第二章 數(shù)控機(jī)床加工程序編制基礎(chǔ)指令

1、第1頁，共39頁。數(shù)控機(jī)床在加工過程中，用來控制機(jī)床的起停、正反轉(zhuǎn)、走到路線等，由編程人員在程序中用指令的方式予以規(guī)定，即所謂的工藝指令。工藝指令大體可分為兩類：一類是準(zhǔn)備工藝性指令G指令；另一類是輔助性工藝指令M指令。第2頁，共39頁。G指令：這類指令是在數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)運(yùn)算之前或進(jìn)行加工之前需要預(yù)先規(guī)定，為插補(bǔ)運(yùn)算或某種加工方式做好準(zhǔn)備的工藝指令，如刀具沿哪個(gè)坐標(biāo)平面運(yùn)動(dòng)，是直線插補(bǔ)還是圓弧插補(bǔ)等。第3頁，共39頁。M指令：這類指令與數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)運(yùn)算無關(guān)，而是根據(jù)操作機(jī)床的需要予以規(guī)定的工藝指令。常用來指令數(shù)控機(jī)床輔助裝置的接通和斷開，表示機(jī)床各種輔助動(dòng)作及狀態(tài)，如主軸的起停等。第4頁，共39

2、頁。根據(jù)數(shù)控裝置的不同，G指令也會(huì)有些差異，這里主要介紹根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)制定的JB標(biāo)準(zhǔn)及擴(kuò)展。第5頁，共39頁。坐標(biāo)系相關(guān)的指令1、絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)G90/G91編程時(shí)可以采用絕對(duì)值或增量值兩種方式進(jìn)行編程，或者二者混合編程。G90：絕對(duì)值編程指令G90指令后各個(gè)程序段中的所有坐標(biāo)值全部以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)，是在編程坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)值。第6頁，共39頁。G91：增量值編程指令G91指令后各個(gè)程序段中的所有坐標(biāo)值均是相對(duì)于前一個(gè)位置坐標(biāo)的增量。 B A第7頁，共39頁。G90 G01 X60 Y60；G91 G01 X-80 Y20注意：缺省狀態(tài)下（即程序不指定），默認(rèn)G90絕對(duì)坐標(biāo)值編程。G90

3、和G91指令都是模態(tài)G代碼選用何種方式，與零件圖的尺寸標(biāo)注方法有關(guān)第8頁，共39頁。數(shù)控車床系統(tǒng)在增量值編程時(shí)不用G91指令，而是在運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)建立平行x、y、z的相對(duì)坐標(biāo)系U、V、W代替原來的坐標(biāo)系。第9頁，共39頁。2、坐標(biāo)系設(shè)定的預(yù)置寄存指令（工件坐標(biāo)系指令）-G92/G50G92/G50 X Y ZG92-數(shù)控鏜銑床坐標(biāo)系設(shè)定的預(yù)置寄存指令G50-數(shù)控車床坐標(biāo)系設(shè)定的預(yù)置寄存指令第10頁，共39頁。1）其中的X、Y、Z為當(dāng)前刀位點(diǎn)在所設(shè)定工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值2）指令只改變控制面板系統(tǒng)當(dāng)前顯示的坐標(biāo)值，不移動(dòng)坐標(biāo)軸，達(dá)到設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)的目的。3）指令效果是講顯示的刀尖坐標(biāo)改成設(shè)定指令值第11

4、頁，共39頁。4）指令為模態(tài)指令，一般放在一個(gè)零件程序的第一段。注意：1）只有在采用絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)才有意義2）執(zhí)行指令后，系統(tǒng)自動(dòng)記憶參考點(diǎn)坐標(biāo)值3）除非重新執(zhí)行指令（或新程序），否則參考點(diǎn)不變第12頁，共39頁。4）可手動(dòng)清除指令設(shè)置的工件坐標(biāo)系參考點(diǎn)5）若不用指令設(shè)定工件坐標(biāo)系，則在自動(dòng)加工時(shí)，刀具的起始點(diǎn)既是坐標(biāo)原點(diǎn)又是參考點(diǎn)。第13頁，共39頁。3、坐標(biāo)系選擇指令-G53，G54G59G53-選擇機(jī)床坐標(biāo)系，或注銷G54G59G54G59-選擇工件坐標(biāo)系1局部坐標(biāo)系6*工件原點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值稱為原點(diǎn)設(shè)置值，G54G59也稱為原點(diǎn)設(shè)置選擇指令。第14頁，共39頁。與運(yùn)動(dòng)方式相關(guān)的

