數(shù)控銑及加工中心編程

銑床及加工中心編程

概述數(shù)控銑床是一種用途十分廣泛的機(jī)床。主要用于銑削平面、溝槽和曲面，還能加工復(fù)雜的型腔和凸臺，同時還可以進(jìn)行鉆、擴(kuò)、锪、鉸、攻螺紋、鏜孔等加工。加工中心（MachiningCenter，MC）是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的，與數(shù)控銑床的最大區(qū)別在于增加了刀庫和自動換刀裝置。加工中心可使工件在一次裝夾過程中，實現(xiàn)鉆、銑、鏜、擴(kuò)、鉸、攻螺紋、切槽等多種加工功能。故適合于小型板類、盤類、殼體類、模具等零件的多品種小批量加工。復(fù)習(xí)：坐標(biāo)系一、標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系

機(jī)床坐標(biāo)系各坐標(biāo)軸的關(guān)系符合右手笛卡兒坐標(biāo)系準(zhǔn)則。上一頁下一頁二、機(jī)床坐標(biāo)系

1、機(jī)床坐標(biāo)系是用來確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系；

2、機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床本身所固有的坐標(biāo)系；

3、機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)計時自定的，其位置機(jī)械擋塊決定，不能隨意改變。三、工件坐標(biāo)系

１、工件坐標(biāo)系是編程人員在編寫程序時，在工件上建立的坐標(biāo)系。

工件坐標(biāo)系的原點位置為工件零點。理論上工件零點設(shè)置是任意的，但實際上，它是編程人員根據(jù)零件特點為了編程方便以及尺寸的直觀性而設(shè)定的。上一頁下一頁２、選擇工件坐標(biāo)系時應(yīng)注意：

1）工件零點應(yīng)選在零件的尺寸基準(zhǔn)上，這樣便于坐標(biāo)值的計算，并減少錯誤；

2）工件零點盡量選在精度較高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度；

3）對于對稱零件，工件零點設(shè)在對稱中心上；

4）對于一般零件，工件零點設(shè)在工件輪廓某一角上；

5）Z軸方向上零點一般設(shè)在工件表面；

6）對于臥式加工中心最好把工件零點設(shè)在回轉(zhuǎn)中心上，即設(shè)置在工作臺回轉(zhuǎn)中心與Z軸連線適當(dāng)位置上；

7）編程時，應(yīng)將刀具起點和程序原點設(shè)在同一處，這樣可以簡化程序，便于計算。上一頁下一頁基本編程功能指令一、與坐標(biāo)系有關(guān)的G代碼1、工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92格式：G92X＿Y＿Z＿；說明：

1）G92指令是規(guī)定工件坐標(biāo)系坐標(biāo)原點的指令，坐標(biāo)值X、Y、Z為刀具刀位點在工件坐標(biāo)系中的初始位置。執(zhí)行G92指令時，機(jī)床不動作，即X、Y、Z軸均不移動。

2）坐標(biāo)值X、Y、Z均不得省略，否則對未被設(shè)定的坐標(biāo)軸將按以前的記憶執(zhí)行，這樣刀具在運(yùn)動時，可能達(dá)不到預(yù)期的位置，甚至?xí)斐墒鹿?。?：在加工工件前，用手動或自動的方式使機(jī)床返回機(jī)床零點，此時，刀具中心對準(zhǔn)機(jī)床零點M（圖a），當(dāng)機(jī)床執(zhí)行G92X-10.0Y-10.0Z0.0后，就建立工件坐標(biāo)系（圖b），O為工件坐標(biāo)系的原點。

例2：若刀具當(dāng)前在A點：G92X40.0Y20.0Z30.0若刀具當(dāng)前在Ｏ點：G92X0Y0Z02、工件坐標(biāo)系指令G54～G59格式：G54/…/G59說明：1）若在工作臺上同時加工多個零件時，可建立G54～G59共6個加工工件坐標(biāo)系。分別稱為第一工件坐標(biāo)系至第六工件坐標(biāo)系，其中G54坐標(biāo)系是機(jī)床一開機(jī)并返回參考點后就有效的坐標(biāo)系，被稱為第一工件坐標(biāo)系。2）操作者事先測量在機(jī)床坐標(biāo)系下工件坐標(biāo)系原點的位置，然后寫入工件坐標(biāo)偏置存儲器中，編程時只寫入G54或G56…就可以了。3）使用G54～G59

