《數(shù)控銑床編程》課件

先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)習(xí)課程數(shù)控銑床編程程序編制的基本知識(shí)數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng)編程中的數(shù)學(xué)處理數(shù)控程序的組成結(jié)構(gòu)常用編程指令

固定循環(huán)指令數(shù)控銑床綜合編程實(shí)例數(shù)控銑床編程

將加工零件的幾何數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)以及輔助動(dòng)作轉(zhuǎn)化成規(guī)定的格式代碼的過(guò)程稱(chēng)為程序編制，簡(jiǎn)稱(chēng)為編程。程序編制的概念編程其實(shí)就是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的過(guò)程，主要包括以下步驟：程序編制的基本知識(shí)

為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)、制造、維修和普及的需要，在輸入代碼、坐標(biāo)系統(tǒng)、加工指令、輔助功能及程序格式方面，國(guó)際上已形成了兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)：ISO—InternationalStandardOrganization

EIA—ElectronicIndustriesAssociation

程序編制的代碼標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控程序編制的方法自動(dòng)編程手工編程分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)行；數(shù)學(xué)處理、編寫(xiě)程序、檢驗(yàn)程序由計(jì)算機(jī)完成；效率高，可解決復(fù)雜形狀零件的編程難題；由人工來(lái)完成編程中各個(gè)階段的工作；效率低，只適用于簡(jiǎn)單的規(guī)則形狀零件；程序編制的基本知識(shí)數(shù)控機(jī)床采用的都是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)，X、Y、Z三個(gè)軸之間的位置關(guān)系遵循右手定則。確定其方向的順序是ZXY。ZYX坐標(biāo)系的建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng)常用坐標(biāo)系參考坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系在數(shù)控編程加工的過(guò)程中，存在很多不同的坐標(biāo)系以滿(mǎn)足編程、對(duì)刀、機(jī)床位置控制等不同情況的需要。機(jī)床坐標(biāo)系

最常用的坐標(biāo)系有如下四個(gè)：數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng)機(jī)床坐標(biāo)系即以機(jī)床原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系。機(jī)床原點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的固定基準(zhǔn)點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來(lái)。

參考點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)并且已經(jīng)輸入到數(shù)控系統(tǒng)中；通常在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的，位于XYZ軸的正向最大行程處。機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和控制的固定位置點(diǎn)，是機(jī)床制造廠家在每個(gè)進(jìn)給軸上用限位開(kāi)關(guān)精確調(diào)整好的。參考坐標(biāo)系即以機(jī)床參考點(diǎn)建立的坐標(biāo)系。數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng)指令格式：

G92X___Y___Z___X、Y、Z為對(duì)完刀之后刀具在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。G92—臨時(shí)設(shè)定G92設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)一般寫(xiě)在程序的第一段，與起刀時(shí)的刀具位置有必然聯(lián)系。如上圖：G92X__Y__Z__403025執(zhí)行G92指令時(shí)，刀具相對(duì)于機(jī)床的位置不發(fā)生改變；G92設(shè)定的工件坐標(biāo)系只有在當(dāng)前程序運(yùn)行時(shí)才存在，不具備斷電保存的功能。數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng)通過(guò)向機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中輸入工件原點(diǎn)的偏移距離來(lái)設(shè)定工件坐標(biāo)系，并且能被系統(tǒng)長(zhǎng)期保存。在程序開(kāi)始對(duì)其直接調(diào)用即可。G54～G59—預(yù)置寄存以下圖為例，工件原點(diǎn)03距機(jī)床原點(diǎn)O1的距離：通用X0.000

Y0.000

Z0.000G54X-345.700

Y-196.220Z-153.165G56X0.000

Y0.000

Z0.000G55X0.000

Y0.000

Z0.000機(jī)械坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值工件補(bǔ)償畫(huà)面數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng)

數(shù)學(xué)處理是按照已經(jīng)確定的加工工藝路線和允許的編程誤差，根據(jù)零件圖樣給出的形狀，尺寸和公差等直接通過(guò)數(shù)學(xué)方法（如三角幾何與解析幾何法等），計(jì)算出編程時(shí)所需要的各基點(diǎn)的坐標(biāo)值。一般步驟：基本尺寸換算成平均尺寸保證重要幾何關(guān)系并修改一般尺寸計(jì)算各基點(diǎn)坐標(biāo)尺寸最終生成編程坐標(biāo)數(shù)據(jù)程序編制中的數(shù)學(xué)處理編程中的數(shù)學(xué)處理組成程序段的每個(gè)功能字都有其特定的功能含義。常用功能字有如下幾個(gè)：NC程序的常用功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字S進(jìn)給功能字F尺寸字順序號(hào)字N刀具功能字T準(zhǔn)備功能字G輔助功能字M數(shù)控程序的組成結(jié)構(gòu)

