數(shù)控加工工藝與編程(4-6章)

數(shù)控加工工藝與編程(4-6章)第一頁(yè)，共115頁(yè)。（2）數(shù)值計(jì)算設(shè)定編程坐標(biāo)系后，計(jì)算刀路線對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值。通常計(jì)算出加工輪廓圖線、切入線和切出線的基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值。（3）編寫零件加工程序單根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼及程序格式，逐段編寫加工程序單。（4）制備控制介質(zhì)第二頁(yè)，共115頁(yè)。現(xiàn)在廣泛采用手工輸入或通信傳輸數(shù)控程序，它們都不需要制備控制介質(zhì)。（5）程序校對(duì)與首件試切程序輸入數(shù)控裝置后，利用機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)或模擬可檢驗(yàn)程序和刀路是否正確；零件的首件試切可檢驗(yàn)零件的加工精度。2.數(shù)控編程的種類數(shù)控編程分為手工編程和自動(dòng)編程。（1）手工編程編程的全過程都是由人工完成。第三頁(yè)，共115頁(yè)。適用于形狀簡(jiǎn)單的零件編程。（2）自動(dòng)編程利用計(jì)算機(jī)軟件編程。（主要包括數(shù)值計(jì)算和后置處理）適用于形狀復(fù)雜，由曲面組成立體的編程。3.數(shù)控編程中的有關(guān)規(guī)則及代碼數(shù)控系統(tǒng)的兩種通用標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)電子工程協(xié)會(huì)（EIA）標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)控系統(tǒng)常用的代碼是ISO和EIA代碼。

第四頁(yè)，共115頁(yè)。各數(shù)控廠家所用標(biāo)準(zhǔn)尚未完全統(tǒng)一，代碼、指令及其含義不完全相同，程序應(yīng)按所用機(jī)床編程手冊(cè)中的規(guī)定編寫。4.程序結(jié)構(gòu)與格式（1）程序的組成例如：O0050；

G50X120.0Z180.0；

T0101；

S800M03；

G00X25.0Z2.0；第五頁(yè)，共115頁(yè)?！璏30；程序由程序號(hào)、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。地址（字母）和數(shù)字組成字，若干個(gè)字組成程序段，若干個(gè)程序段組成程序。字是組成程序的單元。①程序號(hào)程序號(hào)為程序的開始部分，每個(gè)程序都要有程序號(hào)。FANUC——“O”西門子——“％”

②程序內(nèi)容第六頁(yè)，共115頁(yè)。若干個(gè)程序段（行）組成。③程序結(jié)束常用M30結(jié)束整個(gè)程序。（2）程序段格式字－地址程序段格式由語(yǔ)句號(hào)字、數(shù)據(jù)字和程序段結(jié)束組成。如：N20G01X35.Y-46.25F100.0；（3）程序字的說(shuō)明①語(yǔ)句號(hào)字由地址N和后面若干位數(shù)字組成。如N120第七頁(yè)，共115頁(yè)。有些數(shù)控系統(tǒng)可以不使用語(yǔ)句號(hào)。②準(zhǔn)備功能字使數(shù)控機(jī)床作好某種操作準(zhǔn)備的指令。用G和兩位數(shù)字組成。G00～G99G代碼分為模態(tài)代碼（又稱續(xù)效代碼）和非續(xù)效代碼。非續(xù)效代碼，只在所處的程序段中有效。續(xù)效代碼，在程序中執(zhí)行，一直有效，直到被同組的代碼重新設(shè)置執(zhí)行。第八頁(yè)，共115頁(yè)。③尺寸字地址，+、-符號(hào)和數(shù)值組成。例如：G01X50.5Z-12.25；常用地址：X

Y

Z

U

V

W

I

J

K

A

B

C④進(jìn)給功能字設(shè)置加工進(jìn)給量（進(jìn)給速度），用F和數(shù)值表示，有兩種單位mm/r和mm/min。第九頁(yè)，共115頁(yè)。⑤主軸轉(zhuǎn)速字設(shè)置加工切削速度（轉(zhuǎn)速），用S和數(shù)值表示，有兩種單位m/min和r/min。⑥刀具功能字刀具選擇或換刀功能，用T和后面的數(shù)值組成。數(shù)值表示刀號(hào)或刀具補(bǔ)償號(hào)。不同系統(tǒng)情況不同。⑦輔助功能字控制機(jī)床或系統(tǒng)開關(guān)功能的指令。用M和兩位數(shù)字組成。M00～M99。第十頁(yè)，共115頁(yè)。⑧程序段結(jié)束常用分號(hào)“；”。5.典型的數(shù)控系統(tǒng)介紹FANUC（法那克）日本SIEMENS（西門子）德國(guó)FAGOR（法格）西班牙HEIDENHAIN（海德漢）德國(guó)（1）FANUC數(shù)控系統(tǒng)常見的是FANUC0和FANUC0i型第十一頁(yè)，共115頁(yè)。含“T”用于車床，含“M”用于銑床。（2）SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)常用802S/C型，用于車床、銑床等。（3）FAGOR數(shù)控系統(tǒng)（4）華中數(shù)控系統(tǒng)“世紀(jì)星”系列。HNC—21T車削系統(tǒng)；HNC—21/22M銑削系統(tǒng)（5）廣州數(shù)控系統(tǒng)GSK928；GSK980。第十二頁(yè)，共115頁(yè)。三、手工編程的數(shù)值計(jì)算1.數(shù)值計(jì)算的內(nèi)容（1）基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算通常的數(shù)控系統(tǒng)具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，直線或圓弧的端點(diǎn)需要計(jì)算坐標(biāo)值?；c(diǎn)：各幾何元素的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，（插補(bǔ)曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)）輪廓曲線的非插補(bǔ)曲線部分，在允許的編程誤差內(nèi)，用若干直線段或圓弧來(lái)逼近該曲線。這時(shí)的各端點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。

