右補(bǔ)償) 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)刀具半徑補(bǔ)償?shù)囊苿?dòng)軌跡關(guān)系,偏移前路線(xiàn),偏移前路線(xiàn),偏移后路線(xiàn),偏移后路線(xiàn),G40取消刀具半徑補(bǔ)償 (A點(diǎn)-B點(diǎn)),刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡,編程軌跡,A,B,3）刀具半徑補(bǔ)償?shù)膭?dòng)作 例2-5，加工如圖2-62所示工件，編寫(xiě)其刀補(bǔ)動(dòng)作程序。 程序如下： O005（OFFSET INC.）程序名及注釋 N010 G54G90G17G00X0.Y0.S1000M03；由G17指定刀補(bǔ)平面； N020 G41X20.Y10.D01；由刀補(bǔ)號(hào)碼D01指定刀補(bǔ)； N030 G01Y50. F100； 刀補(bǔ)模式 N040

19、 X50.； N050 Y20.； N060 X10.； N070 G00 G40 X0.Y0.M05；用G40取消刀補(bǔ)； N080 M30 程序中有斜體標(biāo)記的地方是與沒(méi)有刀具半徑補(bǔ)償?shù)某绦虿煌帯?圖2-62 刀具動(dòng)作,（1）啟動(dòng)并建立刀具半徑補(bǔ)償階段 （2）刀補(bǔ)狀態(tài) （3）取消刀補(bǔ)階段,上述程序中的刀具動(dòng)作為：,（1）啟動(dòng)并建立刀具半徑補(bǔ)償階段 當(dāng)N020程序段中編入G41和D01指令后，運(yùn)算裝置同時(shí)先行讀入N030、N040兩段，在N020段的終點(diǎn)（N030段的始點(diǎn)），做出一個(gè)矢量，該矢量的方向是與下一段的前進(jìn)方向垂直且向左，大小等于刀補(bǔ)值（即H01的值）。刀具中心在執(zhí)行這一段（N02

20、0段）時(shí)移向該矢量終點(diǎn)。在該接段中動(dòng)作指令只有用G00或G01，不能用G02或G03。,（2）刀補(bǔ)狀態(tài) 從N030段開(kāi)始進(jìn)入刀補(bǔ)狀態(tài)，在此狀態(tài)下，G01、G02、G03、G00都可使用。這一階段也是每段都先行讀入兩段，自動(dòng)按照啟動(dòng)階段的矢量作法做出每個(gè)沿前進(jìn)方向左側(cè)且加上刀補(bǔ)的矢量路徑。,（3）取消刀補(bǔ)階段 當(dāng)N070程序段中用到G40指令時(shí)，則在N060段的終點(diǎn)（N070段的始點(diǎn)）做出一個(gè)矢量，它的方向是與N060段前進(jìn)方向的垂直且朝左，大小為刀補(bǔ)值。刀具中心就停止在這矢量的終點(diǎn)，從這一位置開(kāi)始刀具中心移向N070段的終點(diǎn)。此時(shí)也只能用G01或G00，而不能用G02或G03指令。 /即：只能

21、在直線(xiàn)段建立和取消刀補(bǔ)， 而不能在圓弧段建立和取消刀補(bǔ)。,例2-5-2(原書(shū)6-2)，如圖（原書(shū)圖6-13）所示，起始點(diǎn)在（0，0），刀具運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)程序如下： O003 N0010 G90 G54 G17 G00 X0. Y0. S1000 M03；選定工件坐標(biāo)系，指定加工平面 N0020 Z100.； N0030 G41 X20. Y10. D01；刀補(bǔ)啟動(dòng) N0040 Z2.；連續(xù)兩段只有Z移動(dòng) N0050 G01 Z-10. F100； Z移動(dòng) N0060 Y50.； N0070 X50.； N0080 Y20.； N0090 X10.； N0100 G00 Z100.； N0110 G

