数控加工工艺与编程(4-6章)课件

4数控编程基础 二、数控编程概述数控编程的过程：加工工艺分析；根据所用数控机床规定的指令代码及程序格式，将刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能编写成加工程序单。不同数控机床的指令代码和程序格式略有不同。1.数控编程的内容与方法（1）加工工艺分析（2）数值计算设定编程坐标系后，计算刀路线对应的坐标值。通常计算出加工轮廓图线、切入线和切出线的基点或节点坐标值。（3）编写零件加工程序单根据数控系统规定的功能指令代码及程序格式，逐段编写加工程序单。（4）制备控制介质现在广泛采用手工输入或通信传输数控程序，它们都不需要制备控制介质。（5）程序校对与首件试切程序输入数控装置后，利用机床空运转或模拟可检验程序和刀路是否正确；零件的首件试切可检验零件的加工精度。2.数控编程的种类数控编程分为手工编程和自动编程。（1）手工编程编程的全过程都是由人工完成。适用于形状简单的零件编程。（2）自动编程利用计算机软件编程。（主要包括数值计算和后置处理）适用于形状复杂，由曲面组成立体的编程。3.数控编程中的有关规则及代码数控系统的两种通用标准：国际标准化组织（ISO）标准和美国电子工程协会（EIA）标准。数控系统常用的代码是ISO和EIA代码。各数控厂家所用标准尚未完全统一，代码、指令及其含义不完全相同，程序应按所用机床编程手册中的规定编写。4.程序结构与格式（1）程序的组成例如：O0050；G50X120.0Z180.0；T0101；S800M03；G00X25.0Z2.0；M30；程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。地址（字母）和数字组成字，若干个字组成程序段，若干个程序段组成程序。字是组成程序的单元。程序号程序号为程序的开始部分，每个程序都要有程序号。FANUC“O”西门子“”程序内容若干个程序段（行）组成。程序结束常用M30结束整个程序。（2）程序段格式字地址程序段格式由语句号字、数据字和程序段结束组成。如：N20G01X35.Y-46.25F100.0；（3）程序字的说明语句号字 由地址N和后面若干位数字组成。如N120 有些数控系统可以不使用语句号。准备功能字使数控机床作好某种操作准备的指令。用G和两位数字组成。G00G99G代码分为模态代码（又称续效代码）和非续效代码。非续效代码，只在所处的程序段中有效。续效代码，在程序中执行，一直有效，直到被同组的代码重新设置执行。尺寸字地址，+、-符号和数值组成。例如：G01X50.5Z-12.25；常用地址：XYZUVWI JKABC进给功能字设置加工进给量（进给速度），用F和数值表示，有两种单位mm/r和mm/min。主轴转速字设置加工切削速度（转速），用S和数值表示，有两种单位m/min和r/min。刀具功能字刀具选择或换刀功能，用T和后面的数值组成。数值表示刀号或刀具补偿号。不同系统情况不同。辅助功能字控制机床或系统开关功能的指令。用M和两位数字组成。M00M99。程序段结束常用分号“；”。5.典型的数控系统介绍FANUC（法那克）日本SIEMENS（西门子）德国FAGOR（法格）西班牙HEIDENHAIN（海德汉）德国（1）FANUC数控系统常见的是FANUC 0和FANUC 0i型含“T”用于车床，含“M”用于铣床。（2）SIEMENS数控系统常用 802S/C型，用于车床、铣床等。（3）FAGOR数控系统（4）华中数控系统“世纪星”系列。HNC21T 车削系统；HNC21/22M 铣削系统（5）广州数控系统GSK928；GSK980。三、手工编程的数值计算1.