数控铣床的程序编程

数控铣床的程序编程第1页，共130页。注意：铣床中注意：铣床中X轴不再是直径轴不再是直径.例：刀具由原点按顺序向例：刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时用点移动时用G90、G91指令编程。指令编程。第2页，共130页。2、工件坐标系设定G92格式：G92 X_ Y_ Z_ X、Y、Z、为当前刀位点在工件坐标系中的坐标。G92指令通过设定刀具起点相对于要建立的工件坐标原点的位置建立坐标系。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。第3页，共130页。说明G92 设置加工坐置加工坐标系系G92 X X2 Y Y2 Z Z2 那么将工件原点设定到距刀具起那么将工件原点设定到距刀具起始点距离为始点距离为X=-X2，Y=-Y2，Z=-Z2 的位置上。的位置上。第4页，共130页。3、工件坐标系选择 G54-G59 第5页，共130页。说明v1、G54G59是系统预置的六个坐标系，可根据需要选用。v2、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加工坐标系中的位置。16号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。v3、G54G59预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用MDI方式输入，系统自动记忆。v4、使用该组指令前，必须先回参考点。v5、G54G59为模态指令，可相互注销。第6页，共130页。v4、G53-选择机床坐标系 编程格式：G53 G90 X Y Z；vG53 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。例：G53 X-100 Y-100 Z-20vG53为非模态指令,只在当前程序段有效.v5、G52 局部坐标系设定 编程格式：G52 X Y Z；v式中X、Y、Z后的值为局部原点相对工件原点的坐标值。第7页，共130页。v几个坐标系指令应用举例v如下图从A-B-C-D行走路线第8页，共130页。v编程如下vN01 G54 G00 G90 X30.0 Y40.0 快速移到G54中的A点vN02 G59 将G59置为当前工件坐标系 vN03 G00 X30.0 Y30.0 移到G59中的B点vN04 G52 X45.0 Y15.0 在当前工件坐标系G59中建立局部坐标系G52vN05 G00 G90 X35.0 Y20.0 移到G52中的C点vN06 G53 X35.0 Y35.0 移到G53机械坐标系中的D点v第9页，共130页。二、坐标平面选定坐标平面选择 G17，G18，G19 v格式：G17 G18 G19XYZG17G18G19第10页，共130页。G17 XY平面，G18 ZX平面，G19 YZ平面。坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。G17、G18、G19为模态功能，可相互注销，G17为缺省值。XYZG17G18G19第11页，共130页。三、参考点控制指令1、自动返回参考点 G28格式：G28 X _ Y _ Z _其中，X、Y、Z 为指定的中间点位置。第12页，共130页。v说明：v执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指 令的中间点位置，然后自动返回参考点。v在使用上经常将XY和Z分开来用。先用G28 Z.提刀并回Z轴参考点位置，然后再用G28 X.Y.回到XY方向的参考点。v在G90时为指定点在工件坐标系中的坐标；在G91时为指令点相对于起点的位移量第13页，共130页。G28指令前要求机床在通电后必须(手动)返回过一次参考点。使用G28指令时，必须预先取消刀具补偿。G28为非模态指令。第14页，共130页。参考点控制指令参考点控制指令G292、自动从参考点返回G29格式：G29 X _ Y _ Z 其中，X、Y、Z 为指令的定位终点位置。第15页，共130页。四、有关单位的设定1 1、尺寸单位选择、尺寸单位选择G20G20，G21G21，G22G22格式：格式：G20 G20 英制英制 G21 G21 公制公制 尺寸输入制式尺寸输入制式 G22 G22 脉冲当量脉冲当量线性轴线性轴旋转轴旋转轴英制英制(G20)(G20)英寸英寸度度公制公制(G21)(G21)毫米毫米度度脉冲当量脉冲当量(G22)(G22)移动轴脉冲当量移动轴脉冲当量旋转轴脉冲当量旋转轴脉冲当量这这3个个G代代码码必必须须在在程程序序的的开开头头坐坐标标系系设设定定之之前前用用单单独独的的程程序序段段指指令或通过系统参数设定。程序运行中途不能切换。令或通过系统参数设定。程序运行中途不能切换。第16页，共130页。五、根本编程指令1 1、快速定位指令、快速定位指令G00G00格式：格式：格式：格式：G00 X_Y_Z_G00 X_Y_Z_G00 X_Y_Z_G00 X_Y_Z_ 其中，其中，X X、Y Y、Z Z、为快速定位终点，在、为快速定位终点，在G90G90时为时为终点在工件坐标系中的坐标；在终点在工件坐标系中的坐标；在G91G91时为终点相时为终点相对于起点的位移量。空间折线移动对于起点的位移量。空间折线移动第17页，共130页。说明：说明：1、G00 一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。2、为防止干预，通常的做法是：不轻易三轴联动。一、为防止干预，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。般先移动一个轴，再在其它两轴构成的面内联动。如：进刀时，先在平安高度如：进刀时，先在平安高度Z上，移动联动上，移动联动X、Y 轴，再下移轴，再下移Z轴到工件附近。轴到工件附近。退刀时，先抬退刀时，先抬Z轴，再移动轴，再移动X-Y轴。轴。第18页，共130页。