数控技术05-06第二章-数控机床加工程序的编制课件.ppt

1、工艺指令分类：工艺指令分类：准备性工艺指令：准备性工艺指令：是在数控系统插补运算之前需要预先规定，从而为插补运算作好准备的工艺指令。辅助性工艺指令：辅助性工艺指令：而是根据操作机床的需要予以规定的工艺指令，这类指令与数控系统插补无关。1准备功能准备功能G指令指令（1）绝对坐标和相对坐标指令）绝对坐标和相对坐标指令G90，G91 G90表示程序段的坐标字按绝对坐标编程，G91表示程序段的坐标字按增量坐标编程。一般数控系统在初始状态（开机时状态）时自动设置为G90绝对值编程状态。从A点走到B点用以上两种方式 编程分别如下：G90 G01 X30.0 Y60.0 F100；G91 G01 X-40.

2、0 Y30.0 F100；（2）工件坐标系设定指令）工件坐标系设定指令G92 编程格式：G92 XYZ；例：G92 X150.0 Y300.0 Z200.0；坐标值X、Y、Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置。该指令把这个坐标寄存在数控系统的存储器内。G92指令是一个非运动指令，只是设定工件坐标系原点，设定的坐标系在机床重开机时消失。（3）工作坐标系的选取指令）工作坐标系的选取指令G54G59 根据零件图样所标尺寸基点的相对关系和有关形位公差要求，为编程计算方便，有的数控系统用G54G59预先设定6个工作坐标系，这些坐标系存储在机床存储器中，在机床重开机时仍然存在，在程序中可以分别选取其中之一使

3、用。6个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，需要提前输入机床数控系统内部。（4）点定位指令）点定位指令G00 G00在编程中常用来作快速接近工件切削起点或快速返回换刀点等。其运动速度程序中不设定，由机床原始设置来确定。快速运动到将近定位点时，通过降速以实现精确定位。G00只实现定位作用，对实际所走的路径不作严格要求，刀具与工件的运动轨迹也由制造厂确定。运动时也不进行切削加工，编程时应注意参考所用机床的有关说明，注意在快速靠近定位点时，避免刀具与工件等发生干涉碰撞。编程格式：G00 XYZ；（5）直线插补指令）直线插补指令G01 刀具作两点间的直线运动加工时用该指令

4、，G01指令表示刀具从当前位置开始以给定的速度（切削速度F），沿直线移动到规定的位置。编程格式：G01 XYZF；图示为三轴直线插补的空间直线，从A到B的直线插补指令如下：绝对坐标编程：G90 G01 X30 Y40 Z20 F相对坐标编程：G91 G01 X20 Y30 Z10 F（6）平面选择指令平面选择指令G17，G18，G19 在三坐标机床上加工时，如进行圆弧插补，要规定加工所在的平面，用G代码可以进行平面选择，如图2-31所示。G17 XY平面G18 ZX平面G19 YZ平面（7）圆弧插补指令）圆弧插补指令G02，G03 圆弧插补，圆弧插补，G02为顺时针圆弧插补，为顺时针圆弧插补，

5、G03为逆时为逆时针圆弧插补，刀具进行圆弧插补时必须规定所在的平针圆弧插补，刀具进行圆弧插补时必须规定所在的平面，然后再确定回转方向，如图面，然后再确定回转方向，如图2-30所示。沿垂直于所示。沿垂直于圆弧所在平面（如圆弧所在平面（如XY平面）的坐标轴的负方向（平面）的坐标轴的负方向（-Z）看去，顺时针方向为看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为，逆时针方向为G03。编程格式：编程格式：式中，式中，X X、Y Y、Z Z为圆弧的终点坐标值。在为圆弧的终点坐标值。在G90G90状态，状态，X X、Y Y、Z Z中的两个坐标字为工件坐标系中的圆弧终点坐中的两个坐标字为工件坐标系中的圆弧终点坐标。在

6、标。在G91G91状态，则为圆弧终点相对于起点的距离。状态，则为圆弧终点相对于起点的距离。_;_03029190191817FRKJKIJIZYZXYXGGGGGGG 在在G90或或G91状态，状态，I、J、K中的两个坐标字均为圆弧圆中的两个坐标字均为圆弧圆心相对圆弧起点在心相对圆弧起点在X、Y、Z轴方向上的增量值，也可以理解为轴方向上的增量值，也可以理解为圆弧起点到圆心的矢量（矢量方向指向圆心）在圆弧起点到圆心的矢量（矢量方向指向圆心）在X、Y、Z轴上轴上的投影。的投影。I、J、K为零时可以省略。为零时可以省略。R为圆弧半径，为圆弧半径，R带带“”号，取法：号，取法：若圆心角若圆心角Q180

