《数控铣床编程》PPT课件

1 主 要 内 容 ： 第 一 节 数 控 铣 床 编 程 基 本 知 识第 二 节 数 控 铣 床 编 程 基 本 指 令第 三 节 第 四 节 典 型 铣 削 零 件 的 编 程 与 加 工 2 机 床 坐 标 轴 的 方 向 取 决 于 机 床 的 类 型 和 各 组 成 部 分 的布 局 ， 对 铣 床 而 言 ：Z轴 与 主 轴 轴 线 重 合 ， 刀 具 远 离 工 件 的 方 向 为 正 方向 (+Z)X轴 垂 直 于 Z轴 ， 并 平 行 于 工 件 的 装 卡 面 ， 如 果 为单 立 柱 铣 床 (如 华 中 1型 ZJK7532铣 床 )， 面 对 刀 具 主 轴向 立 柱 方 向 看 ， 其 右 运 动 的 方 向 为 X轴 的 正 方 向 (+X)Y轴 与 X轴 和 Z轴 一 起 构 成 遵 循 右 手 定 则 的 坐 标 系 统 。数 控 铣 床 的 坐 标 系 3+X图 数 控 铣 床 的 坐 标 系 +Z Y +ZY+X 4 n 机 床 坐 标 系 、 机 床 零 点 和 机 床 参 考 点n 定 义 ： 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 。 这 个 原 点 在机 床 一 经 设 计 和 制 造 调 整 后 ， 便 被 确 定 下 来 ， 它 是固 定 的 点 。n 定 义 ： 为 了 正 确 地 在 机 床 工 作 时 建 立 机 床 坐 标 系 ，通 常 在 每 个 坐 标 轴 的 移 动 范 围 内 设 置 一 个 机 床 参 考点 （ 测 量 起 点 ） ， 机 床 起 动 时 ， 通 常 要 进 行 机 动 或手 动 回 参 考 点 ， 以 建 立 机 床 坐 标 系 。 机 床 参 考 点 可以 与 机 床 零 点 重 合 ， 也 可 以 不 重 合 ， 通 过 机 床 参 数指 定 参 考 点 到 机 床 零 点 的 距 离 。 5 n 机 床 轴 回 参 考 点 过 程 ：n 在 由 机 床 或 数 控 系 统 制 造 商 定 义 的 回 参 考 点 方 向 上 ，使 机 床 坐 标 轴 向 常 开 微 动 开 关 靠 近 ， 直 到 压 下 开 关 ；n 压 下 开 关 后 ， 以 慢 速 反 方 向 运 动 ， 直 到 退 出 开 关 后 ，机 床 再 次 反 方 向 慢 速 运 动 ， 直 到 压 下 开 关 ；n 压 下 开 关 后 ， 以 慢 速 运 动 直 到 接 收 到 第 一 基 准 脉 冲 ，这 时 的 机 床 位 置 就 是 机 床 参 考 点 的 准 确 位 置 。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就 建 立 起 了 机 床 坐标 系 。 6 工 件 坐 标 系 、 程 序 原 点 和 对 刀 点 定 义 ： 工 件 坐 标 系 是 编 程 人 员 在 编 程 时 使 用的 ， 编 程 人 员 选 择 工 件 上 的 某 一 已 知 点 为 原点 （ 也 称 程 序 原 点 ） ， 建 立 一 个 新 的 坐 标 系， 称 为 工 件 坐 标 系 。 工 件 坐 标 系 一 旦 建 立 便一 直 有 效 ， 直 到 被 新 的 工 件 坐 标 系 所 取 代 。 对 刀 点 是 零 件 程 序 加 工 的 起 始 点 ， 对 刀的 目 的 是 确 定 程 序 原 点 在 机 床 坐 标 系 中 的 位置 ， 对 刀 点 可 与 程 序 原 点 重 合 ， 也 可 在 任 何便 于 对 刀 之 处 ， 但 该 点 与 程 序 原 点 之 间 必 须有 确 定 的 坐 标 联 系 。 7 n 选 用 原 则 ： 对 刀 点 是 零 件 程 序 加 工 的 起 始 点 ， 对 刀 的 目 的 是 确定 程 序 原 点 在 机 床 坐 标 系 中 的 位 置 ， 对 刀 点 可 与 程序 原 点 重 合 ， 也 可 在 任 何 便 于 对 刀 之 处 ， 但 该 点 与程 序 原 点 之 间 必 须 有 确 定 的 坐 标 联 系 。 8 n 加 工 开 始 时 要 设 置 工 件 坐 标 系 ， 用 G92指 令 可 建 立工 件 坐 标 系 用 G54-G59指 令 可 选 择 工 件 坐 标 系 。 Y XY X BA O O X Y 0X 0Y P 对刀点 机 床 原 点工件原点图 4 9 n 程 序 的 结 构 数 控 加 工 零 件 程 序 是 一 组 被 传 送 到 数 控 系 统 中 去 的 指令 和 数 据 。 一 个 零 件 程 序 是 由 遵 循 一 定 结 构 、 句 法 和格 式 规 则 的 若 干 个 程 序 段 组 成 的 ， 而 每 个 程 序 段 是 由若 干 个 指 令 字 组 成 的 。 如 图 5所 示 。 %1000 N01 G91 G00 X50 Y60 N10 G01 X100 Y500 F150 S300 M03 N. N200 M02 程 序 程 序 段 指 令 字 图 5程 序 的 结 构 10 零 件 程 序 的 结 构 组 成 如 下 ： %* -起 始 符 -程 序 段M30 -程 序 符一 个 零 件 程 序 必 须 包 括 起 始 符 和 结 束 符 。程 序 起 始 符 ： %符 后 跟 程 序 号 11 n 程 序 段 的 格 式 一 个 程 序 段 定 义 一 个 将 由 数 控 系 统 执 行 的 指 令 行 ， 该指 令 行 由 指 令 字 组 成 。程 序 段 的 格 式 定 义 了 每 个 程 序 段 中 功 能 字 的 句 法 ， 如图 6所 示 。 N. G. X. F. M. S. 