5、指令1、快速點(diǎn)定位指令-G00G00 X Y Z一般不同時(shí)指定三個(gè)坐標(biāo)軸，先移動(dòng)Z軸，然后再移動(dòng)X、Y軸指令執(zhí)行后，刀具沿著各個(gè)坐標(biāo)方向同時(shí)按照參數(shù)設(shè)定的速度移動(dòng)，最后減速到達(dá)終點(diǎn)。第15頁，共39頁。2、直線插補(bǔ)指令-G01例： D C A B O第16頁，共39頁。刀具起始點(diǎn)為O，各點(diǎn)坐標(biāo)為A（20、20）、B（140、20）、C（140、120）、D（20、120）按絕對(duì)坐標(biāo)指令編程N(yùn)10 T1 M06N12 G92 X0 Y0 Z50（設(shè)定當(dāng)前刀具所處O點(diǎn)坐標(biāo)值）N14 G90 G00 X20 Y20 S2000 M03;第17頁，共39頁。N16 G00 Z3;N18 G01 Z-1

6、 F200;N20 G01 X140 Y20 F300;N22 G01 X140 Y120;N24 G01 X20 Y120;N26 G01 X20 Y20;N28 G00 Z50;N30 M05;第18頁，共39頁。N32 G91 G28 Z0;N34 G28 X0 Y0;N36 M30;第19頁，共39頁。3、圓弧插補(bǔ)指令-G02、G03格式 G02/G03 X Y R FX，Y的值為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值，R為圓弧半徑對(duì)圓的編程，mastercam將其分為兩個(gè)半圓弧進(jìn)行編程，大于180的圓弧，先將其分為180的圓弧編程，再編余下的圓弧程序。第20頁，共39頁。例1： A B O從A到B：G90

7、G02 X50 Y10 R30 F400；從B到A：G90 G03 X20 Y40 R30 F400；第21頁，共39頁。例2 B O A不考慮半徑補(bǔ)償，切削深度為1，工件表面Z坐標(biāo)為0第22頁，共39頁。刀具起始點(diǎn)O，從A點(diǎn)逆時(shí)針切削全園，首先將圓分為兩個(gè)圓弧，A（40、0），B（-40、0）N10 T1 M06;N12 G92 X0 Y0 Z100;N14 G90 G00 X40 Y0 S2000 M03;N16 G00 Z3;N18 G01 Z-1 F300;N20 G03 X-40 Y0 R40 F150;N22 G03 X40 Y0 R40 F150;N24 G00 Z100;N26

8、 M05;N28 G91 G28 Z0;N30 G28 X0 Y0;N32 M30;第23頁，共39頁。1）刀具半徑補(bǔ)償指令-G40、G41、G42輪廓加工中，由于刀具具有一定的半徑，所以加工時(shí)刀具中心軌跡與被加工工件的輪廓不重合，只有與被加工輪廓偏置一個(gè)刀具半徑值R的值，才能加工出與圖樣上一樣的零件輪廓。第24頁，共39頁。刀補(bǔ)方向的判別：沿著刀具運(yùn)動(dòng)方向看（設(shè)工件不動(dòng)），刀具在工件的左側(cè)為左刀補(bǔ)，反之為右刀補(bǔ)。G40：取消刀補(bǔ)G41：左刀補(bǔ)G42：右刀補(bǔ)第25頁，共39頁。刀具半徑補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)的方式：1）由數(shù)控裝置的刀具補(bǔ)償功能實(shí)現(xiàn)（控制器補(bǔ)償-Control）采用此種方式編程，不需計(jì)算刀具中

9、心運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值，而按工件的輪廓編程，補(bǔ)償量由輸入到控制裝置寄存器編號(hào)內(nèi)的數(shù)值給定，普遍采用。第26頁，共39頁。例： D C A B O刀具直徑為10，切削深度為1，工件表面Z坐標(biāo)為0.刀具起始點(diǎn)為O，A（20，20）B（140，20）C（140，120）D（20，120），切削串聯(lián)方向?yàn)镺ABCDAO，寄存器編號(hào)為1第27頁，共39頁。N10 T1 M06;N12 G92 X0 Y0 Z50;N14 G90 G00 G42 D1 X20 Y20 S2000 M03;N16 G00 Z3;N18 G01 Z-1 F300;N20 G01 X140 Y20 F300;N22 G01 Y120;

