工學(xué)數(shù)控手工編程課件

1、3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)1第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程1、 數(shù)控銑床的分類特點(diǎn)和組成 數(shù)控銑床與普通銑床在結(jié)構(gòu)上類似，用來銑削平面、曲面、輪廓，鏜削、鉆削孔，攻螺紋等；區(qū)別在于進(jìn)給系統(tǒng)，沒有傳統(tǒng)的進(jìn)給箱和交換齒輪，由伺服電機(jī)通過滾珠絲杠直接驅(qū)動(dòng)主軸和位移軸。1.1 分類和特點(diǎn) 按主軸位置分類： 立式數(shù)控銑床 主軸垂直于水平面，方形工作臺(tái)。適合箱體類、板類零件的加工。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)2第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程圖：數(shù)控銑床3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)3第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 臥式數(shù)控銑床 主軸平行于水平面，導(dǎo)軌一般為水平式。也有傾斜式的，機(jī)床的剛性大，排屑更容易。 特點(diǎn) 功能齊全，具

2、有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)空間直線插補(bǔ)；具有刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)和用戶宏程序等功能。1.2 組成和技術(shù)參數(shù)3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)4第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 組成：床身、主軸、工作臺(tái)（縱向X軸，橫向Y軸）、升降臺(tái)、液壓控制系統(tǒng)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等。 主要技術(shù)參數(shù)： 工作臺(tái)面積（長X寬）、工作臺(tái)縱向行程（X軸行程）、 工作臺(tái)橫向行程（Y軸行程）、主軸垂直行程（Z軸行 程）； 升降臺(tái)垂直行程（Z軸可調(diào)范圍），主軸孔錐度（ISO3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)5第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 40#為7：24，50#），主軸端面至工作臺(tái)面的距離，主軸中心線至導(dǎo)軌面的距離； 主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度

3、（X，Y，Z），快移速度（X，Y，Z），主軸電機(jī)功率，三個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)給電機(jī)額定扭矩； 機(jī)床外形尺寸（長、寬、高），機(jī)床重量。 不同的機(jī)床，參數(shù)各不相同。2、 數(shù)控銑床的傳動(dòng)系統(tǒng) 1）主傳動(dòng)系統(tǒng)，主電機(jī)到主軸的傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn) 3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)6第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程2）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)縱向（X軸）、橫向（Y軸）和主軸垂直方向（Z軸）的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，由各自交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過同步齒形帶輪傳給滾珠絲杠，帶動(dòng)各工作軸。 數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)7第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)8第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程3、數(shù)控系統(tǒng)的功能1）準(zhǔn)備

4、功能G指令（P193） 與數(shù)控車床基本相同。 必須掌握的是： 01組 點(diǎn)定位、直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ) 02組 三個(gè)平面的指定 06組 刀具半徑左右補(bǔ)償，加工坐標(biāo)系1-6的指定 03組 絕對(duì)值和增量值輸入選擇 09組中 鉆孔循環(huán)G81、攻螺紋循環(huán)G84、鏜孔循環(huán)3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)9第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 G85及其取消固定循環(huán)G80。 有選擇掌握的是： G04暫停指令，G16極坐標(biāo)指令，G68坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令，G66調(diào)用宏指令，G63攻螺紋模式指令，G28返回參考點(diǎn)指令，G99返回參考平面指令等。 注： a）00組的G代碼為非模態(tài)代碼，即只在被指定的程序段內(nèi)有效，其余為模態(tài)代碼，即直到被同

5、組G代碼取代前一直有效。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)10第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 b）不同組的G代碼可在同一段程序中使用，但同組的G代碼在同一程序段中使用多個(gè)時(shí)，只有最后一個(gè)有效。 c）在使用固定循環(huán)指令時(shí)，如果又指令了01組的G代碼，則固定循環(huán)自動(dòng)取消，即G80；但在使用01組的G代碼時(shí)，再使用固定循環(huán)指令則不受影響。 3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)11第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程2）輔助功能M指令 M00：程序停止，暫停；M02：程序全部結(jié)束， 主軸和冷卻液關(guān)；M03、M04主軸正、反轉(zhuǎn)； M05：主軸停； M06：換刀（加工中心）；M08、M09：切削液開、 關(guān)： M30；程序結(jié)束并返回；M9