程 序 段 辅 助 功 能 字 主 轴 功 能 字 工 艺 功 能 字 尺 寸 字 准 备 功 能 字 程 序 段 号 图 6程 序 段 格 式 12 n 有 关 坐 标 和 坐 标 系 的 指 令 n 绝 对 值 编 程 G90与 相 对 值 编 程 G91 n 格 式 ： G90 G X Y Z G91 G X Y Z G90为 绝 对 值 编 程 ， 每 个 轴 上 的 编 程 值 是 相 对 于 程 序 原点 的 。G91为 相 对 值 编 程 ， 每 个 轴 上 的 编 程 值 是 相 对 于 前 一 位置 而 言 的 ， 该 值 等 于 沿 轴 移 动 的 距 离 。 13 G90、 G91为 模 态 功 能 ， G90为 缺 省 值 。n 区 别 :图 8中 给 出 了 刀 具 由 原 点 按 顺 序 向 1、 2、 3点 移动 时 两 种 不 同 指 令 的 区 别 。 1 2 3 X Y O 20 40 601525 45 N X YN0001 X20 Y15N0002 X40 Y45 N0003 X60 Y25 G90编 程 N X YN0001 X20 Y15 N0002 X20 Y30N0003 X20 Y-20 G91编 程图 8 两 种 指 令 方 式 14 n 选 用 原 则 ： 编 程 时 选 择 合 适 的 编 程 方 式 可 使 程 序 简化 ， 减 少 不 必 要 的 数 学 计 算 。 主 要 根 据 图 纸 尺 寸 的 标 注 方 式 来 选 择 绝 对 指 令 方 式和 相 对 指 令 方 式 编 程 。-当 加 工 尺 寸 由 一 个 固 定 基 准 给 定 时 ， 采 用 绝 对 指令 方 式 编 程 较 为 方 便-当 加 工 尺 寸 是 以 轮 廓 顶 点 之 间 的 间 距 给 出 时 ， 采用 相 对 指 令 方 式 编 程 较 为 方 便 。 15 n 工 件 坐 标 系 设 定 G92 n 格 式 ： G92 X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_其 中 ， X、 Y、 Z、 A、 B、 C、 U、 V、 W为 坐 标 原 点 （ 程序原 点 ） 到 刀 具 起 点 （ 对 刀 点 ） 的 有 向 距 离 。 n 建 立 ： G92指 令 通 过 设 定 刀 具 起 点 相 对 于 坐 标 原点 的 位 置 建 立 工 件 坐 标 系 。 此 坐 标 系 一 旦 建 立 起 来 ，后 序 的 绝 对 值 指 令 坐 标 位 置 都 是 此 工 件 坐 标 系 中 的 坐标 值 。 16 n 例 如 图 9， 程 序 如 下 ： G92 X30.0 Y30.0 Z20.0 20.0 30.0 30.0 X Y Z 程 序 原 点 刀 具 起 点 图 9 工 件 坐 标 系 的 建 立 17 执 行 此 段 程 序 只 是 建 立 在 工 件 坐 标 系 中 刀 具 起 点 相对 于 程 序 原 点 的 位 置 ， 刀 具 并 不 产 生 运 动 。 执 行 此 程序 段 之 前 必 须 保 证 刀 位 点 与 程 序 起 点 （ 对 刀 点 ） 符 合 。 G92指 令 需 要 后 续 坐 标 值 指 定 刀 具 当 前 点 (对 刀 点 )在工 件 坐 标 系 中 的 位 置 ， 因 此 必 须 单 独 一 个 程 序 段 指 令 。G92指 令 段 一 般 放 在 一 个 零 件 程 序 的 首 段 。 18 n 例 加 工 如 图 10所 示 零 件 ， 建 立 工 件 坐 标 系 的 程 序段 如 下 ：G92 X-100.0 Y-100.0 Z0.0 X Y -60 60 -60 60程 序 原 机 床 原 XY 100 100 图 10 19 n 工 件 坐 标 系 选 择 G54-G59 格 式 ： GGGGGG545556575859 工 件 零 点 偏 置 机 床 原 点 X Y Z X Y Z 图 11 工 件 坐 标 系 选 择 (G54G59) G54原 点 G59原 点 G59工 件 坐 标 系 G54工 件 坐 标 系 。 。 。 20 除 了 使 用 G92建 立 工 件 坐 标 系 外 ， 还 可 用 G54-G59在 6个预 定 的 工 件 坐 标 系 中 选 择 当 前 工 件 坐 标 系 ， 这 6个 预 定工 件 坐 标 系 的 坐 标 原 点 在 机 床 坐 标 系 中 的 值 (工 件 零 点偏 置 值 )可 用 MDI方 式 输 入 ， 系 统 自 动 记 忆 。 见 图 11，其 中 ： G54 工 件 坐 标 系 1 G55 工 件 坐 标 系 2 G56 工 件 坐 标 系 3 G57 工 件 坐 标 系 4 G58 工 件 坐 标 系 5 G59 工 件 坐 标 系 6 21 工 件 坐 标 系 一 旦 选 定 ， 后 续 程 序 段 中 的 绝 对 坐 标 值 均为 相 对 此 工 件 坐 标 系 原 点 的 值 。G54-G59和 G92均 为 模 态 功 能 ， 可 相 互 注 销 ， G54为 缺省值 。例 如 图 12所 示 的 使 用 工 件 坐 标 系 的 程 序 N 01 G54 G00 G90 X30 Y40 刀 具 从 当 前 点 移 动 到A点 N02 G59 建 立 新 的 工 件 坐 标 系 N03 G00 X30 Y30 刀 具 从 A点 移 动 到 B点 22图 12 工 件 坐 标 系 的 使 用 XG59 O 30 30 BY 机 床 原 点 G54 O AY X 40 30 23 对 于 完 成 如 图 13所 示 零 件 的 钻 孔 加 工 ， 使 用 G54-G59工 件 坐 标 系 编 程 可 简 化 程 序 、 减 少 坐 标 换 算 。