第4章数控铣床编程

第4章数控铣床编程§4.1概述图4-1数控立式铣床一、数控铣床简介1.数控立式铣床2.数控卧式铣床图4-2卧式数控铣床3.数控龙门铣床图4-3龙门数控铣床二、数控铣削的特点1.平面轮廓加工需要两轴联动的数控铣床。图4-4平面轮廓加工2.挖槽加工需要两轴联动的数控铣床。图4-5挖槽加工3.空间曲面类零件加工需用三轴联动的数控铣床和球头铣刀。图4-6空间曲面零件加工4.孔系加工图4-7孔系加工4.2.1加工坐标系的建立1、G92--设置加工坐标系编程格式：G92X～Y～Z～将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上例：G92X20Y10Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上G92设置加工坐标系2、G53--选择机床坐标系编程格式：G53G90X～Y～Z～使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值例：G53G90X-100Y-100Z-20则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图所示G53选择机床坐标系选择相应的加工坐标系编程格式：G54G90G00(G01)X～Y～Z～(F～)指令执行后，选择G54指定的工件坐标系1～6号工件加工坐标系通过CRT/MDI方式设置例：如图，设置了两个加工坐标系：G54：X-50Y-50Z-10G55：X-100Y-100Z-203、G54、G55、G56、G57、G58、G59选择1～6号加工坐标系设置加工坐标系这时，若执行下述程序段：N10G53G90X0Y0Z0N20G54G90G01X50Y0Z0F100N30G55G90G01X100Y0Z0F100则刀尖点的运动轨迹如图中OAB所示4、注意事项（1）G54与G55～G59的区别相同点：设置加工坐标系的方法一样区别：G54设置机床原点回参考点操作时机床坐标值显示为设定值符号均为正G55～G59设置加工坐标系回参考点操作时机床坐标值显示零值（2）G92与G54～G59的区别相同点：都用于设定工件加工坐标系区别：G92指令通过程序来设定、选用加工坐标系（3）G54～G59的修改只能通过MDI方式修改。（4）应用范围本课程所例加工坐标系的设置方法以FANUC系统为例§4.2数控铣床常用指令一、快速定位和直线进给1.快速定位G00XYZ2.直线进给运动G01XYZF例1编制加工右图所示的轮廓加工程序，工件的厚度为5mm。设起刀具点相对工件的坐标为(-10,-10,300)。YXYXO刀O工10108816324028图4-7例1BACDYXYXO刀O工10108816324028图4-7例1BACDN01G90G92X-10.Y-10.Z300.设定起刀点的位置N02G00X8.Y8.Z2.快速移动至A点的上方N03S1000M03起动主轴N04G01Z-6.F50下刀至切削厚度N05G17X40.铣AB段YXYXO刀O工10108816324028图4-7例1BACDN06X32.Y28.铣BC段N07X16.铣CD段N08X8.Y8.铣DA段N09G00Z20.M05抬刀且主轴停N010X-10.Y-10.Z300.返回起刀点N011M02程序结束二、圆弧进给1.平面定义指令G17指令XY平面；G02或G03XYIJ(或R)FG18指令ZX平面；G02或G03XZIK(或R)FG19指令YZ平面；G02或G03YZJK(或R)F。I,J,K为圆心坐标，圆弧半径R。起点终点(X,Y)圆心(I,J)25452040XYO图4-8圆弧加工例2编制图4-8圆弧加工的程序。绝对坐标编程：G90G03X25.Y40.I-20.J0F50或G90G03X25.Y40.R20.F50相对坐标编程：G91G03X-20.Y20.I-20.J0F50或G91G03X-20.Y20.R20.F50起点终点(X,Y)圆心(I,J)25452040XYO图4-8圆弧加工YX例3用数控铣床加工图4-9所示的轮廓ABCDEA。分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序。A10101010①O工O机YYXXB②CR103040O1O2DR1030③④E20⑤⑥⑦机床原点，起刀点编程原点图4-9例3图1.绝对坐标程序G92X-10.Y-10.N01G90G17G00X10.Y10.N02G01X30.F100N03G03X40.Y20.I0J10.N04G02X30.Y30.I0J10.N05G01X10.Y20.N06Y10.N07G00X-10.Y-10.M02G92X-10.Y-10.：设定机床坐标系与工件编程坐标系的关系，给出机床坐标原点O机相对编程原点O工的坐标值。A10101010①O工O机YYXXB②CR103040O1O2DR1030③④E20⑤⑥⑦图4-9例3图2.相对坐标程序N01G91G17G00X20.Y20.N02G01X20.F100N03G03X10.Y10.I0J10.N04G02X-10.Y10.I0J10.N05G01X-20.Y-10.N06Y-10.N07G00X-20.Y-20.M02A10101010①O工O机YYXXB②CR103040O1O2DR1030③④E20⑤⑥⑦图4-17三、刀具半径补偿指令数控程序时刀具的中心轨迹按零件轮廓编制的，加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓让开一个刀具半径的距离，即所谓的刀具偏置或刀具半径补偿。具有刀具半径补偿功能的数控系统具有如下优点：1）在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按零件轮廓编程，只要在实际加工时把刀具半径输入刀具半径补偿地址中即可。2）刀具磨损后可以通过补偿弥补。3）可以使粗加工的程序简化。1.基本概念2.指令G40是取消刀具半径补偿功能。G41是刀具半径左补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的左侧。