第十三頁(yè)，共115頁(yè)。（2）刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算刀具半徑為r時(shí)，刀位點(diǎn)軌跡與零件輪廓形狀類似，偏離距離為r，對(duì)具有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床，在程序中建立刀具補(bǔ)償指令，操作時(shí)設(shè)置補(bǔ)償值，仍按輪廓的基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)編程。若機(jī)床所采用的數(shù)控系統(tǒng)不具備刀具半徑補(bǔ)償功能，需對(duì)刀具的刀位點(diǎn)軌跡進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，按刀具路徑編程。若更改刀具則需要修改程序。

第十四頁(yè)，共115頁(yè)。（3）輔助計(jì)算計(jì)算切入線、切出線等輔助程序段的相關(guān)坐標(biāo)值。2.基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算簡(jiǎn)單輪廓圖形的基點(diǎn)可以用手工計(jì)算，對(duì)復(fù)雜的圖形可利用繪圖軟件作圖后標(biāo)注得出。（1）常用的三角函數(shù)公式刀路的基點(diǎn)計(jì)算，考慮切入和切出線的設(shè)置，用手工計(jì)算較復(fù)雜第十五頁(yè)，共115頁(yè)。（2）計(jì)算實(shí)例例4－1如圖所示為利用AutoCAD繪圖，標(biāo)注的方法得出的數(shù)據(jù)。

第十六頁(yè)，共115頁(yè)。3.非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算4.列表曲線型值點(diǎn)坐標(biāo)的概念四、常用指令的編程要點(diǎn)（一）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)及其編程指令1.機(jī)床坐標(biāo)系與運(yùn)動(dòng)方向（1）坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向命名的原則相對(duì)地面而言，無(wú)論是工件移動(dòng)還是刀具移動(dòng)，規(guī)定：刀具相對(duì)于工件而動(dòng)（假定刀具相對(duì)于靜止的工件坐標(biāo)而運(yùn)動(dòng)）。第十七頁(yè)，共115頁(yè)。（2）坐標(biāo)系的規(guī)定采用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系。各坐標(biāo)軸的正方向呈右手關(guān)系，X軸不一定是水平向右。

第十八頁(yè)，共115頁(yè)。（3）運(yùn)動(dòng)方向的確定（坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定）常見的是圖臥式車床和圖立式銑床的坐標(biāo)系。第十九頁(yè)，共115頁(yè)。規(guī)定：機(jī)床某一軸的正方向是增大工件和刀具之間距離的方向①Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)（Z坐標(biāo)軸）與主軸軸線平行的坐標(biāo)軸為Z軸。②X坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)（X坐標(biāo)軸）水平且平行于工件的裝卡面。對(duì)工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，X坐標(biāo)的方向是在工件的徑向，刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸正方向；對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，X軸的正方向指向右（人面對(duì)機(jī)床操作工作臺(tái)面）。第二十頁(yè)，共115頁(yè)。③Y坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)（Y坐標(biāo)軸）確定Z軸和X軸后，按右手定則可判斷出Y軸的正方向。④旋轉(zhuǎn)地A、B和C按右手定則確定。2.與坐標(biāo)系相關(guān)的編程指令（1）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（G50/G92）定義坐標(biāo)有兩種方法：初始位置法和零點(diǎn)偏置法。初始位置法第二十一頁(yè)，共115頁(yè)。如FANUC系統(tǒng)G50X＿Z＿；（數(shù)控車床）G92X＿Y＿Z＿；（數(shù)控銑床，加工中心）X，Y，Z的值為執(zhí)行此程序時(shí)刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。零點(diǎn)偏置法，G54～G59工件零點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)零點(diǎn)之間的距離。通過在機(jī)床上對(duì)刀，從面板上定義它們之間的距離。第二十二頁(yè)，共115頁(yè)。（2）坐標(biāo)平面選擇指令（G17，G18和G19）指定程序中銑床刀具的圓弧插補(bǔ)平面和刀具半徑補(bǔ)償平面。（加工平面）G17——XY平面G18——XZ平面G19——YZ平面3.尺寸系統(tǒng)的編程方法（1）絕對(duì)和增量尺寸編程（G90/G91）G90——絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)值。G91——增量（相對(duì)）坐標(biāo)數(shù)值（相對(duì)上一點(diǎn)）。第二十三頁(yè)，共115頁(yè)。在數(shù)控車床中采用不同的地址：X、Y、Z——絕對(duì)坐標(biāo)；U、V、W——增量坐標(biāo)（2）公制/英制尺寸（G21/G20）（3）半徑/直徑尺寸（G22/G23）數(shù)車中，X方向的數(shù)據(jù)按半徑或直徑書寫。用直徑更方便。（4）絕對(duì)零點(diǎn)偏置（G54～G59）第二十四頁(yè)，共115頁(yè)。（二）刀具功能T、進(jìn)給功能F和主軸轉(zhuǎn)速功能S1.選擇刀具和刀具偏置不同數(shù)控系統(tǒng)方法不同，主要格式有：（1）采用T指令如：T0303——選擇第3刀具，3號(hào)偏置量，

