第3章數(shù)控銑床的編程

1、第第3章章 數(shù)控銑床的編程數(shù)控銑床的編程3.1 數(shù)控銑床概述數(shù)控銑床概述3.2 數(shù)控銑削工藝數(shù)控銑削工藝3.3 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法3.4 數(shù)控銑削加工編程實(shí)例數(shù)控銑削加工編程實(shí)例目目 的的: 了解數(shù)控銑床的功能和加工工藝范圍；了解數(shù)控銑床的功能和加工工藝范圍； 掌握數(shù)控銑床程序的編制方法，如比例、掌握數(shù)控銑床程序的編制方法，如比例、 鏡像、旋轉(zhuǎn)等功能鏡像、旋轉(zhuǎn)等功能重重 點(diǎn)點(diǎn): 熟悉比例、鏡像、旋轉(zhuǎn)等功能；熟悉比例、鏡像、旋轉(zhuǎn)等功能； 編制常見(jiàn)工件的加工程序；編制常見(jiàn)工件的加工程序；立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床3.1 數(shù)控銑床概述數(shù)控銑床概述臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床 龍門(mén)

2、式銑床龍門(mén)式銑床3.1 數(shù)控銑床概述數(shù)控銑床概述3.1.1數(shù)控銑床的加工工藝范圍數(shù)控銑床的加工工藝范圍 銑削加工是機(jī)械加工中最常用的加工方法之一，主銑削加工是機(jī)械加工中最常用的加工方法之一，主要用來(lái)銑削平面（按加工時(shí)工件所處的位置分為水平面、要用來(lái)銑削平面（按加工時(shí)工件所處的位置分為水平面、垂直面、斜面）、銑削輪廓、臺(tái)階面、溝槽（鍵槽、燕垂直面、斜面）、銑削輪廓、臺(tái)階面、溝槽（鍵槽、燕尾槽、尾槽、T T形槽等），也可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、形槽等），也可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、锪孔及螺紋加工。锪孔及螺紋加工。 加工中心、柔性制造單元都是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上產(chǎn)加工中心、柔性制造單元都是在數(shù)控

3、銑床基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。生和發(fā)展起來(lái)的。 數(shù)控銑削加工錄像銑銑削削主主要要加加工工范范圍圍平面類零件平面類零件 挖槽加工挖槽加工需要兩軸聯(lián)需要兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑動(dòng)的數(shù)控銑床。床。曲曲面面類類零零件件的的加加工工變變斜斜角角類類零零件件的的加加工工孔系加工孔系加工（點(diǎn)位控制功能）（點(diǎn)位控制功能）平面輪廓加工平面輪廓加工需要兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床需要兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床空間曲面類零件加工空間曲面類零件加工需用三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床和需用三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床和球頭銑刀。球頭銑刀。3.1.2數(shù)控銑床的坐標(biāo)系數(shù)控銑床的坐標(biāo)系 Z軸由傳遞切削力的主軸所決定；軸由傳遞切削力的主軸所決定；X軸平行于工件的裝夾平面，一般

4、軸平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)；在水平面內(nèi)；Y坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)，根據(jù)X、Z坐標(biāo)用右手直坐標(biāo)用右手直角坐標(biāo)系來(lái)確定。角坐標(biāo)系來(lái)確定。 X、Y、Z軸的相互關(guān)系由軸的相互關(guān)系由右手直角笛卡爾坐標(biāo)系右手直角笛卡爾坐標(biāo)系決定。決定。 刀具與工件原點(diǎn)刀具與工件原點(diǎn)Z 軸方向之距離軸方向之距離刀具與工件原點(diǎn)刀具與工件原點(diǎn)X 軸方向之距離軸方向之距離刀具與工件原點(diǎn)刀具與工件原點(diǎn)Y 軸方向之距離軸方向之距離銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑以角點(diǎn)作為切入切出點(diǎn)銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑容易產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象銑削內(nèi)輪廓的切入切出路