6、8：調(diào)用子程序；M99：子 程序結(jié)束并返回。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)12第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 3）H、F、T、S功能指令 H：刀具補(bǔ)償號(hào)，補(bǔ)償量存在以后面兩位數(shù)字為地址字的 寄存器中。 F：進(jìn)給速度。每分鐘進(jìn)給量 G98 F xx； 如G98 F50 表示每分鐘進(jìn)給50毫米。 T：刀具號(hào)，由T和后面2位數(shù)組成，每把刀具都有一個(gè)刀 具號(hào)，在程序中指定。通常一臺(tái)設(shè)備最多可以指定100 把刀具。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)13第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 S：主軸轉(zhuǎn)速功能指令。 由字母S和后面的數(shù)字組成，單位是r/min。4、 機(jī)床坐標(biāo)系 主軸軸線方向?yàn)閆軸，刀具遠(yuǎn)離工件方向?yàn)閆軸正向； X軸在

7、與工件安裝面平行的水平面內(nèi)。立式銑床規(guī)定，人面對(duì)主軸（刀具）右側(cè)方向?yàn)槠湔?；臥式銑床則是人面對(duì)主軸（刀具）左側(cè)方向?yàn)槠湔颍?Y軸方向由右手定則來確定。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)14第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 數(shù)控銑床的參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，與加工程序無關(guān)。機(jī)床啟動(dòng)后，首先要將機(jī)床位置“回零”，即返回參考點(diǎn)。 由X軸、Y軸和Z軸建立的直角坐標(biāo)系，即為機(jī)床的坐標(biāo)系，如上圖xoz。 機(jī)床啟動(dòng)后，無論刀架在什么位置，此時(shí)的顯示坐標(biāo)值或?yàn)榱?，或是不正確的數(shù)值。必須首先執(zhí)行返回參考點(diǎn)的操作，然后顯示的坐標(biāo)值才是以機(jī)床坐標(biāo)系為基準(zhǔn)的真3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)15第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 實(shí)坐

8、標(biāo)值。 5、 基本編程方法1）工件坐標(biāo)系設(shè)定 格式：G92 X Y Z ； 含義： 規(guī)定工件坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)的指令，即程序零點(diǎn)。設(shè)定了一個(gè)工件坐標(biāo)系。后面的程序段均以此為基準(zhǔn)計(jì)算編程。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)16第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程2）絕對(duì)編程和增量編程 絕對(duì)編程 格式：G90（ G01 ）X Y Z ； 增量編程 格式：G91（ G01 ） X Y Z ； 含義 坐標(biāo)系內(nèi)某一位置的坐標(biāo)尺寸用相對(duì)于前一位 置的坐標(biāo)尺寸的增量進(jìn)行計(jì)量的坐標(biāo)系。 與數(shù)控車床一致。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)17第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程3）快速點(diǎn)定位 格式：G00 X Y Z ； 含義：X、Y和Z軸聯(lián)動(dòng)，快速

9、移動(dòng)到指定位置。 注意；由于X、Y和Z軸聯(lián)動(dòng)時(shí)的合成運(yùn)動(dòng)是空間直線，要注意刀具與工件或夾具的碰撞。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)18第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程4）直線插補(bǔ) 格式：G01 X Y Z F ；5）平面選擇指令G17，G18，G19 用來指定程序段中刀具的圓弧插補(bǔ)平面和刀具半徑補(bǔ)償平面。6）圓弧插補(bǔ) 在指定平面內(nèi)按給定進(jìn)給速度作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，加工圓弧輪廓。順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02，逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)19第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 格式：用圓弧半徑R指定圓心位置時(shí)（優(yōu)先認(rèn)可） XY平面內(nèi)：G17 G02（ G03）X Y R F ； XZ平面內(nèi)：G18 G02（

10、G03）X Z R F ； YZ平面內(nèi)：G19 G02（ G03）Y Z R F ； 用圓弧圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的向量時(shí)，與數(shù)控車床 一致。 當(dāng)R取正值時(shí)，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為0180；當(dāng)取負(fù)值時(shí)，對(duì)應(yīng)的圓心角為180360。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)20第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程YXZG18G19G173:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)21第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程絕對(duì)編程方式：G92 X0 Y0 Z0 G90 G00 X200.0Y40.0G03 X140.0 Y100.0 I60.0 J0 F300； G02 X120.0 Y60.0 I50.0； 90 120 140R60R501006040OY

11、X3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)22第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程7）暫停指令 格式：G04 X （P ）； 含義：使刀具作短時(shí)間的無進(jìn)給光整加工，在切槽、鉆底孔時(shí)使用。也可用于在拐角處控制軌跡。 后面的數(shù)字一般代表時(shí)間，X的單位是秒，整數(shù)。P的單位是毫秒。8）英制和米制輸入 格式：英制G20 米制G21 與數(shù)控車床一致。 3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)23第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程9）返回參考點(diǎn)、從參考點(diǎn)返回切削點(diǎn) 格式： 含義 G28 X Y Z ； 各軸從當(dāng)前點(diǎn)、經(jīng)過中間點(diǎn) （X、Y、Z）后快速移動(dòng)到參考點(diǎn)； G29 X Y Z ； 各軸從參考點(diǎn)、經(jīng)過前面G28指 定中間點(diǎn)后快速移動(dòng)到指定位置（X，