程序段號(hào)一般位于程序段之首，用于程序段的查找、跳轉(zhuǎn)。

程序的執(zhí)行順序都是按其排列的先后次序執(zhí)行的，與程序段號(hào)無(wú)關(guān)。主軸功能字S

用于指定切削的進(jìn)給速度(或進(jìn)給量)。對(duì)于車(chē)床而言F可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種；對(duì)于銑床一般只用每分鐘進(jìn)給。進(jìn)給速度的單位為mm/min。

主要用于指定主軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速單位為r/min。進(jìn)給功能字F程序段號(hào)字N常用編程指令刀具終點(diǎn)坐標(biāo)主要用于確定刀具運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)。用于指定加工時(shí)所用刀具的編號(hào)。尺寸功能字刀具功能字TX，Y，Z用于確定終點(diǎn)的直線坐標(biāo)A，B，C用于確定終點(diǎn)的角度坐標(biāo)I，J，K用于確定圓弧的圓心坐標(biāo)常用編程指令順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02公制尺寸YZ平面選擇英制尺寸刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償注銷(xiāo)G49刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償—負(fù)G44刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償—正G43刀具半徑補(bǔ)償—右G42刀具半徑補(bǔ)償—左G41刀具半徑補(bǔ)償注銷(xiāo)G40G19ZX平面選擇G18XY平面選擇G17暫停G04逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03直線插補(bǔ)G01快速移動(dòng)點(diǎn)定位G00功能G功能字G20G21G99G98G95G94G92G91G90G54～G59返回R平面返回起始平面每轉(zhuǎn)進(jìn)給量每分鐘進(jìn)給量臨時(shí)設(shè)定工件坐標(biāo)系增量值編程絕對(duì)值編程加工坐標(biāo)系設(shè)定功能G功能字

G代碼分模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼。模態(tài)代碼執(zhí)行后一直有效,直到同組的另一代碼出現(xiàn)。非模態(tài)代碼只有在其所在的程序段內(nèi)有效。

準(zhǔn)備功能字G代碼

用于指定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)偏置等。附表：G功能字含義表常用編程指令

坐標(biāo)平面選擇指令是用來(lái)選擇圓弧插補(bǔ)的平面和刀具補(bǔ)償平面的。一般，數(shù)控銑床默認(rèn)在XY平面內(nèi)加工。坐標(biāo)平面選擇指令G17表示選擇XY平面，G18表示選擇ZX平面，G19表示選擇YZ平面。常用編程指令指令執(zhí)行開(kāi)始后，刀具沿著各個(gè)坐標(biāo)方向同時(shí)按參數(shù)設(shè)定的速度快速移動(dòng)，最后減速到達(dá)終點(diǎn)?？焖冱c(diǎn)定位指令程序格式：G00X___Y___Z___式中X、Y、Z的值是快速點(diǎn)定位的終點(diǎn)坐標(biāo)值。G00X20Y30；G00X20Y40；

Y30；常用編程指令

如圖從A點(diǎn)到B點(diǎn)的直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。其程序段為：絕對(duì)方式：G90G01X10Y10F100增量方式：G91G01X-10Y-20F100直線插補(bǔ)指令

G01用于控制刀具按指定的進(jìn)給速度F作直線運(yùn)動(dòng)。程序格式：

G01X___Y___Z___F___式中X、Y、Z的值是直線插補(bǔ)的終點(diǎn)坐標(biāo)值。常用編程指令

G02為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，G03為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。圓弧插補(bǔ)指令圓弧順逆方向的判別：沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標(biāo)軸，由正方向向負(fù)方向看，順時(shí)針?lè)较騁02，逆時(shí)針?lè)较騁03。如右圖所示：常用編程指令X、Y、Z的值是指圓弧插補(bǔ)的終點(diǎn)坐標(biāo)值；I、J、K是指圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量，與G90,G91無(wú)關(guān)；R為指定圓弧半徑，當(dāng)圓弧的圓心角≤180o時(shí)，R值為正，當(dāng)圓弧的圓心角＞180o時(shí)，R值為負(fù)；整圓編程不能用R格式；直接用I、J、K確定其圓心即可。XY平面圓弧編程格式ZX平面圓?。篩Z平面圓弧：常用編程指令100BA50.840O+Y+X8190140(1)絕對(duì)值編程G92X0Y0Z0G90G00X81Y50.8G03X140Y100R-60F300(G03X140Y100I59J-10.8F300)G02X81Y50.8R50(G02X81Y50.8I-50)(2)增量值編程G92X0Y0Z0G91G00X81Y50.8G03X59Y49.2R-60F300(G03X59Y49.2I59J-10.8F300)G02X-59Y-49.2R50(G02X-59Y-49.2I-50)例：編寫(xiě)程序，刀具運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示O→A→B→A常用編程指令X后面的數(shù)字單位為秒，例如G04X10.;表示暫停10秒；P后面的數(shù)字單位為毫秒，例如G04P1000表示暫停1秒；P后面的數(shù)字不能使用小數(shù)點(diǎn)；G04為非模態(tài)指令。程序運(yùn)行暫停指令

