《零件的加工工藝與編程》 課件 1.1.3 相關(guān)編程指令

項(xiàng)目1階梯軸的編程與加工項(xiàng)目1階梯軸的編程與加工任務(wù)1.1知識(shí)準(zhǔn)備項(xiàng)目一031.1.3相關(guān)編程指令(1)指令格式及含義①G21公制輸入（毫米輸入）②G20英制輸入（英寸輸入）(2)使用說(shuō)明①

必須在程序的開頭一個(gè)獨(dú)立的程序段指定G20或G21，才能輸入坐標(biāo)尺寸。②

當(dāng)系統(tǒng)通電后，NC保留前次關(guān)機(jī)時(shí)的G20或G21。③

程序執(zhí)行過(guò)程中不能轉(zhuǎn)換。④

FANUC系統(tǒng)需使用小數(shù)點(diǎn)輸入數(shù)字，用于輸入距離、速度或角度。小數(shù)點(diǎn)表示毫米、英寸、度數(shù)或秒。1.單位設(shè)定指令公制G21/英制G202.平面選擇指令G17/G18/G19(1)指令格式G17/G18/G19;(2)參數(shù)含義①

G17——XY平面選擇；②

G18——ZX平面選擇；③

G19——YZ平面選擇。

臥式數(shù)控車床的默認(rèn)平面為G18。④

G17/G18/G19為模態(tài)指令，可相互取消。(1)指令格式G00

X(U)＿

Z(W)＿;(2)參數(shù)含義①

X(U)＿

Z(W)＿——目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。采用絕對(duì)坐標(biāo)X、Z編程時(shí)，為終點(diǎn)的

坐標(biāo)值，采用增量坐標(biāo)U、W編程時(shí)，為目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)

于前一點(diǎn)的增量值，編程時(shí)可以二者混合使用。不

運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)可以省略；②

X(U)＿——坐標(biāo)值為直徑量。3.快速點(diǎn)定位指令G00(3)使用說(shuō)明①

G00快速移動(dòng)的速度不需要指定，由生產(chǎn)廠家確定?？赏ㄟ^(guò)操作面板上的速度修調(diào)開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。②

各軸的進(jìn)給速率不同，機(jī)床執(zhí)行指令時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡不一定是直線。使用時(shí)一定要特別注意避免刀具和工件及夾具發(fā)生碰撞。③G00指令為模態(tài)指令，可由G01/G02/G03指令取消。(4)適用場(chǎng)合一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。(1)指令格式G01X(U)＿

Z(W)＿

F＿;(2)參數(shù)含義①

X(U)＿

Z(W)＿——目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。采用絕對(duì)坐標(biāo)X、Z編程時(shí)，為終點(diǎn)的

坐標(biāo)值，采用增量坐標(biāo)U、W編程時(shí)，為目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)

于前一點(diǎn)的增量值，其中X(U)為直徑量。編程時(shí)可以

二者混合使用，不運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)可以省略；②

F——進(jìn)給速度，F(xiàn)為模態(tài)代碼。4.直線插補(bǔ)指令G01(3)使用說(shuō)明①

在G98指令下，F(xiàn)為每分鐘進(jìn)給量mm/min；在G99指令下，F(xiàn)為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/r。②

實(shí)際進(jìn)給速度等于指令速度F與進(jìn)給速度修調(diào)倍率的乘積。③G01和F都是模態(tài)代碼，若后續(xù)的程序段不改變加工的線型和進(jìn)給速度，可以不再書寫這些代碼。④

G01指令為模態(tài)指令，可由G00/G02/G03指令取消。(4)適用場(chǎng)合一般作為切削加工運(yùn)動(dòng)指令，可以單坐標(biāo)移動(dòng)，也可以兩坐標(biāo)同時(shí)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。分析如圖（a）所示錐軸零件的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡（進(jìn)刀、切削、退刀和返回軌跡），并應(yīng)用G00、G01指令編寫精加工程序。

