勞模創(chuàng)新技能大師工作室培訓教材課件

劉波勞模創(chuàng)新技能大師工作室培訓教材

劉波勞模創(chuàng)新技能大師工作室數控銑床編程CNCMillingMachineProgramming數控銑床編程CNCMillingMachine一、數控銑床及其控制系統(tǒng)簡介床身冷卻液箱工作臺電氣柜立柱主軸箱控制面板數控系統(tǒng)為FANUC0iM一、數控銑床及其控制系統(tǒng)簡介床身冷卻液箱工作臺電氣柜立柱主軸二、數控銑床程序編制方法

2.1程序段的一般格式

一個零件程序是一組被傳送到數控裝置中去的指令和數據，由遵循一定結構句法和格式規(guī)則的若干個程序段組成，而每個程序段由若干個指令字組成。

1.指令字的格式

一個指令字是由地址符(指令字符)和帶符號(如定義尺寸的字或不帶符號(如準備功能字G代碼)的數字數據組成的。程序段中不同的指令字符及其后續(xù)數值確定了每個指令字的含義。在數控程序段中包含的主要指令字符如表2.1所示。地址符+數字二、數控銑床程序編制方法2.1程序段的一般格式地址符+表2.1指令字符表功能地址意義零件程序號%(或O)程序編號%(或O)0001~9999程序段號N程序段編號：N0~9999準備功能G指令動作方式(直線、圓弧等)G00-99尺寸字X，Y，Z坐標軸的移動命令±99999.999A，B，CU，V，WR圓弧的半徑，固定循環(huán)的參數I、J、K圓心相對于起點的坐標，固定循環(huán)的參數表2.1指令字符表功能地址意義零件程序號%(或O)程序進給速度F進給速度的指定F0~24000主軸功能S主軸旋轉速度的指定S0~9999刀具功能T刀具編號的指定T0~99輔助功能M機床開/關控制的指定M00~99補償號D，H刀具補償號的指定00~99暫停P，X暫停時間的指定程序號的指定P子程序號的指定P00001~9999重復次數L子程序的重復次數，固定循環(huán)的重復次數參數P，Q，R固定循環(huán)的參數進給速度F進給速度的指定F0~24000主軸功能S主軸旋轉2.程序段的格式

一個程序段定義一個將由數控裝置執(zhí)行的指令行。程序段的格式定義了每個程序段中功能字的句法，程序段的一般格式如下所示。

N(數字)G△△X(數字)Y(數字)Z(數字)F(數字)S(數字)M△△；N(數字)--

程序段號，該項為任選項(即可不寫)；G△△--準備功能指令；X(數字)Y(數字)Z(數字)--尺寸字，分別表示沿X、Y、Z坐標方向的位移量；I(數字)J(數字)K(數字)/R(數字)--圓弧插補時圓心相對于圓弧起點的坐標或用半徑值表示；D(數字)/H(數字)

--刀具補償號，指定刀具半徑/長度補償存儲單元號；F(數字)--進給速度指令；S(數字)--主軸轉速指令；M△△--輔助功能指令；；--程序段結束符。2.程序段的格式一個程序段定義一個將由數控裝置執(zhí)行3.程序的一般結構

一個零件程序必須包括起始符和結束符，且零件程序是按程序段的輸入順序執(zhí)行而不是按程序段號的順序執(zhí)行。但書寫程序時建議按升序方式書寫程序段號。本系統(tǒng)的程序結構為：程序起始符：%(或O)符，%(或O)后跟程序號；程序體；程序結束：M02或M30；注釋符：括號()內或分號(；)后的內容為注釋文字。

3.程序的一般結構一個零件程序必須包括起始符和結束符2.2常用準備功能指令OftenusedPreparatoryCodes--------Gcodes2.2常用準備功能指令OftenusedPrepara1.工件坐標系設定/選擇指令(G92/G54~G59)1)工件坐標系設定指令(G92)編程格式：G92X__Y__Z__；該指令功能為設定起刀點相對工件坐標系原點的位置。X、Y、Z即為刀具起點到工件坐標系原點的有向距離。G92指令為非模態(tài)指令，一般放在零件加工程序的第一個程序段。YXZO刀具起點程序原點30.020.030.0