7、，则，则R为正值；为正值；若若 180Q360，则，则R为负值。为负值。A AB B-R-R+R+RQ QQ Q 用G02、G03指令对所示的圆弧进行编程，设刀具从A点开始沿A、B、C切削。用绝对值尺寸指令编程：G92 X200 Y140 Z0；G90 G03 X140 Y100 I-60 J0 F100；G02 X120 Y60 I-50 J0；用增量尺寸指令编程：G91 G03 X-60 Y60 I-60 J0 F100；G02 X-20 Y-40 I-50 J0；（8）暂停指令）暂停指令G04 G04指令可使刀具作暂短的无进给光整加工，一般用于镗平面、锪孔等场合。格式：G04地址码X或P

8、为暂停时间，其中X后面可用带小数点的数，单位为s，如G04X5表示在前一程序执行完后，要经过5s以后，后一程序段才执行。地址P后面不允许用小数点，单位为ms。如G04 P1000表示暂停1s。例如，图2-33为锪孔加工，孔底有表面粗糙度要求。程序如下：G91 G01 Z-7.0 F60；G04 X5.0；（刀具在孔底停留5s）G00 Z7.0；（9）刀具长度补偿指令）刀具长度补偿指令G43、G44、G49 刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（Z方向）的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量，这样当刀具在长度方向的尺寸发生变化时，可以在不改变程序的情况下，通过改变偏置

9、量，加工出所要求的零件尺寸。a）b）c）d）图2-34 刀具的长度补偿举例 编程格式：G43为刀具长度正补偿。G44为刀具长度负补偿。Z目标点坐标。H刀具长度补偿值的存储地址。补偿量存入由H代码指令的存储器中。使用G43、G44时，不管用绝对尺寸还是增量尺寸指令编程，程序中指定的Z轴移动指令的终点坐标值，都要与H代码指令的存储器中的偏移量进行运算。G43时相加，G44时相减。然后把运算结果作为终点坐标值进行加工。G43、G44均为模态代码。G49为取消刀具补偿。（10）刀具半径补偿指令）刀具半径补偿指令G41，G42，G40 在编制轮廓切削加工的场合，一般以工件的轮廓尺寸为刀具轨迹编程，这样编

10、程加工简单，即假设刀具中心是沿工件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量（即刀具半径），如图2-35所示。利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。G41指令刀具左偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的左侧（如图2-36）所示。G42指令刀具右偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的右侧（如图2-36）所示。G40取消刀补。2辅助功能辅助功能M功能功能（1）程序停止功能）程序停止功能M00 在完成程序段的其他指令后，用以停止主轴、冷却液，使程序停止。如编程者

11、想要在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等），使用M00指令，重新启动程序后，才能继续执行后续程序。例：G90 G41 G01 X50 Y40 F100 D01；或 G90G41 G00 X50 Y40 D01；偏置量（刀具半径）预先寄存在D01指令的存储器中。G41、G42、D均为续效代码。（2）选择停止指令）选择停止指令M01 M01指令的功能与M00相似。但与M00指令不同的是：只有操作面板上的“选择停”开关处于接通状态时，M01指令才起作用。常用于关键尺寸的检验或临时暂停。（3）主轴控制指令主轴控制指令M03，M04，M05 M03、M04和M05指令的功能分别为控制主轴顺时针方向

12、转动、逆时针方向转动和停止。（4）换刀指令）换刀指令M06 常用于加工中心刀库的自动换刀时使用。（5）冷却液控制指令）冷却液控制指令M07、M08、M09 M072号冷却液开。用于雾状冷却液开。M081号冷却液开。用于液状冷却液开。M50 3号冷却液开。M51 4号冷却液开。M09冷却液关。注销M07、M08、M50、M51 （6）程序结束）程序结束M02和和M30 M02表明主程序结束，是在完成程序段的所有指令后，使主轴、进给和冷却液停止。表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。M30与M02同样，也是表示主程序结束，区别是M30执行后使程序返回到开始状态（7）程序调用指令）程序调用指令

13、M98和子程序结束指令和子程序结束指令M99 若一组程序段在一个程序中多次出现，或在几个程序中都要使用它，为了简化程序，可以把这组程序段抽出来，按规定的格式写成一个新的程序单独存储，以供另外的程序调用，这种程序就叫做子程序。主程序执行过程中如果需要某一个子程序，可以通过一定的格式的子程序调用指令来调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执行后面的程序段。1）子程序的编程格式）子程序的编程格式 O M99；在子程序的开头编制子程序号，在子程序的结尾用M99指令。2）子程序的调用格式）子程序的调用格式 M98P P后面的前3位为重复调用次数，省略时为调用一次；后4位为子程序号。3）子程序嵌套）子程

