数控铣削加工编程

1,汉川HC1 数控系统,5.1 数控铣削编程概述,第5章 数控铣削加工编程,5.2 数控铣床系统指令,5.3 典型零件数控铣削编程综合实例,FANUC 0i Mate 数控系统,2,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、三维复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。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。 数控铣床分类： a.立式铣床 b.卧式铣床 c.万能式数控铣床 d.龙门式铣床,5.1 数控铣削编程概述,3,数控铣床具有丰富的加工功能和较宽的加工工艺范围。各种类型数控铣床所配置的数控系统虽然各有不同，但各种数控系统的功能，除一些特殊功能不尽相同外，其主要功能基本相同。数控铣床的主要功能有:,1、点位控制功能2、连续轮廓控制功能3、刀具半径补偿功能4、刀具长度补偿功能5、比例缩放及镜像加工功能6、旋转功能7、子程序调用功能8、用户宏程序功能,5.1.1. 数控铣削加工特点,4,数控铣床的加工范围,铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。数控铣削主要适合于下列几类零件的加工。,1、平面类零件 平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平面的夹角为一定值的零件，这类加工面可展开为平面。,a)轮廓面A b)轮廓面B c)轮廓面C,5,2、 直纹曲面类零件 直纹曲面类零件是指由直线依某种规律移动所产生的曲面类零件。加工面不能展开为平面。,直纹曲面,数控铣床的加工范围,6,3、 立体曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为立体曲面类零件。这类零件的加工面不能展成平面，一般使用球头铣刀切削，加工面与铣刀始终为点接触，若采用其它刀具加工，易产生干涉而破坏邻近表面。可采用行切法或三坐标联动加工（空间直线插补）。,数控铣床的加工范围,7,数控铣床的夹具和刀具,1、夹具 数控铣床主要用于加工形状复杂的零件，但所使用夹具的结构往往并不复杂，数控铣床夹具的选用可首先根据生产零件的批量来确定。对单件、小批量、工作量较大的模具加工来说，一般可直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧，然后通过加工坐标系的设定来确定零件的位置。 对有一定批量的零件来说，可选用结构较简单的夹具。,8,2、刀具 数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能及加工余量等，选择刚性好、耐用度高的刀具。常见刀具见右图。,数控铣床的夹具和刀具,9,铣刀类型选择,1） 铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀。,数控铣床的夹具和刀具,10,2）曲面类零件,加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头铣刀。粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀,如图所示。,数控铣床的夹具和刀具,11,3）铣小平面或台阶面,铣小平面或台阶面一般采用通用铣刀，如图所示。,数控铣床的夹具和刀具,12,4）键槽,铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀，如图所示。,数控铣床的夹具和刀具,13,5）孔加工,孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图所示。,数控铣床的夹具和刀具,14,机床坐标系,是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点。在机床经过设计制造和调整后这个原点便被确定下来，它是固定的点。,5.1.2 数控铣床的坐标系,15,迪卡尔,数控机床采用的是笛卡尔的直角三坐标系统，X、Y、Z三轴之间的关系遵循右手定则。如右图所示，右手三指尽量互成直角，拇指指向X轴正方向，食指指向Y轴正方向，中指指向Z轴正方向。,遵循右手笛卡尔直角坐标系原则:,5.1.2 数控铣床的坐标系,16,数控装置通电后通常要进行回参考点操作，以建立机床坐标系。参考点可以与机床原（零）点重合，也可以不重合，通过参数来指定机床参考点到机床原点的距离。机床回到了参考点位置也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC装置就建立起了机床坐标系。,机床坐标系的原点简称为机床原点，通常在各坐标轴的正向最大极限处。,5.1.2 数控铣床的坐标系,17,工件坐标系,用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件坐标系的原点即为工件原（零）点。,工件零点的位置是任意的，它是由编程人员在编制程序时根据零件的特点选定的。,考虑到编程的方便性，工件坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床的坐标轴方向一致。,5.1.2 数控铣床的坐标系,18,工件坐标系 原点,机床坐标系 原点,5.1.2 数控铣床的坐标系,19,数控铣削加工工件的安装,数控铣削加工选择定位基准应遵循的原则：,尽量选择零件上的设计基准作为定位基准,定位基准选择要能完成尽可能多的加工内容,定位基准应尽量与工件坐标系的对刀基准重合,必须多次安装时，应遵从基准统一原则,20,零件结构的工艺性分析,零件结构工艺性分析的主要内容：,审查与分析零件图纸中尺寸标注方法是否适合数控加工；,审查与分析图纸中几何元素的条件是否充分、正确；,审查与分析数控加工零件的结构合理性；,21,预防零件变形措施：,对于大面积的薄板零件，改进装夹方式，采用合适的加工顺序和刀具,采用适当的热处理方法,粗、精加工分开及对称去除余量等措施来减小或消除变形的影响,零件结构的工艺性分析,22,提高工艺性的措施 ：,减少薄壁零件或薄板零件,尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸,保证基准统一原则,零件结构的工艺性分析,23,数控铣床的加工工艺,1、选择并确定数控铣削加工部位及工序内容,2、加工工序的划分,3、确定对刀点与换刀点,4、选择走刀路线,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,24,1、选择并确定数控铣削加工部位及工序内容,（1）工件上的曲线轮廓，特别是有数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓； （2）已给出数学模型的空间曲面； （3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位； （4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽； （5）以尺寸协调的高精度孔或面； （6）能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状； （7）采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容。