数值计算的内容（1）基点和节点的坐标值计算通常的数控系统具有直线和圆弧插补功能，直线或圆弧的端点需要计算坐标值。基点：各几何元素的联结点，（插补曲线的交点或切点）轮廓曲线的非插补曲线部分，在允许的编程误差内，用若干直线段或圆弧来逼近该曲线。这时的各端点称为节点。（2）刀位点轨迹的计算刀具半径为r时，刀位点轨迹与零件轮廓形状类似，偏离距离为r，对具有刀具半径补偿功能的数控机床，在程序中建立刀具补偿指令，操作时设置补偿值，仍按轮廓的基点或节点坐标编程。若机床所采用的数控系统不具备刀具半径补偿功能，需对刀具的刀位点轨迹进行数值计算，按刀具路径编程。若更改刀具则需要修改程序。（3）辅助计算计算切入线、切出线等辅助程序段的相关坐标值。2.基点坐标的计算简单轮廓图形的基点可以用手工计算，对复杂的图形可利用绘图软件作图后标注得出。（1）常用的三角函数公式刀路的基点计算，考虑切入和切出线的设置，用手工计算较复杂（2）计算实例例41如图所示为利用AutoCAD绘图，标注的方法得出的数据。3.非圆曲线节点坐标的计算4.列表曲线型值点坐标的概念 四、常用指令的编程要点（一）数控机床的坐标系统及其编程指令1.机床坐标系与运动方向（1）坐标和运动方向命名的原则相对地面而言，无论是工件移动还是刀具移动，规定：刀具相对于工件而动（假定刀具相对于静止的工件坐标而运动）。（2）坐标系的规定采用右手直角笛卡儿坐标系。各坐标轴的正方向呈右手关系，X轴不一定是水平向右。（3）运动方向的确定（坐标轴正方向的规定）常见的是图卧式车床和图立式铣床的坐标系。规定：机床某一轴的正方向是增大工件和刀具之间距离的方向Z坐标的运动（Z坐标轴）与主轴轴线平行的坐标轴为Z轴。X坐标的运动（X坐标轴）水平且平行于工件的装卡面。对工件旋转的机床，X坐标的方向是在工件的径向，刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向；对于刀具旋转的机床，X轴的正方向指向右（人面对机床操作工作台面）。Y坐标的运动（Y坐标轴）确定Z轴和X轴后，按右手定则可判断出Y轴的正方向。旋转地A、B和C按右手定则确定。2.与坐标系相关的编程指令（1）工件坐标系设定指令（G50/G92）定义坐标有两种方法：初始位置法和零点偏置法。初始位置法如FANUC系统G50XZ；（数控车床）G92XYZ；（数控铣床，加工中心）X，Y，Z的值为执行此程序时刀位点在工件坐标系中的坐标值。零点偏置法，G54G59工件零点与机床坐标零点之间的距离。通过在机床上对刀，从面板上定义它们之间的距离。（2）坐标平面选择指令（G17，G18和G19）指定程序中铣床刀具的圆弧插补平面和刀具半径补偿平面。（加工平面）G17XY平面G18XZ平面G19YZ平面3.尺寸系统的编程方法（1）绝对和增量尺寸编程（G90/G91）G90绝对坐标数值。G91增量（相对）坐标数值（相对上一点）。在数控车床中采用不同的地址：X、Y、Z绝对坐标；U、V、W增量坐标（2）公制/英制尺寸（G21/G20）（3）半径/直径尺寸（G22/G23）数车中，X方向的数据按半径或直径书写。用直径更方便。（4）绝对零点偏置（G54G59）（二）刀具功能T、进给功能F和主轴转速功能S1.选择刀具和刀具偏置不同数控系统方法不同，主要格式有：（1）采用T指令如：T0303选择第3刀具，3号偏置量，T0300选择第3刀具，刀具偏置取消。（2）采用T、D指令编程利用T功能选择刀具，利用D功能选择相关的刀偏。（3）换刀指令M06加工中心具有自动换刀装置，通常选刀和换刀分开进行（链轮式）。换刀动作必须在主轴停转条件下进行，换刀完毕启动主轴后，方可执行后面程序段的加工动作。方法一：G28Z0T02M06；方法二：G01T02；G28Z0M06；G01T03；2.