《数控编程基础》PPT课件

第章数控编程基础第4章数控编程基础4.1数控铣床编程4.2加工中心编程4.3数控铣削、加工中心编程综合应用小结思考与练习题第章数控编程基础4.1数控铣床编程4.1.1数控铣床概述数控铣床(加工中心)主要能铣削平面、沟槽和曲面，还能加工复杂的型腔和凸台，可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。数控铣床(加工中心)主轴安装铣削刀具，在加工程序控制下，安装工件的工作台沿着X、Y、Z三根坐标轴的方向运动，通过不断改变铣削刀具与工件之间的相对位置，可加工出符合图纸要求的工件。数控铣床(加工中心)配置的数控系统不同，使用的指令在定义和功能上有一定的差异，但其基本功能和编程方法还是相同的。加工中心与数控铣床的不同之处在于加工中心配备了刀库与自动换刀装置，可实现自动换刀。第章数控编程基础1．数控铣床的分类1)根据主轴位置布置分类根据主轴位置布置的不同，数控铣床可分为立式数控铣床(如图4.1所示)和卧式数控铣床(如图4.2所示)等。第章数控编程基础图4.1立式数控铣床第章数控编程基础图4.2卧式数控铣床第章数控编程基础2)按系统功能分类按系统功能的不同，数控铣床可分为经济型数控铣床(如图4.3所示)、全功能数控铣床(如图4.4所示)、高速数控铣床(如图4.5所示)和龙门数控铣床(如图4.6所示)等。第章数控编程基础图4.3经济型数控铣床第章数控编程基础图4.4全功能数控铣床第章数控编程基础图4.5高速数控铣床第章数控编程基础图4.6龙门数控铣床第章数控编程基础2．数控铣床的主要功能数控铣床主要有以下功能：(1)平面直线插补功能(如图4.7所示)。(2)空间直线插补功能(如图4.8所示)。(3)平面圆弧插补功能(如图4.9所示)。(4)逼近圆弧插补功能(如图4.10所示)。第章数控编程基础图4.7平面直线插补第章数控编程基础图4.8空间直线插补第章数控编程基础图4.9平面圆弧插补第章数控编程基础图4.10逼近圆弧插补第章数控编程基础(5)孔加工固定循环功能(如图4.11所示)。图4.11孔加工固定循环第章数控编程基础4.1.2数控铣床坐标系的设定1．机床坐标系机床坐标系X、Y、Z是生产厂家在机床上设定的坐标系，其原点是机床上的一个固定点，作为数控机床运动部件的运动参考点。第章数控编程基础2．工件坐标系设定工件坐标系的目的是为了方便编程。设置工件坐标系原点的原则是尽可能选择在工件的设计基准和工艺基准上，工件坐标系的坐标轴方向与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。编程时，刀具轨迹相对于工件坐标系原点运动。工件坐标系的原点称为编程原点。第章数控编程基础3．加工坐标系确定以加工原点为基准所建立的坐标系称为加工坐标系。加工原点也称程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。加工时，程序控制刀具相对于加工原点而运动。设置加工坐标系的目的是将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定。图4.12所示为机床坐标系与工件坐标系的关系。第章数控编程基础图4.12机床坐标系与工件坐标系的关系第章数控编程基础4．设置加工坐标系指令G92编程格式：G92X__Y__Z__；G92指令是将加工原点设定在相对于刀具起点的某一空间点上。例4.1程序格式为G92X20Y10Z10；其确立的加工原点在距离刀具起点X＝－20，Y＝－10，Z＝－10的位置上，如图4.13所示。每次执行程序时应将刀尖停在加工坐标系X＝＋20，Y＝＋10，Z＝＋10的位置上。第章数控编程基础图4.13设置加工坐标系指令G92第章数控编程基础5．选择机床坐标系指令G53编程格式：G53G90X__Y__Z__；G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，其中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4.2程序格式为G53G90X－100Y－100Z－20；则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图4.14所示。