数控铣床编程与操作.pdf

二数控铳床编程与操作一、安全教育二、概述2.1 数控机床的组成及主要特点2.2 数控铳床的工作原理2.3 数控铳床的运动方式2.4 数控铳床分类2.5 数控铳床的主要功能传一9宓2.6 数控铳床的主要加工对象W主页31目录】（上二页“_ _ _/、_ J X,_ _Z、工一页1 X_ _ _Z、星退）退出数控铳床编程与操作三、数控编程基础3.1 程序编制的基础3.2 数控编程的几何基础 四、数控铳床编程4.1 程序的结构与格式4.2 常用指令五、作业5.1作业1数控铳床编程与操作一、安全教育 一R实训时须穿符合安全要求的衣着，女生要戴安全帽，长辫要盘起力罄生操件机去！亶套指曼老师的监督下，实行“一人一机上机 操作”制，其他人在旁观看。J3机床的设定参数不许随意改动，否则可能发生危险或机床损坏。R程序输入数控系统后，必须经过程序的试运行（如有模拟功能，卷进食罂想加工小 试电削阶段三确堡程序涯够无送，工艺系统 各环韦无相互干涉（如麻刀）现象，方可正式贫荷加工。N机床运行时不要把身体靠在机床上。J3在加工过程中，操作者不能离岗或远离机床。N不要把工具和量具放在移动的工件或部件上。N注意工害要箜机睨崇全停止运转并清除干净工件和刀具上的切屑 和异物后，方可装夹或曲下工行。一主 页/（目 录】（上一页；，下一页；（后退/，退 出/数控铳床编程与操作2.1 数控机床的组成及主要特点、目前数控机床一般都采用计算机数控系统(ComputerNumerical Control 简称CNC)。数控机床由程序、输入装置、数控装置(CNC)、伺服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成o机床主运动 承淑 丰蒯动作车触控 强题制)装置伺服驱动 及位置检测数控装置c HC输入装置程序数控机床的主要特点是输入存储、数控加工、以及机床各种控制功能都通过程序来实现。插补运算工n(后退页1，目 录jQ aj j数控铳床编程与操作2.2 数控机床的工作原理一、数控机床进行加工，首先必须将工件的几何数据和工艺数 据等加工信息按规定的代码和格式编制成数控加工程序，并用 适当的方法将加工程序输入数控系统。数控系统对输入的加工 程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。最基本的信息和指令包括：各坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移量等。计 算 机 数加伺服驱动 系统机辅助控制 装置工数控铳床编程与操作2.3 数控铳床的运动方式、Ji数控车床与数控铳床的运动方式A数控车床：工件旋转，刀具相对移动 镭A数控铳床：刀具旋转，工件相对移动 璃数控编程的原则虽然数控车床和数控铳床的运动配置有不同的 形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，但编写程序时，均采用假设工件不动，刀具相数控铳床编程与操作2.4数控铳床分类J3按主轴布置分可分为A立式数控铳床这类铳床的主轴与工作台的台面相垂直图1卧式数控铳床这类铳床的主轴与工作台的台面相平行图2A立卧两用数控铳床由于这类铳床的主轴方向可以更换，能达到在一台机床 上既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工。数控铳床编程与操作J3按铳床构造可分为工作台升降式数控铳床这类数控铳床采用工作台移动、升降，而主轴不动的方式。小型数控铳 床一般采用此种方式。主轴头升降式数控铳床这类数控铳床采用工作台纵向和横向移动，且主轴沿垂向溜板上下运动;主轴头升降式数控铳床在精度保持、承载重量、系统构成等方面具有很多优 点，已成为数控铳床的主流。龙门式数控铳床这类数控铳床主轴可以在龙门架的横向与垂向溜板上运动，而龙门架则 沿床身作纵向运动。大型数控铳床，因要考虑到扩大行程，缩小占地面积及数控铳床编程与操作2.5 数控铳床的主要功能、各种类型数控铳床所配置的数控系统虽然各 有不同，但各种数控系统的功能，除一些特殊功 能不尽相同外，其主要功能基本相同。J3点位控制功能此功能可以实现对相互位置精度要求很高的 孔系加工。此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非J3连续轮廓控制功能数控铳床编程与操作N刀具半径补偿功能 一此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程，而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸，从而减少编 程时的复杂数值计算。N刀具长度补偿功能此功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工 中对刀具长度尺寸调整的要求。