《數(shù)控銑床編程》課件

先進制造技術(shù)實習(xí)課程數(shù)控銑床編程程序編制的基本知識數(shù)控銑床的坐標系統(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)以及輔助動作轉(zhuǎn)化成規(guī)定的格式代碼的過程稱為程序編制，簡稱為編程。程序編制的概念編程其實就是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的過程，主要包括以下步驟：程序編制的基本知識

為了滿足設(shè)計、制造、維修和普及的需要，在輸入代碼、坐標系統(tǒng)、加工指令、輔助功能及程序格式方面，國際上已形成了兩個通用的標準：ISO—InternationalStandardOrganization

EIA—ElectronicIndustriesAssociation

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

最常用的坐標系有如下四個：數(shù)控銑床的坐標系統(tǒng)機床坐標系即以機床原點建立的坐標系。機床原點是數(shù)控機床進行加工運動的固定基準點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來。

參考點相對于機床原點的坐標是一個已知數(shù)并且已經(jīng)輸入到數(shù)控系統(tǒng)中；通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的，位于XYZ軸的正向最大行程處。機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點，是機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的。參考坐標系即以機床參考點建立的坐標系。數(shù)控銑床的坐標系統(tǒng)指令格式：

G92X___Y___Z___X、Y、Z為對完刀之后刀具在工件坐標系中的坐標值。G92—臨時設(shè)定G92設(shè)定工件坐標系時一般寫在程序的第一段，與起刀時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，刀具相對于機床的位置不發(fā)生改變；G92設(shè)定的工件坐標系只有在當(dāng)前程序運行時才存在，不具備斷電保存的功能。數(shù)控銑床的坐標系統(tǒng)通過向機床數(shù)控系統(tǒng)中輸入工件原點的偏移距離來設(shè)定工件坐標系，并且能被系統(tǒng)長期保存。在程序開始對其直接調(diào)用即可。G54～G59—預(yù)置寄存以下圖為例，工件原點03距機床原點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機械坐標系中的坐標值工件補償畫面數(shù)控銑床的坐標系統(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數(shù)學(xué)方法（如三角幾何與解析幾何法等），計算出編程時所需要的各基點的坐標值。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算各基點坐標尺寸最終生成編程坐標數(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功能字都有其特定的功能含義。常用功能字有如下幾個：NC程序的常用功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字S進給功能字F尺寸字順序號字N刀具功能字T準備功能字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，與程序段號無關(guān)。主軸功能字S

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

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

準備功能字G代碼

用于指定刀具和工件的相對運動軌跡、機床坐標系、坐標平面、刀具補償、坐標偏置等。附表：G功能字含義表常用編程指令

坐標平面選擇指令是用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。一般，數(shù)控銑床默認在XY平面內(nèi)加工。坐標平面選擇指令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)行開始后，刀具沿著各個坐標方向同時按參數(shù)設(shè)定的速度快速移動，最后減速到達終點?？焖冱c定位指令程序格式：G00X___Y___Z___式中X、Y、Z的值是快速點定位的終點坐標值。G00X20Y30；G00X20Y40；

Y30；常用編程指令

如圖從A點到B點的直線插補運動。其程序段為：絕對方式：G90G01X10Y10F100增量方式：G91G01X-10Y-20F100直線插補指令

G01用于控制刀具按指定的進給速度F作直線運動。程序格式：

G01X___Y___Z___F___式中X、Y、Z的值是直線插補的終點坐標值。常用編程指令

G02為順時針圓弧插補，G03為逆時針圓弧插補。圓弧插補指令圓弧順逆方向的判別：沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標軸，由正方向向負方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03。如右圖所示：常用編程指令X、Y、Z的值是指圓弧插補的終點坐標值；I、J、K是指圓心相對于圓弧起點的坐標增量，與G90,G91無關(guān)；R為指定圓弧半徑，當(dāng)圓弧的圓心角≤180o時，R值為正，當(dāng)圓弧的圓心角＞180o時，R值為負；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：編寫程序，刀具運動軌跡如圖所示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；G04為非模態(tài)指令。程序運行暫停指令

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

在零件輪廓銑削加工時，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)提供了刀具半徑補償功能，如下圖。刀具半徑補償指令常用編程指令半徑補償指令格式G41為左偏刀具補償，定義為假設(shè)工件不動，沿刀具運動方向看，刀具在零件左側(cè)；G42為右偏刀具補償；G40為補償撤消指令。

D為刀具半徑補償號，不代表實際補償值建立補償：取消補償：常用編程指令

例：

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

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

含義

M00

程序停止M01

計劃停止

M02

程序停止

M03

主軸順時針旋轉(zhuǎn)

M04

主軸逆時針旋轉(zhuǎn)M05主軸旋轉(zhuǎn)停止M06

換刀M07

內(nèi)冷卻液開

M08

外冷卻液開

M09

冷卻液關(guān)

M30

程序停止并返回開始處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程中需要停機檢查、測量零件或手工換刀時，使用M00指令情況。M00指令通常單獨為一個程序段，系統(tǒng)執(zhí)行M00指令后，程序暫停運行，主軸停止、進給停止、冷卻液關(guān)斷。當(dāng)需要繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序時，只要重新按下循環(huán)啟動按鈕即可。程序暫停指令M00計劃暫停指令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指令才會有效；否則M01指令無效，程序繼續(xù)執(zhí)行。

常用編程指令

M03是控制主軸順時針方向轉(zhuǎn)動(正轉(zhuǎn))，與S代碼一起配合使用。S1000M03表示主軸以1000轉(zhuǎn)/min的速度順時針方向旋轉(zhuǎn)。

M04是控制主軸逆時針方向轉(zhuǎn)動(反轉(zhuǎn))。

M05是主軸停止轉(zhuǎn)動。主軸控制指令M03、M04、M05M06是用來控制機床輔助裝置實現(xiàn)自動更換刀具功能的。通常與T代碼一起使用。如T03M06表示自動換上刀庫中的03號刀具。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、進給和冷卻液停止，數(shù)控裝置和機床復(fù)位；不同的是，M30會在程序結(jié)束后光標返回到程序的開頭部分。M02和M30位于程序的最后單獨成一段；加工中常使用M30。M07、M08的功能都是冷卻液開，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)的程序段單獨抽出來，按一定的格式做成子程序。其目