第章数控编程基础图4.14选择机床坐标系指令G53第章数控编程基础6．选择1～6号加工坐标系指令G54～G59G54～G59指令可以分别用来选择相应的加工坐标系。编程格式：G54G90G00(G01)X__Y__Z__(F__)；该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。1～6号加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。第章数控编程基础例4.3在图4.15中，用CRT/MDI在参数设置方式下设置了两个加工坐标系：G54(X－50Y－50Z－10)G55(X－100Y－100Z－20)这时，建立了原点在O′的G54加工坐标系和原点在O″的G55加工坐标系。若执行下述程序段：G53G90X0Y0Z0；G54G90G01X50Y0Z0F100；G55G90G01X100Y0Z0F100；则刀尖点的运动轨迹如图4.15中的OAB所示。第章数控编程基础图4.15用CRT/MDI在参数设置方式下设置的两个加工坐标系第章数控编程基础7．注意事项1) G54与G55～G59的区别利用G54与利用G55～G59设置加工坐标系的方法是一样的，但在实际情况下，机床厂家为了用户的不同需要，在使用中有以下区别：在利用G54设置机床原点的情况下，进行返回参考点操作时，机床坐标值显示为G54的设定值，且符号均为正；在利用G55～G59设置加工坐标系的情况下，进行返回参考点操作时，机床坐标值显示零值。第章数控编程基础2) G92与G54～G59的区别G92指令与G54～G59指令都是用于设定工件加工坐标系的，但在使用中是有区别的。G92指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的。它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。G54～G59指令是通过MDI在设置参数方式下设定工件加工坐标系的，一旦设定，加工原点在机床坐标系中的位置是不变的。它与刀具的当前位置无关，除非再通过MDI方式修改。第章数控编程基础3)常见错误当执行程序段“G92X10Y10”；时，常会认为是刀具在运行程序后到达X＝10，Y＝10的点上。其实，G92指令程序段只是设定加工坐标系，并不产生任何动作，这时刀具已在加工坐标系中X＝10，Y＝10的点上。G54～G59指令程序段可以和G00、G01指令组合，如“G54G90G01X10Y10；”，运动部件在选定的加工坐标系中进行移动。程序段运行后，无论刀具当前点在何处，它都会移动到加工坐标系中X＝10，Y＝10的点上。第章数控编程基础4.1.3数控铣床和加工中心程序中用到的各功能字(FANUC0i系统)1．G功能(准备功能)编程格式：G××格式中，××表示2位数。数控铣床和加工中心程序中常用的G功能指令代码如表4-1所示。第章数控编程基础表4-1数控铣床和加工中心程序中常用的G功能指令代码指令代码组意义指令代码组意义指令代码组意义#G00快速点定位#G40刀径补偿取消G74攻左旋螺纹固定循环G01直线插补G41刀径左补偿G7609精镗固定循环G02顺圆插补G4207刀径右补偿#G80固定循环取消G0301逆圆插补G43刀长正补偿G81钻削固定循环G0400暂停G44刀长负补偿G82钻削固定循环、沉孔G15取消极轴指令#G4908刀长补偿取消G83深孔钻固定循环G1617极坐标指令#G50缩放关G84攻右旋螺纹固定循环#G17XY加工平面G5111缩放开G85镗削固定循环G18ZX加工平面G52局部坐标系设定G87反镗削固定循环G1902YZ加工平面G5300机床坐标系编程G8809镗削固定循环第章数控编程基础#G90绝对坐标编程G20英制单位#G54－G5914工件坐标系1－6选择G9103增量坐标编程#G2108米制单位G68坐标旋转G9200工件坐标系的变更G28回参考点G6916取消坐标轴旋转#G98回初始平面G2900参考点返回G7309高速深孔钻固定循环G9910回R参考平面第章数控编程基础2．M功能(辅助功能)编程格式：M××格式中，××表示2位数。