時，不用G92設(shè)定坐標(biāo)系。4）G54～G59為模態(tài)指令，可相互注銷。

例：使用G54編程，并要求刀具運(yùn)動到工件坐標(biāo)系中X=100、Y=50、Z=200的位置，編程為：G90G54G00X100.Y50.Z200.。

二、與坐標(biāo)尺寸有關(guān)的Ｇ代碼1、絕對尺寸指令G90和增量尺寸指令G91G90為絕對尺寸指令編程，它表示程序段中的尺寸字為絕對坐標(biāo)值，即從編程零點開始的坐標(biāo)值。G91為增量尺寸指令編程，它表示程序段中的尺寸字為增量坐標(biāo)值，即刀具運(yùn)動的終點相對于起點坐標(biāo)值的增量。G90、G91均為模態(tài)代碼，G90為默認(rèn)值。G90、G91為模態(tài)功能，G90為缺省值。區(qū)別:圖1中給出了刀具由原點按順序向1、2、3圖1兩種指令方式

2、極坐標(biāo)指令G16和G15格式：G16X＿Y＿；

G15；說明：1）終點的坐標(biāo)值也可以用極坐標(biāo)輸入。格式中G16為極坐標(biāo)指令，X為極徑，Y為極角；2）G15為取消極坐標(biāo)指令。3）極角的正向是所選平面的第1坐標(biāo)軸沿逆時針轉(zhuǎn)動的方向，而負(fù)向是沿順時針轉(zhuǎn)動的方向。4）極徑和極角均可以用絕對值指令或增量值指令（G90，G91）指定。三、坐標(biāo)平面指令G17、G18、G19

G17是系統(tǒng)默認(rèn)量，編程時可以省略。

G17G18G19XY平面XZ平面YZ平面四、進(jìn)給和插補(bǔ)功能G代碼

1、快速點定位G00格式：G00X＿Y＿Z＿；說明：

1）命令刀具以點位控制方式，從刀具所在點以最快的速度，移動到目標(biāo)點。只用于空程，不能切削。

2）X、Y、Z為目標(biāo)點坐標(biāo)，不運(yùn)動的坐標(biāo)可不寫。

3）當(dāng)?shù)毒哌h(yuǎn)離工作臺時，Z軸先運(yùn)動，再X、Y軸運(yùn)動。當(dāng)?shù)毒呓咏ぷ髋_時，X、Y軸先運(yùn)動，再Z軸。2、直線插補(bǔ)G01格式：G01X＿Y＿Z＿；說明：

1）指令兩個（或三個坐標(biāo)）以聯(lián)動的方式，按指定的進(jìn)給速度F值，插補(bǔ)加工出任意斜率的平面（或空間）直線。

2）X、Y、Z為目標(biāo)點坐標(biāo)?？梢杂媒^對值坐標(biāo)，也可以用增量坐標(biāo)。F為刀具移動的速度。3、圓弧插補(bǔ)G02、G03在X-Y平面上的圓弧格式：G17G02/G03X＿Y＿I＿J＿(R＿)F＿；在Z-X平面上的圓弧格式：G18G02/G03X＿Z＿I＿K＿(R＿)F＿；在Y-Z平面上的圓弧格式：G19G02/G03Y＿Z＿J＿K＿(R＿)F＿；說明：

1）G02為指定平面的順圓插補(bǔ)，G03為指定平面的逆圓插補(bǔ)。

X、Y、Z為圓弧終點坐標(biāo)值，可以用絕對值，也可以用增量值，由G90和G91決定。

I、J、K表示圓弧圓心相對于圓弧起點在X、Y、Z軸方向上的增量值，與前面定義的G90或G91無關(guān)，I、J、K為零時可以省略。

F為切削進(jìn)給速度。用絕對值尺寸指令編程：

G90G03X140.Y100.I-60.F100；或G90G03X140.Y100.R60.F100；

G02X120.Y60.I-50.；或G02X120.Y60.R50.；用增量尺寸指令編程：

G91G03X-60.Y60.I-60.F100；或G91G03X-60.Y60.R60.F100；

G02X-20.Y-40.I-50.；或G02X-20.Y-40.R50.；

2）整圓編程時不可以使用R，只能使用I、J、K。用絕對尺寸編程：G90G00X30.Y0；G03I-30.F100；用增量尺寸編程：G91G00X30.Y0；G03X0Y0I-30.F100；

3）在用R的圓弧插補(bǔ)中，由于在同一圓弧半徑R的情況下，從起點A到終點B的圓弧可能有兩個，為了區(qū)別二者特規(guī)定圓弧所對應(yīng)的圓心角為小于等于180°時用＋R；圓心角大于180°的圓弧用-R。