例1-2（a）零件圖

（b）走刀路線與數(shù)值計(jì)算點(diǎn)位1工藝分析及數(shù)值計(jì)算以錐軸零件裝夾后的右端面與主軸軸線的交點(diǎn)為原點(diǎn)建立工件（編程）坐標(biāo)系，圖中刀具運(yùn)動(dòng)軌跡為：P

A

①

②

③

P其中

為G00方式，

為G01方式。參數(shù)及計(jì)算公式圓錐

(1-1)式中：——錐度；

——大端直徑；

——小端直徑；

——錐長(zhǎng)。編程原點(diǎn)O對(duì)刀點(diǎn)O安全點(diǎn)P切削起點(diǎn)A

X坐標(biāo)值0.00.0200.060.0

Z坐標(biāo)值0.00.0100.02.0

圓錐起點(diǎn)①圓錐大端②圓錐終點(diǎn)③圓錐終點(diǎn)③的計(jì)算過(guò)程X坐標(biāo)值60.090.093.0X③＝X②＋3＝90.0＋3＝93.0Z坐標(biāo)值-50.0-70.0-72.0Z③＝Z②＋2＝-（70.0＋2）＝-72.0錐度根據(jù)公式（1-1）計(jì)算可得：2編寫加工程序程序段號(hào)程序程序說(shuō)明

O0111;程序號(hào)

G21G40G97G99;程序初始化

T0101S1200M03;換1號(hào)刀調(diào)用1號(hào)刀補(bǔ)，主軸以每分鐘1200轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)，精加工外輪廓

G00X200.0Z100.0;快速移動(dòng)到1號(hào)刀的安全點(diǎn)P

G00Z2.0;快速移動(dòng)到切削起點(diǎn)A的Z坐標(biāo)

X60.0;快速移動(dòng)到切削起點(diǎn)A的X坐標(biāo)

G01Z-50.0F0.1;直線插補(bǔ)到圓錐起點(diǎn)①

X93.0Z-72.0;直線插補(bǔ)到圓錐延長(zhǎng)線上的點(diǎn)（退刀點(diǎn)）③

G00X200.0;快速返回到安全點(diǎn)P的X坐標(biāo)

Z100.0;快速返回到安全點(diǎn)P的Z坐標(biāo)

M05;主軸停止

M30;程序結(jié)束

編程時(shí)，通常將車刀的刀尖假想成一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)即為假想刀尖，如圖所示的O′點(diǎn)，實(shí)際對(duì)刀時(shí)，是以外徑切削點(diǎn)和端面切削點(diǎn)進(jìn)行對(duì)刀，即以假想刀尖對(duì)刀。

但實(shí)際上刀尖是一段圓弧，該刀尖圓弧所構(gòu)成的假想圓半徑即是刀尖圓弧半徑，如圖所示的R。5.刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令G40/G41/G42（1）假想刀尖與刀尖圓弧半徑（2）未使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)加工誤差的分析（3）刀尖半徑的確定編程時(shí)只需按工件的輪廓尺寸編寫程序，不必考慮刀具的刀尖圓弧半徑大小。加工前需先把刀尖圓弧半徑值輸入到相應(yīng)刀具的參數(shù)頁(yè)面。加工時(shí)數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算補(bǔ)償值。經(jīng)驗(yàn)值粗加工取0.8㎜，半精加工取0.4㎜，精加工取0.2㎜，若粗精加工選用同一把刀取0.4㎜。

當(dāng)用假想刀尖編程時(shí)，刀尖方位號(hào)為1～8號(hào)；當(dāng)用假想刀尖圓弧中心編程時(shí)，刀尖方位號(hào)為0或9號(hào)。

不論是前置刀架還是后置刀架，從右向左車外輪廓，外圓車刀的刀尖方位號(hào)為3；從右向左車內(nèi)輪廓，內(nèi)孔鏜刀的刀尖方位號(hào)為2。（4）刀尖方位號(hào)的確定(1)指令格式G41G00G42

