數(shù)控車床加工工藝與編程操作資源第二十四講和數(shù)控機床編程及加工

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《數(shù)控加工技術(shù)》吳明友編第二十四講（90Min、2節(jié)課）2023/5/101第六章數(shù)控銑床（FANUC0i）編程與操作（三）第二節(jié)FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)的基本編程指令（三）八、可編程鏡像指令（20Min）1．功能用編程的鏡像指令可實現(xiàn)坐標軸的對稱加工。如圖6-29所示。2023/5/1022023/5/103圖6-29

可編程鏡像⑴程序編制的圖像。⑵該圖象的對稱軸與Y平行，并與X軸在X＝50處相交。⑶圖像對稱在點（50，50）處。⑷該圖像的對稱軸與X平行，并與Y軸在Y＝50處相交。2．指令格式指令格式如表6-6所示。表6-6可編程鏡像指令格式2023/5/1042023/5/1052023/5/1063．注意點⑴設(shè)置鏡像。如果指定可編程鏡像功能，同時又用CNC外部開關(guān)或CNC的設(shè)置生成鏡像時，則可編程鏡像功能首先執(zhí)行。⑵在指定平面對某個軸鏡像時，會發(fā)生如表6-7所示的指令變化。表6-7在指定平面內(nèi)的一個軸上的鏡像時發(fā)生的指令變化⑶比例縮放和坐標旋轉(zhuǎn)。CNC的數(shù)據(jù)處理順序是從程序鏡像到比例縮放和坐標系旋轉(zhuǎn)。應(yīng)按該順序指定指令，取消時，按相反順序。在比例縮放或坐標系旋轉(zhuǎn)方式，不能指定或。⑷與返回參考點和坐標系有關(guān)的指令。在可編程鏡像方式中，與返回參考點（G27，G28，G29，G30）等和改變坐標系（G52～G59，G92）等有關(guān)的G指令不準指定。如果需要這些G指令的任意一個，必須在取消可編程鏡像方式之后再指定。2023/5/107九、固定循環(huán)

（70Min）1．固定循環(huán)概述⑴功能。固定循環(huán)使編程員編程變得容易。有了固定循環(huán)功能，頻繁使用的加工操作可以用G功能在單程序段中指令；沒有固定循環(huán)，一般要求多個程序段。另外，固定循環(huán)能縮短程序，節(jié)省存儲空間。固定循環(huán)指令如表6-8所示。2023/5/1082023/5/109表6-8