5、徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑走圓弧線切入從直線中間切入銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑XOY對(duì)刀點(diǎn)(b)(a)對(duì)刀點(diǎn)YOX立銑刀立銑刀工件工件彎斜量彎斜量曲面工件曲面工件立銑刀立銑刀干涉區(qū)干涉區(qū)立銑刀立銑刀工件工件加工盲區(qū)加工盲區(qū)1、G16/G15極坐標(biāo)指令格式極坐標(biāo)指令格式 以極坐標(biāo)的方法表示某一平面內(nèi)的點(diǎn)的坐標(biāo)位置以極坐標(biāo)的方法表示某一平面內(nèi)的點(diǎn)的坐標(biāo)位置 。格式：格式： G17/G18/G19 G90/G91 G16 X/Y_、 Y/Z_、Z/X_說(shuō)明：（說(shuō)明：（1）G16為建立極坐標(biāo)指令為建立極坐標(biāo)指令,G15為取消極坐標(biāo)為取消極坐標(biāo)指令。指令。 （2）點(diǎn)所在平面由）點(diǎn)所

6、在平面由G17、G18、G19來(lái)指定。來(lái)指定。 （3）位置以相對(duì)某一點(diǎn)（基準(zhǔn)原點(diǎn)）的極坐標(biāo)）位置以相對(duì)某一點(diǎn)（基準(zhǔn)原點(diǎn)）的極坐標(biāo)半徑和角半徑和角 度來(lái)確定。度來(lái)確定。 3.3 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法3.3.1 極坐標(biāo)編程極坐標(biāo)編程 （4）有絕對(duì)和增量編程，由）有絕對(duì)和增量編程，由G90/G91指定。指定。 （5）極坐標(biāo)的半徑值地址符是平面的第一）極坐標(biāo)的半徑值地址符是平面的第一坐標(biāo)地址符，角度地址符是第二坐標(biāo)地址坐標(biāo)地址符，角度地址符是第二坐標(biāo)地址符。極坐標(biāo)的零度方向?yàn)榈谝蛔鴺?biāo)軸的正符。極坐標(biāo)的零度方向?yàn)榈谝蛔鴺?biāo)軸的正方向，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榻嵌日较?。方向，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榻嵌日?/p>

7、方向。2.極坐標(biāo)系原點(diǎn)極坐標(biāo)系原點(diǎn): 極坐標(biāo)原點(diǎn)指定方式有兩種極坐標(biāo)原點(diǎn)指定方式有兩種,一種是以一種是以工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)作為極坐標(biāo)原點(diǎn)工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)作為極坐標(biāo)原點(diǎn);另一另一種是以刀具當(dāng)前的位置作為極坐標(biāo)系原點(diǎn)種是以刀具當(dāng)前的位置作為極坐標(biāo)系原點(diǎn) 當(dāng)以工件坐標(biāo)系零點(diǎn)作為極坐標(biāo)系原點(diǎn)時(shí)當(dāng)以工件坐標(biāo)系零點(diǎn)作為極坐標(biāo)系原點(diǎn)時(shí), ,用絕對(duì)值編程方式來(lái)指定用絕對(duì)值編程方式來(lái)指定. .如程序如程序”G90 G17 G90 G17 G16;”G16;”極坐標(biāo)半徑值是指終點(diǎn)坐標(biāo)到編程原極坐標(biāo)半徑值是指終點(diǎn)坐標(biāo)到編程原點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離; ;角度值是指終點(diǎn)坐標(biāo)與編程原點(diǎn)角度值是指終點(diǎn)坐標(biāo)與編程原點(diǎn)的連線與的連線與

8、X X軸的夾角軸的夾角. .如圖所示如圖所示: :角度半徑起點(diǎn)位置終點(diǎn)位置 當(dāng)以刀具當(dāng)前位置作為極坐標(biāo)系原點(diǎn)時(shí)當(dāng)以刀具當(dāng)前位置作為極坐標(biāo)系原點(diǎn)時(shí), ,用用增量值編程方式來(lái)指定增量值編程方式來(lái)指定. .如程序如程序”G91 G17 G16;”G91 G17 G16;”極坐標(biāo)半徑值是指終點(diǎn)到刀具當(dāng)前位置的距離極坐標(biāo)半徑值是指終點(diǎn)到刀具當(dāng)前位置的距離; ;角度值是指前一坐標(biāo)原點(diǎn)與當(dāng)前極坐標(biāo)系原點(diǎn)角度值是指前一坐標(biāo)原點(diǎn)與當(dāng)前極坐標(biāo)系原點(diǎn)的連線與當(dāng)前軌跡的夾角的連線與當(dāng)前軌跡的夾角. .如圖所示如圖所示; ;角度角度半徑起點(diǎn)位置 數(shù)控銑床和加工中心都可以用數(shù)控銑床和加工中心都可以用G90指令設(shè)定指令設(shè)定