10、N24 G01 X20;N26 G01 Y20；N28 G01 G40 X0 Y0；N30 G00 Z50；N32 M05;N34 G91 G28 Z0;N36 G28 X0 Y0; N38 M30;第28頁，共39頁。2)補(bǔ)償量直接編入程序（電腦補(bǔ)償-computer）采用此種方式編程時(shí)，程序中的坐標(biāo)值為加入了刀具半徑補(bǔ)償量的刀具中心軌跡坐標(biāo)值，此時(shí)控制裝置寄存器內(nèi)的補(bǔ)償值為0，程序中不含補(bǔ)償指令，較為繁瑣。第29頁，共39頁。B刀補(bǔ)和C刀補(bǔ)B刀補(bǔ)只能實(shí)現(xiàn)本程序段內(nèi)的刀具半徑補(bǔ)償，而對(duì)程序段間的過渡不進(jìn)行處理。C刀補(bǔ)不僅能實(shí)現(xiàn)本程序段內(nèi)的補(bǔ)償，而且能夠自動(dòng)處理兩個(gè)程序段間的尖角過渡形式。第3

11、0頁，共39頁。2)刀具長度補(bǔ)償指令-G43、G44、G49此指令一般用于刀具軸向（Z向）的補(bǔ)償，當(dāng)實(shí)際使用的刀具長度與程序中指定的刀具長度不同或者需要進(jìn)行刀具長度磨損時(shí)使用該指令。G43：長度正補(bǔ)償G44：長度負(fù)補(bǔ)償G49：取消長度補(bǔ)償?shù)?1頁，共39頁。5 關(guān)于參考點(diǎn)的指令-G27、G28、G29、G30G27 X Y Z：檢查是否準(zhǔn)確返回參考點(diǎn)G28 X Y Z：坐標(biāo)值為中間點(diǎn)的坐標(biāo)值，經(jīng)中間點(diǎn)快速返回參考點(diǎn)。G29：從參考點(diǎn)快速返回G30：第32頁，共39頁。6 固定循環(huán)指令某些典型工藝中，如鉆孔，由快速趨近工件、慢速鉆孔、快速退回三個(gè)固定動(dòng)作完成，可以將這些典型的、固定的幾個(gè)連續(xù)動(dòng)作

12、，編織成一連串的順序程序，用一個(gè)G代碼來表示，預(yù)先存放在存儲(chǔ)器中。如FANUC系統(tǒng)中的G81-鉆孔循環(huán)，G84-攻螺紋等。第33頁，共39頁。輔助功能指令-M指令加工暫停指令M00：程序暫停。執(zhí)行該指令后，主軸、進(jìn)給、切削液都停止，以便進(jìn)行某些手動(dòng)操作如換刀、測量等，重啟機(jī)床后，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。M01：計(jì)劃停止?；就琈00，但只有在按下機(jī)床的選擇停止按鈕后才有效。第34頁，共39頁。程序結(jié)束指令M02：程序結(jié)束。該指令常位于程序的最后一行，表示執(zhí)行程序內(nèi)的所有指令后，主軸停止、進(jìn)給停止、切削液停止、機(jī)床處于復(fù)位狀態(tài)。M30：程序結(jié)束。除表示M02指令的所有內(nèi)容外，還返回到程序的第一條語句

13、，準(zhǔn)備下一個(gè)工件的加工。Mastercam采用該指令作為程序的結(jié)束指令。第35頁，共39頁。主軸控制指令M03：順時(shí)針M04：逆時(shí)針M05：主軸停止。程序遇到該指令，主軸停轉(zhuǎn)，該指令常編在工件加工完畢，并使刀具處于安全高度位置的程序行后。第36頁，共39頁。換刀指令M06：一般與T（刀具）指令配合使用，表示執(zhí)行換刀指令。如N10 T2 M06。切削液控制指令M07：2號(hào)切削液開（霧狀，冷卻效果較好）M08：1號(hào)切削液開（液狀）M09：切削液關(guān)。第37頁，共39頁。手工編程實(shí)例： B C D J I K H E A L G F O 刀具直徑10，刀號(hào)1，切削深度1，工件表面Z坐標(biāo)0。刀具起始點(diǎn)O，切削串聯(lián)方向?yàn)镺ABCDEFGHIJKLAO，為使加工平穩(wěn)在刀具切入與切出處加入R20的圓弧來引入引出刀具路徑，刀具半徑補(bǔ)償寄存器編號(hào)為1第38頁，共39頁。O0001N02 G21； N04 G00 G17 G40 G49 G80 G90；N06 T1 M06；N08 G92 X0 Y0 Z50；N10 G90 G00 G43 H1 Z3 S200