工件坐標系的建立如圖所示，在加工工件前，機床首先回參考點，然后將刀具移動至起刀點(對刀點)位置，當執(zhí)行下例程序段后，G92X30.0Y30.0Z20.0；就建立了工件坐標系，刀具中心在工件坐標系中的位置為X=30.0，Y=30.0，Z=20.0。

1.工件坐標系設定/選擇指令(G92/G54~G59)Y2)工件坐標系選擇指令(G54~G59)該6個指令功能為可分別設定工件坐標系原點相對機床坐標系原點的位置，如圖所示。G54~G59可根據需要任意選用。G54~G59為模態(tài)功能，可相互注銷。XYZXYZ機床原點G54原點G59原點G54工件坐標系G59工件坐標系原點偏置

工件坐標系選擇G54~G592)工件坐標系選擇指令(G54~G59)X

注意事項(1)G92指令與G54～G59指令都用于設定工件坐標系，但在使用中是有區(qū)別的，G92指令通過程序來設定、選用工件坐標系，它所設定的工件坐標系原點與當前刀具所在的位置有關，這一加工原點在機床坐標系中的位置隨當前刀具位置的不同而改變；(2)G54～G59指令通過MDI方式設定工件坐標系，一旦設定，加工原點在機床坐標系中的位置不變，它與刀具的當前位置無關，除非通過MDI方式修改。因此，在使用G54～G59指令前，應先用MDI方式輸入各坐標系的坐標原點在機床坐標系中的坐標值；(3)G92與G54～G59指令一般不能在一同程序中同時使用。注意事項2.絕對/相對坐標編程指令(G90/G91)

G90為絕對值編程指令，表示程序段中給出的刀具運動坐標尺寸為絕對坐標值，即給出的坐標值相對于坐標原點。G91為相對值編程指令，表示程序段中給出的刀具運動坐標尺寸為增量坐標值，即相對于前一位置的增量值。XOYAB2053010G90與G91指令的功能如圖所示，若刀具從A點沿直線運動到B點，則：用絕對值方式編程時，程序段如下：G90G01X10.0Y20.0；用增量值方式編程時，程序段如下：G91G01X-20.0Y15.0；G90、G91為模態(tài)功能，可相互注銷，G90為缺省值。2.絕對/相對坐標編程指令(G90/G91)G90為絕3.坐標平面指定指令(G17，G18，G19)

該組指令用來選擇進行圓弧插補和刀具半徑補償的平面。G17指定XY平面，G18指定ZX平面，G19指定YZ平面，如圖所示。G17、G18、G19為模態(tài)功能，可相互注銷，G17為缺省值。故立式數控銑床（含數控加工中心）該組指令可隱含不寫。此外，需要注意的是：直線移動指令與平面選擇無關。例如，當執(zhí)行指令：

G17G01Z10.0；時，Z軸移動不受影響。YZX坐標平面選擇G19(YZ平面)G18(ZX平面)G17(XY平面)O3.坐標平面指定指令(G17，G18，G19)該組指令用4.進給控制指令(G00，G01，G02/G03

1）快速定位指令(G00)編程格式：G00X__Y__Z__；其中X，Y，Z是快速定位至終點的坐標值，在G90編程方式下，終點為相對于工件坐標系原點的坐標；在G91編程方式下，終點為相對于起點的位移量。G00為模態(tài)功能指令，可由G01、G02或G03功能指令注銷。需要注意的是，在執(zhí)行G00指令時，由于各軸以各自速度移動，聯動直線軸的合成軌跡不一定是直線。如圖所示，使用G00編程，要求刀具從A點快速定位到B點。絕對坐標編程：G90G00X90Y45.0；增量坐標編程：G91G00X70Y30.0；為避免刀具與工件發(fā)生碰撞，常見的做法是將Z軸移動到安全高度，再執(zhí)行G00指令。