T0300——選擇第3刀具，刀具偏置取消。（2）采用T、D指令編程利用T功能選擇刀具，利用D功能選擇相關(guān)的刀偏。第二十五頁(yè)，共115頁(yè)。（3）換刀指令M06加工中心具有自動(dòng)換刀裝置，通常選刀和換刀分開進(jìn)行（鏈輪式）。換刀動(dòng)作必須在主軸停轉(zhuǎn)條件下進(jìn)行，換刀完畢啟動(dòng)主軸后，方可執(zhí)行后面程序段的加工動(dòng)作。方法一：…

G28Z0T02M06；…方法二：G01…T02；…

G28Z0M06；

G01…T03；…第二十六頁(yè)，共115頁(yè)。2.進(jìn)給功能F單位mm/r或mm/min實(shí)際進(jìn)給率還可以通過機(jī)床操作面板上的進(jìn)給倍率調(diào)整。3.主軸轉(zhuǎn)速功能S可設(shè)置兩種單位m/min或r/min。（1）線速度控制通過使用G96來(lái)設(shè)定恒線速度。（精加工表面質(zhì)量高）。第二十七頁(yè)，共115頁(yè)。如：G96S150；——表示切削速度為150m/min。（2）主軸轉(zhuǎn)速控制恒轉(zhuǎn)速控制。如：G97S1200；——表示主軸轉(zhuǎn)速度為1200r/min。（3）最高速度限制設(shè)置主軸最高轉(zhuǎn)速。用恒定線速度進(jìn)行切削加工，當(dāng)切削半徑較小時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速較高，為了完全，必須限定主軸轉(zhuǎn)速。

第二十八頁(yè)，共115頁(yè)。如：G50S2000；——表示主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定為2000r/min。（三）常用的輔助功能輔助功能M，控制機(jī)床或系統(tǒng)開關(guān)功能的指令。M00：程序停止（暫停）M01：選擇停止。與操作面板上的“選擇停止”配合使用M02：程序結(jié)束。程序執(zhí)行指針（光標(biāo)）不會(huì)自動(dòng)回到程序的起始處M03：主軸正轉(zhuǎn)。

第二十九頁(yè)，共115頁(yè)。M04：主軸反轉(zhuǎn)M05：主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)M06：換刀M08：切削液開M09：切削液關(guān)M30：程序結(jié)束，程序指針自動(dòng)回到程序的起始處M98：調(diào)用子程序M99：子程序結(jié)束返回主程序第三十頁(yè)，共115頁(yè)。（四）運(yùn)動(dòng)路徑控制指令的編程方法1.快速線性移動(dòng)指令G00（快速定位）用于快速移動(dòng)定位刀具。在移動(dòng)過程中，刀具不能同任何零部件干涉。G00X＿Y＿Z＿；注意：刀具的實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線可能是開始段為斜線的折線。機(jī)床的進(jìn)給率由機(jī)床參數(shù)指定。2.帶進(jìn)給率的線性插補(bǔ)指令G01（沿直線加工）第三十一頁(yè)，共115頁(yè)。刀具以多軸聯(lián)運(yùn)方式按指定的進(jìn)給速度沿直線切削加工。G01X＿Y＿Z＿F＿；3.圓（?。┎逖a(bǔ)指令G02/G03刀具在指定平面內(nèi)按給定的進(jìn)給速度作圓（弧）運(yùn)動(dòng)，切削出圓（?。┹喞?。（1）圓弧順逆判斷向圓弧所在平面的垂直坐標(biāo)軸的負(fù)方向看去，順時(shí)針用G02，逆時(shí)針有G03。對(duì)后置刀架的車床相當(dāng)于從上往下看；對(duì)前置刀第三十二頁(yè)，共115頁(yè)。架的車床相當(dāng)于從下往上看，因此編程坐標(biāo)往往用后置刀架方式。（2）G02/G03的編程格式①用I、J、K指定圓心位置G02/G03X＿Y＿Z＿I＿J＿K＿F＿；②用圓弧半徑R指定圓心位置G02/G03X＿Y＿Z＿R＿F＿；（3）說(shuō)明第三十三頁(yè)，共115頁(yè)。I、J、K為圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)增量值；用半徑指定圓心位置時(shí)，圓心角α≤180°時(shí)，R取正值，否則取負(fù)值；銑削整圓時(shí)只能用I、J、K指定圓心格式。過兩點(diǎn)，已知半徑可作出四段圓弧，利用G02/G03和R值的正負(fù)可指定唯一圓弧。第三十四頁(yè)，共115頁(yè)。例4－2以英寸為尺寸單位可參考下列程序：O042；G17G90G40G80G49G20；G54G00X-1.0Y0；M03S300；G43Z1.0H01；G01Z-0.1F10.0；G41X3.0G02X4.0Y-3.7321I0J-2.0；……M30；第三十五頁(yè)，共115頁(yè)。4.暫停指令G04使刀具作短暫的無(wú)進(jìn)給光整加工，用于鉆孔、锪孔和切槽等場(chǎng)合。（1）格式G04X/P＿；（2）說(shuō)明X后面可用帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)表示，單位為s；P后面不允許用小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位為ms；如暫停5秒可寫為：G04X5.0；G04X5000；G04p5000；第三十六頁(yè)，共115頁(yè)。（五）刀具補(bǔ)償指令及其編程1.刀具半徑補(bǔ)償（G41/G42/G40）有刀具補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，編程時(shí)不需要計(jì)算刀具中心的軌跡坐標(biāo)，而是按零件輪廓和切入切出線編程；在程序中寫入相應(yīng)的刀具補(bǔ)償指令，并在控制面板上輸入刀具半徑，數(shù)控裝置便能自動(dòng)地計(jì)算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)。G41——刀具半徑左補(bǔ)償，沿刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件左側(cè)。G42——刀具半徑右補(bǔ)償，