22、40 X0. Y0. M05；取消刀補(bǔ) N0120 M30； 當(dāng)補(bǔ)償從N0030開(kāi)始建立的時(shí)候，機(jī)床只能預(yù)讀兩句，而N0040、N0050都是Z軸移動(dòng)，沒(méi)有X、Y軸移動(dòng)，機(jī)床無(wú)法判斷下一步補(bǔ)償?shù)氖噶糠较?，也就作不出矢量，確定不了前進(jìn)的方向。此時(shí)盡管用G41進(jìn)入了刀補(bǔ)狀態(tài)，但刀具中心卻并未加上刀補(bǔ)，而直接運(yùn)動(dòng)到P1點(diǎn)。當(dāng)在P1點(diǎn)執(zhí)行完N0040、N0050段后，再執(zhí)行N0060段，刀具中心從P1點(diǎn)移到交點(diǎn)A，于是發(fā)生過(guò)切。為避免過(guò)切，可在補(bǔ)償之前選擇一個(gè)不與工件干涉的點(diǎn)，讓Z軸降到所需的高度后再進(jìn)行刀補(bǔ)。 將上述程序的N0030N0060作如下修改：,原程序,O003 N0010 G90 G54

23、 G17 G00 X0. Y0. S1000 M03；選定工件坐標(biāo)系，指定加工平面 N0020 Z100.； N0030 G41 X20. Y10. D01；刀補(bǔ)啟動(dòng) N0040 Z2.；連續(xù)兩段只有Z移動(dòng) N0050 G01 Z-10. F100； Z移動(dòng) N0060 Y50.； N0070 X50.； N0080 Y20.； N0090 X10.； N0100 G00 Z100.； N0110 G40 X0. Y0. M05；取消刀補(bǔ) N0120 M30；,修改后程序,將上述程序的N0030N0060作如下修改： N0030 X20.； N0040 Z5.； N0050 G01 Z-10.

24、 F200； N0055 G41 Y10. D01； N0060 Y50. F100； ,圖6-13 進(jìn)刀超差,避免過(guò)切!,4）刀具半徑補(bǔ)償功能應(yīng)用特點(diǎn)： （1）為避免計(jì)算刀具軌跡，可直接用零件輪廓尺寸編程； （2）刀具因磨損、重磨、換新刀而引起直徑改變后不需修改程序，只需更改刀具參數(shù)直徑值。 （3）應(yīng)用同一程序，使用同一尺寸的刀具，利用刀補(bǔ)值可進(jìn)行粗精加工。 （4）利用刀補(bǔ)值控制輪廓的尺寸精度。,（1）為避免計(jì)算刀具軌跡， 可直接用零件輪廓尺寸編程； 意義： 簡(jiǎn)化編程，提高效率，把繁瑣的工作交給計(jì)算機(jī)。,圖6-14 刀具半徑變化而加工程序不變,（2）刀具因磨損、重磨、換新刀而引起直徑改變后不

25、需修改程序，只需更改刀具參數(shù)直徑值。 如圖6-14 所示，R1為未磨損刀具半徑，R2為磨損后刀具半徑，將刀具參數(shù)庫(kù)的刀具半徑值R1改為R2，即可采用同一程序進(jìn)行加工。,（3）應(yīng)用同一程序，使用同一尺寸的刀具，利用刀補(bǔ)值可進(jìn)行粗精加工。 如圖2-63（鄧編教材圖6-15）所示，刀具半徑r，P1、P2為粗、精加工刀心位置，精加工余量為a，粗加工時(shí)，輸入刀具直徑D=2（r+a），則加工出雙點(diǎn)劃線(xiàn)輪廓；精加工時(shí)，輸入D=2r，則加工出實(shí)線(xiàn)輪廓。,圖2-63（鄧書(shū)圖6-15） 利用刀補(bǔ)值進(jìn)行粗精加工,圖6-16 用刀補(bǔ)值控制尺寸精度,（4）利用刀補(bǔ)值控制輪廓的尺寸精度。因刀具直徑的輸入值具有小數(shù)點(diǎn)后24