直 线 插 补 指 令G012 2、直线进给指令、直线进给指令G01 G01 格式：格式：G01 X _Y_ Z_ F_G01 X _Y_ Z_ F_ 其中，其中，X X、Y Y、Z Z为终点，为终点，在在G90G90时为终点在工件坐标系中的坐标；时为终点在工件坐标系中的坐标；在在G91G91时为终点相对于起点的位移量。时为终点相对于起点的位移量。第19页，共130页。说明：说明：1 1 G01 G01指令刀具从当前位置以联动的方式，指令刀具从当前位置以联动的方式，按程序段中按程序段中F F指令规定的合成进给速度，按合指令规定的合成进给速度，按合成的直线轨迹移动到程序段所指定的终点。成的直线轨迹移动到程序段所指定的终点。2 2实际进给速度等于指令速度实际进给速度等于指令速度F F与进给速与进给速度修调倍率的乘积。度修调倍率的乘积。3 3G01G01和和F F都是模态代码，如果后续的程都是模态代码，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。再书写这些代码。4 4G01G01可由可由G00G00、G02G02、G03G03或或G33G33功能注功能注销。销。第20页，共130页。F _ F_ 指令格式：指令格式：或或1圆弧插补指令3、圆弧进给指令、圆弧进给指令 G02:顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补 G03:逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补第21页，共130页。圆 弧 插 补 指 令G02/G03v2指令参数说明：v圆弧插补只能在某平面内进展。vG17代码进展XY平面的指定，省略时就被默认为是G17v当在ZXG18和YZG19平面上编程时，平面指定代码不能省略。第22页，共130页。vG02/G03判断：G02为顺时针方向圆弧插补，G03为逆时针方向圆弧插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方向看到的回转方向。平面圆弧插补平面圆弧插补第23页，共130页。终点终点X起点起点KIZ圆心圆心终点终点Y起点起点IJX圆圆心心 终点终点Z起点起点JKY圆圆心心v I，J，K分别表示X，Y，Z 轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如以下图所示。某项为零时可以省略。第24页，共130页。起点 v当圆弧圆心角小于180时，R为正值，当圆弧圆心角大于180时,R为负值。v整圆编程时不可以使用R，只能用I、J、K。vF为编程的两个轴的合成进给速度。第25页，共130页。v3编程算法第26页，共130页。v圆弧AB：v绝对:G17G90 G02 X xb Y yb R r1 F f;v或 G17G90 G02 X xb Y yb I(x1-xa)J(y1-ya)F f;v v增量:G91G02 X(xb-xa)Y(yb-ya)R r1 F f;v或 G91G02 X(xb-xa)Y(yb-ya)I(x1-xa)J(y1-ya)F f;第27页，共130页。v4编制圆弧程序段v大圆弧AB 每段圆弧可有四个程序段表示每段圆弧可有四个程序段表示G17 G90 G03 X0 Y25 R-25 F80G17 G90 G03 X0 Y25 I0 J25 F80G91 G03 X-25 Y25 R-25 F80G91 G03 X-25 Y25 I0 J25 F80第28页，共130页。v小圆弧ABG17 G90 G03 X0 Y25 R25 F80G17 G90 G03 X0 Y25 I-25 J0 F80G91 G03 X-25 Y25 R25 F80G91 G03 X-25 Y25 I-25 J0 F80第29页，共130页。v例2、整圆编程v要求由A点开场，实现逆时针圆弧插补并返回A点。OXYAR30G90 G03 X30 Y0 I-40 J0 F80G91 G03 X0 Y0 I-40 J0 F80第30页，共130页。v5G02/G03 实现空间螺旋线进给v格式：G17 G02(G03)X.Y.R.Z.F.v或 G18 G02(G03)X.Z.R.Y.F.v G19 G02(G03)Y.Z.R.X.F.即即在在原原G02、G03指指令令格格式式程程序序段段后后部部再再增增加加一一个个与与加加工工平平面面相相垂垂直直的的第第三三轴轴移移动动指指令令，这这样样在在进进展展圆圆弧弧进进给给的的同同时时还还进进展第三轴方向的进给，其合成轨迹就是一空间螺旋线。展第三轴方向的进给，其合成轨迹就是一空间螺旋线。X、Y、Z为投影圆弧终点为投影圆弧终点,第第3坐标是与选定平面垂直的轴终点坐标是与选定平面垂直的轴终点.第31页，共130页。v如以下图所示轨迹G91 G17 G03 X-30.0 Y30.0 R 30.0 Z10.0 F100或：或：G90 G17 G03 X0 Y 30.0 R 30.0 Z 10.0 F100起点起点终点终点第32页，共130页。六、根本指令编程举例如下图零件如下图零件以以30的孔定位的孔定位精铣外轮廓精铣外轮廓暂不考虑刀具补偿暂不考虑刀具补偿第33页，共130页。程序单1%0001 G92 X150.0 Y160.0 Z120.0 G90 G00 X100.0 Y60.0 Z-2.0 S100 M03 G01 X75.0 F100 G01 X-75.0 主程序号主程序号建立工件坐标系，编程零点建立工件坐标系，编程零点w w 快进到快进到X=100X=100，Y=60Y=60Z Z轴快移到轴快移到 Z=-2Z=-2，主轴，主轴直线插补至直线插补至 X=75X=75，Y=60Y=60，直线插补至直线插补至 X=35X=35，Y=60Y=60顺圆插补至顺圆插补至 X=15X=15，Y=60Y=60直线插补至直线插补至 X=15X=15，Y=70 Y=70 逆圆插补至逆圆插补至 X=-15X=-15，Y=70 Y=70 直线插补至直线插补至 X=-15X=-15，Y=60Y=60顺圆插补至顺圆插补至 X=-35X=-35，Y=60Y=60直线插补至直线插补至 X=-75X=-75，Y=60Y=60程序头程序头程序主干程序主干第34页，共130页。