第三十七頁(yè)，共115頁(yè)。刀具左補(bǔ)償與順銑相對(duì)應(yīng)，通?？紤]用左補(bǔ)償。G40——取消刀具半徑補(bǔ)償。第三十八頁(yè)，共115頁(yè)。執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，刀具移動(dòng)將自動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑值。該指令3段內(nèi)必需要有相應(yīng)的刀具移動(dòng)。刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程分為三步：①刀補(bǔ)的建立（刀具需要移動(dòng)一段距離才能完成）②刀補(bǔ)進(jìn)行③刀補(bǔ)的取消。2.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令（G43/G44/G49）數(shù)控程序中都要寫入刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令，當(dāng)所用刀具長(zhǎng)度尺寸變化時(shí)，只需重新輸入刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值。

第三十九頁(yè)，共115頁(yè)。編程格式：對(duì)數(shù)控車床，利用換刀指令實(shí)現(xiàn)。如T0101，后兩位數(shù)值表示刀具補(bǔ)償號(hào)01。對(duì)數(shù)控銑床，G43/G44Z＿H＿；（G00Z＿G43/G44H＿；）G43——刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償，G44刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償。G49——取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。補(bǔ)償值存入由H后面數(shù)值指定的存儲(chǔ)單元中。第四十頁(yè)，共115頁(yè)。第四十一頁(yè)，共115頁(yè)。（六）固定循環(huán)與子程序1.固定循環(huán)一個(gè)指令完成若干個(gè)加工移動(dòng)功能，可以使編程更加方便。不同類型的數(shù)控系統(tǒng)，它的復(fù)合循環(huán)的形式和編程方法有較大差異。2.子程序幾何形狀完全相同的加工軌跡，可重復(fù)調(diào)用子程序加工，省去重復(fù)的程序內(nèi)容。第四十二頁(yè)，共115頁(yè)。五、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容(1)第四十三頁(yè)，共115頁(yè)。(2)第四十四頁(yè)，共115頁(yè)。(3)第四十五頁(yè)，共115頁(yè)。單元5數(shù)控車削加工編程二、數(shù)控車削編程概述編程按刀具路線進(jìn)行，必須清楚當(dāng)前的刀位點(diǎn)的位置和將要移動(dòng)的刀位點(diǎn)位置。學(xué)習(xí)本章需要結(jié)合零件圖形多做編程練習(xí)，才能學(xué)會(huì)編程且程序準(zhǔn)確無(wú)誤。1.數(shù)控車床的編程特點(diǎn)（1）在一個(gè)程序段中，絕對(duì)值編程或增量值（相對(duì)坐標(biāo)）編程用不同的字母區(qū)別，也可以兩者混合使用。第四十六頁(yè)，共115頁(yè)。（2）采用直徑尺寸編程更方便，但不是所有X軸方向的尺寸都用直徑值，如通常I后面使用半徑值。（3）當(dāng)毛坯加工余量較大時(shí)，用車床系統(tǒng)的固定循環(huán)指令可簡(jiǎn)化編程。（4）車刀的刀位點(diǎn)在刀尖上，編程時(shí)認(rèn)為它是一個(gè)點(diǎn)。但實(shí)際的刀尖有圓弧，因此需要設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償。如果車床沒有刀具半徑補(bǔ)償功能，應(yīng)按刀具路徑編程。2.數(shù)控車床編程中的坐標(biāo)系第四十七頁(yè)，共115頁(yè)。（1）機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來(lái)的X、Z軸直角坐標(biāo)系。它是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，一般不允許改變。（2）參考點(diǎn)機(jī)床加工時(shí)不能直接利用機(jī)床原點(diǎn)，可用參考點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)由機(jī)械擋塊或行程開關(guān)確定，它是一個(gè)固定點(diǎn)，在通過回參考點(diǎn)操作可建立正確的坐標(biāo)系統(tǒng)。第四十八頁(yè)，共115頁(yè)。（3）編程坐標(biāo)系在零件圖紙上選定原點(diǎn)而建立的X、Z軸直角坐標(biāo)系。在工件上與編程坐標(biāo)系相對(duì)應(yīng)為工件坐標(biāo)系。選定原點(diǎn)的位置時(shí)，需要考慮計(jì)算坐標(biāo)值方便，加工中對(duì)刀也方便。在車床上原點(diǎn)可以選在工件的左或右端面上，通常選在工件的右端面上。3.車床數(shù)控系統(tǒng)功能第四十九頁(yè)，共115頁(yè)。不同的數(shù)控系統(tǒng)，完成相同功能所使用的代碼有所不同，編程時(shí)需要查看所使用機(jī)床的說(shuō)明書。如：公制/英制的選擇功能。西門子802s/c