14、序嵌套 子程序执行过程中也可以调用其他子程序，这就是子程序嵌套。子程序嵌套的次数由具体控系统规定。编程中使用较多的是二重嵌套，其程序执行过程如图2-37所示。三、程序编制举例三、程序编制举例1数控车床编程举例数控车床编程举例 对于数控车床来说，采用不同的数控系统其编程方法也不尽相同，这里以国内市场上影响力较大的日本发那克公司的FANUC0系统编程语言为例介绍数控车的加工程序编制。（1）该系统编程的有关规定和部分指令说明）该系统编程的有关规定和部分指令说明 1）绝对值编程与增量值编程。）绝对值编程与增量值编程。不用G90和G91指令。绝对值编程时用X-Z-表示X轴与Z轴的坐标值；增量值编程时用U

15、-W-表示X轴和Z轴上的相对移动量。绝对值编程和增量值编程可在零件加工程序中混用。2）直径与半径编程。）直径与半径编程。X轴方向绝对值编程与增量值编程均采用直径编程。3）小数点编程。）小数点编程。该系统允许使用小数点编程。如X50.0或写成X50.。4）工件坐标系的设定。）工件坐标系的设定。该系统用G50指令设定工件坐标系，而不用G92。编程格式为：G50XZ。该指令一般作为第一条指令放在整个程序的最前面。5）刀具补偿功能）刀具补偿功能 具有刀尖圆弧半径补偿功能，其指令为具有刀尖圆弧半径补偿功能，其指令为G41，G42，G40。还具有刀具长度补偿功能，其编程格。还具有刀具长度补偿功能，其编程格

16、式为：式为：T，前两位数字表示刀具位置号，后，前两位数字表示刀具位置号，后两位数字表示刀具补偿号。刀具补偿号从两位数字表示刀具补偿号。刀具补偿号从01开始，开始，00表示取消刀补。如表示取消刀补。如T0100取消取消1号刀刀补。号刀刀补。6）固定循环功能）固定循环功能 可以用可以用G90、G92、G94代码分别进行外圆切削循代码分别进行外圆切削循环、螺纹切削循环和端面切削循环。环、螺纹切削循环和端面切削循环。外圆车削循环外圆车削循环 编程格式：编程格式：G90 X（U）Z（W）F；如图如图2-38（a）所示，刀尖从起始点）所示，刀尖从起始点A开始，按矩开始，按矩形循环，最后又回到起始点。图中虚

17、线表示刀具快速形循环，最后又回到起始点。图中虚线表示刀具快速移动，实线表示按移动，实线表示按F指令的工进速度移动。指令的工进速度移动。图图2-38（b）所示为车圆锥面循环，起程序段为：）所示为车圆锥面循环，起程序段为：G90 X（U）Z（W）RF；刀尖从起始点；刀尖从起始点A开开始按梯形循环，最后又回到起始点。始按梯形循环，最后又回到起始点。R为圆锥体大小端为圆锥体大小端的半径差值。的半径差值。a）b）图2-38 外圆切削循环 螺纹切削循环螺纹切削循环 编程格式：G92 X（U）Z（W）F；如图2-39（a）所示，刀尖从起始点A开始，按矩形循环。F为工件螺距。G92 X（U）Z（W）RF；为车

18、圆锥螺纹的指令。如图2-39（b）所示，刀尖从起始点A开始，按梯形循环。F为工件螺距，R为圆锥螺纹大小端的半径差值。a）b）图2-39 螺纹切削循环 端面切削循环端面切削循环 编程格式：G94 X（U）Z（W）RF；图2-40为切削带有锥度的端面循环。刀尖从起始点A开始按1、2、3、4顺序循环，2（F）、3（F）表示F代码指令的工进速度，1（R）、4（R）的虚线表示刀具快速移动。R为锥面的长度。当去掉格式中的R时，即为切削不带锥度的端面循环。图2-40 车带有锥度的端面循环（2）编程举例）编程举例 如图2-41所示的零件，其材料为45钢，零件的外形轮廓有直线、圆弧和螺纹。欲在某数控车床上进行精

19、加工，编制精加工程序。图2-41 车削零件示例 1）依据图样要求，确定工艺方案及走刀路线）依据图样要求，确定工艺方案及走刀路线 按先主后次的加工原则，确定其走刀路线。首先切削零件的外轮廓，方向为自右向左加工，具体路线为：先倒角（145）切削螺纹的实际路径47.8切削锥度部分切削62倒角（145）切削80切削圆弧部分切削80，再切槽，最后车削螺纹。2）选用刀具并画出刀具布置图）选用刀具并画出刀具布置图 根据加工要求需选用三把刀具。1号刀为外圆车刀，2号刀为3的切槽刀，3号刀为螺纹车刀。刀具布置图见图2-41（b）。对刀时采用对刀仪，以1号为基准。3号刀刀尖相对于1号刀刀尖在Z向偏量15，由3号刀