26、位（0.010.0001）的精度，故可控制輪廓尺寸精度。 如圖6-16所示，單面加工，若測(cè)得尺寸L偏大了a值（實(shí)線(xiàn)輪廓）， 則可將原來(lái)的刀補(bǔ)值D=2r改為D=2（r-a），即可獲得尺寸L（虛線(xiàn)輪廓）。圖中P1為原來(lái)的刀心位置，P2為修改刀補(bǔ)值后的刀心位置。,注意: 在這里, 刀具半徑的改變是由大變小,而不是由小變大. 比如: D=2(r+a)=D=2r D=2r=D=2(r-a) 另外, 這里為直徑而不是半徑, 注意相乘2倍的關(guān)系.,9. 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償,編程格式：,使用該指令后，編程時(shí)可以不考慮刀具的長(zhǎng)短，只按假設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度編程，實(shí)際所用刀具長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度不同時(shí)則用長(zhǎng)度補(bǔ)償功能進(jìn)行補(bǔ)償

27、。上式中G43為正向偏移，G44為負(fù)向偏移，H指定偏移量，從H00到H99共100組，其中H00為0。 無(wú)論是絕對(duì)坐標(biāo)還是增量坐標(biāo)編程，已存放在寄存器H中的數(shù)值在用G43時(shí)與Z軸坐標(biāo)相加，在G44時(shí)則與Z軸坐標(biāo)相減，從而成為新的Z軸坐標(biāo)。輸入G49指令或H00，均可取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。,正補(bǔ)償: Z實(shí)際值=Z指令值+(Hxxx); 負(fù)補(bǔ)償: Z實(shí)際值=Z指令值-(Hxxx);,圖2-64 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償加工,例2-6，加工如圖2-64所示的孔，已知鉆頭比標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀桿短了4mm。 編寫(xiě)其刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償加工程序。,注意： 比標(biāo)準(zhǔn)桿長(zhǎng)用G44 ， 比標(biāo)準(zhǔn)桿短用G43.,程序如下： O0006 N010 G5

28、4 G91 G00 X120.0 Y80.0 S600 M03；以增量方式到達(dá)t1孔上方 N020 G43 Z-32.0 H01； 到達(dá)R平面 N030 G01 Z-21.0 F100； 進(jìn)刀深18mm（18=21-3） N040 G04 P2000； 盲孔，暫停2秒 N050 G00 Z21.0； 回退到R平面 N060 X30.0 Y-50.0； 到達(dá)t2孔上方 N070 G01 Z-41.0 F100； 鉆通t2孔（41=3+30+8） N080 G00 Z41.0； 回退到R平面 N090 X50.0 Y30.0； 到達(dá)t3孔上方 N100 G01 Z-25.0； 進(jìn)刀深22mm（22

29、=25-3） N110 G04 P2000； 盲孔，暫停2秒 N120 G00 Z57.0 H00； 回退初始平面（57=22+35） N130 X-200.0 Y-60.0 M05； 退回初始位置 N140 M02； (M02或M30)程序結(jié)束,注：,N120 G00 G49 Z57.0； N130 X-200.0 Y-60.0 M05； N140 M30； (M02或M30)程序結(jié)束,10. 返回參考點(diǎn)指令（G27G29）,1）參考點(diǎn)返回檢查（G27） 2）自動(dòng)返回參考點(diǎn)（G28） 3）從參考點(diǎn)自動(dòng)返回（G29）,1）參考點(diǎn)返回檢查（G27） 編程格式：G27 IP(X_Y_Z_)； 該命