G71/G70發(fā)那克0iT

G21/G20華中世紀(jì)星HNC21/22TG21/G20三、車削加工的編程要點(diǎn)(一)基本指令的編程方法第五十頁(yè)，共115頁(yè)。1.坐標(biāo)系設(shè)定指令G50XαZβ式中α、β分別為執(zhí)行此代碼時(shí)刀尖在工件坐標(biāo)中的坐標(biāo)值。2.圓弧插補(bǔ)指令G02/03數(shù)控車床的刀架位置有2種形式，即后置刀架和前置刀架，應(yīng)根據(jù)刀架的位置判別圓弧插補(bǔ)是順時(shí)針還是反時(shí)針。前置刀架的坐標(biāo)如圖(a)所示，但按后置刀架(b)圖坐標(biāo)編程第五十一頁(yè)，共115頁(yè)。1.坐標(biāo)系設(shè)定指令G50XαZβ式中α、β分別為執(zhí)行此代碼時(shí)刀尖在工件坐標(biāo)中的坐標(biāo)值。2.圓弧插補(bǔ)指令G02/03數(shù)控車床的刀架位置有2種形式，即后置刀架和前置刀架，應(yīng)根據(jù)刀架的位置判別圓弧插補(bǔ)是順時(shí)針還是反時(shí)針。第五十二頁(yè)，共115頁(yè)。前置刀架的坐標(biāo)如圖(a)所示，但按后置刀架(b)圖坐標(biāo)編程，這樣編程更加方便，且編寫的程序是相同的。第五十三頁(yè)，共115頁(yè)。例1：刀具按如圖1所示的走刀路線進(jìn)行精加工，設(shè)置進(jìn)給量為0.05mm/r，切削線速度為180m/min，主軸的最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，刀具為T01，不考慮刀尖半徑補(bǔ)償，試編程。例1圖第五十四頁(yè)，共115頁(yè)。(二)刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控車削中以刀尖為刀位點(diǎn)編程，而車刀刀尖是圓弧。要克服因此來(lái)帶來(lái)的差值，需要進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。在車削內(nèi)孔、外圓或端面時(shí)，刀尖圓弧不影響(或很小)其尺寸和形狀；在切削錐面或圓弧時(shí)，會(huì)造成過切或少切現(xiàn)象。1.不具備刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)的編程按刀具路徑編程。缺點(diǎn)是當(dāng)?shù)毒吣p或重磨后，需要重新計(jì)算刀具路徑參數(shù)第五十五頁(yè)，共115頁(yè)。2.刀具半徑補(bǔ)償具有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控車床，按零件輪廓編程，在程序中使用刀具半徑補(bǔ)償指令G41/G42，并在控制面板上輸入刀具參數(shù)值。（1）假定刀尖方位的代號(hào)應(yīng)根據(jù)刀具在切削時(shí)假定刀尖所擺的位置選定相應(yīng)的代號(hào)。如圖5－12(b)所示。第五十六頁(yè)，共115頁(yè)。（2）刀具補(bǔ)償量操作者需要在面板上輸入刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償量X和Z以及刀具半徑補(bǔ)償量R和刀尖方位代號(hào)。X和Z通過對(duì)刀確定；半徑補(bǔ)償量R可用測(cè)刀儀測(cè)量；刀尖方位代號(hào)按圖5－12(b)選擇。第五十七頁(yè)，共115頁(yè)。例2：刀具按如圖2所示的走刀路線進(jìn)行精加工，設(shè)置進(jìn)給量為0.05mm/r，切削線速度為150m/min，主軸的最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，刀具為T01，試編程。例2圖第五十八頁(yè)，共115頁(yè)。3.螺紋車削加工指令螺紋加工有特殊的要求：使用恒轉(zhuǎn)速；切削加工次數(shù)以及每次的切削深度查表；車削螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速有一定的限制；需要設(shè)置引入距離δ1和超越距離δ2，δ1通常取2～5mm，δ2通常取δ1/4。（1）單行程螺紋加工的編程格式G32X(U)_Z(W)_F_；式中X、Z是指車削到達(dá)的終點(diǎn)坐標(biāo)；F為螺紋導(dǎo)程。第五十九頁(yè)，共115頁(yè)。例3：如圖3所示，在數(shù)控車床加工普通螺紋M20×2.5，切削速度為50m/min，試編程。例3圖第六十頁(yè)，共115頁(yè)。編程前，應(yīng)先作下列計(jì)算：主軸轉(zhuǎn)速n=(1000×50/3.14×20)≈800r/min進(jìn)刀段δ1取5mm，退刀段δ2取2mm。螺紋牙底直徑=大徑－2×牙深=20－0.6495×2.5=16.752mm。2.5螺距的螺紋分6次切削，每次切削深度分別為1.0、0.7、0.6、0.4、0.4、0.15mm。第六十一頁(yè)，共115頁(yè)。（三）車削固定循環(huán)一個(gè)指令完成若干個(gè)加工移動(dòng)功能；它可以使編程更加方便。車削固定循環(huán)分為單一固定循環(huán)和復(fù)合固定循環(huán)（1）單一固定循環(huán)單一固定循環(huán)指令產(chǎn)生四個(gè)移動(dòng)，即“切入→切削→退刀切削→返回”。第②③移動(dòng)為切削；①④移動(dòng)為快移。第六十二頁(yè)，共115頁(yè)。當(dāng)工件毛坯的軸向余量比徑向多時(shí)，使用G90軸向切削循環(huán)指令；當(dāng)材料的徑向余量比軸向多時(shí)，使用G94循環(huán)指令；G92用于切削螺紋的循環(huán)指令。①軸向切削循環(huán)指令G90格式：G90X(U)_Z(W)_R_F_；式中X、Z為移動(dòng)組成的四邊形的對(duì)角的點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)；U、W則為相對(duì)坐標(biāo)；R為四邊形中第2點(diǎn)相對(duì)第3點(diǎn)的半徑值。第六十三頁(yè)，共115頁(yè)。例4：使用1號(hào)粗車刀，2號(hào)精車刀車削如圖4所示的外圓，試用G90指令編程。例4圖第六十四頁(yè)，共115頁(yè)。②徑向切削循環(huán)指令G94與軸向切削循環(huán)指令G90類似。要注意刀具的主切削刃的方向不同。③螺紋切削循環(huán)G92可完成圓柱螺紋和圓錐螺紋的循環(huán)切削。格式：G92X(U)_Z(W)_R_F_；式中X、Z為螺紋切削終點(diǎn)的絕對(duì)值坐標(biāo)；U、W為相對(duì)坐標(biāo)；R為錐螺紋起點(diǎn)相對(duì)螺紋終點(diǎn)的差值；F為螺紋導(dǎo)程。第六十五頁(yè)，共115頁(yè)。（2）復(fù)合固定循環(huán)當(dāng)工件的形狀較復(fù)雜，如果使用復(fù)合固定循環(huán)指令，只需依指令格式設(shè)定粗車時(shí)每次的切削深度、精車余量、進(jìn)給量等參數(shù)，在接下來(lái)的程序中給出精車時(shí)的加工路徑，則系統(tǒng)可自動(dòng)計(jì)算出粗車的刀具路徑，自動(dòng)進(jìn)行粗加工。使用粗加工固定循環(huán)G71、G72、G73指令后，使用G70指令進(jìn)行精車，使工件達(dá)到所要求的尺寸精度和表面粗糙度。第六十六頁(yè)，共115頁(yè)。①軸向粗車復(fù)合循環(huán)G71適用情況與G90相似。相當(dāng)于自動(dòng)完成多次G90功能。FANUC0-T型格式：G71U(Δd)R(e)；