固定循環(huán)⑵固定循環(huán)順序說明。固定循環(huán)由6個順序的動作組成（如圖6-30所示）。2023/5/1010圖6-30固定循環(huán)動作順序2023/5/1011①動作1：X軸和Y軸的定位（還可包括另一個軸）。②動作2：快速移動到R平面。③動作3：孔加工。④動作4：在孔底的動作。⑤動作5：返回到R平面。⑥動作6：快速移動到初始平面。1）定位平面和鉆孔軸。定位平面由平面選擇代碼G17，G18或G19決定。定位軸是除了鉆孔軸以外的軸。雖然固定循環(huán)包括攻螺紋、鏜孔以及鉆孔循環(huán)，術(shù)語“鉆孔”將用于說明固定循環(huán)執(zhí)行的動作?！般@孔軸”是不用于定義定位平面的基本軸X、Y或Z，或平行于基本軸的軸。鉆孔軸根據(jù)G指令（G73～G89）程序段中指令的軸地址確定（基本軸或其平行軸）。如果沒有對鉆孔軸指定軸地址，則認為基本軸是鉆孔軸。如表6-9所示。2023/5/1012表6-9定位平面和鉆孔軸2023/5/1013例如，假定U、V和W軸分別平行于X、Y和Z軸。這個條件是由參數(shù)指定。G17G81…Z：Z軸用作鉆孔。G17G81…W：W軸用作鉆孔。G18G81…Y：Y軸用作鉆孔。G18G81…V：V軸用作鉆孔。G19G81…X：X軸用作鉆孔。G19G81…U：U軸用作鉆孔。G17～G19可以在G73～G89未指令的程序段中指定。注意：在取消固定循環(huán)以后，才能切換鉆孔軸。參數(shù)FXY（No.6200#0）可以設(shè)定Z軸總是用作鉆孔軸。當FXY＝0時，Z軸總是鉆孔軸。2023/5/10142023/5/10152）沿著鉆孔軸的移動距離（G90/G91）。沿著鉆孔軸的移動距離，對G90和G91變化如圖6-31所示。圖6-31沿著鉆孔軸的移動距離，對G90和G91變化3）鉆孔方式。G73、G74、G76和G81到G89是摸態(tài)G指令，直到被取消之前一直保持有效。當有效時，當前狀態(tài)是鉆孔方式。一旦在鉆孔方式中鉆孔數(shù)據(jù)被指定，數(shù)據(jù)被保持，直到被修改或清除。在固定循環(huán)的開始指定全部所需的鉆孔數(shù)據(jù)；當固定循環(huán)正在執(zhí)行時，只指令修改數(shù)據(jù)。4）返回點平面（G98/G99）。當?shù)毒叩竭_孔底后，刀具可以返回到R點平面或初始位置平面，由G98和G99指定。如圖6-32所示，指定G98或G99時的刀具移動。一般情況下，G99用于第一次鉆孔而G98用于最后鉆孔。即使在G99方式中執(zhí)行鉆孔，初始位置平面也不變。2023/5/10165）重復。在K中指定重復次數(shù)，對等間距孔進行重復鉆孔。K僅在被指定的程序段內(nèi)有效。以增量方式（G91）指定第一孔位置。如果用絕對值方式（G90）指令的話，則在相同位置重復鉆孔。重復次數(shù)K的最大指令值＝9999。如果指定K0，鉆孔數(shù)據(jù)被貯存，但是不執(zhí)行鉆孔。6）取消。使用G80或01組G指令，可以取消固定循環(huán)。01組G指令如下：G00：定位快速移動。G01：直線插補。G02：圓弧插補或螺旋線插補（CW）。G03：圓弧插補或螺旋線插補（CCW）。G60：單方向定位[當MDL（參數(shù)No.5431#0）設(shè)為1時]。2023/5/10172023/5/1018圖6-32返回點平面（G98/G99）2023/5/10197）圖中的符號。后面分別解釋各個固定循環(huán)，解釋圖中會使用到如圖6-33所示的符號。圖6-33解釋圖中會使用到的符號2．常用固定循環(huán)指令⑴高速深孔鉆循環(huán)指令G73。1）功能。該循環(huán)執(zhí)行高速排屑鉆孔。它執(zhí)行間歇切削進給直到孔的底部，同時從孔中排除切屑。2）指令格式，如圖6-34所示。G73XYZRQFK；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的距離；R：從初始位置平面到R點的距離；Q：每次切削進給的切削深度；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10202023/5/1021圖6-34G73指令動作圖⑵左旋攻螺紋循環(huán)G74。1）功能。該循環(huán)執(zhí)行左旋攻螺紋。在左旋攻螺紋循環(huán)中，當?shù)竭_孔底時，主軸順時針旋轉(zhuǎn)。2）指令格式，如圖6-35所示。

G74XYZRPFK；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；P：暫停時間；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10222023/5/1023圖6-35G74指令動作圖⑶精鏜循環(huán)（G76）。1）精鏜循環(huán)鏜削精密孔。當?shù)竭_孔底時，主軸停止，切削刀具離開工件的被加工表面并返回。2）指令格式，如圖6-36所示，主軸定向停止如圖6-37所示。

G76XYZRQPFK

。XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；Q：孔底的偏移量；P：在孔底的暫停時間；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10242023/5/1025圖6-36G76指令動作圖

2023/5/1026圖6-37G76主軸定向停止⑷鉆孔循環(huán)、鉆中心孔循環(huán)（G81）1）功能。該循環(huán)用作正常鉆孔。切削進給執(zhí)行到孔底。然后，刀具從孔底快速移動退回。2）指令格式，如圖6-38所示。

G81XYZRFK；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10272023/5/1028圖6-38G81指令動作圖⑸鉆孔循環(huán)、逆鏜孔循環(huán)（G82）1）功能。該循環(huán)用作正常鉆孔。切削進給執(zhí)行到孔底，再執(zhí)行暫停，然后，刀具從孔底快速移動退回。2）指令格式，如圖6-39所示。