9、X、Y、Z為絕對(duì)編程，用為絕對(duì)編程，用G91指令設(shè)定指令設(shè)定X、Y、Z為增量編程，為增量編程，一般不用混合編程（不同于數(shù)控車床）；而且一般不用混合編程（不同于數(shù)控車床）；而且在在X方向方向與在與在Y、Z方向的脈沖量一樣（不同于數(shù)控車床，在方向的脈沖量一樣（不同于數(shù)控車床，在X方方向是直徑值編程）。向是直徑值編程）。3.3 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法3.3.2 絕對(duì)值編程和增量編程絕對(duì)值編程和增量編程 編程格式：編程格式： G92 X Y Z 該指令是將工件原該指令是將工件原點(diǎn)設(shè)定在相對(duì)于刀具起始點(diǎn)的某一空間點(diǎn)上。點(diǎn)設(shè)定在相對(duì)于刀具起始點(diǎn)的某一空間點(diǎn)上。 若程序格式為若程序格式

10、為G92 X a Y b Z c，則將加工原點(diǎn)設(shè)定到距，則將加工原點(diǎn)設(shè)定到距刀具起始點(diǎn)距離為刀具起始點(diǎn)距離為X= -a ，Y= -b ，Z= -c的位置上。的位置上。3.3 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法3.3.3 G92設(shè)置工件坐標(biāo)系設(shè)置工件坐標(biāo)系 例如：例如：G92 X20 Y10 Z10 其確立的加工原點(diǎn)在距離其確立的加工原點(diǎn)在距離刀具起始點(diǎn)為刀具起始點(diǎn)為X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上的位置上 。 G54G59分別代表：工件坐標(biāo)系分別代表：工件坐標(biāo)系1 工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系6。這這6個(gè)預(yù)定工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的值個(gè)預(yù)定工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)

11、系中的值(工件零工件零點(diǎn)偏置值點(diǎn)偏置值)可用可用MDI方式輸入，系統(tǒng)自動(dòng)記憶。方式輸入，系統(tǒng)自動(dòng)記憶。 3.3.4工件坐標(biāo)系選擇（工件坐標(biāo)系選擇（G54G59） 參考點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)工件坐標(biāo)系1G54工件坐標(biāo)系2G55工件坐標(biāo)系3G56工件坐標(biāo)系4G57工件坐標(biāo)系5G58工件坐標(biāo)系6G59 工件坐標(biāo)系一旦選定，工件坐標(biāo)系一旦選定，后續(xù)程序段中的絕對(duì)坐標(biāo)值后續(xù)程序段中的絕對(duì)坐標(biāo)值均為相對(duì)此工件坐標(biāo)系原點(diǎn)均為相對(duì)此工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的值。的值。G54G59和和G92均為均為模態(tài)功能，可相互注銷，模態(tài)功能，可相互注銷，G54為缺省值。為缺省值。例如：圖示的使用工件坐標(biāo)系的程序例如：圖示的使用工件坐標(biāo)系的

12、程序 N01 G54 G00 G90 X30 Y40 刀具從當(dāng)前點(diǎn)移動(dòng)到刀具從當(dāng)前點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)點(diǎn) N02 G59 建立新的工件坐標(biāo)系建立新的工件坐標(biāo)系N03 G00 X30 Y30 刀具從刀具從A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)點(diǎn)可將可將編好的加工程序編好的加工程序按指定比例改變坐標(biāo)值來(lái)執(zhí)行。按指定比例改變坐標(biāo)值來(lái)執(zhí)行。 3.3.5 比例縮放功能比例縮放功能 （G50、G51）其中，其中，G51：建立比例縮放；：建立比例縮放；G50：取消比例縮放；：取消比例縮放； P：比例系數(shù)：比例系數(shù)(縮放倍數(shù)縮放倍數(shù))。1時(shí)為放大。時(shí)為放大。 X、Y、Z：比例中心的坐標(biāo)值，：比例中心的坐標(biāo)值，缺省為工件原點(diǎn)；可以是缺