,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,25,在数控机床上特别是在数控铣床、加工中心上加工零件，工序十分集中，许多零件只需在一次装夹后就能完成全部工序。,但是零件的粗加工，特别是铸、锻毛坯零件的基准平面、定位面等的加工应在普通机床上完成之后，再装夹到数控机床上进行加工。这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用成本。,2、 工序的划分,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,26,导轨粗基准的加工,以加工后的床脚为基准加工导轨面,以导轨面为粗基准,加工床脚,2、工序的划分（先后顺序例）,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,27,刀具集中分序法,粗、精加工分序法,按加工部位分序法,2、工序的划分,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,28,刀具集中分序法,即按所用刀具划分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的其它部位。,特点：,这种分序法可以减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。,2、工序的划分,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,29,粗精加工分序法,这种分序法是根据零件的形状、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分开的原则进行分序。对单个零件或一批零件先进行粗加工、半精加工，而后精加工。,注意：,粗精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。,2、工序的划分,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,30,按加工部位分序法,即先加工平面、定位面，再加工孔；,先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；,先加工精度比较低的部位，再加工精度要求较高的部位。,2、工序的划分,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,31,零件材料变形小，加工余量均匀，可以采用刀具集中分序法，以减少换刀时间和定位误差；,例如：,若零件材料变形较大，加工余量不均匀，且精度要求较高，则应采用粗精加工分序法。,2、工序的划分,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,32,对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。,对刀点,指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。,3、 确定对刀点与换刀点,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,33,对刀点的选择原则,便于用数字处理和简化程序编制,在机床上找正容易，加工中便于检查,引起的加工误差小,3、 确定对刀点与换刀点,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,34,对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。,对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。,3、 确定对刀点与换刀点,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,35,定心锥轴找孔中心,36,百分表找孔中心,37,寻边器对刀,对刀方式,数控铣削加工的对刀,38,寻边器找对称中心,39,数控铣削加工的对刀,对刀方式,标准芯轴和块规对刀,40,以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点,对刀操作时的坐标位置关系,41,Z向对刀设定,刀具Z向对刀-可利用基准刀具及Z向设定器进行精确对刀，其原理与寻边器相同。,42,对刀时应使对刀点与刀位点重合。,刀位点,是指确定刀具位置的基准点,如： 平头立铣刀的刀位点一般为端面中心；球头铣刀的刀位点取为球心；钻头为钻尖。,3、 确定对刀点与换刀点,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,43,换刀点,应根据工序内容来作安排，为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往设在距离零件较远的地方。对于加工中心，其换刀点的Z向坐标是固定的；对于铣床，一般需操作者手动换刀。,3、 确定对刀点与换刀点,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,44,走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被加工工件的的运动轨迹。走刀路线的确定非常重要，因为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。同时，也是编写程序的依据。