圓弧段1程序為：

G90G02X40.Y-30.R50.F100；或G91G02X80.Y0.R50.F100；圓弧段2程序為：

G90G02X40.Y-30.R-50.F100；或G91G02X80.Y0.R-50.F100；G91G01Z-7.F60；G04X5.；（刀具在孔底停留5s）G00Z7.；4、暫停指令G04格式：G04X＿；或G04P＿；說明：

1）G04指令可使刀具作短暫的無進(jìn)給光整加工，一般用于鏜平面、锪孔等場合。

2）X或P為暫停時間，其中X單位為秒（s），P單位為毫秒（ms）。

3）G04的程序段里不允許有其他指令。5．補(bǔ)償功能G代碼（1）刀具長度補(bǔ)償G43、G44、G49格式：G43Z＿H＿；G44Z＿H＿；

G49；或H00；說明：

1）使刀具在Z方向上的實際位移量比程序給定值增加或減少一個偏置量。

2）G43為刀具長度正補(bǔ)償“＋”，G44為刀具長度負(fù)補(bǔ)償“-”，G49指令是取消刀具長度補(bǔ)償指令。G43、G44、G49為模態(tài)代碼，可相互注銷。

3）Z為目標(biāo)點坐標(biāo)；H為刀具長度補(bǔ)償代號，補(bǔ)償量存入由H代碼指令的存儲器中，H中的數(shù)值為0時,它的功能和G49的功能相同。

4）當(dāng)?shù)毒咴陂L度方向的尺寸發(fā)生變化時，可以在不改變程序的情況下，通過改變偏置量，加工出所要求的零件尺寸。

例圖中A為程序起點，加工路線為①－②－③－④－⑤－⑥－⑦－⑧－⑨。由于某種原因，刀具實際起始位置為B點，與編程的起點偏離了3mm，現(xiàn)按相對坐標(biāo)編程，偏置量3mm存入地址為H01的存儲器中。程序如下：O0001；G91G00X70.Y45.S800M03；G43Z-22.H01；G01Z-18.F100M08；G04X5.；G00Z18.；X30.Y-20.；G01Z-33.F100；G00G49Z55.M09；X-100.Y-25.；M30；（2）刀具半徑補(bǔ)償G41、G42、G40

格式：G00（或G01）G41/G42D＿X＿Y＿（F＿）；G00（或G01）G40X＿Y＿（F＿）；說明：

1）G41為刀具半徑左補(bǔ)償，G42為刀具半徑右補(bǔ)償，G40為取消刀具半徑補(bǔ)償。

2）D為刀具半徑補(bǔ)償代號。X、Y為目標(biāo)坐標(biāo)點，F(xiàn)為進(jìn)給速度（用G00編程時F省略）。

3）刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程分三步，即刀補(bǔ)的建立、刀補(bǔ)執(zhí)行和刀補(bǔ)取消。

OB為建立刀補(bǔ)段：G41G01X50.Y40.F100D01；OC段為取消刀補(bǔ)段：G40G01X0.Y0.F100；或G40G00X0.Y0.；B→C段為刀補(bǔ)的進(jìn)行。例：用φ10mm立銑刀銑削該零件的輪廓，零件的編程原點為O，刀具半徑補(bǔ)償代號為D01。

3）刀具補(bǔ)償功能給數(shù)控加工帶來了方便，簡化了編程工作。編程人員不但可以直接按零件輪廓編程，而且還可以用同一個加工程序，對零件輪廓進(jìn)行粗、精加工。

可以利用刀具補(bǔ)償功能，利用同一個程序，加工同一個公稱尺寸的內(nèi)、外兩個型面。

6．自動返回參考點G27、G28、G29（1）返回參考點校驗指令G27格式：G27X＿Y＿Z＿；說明：

1）該指令可以檢驗刀具是否能夠定位到參考點上，指令中X、Y、Z分別代表參考點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。執(zhí)行該指令前，應(yīng)先取消刀具補(bǔ)償。