在前进方向右侧补偿补偿量刀具旋转方向刀具前进方向(b)补偿量刀具旋转方向刀具前进方向(a)刀具补偿方向(a)左刀补(b)右刀补G42是刀具半径右补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的右侧。刀补指令的程序段格式：1）G00／G01G41／G42DXYF2）G00／G01G40XY1）中的D为刀具半径补偿地址，地址中存放的是刀具半径的补偿量；XY为由非刀补状态进入刀具半径补偿状态的起始位置。2）中的XY为由刀补状态过渡到非刀补状态的终点位置，这里的XY即为刀具中心的位置。1）只能在G00或G01指令下建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径补偿状态。注意：2）在建立刀补时，必须有连续两段的平面位移指令。这是因为，在建立刀补时，控制系统要连续读入两段平面位移指令，才能正确计算出进入刀补状态时刀具中心的偏置位置。否则，将无法正确建立刀补状态。例4图4-20所示加工路线为实际零件轮廓，刀具初始位置为(0,0,200)，工件坐标系原点在工件上表面处，用10的立铣刀精铣厚为4mm的工件。YX40-4080-80-20R40O-40图4-20例4YX40-4080-80-20R40O-40图4-20例4编程如下：N01G90G92X0Y0Z200.设置刀具起始位置N02G00X50．Y-40．刀具快速平移到下刀位置N03Z2．快速降至安全平面N04S800M03M08打开冷却、起动主轴N05G01Z-5．F50慢速下至切削深度N06G41D01X40．F150至此切削点进入刀具半径补偿状态N07X-80．直线进给N08Y-20．直线进给N09G02X-40．Y20．R40．F100顺时针圆弧加工N010G03X20．Y80．R60．逆时针圆弧加工N011G01X40．F150直线加速进给N012Y-45．直线进给YX40-4080-80-20R40O-40图4-20例4YX40-4080-80-20R40O-40图4-20例4N013M09M05关闭冷却、主轴停转N014G00Z200．快速抬刀N015G40X0Y0取消刀补、刀具归位N016M02程序结束四、刀具长度补偿的建立、执行与撤消使用刀具长度补偿功能，在编程时可以不考虑刀具在机床主轴上装夹的实际长度，而只需在程序中给出刀具端刃的Z坐标，具体的刀具长度由Z向对刀来协调。G43：刀具长度补偿分为刀具长度正补偿及H代码；G44：刀具长度负补偿及H代码；G49：取消刀具长度补偿用。H后跟两位数指定偏置号，在每个偏置号输入需要偏置的量。例5铣如图4-22所示的三条槽，槽深均为2mm，试用刀具补偿指令编程。选择8铣刀为1号，刀补设为0，6铣刀为2号，刀补设为2mm，设起刀点为(0,0,200)。2080100204060100XYO866OEBCADXZY图4-22刀具长度补偿N001G90G92X0Y0Z200.设置起刀点2080100204060100XYO866OEBCADXZY图4-22刀具长度补偿N002G00X20.Y20.Z2.T0101号刀至A点N003S1500M03主轴正转1500r/minN004G01Z-2.F150刀具Z向至槽底X80X向进给槽长N005G00Z100.刀具上提100mmX20.Y40.M05刀具移至B点2080100204060100XYO866OEBCADXZY图4-22刀具长度补偿N006M06T02换02号刀N007S1500M03主轴正转1500r/minN008G43G01H01Z2.F400刀具长度补偿2mm，移至C点N009Z-2.F150Z向进刀至槽底X80.X向进给槽长2080100204060100XYO866OEBCADXZY图4-22刀具长度补偿N0010G00Z2.X20.Y60.刀具移至D点N0011G01Z-2.F150Z向进刀至槽底N0012X80.X向进给槽长N0013G49G00Z200.Z向移至200mmN0014X0Y0取消刀补，返回起刀点N0015M02程序结束五、子程序当一个零件图形上有几个相同的几何图形或几个位置需要不同刀具反复加工时，可以编制一个子程序供主程序多次调用。1）FANUC11-MEA-4系统子程序调用格式为：M98P程序号L调用次数O10子程序程序号N01………子程序体N0nM99子程序结束并返回主程序2）FANUC7M系统子程序调用格式位为：L(子程序号)(调用次数)，程序格式为：L0100该子程序序号为01N01………子程序体N0nM17子程序结束并返回主程序3）XK0816A系统子程序调用格式为：G20N××．××P×．××××．×××变量值(可正、负，小数点前四位、后三位)变量号(本系统最多10个：P0P9)子程序调用次数(199次)子程序号或子程序名(0199)G20为子程序调用指令。相应的子程序形式为：N60子程序名N0010G22N60子程序开始N0020…………子程序体N0100G24子程序结束并返回主程序使用子程序时应注意：1）主程序可以调用子程序，子程序也可以调用其他子程序，但子程序不能调用主程序和自身。2）主程序中模态代码可被子程序中同一组的其他代码所更改。3）最好不要在刀具补偿状态下的主程序中调用子程序。主子程序调用关系可实现八层嵌套逐层调用，逐层返回。主程序子程序子程序例6编制如图4-23所示零件的程序，零件上4个方槽的尺寸、形状相同，槽深2mm，槽宽10mm，未注圆角半径为R5，设起刀点为(0,0,200)。Y3050205018015302030110图4-23例6XOXYZOY3050205018015302030110图4-23例6XOXYZOO1(MAIN_PROGRAMM)N01G90G92X0Y0Z200.设置起刀点的位置N02G00X30.Y15.Z5.快速移至第一切削点上方N03G91S600M03相对坐标，主轴正转600r/minN004M98P10调用子程序10Y3050205018015302030110图4-23例6XOXYZOO10(SUB_PROGRAMM)N1G01Z-7.F50N2X50.F150N3Y30.N4X-50.N5Y-30.N6G00Z7N7M9