30、令使被指令軸以快速定位進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)到IP指令的位置，然后檢查該點(diǎn)是否為參考點(diǎn)，如果是，則發(fā)出該軸參考點(diǎn)返回的完成信號(hào)（點(diǎn)亮該軸的參考點(diǎn)到達(dá)指示燈）；如果不是，則發(fā)出一個(gè)報(bào)警，并中斷程序運(yùn)行。利用這條指令可以檢驗(yàn)刀具是否能夠定位到參考點(diǎn)上。 在刀具偏置的模態(tài)下，刀具偏置對(duì)G27指令同樣有效，所以一般來(lái)說(shuō)執(zhí)行G27指令以前應(yīng)該取消刀具偏置（半徑偏置和長(zhǎng)度偏置）。,2）自動(dòng)返回參考點(diǎn)（G28） 編程格式：G28 IP(X_Y_Z_) ； 該指令使指令軸以快速定位進(jìn)給速度經(jīng)由IP指定的中間點(diǎn)返回機(jī)床參考點(diǎn)，中間點(diǎn)的指定既可以是絕對(duì)值方式的也可以是增量值方式的，這取決于當(dāng)前的模態(tài)。一般地，該指令用于整個(gè)

31、加工程序結(jié)束后使工件移出加工區(qū)，以便卸下加工完畢的零件和裝夾待加工的零件。 在使用G28指令時(shí)，必須先取消刀具半徑補(bǔ)償，而不必先取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，因?yàn)镚28指令包含刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償取消、主軸停止、切削液關(guān)閉等功能。,3）從參考點(diǎn)自動(dòng)返回（G29） 編程格式：G29 IP(X_Y_Z_) ； 該命令使被指令軸以快速定位進(jìn)給速度從參考點(diǎn)經(jīng)由中間點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到指令位置，中間點(diǎn)的位置由以前的G28指令確定。一般地，該指令用在G28之后，被指令軸位于參考點(diǎn)的時(shí)候。 在增量值方式模態(tài)下，指令值為中間點(diǎn)到終點(diǎn)（指令位置）的距離。,如圖2-57所示，加工后刀具已定位到A點(diǎn)，取B點(diǎn)為中間點(diǎn)，C點(diǎn)為執(zhí)行G29時(shí)應(yīng)到達(dá)的點(diǎn)，

32、程序如下： G91 G28 X800. Y200.； M06； G29 X300. Y-300.； 此程序執(zhí)行時(shí)，刀具首先從A點(diǎn)出發(fā)，以快速點(diǎn)定位的方式經(jīng)由B點(diǎn)到達(dá)參考點(diǎn)(增量坐標(biāo))，(在參考點(diǎn))換刀后執(zhí)行G29指令，刀具從參考點(diǎn)先運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)再到達(dá)C點(diǎn)，B點(diǎn)至C點(diǎn)的增量坐標(biāo)為X300. Y-300.；,圖2-57 G28、G29應(yīng)用,圖2-57 G28、G29應(yīng)用,若(上述)程序中無(wú)G28指令時(shí)，則程序段G90 G29 的進(jìn)給路線(xiàn)為A-O- C; 通常G28和G29指令應(yīng)配合使用，使機(jī)床換刀后直接返回到加工點(diǎn)C,而不必計(jì)算中間點(diǎn)B與參考點(diǎn)R之間的實(shí)際距離。,2.5.3 孔加工固定循環(huán)（G73，