YXO2050901545ACB實際路徑編程路徑G00編程4.進給控制指令(G00，G01，G02/G031）快速2)直線插補指令(G01)編程格式：G01X__Y__Z__F__；其中X，Y，Z是直線插補進給終點，在G90編程方式下，終點為相對于工件坐標系原點的坐標；在G91編程方式下，終點為相對于起點的位移量。F為合成進給速度，在沒有新的F指令以前一直有效，不必在每個程序段中都寫入F指令。G01是模態(tài)代碼指令，可由G01、G02或G03功能指令注銷。G01指令刀具以聯動的方式，按F規(guī)定的合成進給速度，從當前位置按線性路線(聯動直線軸的合成軌跡為直線)移動到程序段指令的終點。如圖所示，使用G01編程，要求從A點經B點線性進給到C點(此時進給路線是從A→B→C的折線)。絕對坐標編程：G90G01X25.0Y30.0F100；X40.0Y35.0；增量坐標編程：G91G01X15.0Y20.0F100；X15.0Y5.0；XYABCO102540103035實際路徑編程路徑

G01編程2)直線插補指令(G01)G01指令刀具以聯動的方式，按F3)圓弧插補指令(G02/G03)編程格式(XY平面)：；其中G02為順時針圓弧插補，G03為逆時針圓弧插補；X、Y是圓弧終點坐標值，在G90編程方式下，終點為相對于工件坐標系原點的坐標；在G91編程方式下，為圓弧終點相對于圓弧起點的位移量；I、J為圓心相對于圓弧起點的偏移值，如圖所示，無論在G90還是在G91編程方式下，都是以增量方式指定。若某一分量為零時，圓心起點終點可省略；圓心位置亦可用圓弧半徑R表示，當圓弧圓心角≤180°時R為正值；>180°時R為負值；圓心角=360°時為一整圓，則不能用R編程，只能用I、J編程。3)圓弧插補指令(G02/G03)

(1)劣弧AB絕對坐標編程：

G90G02X0Y30.0R30.0F80；或G90G02X0Y30.0I30.0F80；增量坐標編程：

G91G02X30.0Y30.0R30.0F80；或G91G02X30.0Y30.0I30.0F80；(2)優(yōu)弧BCA絕對坐標編程：

G90G03X-30.0Y0R-30.0F80；或G90G03X-30.0Y0J-30.0F80；增量坐標編程:G91G03X-30.0Y-30.0R-30.0F80；或G91G03X-30.0Y-30J-30.0F80；(1)劣弧AB如圖所示整圓，程序段為：

(1)從A點順時針一周時：絕對坐標編程：G90G02X30.0Y0I?30.0F80；增量坐標編程：G91G02X0Y0I?30.0F80；(2)從B點逆時針一周時：絕對坐標編程：G90G03X0Y?30.0J30F80；增量坐標編程：G91G03X0Y0J30.0F80；如圖所示整圓，程序段為：注意事項：(1)順時針或逆時針是從垂直于圓弧所在平面的坐標軸的正方向看到的回轉方向；(2)同時編入R與I，J，K時，R有效；(3)在XZ平面或YZ平面圓弧插補指令格式分別為：

其編程方法同XY平面。注意事項：5.刀具補償功能指令

CutterCompensation1)刀具半徑補償指令(G41，G42，G40)

編程格式：

G41為刀具半徑左補償，沿刀具運動方向向前看，刀具位于零件左側。G42為刀具半徑右補償，沿刀具運動方向向前看，刀具位于零件右側。G40為撤銷刀具補償指令。D為控制系統(tǒng)存放刀具半徑補償量寄存器單元的代碼(稱為刀補號)5.刀具補償功能指令CutterCompensatio補償量

在刀具前進方向左側補償刀具旋轉方向刀具前進方向刀具前進方向(a)左補償(b)右補償刀具旋轉方向

在刀具前進方向右側補償補償量

刀具半徑補償補償量G41，G42，G40都是模態(tài)代碼，可相互注銷，G40為缺省值。注意：(1)刀具半徑補償平面的切換必須在補償取消方式下進行；(2)刀具半徑補償值，由操作者輸入到刀具補償寄存器中；(3)刀具半徑補償的建立與取消，只能用G00或G01指令，而不能是G02或G03指令。所謂刀具半徑補償建立，就是刀具從無半徑補償運動到所希望的刀具半徑補償起點的過程，而刀具半徑補償取消則恰好與此相反。G41，G42，G40都是模態(tài)代碼，可相互注銷，G40為缺省2)刀具長度補償指令