程序单2 G09 Y0 X45.0 X75.0 Y20.0 Y65.0 Z120.0 X150.0Y160.0 M05 M30 直线插补至直线插补至 X=-75 X=-75，Y=0Y=0处处直线插补至直线插补至 X=45 X=45，Y=45Y=45直线插补至直线插补至 X=75 X=75，Y=20Y=20直线插补至直线插补至 X=75 X=75，Y=65Y=65，轮廓完，轮廓完快速退至快速退至 X=100 X=100，Y=60Y=60的下刀处的下刀处快速抬刀至快速抬刀至 Z=120 Z=120的对刀点平面的对刀点平面快速退刀至对刀点快速退刀至对刀点程序完毕，复位。程序完毕，复位。程序尾程序尾程序尾程序尾返回上层返回上层第35页，共130页。第二节 数控铣床刀具补偿一、数控铣床刀具补偿的含义 在数控铣床上，由于程序所控制的刀具刀位点的轨迹和实际刀具切削刃口切削出的形状并不重合，它们在尺寸大小上存在一个刀具半径和刀具长短的差异，为此就需要根据实际加工的形状尺寸算出刀具刀位点的轨迹坐标，据此来控制加工。第36页，共130页。二、数控铣床刀具补偿类型刀具半径补偿:补偿刀具半径对工件轮廓尺寸的影响.刀具长度补偿:补偿刀具长度方向尺寸的变化.三、刀具补偿的方法人工预刀补：人工计算刀补量进展编程机床自动刀补：数控系统具有刀具补偿功能。第37页，共130页。四、刀具半径补偿功能v1、刀具半径补偿的作用v在数控铣床上进展轮廓铣削时，由于刀具半径的存在，刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。v人工计算刀具中心轨迹编程，计算相当复杂，且刀具直径变化时必须重新计算，修改程序。v当数控系统具备刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进展，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进展刀具半径补偿。第38页，共130页。v分为三步：v1、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。v2、刀补进展：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。v3、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。2、刀具半径补偿的过程、刀具半径补偿的过程第39页，共130页。3、刀具半径补偿指令刀具半径补偿G41，G42，G40v格式：X Y X Z Y Z DG17G18 G19 G41G42G00G01执行刀补执行刀补X Y X Z Y Z G40G00G01取消刀补取消刀补X X、Y Y 、Z Z 值是建立补偿直线段的值是建立补偿直线段的终点坐标值终点坐标值；D D 为刀补号地址，用为刀补号地址，用D00D00D99D99来指定，它用来调用内来指定，它用来调用内 存中刀具半径补偿的数值。存中刀具半径补偿的数值。第40页，共130页。v指令的几点说明：v1、G41刀径左补偿，G42刀径右补偿。v 刀补位置的左右应是顺着编程轨迹前进的方向进展判断的。G40为取消刀补。顺铣顺铣逆铣逆铣第41页，共130页。v2、在进展刀径补偿前，必须用G17或G18、G19指定刀径补偿是在哪个平面上进展。平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进展，否那么将产生报警。v3、刀补的引入和取消要求应在G00或G01程序段，不要在G02/G03程序段上进展。v4、当刀补数据为负值时，那么G41、G42成效互换。v5、G41、G42指令不要重复规定，否那么会产生一种特殊的补偿。v6、G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。第42页，共130页。v4、刀具半径补偿应用v 利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不同大小的刀具补偿半径值而逐步减少切削余量的方法来到达粗、精加工的目的。第43页，共130页。多把刀加工例如刀具基准刀具基准钻钻01101050扩扩T02铰铰T0360Z=0T01G90 G01 Z-50 F50.第44页，共130页。五、刀具长度补偿v1、刀具长度补偿的作用：v用于刀具轴向(Z向)的补偿.v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.v刀具长度尺寸变化时，可以在不改动程序的情况下，通过改变偏置量到达加工尺寸.v利用该功能，还可在加工深度方向上进展分层铣削，即通过改变刀具长度补偿值的大小，通过屡次运行程序而实现。第45页，共130页。v2、刀具长度补偿的方法v将不同长度刀具通过对刀操作获取差值。v通过MDI方式将刀具长度参数输入刀具参数表。v执行程序中刀具长度补偿指令。第46页，共130页。3、刀具长度补偿指令刀具长度补偿G43，G44，G49G43G44G00G01Z HG49G00G01Z 1格式格式G43 刀具长度正补偿刀具长度正补偿 G44 刀具长度负补偿刀具长度负补偿 G49取消刀长补偿取消刀长补偿 G43 G44 G49 均为模态指令均为模态指令 其中其中Z Z 为指令终点位置，为指令终点位置，H H为刀补号地址，用为刀补号地址，用H00H00H99H99来指来指定，它用来调用内存中刀具长度补偿的数值。定，它用来调用内存中刀具长度补偿的数值。第47页，共130页。执执行行G43G43时时，刀刀具具长长时时，离离开开刀刀工工件件补补偿偿Z Z实际值实际值=Z=Z指令值指令值+H xxH xx执执行行G44G44时时，刀刀具具短短时时，趋趋近近工工件件补偿补偿Z Z实际值实际值=Z=Z指令值指令值-H xxH xx 其中其中Hxx是指是指xx存放存放器中的补偿量，其值可以器中的补偿量，其值可以是正值或者是负值。当刀是正值或者是负值。