,4、 选择走刀路线,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,45,确定走刀路线的一般原则,保证零件的加工精度和表面粗糙度。,选择使工件在加工后变形小的路线。,寻求最短加工路线，减少空刀时间。,沿着切线方向切入与切出工件。,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,方便数值计算，减少编程工作量。,46,铣削外圆的切入切出路径,切入切出路径,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,47,铣削内圆的切入切出路径,铣削内轮廓的切入切出路径,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,48,另外，在选择走刀路线时应注意以下几种情况：,（1）避免引入反向间隙误差。,（2）顺铣加工与逆铣加工方式。,（3）立体轮廓的加工。,（4）内槽加工。,4、 选择走刀路线,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,49,避免反向误差的加工路线,存在反向误差的加工路线,镗铣加工路线图,避免引入反向误差,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,50,刀具补偿的设置,在切入工件前应该已经完成刀具半径补偿，而不能在切入工件时同时进行刀具补偿，这样会产生过切现象。为此，应在切入工件前的切向延长线上另找一点，作为完成刀具半径补偿点.,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,51,切入工件同时补偿,切入工件前补偿,刀具补偿的设置,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,52,顺铣和逆铣加工,切削加工方式,顺铣,逆铣,在铣削加工中，铣刀的走刀方向与在切削点的切削分力方向相同。用于当工件表面无硬皮、机床进给机构无间隙、精铣加工的场合。,在铣削加工中，铣刀的走刀方向与在切削点的切削分力方向相反。用于当工件表面有硬皮、机床进给机构间隙较大、粗铣加工的场合。,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,53,采用顺铣加工方式,顺铣和逆铣,铣削内沟槽的侧面,顺铣和逆铣加工,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,54,立体轮廓的加工,立体轮廓的加工,加工一个曲面时可能采取的三种走刀路线，即沿参数曲面的u向行切、沿V向行切和环切。,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,55,内槽加工,内槽是指以封闭曲线为边界的平底凹坑，如下图所示。加工内槽一律使用平底铣刀，刀具边缘部分的圆角半径应符合内槽的图纸要求。内槽的切削分两步，第一步切内腔，第二步切轮廓。切轮廓通常又分为粗加工和精加工两步。,5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点,56,5.2 数控铣床系统指令 （FANUC 0i Mate系统）,57,1、快速定位指令G00 格式：G00 X_Y_Z_； 其中，X、Y、Z为快速定位终点， G90时为终点在工件坐标系中的坐标； G91时为终点相对于起点的位移量。 G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功 能注销。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,58,2、单方向定位指令G60 格式：G60 X_Y_Z_A_ 其中，X、Y、Z、A、为定位终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。 在单向定位时，每一轴的定位方向是由机床参数确定 的。在G60中，先以G00速度快速定位到一中间点，然 后以一固定速度移动到定位终点。中间点与定位终点 的距离（偏移值）是一常量，由机床参数设定，且从 中间点到定位终点的方向即为定位方向。 G60指令仅在其被规定的程序段中有效。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,59,3、直线插补指令G01 格式： G01 X _Y_Z_F_； 其中，X、Y、Z为终点坐标， G90时为终点在工件坐标系中的坐标； G91时为终点相对于起点的位移量。 G01和F都是模态代码，G01可由G00、G02、G03或G33功能注销。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,60,4、圆弧插补指令G02/G03 格式：,XY平面的圆弧 G17 G02(或G03) X_ Y_ I_ J_ F_；,ZX平面的圆弧 G18 G02(或G03) X_ Z_ I_ K_ F_；,YZ平面的圆弧 G19 G02(或G03) Y_ Z_ J_ K_ F_；,YZ平面的圆弧 G19 G02(或G03) Y_ Z_ R_ F_；,其中：,G02为顺圆插补，G03为逆圆插补；,X、Y、Z为圆弧终点坐标；,I、J、K为圆心相对于圆弧起点的增量坐标；,也可用圆弧半径R来编程，如：,R的规定：圆弧圆心角180时R取正值；180时 R 取负值；整圆不能用R编程。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,61,起点,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,62,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,63,例、用8的刀具，沿双点画线加工工件上表面3mm深凹槽,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,64,N10 G92 X0 Y0 Z50 N20 M03 S500 N30 G00 X19 Y24 N40 Z5 N50 G01 Z-3 F40 N60 Y56 N70 G02 X29 Y66 R10 (N70 G02 X29 Y66 I10) N80 G01 X71 N90 G02 X81 Y56 R10 (N90 G02 X81 Y56 J-10) N100 G01 Y24 N110 G02 X71 Y14 R10 (N110 G02 X71 Y14 I-10) N120 G01 X29 N130 G02 X19 Y24 R10 (N130 G02 X19 Y24 J10) N140 G00 Z50 N150 X0 Y0 N160 M30,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,65,5、顺圆、逆圆螺旋线插补 格式：,在Z方向上进行螺旋线插补：G17 G02/G03 X_ Y_ I_ J_ Z_ F_； 或 G17 G02/G03 X_ Y_ R_ Z_ F_；,在Y方向上进行螺旋线插补：G18 G02/G03 Z_ X_ K_ I_ Y_ F_； 或 G18 G02/G03 Z_ X_ R_ Y_ F_；,在X方向上进行螺旋线插补：G19 G02/G03 Y_ Z_ J_ K_ X_ F_； 或 G19 G02/G03 Y_ Z_ R_ X_ F_；,其中：F指令指定某平面内沿圆弧的进给速度；直线轴（红色字体所代表的轴）的进给速度为：F x 沿直线轴进给距离/圆弧的长度。,注意：在螺旋插补程序段中不能指令刀具偏置和刀具长度补偿。,圆弧终点坐标,沿直线轴的进给距离,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,66,例. 图27所示的螺旋线程序 G91时：G91 G17 G03 X-30 Y30 R30 Z10 F100; G90时：G90 G17 G03 X0 Y30 R30 Z10 F100;,在XY平面圆弧的终点坐标为（0，30），直线轴（Z轴）的进给距离为+10。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,67,例. 编制下图所示的螺旋线程序,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,68,例. 下图所示的螺旋线程序 G91时: G91 G19 G02 Y30 Z-30 R30 X10 F100 G90时：G90 G19 G02 Y30 Z0 R30 X10 F100,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,69,例. 下图所示用直径10mm的键槽刀加工直径50的孔，工件高10mm N5 G92 X0 Y0 Z30 N10 M03 S500 N100 G03 X20 Y0 I-20 Z3 N20 G01 Z11 X20 F200 N110 G03 X20 Y0 I-20 Z2 N30 G03 X20 Y0 I-20 Z10 N120 G03 X20 Y0 I-20 Z1 N40 G03 X20 Y0 I-20 Z9 N130 G03 X20 Y0 I-20 Z0 N50 G03 X20 Y0 I-20 Z8 N140 G03 X20 Y0 I-20 Z-1 N60 G03 X20 Y0 I-20 Z7 N150 G01 X0 N70 G03 X20 Y0 I-20 Z6 N160 G00 Z30 N80 G03 X20 Y0 I-20 Z5 N170 X0 Y0 M05 N90 G03 X20 Y0 I-20 Z4 N180 M30,X,-Y,Z,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,70,6、程序暂停G04 格式： G04 X_；或G04 P_；,其中，X、P均为指定暂停时间，X指定的时间单位为s，P指定的单位为ms。为非模态指令。,a.主轴有高速、低速挡切换时，在M05指令之后，用G04指令暂停几秒，再行换挡；,G04的使用场合：,b.孔底加工时的暂停，暂停时间应保证刀具在孔底保持回转一圈以上；,c.铣削大直径螺纹时，用M03指定主轴正传后，暂停几秒使转速稳定后再加工螺纹；,区别：G04 P500 与 G04 X5,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,71,7、刀具补偿指令,（1）刀具半径补偿指令G41、G42、G40,格式：,在XY平面上加工时：G17 G41/G42 G01 X_ Y_ D_ F_；,在ZX平面上加工时：G18 G41/G42 G01 X_ Z_ D_ F_；,在YZ平面上加工时：G19 G41/G42 G01 Y_ Z_ D_ F_；,撤消刀具半径补偿：G40；,刀具补偿动作过程的三个阶段及注意事项：,建立刀具半径补偿阶段（需在切入工件前完成）；,维持刀具半径补偿状态（切削加工全过程）；,撤消刀具半径补偿阶段（刀具远离工件时，保证安全）。,其中，D指定刀具半径补偿号。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,72,G41是在相对于刀具前进方向左侧进行补偿，称为左刀补；,G42是在相对于刀具前进方向右侧进行补偿，称为右刀补；,（1）刀具半径补偿指令G41、G42、G40,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,73,（1）刀具半径补偿指令G41、G42、G40,注意：,a.刀具半径补偿指令只能和G00或G01一起使用，不能和G02、 G03一起使用；,b.用G42指令建立右刀补，铣削时为逆铣，用于粗铣加工；用G41指令建立左刀补，铣削时为顺铣，用于精铣加工。,c. 半径补偿指令为续效代码，在加工完成后必需用G40指令取消补偿状态；,d.用刀具半径补偿指令注意避免加工过程中产生过切现象：P148,直线移动量小于铣刀半径时；,沟槽底部移动量小于铣刀半径时；,内侧圆弧半径小于铣刀半径时。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,选择小直径的铣刀,74,例. 编制图32所示的刀具半径补偿程序。设加工开始时刀具（1号刀）距离工件表面50mm，切削深度为10mm.,Z=0处为工件上表面,75,参考程序： N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50 N20 G90 G17 G00 Z-10 /由G17指定刀补平面 N30 G01 G41 X20.0 Y10.0 D01 F100 /由D01指定刀补值 N35 M03 S500 N40 G01 Y50.0 /进入加工状态 N50 X50.0 N60 Y20.0 N70 X10.0 N80 G00 Z60 M05 N85 G40 X0 Y0/解除刀补 N90 M30,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,76,例. 