13、省為工件原點(diǎn)；可以是X、Y、Z中的任意兩個(gè)，由當(dāng)前平面選擇指令中的任意兩個(gè)，由當(dāng)前平面選擇指令G17、G18、G19中的一個(gè)確定；中的一個(gè)確定； I 、J 、K 為為X、Y、Z軸的放縮比例。軸的放縮比例。格式：格式： G51 X_Y_Z_P_(I_J_K_) M98 P_ G50 G51既可指定平面縮放也可指定空間縮放。既可指定平面縮放也可指定空間縮放。在在G51后運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)指令的坐標(biāo)值以指令的坐標(biāo)值以X、Y、Z為比例縮放中心，按為比例縮放中心，按P規(guī)定的縮放規(guī)定的縮放比例進(jìn)行計(jì)算。比例進(jìn)行計(jì)算。 使用使用G51指令可用一個(gè)程序加工出形狀相同、尺寸不同指令可用一個(gè)程序加工出形狀相同、尺寸不同的

14、工件。的工件。如圖示三角形如圖示三角形ABC，頂點(diǎn)，頂點(diǎn)A(30,40),B(70,40),C(50,80),若縮放中心為若縮放中心為P(50,50), 縮放程序?yàn)椋嚎s放程序?yàn)椋篏51 X50 Y50 P2。 執(zhí)行該程序時(shí)數(shù)控系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算執(zhí)行該程序時(shí)數(shù)控系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算DEF,從而獲得放大一倍的從而獲得放大一倍的三角形。三角形。D(10,30)E(90,30)F(50,110)例：用縮放功能編制輪廓的加工程序，其縮放中心為例：用縮放功能編制輪廓的加工程序，其縮放中心為(0，0)，縮放系數(shù)為縮放系數(shù)為2倍，設(shè)刀具起點(diǎn)距工件上表面為倍，設(shè)刀具起點(diǎn)距工件上表面為100mm。 O001（主程序）（主程

15、序）N10 G92 X0 Y0 Z100；N20 G90 G17 M03 S600 T01；N30 G43 G00 Z54 H01 F300；N40 M98 P1000；N50 G43 G00 Z54 H02 F300；N60 G51 X0 Y0 P2；N70 M98 P1000；N80 G50；N90 G49 Z100；N100 M05 M30；O1000（子程序）（子程序）N110 G41 G00 X0 Y-10 D01 F100；N120 Z10；N130 G02 X0 Y10 I0 J10；N140 G01 X15 Y0；N150 X0 Y-10；N160 Z54；N170 G40 G

16、00 X0 Y0；N180 M99 鏡像加工又稱軸對(duì)稱加工，如果一個(gè)零件關(guān)于坐標(biāo)軸鏡像加工又稱軸對(duì)稱加工，如果一個(gè)零件關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱，那么只要編出一個(gè)或兩個(gè)象限的程序，而其余象對(duì)稱，那么只要編出一個(gè)或兩個(gè)象限的程序，而其余象限的輪廓就可以通過(guò)鏡像加工來(lái)實(shí)現(xiàn)。限的輪廓就可以通過(guò)鏡像加工來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.3. 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法3.3.5 鏡像加工功能（鏡像加工功能（G51或或G51.1） 其中其中:G51或或G51.1 建立鏡像，建立鏡像， 由指令坐標(biāo)軸后的坐標(biāo)值由指令坐標(biāo)軸后的坐標(biāo)值 X_Y_指定鏡像位置；指定鏡像位置； G50.1 取消鏡像。取消鏡像。格式：格式：G17

17、G51.1 X_ Y_ M98 P_ 例如：使用鏡像功能編制如圖所示輪廓的加工程序。例如：使用鏡像功能編制如圖所示輪廓的加工程序。設(shè)刀具起點(diǎn)距工件上表面設(shè)刀具起點(diǎn)距工件上表面100mm，切削深度，切削深度5mm。 O1009主程序主程序N05 G92 X0 Y0 Z100N10 G91 G17 M03 S600確定加工平面確定加工平面N20 M98 P600；加工加工1N30 G51.1 X0 ；Y軸鏡像，鏡像位置為軸鏡像，鏡像位置為X=0N40 M98 P600；加工加工2N50 G50.1 X0；取消取消Y軸鏡像軸鏡像N60 G51.1 X0 Y0；X軸、軸、Y軸鏡像，鏡像位置軸鏡像，鏡像