注 意 比 较 G92与 G54-G59指 令 之 间 的 差 别 和 不 同 的 使用 方 法 。 5016060 25100 25 25 G54 0 G59 G56G55G58G57 10f 10f15f20f15f12fA B CD E F 图 13 XY O AY X机 床 坐 标 系 24 n 注 意 事 项 ：G92指 令 需 后 续 坐 标 值 指 定 刀 具 起 点 在 当 前 工 件 坐 标 系中 的 坐 标 值 ， 因 此 须 用 单 独 一 个 程 序 段 指 定 ， 该 程 序段 中 尽 管 有 位 置 指 令 值 ， 但 并 不 产 生 运 动 ， 在 使 用 G92指 令 前 ， 必 须 保 证 刀 具 回 到 加 工 起 始 点 即 对 刀 点 。使 用 G54 G59建 立 工 件 坐 标 系 时 ， 该 指 令 可 单 独 指 定(如 上 例 中 的 N02句 )， 也 可 与 其 他 指 令 同 段 指 定 (如 上例 中 的 N01句 )， 如 果 该 段 程 序 中 有 位 置 指 令 就 会 产 生运 动 。 使 用 该 指 令 前 ， 先 用 MDI方 式 输 入 该 坐 标 系 的 坐标 原 点 在 机 床 坐 标 系 中 的 坐 标 值 25 n 局 部 坐 标 设 定 G52 n 格 式 ： G52 X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_ 其 中 ， X、 Y、 Z、 A、 B、 C、 U、 V、 W为 局 部 坐 标 系原 点 在 工 件 坐 标 系 中 的 坐 标 值 。G52指 令 能 在 所 有 的 工 件 坐 标 系 (G54-G59)内 形 成 子 坐标 系 ， 即 设 定 局 部 坐 标 系 。 见 图 14。 含 有 G52指 令 的 程序 段 中 ， 绝 对 值 方 式 (G90)编 程 的 移 动 指 令 就 是 在 该 局部 坐 标 系 中 的 坐 标 值 。 即 使 设 定 了 局 部 坐 标 系 ， 工 件坐 标 系 和 机 床 坐 标 系 也 不 变 化 。G52指 令 仅 在 其 被 规 定 的 程 序 段 中 有 效 。 26 n 直 接 机 床 坐 标 系 编 程 G53 n 格 式 ： G53 在 含 有 G53指 令 的 程 序 段 中 ， 用 绝 对 值 编 程 (G90)的 移动 指 令 位 置 就 是 在 机 床 坐 标 系 中 (相 对 于 机 床 原 点 )的坐 标 值 。G53指 令 仅 在 其 被 规 定 的 程 序 段 中 有 效 。 27 n 坐 标 平 面 选 择 G17， G18， G19 n 格 式 ： G17 G18 G19该 指 令 选 择 一 个 平 面 ， 在 此 平 面 中 进 行 圆 弧 插 补 和 刀具 半 径 补 偿 。G17选 择 XY平 面 ， G18选 择 ZX平 面 ， G19选 择 YZ平 面 。移 动 指 令 与 平 面 选 择 无 关 。 例 如 在 规 定 了 G17 Z_时 ，Z轴 照 样 会 移 动 。G17、 G18、 G19为 模 态 功 能 ， 可 相 互 注 销 ， G17为 缺 省值 。 28 n 有 关 单 位 的 设 定 n 尺 寸 单 位 选 择 G20， G21， G22n 格 式 ： G20 G21 G22本 系 统 采 用 3种 尺 寸 输 入 制 式 ： 英 制 由 G20指 定 ， 公 制由 G21指 定 ， 脉 冲 当 量 由 G22指 定 ， 缺 省 时 采 用 公 制 。3种 制 式 下 线 性 轴 、 旋 转 轴 的 尺 寸 单 位 如 表 4所 示 。 29 线 性 轴 旋 转 轴英 制 (G20) 英 寸 度公 制 (G21) 毫 米 度脉 冲 当 量 (G22) 移 动 轴 脉 冲 当 量 旋 转 轴 脉 冲 当 量表 4 尺 寸 输 入 制 式 及 其 单 位 30 n 进 给 速 度 单 位 的 设 定 G94、 G95 n 格 式 ： G94 F_ G95 F_ n G94为 每 分 钟 进 给 ， F的 单 位 依 G20/G21/G22的 设 定而 分 别 为 mm/min， in/min或 脉 冲 当 量 /min。 此 外 ，G94 F_可 以 指 定 旋 转 轴 的 速 度 ， 旋 转 轴 的 速 度 单 位 为度 /min或 脉 冲 当 量 /min。 G95为 每 转 进 给 ， 在 F之 后 ， 直 接 指 定 刀 具 在 主 轴 转 一转 的 进 给 量 ， 单 位 依 G20/G21/G22的 设 定 而 分 别 为mm/r， in/r或 脉 冲 当 量 /r 。 这 个 功 能 必 须 在 主 轴 装 有编 码 器 时 才 能 使 用 。 G94、 G95为 模 态 功 能 ， 可 相 互 注 销 ， G94为 缺 省 值 。 31 n 进 给 控 制 指 令 n 快 速 定 位 指 令 G00n 格 式 ： G00 X_Y_Z_A_B_C_U_V_W_ 其 中 ， X、 Y、 Z、 A、 B、 C、 U、 V、 W为 快 速 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 。 32 G00指 令 刀 具 相 对 于 工 件 从 当 前 位 置 以 各 轴 预 先 设 定 的 快 移 进给 速 度 移 动 到 程 序 段 所 指 定 的 下 一 个 定 位 点 。 G00指 令 中 的 快 进 速 度 由 机 床 参 数 对 各 轴 分 别 设 定 ， 不 能 用 程序 规 定 。 由 于 各 轴 以 各 自 速 度 移 动 ， 不 能 保 证 各 轴 同 时 到 达 终点 ， 因 而 联 动 直 线 轴 的 合 成 轨 迹 并 不 总 是 直 线 。