模块二任务八-(2)

《模块二数控铣床（加工中心）加工工艺编程与实施》任务八铣削综合零件工艺设计、编程与实施shukong数控专业学习目标1.掌握数控铣削综合零件的工艺知识；2.掌握G15、G16、G50、G51、G52、G68、G69等指令的编程格式及应用；3.掌握数控铣削综合零件程序编制方法；4.通过综合零件的程序编制，具备编制综合零件数控加工程序的能力；5.能正确运用数控系统仿真软件，校验编写的零件数控加工程序，并虚拟加工零件。学习目标情境一比例缩放一、比例缩放指令格式指令格式G51I_J_K_P_；指令示例G51I0J10.0P2000；在G51后，运动指令的坐标值以（X，Y，Z）为缩放中心，按P规定的缩放比例进行计算，如图2-113所示。在有刀具补偿的情况下，先进行缩放，然后才进行刀具半径补偿、刀具长度补偿。情境一比例缩放情境一比例缩放P为进行缩放的比例系数,不能用小数点来指定该值，“P2000”表示缩放比例为2倍。指令格式G51X_Y_Z_P_；指令示例G51X10.0Y20.0P1500；X、Y、Z该参数与上一格式中的I、J、K参数作用相同，由于系统不同，书写格式不同。指令格式G51X_Y_Z_I_J_K_；指令示例G51X10.0Y20.0Z0I1.5J2.0K1.0；情境一比例缩放二、比例缩放编程实例例2-21如图2-114所示，将外轮廓轨迹ABCDE以原点为中心在XY平面内进行等比例缩放，缩放比例为2.0，试编写其加工程序。情境一比例缩放情境一比例缩放情境一比例缩放例2-22如图2-115所示，将外轮廓轨迹ABCD以（－40，－20）为中心在XY平面内进行不等比例缩放，X方向的缩放比例为1.5，Y向的缩放比例为2.0，试编写其加工程序。情境一比例缩放情境一比例缩放三、比例缩放编程说明1.比例缩放中的刀具半径补偿问题指令示例G51X_Y_Z_P_；G41G01……D01F100；在执行该程序段过程中，机床能正确运行，而如果执行如下程序则会产生机床报警。G41G01……D01F100；G51X_Y_Z_P_；情境一比例缩放2.比例缩放中的圆弧插补情境一比例缩放情境一比例缩放情境一比例缩放3.比例缩放中的注意事项（1）比例缩放的简化形式。如将比例缩放程序“G51X_Y_Z_P_；”或“G51X_Y_Z_I_J_K_；”简写成“G51；”，则缩放比例由机床系统参数决定，具体值请查阅机床有关参数表，而缩放中心则指刀具刀位点的当前所处位置。（2）比例缩放对固定循环中Q值与d值无效。在比例缩放过程中，有时不希望进行Z轴方向的比例缩放。这时，可修改系统参数，以禁止在Z轴方向上进行比例缩放。情境一比例缩放（3）比例缩放对工件坐标系零点偏移值和刀具补偿值无效。（4）在缩放状态下，不能指定返回参考点的G指令（G27～G30），也不能指定坐标系设定指令（G54～G59，G92）。若一定要指令这些G代码，应在取消缩放功能后指定。（5）比例缩放功能不能缩放偏置量。例如，刀具半径补偿量、刀具长度补偿量等。如图2-118所示，图形缩放后，刀具半径补偿量不变。情境一比例缩放情境二可编程镜像一、镜像指令指令格式一G17G51.1X_Y_；G50.1；X、Y用于指定对称轴或对称点。当G51.1指令后仅有一个坐标字时，该镜像是以某一坐标轴为镜像轴；G50.1表示取消镜像。指令示例G51.1X10.0；当G51.1指令中同时有X和Y坐标字时，表示该镜像是以某一点作为对称点进行镜像。例如以点（10，10）作为对称点的镜像指令如下。指令示例G51.1X10.0Y10.0；情境二可编程镜像指令格式二G17G51X_Y_I_J_；G50；使用这种格式时，指令中的I、J值一定是负值，如果其值为正值，则该指令变成了缩放指令。另外，如果I、J值虽是负值但不等于－1，则执行该指令时，既进行镜像又进行缩放。指令示例G17G51X10.0Y10.0I－1.0J－1.0；执行该指令时，程序以坐标点（10.0，10.0）进行镜像，不进行缩放。指令示例G17G51X10.0Y10.0I－2.0J－1.5；情境二可编程镜像二、镜像编程实例例2-24试用镜像指令编写图2-119所示轨迹程序（切深5mm）。情境二可编程镜像情境二可编程镜像情境二可编程镜像例2-25试编写如图2-120所示的镜像与缩放程序，镜像与缩放点为（20，20），X轴方向的缩放比例为2.0，Y轴方向的缩放比例为1.5。情境二可编程镜像情境二可编程镜像三、镜像编程的说明（1）在指定平面内执行镜像指令时，如果程序中有圆弧指令，则圆弧的旋转方向相反，即G02变成G03，相应地，G03变成G02。（2）在指定平面内执行镜像指令时，如果程序中有刀具半径补偿指令，则刀具半径补偿的偏置方向相反，即G41变成G42，相应地，G42变成G41。