N比例及镜像加工功能比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变 坐标值来执行。镜像加工又称轴对称加工，如果一 个零件的形状关于坐标轴对称，那么只要编出一个 或两个象限的程序，而其余象限的轮廓就可以通过 镜像加工来实现。主 页XC目 录，上二页工厂下一页后 退数控铳床编程与操作R 旋转功能该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋 转任意角度来执行。N子程序调用功能有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，将这一轮廓形状的加工程序作为子程序，在需要的位置上重复调用，就可以完成对 该零件的加工。N宏程序功能该功能可用一个总指令代表实现某一功能的 一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具 灵活性和方便性。静主页觥目录（上二页1下一页后退厂氤亩1数控铳床编程与操作2.6 数控铳床主要加工对象A平面轮廓加工 了挖槽加工5iA孔系加工A空间曲面类零件加工L主一目 录 后/x._ y x._ _ _/、数控铳床编程与操作3.1 程序编制的基础J3程序编制的基本概念从零件图纸到编制零件加工程序的全 部过程，称为程序编制。程序编制分为手工和自动编程两种。手工编程的步骤：数控铁床编程与操作零件图纸确定工艺过程计算加工轨迹和尺寸编制程序单校 核程序校检和试切VN手工编程过程的框图上一页）下一页、）；、_Z X,_ _/J _/、_ _/、_ _ _/_/数控铳床编程与操作计算机自动编程自动编程是指在编程过程中，除了 分析零件图样和制定工艺方案由人工进 行外，其余工作均由计算机辅助完成。数控铳床编程与操作J3数控加工工序的划分原则:先面后孔的原则刀具集中的原则A粗、精分开的原则A按部位分序的原则数控铳床编程与操作3.2 数控编程的儿何基础、了说明在这一部分中，我们将以KV650立式数控铳 床为基础，介绍数控铳床程序编制的基本方法。KV650立式数控铳床所配置的是FANUC Oi-MB 数控系统。该系统的主要特点是：轴控制功能强，其基本可控制轴数为X、Y、Z三轴，扩展后可联动控制轴数为四轴；编程代码通用性强，编程方便，可靠性高。主 页/（目 录】（一上一页:，下一页;（后 退/，退 出/数控铳床编程与操作机床坐标系A定义为了确定机床上运动部件的运动方向和移动 距离，需要在机床上建立一个坐标系，这个坐标 系就叫做机床坐标系。标准的数控机床坐标系是一个右手笛卡尔直 角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、Co数控铳床编程与操作+V+Y右手笛卡尔直角坐标系（主方/格式：N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_机能1地址码1_鲍_程序号 顺序号 准备机能O N G程序编号 顺序编号 机床动作方式指令坐标指令X,Y,Z R I,J,K坐标轴移动指令 圆弧半径 圆弧中心坐标进给机能 主轴机能 刀具机能F S T进给速度指令 主轴转速指令 刀具编号指令辅助机能M接通、断开、启动、停止指令_公/Ki短J上一页;IUf五rJ厂后 右hT；|X._ _/J/X_/_ _ J _ _Z数控铳床编程与操作这种格式的特点：分程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始，其 后再跟符号和数字。今指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任 意顺序的书写。少在同一段中可以指定多个同一类地址码。但在同一段 中若指定同一组地址码超过一个时，该组多个地址码 只有最后指定的有效。多不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略 不写。因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于 检查等优点。1主页）（目录），上一页,，下一页；（后退/，退出,数控铳床编程与操作4.2 常用指令J3基本指令AG指令准备功能指令今是使CNC机床准备好某种运动方式的指令”分为模态指令和非模态指令。“模态指令表示在程序中一经被应用，直到出现同 组其它任一G指令时才失效。否则该指令继续有 效，直到被同组指令取代为止。今非模态指令只在本程序段中有效。今组成：G后带二位数字，从G00到G99共100种数控铳床编程与操作AM指令辅助功能指令、今 作用：用于控制CNC机床开关量，如主轴正反转、冷却液 的开停、工件的夹紧松开等。今 组成：M后带二位数字组成。