33、G74，G76，G80G89）,應(yīng)用孔加工固定循環(huán)功能，使得其它方法需要幾個(gè)程序段完成的功能，在一個(gè)程序段內(nèi)完成，同時(shí)，它能縮短程序節(jié)省存儲(chǔ)器容量。,1）孔加工固定循環(huán)的組成 一個(gè)孔加工固定循環(huán)通常由6個(gè)動(dòng)作組成（圖2-65 ） 動(dòng)作1 x軸和y軸的定位。使刀具快速定位到孔加工的位置； 動(dòng)作2 快速運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)。刀具自初始點(diǎn)快速進(jìn)給到R點(diǎn)； 動(dòng)作3 孔加工。以切削進(jìn)給的方式執(zhí)行孔加工的動(dòng)作； 動(dòng)作4 在孔底的動(dòng)作。包括暫停、主軸準(zhǔn)停、刀具移位等動(dòng)作； 動(dòng)作5 返回到R點(diǎn)。繼續(xù)孔加工可以在安全移動(dòng)刀具時(shí)選擇R點(diǎn)； 動(dòng)作6 快速運(yùn)動(dòng)到初始點(diǎn)?？准庸ね瓿珊笠话銘?yīng)選擇初始點(diǎn)。,圖2-65 固定循環(huán)的動(dòng)作

34、,2）定位平面及鉆孔軸選擇 定位平面決定于平面選擇指令G17、G18、G19；其相應(yīng)的鉆孔軸分別平行于Z軸、Y軸和X鈾。 對(duì)于立式數(shù)控銑床，定位平面只能是XY平面，鉆孔軸平行于Z軸，它與平面選擇指令無(wú)關(guān)。,3）孔加工固定循環(huán)指令 編程格式： 其中G73G89為孔加工方式，對(duì)應(yīng)于固定循環(huán)指令； X、Y為孔位數(shù)據(jù)； Z、R、Q、P、F為孔加工數(shù)據(jù)； L為重復(fù)次數(shù)。,（1）孔加工方式：FANUC 0i MA系統(tǒng)的孔加工固定循環(huán)指令如表2-9所示。 （2）孔位數(shù)據(jù)X、Y：刀具以快速進(jìn)給的方式到達(dá)（x、y）點(diǎn)。 （3）返回點(diǎn)平面選擇 （4）孔加工數(shù)據(jù),表2-9 孔加工固定循環(huán),（3）返回點(diǎn)平面選擇 G9

35、8、G99決定了固定循環(huán)在孔加工完成后是返回R點(diǎn)還是起始點(diǎn)，如圖2-66所示。 在G98模態(tài)下，孔加工完成后Z軸返回初始點(diǎn)； 在G99模態(tài)下則返回R點(diǎn)。如果被加工的孔在一個(gè)平整的平面上，選擇G99指令，這是因?yàn)榫幊讨幸话鉘點(diǎn)非?？拷ぜ砻?，返回R點(diǎn)可以縮短零件加工時(shí)間； 但如果工件表面有高于被加工孔的凸臺(tái)或筋時(shí)，使用G99時(shí)非常有可能使刀具和工件發(fā)生碰撞，這時(shí)，則選用G98指令，使Z軸返回初始點(diǎn)后再進(jìn)行下一個(gè)孔的定位，以確保安全。,圖2-66 G98與G99返回平面,（4）孔加工數(shù)據(jù),Z：在G90方式下指定沿Z軸方向孔底的位置，G91方式下指定從R點(diǎn)到孔底的距離。如圖2-67所示。 R：在G

36、90方式下指定沿Z軸方向R點(diǎn)的位置，G91方式下指定從初始點(diǎn)到R點(diǎn)的距離。如圖2-67所示。 Q：用于指定深孔鉆循環(huán)G73和G83中的每次進(jìn)刀量，精鏜循環(huán)G76和反鏜循環(huán)G87中的偏移量（無(wú)論G90或G91模態(tài)，總是增量值指令） P：規(guī)定在孔底的暫停時(shí)間，用整數(shù)表示，單位為ms。 F：指定固定循環(huán)中的切削進(jìn)給速率，在固定循環(huán)中，從初始點(diǎn)到R點(diǎn)及從R點(diǎn)到初始點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)以快速進(jìn)給的速度進(jìn)行，從R點(diǎn)到Z點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)以F指定的切削進(jìn)給速度進(jìn)行，而從Z點(diǎn)返回R點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)則根據(jù)固定循環(huán)的不同可能以F指定的速率或快速進(jìn)給速率進(jìn)行。 L重復(fù)次數(shù)：指定固定循環(huán)在當(dāng)前定位點(diǎn)的重復(fù)次數(shù)，執(zhí)行一次可不寫(xiě)L1，如果指令是L0，

