第二章2数控铣床及加工中心编程3

第二节数控铣床及加工中心编程前面已介绍有关程序编制的预备知识，这里对编程方法和某些常用指令的用法作进一步介绍，尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必须认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编制出正确的程序。第二章数控编程一、概述（一）数控铣床及加工中心简介1、数控铣床是一种用途广泛的机床，有立式、卧式及龙门铣3种。数控立式铣床卧式数控铣床龙门数控铣床2、加工中心（MachiningCenter）是一种集成化的数控加工机床，是在数控铣床的发展基础上衍化而成的，它集铣削、钻削、铰削、镗削及螺纹切削等工艺于一体，有立式加工中心、卧式加工中心、龙门式加工中心、复合加工中心等。加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。加工中心的加工工艺范围如下4图所示。加工中心的铣削加工图加工中心的钻削加工图加工中心的螺纹加工图（二）适用于数控铣床及加工中心的加工种类1.平面轮廓加工需要两轴联动的数控铣床。平面轮廓加工2.槽加工需要两轴联动的数控铣床。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加工中心以及球头铣刀。空间曲面零件加工4.孔系加工孔系加工（三）数控铣床编程原点的选择铣削的编程原点，在X、Y向零点一般可选在设计基准或工艺基准的端面或孔的中心线上，对于有对称部分的工件，可以选在对称面上，以便用镜像等指令来简化编程。Z向的编程原点，习惯选在工件上表面，这样当刀具切入工件后Z向尺寸字均为负值。二、数控铣床及加工中心的常用指令（一）快速定位和直线进给1.快速定位G00XYZ注意：G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。2.直线进给运动G01XYZF（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为圆心位置，其值为从圆弧始点向圆心看时，带正负的距离，以增量方式指定。R为圆弧半径。顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。G03G02G03G02G02G03G19G18G17XYZG19YZXG17G18R表示法：用半径R带有符号的数值来表示：θAB≤180°：R＞0R100；θBA≥180°：R＜0R-100整圆时只可用IJK不可用RI0、J0、K0可省略；I、J、K与X、Y、Z一一对应，否则会报警；I、J、K和R同时指定时，优先执行R.I、J、K被忽略；θABΘABABR100说明：G00,G01,G02,G03是同组续效指令。本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不写。1、圆弧a(180°以下）：G90时：G54G90G02X0Y30.0R30.0F100;G91时：G91G02X30.0Y30.0R30.0F100;2、圆弧b(180°以上）：G90时：G54G90G02X0Y30.0R-30.0F100;G91时：G91G02X30.0Y30.0R-30.0F100;OXY终点始点abR表示法程序1、从A点顺时针一周时：G90时：G54G90G02（X30.0Y0）I-30.0（J0）F100；G91时：G91G02（X0Y0）I-30.0（J0）F100；2、从B点逆时针一周时：G90时：G54G90G03（X0Y-30.0）I0J30.0F100；G91时：G91G03（X0Y0）I0J30.0F100；整圆切削程序OXYABG04暂停指令功能：可使刀具作短时的无进给运动•编程格式：G04X____或G04P____•其中：X,P其后的数值表示暂停的时间，单位为s、ms或者是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。•用途：用于车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工用作时间匹配，对于那些动作较长或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。例1用数控铣床加工图中所示的轮廓ABCDEA。分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序(忽略深度)。A10101010①O工O机YYXXB②CR103040O1O2DR1030③④E20⑤⑥⑦机床原点，起刀点编程原点例1图1.绝对坐标程序G92X-10Y-10N01G90G17G00X10Y10LFN02G01X30F100LFN03G03X40Y20I0J10LFN04G02X30Y30I0J10LFN05G01X10Y20LFN06Y10LFN07G00X-10Y-10M02LFG92X-10Y-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例1图2.相对坐标程序N01G91G17G00X20Y20LFN02G01X20F100LFN03G03X10Y10I0J10LFN04G02X-10Y10I0J10LFN05G01X-20Y-10LFN06Y-10LFN07G00X-20Y-20M02LFA10101010①O工O机YYXXB②CR103040O1O2DR1030③④E20⑤⑥⑦（三）刀具半径补偿指令数控程序是按刀具的中心编制的，在进行零件轮廓加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓通常应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。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。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。刀具左补偿3）可以使粗加工的程序简化。