进给功能F单位mm/r或mm/min实际进给率还可以通过机床操作面板上的进给倍率调整。3.主轴转速功能S可设置两种单位m/min或r/min。（1）线速度控制通过使用G96来设定恒线速度。（精加工表面质量高）。如：G96S150；表示切削速度为150m/min。（2）主轴转速控制恒转速控制。如：G97S1200；表示主轴转速度为1200r/min。（3）最高速度限制设置主轴最高转速。用恒定线速度进行切削加工，当切削半径较小时，主轴转速较高，为了完全，必须限定主轴转速。如：G50S2000；表示主轴最高转速设定为2000r/min。（三）常用的辅助功能辅助功能M，控制机床或系统开关功能的指令。M00：程序停止（暂停）M01：选择停止。与操作面板上的“选择停止”配合使用M02：程序结束。程序执行指针（光标）不会自动回到程序的起始处M03：主轴正转。M04：主轴反转M05：主轴停止转动M06：换刀M08：切削液开M09：切削液关M30：程序结束，程序指针自动回到程序的起始处M98：调用子程序M99：子程序结束返回主程序（四）运动路径控制指令的编程方法1.快速线性移动指令G00（快速定位）用于快速移动定位刀具。在移动过程中，刀具不能同任何零部件干涉。G00XYZ；注意：刀具的实际运动路线可能是开始段为斜线的折线。机床的进给率由机床参数指定。2.带进给率的线性插补指令G01（沿直线加工）刀具以多轴联运方式按指定的进给速度沿直线切削加工。G01XYZF；3.圆（弧）插补指令G02/G03刀具在指定平面内按给定的进给速度作圆（弧）运动，切削出圆（弧）轮廓。（1）圆弧顺逆判断向圆弧所在平面的垂直坐标轴的负方向看去，顺时针用G02，逆时针有G03。对后置刀架的车床相当于从上往下看；对前置刀架的车床相当于从下往上看，因此编程坐标往往用后置刀架方式。（2）G02/G03的编程格式用I、J、K指定圆心位置G02/G03XYZIJKF；用圆弧半径R指定圆心位置G02/G03XYZRF；（3）说明I、J、K为圆心相对圆弧起点的相对坐标增量值；用半径指定圆心位置时，圆心角180时，R取正值，否则取负值；铣削整圆时只能用I、J、K指定圆心格式。过两点，已知半径可作出四段圆弧，利用G02/G03和R值的正负可指定唯一圆弧。例例42 以英寸为尺寸单位可参考下列程序：O042；G17G90G40G80G49G20；G54G00X-1.0Y0；M03S300；G43Z1.0H01；G01Z-0.1F10.0；G41X3.0G02X4.0Y-3.7321I0J-2.0；M30；4.暂停指令G04使刀具作短暂的无进给光整加工，用于钻孔、锪孔和切槽等场合。（1）格式G04X/P；（2）说明X后面可用带小数点的数表示，单位为s；P后面不允许用小数点的数，单位为ms；如暂停5秒可写为：G04X5.0；G04X5000；G04p5000；（五）刀具补偿指令及其编程1.刀具半径补偿（G41/G42/G40）有刀具补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的轨迹坐标，而是按零件轮廓和切入切出线编程；在程序中写入相应的刀具补偿指令，并在控制面板上输入刀具半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。G41刀具半径左补偿，沿刀具运动方向看，刀具在工件左侧。G42刀具半径右补偿，刀具左补偿与顺铣相对应，通常考虑用左补偿。G40取消刀具半径补偿。执行刀具半径补偿后，刀具移动将自动偏离工件轮廓一个刀具半径值。该指令3段内必需要有相应的刀具移动。刀具半径补偿的过程分为三步：刀补的建立（刀具需要移动一段距离才能完成）刀补进行刀补的取消。2.