当刀长补偿量取负值时，长补偿量取负值时，G43和和G44的成效将互换。的成效将互换。第48页，共130页。设设H02=200 mm时时 N1 G92 X0 Y0 Z0 设定当前点设定当前点O为程序零点为程序零点N2 G90 G00 G44 Z10.0 H02 指定点指定点A，实到点，实到点B N3 G01 Z-20.0 实到点实到点C N4 Z10.0 实际返回点实际返回点B N5 G00 G49 Z0 实际返回点实际返回点O例如 1第49页，共130页。使用G43、G44相当于平移了Z轴原点。即将坐标原点O平移到了O点处，后续程序中的Z坐标均相对于O进展计算。使用G49时那么又将Z轴原点平移回到了O点。在机床上有时可用提高Z轴位置的方法来校验运行程序。第50页，共130页。v例如2v 使用01,T02,T03号刀具对工件进展钻、扩、铰加工编程时选01刀具为标准刀具长度.试写出用 G43、G44 指令对T02,T03刀具向下快速移动100mm时,进展长度补偿的程序段,并说明存储器中的补偿值是多少?刀具的实际位移是多少?01T02T031010第51页，共130页。4、刀补编程举例第52页，共130页。%0004G92 X150.0 Y160.0 Z120.0 G90 G00 X100.0 Y60.0 G43 Z-2.0 H01 S100 M03 G42 G01 X75.0 D01F100 G01 X-75.0 G09 Y0 主程序号主程序号建立工件坐标系建立工件坐标系绝对值方式，快进到绝对值方式，快进到X=100，Y=60指令高度指令高度Z=-2，实际到达高，实际到达高Z=-43处处刀径补偿引入，插补至刀径补偿引入，插补至X=75，Y=60直线插补至直线插补至 X=35，Y=60顺圆插补至顺圆插补至 X=15，Y=60直线插补至直线插补至 X=15，Y=70 逆圆插补至逆圆插补至 X=-15，Y=70 直线插补至直线插补至 X=-15，Y=60顺圆插补至顺圆插补至 X=-35，Y=60直线插补至直线插补至 X=-75，Y=60直线插补至直线插补至 X=-75，Y=0处，处，程序单第53页，共130页。G01 X45.0 X75.0 Y20.0 Y65.0 X150.0Y160.0 M05 M30 直线插补至直线插补至 X=45，Y=45直线插补至直线插补至 X=75，Y=20直线插补至直线插补至 X=75，Y=65，轮廓切削完毕，轮廓切削完毕取消刀补，快速退至取消刀补，快速退至100，60的下刀处，的下刀处，快速抬刀至快速抬刀至Z=120的对刀点平面的对刀点平面快速退刀至对刀点快速退刀至对刀点主轴停，程序完毕，复位。主轴停，程序完毕，复位。程序单 和前述不考虑刀补的轮廓铣削程序相比，可以看出：采用和前述不考虑刀补的轮廓铣削程序相比，可以看出：采用机床自动刀补的程序与不考虑刀补的程序并没有多大的不同，只机床自动刀补的程序与不考虑刀补的程序并没有多大的不同，只是在原来的程序上增加了有关刀补指令而已。是在原来的程序上增加了有关刀补指令而已。考虑刀补后的程序适应性强，对不同长度、不同半径的刀具仅考虑刀补后的程序适应性强，对不同长度、不同半径的刀具仅只需改变刀具补偿量即可。只需改变刀具补偿量即可。第54页，共130页。钻孔加工举例对图示零件钻孔。按理想刀具进展的对刀编程，现测得实际刀具比理想刀对图示零件钻孔。按理想刀具进展的对刀编程，现测得实际刀具比理想刀具短具短8mm,假设设定假设设定H01=8mm，H02=8mm第55页，共130页。%0005N2 G43 Z-32.0 H01 S630 M03 (或或G44 Z-32.0 H02)N3 G01 Z-21.0 F120N4 G04 P1000N7 G01 Z-23.0 F120N8 G04 P1000主程序号主程序号增量编程方式，快速移到孔增量编程方式，快速移到孔#1正上方。正上方。理理想想刀刀具具下下移移值值Z=-32，实实际际刀刀具具下下移移值值Z=-40下下移移到到离离工工件件上上外外表表距距离离3mm的的平平安安高高度度平面。主轴正转平面。主轴正转以工进方式继续下移以工进方式继续下移21mm孔底暂停孔底暂停1s。快速提刀至平安面高度。快速提刀至平安面高度。快移到孔快移到孔#2的正上方。的正上方。向下进给向下进给23mm，钻通孔，钻通孔#2。孔底暂停孔底暂停1s。快速上移快速上移23mm，提刀至平安平面。，提刀至平安平面。程序单第56页，共130页。N11 G01 Z-35.0 F120N13 X-150.0Y-30.0 N14 M05 M02 快移到孔快移到孔#3的正上方。的正上方。向下进给向下进给35mm，钻孔，钻孔#3。理理想想刀刀具具快快速速上上移移67mm，实实际际刀刀具具上上移移75mm，提刀至初始平面。，提刀至初始平面。刀具返回初始位置处。刀具返回初始位置处。主轴停，程序完毕。主轴停，程序完毕。程序单从从上上述述程程序序可可以以大大致致了了解解钻钻孔孔加加工工的的走走刀刀路路线线及及钻钻孔孔的的根根本本编编程程方方法法，当当所所使使用用的的数数控控铣铣床床不不具具备备更更高高级级的的钻钻孔孔专专用用指指令令时时，通通常常都都需需要要这这样样一一步步步步地地编编程程，更更方方便便的的钻钻孔孔编编程程方方法法将将在在后后面面的章节中逐步介绍。的章节中逐步介绍。返回上层返回上层第57页，共130页。第三节 铣削编程综合技术一、子程序调用二、镜像、旋转、缩放指令第58页，共130页。1、子程序的含义2、主、子程序构造的异同3、调用子程序指令格式4、主-子程序调用关系5、主-子程序构造书写6、主-子程序构造应用关键7、编程举例一、子程序调用技术第59页，共130页。1、子程序的含义什么是子程序？v 在编制加工程序中，有时会出现有规律、重复出现 的程序段。v v 将程序中重复的程序段单独抽出，并按一定格式单独命名，称之为子程序。第60页，共130页。子 程 序 的 含 义采用子程序的意义使复杂程序构造明晰程序简短增强数控系统编程功能第61页，共130页。2、主、子程序构造异同一样：一样：都是完整的程序。包括程序号、程序段、都是完整的程序。