37、則系統(tǒng)存儲(chǔ)加工數(shù)據(jù)，但在當(dāng)前點(diǎn)不執(zhí)行加工。,圖2-67 G90與G91的坐標(biāo)計(jì)算,孔加工數(shù)據(jù)不要求全部都寫(xiě)出，根據(jù)需要可省去若干地址和數(shù)據(jù)。 固定循環(huán)指令是模態(tài)指令，在被改變或固定循環(huán)被取消之前會(huì)一直保持，使用G80或G00、G0l、G02、G03指令可以取消固定循環(huán)。,4）各種孔加工方式說(shuō)明,（1）G73高速深孔鉆削循環(huán)與G83排屑鉆孔循環(huán) （2）G74左螺紋攻絲循環(huán)與G84右螺紋攻絲循環(huán) （3）精鏜循環(huán)G76 （4）G81鉆孔循環(huán)、點(diǎn)鉆循環(huán)和G82鉆孔循環(huán)、锪鏜循環(huán) （5）G86鏜孔循環(huán) （6）G87反鏜循環(huán) （7）G88鏜孔循環(huán) （8）G85精鏜孔循環(huán)和G89精鏜階梯孔循環(huán),非數(shù)控方向，

38、具體內(nèi)容略，參見(jiàn)教材,5）使用孔加工固定循環(huán)的注意事項(xiàng)：,一共有如下6項(xiàng)： （1）在指定固定循環(huán)指令之前，必須先使用S和M代碼指令主軸旋轉(zhuǎn)。 （2）在固定循環(huán)模態(tài)下，包含X、Y、Z、A、R的程序段將執(zhí)行固定循環(huán)，如果一個(gè)程序段不包含上列的任何一個(gè)地址，則在該程序段中將不執(zhí)行固定循環(huán)，G04中的地址X除外。另外，G04中的地址P不會(huì)改變孔加工參數(shù)中的P值。 （3）孔加工參數(shù)Q、P必須在固定循環(huán)被執(zhí)行的程序段中被指定，否則指令的Q、P值無(wú)效。,（4）在執(zhí)行含有主軸控制的固定循環(huán)（如G74、G76、G84等）過(guò)程中，刀具開(kāi)始切削進(jìn)給時(shí)，主軸有可能還沒(méi)有達(dá)到指令轉(zhuǎn)速。這種情況下，需要在孔加工操作之間加

39、入G04暫停指令。 （5）當(dāng)固定循環(huán)指令和M代碼在同一程序段中指定時(shí)，在第一個(gè)定位動(dòng)作的同時(shí)執(zhí)行M代碼，然后系統(tǒng)處理下一個(gè)鉆孔動(dòng)作。當(dāng)指定重復(fù)次數(shù)K時(shí)，只在第一個(gè)孔執(zhí)行M代碼，對(duì)第二個(gè)和以后的孔，不執(zhí)行M代碼。 （6）在固定循環(huán)中指定刀具長(zhǎng)度偏置（G43，G44 或G49）時(shí)，在定位到R點(diǎn)的同時(shí)施加偏置。,2.5.12 主程序與子程序,1）調(diào)用子程序M98指令 在主程序中，調(diào)用子程序的編程格式： M98 P； 地址P后面所跟的數(shù)字中，后面的四位用于指定被調(diào)用的子程序的程序號(hào)，前面的三位用于指定調(diào)用的重復(fù)次數(shù)。 比如M98 P51002；表示調(diào)用1002號(hào)子程序，重復(fù)5次。 注: 重復(fù)1次可以省