刀具长度补偿指令（G43/G44/G49）数控程序中都要写入刀具长度补偿指令，当所用刀具长度尺寸变化时，只需重新输入刀具长度补偿值。编程格式：对数控车床，利用换刀指令实现。如T0101，后两位数值表示刀具补偿号01。对数控铣床，G43/G44ZH；（G00ZG43/G44H；）G43刀具长度正补偿，G44刀具长度负补偿。G49取消刀具长度补偿。补偿值存入由H后面数值指定的存储单元中。（六）固定循环与子程序1.固定循环一个指令完成若干个加工移动功能，可以使编程更加方便。不同类型的数控系统，它的复合循环的形式和编程方法有较大差异。2.子程序几何形状完全相同的加工轨迹，可重复调用子程序加工，省去重复的程序内容。五、实训内容(1)(2)(3)单元5数控车削加工编程 二、数控车削编程概述编程按刀具路线进行，必须清楚当前的刀位点的位置和将要移动的刀位点位置。学习本章需要结合零件图形多做编程练习，才能学会编程且程序准确无误。1.数控车床的编程特点（1）在一个程序段中，绝对值编程或增量值（相对坐标）编程用不同的字母区别，也可以两者混合使用。（2）采用直径尺寸编程更方便，但不是所有X轴方向的尺寸都用直径值，如通常I后面使用半径值。（3）当毛坯加工余量较大时，用车床系统的固定循环指令可简化编程。（4）车刀的刀位点在刀尖上，编程时认为它是一个点。但实际的刀尖有圆弧，因此需要设置刀具半径补偿。如果车床没有刀具半径补偿功能，应按刀具路径编程。2.数控车床编程中的坐标系（1）机床坐标系以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴直角坐标系。它是制造和调整机床的基础，一般不允许改变。（2）参考点机床加工时不能直接利用机床原点，可用参考点。机床参考点由机械挡块或行程开关确定，它是一个固定点，在通过回参考点操作可建立正确的坐标系统。（3）编程坐标系在零件图纸上选定原点而建立的X、Z轴直角坐标系。在工件上与编程坐标系相对应为工件坐标系。选定原点的位置时，需要考虑计算坐标值方便，加工中对刀也方便。在车床上原点可以选在工件的左或右端面上，通常选在工件的右端面上。3.车床数控系统功能不同的数控系统，完成相同功能所使用的代码有所不同，编程时需要查看所使用机床的说明书。如：公制/英制的选择功能。西门子802s/c G71/G70发那克0i T G21/G20华中世纪星HNC21/22T G21/G20三、车削加工的编程要点(一)基本指令的编程方法1.坐标系设定指令G50XZ式中、分别为执行此代码时刀尖在工件坐标中的坐标值。2.圆弧插补指令G02/03数控车床的刀架位置有2种形式，即后置刀架和前置刀架，应根据刀架的位置判别圆弧插补是顺时针还是反时针。前置刀架的坐标如图(a)所示，但按后置刀架(b)图坐标编程 1.坐标系设定指令G50XZ式中、分别为执行此代码时刀尖在工件坐标中的坐标值。2.圆弧插补指令G02/03数控车床的刀架位置有2种形式，即后置刀架和前置刀架，应根据刀架的位置判别圆弧插补是顺时针还是反时针。前置刀架的坐标如图(a)所示，但按后置刀架(b)图坐标编程 ，这样编程更加方便，且编写的程序是相同的。例1：刀具按如图1所示的走刀路线进行精加工，设置进给量为0.05mm/r，切削线速度为180m/min，主轴的最高转速为2000r/min，刀具为T01，不考虑刀尖半径补偿，试编程。例1图(二)刀具半径补偿在数控车削中以刀尖为刀位点编程，而车刀刀尖是圆弧。要克服因此来带来的差值，需要进行刀具半径补偿。在车削内孔、外圆或端面时，刀尖圆弧不影响(或很小)其尺寸和形状；在切削锥面或圆弧时，会造成过切或少切现象。1.不具备刀具半径补偿功能时的编程按刀具路径编程。缺点是当刀具磨损或重磨后，需要重新计算刀具路径参数 2.