12、Y，Z）； 使用G28指令時(shí)，必須先取消刀具半徑補(bǔ)償，因?yàn)镚28本身包括取消刀具長度補(bǔ)償、主軸停止和切削液關(guān)閉等，但不包括刀具半徑補(bǔ)償取消。常用于換刀。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)24第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)25第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程10） 刀具長度補(bǔ)償指令 正補(bǔ)償 格式：G43 Z H ； 負(fù)補(bǔ)償 格式：G44 Z H ； 3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)26第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 刀具長度補(bǔ)償用于刀具軸向補(bǔ)償，使刀具在Z方向上實(shí)際位移量大于或小于程序給定值。 實(shí)際位移量 = 程序給定值 補(bǔ)償值 用H代碼指定偏置號(hào)。通過偏置號(hào)把存貯在偏置存貯器中的偏置量調(diào)出來與程

13、序中的坐標(biāo)值進(jìn)行加減運(yùn)算以達(dá)到補(bǔ)償?shù)毒唛L度的目的。從而不必重新對(duì)刀或調(diào)整刀具。 取消刀具長度補(bǔ)償指令： G49。圖示舉例。11） 刀具半徑補(bǔ)償指令3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)27第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 對(duì)于有半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)加工較為復(fù)雜的輪廓時(shí)，可直接按零件輪廓計(jì)算后編程，利用刀具半徑補(bǔ)償指令，直接加工出零件輪廓，而不必求刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，使編程工作大大簡化。 以G17為例，即在XY平面內(nèi)半徑補(bǔ)償?shù)氖褂谩Ｔ谄渌矫嫔?，只要坐?biāo)軸和偏移方向正確，其補(bǔ)償原理一樣。 格式如下；3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)28第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程G41 ：左刀補(bǔ)，即沿加工方向看刀具在左邊；G42 ：

14、右刀補(bǔ)，即沿加工方向看刀具在右邊，G40：取消刀補(bǔ)H（或D）： 偏置值寄存器選用指令. xx： 刀具補(bǔ)償偏置值寄存器號(hào)。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)29第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程圖示舉例3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)30第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 12） 拐角偏移圓弧插補(bǔ)指令 格式：G39 X Y ； 含義：編程軌跡的相鄰兩直線或圓弧相交，則需在拐角處進(jìn)行圓弧插補(bǔ)，在拐角處產(chǎn)生一個(gè)以偏移量為半徑、以交點(diǎn)為圓心的附加圓弧。如圖。 有的CNC系統(tǒng)可以利用刀具半徑補(bǔ)償功能，直接實(shí)現(xiàn) 3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)31第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程圖 拐角偏移指令功能3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)32第二節(jié) 數(shù)控銑床

15、手工編程 各種拐角的圓弧插補(bǔ)過渡，而有的系統(tǒng)則需要人工編制附 加的圓弧過渡程序。如上圖。 說 明：G39只有在G41 或G42 使用后才有效，而且屬于非模態(tài)指令，僅在它所指令的程序段中有效。在使用G41、G42指令時(shí)，開始段刀具運(yùn)動(dòng)指令只能是G00或G01，不能是G02或G03。13） 機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系選擇指令 3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)33第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程機(jī)床坐標(biāo)系選擇 格式： G53 X Y Z ； 含義：以機(jī)床固有坐標(biāo)系即機(jī)床坐標(biāo)系為參考系，刀具移動(dòng)到指定位置。 有時(shí)，機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)即機(jī)床的參考點(diǎn)，刀具在此位置時(shí)，顯示器顯示的刀具當(dāng)前位置坐標(biāo)均為零。 G53是非模態(tài)指令

16、，僅在它所在的程序段中有效，而且是在絕對(duì)值指令中。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)34第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程工件坐標(biāo)系選擇 格式： （G54G59） X Y Z ； 含義：以選定的不同坐標(biāo)系為參考坐標(biāo)系系，刀具移動(dòng)到指定位置。 適用于在一個(gè)工作臺(tái)上同時(shí)加工多個(gè)零件，或同一個(gè)零件加工不同的區(qū)域時(shí)，設(shè)定不同的坐標(biāo)系。 以汽缸蓋燃燒室為例。 六個(gè)加工坐標(biāo)系程序零點(diǎn)的位置，可通過加工坐標(biāo)系3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)35第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 設(shè)定指令（G10）來指定，也可以直接在操作面板上用 OFFSET來設(shè)定。14） 加工坐標(biāo)系偏移 方法：直接在操作面板上輸入零點(diǎn)偏移值； 用加工坐標(biāo)系偏移指令G1