40、略不寫(xiě).,1）調(diào)用子程序M98指令,另一格式： 編程格式：M98 P L; 其中，M98是調(diào)用子程序指令， 地址P后面的4位數(shù)字為子程序號(hào)， 地址L指令指令重復(fù)調(diào)用子程序的次數(shù)，若只調(diào)用一次可省略不寫(xiě)。,圖2-58（5-31） 子循環(huán)調(diào)用,如圖2-58（5-31）所示，主程序可以嵌套調(diào)用(調(diào)用兩重子程序)，即主程序調(diào)用一個(gè)子程序，而子程序又可以調(diào)用另一個(gè)子程序。編程中使用較多的是二重嵌套。,主程序和子程序 在一個(gè)加工程序中，如果有幾個(gè)連續(xù)的程序段在多處重復(fù)出現(xiàn)，則可將這些重復(fù)使用的程序段按規(guī)定的格式獨(dú)立編號(hào)成子程序，輸入到數(shù)控系統(tǒng)的子程序存儲(chǔ)區(qū)中，以備調(diào)用。程序中子程序以外的部分便稱(chēng)為主程序。

41、,O1000； M98P0020; M30;,O0020； M98P0010 M99;,O0010； M99;,子程序,主程序,子程序,補(bǔ)充:,2）子程序的格式 O（或：）； 子程序開(kāi)始符及子程序號(hào) 子程序內(nèi)容 M99； 子程序結(jié)束,3）M99的其它用法 （1）若子程序最后的程序段只用指令“M99 P_”時(shí)，表示執(zhí)行完子程序后，返回主程序中由P指定的程序段。 （2）若在主程序中插入“M99”程序段，則執(zhí)行完該指令后，將返回主程序起點(diǎn)重新運(yùn)行程序。（3）若在主程序中插入“M99 P_”程序段，則執(zhí)行完該程序段后，將返回程序中地址P指定的程序段。,本節(jié)學(xué)習(xí)提示：,大致需要掌握幾組模塊，比如進(jìn)給、刀

42、具補(bǔ)償、坐標(biāo)系； 本章需要死記硬背的東西較多，需要理解與記憶相結(jié)合，在理解的基礎(chǔ)上記憶； 象背英語(yǔ)單詞或ASCII代碼那樣熟練記住一些重要的NC數(shù)控代碼；,2.5.4 加工中心編程實(shí)例,例2-7 已知某內(nèi)輪廓型腔如圖2-75（a）所示，工件材料為45鋼，試編寫(xiě)其型腔數(shù)控加工程序。,1.數(shù)控加工工藝分析 該型腔粗加工采用20mm的立銑刀，精加工采用10mm的鍵槽銑刀加工。加工前，首先在腔槽中心鉆好一20mm的工藝孔。粗加工從中心工藝孔垂直進(jìn)刀，向周邊擴(kuò)展，如圖2-75（b）右圖所示。安全面高度取40mm。,（a） （b） 圖2-75 內(nèi)輪廓型腔零件圖及加工進(jìn)刀方式與工藝路線(xiàn),2.零件加工程序 零件加工程序如下（不包括鉆工藝孔）： O0007 N10 T01 M06； 選T01號(hào)20mm立銑刀 N20 G54 G90 G00 X0 Y0； 建立工件坐標(biāo)系 N30 Z40.0 S275.0 M03； 刀具運(yùn)動(dòng)到安全面高度，啟動(dòng)主軸 N40 M08； 打開(kāi)冷卻液 N50 G01 Z25.0 F20.0； 從工藝孔垂直進(jìn)刀5mm，至高度25mm處，第一層粗加工高度,調(diào)用子程序(4次),N60 M98 P0001； 調(diào)用子程序0001，進(jìn)行第一層粗加工 N70 Z20.0 F20.0； 從工藝孔垂直進(jìn)刀5mm，至高度20mm處，第二層粗加