包括程序号、程序段、程序完毕指令程序完毕指令主程序：主程序：M02 或或 M30子程序：子程序：M99不同：不同：程序完毕指令不同程序完毕指令不同子程序不能单独运行，由主程序或上层子程序不能单独运行，由主程序或上层子程序调用执行。子程序调用执行。第62页，共130页。3、调用子程序的指令格式子程序调用的指令格式：子程序调用的指令格式：M98 M98 P P 单单次次调调用用指指令令，P P后后跟跟被被调调用用的子程序号的子程序号M98 M98 P P L L 重重复复调调用用子子程程序序指指令令，L L后后跟重复调用的次数跟重复调用的次数子程序的格式：子程序的格式：子子程程序序号号:是是调调用用入入口口地地址址，必必须须和和主主程程序序中的子程序调用指令中所指向的程序号一致。中的子程序调用指令中所指向的程序号一致。子程序完毕：子程序完毕：M99 M99第63页，共130页。4、主子程序调用关系v可实现八层嵌套可实现八层嵌套v逐层调用，逐层返回。逐层调用，逐层返回。主程序主程序子程序子程序子程序子程序第64页，共130页。5、主-子程序构造书写主主子程序：子程序：写在一个文件中写在一个文件中主程序写在前主程序写在前子程序写在后子程序写在后两者之间空几行作分隔两者之间空几行作分隔第65页，共130页。6、主-子程序构造应用关键v找出重复程序段规律，确定子程序。找出重复程序段规律，确定子程序。v将要变化的局部写在主程序，不变的局将要变化的局部写在主程序，不变的局部作子程序。部作子程序。v主主子程序接口：保证主程序调用和子程子程序接口：保证主程序调用和子程序返回正确的衔接序返回正确的衔接v如：从某点进入子程序，返回时也固定在该如：从某点进入子程序，返回时也固定在该点。点。第66页，共130页。v(1)利用子程序调用实现外轮廓粗、精加工。v v 如下图零件v用8 立铣刀v采用粗、精铣两刀完成外轮廓加工。v精加工余量v深度方向一次下刀完成。暂不考虑装夹7、子程序调用编程举例一第67页，共130页。v(2)利用子程序调用实现分层加工。v v 如下图零件v用8 立铣刀v粗铣外轮廓v深度方向分层铣削，分三次完成。暂不考虑装夹7、子程序调用编程举例(二第68页，共130页。v(3)利用子程序调用实现分层、分次加工。v v 如下图零件v用8 立铣刀v粗、精铣外轮廓v粗铣深度方向分三 次完成。v精铣一次下刀完成v 暂不考虑装夹7、子程序调用编程举例三第69页，共130页。二、简化编程指令1、镜像功能G24，G25 指令功能：当工件(或某局部)具有相对于某一轴对称的形状时，可以利用镜象功能和子程序的方法，简化编程.镜像指令能将数控加工刀具轨迹沿某坐标轴作镜像变换而形成对称零件的刀具轨迹。对称轴可以是X轴、Y轴 或 X、Y轴.第70页，共130页。指令格式：G24 X_Y_Z_ 建立镜像 M98 P_ G25 X_Y_Z_ 取消镜像 或 G25指令说明：建立镜像由指令坐标轴后的坐标值指定镜 像位置对称轴、线、点G24、G25为模态指令，可相互注销，G25为缺省值。有刀补时，先镜像，然后进展刀具长度补偿、半径补偿。第71页，共130页。v例如：当采用绝对编程方式时vG24 X-9.0 v表示图形将以的直线/Y轴的线作为对称轴，v表示先以对称，然后再以对称，两者综合结果即相当于以点，为对称中心的原点对称图形。vG25 X0v表示取消前面的由G24 X_ 产生的关于Y轴方向的对称 第72页，共130页。镜像指令编程主程序主程序%0008G90 G17 G00 Z5.0 M03M98 P100 加工图加工图1G24 X0 坐标变换坐标变换M98 P100 加工图加工图2G24 Y0M98 P100G25 X0M98 P100G25 Y0 Z25.0 M05M30 第73页，共130页。镜像指令编程子程序子程序%100G41 X10.0 Y4.0 D01G01 Z-28.0 F200G40 X0 Y0 M99 第74页，共130页。2、旋转变换功能G68，G69指令功能：该指令可使编程图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定角度。通常和子程序一起使用，加工旋转到一定位置的重复程序段。第75页，共130页。v格式 G17 G68 X_Y_P_v G18 G68 X_Z_P_ 坐标旋转功能v G19 G68 Y_Z_P_v G69 取消坐标旋转功能v其中：vX、Y、Z 是旋转中心的坐标值；vP为旋转角度，单位是，0P360.v 逆时针旋转时为“+，顺时针旋转时为“v在有刀具补偿的情况下，先进展坐标旋转，然后才进展刀具半径补偿、刀具长度补偿。v 在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。第76页，共130页。旋转指令编程主程序主程序%0009G90 G17 G00 Z5.0 M03M98 P100M98 P100G69M98 P100G69M98 P100G69 Z25.0 M05M30 将根本图形分别旋转将根本图形分别旋转90180270第77页，共130页。3、缩放功能G50，G51 格式：G51 X_Y_Z_P_ 缩放开 M98 P_ G50 缩放关其中：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。G51、G50为模态指令，可相互注销，G50为缺省值。有刀补时，先缩放，然后进展刀具长度补偿、半径补偿。第78页，共130页。缩放指令编程v使用缩放指令可实现同一程序加工v出形状一样，尺寸不同的工件。主程序主程序%0007G90 G00 Z5.0 M03 G01 Z-18.0 F100M98 P100G51 X15.0 Y15.0 P2M98 P100G50 G00 Z25.0 M05 M30 第79页，共130页。缩放指令编程v使用缩放指令可实现同一程序加工v出形状一样，尺寸不同的工件。子程序子程序%100G41 G00 X10.0 Y4.0 D01G40 G00 X0 Y0M99返回上层返回上层第80页，共130页。第四节 钻镗固定循环指令第81页，共130页。