刀具右补偿刀具半径补偿功能的作用：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）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化，也不必重新编程，只须修改相应的偏置参数即可。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，D加数值是刀补号；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。刀具半径补偿用法之一由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，要为后续加工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。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。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，控制系统要连续读人两段平面位移指令，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。注意：按绝对方式编程程序02（OFFSETABS）N1G54G90G17G00S300M03；N2G41X20.0Y10.0D01；N3G01Y50.0F100；N4X50.0；N5Y20.0；N6X10.0；N7G00G40X0Y0M05；N8M30；刀具补偿的动作及实例OOON71020304050N2与D01对应的补偿量acbdN4N5N6N3ABCY1020304050快速进给切削进给编程路径刀补动作X03（OFFSETZ-NG）N1G91G17G00S300M03；N2G41X20.0Y10.0D01；N4Z-98.0；N5G01Z-12.0F100；N6Y40.0；N7X30.0；N8Y-30.0；N9X-40.0；N10G00Z110.0M05；N11G40X-10.0Y-20.0；N12M30；刀具半径补偿（过切）OOO1020304050N2P1AbY1020304050进刀超差XaN6过切04（OFFSETZ-OK）N1G91G17G00S300M03；N2G41X20.0Y9.0D01；N3Y1.0;N4Z-98.0；N5G01Z-12.0F100；N6Y40.0；N7X30.0；N8Y-30.0；N9X-40.0;N10G00Z110.0M05；N11G40X-10.0Y-20.0；N12M30；刀具半径补偿实例消除超差的方法例2图中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5mm的工件。YX40-4080-80-20R40O-40例2图编程如下：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；慢速工进至切削深度N06G41D01X40．F150；至此切削点进入刀具半径补偿状态YX40-4080-80-20R40O-40例2图N07X-80．；直线进给N08Y-20．；直线进给N09G02X-40．Y20．R40．F100；顺时针圆弧减速进给N010G03X20．Y80．R60．；逆时针圆弧减速进给N011G01X40．F150；直线加速进给N012Y-45．；直线进给YX40-4080-80-20R40O-40例2图YX40-4080-80-20R40O-40例2图N013M09M05；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指令，在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。加工时，用MDI方式输入刀具的长度尺寸，即可正确加工。当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具。刀具长度补偿可使刀具在Z方向上的实际位移量大于或小于程序给定值，即实际位移量=程序给定值±补偿值，其中程序给定值和补偿值都可正可负。G43：刀具长度正补偿及H代码；G43Z_H_即将Z坐标给定值与H代码中长度补偿的量相加（＋），按其结果进行Z轴运动。G44：刀具长度负补偿及H代码；G44Z_H_即将Z坐标给定值与H中长度补偿的量相减（－），按其结果进行Z轴运动。G49或G40取消刀具长度补偿。刀具长度补偿设定各种不同的刀柄例3铣如图所示的三条槽，槽深均为2mm，试用刀具补偿指令编程。选择8铣刀为1号，刀具长度补偿设为0，6铣刀为2号，刀具长度补偿为2mm。2080100204060100XYO866OEBCADXZY刀具长度补偿O1000N001G54G00X20Y20Z2T01；01号刀至A点N002S1500M03；主轴正转1500r/minN003G01Z-2F150；刀具Z向至槽底X80；铣槽N004G00Z100；刀具上提100mmX20Y40M05；刀具移至B点2080100204060100XYO866OEBCADXZY刀具长度补偿图2080100204060100XYO866OEBCADXZY刀具长度补偿N005M06T02；换02号刀N006S1500M03；主轴正转1500r/minN007G43G01H01Z2F400；刀具长度补偿2mm，移至C点N008Z-2F150；Z向进刀至槽底X80；X向进给槽长N009G00Z2；抬刀2080100204060100XYO866OEBCADXZY刀具长度补偿N0010G00X20Y60；刀具移至D点N0011G01Z-2F150；Z向进刀至槽底N0012X80；X向进给槽长N0013G00Z100；抬刀N0014G49（G40）X20Y20；取消刀具补偿，移至E点N0015M02；程序结束例4编制如图所示零件的程序，零件上4个方槽的尺寸、形状相同，槽深2mm，槽宽10.2mm，未注圆角半径为R5，设起刀点为(0,0,200)。Y3050205018015302030110例4图XOXYZOY30502050180153020