G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(t)；

N(ns)；……；

F(f)S(s)；

N(nf)……；第六十七頁(yè)，共115頁(yè)。式中：Δd

X方向的進(jìn)刀深度(半徑正值)；e每次切削結(jié)束的退刀量；ns精車開始程序的順序號(hào)；nf精車結(jié)束程序的順序號(hào)；Δu在X方向精加工余量(直徑值)；Δw在Z方向精加工余量；Δf、Δs、t粗車時(shí)切削用量和刀具；f、s、t精車時(shí)的切削用量；第六十八頁(yè)，共115頁(yè)。FANUC0i-T型格式：G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)D(Δd)F(Δf)S(Δs)T(t)；

N(ns)；……；

F(f)S(s)；

N(nf)……；式中Δd切削深度(半徑值)第六十九頁(yè)，共115頁(yè)。使用G71粗車內(nèi)孔輪廓時(shí)，Δu為負(fù)值；車削的路徑必須是單調(diào)增大或減少，即不可有內(nèi)凹的輪廓外形；精加工程序首行必須包含G00或G01且只能單軸向移動(dòng)。

例5：以FANUC-0T系統(tǒng)的數(shù)控車床車削如圖5所示工件。粗車刀1號(hào)，精車刀2號(hào)，刀尖半徑為0.4mm，精車余量X軸為0.2mm，Z軸為0.05mm，粗車的切削速度為120m/min，精車為150m/min。粗車進(jìn)給量為0.2mm/r，精車為0.07mm/r，粗車時(shí)每次背吃刀量為2mm。第七十頁(yè)，共115頁(yè)。例5圖第七十一頁(yè)，共115頁(yè)。②徑向粗車復(fù)合循環(huán)G72此指令用于當(dāng)直徑方向的切除余量軸向余量大時(shí)。其格式與G71相似，只是走刀路線不同以及主切削刃的方向不同。③仿形粗車循環(huán)G73用于零件毛坯已基本成型的鑄件或鍛件的加工。第七十二頁(yè)，共115頁(yè)。FANUC0-T型格式：G73U(Δi)W(Δk)R(d)；G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(t)；

N(ns)……；

F(f)S(s)；

……；

N(nf)……；式中：Δi：X軸方向退刀距離和方向，以半徑值表示，當(dāng)向+X軸方向退刀時(shí)，該值為正，反之為負(fù)；粗車的第一刀與工件輪廓在X方向的距離。第七十三頁(yè)，共115頁(yè)。Δk：Z軸方向退刀距離和方向，當(dāng)向+Z軸方向退刀時(shí)，該值為正，反之為負(fù)；d：粗切削次數(shù)。其余各項(xiàng)含義與G71相同。第七十四頁(yè)，共115頁(yè)。FANUC0i-T型格式：G73P(ns)Q(nf)I(Δi)K(Δk)U(Δu)W(Δw)D(Δd)F(Δf)S(Δs)T(t)；