快 移 速 度 可 由 面 板 上 的 进 给 修 调 旋 钮 修 正 。G00一 般 用 于 加 工 前 快 速 定 位 或 加 工 后 快 速 退 刀 。G00为 模 态 功 能 ， 可 由 G01、 G02、 G03或 G33功 能 注 销 。 33 n 单 方 向 定 位 指 令 G60 n 格 式 ： G60 X_Y_Z_A_B_C_U_V_W_ 其 中 ， X、 Y、 Z、 A、 B、 C、 U、 V、 W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 。 34 n 线 性 进 给 指 令 G01 n 格 式 ： G01 X _Y_Z_A_B_C_U_V_W_F_ 其 中 ， X、 Y、 Z、 A、 B、 C、 U、 V、 W为 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 。 G01指 令 刀 具 从 当 前 位 置 以 联 动 的 方 式 ， 按 程 序 段 中F指 令 规 定 的 合 成 进 给 速 度 ， 按 线 性 路 线 (联 动 直 线轴 的 合 成 轨 迹 为 直 线 )移 动 到 程 序 段 所 指 定 的 终 点 。 刀 具 的 当 前 位 置 是 起 点 ， 为 已 知 点 ， 因 此 程 序 段 中只 要 指 定 终 点 ， 就 给 定 线 性 进 给 的 必 要 条 件 。 G01和 F都 是 模 态 代 码 ， 如 果 后 续 的 程 序 段 不 改 变 加 工 的线 型 和 进 给 速 度 ， 可 以 不 再 书 写 这 些 代 码 。 G01可由 G00、 G02、 G03或 G33功 能 注 销 。 35 n 圆 弧 进 给 及 螺 旋 线 进 给 指 令 G02， G03 n 圆 弧 进 给 格 式 ： 其 中 ， a、 b X, Y, Z, U, V, W为 圆 弧 终 点 ， 在G90时 为 圆 弧 终 点 在 工 件 坐 标 系 中 的 坐 标 ； 在 G91时为 圆 弧 终 点 相 对 于 圆 弧 起 点 的 位 移 量 ； 、 I, J, K ， 不 论 在 G90还 是 在 G91时 都 是 以 增 量 方 式 指 定 ， 191817GGG 0302GG _b_ _R F_ 36 为 圆 心 相 对 于 起 点 的 偏 移 值 ， R为 圆 弧 半 径 ， 当 圆 弧 圆心 角 小 于 180 时 ， R为 正 值 ， 否 则 R为 负 值 ， 整 圆 编 程时 不 可 以 使 用 R， 只 能 用 、 ；F为 编 程 的 两 个 轴 的 合 成 进 给 速 度 。在 G02/G03前 必 须 用 G17/G18/G19指 定 平 面 ， 其 中 用 G17代 码 进 行 XY平 面 的 指 定 ， 省 略 时 就 被 默 认 为 是 G17， 但当 在 ZX（ G18） 和 YZ（ G19） 平 面 上 编 程 时 ， 平 面 指 定代 码 不 能 省 略 。 37起 点 圆 心 终 点 ( X, Y) 起 点 J I O X Y 圆 心 终 点 (Y, Z) K J O Y Z 圆 心 终 点 ( X, Z) 起 点 I K O Z X 图 21 I、 J、 K 的 选 择 38 各 坐 标 平 面 的 圆 弧 编 程 格 式 分 别 为 ： XY平 面 的 圆 弧 G17ZX平 面 的 圆 弧 G18 YZ平 面 的 圆 弧G19 F_R_I_J_X_Y_G03G02 G02G03 X_Z_ I_K_R_ F_ F_R_J_K_Y_Z_G03G02 39 G02为 顺 时 针 圆 弧 插 补 ， G03为 逆 时 针 圆 弧 插 补 ； 顺 时 针 或 逆 时 针 是 从 垂 直 于 圆 弧 所 在 平 面 的 坐 标 轴 的正 方 向 看 到 的 刀 具 运 动 方 向 。 如 图 22所 示 。 O Z X G03 G02 O Y Z G03 G02 O X Y G03 G02 图 22不 同 平 面 的 G02与 G03选 择 40 例 . 图 23所 示 的 圆 弧 程 序 。 G91时 ： G91 G03 X-20.0 Y20.0 I-30.0 J-10.0 F100 G90时 ： G90 G03 X20.0 Y40.0 I-30.0 J-10.0 F100 中 心 终 点 起 点 J I Y 40 20 10 40 20 10 O X 图 23 圆 弧 编 程 例 图 Y O X A B 图 24 整 圆 编 程 例 图 R30 41 例 . 图 24所 示 的 整 圆 程 序 。 o 从 A点 顺 时 针 一 周 时G90时 ： G90 G02 (X30.0 Y0) I-30.0 (J0) F100G91时 ： G91 G02 (X0 Y0) I-30.0 (J0) F100o 从 B点 逆 时 针 一 周 时G91时 ： G91 G03 (X0 Y0 I0) J30.0 F100G90时 ： G90 G03 (X0 Y-30.0 I0) J30.0 F100其 中 ， ( )内 的 内 容 可 以 省 略 。 42 n 螺 旋 线 进 给 格 式 ： 其 中 ， a, b, g, d的 意 义 同 圆 弧 进 给 ， w是 与 a, b平 面相 垂 直 的 轴 的 终 点 坐 标 。 G02, G03分 别 为 顺 螺 旋 插 补和 逆 螺 旋 插 补 ， 螺 旋 线 插 补 的 进 给 速 度 F为 合 成 运 动 速度 。该 指 令 是 对 另 一 个 不 在 圆 弧 平 面 上 的 坐 标 轴 施 加 运 动指 令 ， 对 于 任 何 角 度 (360 的 圆 弧 )可 附 加 任 一 数 值的 单 轴 指 令 。 