(G43，G44，G49)ToolLengthOffset

編程格式：G43為刀長正補，即Z坐標實際移動的坐標值為將Z坐標尺寸字與刀具長度補償值相加所得的量。

G44為刀長負補，即Z坐標實際移動的坐標值為將Z坐標尺寸字與刀具長度補償值相減所得的量。H為控制系統(tǒng)存放刀具長度補償量寄存器單元的代碼。G43，G44，G49都是模態(tài)代碼，可相互注銷，G49為缺省值。2)刀具長度補償指令(G43，G44，G49)6.其他功能指令

1)暫停指令DWELL(G04)

編程格式：G04P(X)__；其中P為暫停時間，單位為毫秒(ms)。X單位為秒(根據系統(tǒng)設定)G04在前一程序段的進給速度降到零之后才開始暫停動作。G04為非模態(tài)指令，僅在其被規(guī)定的程序段中有效。

2)單位設定指令(1)尺寸單位選擇指令G20，G21G20英制輸入制式，G21公制輸入制式。

G20、G21為模態(tài)功能，可相互注銷。G21為缺省值，

(2)進給速度單位設定指令G94，G95

編程格式：G94F__G95F__；其中G94為每分鐘進給。

G95為每轉進給，即主軸轉一周時刀具的進給量。G94、G95為模態(tài)功能，可相互注銷，G94為缺省值。

6.其他功能指令7.簡化編程指令1)鏡像功能指令(G51.1，G50.1)編程格式：G51.1X__Y__Z__；

G50.1X__Y__Z__；其中G51.1為建立鏡像指令，G50.1為取消鏡像指令。X，Y，Z為鏡像位置。（X0:Y軸對稱；Y0：X軸對稱；X0Y0：原點對稱）

G51.1，G50.1為模態(tài)指令，可相互注銷。2)縮放功能指令(G50，G51)編程格式：G51X__Y__Z__P__；其中G51為建立縮放指令，G50為取消縮放指令；X、Y、Z為縮放中心的坐標值；P為縮放倍數。在有刀具補償的情況下，先進行縮放，然后才進行刀具半徑補償、刀具長度補償。G51、G50為模態(tài)指令，可相互注銷。

7.簡化編程指令3)旋轉變換指令(G68，G69)編程格式：G68X__Y__R__；其中G68為建立旋轉指令，G69為取消旋轉指令；X、Y、Z為旋轉中心的坐標值；R為旋轉角度，單位是度，0≤R≤360°。在有刀具補償的情況下，先旋轉后刀補(刀具半徑補償、長度補償)，在有縮放功能的情況下，先縮放后旋轉。G68，G69為模態(tài)指令，可相互注銷，G69為缺省值。3)旋轉變換指令(G68，G69)2.2.3常用輔助功能指令與其它功能指令1.常用輔助功能指令1)程序暫停(M00)ProgramStop

當CNC執(zhí)行到M00指令時，將暫停執(zhí)行當前程序，以方便操作者進行刀具和工件的尺寸測量、工件調頭、手動變速等操作。暫停時機床的主軸、進給及冷卻液停止，而全部現存的模態(tài)信息保持不變，欲繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序，重按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵。2)程序結束(M02)EndofProgramM02編在主程序的最后一個程序段中，當CNC執(zhí)行到M02指令時，機床的主軸、進給、冷卻液全部停止，并使機床和數控系統(tǒng)復位。3)程序結束并返回到零件程序頭(M30)EndofProgramM30和M02功能基本相同，區(qū)別在于，M02結束程序時，自動運行結束后光標停在程序結束處，而用M30結束程序時，自動運行結束后光標能自動返回程序開頭處，若要重新執(zhí)行該程序，只需再次按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵。2.2.3常用輔助功能指令與其它功能指令1.常用輔助功4)主軸控制指令(M03，M04，M05)M03啟動主軸，以程序中編制的主軸速度順時針方向(從Z軸正向朝Z軸負向看)旋轉；

M04啟動主軸，以程序中編制的主軸速度逆時針方向旋轉；

M05使主軸停止旋轉。

M03、M04、M05可相互注銷。5)冷卻液打開、停止指令(M07、M08、M09)M07、M08指令將打開冷卻液；M09指令將關閉冷卻液。注意：在同一個程序段內只能有一個M功能指令，若出現多個M功能指令，則該程序段中最后一個M功能指令有效。4)主軸控制指令(M03，M04，M05)注意：2.其它常用功能指令1)主軸功能S