N(ns)……；

F(f)S(s)；

……；

N(nf)……；式中Δd：粗車循環(huán)次數(shù)第七十五頁(yè)，共115頁(yè)。例6：以FANUC-0T系統(tǒng)的數(shù)控車床車削如圖6所示的鑄件。X軸方向加工余量為6mm(半徑值)，Z軸方向?yàn)?mm，粗加工次數(shù)為三次。1號(hào)為粗車刀，2號(hào)為精車刀，刀尖半徑為0.4mm，X軸方向精車余量為0.2mm，Z軸為0.05mm，切削速度為120m/min。粗車進(jìn)給量為0.2mm/r，精車為0.07mm/r，粗車時(shí)每次背吃刀量為2mm。第七十六頁(yè)，共115頁(yè)。例6圖第七十七頁(yè)，共115頁(yè)。練習(xí)題1刀具按如圖所示的走刀路線進(jìn)行精加工，已知進(jìn)給量為0.1mm/r，切削線速度為180m/min，試建立含刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)某绦颉５谄呤隧?yè)，共115頁(yè)。練習(xí)2按圖所示的走刀路線編制的加工程序單如表所示，請(qǐng)將程序補(bǔ)充完整，并填入下面的空行中第七十九頁(yè)，共115頁(yè)。練習(xí)3按照下列要求，編寫工件的加工程序刀具：90°硬質(zhì)合金外圓車刀,編號(hào)為T01；45°硬質(zhì)合金端面車刀編號(hào)為T02；4mm刀寬的切槽刀編號(hào)為T03；60°普通螺紋硬質(zhì)合金車刀編號(hào)為T04（刀具根據(jù)加工需要自選）。材料：45#鋼。以零件右端面中心作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立編程坐標(biāo)系；換刀點(diǎn)按通常要求設(shè)置。刀具切削參數(shù)按通常要求自行設(shè)定。第八十頁(yè)，共115頁(yè)。（1）題毛坯尺寸：Φ32×70第八十一頁(yè)，共115頁(yè)。（2）題毛坯尺寸：Φ32×110第八十二頁(yè)，共115頁(yè)。單元6數(shù)控銑削編程二、數(shù)控銑削、加工中心編程概述加工中心有固定的換刀位置，換刀有特殊的要求，除此之外與數(shù)控銑床基本一致。1.工件坐標(biāo)系的確定及程序原點(diǎn)的設(shè)置工件坐標(biāo)系采用與機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系一致的坐標(biāo)方向；工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)要選擇便于測(cè)量或?qū)Φ叮瑫r(shí)要便于編程中坐標(biāo)值的計(jì)算。第八十三頁(yè)，共115頁(yè)。工件坐標(biāo)原點(diǎn)選擇原則：（1）工件坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，便于坐標(biāo)值的計(jì)算。（2）對(duì)稱的零件，工件坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上，便于對(duì)刀。（3）Z軸零點(diǎn)，一般設(shè)在工件最高表面。（4）對(duì)于一般零件，通常設(shè)在工件外輪廓的某一角上。毛坯材料通常把坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在工件上表面中心處。第八十四頁(yè)，共115頁(yè)。2.安全高度的確定對(duì)于銑削加工，起刀點(diǎn)和退刀點(diǎn)必須離開加工零件上表面一定的安全高度。安全高度的作用：安全高度的下方設(shè)置為切削進(jìn)給，當(dāng)操作面板上進(jìn)給倍率為0時(shí)，刀具在此處停止進(jìn)給，通過此操作可判斷程序是否有錯(cuò)，避免刀具與加工零件或夾具發(fā)生碰撞。如安全高度為50mm。

第八十五頁(yè)，共115頁(yè)。第八十六頁(yè)，共115頁(yè)。刀具路徑的開始段通常設(shè)為：①Z坐標(biāo)不變，X、Y移動(dòng)到下刀點(diǎn)的上方，設(shè)置轉(zhuǎn)速；②X、Y坐標(biāo)不變，Z軸向下移動(dòng)到安全高度，進(jìn)行刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，刀具轉(zhuǎn)動(dòng)；③刀具沿Z軸方向切削到一定深度，通常刀具在輪廓外或在工藝孔內(nèi)下刀，避免切削到材料④沿輪廓的切入段切削進(jìn)給，進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。3.進(jìn)刀/退刀方式的確定刀具從安全高度下降到切削高度時(shí)，應(yīng)離開工件毛坯邊緣一定距離，不能直接下刀切削到工件，以免發(fā)生危險(xiǎn)。第八十七頁(yè)，共115頁(yè)。對(duì)于型腔的粗銑加工，立銑刀應(yīng)從工藝孔進(jìn)刀，再橫向進(jìn)行型腔加工。進(jìn)刀段、退刀段通常沿輪廓的切線方向，盡量避免垂直進(jìn)刀。4.刀具半徑的確定與刀具半徑補(bǔ)償精加工的刀具半徑應(yīng)小于最小曲率半徑值。為了提高切削效率，可用不同類型和大小的刀具按粗、半精和精等進(jìn)行加工。確定切削方向，通常選擇為與順銑相對(duì)應(yīng)的刀具左補(bǔ)償G41。第八十八頁(yè)，共115頁(yè)。5.切削用量的選擇進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速各有兩個(gè)單位。在數(shù)銑編程時(shí)常用單位是轉(zhuǎn)速S(r/min)，進(jìn)給量F(mm/min)。例6-1使用Φ80mm，6齒的面銑刀，銑削碳鋼表面，已知切削速度νc=100m/min。fz=0.08mm/齒，求主軸轉(zhuǎn)速n及進(jìn)給量νf。n=1000νc/πD=[1000×100/(3.14×80)]=400r/min第八十九頁(yè)，共115頁(yè)。νf=fz×z×n=(0.08×6×400)=192mm/min三、常用指令的編程要點(diǎn)1.FANUC0i-M的指令FANUC0i-M的指令功能表6-2。數(shù)控銑床和加工中心的M功能與數(shù)控車床基本相同。在同一程序段中若有兩個(gè)M代碼出現(xiàn)時(shí)，雖其動(dòng)作不相沖突，但以排列在最后面的代碼有效，前面M代碼被忽略而不執(zhí)行。第九十頁(yè)，共115頁(yè)。2.編程應(yīng)注意的問題(1)數(shù)控裝置初始狀態(tài)的設(shè)置為了保證程序的運(yùn)行完全，通常在程序開始時(shí)設(shè)定初始狀態(tài)。G90、G80、G40、G17、G49、G21G90：絕對(duì)坐標(biāo)G80：取消循環(huán)G40：取消刀具半徑補(bǔ)償G17：選擇刀徑補(bǔ)償和圓(弧)加工平面為XY平面第九十一頁(yè)，共115頁(yè)。G49：取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G21：尺寸單位為公制(2)工件坐標(biāo)系的設(shè)置用G54~G59，通常按約定選用G54。當(dāng)工件在機(jī)床上裝夾后，工件原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)的偏移量通過測(cè)量或?qū)Φ洞_定，并輸入到數(shù)控機(jī)床對(duì)應(yīng)的偏移量設(shè)置處。G54~G59建立工件坐標(biāo)系在機(jī)床重新開機(jī)后并不消失，并與刀具的起始位置無(wú)關(guān)。