0302GG _b_ _R _F_ 43 例 . 图 27所 示 的 螺 旋 线 程 序G91时 ： G91 G17 G03 X-30.0 Y30.0 R30.0 Z10 F100G90时 ： G90 G17 G03 X0 Y30.0 R30.0 Z10 F100 X Y Z 图 2 7 螺 旋 线 编 程 例 图 终 点 1 0 O 3 0 3 0 44 n 虚 轴 指 令 G07及 正 弦 线 插 补n 格 式 ： G07 a其 中 ， aX， Y， Z， A， B， C， U， V， W。虚 轴 规 定 如 下 ：G07a0： 指 定 a为 虚 轴G07a1： 指 定 a为 实 轴 01 45 在 G07a0指 令 之 后 ， a轴 就 被 作 为 虚 轴 虚 轴 只 参 加 计 算 ，不 运 动 。G07仅 在 其 被 规 定 的 程 度 段 中 有 效 。 虚 轴 仅 对 自 动 操作有 效 ， 对 手 动 操 作 无 效 。 正 弦 曲 线 插 补 ： 是 在 螺 旋 线 插 补 前 ， 用 G07将 参 加 圆弧插 补 的 某 一 轴 指 定 为 虚 轴 ， 则 螺 旋 线 插 补 变 为 正 弦 线插 补 。 46 n 例 .图 28所 示 ， 关 于 Y Z平 面 上 的 单 周 期 正 弦 曲 线插 补 ， X轴 为 虚 轴 。X 2+ Y2 = R2 （ R： 圆 弧 半 径 ）Y=R SIN（ 2 Z /1） （ 1： 单 周 期 Z轴 移 动 量 ）程 序 如 下 ：N01 G92 X0 Y0 Z0N02 G07 X0 G90 G03 X0 Y.0 I0 J5.0 Z20.0 F100N03 M30N04 G07 X1N05 M30 Z Y 10.0 20.0 O 图 28 正 弦 线 插 补 编 程 5.0 X Y 10.0 5.0 O 5.0 47 n 回 参 考 点 控 制 指 令 n 自 动 返 回 到 参 考 点 G28n 格 式 ： G28 X _Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_其 中 ， X、 Y、 Z、 A、 B、 C、 U、 V、 W为 指 令 的 终 点 位 置该 指 令 的 终 点 称 之 为 “ 中 间 点 ” ， 而 非 参 考 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 。由 该 指 令 指 定 的 轴 能 够 自 动 地 定 位 到 参 考 点 上 。 48 n G28程 序 段 的 动 作 叙 述 如 下 ：首 先 所 有 的 受 控 轴 都 快 速 定 位 到 中 间 点 ， 然 后 再 从 中间 点 到 参 考 点 。 如 果 机 床 这 时 没 有 相 对 锁 住 则 参 考 点返 回 指 示 灯 就 被 点 亮 。 这 样 定 位 到 中 间 点 和 参 考 点 等效 于 用 G00定 位 。 49 n 例 . 图 29所 示 的 G28程 序 。N01 G92 X30 Y50 Z20 (A离 工 件 上 表 面 20mm)N02 G91 G28 X100.0 Y20.(由 A到 B并 返 回 参 考 点 )N03 M30 Y O X R 刀 具 在 R 参 考 点 更 换 中 间 点 B A 30 50 30 130 70 图 29 G28编 程 X Y Z 50 n 一 般 ， G28指 令 用 于 加 工 中 心 刀 具 自 动 更 换 ATC。 在G28的 程 序 段 中 不 仅 产 生 坐 标 轴 移 动 指 令 ， 而 且 记 忆 了中 间 点 坐 标 值 。 如 果 在 G28指 令 前 没 有 回 过 参 考 点 ， 则不 记 忆 中 间 点 坐 标 。指 定 G28时 ， 从 中 间 点 自 动 返 回 参 考 点 ， 与 手 动 返 回 参考 点 相 同 。 这 时 从 中 间 点 移 出 的 方 向 就 是 系 统 参 数 设定 的 回 参 考 点 的 方 向 。G28指 令 仅 在 其 被 规 定 的 程 序 段 中 有 效 。 51 n 自 动 从 参 考 点 返 回 G29n 格 式 ： G29 X _Y_Z_A_B_C_U_V_W_其 中 ， X、 Y、 Z、 A、 B、 C、 U、 V、 W为 指 令 的 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 中 间 点 的 位 移 量 。由 此 功 能 可 使 刀 具 从 参 考 点 经 由 一 个 中 间 点 而 定 位 于指 定 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 令 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 指 定点 。G29指 令 仅 在 其 被 规 定 的 程 序 段 中 有 效 。 52 n 例 . 图 30所 示 的 G28、 G29程 序 。N10 G91 G28 X100.0 Y20.0 (由 A到 B并 返 回 参 考 点 )N20 G29 X50.0 Y-40.0 (从 参 考 点 经 由 B到 C)N30 M30 Y O X R 刀 具 在 R 参 考 点 更 换 中 间 点 B A C 30 50 30 130 180 70 图 30 G28 和 G29 编 程 53 n 刀 具 补 偿 功 能 指 令n 刀 具 半 径 补 偿 G40， G41， G42 n 格 式 ：其 中 刀 补 号 地 址 D后 跟 的 数 值 是 刀 具 号 ， 它 用 来 调 用内存 中 刀 具 半 径 补 偿 的 数 值 。 