2）假如不要求每次執(zhí)行程序時，都執(zhí)行返回參考點的操作，應(yīng)在該指令前加上“

/”（程序跳），以便在不需要校驗時，跳過該程序段。（2）自動返回參考點指令G28格式：G28X＿Y＿Z＿；說明：

1）該指令使刀具以點位方式經(jīng)中間點快速返回到參考點，中間點的位置由該指令后面的X、Y、Z坐標(biāo)值所決定。

2）為了安全，在執(zhí)行該指令之前，應(yīng)該清除刀具半徑補(bǔ)償和刀具長度補(bǔ)償。

3）在G28程序段中不僅記憶移動指令坐標(biāo)值，而且記憶了中間點的坐標(biāo)值。輔助功能指令1．自動換刀指令M06M06指令用于主軸上的刀具與刀庫上位于換刀位置的刀具進(jìn)行交換。2．子程序調(diào)用M98、子程序返回M99調(diào)子程序格式：M98P×××××××；子程序返回格式：M99；

例如圖所示，用φ8鍵槽銑刀加工，使用半徑補(bǔ)償，每次Z軸下刀2.5mm，試?yán)米映绦蚓帉懗绦?。O100；（主程序）G40G80；G90G54X-4.5Y-10.S800；G43Z10.H01M13；Z0；M98P41100；G90G00Z20.M05；X0Y0M09；M30；O1100；（子程序1）G91G00Z-2.5；M98P41200；G00X-76.；M99；O1200；（子程序2）G91G00X19.0；G41D21X4.5；G01Y75.F100；X-9.；Y-75.；G40G00X4.5；M99；例如圖所示圖形，試用子程序編寫銑削加工程序。O0002；（主程序）G90G54G00X0Y0Z5.0；G68R45.0；M98P0200；旋轉(zhuǎn)加工8次G68R45.0；M98P0200；G69；M30；O0200；（子程序）G91G17；

G00X20.0Y0；G01Z-7.0F30.0；G03X20.0Y0R10.0F80.0；G03X-10.0Y0R5.0；G02X-10.0Y0R5.0；G00Z7.0；G00X-20.0Y0；M99；固定循環(huán)功能指令

1．固定循環(huán)功能指令的動作動作1──X軸和Y軸定位。使刀具快速定位到孔加工的位置。動作2──快進(jìn)到R點。刀具自起始點快速進(jìn)給到R點。動作3──孔加工。以切削進(jìn)給的方式執(zhí)行孔加工的動作。動作4──在孔底的動作。包括暫停、主軸準(zhǔn)停等動作。動作5──返回到R點。繼續(xù)孔的加工而又可以安全移動刀具時選擇R點。動作6──快速返回到起始平面。

加工中心機(jī)床配備的固定循環(huán)功能，主要用于孔加工，包括鉆孔、鏜孔、攻螺紋等。

（1）初始平面（又稱返回平面）

初始平面到零件表面的距離可以任意設(shè)定在一個較高的安全高度上，當(dāng)使用同一把刀具加工若干孔時，只有孔間存在障礙需要跳躍或全部孔加工完了時，才使用G98指令使刀具返回到初始平面上。（2）R點平面（又稱R參考面或參考平面）這個平面是刀具下刀時自快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的平面，距工件上表面一安全距離（又稱刀具切入距離），該平面主要考慮工件表面情況，一般取2～5mm。使用G99編程時刀具將返回到該平面上的R點。（3）基準(zhǔn)平面

工件基準(zhǔn)平面是確定其它參數(shù)的面，一般設(shè)為工件的上表面。（4）數(shù)據(jù)形式

固定循環(huán)指令中R與Z的數(shù)據(jù)指定與G90或G91的方式選擇有關(guān)。選擇G90方式（圖a）時R與Z一律取其終點坐標(biāo)值，選擇G91方式（圖b）時則R是指自起始點到R點的距離，Z是指R點到孔底Z點的距離。

a)G90方式b)G91方式2．鉆孔循環(huán)G81

格式：G81G98/G99X＿Y＿Z＿R＿F＿；說明：

1）G81指令一般用于加工孔深小于5倍直徑的孔。X、Y為孔的位置，Z為孔的深度，F(xiàn)為進(jìn)給速度（mm/min），R為參考平面的高度。

2）編程時可以用絕對坐標(biāo)G90或相對坐標(biāo)G91編程，建議采用絕對坐標(biāo)編程。

3）其動作過程為：①鉆頭快速定位到孔加工循環(huán)起始點（X，Y）；②鉆頭沿Z方向快速運(yùn)動到參考平面R；③鉆孔加工；④鉆頭快速退回到參考平面R或快速退回到初始平面

例如圖所示零件，要求用G81加工所有的孔。選用T01號刀具（φ10鉆頭）。

O0010；G00G90G54X10.Y10.S1000；G43Z50.H01M03；G81G99X10.Y10.R5.Z-15.F20；X50.；在（50，10）處鉆孔Y30.；在（50，30）處鉆孔X10.；在（10，30）處鉆孔G80；取消鉆孔循環(huán)G00Z30.；M30；3．锪孔循環(huán)G82