X(U)＿Z(W)＿F＿;G40G01(2)參數(shù)含義①

G41——刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償；②G42——刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償；③G40——刀尖圓弧半徑補(bǔ)償取消，用于取消G41/G42指令；④X(U)＿

Z(W)＿——目標(biāo)點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)或增量坐標(biāo)，其中X(U)為直徑量，

編程時(shí)可以二者混合使用；

⑤F——進(jìn)給速度，F(xiàn)為模態(tài)代碼。（5）刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令G41/G42/G40(3)補(bǔ)償方向的判別①補(bǔ)償方向的判別方法:在補(bǔ)償平面內(nèi)，沿著刀具前進(jìn)方向看，刀具位于零件左側(cè)用左補(bǔ)償G41；刀具位于零件右側(cè)用右補(bǔ)償G42。②不論是前置刀架還是后置刀架，從右向左車外輪廓一般用刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償G42；從右向左車內(nèi)輪廓一般用刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償G41。(5)使用說(shuō)明①在調(diào)用新的刀具前，必須用G40指令取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。②在MDI方式下，不能使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。③在G90～G94、G74～G76固定循環(huán)指令中不能使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。④G41/G42指令使用前，需通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)操作面板輸入刀尖圓弧半徑R和刀尖方位號(hào)T，作為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)。⑤G41/G42/G40為模態(tài)指令，可相互取消。(6)注意事項(xiàng)①G41/G42/G40指令只能與G00和G01指令寫在同一個(gè)程序段內(nèi)，不允許與圓弧插補(bǔ)指令G02/G03寫在同一個(gè)程序段內(nèi)，否則報(bào)警。②在使用G41或G42指令模式中，不允許有兩個(gè)連續(xù)的非移動(dòng)指令，否則刀具在前面程序段終點(diǎn)的垂直位置停止，且產(chǎn)生過(guò)切或少切現(xiàn)象。③在加工比刀尖圓弧半徑小的圓弧內(nèi)側(cè)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警。(1)指令格式G71

U(Δd)

R(e);G71

P(ns)

Q(nf)

U(Δu)

W(Δw)

F(f)

S(s)

T(t);

(2)參數(shù)含義①

Δd——每次切削深度(半徑值)，其值為模態(tài)值；②

e——退刀量(半徑值)，其值為模態(tài)值；③

ns——精加工程序段的開始程序段的段號(hào)；④

nf——精加工程序段的結(jié)束程序段的段號(hào)；⑤

Δu——X軸方向（徑向）的精加工余量(直徑值)；⑥

Δw——Z軸方向（軸向）的精加工余量；⑦

F、S、T——粗加工時(shí)的進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀補(bǔ)設(shè)定。6.內(nèi)/外圓粗車復(fù)合循環(huán)指令G71(3)運(yùn)動(dòng)軌跡精車路線：A→A1→B→A(4)注意事項(xiàng)①

ns～nf程序段中的F、S、T，在執(zhí)行G70指令時(shí)有效。②在ns～nf程序段中，不能調(diào)用子程序。③零件輪廓必須符合X、Z軸同時(shí)單調(diào)增大或單調(diào)減小的模式。④零件沿X軸方向進(jìn)行分層，沿平行于Z軸的方向進(jìn)行切削。(5)適用場(chǎng)合適于軸類零件（X向余量小、Z向余量大）毛坯的粗加工。7.精加工循環(huán)指令G70(1)指令格式G70

P(ns)

Q(nf)

F(f)

S(s)

T(t);(2)參數(shù)含義①

ns——精加工程序段的開始程序段的段號(hào)；②

nf——精加工程序段的結(jié)束程序段的段號(hào)；③

F、S、T——精加工時(shí)的進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀補(bǔ)設(shè)定。

(1)指令格式G02

I＿

K＿G03

X(U)＿Z(W)＿

R＿

F＿;

(2)參數(shù)含義①

G02——順時(shí)針圓弧插補(bǔ)；②

G03——逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)；③

X(U)＿Z(W)＿——圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)。采用絕對(duì)坐標(biāo)X、Z編程時(shí)，為圓弧終