刀具半径补偿具有刀具半径补偿功能的数控车床，按零件轮廓编程，在程序中使用刀具半径补偿指令G41/G42，并在控制面板上输入刀具参数值。（1）假定刀尖方位的代号应根据刀具在切削时假定刀尖所摆的位置选定相应的代号。如图512(b)所示。（2）刀具补偿量操作者需要在面板上输入刀具长度补偿量X和Z以及刀具半径补偿量R和刀尖方位代号。X和Z通过对刀确定；半径补偿量R可用测刀仪测量；刀尖方位代号按图512(b)选择。例2：刀具按如图2所示的走刀路线进行精加工，设置进给量为0.05mm/r，切削线速度为150m/min，主轴的最高转速为2000r/min，刀具为T01，试编程。例2图3.螺纹车削加工指令 螺纹加工有特殊的要求：使用恒转速；切削加工次数以及每次的切削深度查表；车削螺纹时主轴的转速有一定的限制；需要设置引入距离1和超越距离2，1通常取25mm，2通常取1/4。（1）单行程螺纹加工的编程格式G32X(U)_Z(W)_F_；式中X、Z是指车削到达的终点坐标；F为螺纹导程。例3：如图3所示，在数控车床加工普通螺纹M202.5，切削速度为50m/min，试编程。例3图编程前，应先作下列计算：主轴转速 n=(100050/3.1420)800r/min进刀段1取5mm，退刀段2取2mm。螺纹牙底直径=大径2牙深=200.64952.5=16.752mm。2.5螺距的螺纹分6次切削，每次切削深度分别为1.0、0.7、0.6、0.4、0.4、0.15mm。（三）车削固定循环一个指令完成若干个加工移动功能；它可以使编程更加方便。车削固定循环分为单一固定循环和复合固定循环（1）单一固定循环单一固定循环指令产生四个移动，即“切入切削退刀切削返回”。第移动为切削；移动为快移。当工件毛坯的轴向余量比径向多时，使用G90轴向切削循环指令；当材料的径向余量比轴向多时，使用G94循环指令；G92用于切削螺纹的循环指令。轴向切削循环指令G90格式：G90X(U)_Z(W)_R_F_；式中X、Z为移动组成的四边形的对角的点绝对坐标；U、W则为相对坐标；R为四边形中第2点相对第 3点的半径值。例4：使用1号粗车刀，2号精车刀车削如图4所示的外圆，试用G90指令编程。例4图径向切削循环指令G94与轴向切削循环指令G90类似。要注意刀具的主切削刃的方向不同。螺纹切削循环G92可完成圆柱螺纹和圆锥螺纹的循环切削。格式：G92X(U)_Z(W)_R_F_；式中X、Z为螺纹切削终点的绝对值坐标；U、W为相对坐标；R为锥螺纹起点相对螺纹终点的差值；F为螺纹导程。（2）复合固定循环当工件的形状较复杂，如果使用复合固定循环指令，只需依指令格式设定粗车时每次的切削深度、精车余量、进给量等参数，在接下来的程序中给出精车时的加工路径，则系统可自动计算出粗车的刀具路径，自动进行粗加工。使用粗加工固定循环G71、G72、G73指令后，使用G70指令进行精车，使工件达到所要求的尺寸精度和表面粗糙度。轴向粗车复合循环G71适用情况与G90相似。相当于自动完成多次G90功能。FANUC 0-T型格式：G71U(d)R(e)；G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)；N(ns)；F(f)S(s)；N(nf)；式中：dX方向的进刀深度(半径正值)；e每次切削结束的退刀量；ns精车开始程序的顺序号；nf精车结束程序的顺序号；u在X方向精加工余量(直径值)；w在Z方向精加工余量；f、s、t粗车时切削用量和刀具；f、s、t 精车时的切削用量；FANUC 0i-T型格式：G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)D(d)F(f)S(s)T(t)；N(ns)；F(f)S(s)；N(nf)；式中d 切削深度(半径值)使用G71粗车内孔轮廓时，u为负值；车削的路径必须是单调增大或减少，即不可有内凹的轮廓外形；精加工程序首行必须包含G00或G01且只能单轴向移动。