刀具暫停進(jìn)給,經(jīng)指令的暫停時(shí)間后,繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。常用作短時(shí)間的無(wú)進(jìn)給光整加工，如鉆孔、鏜孔等場(chǎng)合。式中X、P為暫停時(shí)間地址符；G04指令的格式如下：常用編程指令

在零件輪廓銑削加工時(shí)，由于刀具半徑尺寸影響，刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計(jì)算刀具中心軌跡，直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程，數(shù)控系統(tǒng)提供了刀具半徑補(bǔ)償功能，如下圖。刀具半徑補(bǔ)償指令常用編程指令半徑補(bǔ)償指令格式G41為左偏刀具補(bǔ)償，定義為假設(shè)工件不動(dòng)，沿刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在零件左側(cè)；G42為右偏刀具補(bǔ)償；G40為補(bǔ)償撤消指令。

D為刀具半徑補(bǔ)償號(hào)，不代表實(shí)際補(bǔ)償值建立補(bǔ)償：取消補(bǔ)償：常用編程指令

例：

如圖采用刀具補(bǔ)償按增量方式編程。O0001N10G91G54X0Y0Z-5N20M03S1200N30G41G00X20.0Y10.0D01（建立01號(hào)刀補(bǔ)）N40G01Y40.0F200N50X30.0N60Y-30.0N70X-40.0N80G40G00X-10.0Y-20.0

（解除刀補(bǔ)）N90M05N100M30常用編程指令使用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令，在編程時(shí)就不必考慮刀具的實(shí)際長(zhǎng)度及各把刀具長(zhǎng)度尺寸的不同。當(dāng)由于刀具磨損、更換刀具等原因引起刀具長(zhǎng)度尺寸變化時(shí)，只要修正刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償量，而不必調(diào)整程序或刀具。指令格式：執(zhí)行正補(bǔ)償指令G43時(shí):Z實(shí)際值＝Z指令值＋H執(zhí)行負(fù)補(bǔ)償指令G44時(shí):Z實(shí)際值＝Z指令值－H可以用G49或G43H00和G44H00可以撤銷(xiāo)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令H為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)常用編程指令用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。M功能字

含義

M00

程序停止M01

計(jì)劃停止

M02

程序停止

M03

主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

M04

主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)M05主軸旋轉(zhuǎn)停止M06

換刀M07

內(nèi)冷卻液開(kāi)

M08

外冷卻液開(kāi)

M09

冷卻液關(guān)

M30

程序停止并返回開(kāi)始處M98

調(diào)用子程序

M99

返回子程序

輔助功能字M常用M指令：常用編程指令一般在加工過(guò)程中需要停機(jī)檢查、測(cè)量零件或手工換刀時(shí)，使用M00指令情況。M00指令通常單獨(dú)為一個(gè)程序段，系統(tǒng)執(zhí)行M00指令后，程序暫停運(yùn)行，主軸停止、進(jìn)給停止、冷卻液關(guān)斷。當(dāng)需要繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序時(shí)，只要重新按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕即可。程序暫停指令M00計(jì)劃暫停指令M01該指令的功能與M00相似。所不同的是，必須預(yù)先按下操作面板上的“任選停止”按鈕，M01指令才會(huì)有效；否則M01指令無(wú)效，程序繼續(xù)執(zhí)行。

常用編程指令

M03是控制主軸順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)(正轉(zhuǎn))，與S代碼一起配合使用。S1000M03表示主軸以1000轉(zhuǎn)/min的速度順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

M04是控制主軸逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)(反轉(zhuǎn))。

M05是主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸控制指令M03、M04、M05M06是用來(lái)控制機(jī)床輔助裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更換刀具功能的。通常與T代碼一起使用。如T03M06表示自動(dòng)換上刀庫(kù)中的03號(hào)刀具。換刀指令M06常用編程指令M02、M30的功能是在完成所有的加工指令后，使主軸、進(jìn)給和冷卻液停止，數(shù)控裝置和機(jī)床復(fù)位；不同的是，M30會(huì)在程序結(jié)束后光標(biāo)返回到程序的開(kāi)頭部分。M02和M30位于程序的最后單獨(dú)成一段；加工中常使用M30。M07、M08的功能都是冷卻液開(kāi)，M09是冷卻液關(guān)。M07一般是指內(nèi)冷卻液（比如主軸冷卻系統(tǒng)）；M08一般是指外冷卻液（對(duì)工件及刀具的冷卻液）。冷卻液控制指令M07、M08、M09程序結(jié)束指令M02、M30常用編程指令在一個(gè)零件的加工程序中，若有一定量的連續(xù)的程序段在幾處完全重復(fù)出現(xiàn)，則可將這些重復(fù)的程序段單獨(dú)抽出來(lái)，按一定的格式做成子程序。其目