17、0實(shí)現(xiàn)； 不同的控制系統(tǒng)有不同的編程格式。15）固定循環(huán)指令 固定循環(huán)指令常用于鉆孔、鏜孔、攻螺紋和锪平面。 見下表。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)36第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 固定循環(huán)指令 表3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)37第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 G73：單個(gè)深孔的循環(huán)加工，進(jìn)給和退刀是主要運(yùn)動(dòng)； G74：左旋螺紋加工，退刀時(shí)主軸正轉(zhuǎn)； G76：單個(gè)孔的精鏜加工，主軸定向停止后讓刀、退刀 G81：多個(gè)孔的鉆孔加工，定點(diǎn)鉆； G82：單個(gè)孔的锪孔加工，主軸Z向進(jìn)給停止； G84：右旋螺紋加工，退刀時(shí)主軸反轉(zhuǎn)； G86：單個(gè)孔的精鏜加工，主軸停止后微調(diào)鏜刀直徑； G87：單孔鏜加工，主軸停止后調(diào)

18、鏜刀直徑，鏜反面的 大孔；3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)38第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程固定循環(huán)常由七個(gè)順序動(dòng)作組成： 1、X、Y軸定位到指定點(diǎn)，快速進(jìn)給； 2、Z軸定位到參考點(diǎn)R（接近加工起點(diǎn)），快速進(jìn)給； 3、加工動(dòng)作（鉆、锪、鏜、攻絲等），切削進(jìn)給； 4、孔底加工動(dòng)作（暫停、主軸停、主軸反轉(zhuǎn)）； 5、退刀準(zhǔn)備動(dòng)作（X、Y軸偏心移動(dòng)），快速進(jìn)給； 6、返回到R點(diǎn)，快速進(jìn)給； 7、運(yùn)動(dòng)到起始位置，快速進(jìn)給；3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)39第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程固定循環(huán)格式： G98（G99）GXX X Y Z R Q P F L ；含義： GXX 為孔加工方式，對(duì)應(yīng)于固定循環(huán)指令G73G89，見

19、上表。 X、Y為孔位置坐標(biāo)，Z、R、Q、P、F為孔加工參數(shù)，L為重復(fù)次數(shù)。G98為返回初始平面，G99為返回參考點(diǎn)R。 孔加工參數(shù)中，Z 為孔底坐標(biāo)值，以F進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)； R為初始平面到R點(diǎn)的距離；Q為每次加工的深度；3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)40第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程P為在孔底暫停的時(shí)間，單位是毫秒。 固定循環(huán)指令是模態(tài)指令，直到用G80指令取代。用G00、G01、G02、G03也可以取消固定循環(huán)指令。 對(duì)于Z值，當(dāng)用G90時(shí)，Z值為孔底的絕對(duì)值；用G91時(shí)，Z值是R平面到孔底的距離。 對(duì)于R值，當(dāng)用G90時(shí)， R為初始平面到R點(diǎn)的絕對(duì)值；當(dāng)用G91時(shí)， R為初始平面到R點(diǎn)的增量； 一般

20、情況下，初始平面即為編程的Z0點(diǎn)所在的平面。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)41第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程 各種孔加工方式說明：如圖。 G73： 高速深孔鉆，每次進(jìn)刀量為Q，然后自動(dòng)退刀量 D，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定。這種加工方式是間斷進(jìn) 給，有利于斷屑、排屑，適合深孔加工。 G74：左旋攻螺紋，主軸從R點(diǎn)開始反轉(zhuǎn)，直到孔底再正 轉(zhuǎn)返回。 G76：精鏜孔，P表示暫停時(shí)間，然后主軸定向、刀具偏 心移動(dòng)，準(zhǔn)備退刀。這樣可以不劃傷已加工表面3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)42第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程圖：各種孔加工方式3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)43第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)44第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)45第二節(jié) 數(shù)控銑床手工編程G81：循環(huán)鉆孔，或定點(diǎn)鉆，其余參數(shù)同上。 G82：鉆孔或鏜孔，其余參數(shù)同上。 G83：深孔鉆削，其余參數(shù)同上。與G73不同的是，G83 每次進(jìn)刀Q后都返回到R點(diǎn)，這對(duì)排屑有利。 G84：左旋攻螺紋，其余參數(shù)同G74。 G85G89：鏜孔，其余參數(shù)同上。 常用重復(fù)次數(shù)L來加工在X、Y坐標(biāo)上等距且加工內(nèi)容相同的孔，這時(shí)要用G91來控制坐標(biāo)軸的移動(dòng)，L表示加工的孔數(shù)。3:05 上午數(shù)字化制造技術(shù)46第二