主軸功能S控制主軸轉速，其后的數值表示主軸速度，單位為轉/每分鐘(r/min)。

S是模態(tài)指令，S功能只有在主軸速度可調節(jié)時有效。例如S600表示主軸轉速為600r/min。2)進給速度FF指令表示工件被加工時刀具相對于工件的合成進給速度。

F的單位取決于G94(每分鐘進給量mm/min)或G95(每轉進給量mm/r)。當工作在G01、G02或G03方式下，編程的F值一直有效，直到被新的F值所取代。而工作在G00方式下，快速定位的速度是各軸的最高速度，與程序中的F指令無關。

2.其它常用功能指令2.2.4子程序及其調用子程序調用指令為M98，從子程序返回指令為M99。M98用來調用子程序，M99表示子程序結束，執(zhí)行M99使控制返回到主程序。子程序的格式如下：

OXXXX；子程序號

…………；子程序體

……M99；子程序結束，返回主程序在子程序開頭，必須規(guī)定子程序號，以作為調用入口地址。在子程序的結尾用M99，以控制執(zhí)行完該子程序后返回主程序。調用子程序的格式如下：

M98P__L__P為被調用的子程序號；L為重復調用次數。

2.2.4子程序及其調用子程序調用指令為M98，從子程序返例如:使用子程序與旋轉功能，編制如圖所示輪廓的加工程序。設刀具起點距工件上表面50mm，切削深度5mm。

程序單：O0068；主程序N10G92X0Y0Z50.0；N15M03S600；N20G00G43Z-5.0H02；N25M98P2000；轉子程序，加工①N30G68X0Y0R45；旋轉45°N40M98P2000；加工②N60G68X0Y0R90；旋轉90°N70M98P2000；加工③N20G49Z50.0；N80G69；取消旋轉N90M30；O2000；子程序：①的加工程序Ν100G41G01X20.0Y-5.0D02F80；N105Y0；N110G02X40.0R10.0；N120X30.0R5.0；N130G03X20.0R5.0；N140G00Y-5.0；N145G40X0Y0；N150M99；返回主程序旋轉變換功能XYY'X'①②③O例如:使用子程序與旋轉功能，編制如圖所示輪廓的加工程序。旋2.3數控銑床編程實例

編制如圖所示零件的數控銑削加工程序。起刀點和終刀點為P。工件坐標系OXYZ以及走刀路線如圖所示。選擇直徑10mm的立銑刀。加工過程中主軸轉速為：800r/min，進給速度：40mm/min，半徑補償值存放在D01寄存器中。2.3數控銑床編程實例編制如圖所示零件的數控銑削加程序注釋O1000；程序號N10G92X120.0Y-80.0Z40.0；建立工件坐標系N20G00G91Z-60.0S800M03；用增量方式快速定位N30G42X-40.0Y50.0D01；建立刀具半徑補償，補償值為5mmN40G01Y39.0F40M07；沿Y正方向直線進給39mmN50X-10.0；沿X負方向直線進給10mmN60G02X-10.0Y10.0R10.0；順時針圓弧插補N70G01Y6.0；沿Y正方向直線進給6mmN80X-25.0Y20.0；直線進給N90X-15.0；直線進給N100Y-10.0；直線進給N110G02X-12.0Y-12.0R12.0；順時針圓弧插補N120G01X-16.0；直線進給N130G02X-12.0Y12.0R12.0；順時針圓弧插補N140G01Y10.0；直線進給程序注釋O1N150X-15.0；直線進給N160X-25.0Y-20.0；直線進給N170Y-6.0；直線進給N180G02X-10.0Y-10.0R10.0；順時針圓弧插補N190G01X-10.0；直線進給N200Y-18.0；直線進給N210X10.0；直線進給N220G02X10.0Y-10.0R10.0；順時針圓弧插補N230G01Y-6.0；直線進給N240G01X25.0Y-20.0；直線進給N250X15.0；直線進給N260Y10.0；直線進給N270G02X12.0Y12.0R12.0；順時針圓弧插補N150X-15.0；直線進給N160X-25.0Y-N280