20、的程序进行补偿，其补偿值通过控制面板手工输入，以保持刀尖位置的一致。3）工件坐标系确定）工件坐标系确定 由工件图样尺寸分布情况确定工件坐标系原点O取在工件内端面（如图示）处，刀具起点坐标为（200，350）4）确定切削用量）确定切削用量 切削用量应根据工件材料、硬度、刀具材料及机床等因素来综合考虑，一般由经验确定。本例各刀具切削用量情况如表2-5所示 表2-5 切削用量表5）编制精加工编程）编制精加工编程 该系统可以采用绝对值和增量值混合编程，绝对值用X、Z地址，增量值用U、W地址，采用小数点编程。O0020N01 G50 X200.0 Z350.0；（工件坐标系设定）N02 S630 T01

21、01 M03；（用1号刀，主轴正转）N03 G00 X41.8 Z292.0 M08；（开切削液）N04 G01 X47.8 Z289.0 F0.15；（倒145角）N05 W-59.0；（车47.8外圆）N06 X50.0；（退刀）N07 X62.0 W-60.0；（车削锥度部分）N08 Z155.0；（车62mm外圆）N09 X78.0；（退刀）N10 X80.0 W-1.0；（倒角）N11 W-19.0；（车80mm外圆）N12 G02 U0.0 W-60.0 I63.25 K-30.0；（车削圆弧）N13 G01 Z65.0；（车80mm外圆）N14 X90.0 M09；（关切削液）N

22、15 G00 X200.0 Z350.0 M05 T0100；（退刀）N16 X51.0 Z230.0 S315 T0202 M03；（换2号刀，快速趋近切槽起点）N17 G01 X45.0 F0.16 M08；（切槽）N18 G04 X0.5；（延时0.5S）N19 G00 X51.0 M09；（退刀）N20 X200.0 Z350.0 M05 T0200；（退刀）N21 G00 X52.0 Z296.0 S200 T0303 M03；（换3号刀，快速趋近车螺纹起点）N22 G92 X47.2 Z231.5 F1.5 M08；（车螺纹循环，循环4次）N23 X46.6；N24 X46.2；N

23、25 X45.8；N26 G00 X200.0 Z350.0 T0300；（退至起点）N27 M30；（程序停止并返回）2数控铣削编程实例 图2-42所示是一盖板零件。该零件的毛坯是一块180mm90mm12mm板料，要求铣削成图中粗实线所示的外形。由图可知，各孔已加工完，各边留有5mm的铣削留量。图2-42 盖板零件图1）工件坐标系的确定编程时，工件坐标系原点定在工件左下角A点（如图2-43所示）。图2-43 坐标计算简图 2）毛坯的定位和装夹铣削时，以零件的底面和2-10H8的孔定位，从60mm孔对工件进行压紧。3）刀具选择和对刀点选用一把10mm的立铣刀进行加工。对刀点在工件坐标系中的位

24、置为（-25，10，40）。4）走刀路线刀具的切入点为B点，刀具中心的走刀路线为：对刀点1下刀点2bcc下刀点2对刀点1。5）数值计算 该零件的特点是形状比较简单，数值计算比较方便。现按轮廓编程，根据图2-42和图2-43计算各基点及圆心点坐标如下：A（0，0）B（0，40）C（14.96，70）D（43.54，70）E（102，64）F（150，40）G（170，40）H（170，0）O1（70，40）O2（150，100）6程序编制依据以上数据和FUNUC-BESK 6ME系统的G代码进行编程，程序如下：O0001N01 G92 X-25.0 Y10.0 Z40.0；(工件坐标系的设定)N

25、02 G90 G00 Z-16.0 S300 M03；（按绝对值编程）N03 G41 G01 X0 Y40.0 F100 D01 M08；（建立刀具半径左补偿，调1号刀具半径值，到B点）N04 X14.96 Y70.0；(到C点)N05 X43.54；(D点)N06 G02 X102.0 Y64.0 I26.46 J-30.0；（顺时针圆弧插补到E点）N07 G03 X150.0 Y40.0 I48.0 J36.0；（逆时针圆弧插补到F点）N08 G01 X170.0；(到G点)N09 Y0；(到H点)N10 X0；(到A点)N11 G00 G40 X-25.0 Y10.0 Z40.0 M09；（取消刀补返回对刀点）N12 M30；（程序停止并返回）P652-6、2-7、2-10、2-11 作业作业(P65)：2-62-72-102-112-132-14