用8的刀具，加工图示凸模（下刀深度3mm）,X,Y,程序起点： （- 40，50，50）,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,77,N10 G92 X-40 Y50 Z50 N20 M03 S500 N30 G90 G01 Z-3 F500 N40 G01 G41 X5 Y30 D01 F50 N50 X30 N60 G02 X38.66 Y25 R10 N70 G01 X47.32 Y10 N80 G02 X30 Y-20 R20 N90 G01 X0 N100 G02 X0 Y20 R20 N110 G03 Y40 R10 N120 G00 G40 X-40 Y50 M05 N130 Z50 N140 M30,X,Y,参考程序：,78,G00 Z_ H_ ;,G49,G00 Z_ ;,（2）刀具长度补偿指令G43、G44、G49,格式：,/建立刀具长度补偿,/取消刀具长度补偿,功能：,在不改变加工程序的情况下，实现对刀具Z向移动指令的终点位置进行正向或负向补偿； Z值为实际使用刀具长度与理想刀具长度之差，有正负号，并作为偏置值设定在由H指令指定的偏置存储器中。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,79,用G43(正向偏置)，G44(负向偏置)指定偏置的方向。 无论是绝对指令还是增量指令，由H代码指定的已存入偏置存储器中的偏置值在G43时与刀具轴向移动指令的终点坐标值相加，在G44时则是从刀具轴向移动指令的终点坐标值中减去。计算后的坐标值成为刀具移动的终点坐标。 偏置号可用H00-H99来指定。偏置值与偏置号对应，通过MDI/CRT预先设置在偏置存储器中。对应偏置号00即H00的偏置值通常为0，因此对应于H00的偏置量不设定。 要取消刀具长度补偿时用指令G49或H00。 G43、G44、G49都是模态代码，可相互注销。,（2）刀具长度补偿指令G43、G44、G49,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,80,（2）刀具长度补偿指令G43、G44、G49,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,题问：当刀具长度与标准刀具长度相比，短（或长）于标准值，该如何使用G43、G44及如何确定补偿值的+、-号？,标准刀具,使用刀具（1）,H01,81,例：用刀具长度补偿指令编写图中所示轨迹的加工程序,70,5,82,N5 G92 X-70 Y-5 Z35 N10 G91 G00 X120.0 Y80.0 M03 S500 N20 G43 Z32.0 H01 N30 G01 Z21.0 F100 N40 G04 P2000 N50 G00 Z21.0 N60 X30.0 Y-50.0 N70 G01 Z41.0 F100 N80 G00 Z41.0 N90 X50.0 Y30.0,N100 G01 Z25.0 F100 N110 G04 P2000 N120 G00 Z57.0 H00 (G49) N130 X200.0 Y60.0 N140 M05 N150 M30,参考程序：,手动输入H01= - 4.0,83,（2）刀具长度补偿指令G43、G44、G49,使用技巧：,a.刀具在使用前应先建立好刀具长度补偿，切削完成后应撤消补偿；,b. 撤消刀具长度补偿时，刀具应在远离工件表面的安全地方，防止卡刀；,c. 撤消刀具长度补偿一般用G49指令，也可调用H00的补偿地址来实现。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,84,例. 见下图所示，用20的1刀具加工下图轮廓，用16刀具（2）加工下图凹台，用6（3）、 8（4）的钻头加工孔。,85,G92 X-20 Y-20 Z100 M03 S500 （M06 T01） G00 G43 Z-23 H01 G01 G41 X0 Y-8 D01 F100 Y42 X7 Y56 X80 Y10 G02 X70 Y0 R10 G01 X-10 G00 G40 X-20 Y-20 G49 Z100 （停机，换刀 M06 T02） G00 G43 Z-10 H02 G41 X8 Y-10 G01 Y56 F50 X20 Y-10 G00 X-20 Y-20 G40 G49 Z100,（ M06 T03） G00 G43 Z10 H03 G98 G73 X14 Y40 Z-25 R-6 Q-5 F50 G99 G73 X42 Y26 Z-25 R4 Q-5 F50 X56 Y12 G80 G00 G49 Z100 X-20 Y-20 M05 M30,参考程序：,86,常用参考点相关的指令 1、自动返回参考点指令G28 格式：G28 X _ Y_ Z_ ； 其中，X、Y、Z为返回参考点时所经过的中间点坐标。 在G90时为中间点在工件坐标系中的坐标；在G91时为中间点相对于起点的位移量。 由该指令指定的轴能够自动地定位到参考点上。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,使用G28指令前应首先取消刀具的长度、半径补偿功能。,87,2、自动从参考点返回指令G29 格式：G29 X _ Y_ Z_； 其中，X、Y、Z为刀具的目标点坐标。 使用该指令可使刀具从参考点经由一个中间点而定位于目标点。通常该指令紧跟在一个G28指令之后。 用G29的程序段的动作，可使所有被指定的轴以快速进给经由以前用G28指令定义的中间点，然后再到达目标点。 G29指令仅在其被规定的程序段中有效。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,88,1.钻孔循环指令,2.镗孔循环指令,3.攻丝循环指令,循环指令的使用,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,89,1.钻孔循环指令,高速排屑深孔钻循环指令G73 : G73 X_Y_Z_R_Q_F_ K_;,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,式中：,X、Y、Z为孔底的坐标值；,R_：R点平面的Z坐标值；,Q_：每次切削进给的切削深度；,F_：切削进给速度；,K_：重复钻孔次数 （省略为1次）。,深孔：孔深与孔径比5的孔,90,1.钻孔循环指令,用于塑性材料的深孔钻削，Z轴方向的间断进给有利于深孔加工过程中断屑与排屑。