例5：以FANUC-0T系统的数控车床车削如图5所示工件。粗车刀1号，精车刀2号，刀尖半径为0.4mm，精车余量X轴为0.2mm，Z轴为0.05mm，粗车的切削速度为120m/min，精车为150m/min。粗车进给量为0.2mm/r，精车为0.07mm/r，粗车时每次背吃刀量为2mm。例5图径向粗车复合循环G72此指令用于当直径方向的切除余量轴向余量大时。其格式与G71相似，只是走刀路线不同以及主切削刃的方向不同。仿形粗车循环G73用于零件毛坯已基本成型的铸件或锻件的加工。FANUC 0-T型格式：G73U(i)W(k)R(d)；G73P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)；N(ns)；F(f)S(s)；N(nf)；式中：i：X轴方向退刀距离和方向，以半径值表示，当向+X轴方向退刀时，该值为正，反之为负；粗车的第一刀与工件轮廓在X方向的距离。k：Z轴方向退刀距离和方向，当向+Z轴方向退刀时，该值为正，反之为负；d：粗切削次数。其余各项含义与G71相同。FANUC 0i-T型格式：G73P(ns)Q(nf)I(i)K(k)U(u)W(w)D(d)F(f)S(s)T(t)；N(ns)；F(f)S(s)；N(nf)；式中d：粗车循环次数例6：以FANUC-0T系统的数控车床车削如图6所示的铸件。X轴方向加工余量为6mm(半径值)，Z轴方向为6mm，粗加工次数为三次。1号为粗车刀，2号为精车刀，刀尖半径为0.4mm，X轴方向精车余量为0.2mm，Z轴为0.05mm，切削速度为120m/min。粗车进给量为0.2mm/r，精车为0.07mm/r，粗车时每次背吃刀量为2mm。例6图练习题1 刀具按如图所示的走刀路线进行精加工，已知进给量为0.1mm/r，切削线速度为180m/min，试建立含刀尖圆弧半径补偿的程序。练习2 按图所示的走刀路线编制的加工程序单如表所示，请将程序补充完整，并填入下面的空行中 练习3按照下列要求，编写工件的加工程序刀具：90硬质合金外圆车刀,编号为T01；45硬质合金端面车刀编号为T02；4mm刀宽的切槽刀编号为T03；60普通螺纹硬质合金车刀编号为T04（刀具根据加工需要自选）。材料：45#钢。以零件右端面中心作为坐标原点建立编程坐标系；换刀点按通常要求设置。刀具切削参数按通常要求自行设定。（1）题 毛坯尺寸：3270（2）题 毛坯尺寸：32110 单元6数控铣削编程 二、数控铣削、加工中心编程概述加工中心有固定的换刀位置，换刀有特殊的要求，除此之外与数控铣床基本一致。1.工件坐标系的确定及程序原点的设置工件坐标系采用与机床运动坐标系一致的坐标方向；工件坐标系的原点要选择便于测量或对刀，同时要便于编程中坐标值的计算。工件坐标原点选择原则：（1）工件坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，便于坐标值的计算。（2）对称的零件，工件坐标原点应设在对称中心上，便于对刀。（3）Z轴零点，一般设在工件最高表面。（4）对于一般零件，通常设在工件外轮廓的某一角上。毛坯材料通常把坐标原点设在工件上表面中心处。2.安全高度的确定 对于铣削加工，起刀点和退刀点必须离开加工零件上表面一定的安全高度。安全高度的作用：安全高度的下方设置为切削进给，当操作面板上进给倍率为0时，刀具在此处停止进给，通过此操作可判断程序是否有错，避免刀具与加工零件或夹具发生碰撞。如安全高度为50mm。