191817GGGG40 4241GG 0100GG _b_D_ 54 n 在 进 行 刀 具 半 径 补 偿 前 ， 必 须 用 G17或 G18、 G19指定 补 偿 是 在 哪 个 平 面 上 进 行 。 a， b必 须 与 指 定 平 面中 的 轴 相 对 应 。 在 多 轴 联 动 控 制 中 ， 投 影 到 补 偿 平面 上 的 刀 具 轨 迹 受 到 补 偿 ， 平 面 选 择 的 切 换 必 须 在补 偿 取 消 方 式 进 行 ， 若 在 补 偿 方 式 进 行 ， 则 报 警 。G40是 取 消 刀 具 半 径 补 偿 功 能 。G41是 在 相 对 于 刀 具 前 进 方 向 左 侧 进 行 补 偿 ， 称 为 左刀补 ， 如 图 31（ a） 所 示 。G42是 在 相 对 于 刀 具 前 进 方 向 右 侧 进 行 补 偿 ， 称 为 右刀补 ， 如 图 31（ b） 所 示 。G40、 G41、 G42都 是 模 态 代 码 ， 可 相 互 注 销 。 55 在 前 进 方 向 右 侧 补 偿 补 偿 量 刀 具 旋 转 方 向 刀 具 前 进 方 向 (b) 补 偿 量 刀 具 旋 转 方 向 刀 具 前 进 方 向 (a) 图 31 刀 具 补 偿 方 向 (a)左 刀 补 (b)右 刀 补 56 n 例 . 见 图 32所 示 的 刀 具 半 径 补 偿 程 序 。 设 加 工 开 始时 刀 具 距 离 工 件 表 面 50mm， 切 削 深 度 为 10mm. X O Y 20 10 30 40 50 10 20 30 40 50 N3 N5 N6 N4 C B A d c b a N2 N7 与 D01对 应 的 补 偿 量 图 32 刀 补 动 作 57 n 按 增 量 方 式 编 程N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50N20 G91 G17 G00 由 G17指 定 刀 补 平 面N30 G41 X20.0 Y10.0 D01 由 刀 补 号 码 D01指 定 刀 补 刀 补 启 动N35 Z-48 M03 S500N38 G01 Z-12 F200N40 G01 Y40.0 F100 进 入 刀 补 状 态N50 X30.0 N60 Y-30.0N70 X-40.0 N80 G00 Z60 M05N85 G40 X-10.0 Y-20.0 解 除 刀 补N90 M30 58 n 按 绝 对 方 式 编 程N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50N20 G90 G17 G00 由 G17指 定 刀 补 平 面N30 G41 X20.0 Y10.0 D01 启 动 刀 补N35 Z2 M03 S500N38 G01 Z-10 F200N40 G01 Y50.0 F100 刀 补 状 态N50 X50.0N60 Y20.0N70 X10.0N80 G00 Z50 M05N85 G40 X0 Y0 解 除 刀 补N90 M30 59 n 刀 具 长 度 补 偿 G43， G44， G49 n 格 式 ：其 中 ， a X， Y， Z， U， V， W， 为 补 偿 轴 的 终 点 坐 标 ，H为 长 度 补 偿 偏 置 号 。假 定 的 理 想 刀 具 长 度 与 实 际 使 用 的 刀 具 长 度 之 差 作 为偏 置 设 定 在 偏 置 存 储 器 中 ， 该 指 令 不 改 变 程 序 就 可 实现 对 a轴 运 动 指 令 的 终 点 位 置 进 行 正 向 或 负 向 补 偿 。 4443GG a_H_ G49 a_ 60 n 用 G43(正 向 偏 置 )， G44(负 向 偏 置 )指 令 偏 置 的 方 向 。H指 令 设 定 在 偏 置 存 储 器 中 的 偏 置 量 。n 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 加 ， 在 G44时 则是 从 a轴 运 动 指 令 的 终 点 坐 标 值 中 减 去 。 计 算 后 的 坐标 值 成 为 终 点 。n 偏 置 号 可 用 H00-H99来 指 定 。 偏 置 值 与 偏 置 号 对 应 ，可 通 过 MDI/CRT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 。 n 要 取 消 刀 具 长 度 补 偿 时 用 指 令 G49或 H00。n G43、 G44、 G49都 是 模 态 代 码 ， 可 相 互 注 销 。 61 n 例 .图 33所 示 的 刀 具 长 度 补 偿 程 序 。 20 30 30 120 30 50 补 偿 值 = 4m m 实 际 位 置 编 程 位 置 3 35 30 18 3 5 4 7 8 10 11 22 12 2 Z Y X 图 33 刀 具 长 度 补 偿 加 工 9 6 #2 #1 #3 1 13 62 H01= 4.0 (偏 置 值 )N01 G91 G00 X120.0 Y80.0 M03 S500N02 G43 Z32.0 H01N03 G01 Z21.0 F1000N04 G04 P2000N05 G00 Z21.0N06 X30.0 Y-50.0N07 G01 Z41.0N08 G00 Z41.0N09 X50.0 Y30.0 63 N10 G01 Z25.0N11 G04P2000N12 G00Z57.0 H00N13 X200.0 Y60.0 N14 M05N15 M30 由 于 偏 置 号 的 改 变 而 造 成 偏 置 值 的 改 变 时 ， 新 的 偏 置 值 并 不 加 到 旧偏 置 值 上 。 