F指令进给速度指令今F后跟的数字是进给速度的大小，如F100表示进给速度为 100mm/mino今 进给率F是续效代码，也是有效直到赋予新值，不需要在每 个程序段都指定。fF码指定的进给率是沿刀具轨迹测量的。今如果不指定F值，则认为进给率为零。今 在程序启动第一个GO1或G02或G03功能时，必须同时驱动 F功能。主页）目录/上一页,，下一页:（后退/，退出,数控铳床编程与操作AS指令一主轴速度功能指令 S是续效代码，S代码后的数值为主轴转速，要求为整数，如S1000表示主轴转速为1000r/min”组成：在零件加工之前一定要启动主轴运转(M03 或 M04)T指令刀具功能指令今Tim代码用于选择刀具库中的刀具，nn表示刀号数控铳床编程与操作J3常用指令辅助功能指令“M00程序暂停，可以重新按下机床面板上的循环启动按钮再执行程序今M01选择暂停，要在机床机板上按下选择暂 停按钮才有效“M02和M30程序结束，M02结束在程序末尾,M30结束后又返回程序头“M03、M04和M05主轴正转、反转和停转“M06换刀（常用于加工中心，刀库换刀）今M08、M09 冷却液开、冷却液关一,二数控铳床编程与操作“M98和M99M98主程序调用子程序M99子程序返回主程序在程序中含有某些固定顺序或重复出现的区域时，作为 子程序存入贮存器以简化程序编程子程序格式：ox X X XM99调用子程序格式：M98 PXX XXXX 子程序号 重复调用次数-一5 p为调用子程序号及重复调用次数）I 目录二页后退出.数控铳床编程与操作准备功能指令今G00快速定位（快速直线插补）G00快速定位控制机床各轴以最大速率从现在位置 移动到指令位置（不一定沿直线）。G00是模态代码。数控铳床编程与操作“G01直线插补G01直线插补程序段控制各轴以指定的进给速率沿直线方向从现在位置移动到指令位置。G01是模态代码编程格式为：G01 X_ Y_ Z_ F_数控铳床编程与操作今G02顺圆弧插补园G02圆弧插补程序段可以使机床从现在位置沿线方向，大小等于编程的进给率F。G02表示刀具沿顺顺时针弧轨迹运动到指令位置，进给速率沿圆弧的切主页】（目 录上一页J（下一页:后退；（退出）数控铳床编程与操作少G03逆圆弧插补G03圆弧插补程序段可以使机床从现在位置沿圆逆时针弧轨迹运动到指令位置，进给速率沿圆弧 的切线方向，大小等于编程的进给率F。G03表示主页】（目 录上一页J（下一页:后退；（退出）数控铳床编程与操作今说明弧插补可以用两种方式编程园G02或G03及I、J字（I、J是指圆弧起点到圆心的增量坐标）定义圆弧中心点，称为中心编程，圆弧的中 心是关键尺寸时，选用该编程方法编程格式为：G02或G03 X_ Y_ Z_ I _ J_ K_ F数控铳床编程与操作半径编程 当圆弧的半径R或终点坐标为关键尺寸时，选用该编程方法。编程格式为：G02或G03 X_ Y_ Z_ R_ F心角180。（优弧）时，R以负值表示。主页一工0录）1上工下一页，,退步1北；数控铳床编程与操作*例：如图，当圆弧A的起点为P 1,终点为P 2,则圆弧插补程序段为:G02 X321.65 Y280 140 J140 F200或：G02 X321.65 Y280 R-145.6 F200注:整圆不能用半径编程的方法一次编程实现，只能用L J编程方法。厂售页/金录上二页工厂下一页二二退）1了出:、_Z X,_ _/J _/、_ _/、_ _/_/数控铳床编程与操作今G04暂停通过G04指定暂停，使下一程序段执行延时指 定时间（单位：秒）。G04是非模态代码编程格式为：G04 X.G17/G18/G19选择平面用于圆弧插补，刀具半径补正及G码钻孔编程格式为：G17或G18或G19选择平面G17XpYp平面X轴平行于X轴Y轴平行于Y轴Z轴 平行Z轴G18ZpXp平面G19YpZp平面多页其一目一录（上二页、页更一后星丁yn数控铳床编程与操作今G92设置工件坐标系编程格式：G92 X_ Y_ Z_G92指令是将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上。若程序格式为 G92 X a Y b Z c则将加工原点设定到距刀具起始点距离为X=,Y=-b,Z=c的位 置上。例：G92 X20 Y10 Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=20,Y=-10,Z=.10的位置数控铳床编程与操作“G54/G55/G56/G57/G58/G59 选择 1 工件坐标系编程格式为：G54或G55或该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选 定的工件坐标系中的位置。G92指令与G54G59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。