刀具路径的开始段通常设为：Z坐标不变，X、Y移动到下刀点的上方，设置转速；X、Y坐标不变，Z轴向下移动到安全高度，进行刀具长度补偿，刀具转动；刀具沿Z轴方向切削到一定深度，通常刀具在轮廓外或在工艺孔内下刀，避免切削到材料沿轮廓的切入段切削进给，进行刀具半径补偿。3.进刀/退刀方式的确定刀具从安全高度下降到切削高度时，应离开工件毛坯边缘一定距离，不能直接下刀切削到工件，以免发生危险。对于型腔的粗铣加工，立铣刀应从工艺孔进刀，再横向进行型腔加工。进刀段、退刀段通常沿轮廓的切线方向，尽量避免垂直进刀。4.刀具半径的确定与刀具半径补偿精加工的刀具半径应小于最小曲率半径值。为了提高切削效率，可用不同类型和大小的刀具按粗、半精和精等进行加工。确定切削方向，通常选择为与顺铣相对应的刀具左补偿G41。5.切削用量的选择进给量和转速各有两个单位。在数铣编程时常用单位是转速S(r/min)，进给量F(mm/min)。例6-1 使用80mm，6齿的面铣刀，铣削碳钢表面，已知切削速度c=100m/min。fz=0.08mm/齿，求主轴转速n及进给量f。n=1000c/D=1000100/(3.1480)=400 r/minf=fzzn=(0.086400)=192 mm/min三、常用指令的编程要点1.FANUC 0i-M的指令FANUC 0i-M的指令功能表6-2。数控铣床和加工中心的M功能与数控车床基本相同。在同一程序段中若有两个M代码出现时，虽其动作不相冲突，但以排列在最后面的代码有效，前面M代码被忽略而不执行。2.编程应注意的问题(1)数控装置初始状态的设置为了保证程序的运行完全，通常在程序开始时设定初始状态。G90、G80、G40、G17、G49、G21G90：绝对坐标G80：取消循环G40：取消刀具半径补偿G17：选择刀径补偿和圆(弧)加工平面为XY平面G49：取消刀具长度补偿G21：尺寸单位为公制(2)工件坐标系的设置用G54G59，通常按约定选用G54。当工件在机床上装夹后，工件原点与机床参考点的偏移量通过测量或对刀确定，并输入到数控机床对应的偏移量设置处。G54G59建立工件坐标系在机床重新开机后并不消失，并与刀具的起始位置无关。(3)刀具半径补偿刀径补偿的优点：利用刀具半径补偿功能，可按加工工件轮廓编程，即使刀具在因磨损、重磨或更换后直径发生改变，或者零件的尺寸有加工误差时只需改变半径补偿参数，仍用同一个程序；刀具半径补偿值不一定等于刀具半径值，用同一个程序通过改变刀具半径的刀补量，可以对零件轮廓进行粗、精加工。格式：G41/G42D_使用非零的Dxx代码；选择正确的刀具偏置寄存器号；其偏置量的大小通过操作面板在对应的偏置寄存器号中设定。确定切削方向，精铣通常选用与顺铣相对应的刀具左补偿G41。在程序中写入并运行刀径补偿指令；并在G00或G01移动过程中完成刀径补偿(不能和G02、G03一起使用)；在切削完成后取消刀具半径补偿。在建立刀具半径补偿以后，不能出现连续两个程序段无选择补偿坐标平面的移动指令，否则数控系统因无法正确计算 程序中刀具轨迹交点坐标，可能产生过切现象。即刀补指令与有效的移动指令之间不能间隔两行以上。在补偿状态下，铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于刀具半径，否则补偿时会产生干涉，系统在执行相应程序段时将会产生报警，停止执行。即刀具半径补偿建立时的移动量要大于或等于半径补偿值。(4)刀具长度补偿G43刀具长度正补偿，G44刀具长度负补偿，通常用刀具正补偿G43。格式：G43Z_HxxZ坐标值为刀补后刀位点移动到的坐标值。Hxx刀具长度补偿值在数铣机床上的填写位置是H后面数值指定的存储单元。相当于G43HxxG00Z_使用G43或G44指令刀长补偿时，只能有Z轴的移动量，若有其他轴向的移动，则会出现报警。