例 如 ， H01的 偏 置 值 为 20.0， H02的 偏 置 值 为 30.0时G90 G43 Z100.0 H01 Z将 达 到 120.0G90 G43 Z100.0 H02 Z将 达 到 130.0 刀 具 长 度 补 偿 同 时 只 能 加 在 一 个 轴 上 ， 因 此 下 列 指 令 将 出 现 报 警 。要 进 行 刀 具 长 度 补 偿 轴 的 切 换 ， 必 须 取 消 一 次 刀 具 长 度 补 偿 。G43 Z_H_G43 X_H_ 报 警 R20 60 20 20 60 20 60 60 20 X Y 图 34 镜 像 功 能 A(10, 30) B (90, 30) C(50, 110) C B A D X Y 图 35 ABC 缩 放 示 意 图 O Y O Y X X 10 10 20 20 20 45 。 图 36 旋 转 变 换 功 能 动 作 1 动 作 2 初 始 点 R点 动 作 3 动 作 5 动 作 4 动 作 6 R点 Z点 R Z Z=0 R点 R Z Z点 图 37 固 定 循 环 动 作 实 线 切 削 进 给 虚 线 快 速 进 给 图 38 固 定 循 环 的 数 据 形 式 (a) (b) 图 39 图 40 图 41 图 43 图 42 初 始 点 G98 G99 主 轴 正 转 主 轴 反 转 R点 Z点 q 主 轴 正 转 主 轴 定 向 停 R点 Z点 主 轴 起 动 图 44 G84指 令 动 作 图 (G98的 情 况 ) 图 45 G87指 令 动 作 图 初 始 点 G98 G99 主 轴 正 转 暂 停 后 主 轴 停 止 R点 Z点 图 46 G88指 令 动 作 图 主 轴 正 转 暂 停 -10 O 10 20 30 10 20 30 40 X Y 图 47 钻 孔 循 环 O XY 图 48 螺 纹 加 工4050 40 40 40 40 97 FANUC系 统 数 控 铣 床 编 程 实 例 编 写 如 图 所 示 槽 形 零 件 的 加 工 程 序 。 1、 加 工 准 备 ：选 取 直 径 为 8mm的 平 底 刀 ， 选择 高 为 14mm,边 长 为 240mm的 正方 形 毛 坯 。 采 用 G54定 位 坐 标 系 。2、 加 工 步 骤 ：选 择 机 床 ； 机 床 回 零 ； 安 装 零 件； 导 入 NC程 序 ； 检 查 运 行 轨 迹 ； 装刀 具 ， 对 刀 ； 设 置 参 数 ； 自 动 加 工。 98 3、 槽 形 零 件 参 考 程 序 如 下 ：O4410G90G54. ； 选 G54为 工 件 坐 标 系 ， 绝 对 值 编 程S1500 M03G00 X0.Y0.Z100. ； 将 刀 具 快 速 移 动 到 对 刀 点Z2. X20. Y-44. ； 将 刀 具 快 速 移 动 到 外 圆 切 削 起 点G01 Z-4. F100 ； 铣 外 圆 ， 切 深 4mmG41 X0. Y-40. D01 ； 左 刀 补 ， D01=4mmG02 X0. Y-40. I0. J40. ； 铣 外 圆 整 圆G40 G01 X-20. Y-44. ； 切 线 切 出 ， 取 消 刀 补G00 Z2. ； 快 速 抬 刀X0. Y15. ； 将 刀 具 快 速 移 动 到 内 槽 切 削 起 点G01 Z-4. ； 铣 内 槽 ， 切 深 4mmG42 X0. Y0. D01 ； 右 刀 补 ， D01=4mm G02 X-30. Y0. I-15. J0 ； 铣 内 槽 左 边 顺 时 针 小 圆 弧X30. Y0. I30. J0 ； 铣 内 槽 大 圆 弧 .X0. Y0. I-15. J0 ； 铣 内 槽 右 边 小 圆 弧G40 G01 X0. Y15. ； 切 线 切 出 ， 取 消 刀 补G00 Z100 .； 快 速 抬 刀X0. Y0. ； 将 刀 具 快 速 移 动 到 对 刀 点 M05 M30 99 编 写 如 图 4-73所 示 平 面 轮 廓 零 件 的 加 工 程 序 。 该 零 件 的 毛 坯 是 一 块180mm 90mm l2mm板 料 ， 要 求 铣 削 成 图 中 粗 实 线 所 示 的 外 形 。Siemens系 统 数 控 铣 床 编 程 实 例 100 1、 工 艺 分 析由 图 可 知 ， 各 孔 已 加 工 完 ， 各 边 都 留 有 5mm的 铣 削 余 量 。 铣 削 时 以 其 底面 和 2-10H8的 孔 定 位 ， 从 60mm孔 对 工 件 进 行 压 紧 。 在 编 程 时 ， 工 件坐 标 系 原 点 定 在 工 件 左 下 角 A点 (如 图 4-74所 示 )， 现 以 10mm立 铣 刀 进 行轮 廓 加 工 ， 对 刀 点 在 工 件 坐 标 系 中 的 位 置 为 (-25， 10， 40)， 刀 具 的 切 入 点为 B点 ， 刀 具 中 心 的 走 刀 路 线 为 :对 刀 点 1 -下 刀 点 2-b-c-c-下 刀 点 2-对 刀 点 1， 见 下 图 。 101 2、 节 点 计 算该 零 件 的 特 点 是 形 状 比 较 简 单 ， 数 值 计 算 比 较 方 便 。 现 按 轮 廓 编 程 ，根 据 零 件 图 计 算 各 基 点 及 圆 心 点 坐 标 如 下 ： A(0， 0)； B(0,40)； C(14.96， 70)； D(43.54， 70)； E(102， 64)；F(150， 40)； G(170， 40)； H(170， 0)； 对 刀 点 (70， 40)； 下 刀 点 (150， 100)。 102 3、 编 程1） 按 绝 对 坐 标 编 程 ， 其 参 考 程 序 如 下 ：% N PP MPF ； 程 序 名； $PATH=/ N MPF DIR ； 传 输 格 式 N01 G54 G90 ； 选 G54为 工 件 坐 标 系 。 