格式：G82G＿X＿Y＿Z＿R＿P＿F＿；說明：1）該指令控制刀具進(jìn)行擴(kuò)孔和沉頭孔加工。2）在孔底加進(jìn)給暫停動作，即當(dāng)锪刀加工到孔底位置時，刀具不作進(jìn)給運(yùn)動，并保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使孔底更光滑。格式中P為锪刀在孔底的暫停時間，單位為ms（毫秒），其余各參數(shù)和動作過程同G81。格式：G73G＿X＿Y＿Z＿R＿Q＿F＿；說明：

1）G73指令加工孔深大于5倍直徑孔。分多次進(jìn)給，每次進(jìn)給深度為Q，最后一次進(jìn)給深度≤Q，退刀量為d（由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定），直到孔底為止。

2）其動作過程如下：①鉆頭快速定位到孔加工循環(huán)起始點（X，Y）；②鉆頭沿Z方向快速運(yùn)動到參考平面R；③鉆孔加工，進(jìn)給深度為Q；④退刀，退刀量為d；⑤重復(fù)③、④，直至要求的加工深度。⑥鉆頭快速退回到參考平面R或快速退回到初始平面。4．高速深孔鉆循環(huán)G735．深孔往復(fù)排屑鉆G83

格式：G83G＿X＿Y＿Z＿R＿Q＿F＿；說明：

G83指令每次刀具進(jìn)給后回退至R點平面。此處的“d”表示刀具間斷進(jìn)給每次下降時由快速轉(zhuǎn)為工進(jìn)的那一點至前一次切削進(jìn)給下降的點之間的距離，距離由系統(tǒng)參數(shù)來設(shè)定。當(dāng)要加工的孔較深時可采用此方式。6．右螺旋攻螺紋循環(huán)G84

格式：G84G＿X＿Y＿Z＿R＿F＿；說明：

1）進(jìn)給速度F=主軸轉(zhuǎn)速×螺紋螺距，且需用剛性攻牙M29S。其余各參數(shù)的意義同G81。

2）G84攻螺紋時主軸正轉(zhuǎn)，退出時以進(jìn)給速度反轉(zhuǎn)，而不是快速運(yùn)動。該指令執(zhí)行前可不啟動主軸，執(zhí)行該指令時，系統(tǒng)將自動啟動主軸正轉(zhuǎn)。

3）其動作過程如下：①主軸正轉(zhuǎn)，絲錐快速定位到螺紋加工循環(huán)起始點（X，Y）；②絲錐沿Z方向快速運(yùn)動到參考平面R；③攻絲加工；④主軸反轉(zhuǎn)，絲錐以進(jìn)給速度反轉(zhuǎn)退回到參考平面R；⑤當(dāng)使用G98指令時，絲錐快速退回到初始平面。

例對圖中的4個孔進(jìn)行攻右旋螺紋，攻螺紋深度10mm，選用T02號刀具（M12絲錐、螺距為2）。O0020；G00G90G54X10.Y10.S150；G43Z10.0H02M03；M29S150；剛性攻螺紋指令G84G99Z-10.R5.0F300；X50.；Y30.；X10.；G80；G00Z30.0；M30；7．左螺旋攻螺紋循環(huán)G74格式：G74G＿X＿Y＿Z＿R＿F＿；說明：G74與G84的區(qū)別是進(jìn)給時主軸反轉(zhuǎn)，退出時正轉(zhuǎn)。參數(shù)的意義同G84。8．鏜孔加工循環(huán)G85格式：G85G＿X＿Y＿Z＿R＿F＿；

說明：G85各參數(shù)的意義同G81。G85指令主要適用于精鏜孔等情況。其動作過程如下。①鏜刀快速定位到鏜孔加工循環(huán)起始點（X，Y）；②鏜刀沿Z方向快速運(yùn)動到參考平面R；③鏜孔加工；④鏜刀以進(jìn)給速度退回到參考平面R或初始平面。9．鏜孔加工循環(huán)G86格式：G86G＿X＿Y＿Z＿R＿F＿；說明：

G86與G85的區(qū)別在于刀具到達(dá)孔底位置后，主軸停止，并快速退出。其動作過程如下。①鏜刀快速定位到鏜孔加工循環(huán)起始點（X，Y）；②鏜刀沿Z方向快速運(yùn)動到參考平面R；