取消刀具长度补偿：G49 或G43/G44H00例6-2在立式数控铣床上按如图所示的走刀路线铣削工件上表面，已知主 轴 转 速 为300r/min，进给量为200mm/min。试编制加工程序(刀 具 直 径100)。例6-3在立式数控铣床上按如图所示的走刀路线铣削工件外轮廓，已知主轴转速为400r/min，进给量为200mm/min。试编制加工程序。(5)数车、数铣中刀具指令对比数控车床：选刀和换刀T0100刀长补偿T0101 取消T0100刀径补偿G41/G42 取消G40数控铣床：选刀T01换刀M06 T02或选刀和换刀M06 T01刀长补偿G43/G44 Hxx 取消 G49或G43H00刀径补偿G41/G42 Dxx 取消 G40(6)自动返回参考点G28指令格式：G28X_Y_Z_；说明：坐标值X_Y_Z_为中间点坐标，可避免刀具与工件或夹具发生干涉。在数控铣床中通常用G00设置抬刀高度。常用G91G28Z0。代表从当前点(起始点和中间点重合)Z坐标轴返回参考点。例6-4 在加工中心上按如图所示的走刀路径铣削工件外轮廓，试编制加工程序。已知立铣刀直径16mm，半径补偿号为D01。(精加工)(7)固定循环数控铣床的固定循环功能，主要用于孔加工；包括钻孔、镗孔和攻螺纹等。使用一个程序段可以完成一个孔加工的全部动作，大大简化编程。常用指令G81 切削进给，快速退刀G82 切削进给，孔底暂停抛光，快速退刀G80 取消钻孔循环常见指令G73 高速深孔钻，一般进给量23mm，抬刀量0.1mm。G74 反攻丝G76 孔底准确停止，精镗G83 深孔钻，抬刀到R高度G84 攻丝G85 切削进给，切削退刀，铰孔G86 孔底停止，铣孔固定循环通常由6个动作组成，如图所示。X轴和Y轴的快速定位刀具从初始点快速移动到R点孔切削加工孔底暂停抛光返回到R点快速返回到初始点格式：(G90/G91)G98/G99G_X_Y_Z_R_Q_P_F_K_说明：用绝对坐标G90或相对坐标G91时，R与Z坐标值的指定方法不同。用G90时，R与Z为相应点的坐标值；选G91时，R值是从起始点到R点的Z方向距离，Z值是从R点到孔底的距离。起始点：为安全下刀而规定的点。R点为刀具下刀时由快速进给转为切削进给的转换点。使用G99时，刀具将返回到R点，通常设在工件上表面25mm处。Q在G73和G83中是每次进给的深度；G76和G87中指定刀具位移量。P为暂停的时间F为切削进给量L为固定循环的重复次数当用G80指令取消孔加工固定循环后，那些在固定循环之前的插补模态恢复。在固定循环中，刀具半径补偿(G41、G42)无效，刀具长度补偿(G43、G44)有效。例6-5 加工如图所示的五个孔，分别用G81和G83指令。例6-6 在数控机床上对图示零件钻孔，钻孔时快进行程20mm，对刀点在A点，主轴转速选择S200，进给速度选择F120，根据孔径选用8mm的钻头，刀补号为H01。试编写加工程序单。例6-7 用直径为20mm的立铣刀，加工如图所示零件。要求每次最大切削深度不超过10mm。零件厚度为40mm，根据加工要求，每次切削深度为10mm，分4次切削加工，在这四次切深过程中，刀具在XY平面上的运动轨迹完全一致，故把其切削过程编写成子程序，通过主程序四次调用该子程序完成零件的切削加工。中间两孔已加工，设图示零件上表面的左下角为工件坐标系的原点。练习题1 如图所示，图中A点为刀具起点，按增量坐标值方式编程。练习题2加工如图所示的四个孔，用G82编程 练习题3 加工加工如图所示的五个孔。练习题4 用重复固定循环方式钻削加工图示的各孔，钻头直径为10mm。练习题5 用直径为5mm的立铣刀，加工如图所示零件，其中方槽的深度为5mm，圆槽的深度为4mm，外轮廓厚度为10mm。