點(diǎn)的坐標(biāo)值；采用增量坐標(biāo)U、W編程時(shí)，圓弧終點(diǎn)

相對(duì)于圓弧起點(diǎn)在各坐標(biāo)軸方向上的增量值，其中

X(U)為直徑量。編程時(shí)可以二者混合使用，不運(yùn)動(dòng)的

坐標(biāo)可以省略；8.知識(shí)拓展圓弧插補(bǔ)指令G02/G03④

坐標(biāo)字I＿

K＿——圓弧圓心坐標(biāo)值，I/K分別與X/Z軸相對(duì)應(yīng)，

分別表示圓弧圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)在各坐

標(biāo)軸方向上的增量值，為零時(shí)可省略，取

值由圓心坐標(biāo)值減去圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)值所得；⑤

R——圓弧半徑值；⑥

F——進(jìn)給速度，F(xiàn)為模態(tài)代碼。(3)圓弧方向的判別方法在右手笛卡爾直角坐標(biāo)系中，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)较驗(yàn)镚02，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)镚03。(4)使用說(shuō)明

①當(dāng)A點(diǎn)為起點(diǎn)時(shí)，該圓弧為逆時(shí)針圓弧，用G03表示，此時(shí)，

設(shè)：O（XO，ZO）

A（XA，ZA）

則：IOA＝XO－XA

KOA＝ZO－ZA

②當(dāng)B點(diǎn)為起點(diǎn)時(shí)，該圓弧為順時(shí)針圓弧，用G02表示，此時(shí)，

設(shè)：O（XO，ZO）

B（XB，ZB）

則：IOB＝XO－XB

KOB＝ZO－ZB

如右圖所示的圓弧段a與b。規(guī)定圓弧段所對(duì)應(yīng)的圓心角α≤180°時(shí)(圓弧段a)半徑用“+R”表示，圓心角α＞180°時(shí)(圓弧段b)半徑用“-R”表示。

G02/G03為模態(tài)指令，可相互取消。

(5)注意事項(xiàng)①如果I、K與R同時(shí)出現(xiàn)，則R值有效。②在編寫圓心角α＞180°的圓弧時(shí)，優(yōu)先選用I、K圓心矢量法編寫程序。③在編寫整圓程序時(shí),只能用I、K圓心矢量法，并且I、K圓心矢量不能同時(shí)為零,否則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤信息。

如圖（a）所示的曲面軸零件，毛坯為φ45㎜×100㎜的鋁棒料，試分析其刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，分別用半徑法和圓心矢量法編寫精加工程序。

練1-1（a）零件圖

（b）走刀路線與數(shù)值計(jì)算點(diǎn)位

建立如圖所示的工件（編程）坐標(biāo)系，圖中刀具運(yùn)動(dòng)軌跡為:P

A

①

②

③

④

⑤

⑥

P其中

為G00方式

，

為G01方式。1工藝分析及數(shù)值計(jì)算編程原點(diǎn)O對(duì)刀點(diǎn)O安全點(diǎn)P切削起點(diǎn)A圓心O＇

X坐標(biāo)0.00.0100.018.040.0

Z坐標(biāo)0.00.0100.02.0-10.0

①②③④⑤⑥X坐標(biāo)值18.020.020.040.040.047.0Z坐標(biāo)值0.0-1.0-10.0-20.0-56.0-56.0矢量坐標(biāo)絕對(duì)坐標(biāo)計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果

圓心O＇圓弧起點(diǎn)③I（40.0，-10.0）（20.0，-10.0）I＝XO－X③＝40.0－20.0＝20.0I＝20.0KK＝ZO－Z③＝-10.0－(-10.0)＝0.0K＝0.02編寫加工程序半徑法編程程序說(shuō)明O0115;程序號(hào)G21G40G97G99;程序初始化T0101S1000M03;換1號(hào)刀調(diào)用1號(hào)刀補(bǔ)，主軸以每分鐘1000轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)，精加工外輪廓G00X100.0