绝 对 值 编 程N02 S300 M3 G0 X-25.0 Y10.0 Z40.0 ； 将 刀 具 快 速 移 到 对 刀 点Z-16.0 ； 刀 具 快 速 下 降 N03 G41 G1 X0 Y40.0 F100 D01 M08 ； 左 刀 补 ， D01=5mm。 启 动 冷 却 液 N04 X14.96 Y70.0 ； 铣 直 线 BC N05 X43.54 ； 铣 直 线 CD N06 G2 X102.0 Y64.0 I26.46 J-30.0 ； 铣 圆 弧 DE N07 G3 X150.0 Y40.0 I48.0 J36.0 ； 铣 圆 弧 EF N08 G1 X170.0 ； 铣 直 线 FGN09 Y0 ； 铣 直 线 GH N10 X0 ； 铣 直 线 HAN11 Y40.0 ； 铣 直 线 ABN12 G0 G40 X-25.0 Y10.0 Z 40.0 M09 ； 取 消 刀 补 ， 关 冷 却 液M5 N13 M30 103 2） 按 增 量 坐 标 编 程 ， 其 参 考 程 序 如 下 ：% N PP MPF ； 程 序 名； $PATH=/ N MPF DIR ； 传 输 格 式 N01 G54 ； 选 G54为 工 件 坐 标 系 N02 S300 M3 G0 X-25.0 Y10.0 Z40.0 ； 将 刀 具 快 速 移 到 对 刀 点 Z-16.0 ； 刀 具 快 速 下 降 N03 G91 G1 G41 D01 X25.0 Y30.0 F100 M08 ； 左 刀 补 。 增 量 编 程 。 冷 却 液 开 N04 X14.96 Y30.0 ； 铣 直 线 BC N05 X28.58 Y0 ； 铣 直 线 CD N06 G2 X58.46 Y-6.0 I26.46 J-30.0 ； 铣 圆 弧 DE N07 G3 X48.0 Y-24.0 I48.0 J36.0 ； 铣 圆 弧 EF N08 G1 X20.0 ； 铣 直 线 FG N09 Y-40.0 ； 铣 直 线 GH N10 X-170.0 ； 铣 直 线 HA N11 Y40.0 ； 铣 直 线 AB N12 G40 G0 X-25.0 Y-30.0 Z56.0 M09 ； 取 消 刀 补 ， 关 冷 却 液 M5 N13 M30 104 n 下 面 将 以 加 工 凸 轮 的 实 例 介 绍 铣 床 加 工 零 件 的 全 过 程n 加 工 如 下 图 所 示 的 凸 轮 ， 毛 坯 是 经 过 预 先 铣 削 加 工 过的 规 则 铝 板 ， 且 20、 10孔 已 加 工 ， 尺 寸 为105mm 105mm 6mm.。 图 6-11 凸 轮 零 件 6R50 R20 R302010 105 根 据 图 纸 要 求 ， 毛 坯 情 况 制 定 如 下 加 工 方 案 ： n 加 工 机 床 的 选 择 ： 使 用 国 产 立 式 数 控 铣 床 。 型 号 ：XZK7532A（ 数 控 系 统 为 华 中 I型 ） 。n 装 夹 方 式 ： 由 于 该 零 件 有 两 个 孔 ， 可 做 一 个 一 面 两销 简 单 夹 具 ， 其 中 10孔 处 为 菱 形 销 。 定 位 夹 紧 示意 图 如 图 6-13所 示 。 应 该 注 意 ， 由 于 在 加 工 过 程 中 ，切 削 力 是 由 螺 栓 螺 帽 拧 紧 在 夹 具 、 工 件 、 垫 板 之 间的 摩 擦 力 承 受 的 ， 因 此 在 不 影 响 周 边 铣 削 的 情 况 下 ，夹 具 、 垫 板 的 面 积 尽 可 能 选 大 一 些 。 106 n 刀 具 的 选 择 ： 由 于 是 外 轮 加 工 ， 选 用 立 铣 刀 ， 又 因 为该 零 件 轮 廓 较 简 单 ， 所 以 刀 具 直 径 和 长 度 的 选 择 只 需考 虑 刀 具 的 刚 度 ， 在 保 证 加 工 过 程 刀 杆 、 刀 具 与 垫 板不 发 生 干 涉 的 情 况 下 ， 刀 具 的 长 度 尽 可 能 短 。 据 此 ，刀 具 直 径 选 12， 长 度 选 50mm。n 加 工 路 线 ： 由 于 零 件 轮 廓 较 简 单 ， 只 需 考 虑 切 入 和 切出 的 方 式 。 按 工 艺 原 则 的 要 求 ， 切 入 和 切 出 段 尽 可 能与 零 件 轮 廓 相 切 ， 以 避 免 直 接 切 入 和 切 出 时 在 工 件 上留 下 刀 痕 。 加 工 路 线 如 图 6-12中 的 所 示 。 107 n 切 削 用 量 ： 主 轴 转 速600rpm， 进 给 速 度200mm/min。n 加 工 程 序 的 编 制 n 确 定 工 件 坐 标 系 。 选 择 凸 轮20孔 圆 心 （ 即 夹 具 上 芯 轴的 中 心 ） 为 X、 Y轴 零 点 ， 工件 表 面 为 Z轴 零 点 ， 建 立 工件 坐 标 系 。 起 刀 点 选 在 O点 ，其 Z坐 标 值 要 视 装 夹 螺 栓 的高 度 而 定 ， 这 里 假 定 螺 栓 伸出 高 度 的 Z坐 标 值 为 30mm（ 即 螺 栓 顶 端 到 工 件 表 面 的距 离 ） ， 则 起 刀 点 Z坐 标 值可 定 为 35（ mm） 。 参 见 下图 6-12、 图 6-13 。 B C GF A（ 60， 50）H（ -20,50） O XY ED 图 6-12 加 工 轨 迹 图 108 n 数 学 处 理 。 在 编 制 程 序 之 前 要 计 算 每 一 圆 弧 的 起 点 坐 标 和终 点 坐 标 值 ， 有 了 坐 标 值 方 能 正 式 编 程 。 计 算 过 程 此 处 不再 赘 述 ， 算 得 的 基 点 坐 标 分