第九十二頁(yè)，共115頁(yè)。(3)刀具半徑補(bǔ)償?shù)稄窖a(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：利用刀具半徑補(bǔ)償功能，可按加工工件輪廓編程，即使刀具在因磨損、重磨或更換后直徑發(fā)生改變，或者零件的尺寸有加工誤差時(shí)只需改變半徑補(bǔ)償參數(shù)，仍用同一個(gè)程序；刀具半徑補(bǔ)償值不一定等于刀具半徑值，用同一個(gè)程序通過改變刀具半徑的刀補(bǔ)量，可以對(duì)零件輪廓進(jìn)行粗、精加工。格式：G41/G42D_第九十三頁(yè)，共115頁(yè)。使用非零的Dxx代碼；選擇正確的刀具偏置寄存器號(hào)；其偏置量的大小通過操作面板在對(duì)應(yīng)的偏置寄存器號(hào)中設(shè)定。確定切削方向，精銑通常選用與順銑相對(duì)應(yīng)的刀具左補(bǔ)償G41。在程序中寫入并運(yùn)行刀徑補(bǔ)償指令；并在G00或G01移動(dòng)過程中完成刀徑補(bǔ)償(不能和G02、G03一起使用)；在切削完成后取消刀具半徑補(bǔ)償。在建立刀具半徑補(bǔ)償以后，不能出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)程序段無(wú)選擇補(bǔ)償坐標(biāo)平面的移動(dòng)指令，否則數(shù)控系統(tǒng)因無(wú)法正確計(jì)算第九十四頁(yè)，共115頁(yè)。程序中刀具軌跡交點(diǎn)坐標(biāo)，可能產(chǎn)生過切現(xiàn)象。即刀補(bǔ)指令與有效的移動(dòng)指令之間不能間隔兩行以上。在補(bǔ)償狀態(tài)下，銑刀的直線移動(dòng)量及銑削內(nèi)側(cè)圓弧的半徑值要大于或等于刀具半徑，否則補(bǔ)償時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉，系統(tǒng)在執(zhí)行相應(yīng)程序段時(shí)將會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，停止執(zhí)行。即刀具半徑補(bǔ)償建立時(shí)的移動(dòng)量要大于或等于半徑補(bǔ)償值。(4)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G43刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償，G44刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償，通常用刀具正補(bǔ)償G43。

第九十五頁(yè)，共115頁(yè)。格式：G43Z_HxxZ坐標(biāo)值為刀補(bǔ)后刀位點(diǎn)移動(dòng)到的坐標(biāo)值。Hxx刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值在數(shù)銑機(jī)床上的填寫位置是H后面數(shù)值指定的存儲(chǔ)單元。相當(dāng)于G43HxxG00Z_使用G43或G44指令刀長(zhǎng)補(bǔ)償時(shí)，只能有Z軸的移動(dòng)量，若有其他軸向的移動(dòng)，則會(huì)出現(xiàn)報(bào)警。取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償：G49或G43/G44H00第九十六頁(yè)，共115頁(yè)。例6-2在立式數(shù)控銑床上按如圖所示的走刀路線銑削工件上表面，已知主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，進(jìn)給量為200mm/min。試編制加工程序(刀具直徑φ100)。第九十七頁(yè)，共115頁(yè)。例6-3在立式數(shù)控銑床上按如圖所示的走刀路線銑削工件外輪廓，已知主軸轉(zhuǎn)速為400r/min，進(jìn)給量為200mm/min。試編制加工程序。第九十八頁(yè)，共115頁(yè)。(5)數(shù)車、數(shù)銑中刀具指令對(duì)比數(shù)控車床：選刀和換刀T0100刀長(zhǎng)補(bǔ)償T0101取消T0100刀徑補(bǔ)償G41/G42取消G40數(shù)控銑床：選刀T01換刀M06T02或選刀和換刀M06T01刀長(zhǎng)補(bǔ)償G43/G44Hxx取消G49或G43H00刀徑補(bǔ)償G41/G42Dxx

取消G40第九十九頁(yè)，共115頁(yè)。(6)自動(dòng)返回參考點(diǎn)G28指令格式：G28X_Y_Z_；說(shuō)明：坐標(biāo)值X_Y_Z_為中間點(diǎn)坐標(biāo)，