辅助功能代码主要用于控制机床的辅助设备，如主轴、刀架和冷却泵的工作，由电器的通电与断电来实现其控制过程。数控铣床和加工中心程序中常用的M指令代码如表4-2所示。第章数控编程基础表4-2数控铣床和加工中心程序中常用的M指令代码M代码说明M00停止程序运行M01选择性停止M02程序结束M03主轴正转M04主轴反转(CCW)M05主轴停M08切削液开M09切削液关M30程序结束并返回程序开头M98子程序调用M99子程序结束第章数控编程基础3．F、S、T功能1) F功能编程格式：F__；F功能用于控制刀具相对于工件的进给速度。速度指令范围为F0～F24000，采用直接数值指定法，可由G94、G95分别指定F的单位是mm/min还是mm/r。注意：实际进给速度还受操作面板上进给速度修调倍率的控制。F表示主轴每转进给量，单位为mm/r；也可以表示进给速度，单位为mm/min。其量纲通过G(G95、G94)指令设定。第章数控编程基础2) S功能编程格式：S__；S功能用于控制带动刀具旋转的主轴的转速，其后可跟5位数。主轴转速指令S表示主轴转速，单位为r/min；也可以表示切削速度，单位为m/min。其量纲通过G(G96、G97)指令设定。3) T功能编程格式：T__；T表示刀具地址符。可通过刀具补偿号调用刀具数据库内的刀具补偿参数。第章数控编程基础4.1.4数控铣床加工常用编程指令1．G90和G91编程格式：G90；G91；说明：(1)G90指令用于建立绝对坐标输入方式，移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示刀具离开工件坐标系原点的距离。(2)G91指令用于建立增量坐标输入方式，移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示刀具离开当前点的坐标增量。第章数控编程基础2.快速点定位G00编程格式：G00X__Y__Z__；说明：(1)刀具以各轴内定的速度由起点(当前点)快速移动到目标点。(2)刀具运动轨迹与各轴快速移动速度有关。(3)刀具在起点开始加速至预定的速度，到达目标点前减速定位。例4.4如图4.16所示，刀具从A点快速移动至C点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。第章数控编程基础图4.16快速点定位第章数控编程基础绝对坐标编程：G92X0Y0Z0；设工件坐标系原点、换刀点O与机床坐标系原点重合G90G00X15Y-40；刀具快速移动至Op点G92X0Y0；重新设定工件坐标系，换刀点Op与工件坐标系原点重合G00X20Y10；刀具快速移动至A点定位X60Y30；刀具从起点A快移至终点C第章数控编程基础增量坐标编程：G92X0Y0Z0；G91G00X15Y-40；G92X0Y0；G00X20Y10；X40Y20；在上例中，刀具从A点移动至C点，若机床内定的X轴和Y轴的快速移动速度是相等的，则刀具实际运动轨迹为一折线，即刀具从起点A按X轴与Y轴的合成速度移动至点B，然后再沿X轴移动至终点C。第章数控编程基础3.直线插补G01编程格式：G01X__Y__Z__F__；说明：(1)刀具按照F指令所规定的进给速度直线插补至目标点。(2) F代码是模态代码，在没有新的F代码替代前一直有效。(3)各轴实际的进给速度是F速度在该轴方向上的投影分量。(4)用G90或G91可以分别按绝对坐标方式或增量坐标方式编程。第章数控编程基础例4.5如图4.17所示，刀具从A点直线插补至B点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。G90G01X60Y30F200；或G91G01X40Y20F200；第章数控编程基础图4.17直线插补第章数控编程基础4.插补平面选择G17、G18、G19编程格式：G17__；G18__；G19__；说明：(1) G17表示选择XY平面。(2) G18表示选择ZX平面。(3) G19表示选择YZ平面。第章数控编程基础5．圆弧插补G02、G03G02指令表示顺时针圆弧插补；G03指令表示逆时针圆弧插补。1) XY平面圆弧插补指令(如图4.18所示)编程格式：G17G02(G03)X__Y__R__F__；或G17G02(G03)X_