G54G59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 一式修改。主页/（目录】（上一页；，下一页；（后退/，退出/数控铳床编程与操作“G90/G91绝对坐标指令/增量坐标指令设定指令中的X,丫和Z坐标是绝对值还是 相对值，不论它们原来是绝对指令还是增量指 令。含有G90指令的程序块和在它以后的程序 块都由绝对指令赋值；而带G91指令及其后的 程序块都用增量指令赋值。编程格式为：G90或G91今G21/G20公制（单位：毫米）输入/英制（单位：英寸）输入编程格式为：G21或G20主 页/（目 录】（一上一页:，下一页;（后 退/，退 出/数控铳床编程与操作fG28自动返回机床原点编程格式为：G28 X_ Y_ Z由X,Y和Z设定的位置叫做中间点。机床先移动到这个点，而后回归原点。省略了中间点的轴 不移动；只有在命令里指派了中间点的轴执行其原 点返回命令。在执行原点返回命令时，每一个轴是 独立执行的，这就像快速移动命令（G00）一样；通常刀具路径不是直线。因此，要求对每一个轴设 置中间点，以免机床在原点返回时与工件碰撞等意 外发生。主页/（目录】（上一页；，下一页；（后退/，退出/数控铳床编程与操作今G16/G15 极坐标指令/取消极坐标指令编程格式为：G16或G15有时为计算坐标方便，采用极坐标编程是很方 便的。例如要铳削一个五角星，如下图。刀路为 ACEBDA,采用直角坐标计算各顶点坐标值 较为困难，而采用极坐标则较为方便。采用极坐标计算出的各点坐标如下：X30 Y18（A点，X代表极径，Y代表极角）X30 Y162（C点）X30 Y306（E点）X30 Y90（B点）X30 Y234（D点）主页（目 录上一页J（下一页:（后退；（退出）数控铳床编程与操作今G41/G42/G40刀具半径左侧补偿/刀具 半径右侧补偿/取消刀具半径补偿当处理工件（“A”）时，就像右图所示,刀具路径（“B”）是基本路径，与工件（A”）的距离至少为该刀具直径的一半。此处，路径叫做由A经R补偿的路径。因 此，刀具半径偏置功能自动地由编程给出 的路径A以及由分开设置的刀具偏置值，计算出补偿了的路径B。就是说，用户能够 根据工件形状编制加工程序，同时不必考 虑刀具半径。因此，在真正切削之前把刀 具半径设置为刀具偏置值；用户能够获得T1-刀具T2-刀具数控铳床编程与操作G40取消刀具半径补偿功能。G41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。页1 1目 录数控铳床编程与操作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。（退出）数控铳床编程与操作刀补指令的程序段格式:1)G00或G41/G42 X Y DG01 G41/G42 X_ Y_ D_ F_2)GOO G40 X_ Y_或G01 G40 X_ Y_ F_1）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；X_ Y_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X_ Y_为由刀补状态过渡到非刀补状态的 终点位置，这里的x_ Y_即为刀具中心的位置。主页）目录/上一页,，下一页:（后退/，退出,数控铳床编程与操作G43/G44/G49刀具长度正补偿/刀具长 度负补偿/取消刀具长度补偿用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。刀具长度补偿主瓦/（目录），上一页，下一页；（后退/，退出,数控铳床编程与操作编程格式为：G43 Z_ H_G44 Z HH后跟两位数指定偏置号，在每个偏置号输入需要偏置的量。a情况：设定H01=2,则G44 Z_ H01c情况:设定H01=2,贝（）G43 Z_ H02刀具长度补偿主页）（目录），上一页,，下一页；（后退/（一退出,数控铳床编程与操作“G51/G50比例缩放/取消比例缩放有些零件形状相似，但大小不同，为了避免反复编制 类似的程序段，可以用比例缩放简化偏程。例如：铳两个 大小不同的长方形，如下图：编程格式为：G51 X_ Y_ P_X_Y_为缩放中心P _缩放比例（千分之几）G50取消比例缩放p；p.i.也,1PC主页）（目录），上一页,，下一页；（后退/，退出,数控铳床编程与操作今G51.1/G50.1 镜像/取消镜像在加工某些对称图形时，为了避免反复编制类似的程序 段，缩短加工程序，可采用镜像加工功能。