G82XYZRPFK；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；P：在孔底的暫停時間；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10292023/5/1030圖6-39G82指令動作圖⑹排屑鉆孔循環(huán)（G83）1）該循環(huán)執(zhí)行深孔鉆。執(zhí)行間歇切削進給到孔的底部，鉆孔過程中從孔中排除切屑。2）指令格式，如圖6-40所示。G83XYZRQFK；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；Q：每次切削進給的切削深度；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10312023/5/1032圖6-40排屑鉆孔循環(huán)G83的指令動作圖⑺小孔排屑鉆孔循環(huán)（G83）1）功能。在鉆孔期間，當過載扭矩檢測信號（跳轉(zhuǎn)信號）被檢測到時，有過載扭矩檢測功能的刀桿則把刀具退回。在主軸速度和切削進給速度改變后，鉆孔重新開始，在該小孔排屑鉆孔循環(huán)中，重復這些動作。用參數(shù)中指定的M代碼，可以選擇小孔排屑鉆孔循環(huán)方式。在指令中指定G83開始執(zhí)行這個循環(huán)。用G80或復位取消該循環(huán)。2023/5/10332）指令格式，如圖6-41所示。

G83XYZRQFIKP；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；Q：每次切削進給的切削深度；F：切削進給速度；I：前進或后退的移動速度（與上面的F的格式相同，如果省略，在參數(shù)和中的值作為默認值）；K：重復次數(shù)（如果需要的話）；P：在孔底的暫停時間（如果省略，P0作為默認數(shù)值）。2023/5/10342023/5/1035圖6-41小孔排屑鉆孔循環(huán)G83的指令動作圖⑻攻螺紋循環(huán)（G84）。1）功能。該循環(huán)執(zhí)行攻螺紋。在這個攻螺紋循環(huán)中，當?shù)竭_孔底時，主軸以反方向旋轉(zhuǎn)。2）指令格式，如圖6-42所示。

G84XYZRPFK；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；P：暫停時間；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10362023/5/1037圖6-42攻螺紋循環(huán)（G84）指令動作⑼鏜孔循環(huán)（G85）。1）功能。該循環(huán)用于鏜孔。2）指令格式，如圖6-43所示。G85XYZRFK；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10382023/5/1039圖6-43鏜孔循環(huán)（G85）指令動作⑽鏜孔循環(huán)（G86）1）功能。該循環(huán)用于鏜孔2）指令格式，如圖6-44所示。

G86XYZRFK。XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10402023/5/1041圖6-44鏜孔循環(huán)（G86）指令動作⑾反鏜孔循環(huán)（G87）1）功能。該循環(huán)執(zhí)行精密鏜孔。2）指令格式。反鏜孔循環(huán)（G87）指令的G98情況和主軸定向停止如圖6-45鏜孔循環(huán)（G87）指令動作所示，該指令不用G99的情況。G87XYZRQPFK。XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；Q：刀具偏移量；P：暫停時間；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)。2023/5/10422023/5/1043圖6-45鏜孔循環(huán)（G87）指令動作⑿鏜孔循環(huán)（G88）1）功能。該循環(huán)用于鏜孔。2）指令格式，如圖6-46所示。G88XYZRPFK。XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；P：孔底的暫停時間；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10442023/5/1045圖6-46鏜孔循環(huán)（G88）指令動作⒀鏜孔循環(huán)（G89）。1）功能。該循環(huán)用于鏜孔。2）指令格式，如圖6-47所示。G89XYZRPFK；XY：孔位數(shù)據(jù)；Z：從R點到孔底的位置；R：從初始位置平面到R點位置的距離；P：孔底的停刀時間；F：切削進給速度；K：重復次數(shù)（如果需要的話）。2023/5/10462023/5/1047圖6-47鏜孔循環(huán)（G89）指令動作數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學中心實驗目的通過數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結(jié)合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機床完成相應(yīng)的運動。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗及試切數(shù)控機床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標準硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹機械工程實驗教學中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關(guān)1有效M20√M21自定義開關(guān)1無效M21√8M22自定義開關(guān)2有效M22√M23自定義開關(guān)2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC軟件介