R指定R点平面的Z坐标值，指令Q为增量值且为正值。图示中退刀距离d由数控系统内部设定。其动作如右图所示：,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,高速排屑深孔钻循环指令G73 : G73 X_Y_Z_R_Q_F_ K_;,加工结束后，用G80指令取消固定循环。,91,编程练习：用G73指令加工图示6-8深50的孔系。,1,X,Y,（300，-250）,2,（300，-150）,3,（300，-50）,4,（50，-250）,5,（50，-150）,6,（50，-50）,92,1,X,Y,2,3,4,5,6,N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100; N20 M03 S1500; N30 G43 G00 Z50 H01 N40 G99 G73 X50. Y-50. Z-50. R5. Q15. F120;/返回R点平面,（300，-250）,（300，-150）,（300，-50）,（50，-250）,（50，-150）,（50，-50）,N45 Y-150; N50 Y-250; N60 X300; N70 Y-150; N80 G98 Y-50; N85 G80 M05;/返回初始平面 N90 G49 G00 Z100 N100 M30,参考程序（绝对坐标编程）,思考：如果用相对坐标编程，上面程序该如何修改？,93,1,X,Y,2,3,4,5,6,N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100; N20 M03 S1500; N30 G43 G00 Z50 H01 N40 G91 G99 G73 X50. Y-50. Z-100. R-45. Q15. F120;/返回R点平面,（300，-250）,（300，-150）,（300，-50）,（50，-250）,（50，-150）,（50，-50）,N45 X0 Y-100; N50 X0 Y-100; N60 Y0 X250; N70 X0 Y100; N80 G98 X0 Y100; N85 G80 M05;/返回初始平面 N90 G49 G00 Z50 N100 M30,参考程序（相对坐标编程）,94,钻（浅）孔指令G81与锪孔指令G82 G81的指令格式为： G81 X_ Y_Z_ R_ F_ K_; G82的指令格式为： G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ K_; G82与G81指令相比,唯一不同之处是G82指令在孔底增加了暂停（由P指定暂停时间），因而适用于锪孔、镗阶梯孔，提高了孔台阶表面的加工质量，而G81指令只用于一般要求的钻孔。G81加工动作如右图：,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,R点,加工结束后，用G80指令取消固定循环。,浅孔：孔深与孔径比3的孔,95,例：如下图所示零件，要求用G81加工所有的孔，试编写其数控加工程序。,工件零点选择在工件左下角，选用10的钻头，数控加工程序编制如下：,（要求考虑刀具长度补偿，R点距工件上表面5mm）,96,例：如下图所示零件，要求用G81加工所有的孔，试编写其数控加工程序。,工件零点选择在工件左下角，选用10的钻头，数控加工程序编制如下：,N10 G00 G54 X0 Y0 ； N20 G90 G00 G43 Z100 H01； N30 M03 S600； N40 G00 Z30 M08； N50 G99 G81 X10 Y10 Z-15 R5 F20； N60 X50； N70 Y30； N80 X10； N90 G80； N100 G49 G00 Z100 M09； N110 M05； N120 M30,Y,X,97,深孔往复排屑钻循环指令G83 ： G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ K_； 指令中各控制字含义与前同。 孔加工动作如右图所示。与G73指令略有不同的是每次刀具间歇进给后回退至R点平面，将切屑带出孔外。这种退刀方式排屑畅通，适宜加工脆性材料的深孔。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,加工结束后，用G80指令取消固定循环。,d,d,d,d,深孔：孔深与孔径比5的孔,98,2.镗孔循环指令, 精镗孔G76指令 ： G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ K_; 孔加工动作如右图所示。在孔底主轴定向停止后，刀头按地址Q所指定的偏移量移动，然后提刀。采用这种镗孔方式可以高精度、高效率地完成镗孔加工而不划伤内孔表面。,主轴准停,（见P153主轴准停与偏移示意图5-30）,主轴正转,主轴正转,99,镗孔循环指令G85： G85 X_Y_Z_R_F_K_;,G85的动作与G81类似。在返回行程中，从Z R段为切削进给，以保证孔壁光滑。其循环动作如下图所示：,G85适宜于弹性变形较大的镗孔或铰孔。,G85,G85,R点平面,100,镗孔循环指令G86： G86 X_Y_Z_R_F_K_;,G86在到达孔底位置后，主轴停止，并快速退出。 其加工过程如下图所示：,刀具进给至孔底后，主轴停止，返回到R点（G99）或起始点（G98）后主轴再重新启动。,工作进给,快速退出,主轴正转,101,反镗孔G87指令 ： G98 G87 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_,刀尖正方向偏移到B点，主轴正转，本加工循环结束，继续执行下一段程序。,刀具运动到起始点B(X，Y)后，主轴准停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，然后快速运动到孔底位置（R点），接着沿刀尖正方向偏移回E点，主轴正转，刀具向上进给运动，到Z点，再主轴准停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，快退，接着沿,B,E,102,精镗左图所示孔的加工程序：,103,G92 X0 Y0 Z13; G00 G90 X10.0 Y15.0 ; G43 H01; M03 S500;,G76 G98 Z-13.0 R3.0 Q0.2 P2000 F100; G49; M05; M30;,104,编制下图所示反镗孔的加工程序：,105,参考加工程序： G92 X10 Y10 Z50; G90 G00 X0 Y0 ; G43 H02; S350 M03;,G87 G98 Z-15.0 R-28.0 Q3.0 P2000 F50; G49; M05; M30;,106, 攻左牙螺纹循环指令G74 G74 X_Y_Z_R_F_K_; 先使主轴反转，执行攻丝。