孔加工编程例如根本指令编程%0008%0008下刀下刀下刀下刀S1000 M03 M08S1000 M03 M08 钻钻钻钻1 1G00 Z-15.0 G00 Z-15.0 抬刀抬刀抬刀抬刀)定位定位定位定位2 2G01 Z-52.0 G01 Z-52.0 钻钻钻钻2 2G00 Z50.0 G00 Z50.0 抬刀抬刀抬刀抬刀X0.0 Y30.0 X0.0 Y30.0 定位定位定位定位3 3Z5.0 Z5.0 下刀下刀下刀下刀G01 Z-52.0 G01 Z-52.0 钻钻钻钻3 3。第82页，共130页。钻镗固定循环指令 数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等。快速退回等。将这样一系列典型加工动作预先编好程序存储在系统将这样一系列典型加工动作预先编好程序存储在系统中，再用包含中，再用包含G G代码的一个程序段调用，可简化编程工作。代码的一个程序段调用，可简化编程工作。这种包含了典型动作循环的这种包含了典型动作循环的G G代码称为循环指代码称为循环指令令 。第83页，共130页。固定循环动作组成XX、Y Y轴快速定位到孔中心位置轴快速定位到孔中心位置ZZ轴快速运行到靠近孔上方的平安高度平面轴快速运行到靠近孔上方的平安高度平面R R点点(参考点参考点)孔加工工作进给孔加工工作进给在孔底做需要的动作在孔底做需要的动作退回到平安平面高度或初始平面高度退回到平安平面高度或初始平面高度快速返回到初始点位置。快速返回到初始点位置。第84页，共130页。固定循环的动作示意图初始高度初始高度安全高度安全高度孔底动作孔底动作G99快速快速定位定位快速移至快速移至 R面面12345工进退回工进退回工进加工孔工进加工孔快速退回快速退回孔底平面孔底平面G98初始高度初始高度安全高度安全高度孔底动作孔底动作快速快速定位定位快速移至快速移至 R面面12345工进加工孔工进加工孔快速退回快速退回孔底平面孔底平面第85页，共130页。固定循环指令格式 固定循环的程序格式包括 数据形式 返回点平面 孔加工方式 孔位置数据 孔加工数据 循环次数。固定循环的程序格式通式如下：G90G91G98G99 G_X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_ 第86页，共130页。固定循环指令格式说明G98G99)G _X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_第一个第一个G代码为返回点平面代码为返回点平面G代码代码.G98返回初始平面。返回初始平面。初始点是为平安下刀而规定的点。初始点是为平安下刀而规定的点。该点到零件外表的距离可以任意设定在一个平安高度上。该点到零件外表的距离可以任意设定在一个平安高度上。执行循环指令前刀具所在的高度位置既视为初始点。执行循环指令前刀具所在的高度位置既视为初始点。第87页，共130页。固定循环指令格式说明G98G99)G _X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_G99返回平安返回平安R点平面点平面R点平面是刀具下刀时由快进转为工进的转换起点平面是刀具下刀时由快进转为工进的转换起点。点。距工件外表的距离主要考虑工件外表尺寸的变距工件外表的距离主要考虑工件外表尺寸的变化，一般可取化，一般可取25 mm。如何确定用如何确定用G98 还是用还是用G99？第88页，共130页。固定循环指令格式说明G98G99G _X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_第二个第二个G代码为代码为孔加工方式孔加工方式，即固定循即固定循环代码环代码G73，G74，G76和和G81 G89中中的任一个。的任一个。第89页，共130页。固定循环功能表G指令指令 加工动作加工动作-Z向向 在孔底部的动在孔底部的动作作 回退动作回退动作-Z向向 用用 途途 G73 间歇进给间歇进给 快速进给快速进给 高速钻深孔高速钻深孔 G74 切削进给切削进给 主轴正转主轴正转 切削进给切削进给 反转攻螺纹反转攻螺纹 G76 切削进给切削进给 主轴定向停止主轴定向停止 快速进给快速进给 精镗循环精镗循环 G80 取消固定循环取消固定循环 G81 切削进给切削进给 快速进给快速进给 定点钻循环定点钻循环 G82 切削进给切削进给 暂停暂停 快速进给快速进给 钻钻盲盲孔孔 G83 间歇进给间歇进给 快速进给快速进给 深孔钻深孔钻 G84 切削进给切削进给 主轴反转主轴反转 切削进给切削进给 攻螺纹攻螺纹 G85 切削进给切削进给 切削进给切削进给 镗循环镗循环 G86 切削进给切削进给 主轴停止主轴停止 切削进给切削进给 镗循环镗循环 G87 切削进给切削进给 主轴停止主轴停止 手动或快速手动或快速 反镗循环反镗循环 G88 切削进给切削进给 暂停、主轴停顿暂停、主轴停顿 手动或快速手动或快速 镗循环镗循环 G89 切削进给切削进给 暂停暂停 切削进给切削进给 镗循环镗循环 第90页，共130页。固定循环指令分类钻孔类钻孔类攻螺纹类攻螺纹类镗孔类镗孔类一般钻孔一般钻孔钻深孔钻深孔L/D3右旋攻螺纹右旋攻螺纹左旋攻螺纹左旋攻螺纹粗镗孔粗镗孔精镗孔精镗孔反镗孔反镗孔第91页，共130页。固定循环指令参数说明G98G99)G _ X_Y_ Z_R_Q_P_K_F_L_X、Y为为孔位数据孔位数据，指被加工孔的位置。指被加工孔的位置。绝对值绝对值增量值增量值第92页，共130页。G98G99)G _X_Y_ Z_ R_Q_P_K_F_L_Z为孔底数据，G90时，Z为孔底坐标G91时时Z为为R点到孔底的距离点到孔底的距离多为负多为负ZZ加工盲孔时孔底平面就是孔底的加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度；加工通孔时一般刀具轴高度；加工通孔时一般刀具还要伸出工件底面一段距离。钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深还要伸出工件底面一段距离。钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。的影响。