18、位置(0，0)N70 M98 P600；加工加工3N80 G50.1 X0 Y0；取消取消X軸、軸、Y軸鏡像軸鏡像N90 G51.1 Y0；X軸鏡像，鏡像位置為軸鏡像，鏡像位置為Y=0N100 M98 P600；加工加工4N110 G50.1 Y0；取消取消X軸鏡像軸鏡像N120 M05 M30；主軸停轉(zhuǎn)，主程序結(jié)束主軸停轉(zhuǎn)，主程序結(jié)束O600 N200 G91 G41 G00 X10.0 Y5.0 D01；N210 Y5.0； N220 G43 Z-98.0 H01；N230 G01 Z-7.0 F100；N240 Y20.0；N250 X10.0；N260 G03 X10.0 Y-10.0

19、 I10.0；N270 G01 Y-10.0；N280 X-25.0；N290 G49G00 Z100；N300 G40 X-5.0 Y-10.0；N310 M99；子程序子程序注意：增量值編程注意：增量值編程 該指令可使編程圖形按照指定旋轉(zhuǎn)中心及旋轉(zhuǎn)方向該指令可使編程圖形按照指定旋轉(zhuǎn)中心及旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)一定的角度。旋轉(zhuǎn)一定的角度。G68表示坐標(biāo)系開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；表示坐標(biāo)系開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；G69用于撤用于撤銷旋轉(zhuǎn)功能。銷旋轉(zhuǎn)功能。3.3 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法3.3.6 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)功能（坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)功能（G68、G69） 其中其中：X、Y、Z：旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)值，缺省為工件原點(diǎn)；可為：旋轉(zhuǎn)中

20、心坐標(biāo)值，缺省為工件原點(diǎn)；可為X、Y、Z中的任意兩個(gè)，由中的任意兩個(gè)，由G17、G18、G19中的一個(gè)確定中的一個(gè)確定。 R：旋轉(zhuǎn)角度，（：旋轉(zhuǎn)角度，（），逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定義為正方向。），逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定義為正方向。格式：格式：G17/ G18 / G19 G68 X_Y_ Z_ R_ M98 P_ G69例：用旋轉(zhuǎn)功能編制如圖所示輪廓的加工程序，設(shè)刀具例：用旋轉(zhuǎn)功能編制如圖所示輪廓的加工程序，設(shè)刀具起點(diǎn)距工件上表面起點(diǎn)距工件上表面50mm，切削深度為，切削深度為5mm。 O0002主程序主程序N10 G92 X0 Y0 Z50；建立工件坐標(biāo)系建立工件坐標(biāo)系N20 G90 G17 M03 S600；

21、主軸正轉(zhuǎn)主軸正轉(zhuǎn)N30 G43 Z-5 H02；在在Z方向定位，建立刀補(bǔ)方向定位，建立刀補(bǔ)N40 M98 P200；加工加工N50 G68 X0 Y0 P45；旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)45N60 M98 P200；加工加工N65 G69取消旋轉(zhuǎn)取消旋轉(zhuǎn)N70 G68 X0 Y0 P90；旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)90N80 M98 P200；加工加工N85 G69取消旋轉(zhuǎn)取消旋轉(zhuǎn)N170 G68 X0 Y0 P315；旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)315N180 M98 P200；加工加工N190 G69 M05； 取消旋轉(zhuǎn)取消旋轉(zhuǎn)N200 G49 Z50；返回刀具起點(diǎn)，取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償返回刀具起點(diǎn)，取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償N210 M30；主程序結(jié)束主程序結(jié)束O200（子程序）（子程序）N100 G42 G01 X20 Y5 D02 F300；N105 Y0；N110 G03 X40 I10 J0；N120 X30 I-5 J0；N130 G02 X20 I-5 J0；N140 G00 Y6；N145 G40 X0 Y0；N150 M99；3.4 典型結(jié)構(gòu)的數(shù)控銑削加工方法及編程典型結(jié)構(gòu)的數(shù)控銑削加工方法及編程3.4.1 平面銑削及其編程