如下图：编程格式为：G51.1(X_)(Y_)X_/Y_为镜像轴 G50.1(X_)(Y_)取消镜像录,、上一页 J、下一页,后 退,、退 出,数控铳床编程与操作“G68/G69坐标系旋转/取消坐标系旋转G68指令可使编程图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度，如下图:编程格式为：G68 X_ Y_ R_X_Y_为坐标系旋转中心R,为坐标系旋转角度G69取消坐标系旋转主页）（目录），上一页,，下一页；（后退/，退出,数控铳床编程与操作今G73G89固定循环指令固定循环指令，用于钻孔、键孔、攻 丝等。使用一个程序段就可以完成一个孔 加工的全部动作。继续加工孔时，如果孔 加工的动作无需变更，则程序中所有模态 的数据可以不写，因此可以大大简化程序。今G99/G98固定循环返回起始点/返回 固定循环R点主 瓦某目 录Q一后JL一页后 退友至 出，数控铳床编程与操作G80取消固定循环编程格式为：G80G81 定点钻孔循环编程格式为：G99 G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ K_或G98 G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ K_X_ Y_:孔位数据z_：fb底深度（绝对坐标）R_：每次下刀点或抬刀点（绝对坐标）F_:切削进给速度K_:重复次数（如果需要的话）G98返回起始点 G99返回R点主页）目录/上一页,，下一页:（后退/，退出,数控铳床编程与操作本例用数控铳床20立铳刀(T01)及(pl6钻头(T02)加工如图所示零件，编写加工程序。毛坯尺寸为：120mm X 120mm X 20mm主程序(程序1):%01234N10G17G54G40G49G15G80G21N20G91G28Z0N30T1M6N35M01N38M08N40M03S800N50G90G43G00Z50H01N60X0Y0N70G42X75Y47D01N80Z-3N90G01X-32F300N100G03X-47Y32R15F200N110G01Y-47F300N120X47N130Y32N140G03X32Y47R15F200主页目录重下一页后退工0 出)数控铳床编程与操作N150 G01X-75F300N160 G00Z50N170 G40X0Y0N180 G16N190 X98Y225N200 Z-3N210 G01X35N220 G00Z50N230 X98Y315N240 Z-3N250 G01X35N260 G00Z50N270 G15N280 XOYON290 G42X60Y45D01N300 Z-2N310 G01X0N320 G03J-45F200N330 G01X-60F300N340 G00Z50N350 G40X0Y0N360 X60Y39N370 Z-0.5N380 G91M98P31235N390 G90 G00Z50/N395 M09数控铳床编程与操作N400M05N410G91G28Z0N420T2M6N425M01/N428M08N430M03S300N440G90G43G00Z50H02N450X0Y0N460G98G81Z-7.5R5F50N470G80/N475M09N480M5N490G28Z50N500G28X0Y0N510G49N520M30%子程序（程序2）：200000112345%ONNNNN%G01X-120F300G00Y-16G01X120G00Y-16M99主 页R否 录1上一页一页 X 后 退j出越土为在 店 2户禾21=7 母炸 http:/*人1工疏斤加1王年I F 教学管理-资源库-教学课件五作业5.1作业1数控铳床编程与操作5.2作业2用016立铳刀及016钻头加 工如图所示图形，各点坐标 如下，毛坯尺寸为：120mm X 120mm X 20mmA(45,0)B(-42.77613.971)D(-42.210,-35.261)F(-30.335,-43.067)H(21.733,-41.541)J(35.261,-42.210)L(43067,30.335)C(-43.067,-30.335)E(-35.261,-42.210)G(-21.733r41.541)1(30.335,-43.067)K(42.210,-35.261)M(42.776,-13.971)主为目录下一页后退些j数控铳床编程与操作图1立式数控铳床主页J 目录,上一页J I 下一页）后退,退出）数控铳床编程与操作图2卧式数控铳床、主 页）目 录/上一页）（下一页）1后 退）1退 出）数控铳床编程与操作图3龙门数控铳床主页一1录】（上二页*工页（后退）三出）_ _/_Z _ _/、_ J _ _Z数控铳床编程与操作图4平面轮廓加工主页X目录/上一页下一页（X._ _ _/_ J X,_ _/X,_ _/一叵.退退出/数控铳床编程与操作图5挖槽加工K主 页目 录上二页1工一页工扃 退）/每出:数控铳床编程与操作I主 页X目 录上一贝X上一页后 退）至 出二X,_ _ _Z X,_ _Z/Xs_ _/X._ J _ _Z数控铳床编程与操作