第93页，共130页。G98G99)G _X_Y_Z_ R_ Q_P_K_F_L_R为平安平面位置G90时，RR面的坐标值G91时，时，R初始点到初始点到R面面的距离常为负的距离常为负RR第94页，共130页。G98G99)G _X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_Q 在在G73或或G83时指定时指定每次进给深度每次进给深度，在，在G76或或G87时指定时指定刀具的让刀量刀具的让刀量，是增量值。，是增量值。K在在G73或或G83时指定时指定每次退刀量每次退刀量，K0。P指定刀具在孔底的指定刀具在孔底的暂停时间暂停时间，单位为秒，单位为秒F为切削为切削进给速度进给速度L指定固定循环的指定固定循环的次数次数第95页，共130页。固定循环指令参数说明1、G73 G89、Z、R、P、Q都是模态代码。2、为为了了简简化化程程序序，假假设设某某些些参参数数一一样样，那那么么可可不不必必重重复复。假假设设为为了了程程序序看看起起来来更更清清晰晰，不不易易出出错错，那那么么每每句句指指令令的的各各项参数应写全。读、写程序项参数应写全。读、写程序3、G80、G01G03等等代代码码可可以以取取消消固固定循环。定循环。第96页，共130页。钻孔循环指令v1、一般钻孔循环指令G81v格式：G98G99G81X_Y_Z_R_F_L_ v动作分解：v 刀具以进给速度向下运动钻孔，到达孔底位置后，快速退回无孔底动作，v适用：用于一般定点钻。初始高度初始高度安全高度安全高度孔底孔底G99G98G81动作指令图动作指令图第97页，共130页。钻孔循环指令v2、带停顿的钻孔循环指令G82v格式：G98G99G82X_Y_Z_R_P_ F_L_v 动作分解：v与G81指令唯一的区别是有孔底暂停动作，暂停时间由P指定。v作用：执行该指令使孔的外表更光滑，孔底平整。常用于做沉头台阶孔。初始高度初始高度安全高度安全高度Z轴孔底暂轴孔底暂停停G99G98G82动作指令图动作指令图第98页，共130页。深孔加工循环指令1、高速深孔加工循环指令G73 格式：G98G99G73X_Y_Z_R_Q_K_F_L_ 动作分解：该固定循环用于Z轴的间歇进给，有利于断屑。适用：深孔加工。参数：Q值为每次的进给深度(q)，指令中用q0.q的数值大于k。例：G98 G73X10 Y20 Z-60R5Q-10K3F50qqq初始高度初始高度安全高度安全高度孔底位置孔底位置kkG73动作分解动作分解第99页，共130页。深孔加工循环指令2、深孔加工循环指令、深孔加工循环指令G83与与G73不同之处在每次进刀后不同之处在每次进刀后都返回平安平面高度处。都返回平安平面高度处。更有利于钻深孔时的排屑。更有利于钻深孔时的排屑。K：每次退刀后，再次进给时：每次退刀后，再次进给时，由快速进给转换为切削进，由快速进给转换为切削进给时距上次加工面的距离给时距上次加工面的距离qqq初始高度初始高度平安高度平安高度孔底位置孔底位置kkG83动作分解动作分解第100页，共130页。钻孔循环指令编程举例一%0009S800 M03 M08G99 G81G98 Y-30.0 钻钻2G99 G73 X0.0 Y30.0 Z-52.0 R5.0 钻钻3 G98 Y-30.0 钻钻4G99 G82 P2 钻钻5G98 Y0.0 钻钻6M05 M09M30钻钻6-10的孔的孔第101页，共130页。例二编制右所示的孔加工程序编制右所示的孔加工程序设设Z轴开场点距工作外表轴开场点距工作外表50mm处，切削深度为处，切削深度为10mm。R面面50初始面初始面3v%0009vG92 X-100.Y-50.Z50.vG90 G00 X0.Y0.vM03 S800vG91 G99 G81 X40.Y40.Z-13.R-47.F100vX40.Y0.L3vX0.Y50.vX-40.Y0.L3vG90 G80 X-100.Y-50.Z50.vM05 M30第102页，共130页。螺纹加工循环指令G74左旋攻螺纹循环G74 格式:G98G99G74X_Y_Z_R_F_L_动作分解动作分解:左旋攻螺左旋攻螺纹攻反螺纹时纹攻反螺纹时主轴反转，到孔底主轴反转，到孔底时主轴正转，然后时主轴正转，然后工进速度退回。工进速度退回。初始高度初始高度安全高度安全高度孔底平面孔底平面主轴正转主轴正转主轴反转主轴反转G74动作指令图动作指令图第103页，共130页。注意：1、攻螺纹过程要求主轴转速与进给速度成严格的比例关系，进给速度F=转速(r/min)螺矩(mm).2、R应选在距工件外表7mm以上的地方。第104页，共130页。螺纹加工循环指令G84右旋攻螺纹循环格式:G98 G84 X_Y_Z_R_F_L_动作分解动作分解:从从R点点到到Z点点攻攻丝丝时时刀刀具具正正向向进进给给，主主轴轴正正转转。到到孔孔底底部部时时，主主轴轴反反转转，刀刀具具以以反反向向进进给给速速度退出度退出.初始高度初始高度安全高度安全高度孔底平面孔底平面主轴反转主轴反转主轴正转主轴正转G84动作指令图动作指令图第105页，共130页。螺纹加工编程举例编制右所示的螺孔加工程序编制右所示的螺孔加工程序设设Z轴开场点距工作外表轴开场点距工作外表50mm处，切削深度为处，切削深度为10mm。R面面50初始面初始面3v(1)先用G81钻孔v%0009vG92 X-100.Y-50.Z50.vG90 G00 X0.Y0.vM03 S800vG91 G99 G81 X40.Y40.Z-13.R-47.F100vX40.Y0.L3vX0.Y50.vX-40.Y0.L3vG90 G80 X-100.Y-50.Z50.vM05 M30第106页，共130页。v()再用G84攻丝vM03 S140vG91 Y40.vG99 G84 X40.Z-17.R-43.L4 F280 vY50vG99 G84 X-40.Z-17.R-43.L3 (X-40.L3)vG80 Z43.vX-160.Y90.vM05vM30第107页，共130页。