（3）在使用镜像功能时，由于数控镗铣床的Z轴一般安装有刀具，所以Z轴一般都不进行镜像加工。情境三坐标系旋转一、旋转指令G17G68X_Y_R_；G69；G68为坐标系旋转生效指令；G69为坐标系旋转取消指令；X、Y用于指定坐标系旋转的中心；R用于指定坐标系旋转的角度，该角度一般取0°～360°的正值。旋转角度的零度方向为第一坐标轴的正方向，逆时针方向为角度方向的正方向。不足1°的角度以小数点表示，如10°54′用10.9°表示。指令示例G68X30.0Y50.0R45.0；该指令表示坐标系以坐标点（30，50）作为旋转中心，逆时针旋转45°。情境三坐标系旋转二、坐标系旋转编程实例例2-27如图2-122中的外形轮廓B，是由外形轮廓A绕坐标点M（－30，0）旋转80°所得，试编写轮廓B的加工程序。情境三坐标系旋转情境三坐标系旋转（1）在坐标系旋转取消指令G69以后的第一个移动指令必须用绝对值指令。如果采用增量值指令，则不执行正确的移动。（2）CNC数据处理的顺序是从程序镜像到比例缩放到坐标系旋转到刀具半径补偿C方式。所以在指定这些指令时应按顺序指定，取消时，按相反顺序。在旋转指令或比例缩放指令中不能指定镜像指令，但在镜像指令中可以指定比例缩放指令或坐标系旋转指令（例2-27所示）。（3）在指定平面内执行镜像指令时，如果在镜像指令中有坐标系旋转指令，则坐标系旋转方向相反。即顺时针变成逆时针，相应地，逆时针变成顺时针。三、坐标系旋转编程说明情境三坐标系旋转（4）如果坐标系旋转指令前有比例缩放指令，则坐标系旋转中心也被缩放（例2-27所示），但旋转角度不被比例缩放。（5）在坐标系旋转方式中，返回参考点指令（G27，G28，G29，G30）和改变坐标系指令（G54～G59，G92）不能指定。如果要指定其中的某一个，则必须在取消坐标系旋转指令后指定。情境四极坐标编程一、极坐标指令G16为极坐标系生效指令。G15为极坐标系取消指令。情境四极坐标编程二、指令说明1.极坐标半径当使用G17、G18、G19选择好加工平面后，用所选平面的第一轴地址来指定极坐标半径，该值为用正值表示。2.极坐标角度用所选平面的第二坐标地址来指定极坐标角度，极坐标的零度方向为第一坐标轴的正方向，逆时针方向为角度方向的正向。如图2-125所示A点与B点的坐标，采用极坐标方式可描述如下。情境四极坐标编程情境四极坐标编程情境四极坐标编程三、极坐标系原点（1）以工件坐标系原点作为极坐标系原点。当以工件坐标系原点作为极坐标系原点时，用绝对值编程方式来指定，如程序段“G90G17G16；”。极坐标半径值是指程序段终点坐标到工件坐标系原点的距离，极坐标角度是指程序段终点坐标与工件坐标系原点的连线与X轴的夹角，如图2-126所示。（2）以刀具当前点作为极坐标系原点。当以刀具当前位置作为极坐标系原点时，用增量值编程方式来指定，如程序段“G91G17G16；”。极坐标半径值是指程序段终点坐标到刀具当前位置的距离，角度值是指前一坐标原点与当前极坐标系原点的连线与当前轨迹的夹角。情境四极坐标编程四、极坐标的应用实例采用极坐标系编程，可以大大减少编程时的计算工作量。因此，在数控铣床（加工中心）的编程中得到广泛应用。通常情况下，图纸尺寸以半径与角度形式标示的零件（如图2-128所示正多边形外形）以及圆周分布的孔类零件（如图2-129所示法兰类零件），采用极坐标编程较为合适。情境四极坐标编程情境四极坐标编程情境四极坐标编程例2-30试用极坐标系编程方式编写如图2-128所示正六边形外形铣削的刀具轨迹，Z向切削深度为5mm。情境四极坐标编程情境四极坐标编程情境五局部坐标系编程一、指令格式G52X_Y_Z_；G52X0Y0Z0；情境五局部坐标系编程二、指令说明G52设定局部坐标系，该坐标系的参考基准是当前设定的有效工件坐标系原点，即使用G54～G59设定的工件坐标系。X、Y、Z是指局部坐标系的原点在原工作坐标系中的位置，该值用绝对坐标值加以指定。“G52X0Y0Z0；”表示取消局部坐标，其实质是将局部坐标系仍设定在原工件坐标系原点处。指令示例G54；G52X20.0Y10.0；如图2-130所示，设定一个新的工件坐标系，该坐标系位于原工件坐标系XY平面的（20.0，10.0）位置。情境五局部坐标系编程情境五局部坐标系编程三、编程实例例2-32试用局部坐标系及子程序调用指令来编写如图2-131所示工件的加工程序，该轮廓形状的加工子程序为O2000。情境五局部坐标系编程情境五局部坐标系编程例2-33如图2-132所示，刀具以A→B→C路线运动，刀具起点在（20，20，0）处，可编程如下。情境五局部坐标系编程情境五局部坐标系编程