当到达孔底时，主轴转换为正转，同时向Z轴正方向退回至R点，退至R点后主轴恢复原来的反转。其加工动作如右图所示：,3.攻丝循环指令,攻螺纹的进给速度F=Pn; P为导程，n为主轴转速,107,攻右牙螺纹循环指令G84: G84 X_Y_Z_R_F_K_; 动作与G74类似，但主轴旋转方向相反。加工动作如右图所示： 攻丝与钻孔加工不同的是攻螺纹结束后的返回过程不是快速运动，而是以进给速度反转退出。,攻螺纹的进给速度F=Pn; P为导程，n为主轴转速,108,例：对图中的4个孔进行攻螺纹（4-M10 x1.5），深度为15mm，主轴转速S=150r/min。,109,N10 G90 G54 G00 G17 G40 G49 N20 G00 X0 Y0 Z100； N30 G43 H02； N40 M03 S150； N50 G99 G84 X10 Y10 Z-15 R5 F225； N60 X50； N70 Y30； N80 X10； N90 G80； N100 G00 G49 Z100； N110 X0 Y0 ； N120 M05； N130 M30;,攻螺纹的进给速度：F=Pn=1.5x150=225mm/min,（用G91编程加工螺纹见P157例5-5）,110,等导程螺纹切削指令G33,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,格式：G33 Z_ F_ ；,配合可调式镗刀，用于大直径的螺纹加工。其中，Z为螺纹切削的终点坐标值（绝对值）或切削螺纹的长度（增量值）；F指定螺纹的导程。,G33指令对主轴转速有以下限制：,1 n Fmax / P,其中：n为主轴转速，r/min； Fmax为机床允许的最大进给速度，mm/min； P为螺纹导程，mm。,用G33加工见P158例5-6,111,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,段间过渡方式控制指令：,（1）G64切削模式,此指令具有自动加减速功能，切削工件时在转角处形成圆角过渡。一般数控机床开机即自动设定处于该状态。,（2）G09，G61准确停止检验,格式： G64；,格式： G09；,格式： G61；,G09和G61指令能使刀具定位于程序所指定的位置，并执行定位检查，加工出带尖锐转角的工件。 G09和G61可相互注销。,-非模态代码,-模态代码,112,M98，M99子程序调用指令,格式： M98 P_； /调用子程序 M99； /子程序结束,例、在数控铣床上铣削四个直径为80mm的孔。已知底孔直径为76mm，使用20mm四刃立铣刀，切削速度为20m/min，进给量为0.1mm/齿。,113,O1234； G90 G80 G17 G40 G49； G54 G00 X0 Y0； M03 S320； G43 Z5. H01； M98 P1001； G55 G00 X0 Y0； M98 P1001； G56 G00 X0 Y0； M98 P1001； G57 G00 X0 Y0； M98 P1001； G91 G28 Z0 M05； G00 G54 X250. Y200.； M30；,O1001； G01 Z-27. F1000； G41 X15. Y-25. D01 F128； G03 X40. Y0 R25.； I-40.； X15. Y25. R25.； G01 G40 X0 Y0； Z5. F1000； M99；,主轴转速：n=1000v/(D) 320r/min 进给速度：F=hnz=0.1x320 x4=128mm/min,114,比例缩放功能指令G50，G51 格式： G51 X_ Y_ Z_ P_ ； G50 ； 其中，G51中的X、Y、Z给出缩放中心的坐标值，P后跟缩放倍数。G51既可指定平面缩放，也可指定空间缩放。 用G51指定缩放开，G50指定缩放关。在G51后，运动指令的坐标值以（X，Y，Z）为缩放中心，按P规定的缩放比例进行计算。使用G51指令可用一个程序加工出形状相同，尺寸不同的工件。G51、G50为模态指令，可相互注销。 注：缩放功能只对轮廓形状进行缩放，对补偿地址中的刀具补偿值不缩放。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,115,例如在图35所示的三角形ABC中，顶点为A(30, 40)，B(70, 40)，C(50, 80)，若缩放中心为D(50, 50)，缩放程序为 ：G51 X50 Y50 P2 则执行该程序，将自动计算A，B，C三点坐标数据为A(10，30)，B(90，30)，C (50，110)，从而获得放大一倍的ABC。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,见P160例5-8,116,旋转功能指令G68，G69 格式：G68 X_Y_R_; G69; 其中，（X、Y）是被定义的旋转中心的绝对坐标值，R为旋转角度，0R360.000，逆时针为正，顺时针为负。 该指令可使原编程尺寸按指定坐标中心做旋转。为模态指令。,FANUC 0i Mate系统常用基本编程指令,（激活坐标旋转功能）,（取消坐标旋转功能）,117,例. 如图36所示的旋转变换功能程序。 主程序： G54 G90 G40 G49 G80 G17 M03 S1500 G43 G00 Z100 H01 M98 P1000 加工 G68 X0 Y0 R45 旋转45 M98 P1000 加工 G69 取消旋转 G68 X0 Y0 R90 旋转90 M98 P1000 加工 G69 取消旋转 G49 G00 Z100 M05 M30,子程序 (的加工程序) O1000 N100 G00 Z5 N105 G01 X20 Y0 F100 N110 G01 Z-2 F80 N115 G02 X30 Y0 R5 N120 G03 X40 Y0 R5 N130 X20 Y0 R10 N140 G00 Z5 N150 M99,118,可编程镜像功能指令G51.1、G50.1,格式：G51.1 IP_ ; ； G50.1 IP_;,其中：G51.1激活可编程镜像功能； “IP_”用在G51.1段中为指定镜像对称点位置或对称轴，用在G50.1段为取消指定镜像的对称轴。,应用举例P162：,例5-10、编写如图所示零件轮廓的数控加工程序。