镗孔循环指令G76精镗循环 G98G99G76 X_Y_Z_R_P_Q_F_L_G76 动作指令图动作指令图初始高度初始高度安全高度安全高度孔底平面孔底平面主轴准停主轴准停q精镗时，主轴在孔底定向停顿后，精镗时，主轴在孔底定向停顿后，向刀尖反方向移动，然后快速退刀，向刀尖反方向移动，然后快速退刀，退刀位置由退刀位置由G98或或G99决定。决定。带有让刀的退刀不会划伤已加带有让刀的退刀不会划伤已加工平面，保证了镗孔精度。工平面，保证了镗孔精度。刀尖反向位移量用地址刀尖反向位移量用地址Q指定，指定，其值其值q第108页，共130页。镗孔循环指令G85 G862 G85：镗孔循环 G99 G85X_Y_Z_R_F_L_该指令动作过程与G81指令一样，只是G85进刀和退刀都为工进速度，且回退时主轴不停转。3 G86：镗孔循环 G98 G86X_Y_Z_R_F_L_此指令与G81一样，但在孔底时主轴停顿，然后快速退回。注意：该指令退刀前没有让刀动作，退回时可能划伤已加工外表，因此只用于粗镗孔。初始高度初始高度安全高度安全高度孔底平面孔底平面G85指令动作图指令动作图第109页，共130页。镗孔循环指令G874 G87：反镗循环G98 G87 X_Y_Z_R_Q _F_L_G87 指令动作图指令动作图动作过程动作过程:在在X、Y轴定位后，主轴定向停顿，然后轴定位后，主轴定向停顿，然后向刀尖的反方向移动向刀尖的反方向移动q值，再快速进给到孔底值，再快速进给到孔底(R点点)定位。在此位置，刀具向刀尖方向移动定位。在此位置，刀具向刀尖方向移动q值。主轴正转，在值。主轴正转，在Z轴正方向上加工至轴正方向上加工至Z点。这点。这时主轴又定向停顿，向刀尖反方向位移，然后时主轴又定向停顿，向刀尖反方向位移，然后从孔中退出刀具。返回到初始点从孔中退出刀具。返回到初始点(只能用只能用G98)后退回一个位移量，主轴正转，进展下一个程后退回一个位移量，主轴正转，进展下一个程序段的动作。序段的动作。G98 G87 G90 X100 Y100 Z40 R5 I-10 P2000第110页，共130页。镗孔循环指令G885 G88：镗孔循环 手镗 G98G99G88 X_Y_Z_R_P_F_L_在孔底暂停，主轴停顿后，转换为手动状态，可用手动将刀具从孔中退出。到返回点平面后，主轴正转，再转入下一个程序段进展自动加工。镗孔手动回刀，不需主轴准停G88 指令动作图指令动作图第111页，共130页。镗孔循环指令G896G89：镗孔循环 G98G99G89 X_Y_Z_R_P_F_L_此指令与G86指令一样，但在孔底有暂停。孔底延时、停主轴初始高度初始高度安全高度安全高度孔底平面孔底平面G89指令动作图指令动作图主轴延时停主轴延时停返回上层返回上层第112页，共130页。第五节 宏程序应用 第113页，共130页。简单定义 宏程序的编制方法简单地解释就是：利用变量编程的方法。用户利用数控系统提供的变量、数学运算功能、逻辑判断功能、程序循环功能等功能，来实现一些特殊的用法。第114页，共130页。一.宏指令编程的应用范围宏指令编程的应用范围 宏程序指令适合抛物线、椭圆、双曲线等没有插补指令的曲宏程序指令适合抛物线、椭圆、双曲线等没有插补指令的曲线编程；适合图形一样，只是尺寸不同的系列零件的编程；适合工线编程；适合图形一样，只是尺寸不同的系列零件的编程；适合工艺路径一样，只是位置参数不同的系列零件的编程。较大地简化编艺路径一样，只是位置参数不同的系列零件的编程。较大地简化编程；扩展应用范围。程；扩展应用范围。第115页，共130页。二.宏变量及常量 (华中 FANUC)v#1195#1199为系统内状态变量(可调用,不可改变)第116页，共130页。第117页，共130页。三.运算符与表达式1.算术运算符 +-x /2.条件运算符 EQ=,NE,GT GE,LT ,LE3.逻辑运算符 AND，OR，NOT 4.函数 SIN正弦、COS余弦)、TAN 正切、ATAN反正切-9090、ABS 绝对值、INT取整、EXP指数ATAN2(反正切 -180180、SIGN取符号、SQRT开方、POT(平方)、第118页，共130页。5.表达式 用运算符连接起来的常数，宏变量构 成表达式。例如：(1).(175/SQRT 2*COS 55*PI/180 )(2).#3*6 GT 14 第119页，共130页。四.赋 值 语 句格式:宏变量=常数 或 表达式赋值:把常数或表达式的值传给一个宏变量 例如:#2=175/SQRT2*COS55*I/180#3=#3+1#4=8第120页，共130页。条件判别语句IF，ELSE，ENDIF 格式(i)：IF条件表达式 ELSE ENDIF 格式(ii)：IF条件表达式 ENDIF 循环语句 WHILE ，ENDW 格式：(1)WHILE 条件表达式条件表达式 ENDW 五.宏 程 序 语 句 (华中)第121页，共130页。(2)WHILE WHILE ENDW ENDW(可以WHILE中套用WHILE循环)第122页，共130页。条件转移语句 I F 条件表达式 GOTO n (1)如果条件满足时，程序就跳转到同一程 序中程序段号为的语句上继续执行.程序段号n可以由变量或表达式赋值 (2)当条件不满足时，顺序执行下一程序段第123页，共130页。六.手工编椭圆程序v椭圆的解析方程v椭圆的参数方程：tabxy第124页，共130页。(1)华中铣床 例1椭圆长半轴为mm 短半轴为mmv%1234v#1=2*PI (角度变量 t)v#2=5 (刀具半径vG54 G00 G40 Z100vX0 Y0vM03 S1000 F100vG90 G0 X40+#2 Y60vG0 Z10vG1 Z-5v Y0vvWHILE#1 GE 0vG1 X#3 Y#4 F100v#1=#1 PI/180v#3=40+#2*COS#1v#4=20+#2*SIN#1vENDWvG1 Y-20vG0 Z100v X0 Y0vM05vM30第125页，共130页。v一个40X40 的方台周边倒R2的倒角(2)华中铣床 例2第126页，共130页。刀具半径补偿#101的应用(8的球头刀v%1234vG54 G0 G90 G40 Z50vX0 Y0vM03 S800 F100vG0 X-35 Y0v Z5v#1=0vWHILE#1 LT PI/2v