铣削深度2mm。,（激活镜像功能）,（取消镜像功能）,119,编程练习：用镜像指令实现下图的对称加工。铣削深度5mm。,X,Y,50,50,A,B,C,A(60,60),B(100,60),C(100,100),120,编程练习：用镜像指令实现下图的对称加工。铣削深度5mm。,X,Y,50,50,A,B,C,A(60,60),B(100,60),C(100,100),G54 G90 G17 G40 G49 G80 M03 S500; G00 X50 Y50; G43 Z100 H01; M98 P1002; G51.1 X50; M98 P1002; G51.1 X50 Y50; M98 P1002; G50.1 X50; M98 P1002; G50.1 Y50; G49 G00 Z100 M05; M30,1002号子程序（略）为加工ABC的程序。,121,汉川HC-1数控系统的基本编程指令,1、F、S、T指令,2、辅助功能M指令,3、准备功能G指令,4、固定循环指令,5、用户宏功能,122,1、F、S、T/H 指令,（1）F功能,（2）S功能,F是控制刀具位移速度的进给速度指令，为模态指令，但快速定位G00的速度不受其控制。实际运行速度为设置的速度乘以速度修调倍率，单位为mm/min。,S功能用以指定主轴转速，单位是r/min。S是模态指令。S功能只有在主轴速度可调节时才有效。,进给速率F,汉川HC-1数控系统的基本编程指令,123,（3）T/H 功能,本系统的T/H功能，是对刀具半径或长度进行补偿的参数调用功能，为模态，在程序中用编号调用。其中T01T16为刀具半径补偿参数编号；H01H16为刀具长度补偿编号。,模态指令：指在程序中具有保留功能属性的指令，它不仅在本程序段中起作用，在以后的程序段中也起作用。直到被其它同组的模态指令替代为止。,汉川HC-1数控系统的基本编程指令,124,2、辅助功能M指令,汉川HC-1数控系统的基本编程指令,125,3、准备功能G指令,126,3、准备功能G指令(续),127,1、与建立坐标系有关的指令,、G92 -设置工件绝对坐标系 编程格式：G92 X Y Z G92指令是将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上。G92指令不产生动作，只用来建立绝对坐标系。,例：G92 X20 Y10 Z10 其确立的加工原点在距离刀具起始点X= -20，Y= -10，Z= -10的位置上,如图所示。,准备功能G指令,128,、G53 -选择机床坐标系 编程格式：G53 G90 X Y Z ；G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值。 例：G53 G90 X-100 Y-100 Z-20,准备功能G指令,129,、G54、G55、G56、G57选择14号工件坐标系,这些指令可以分别用来选择相应的工件坐标系。 编程格式：G54 G90 G00 (G01) X Y Z (F) ； 该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件坐标系中的位置。14号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。一旦设定，各加工原点在机床坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过MDI方式修改。,准备功能G指令,130,在图中，用 CRT/MDI在参数设置方式下设置了两个加工坐标系： G54：X-50Y-50Z-10 G55：X-100Y-100Z-20 这时，建立了原点在O的G54加工坐标系和原点在O的G55加工坐标系。若执行下述程序段： N0010G53G90X0Y0Z0 N0020G54G90G01X50Y0Z0F100 N0030G55G90G01X100Y0Z0F100则刀尖点的运动轨迹如图中OAB所示。,131,G92与G54G57的区别： G92指令与G54G57指令都是用于设定工件坐标系的，但在使用中是有区别的。G92指令是通过程序来设定、选用工件加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。,准备功能G指令,比较G92与G54G57,G54G57指令程序段可以和G00、G01指令组合，如G54 G90 G01 X 10 Y10时，运动部件在选定的工件坐标系中进行移动。 程序段运行后，无论刀具当前点在哪里，它都会移动到选定的工件坐标系中的X 10 Y 10 点上。,132,准备功能G指令,2、编程方式指令（G90/G91）,编程格式（例）： N0000 G92 X100 Y100 Z-50；/绝对坐标系设置 N0010 G90 G00 X150；/以绝对坐标编程；X轴快移 N0020 G91 G00 X50；/以相对坐标编程；X轴快移,3、平面选择指令（G17/G18/G19）-用于指定圆弧插补的平面。,编程格式： G17；指定XY平面 G18；指定ZX平面 G19；指定YZ平面,133,准备功能G指令,4、快速定位指令G00,编程格式：G00 X_ Y_ Z_ ；（增量值或绝对值编程）,5、直线插补指令G01,编程格式：G01 X_ Y_ Z_ F_；（增量值或绝对值编程）,6、圆弧插补指令G02/G03,编程格式：G02(G03) X_ Y_ I_ J_ F_； XY平面 G02(G03) Z_ X _ K_ I_ F_； ZX平面 G02(G03) Y_ Z_ J_ K_ F_； YZ平面,G02-顺圆插补；G03-逆圆插补。X、Y、Z是圆弧的终点坐标(增量值或绝对值编程)，I、J、K分别是X、Y、Z轴上起点到圆心的增量坐标值。也可直接用R编程，当圆弧大于180度时R用负值，整圆不能用R编程。,说明,134,准备功能G指令,7、钻孔循环G81,钻孔循环主要用于Z轴方向的固定钻孔，减少编程量。为模态指令。,编程格式：G81 Z_ F_ D_,N0000 G91； N0010 G81 Z-19 F100 D0.5；（当前点向下钻孔，深度为19mm，速度为100mm/min，钻到位延时0.5秒，再快速返回起点） N0020 Z-20；（同上，深度为20mm） N0030 M02;,例：,135,7、钻孔循环G81,R10 深15,25,40,编程练习： 用钻孔循环指令完成图中两孔的加工。,136,7、钻孔循环G81,N0000 G92 X0 Y0 Z3; /以左边孔上表面 圆心为工件原点，刀具位于圆点上方3mm N0010 M03 S800; N0020 G91; N0030 G81 Z-18 F