.数控加工编程基础[2]专题培训课件
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1、第四节第四节数控铣床编程基础数控铣床编程基础一、数控铣床的坐标系统一、数控铣床的坐标系统应用最广、数量最多的是立式应用最广、数量最多的是立式数控铣床。机床的数控铣床。机床的主轴轴线为主轴轴线为Z轴轴。工作坐标系的原点常选在方形工作坐标系的原点常选在方形零件的边角、对称图形的中心、零件的边角、对称图形的中心、工件曲线轮廓设计基准点等处。工件曲线轮廓设计基准点等处。二、编程基础二、编程基础二、编程基础二、编程基础nFANUC数控铣床系统的常用准备功能代码:数控铣床系统的常用准备功能代码:1准备功能准备功能G2辅助功能辅助功能M二、编程基础二、编程基础二、编程基础二、编程基础1.绝对坐标值编程绝对坐
2、标值编程格式:格式:G90X_Y_Z_;说明:说明:X X、Y Y、Z Z:目前刀具中心在工件坐标系中的位置;:目前刀具中心在工件坐标系中的位置;在此指令以后所有编入的坐标值全部以编程原点为基准;在此指令以后所有编入的坐标值全部以编程原点为基准;系统通电时机床处于系统通电时机床处于G90状态,状态,即机床默认为即机床默认为G90状态状态;该该指指令令与与G91均均可可单单独独作作为为一一句句程程序序段段,也也可可编编入入其其他他程程序序段中。段中。注意注意:1)铣床编程中增量编程不能用铣床编程中增量编程不能用U、W。2)铣床中铣床中X轴不再是直径。轴不再是直径。2.增量坐标值编程增量坐标值编程
3、格式:格式:G91说明:说明:该指令以后的坐标值都以前一个坐标位置为原点来计算。该指令以后的坐标值都以前一个坐标位置为原点来计算。n例例4-9G90与与G91状态下的编程(图状态下的编程(图4-15)在G90状态下的程序N10 G90 G00 X30.0 Y10.0;N20 X40.0 Y50.0;N30 X80.0 Y20.0;在G91状态下的程序N10 G91 G00 X30.0 Y10.;N20 X10.0 Y40.0;N30 X40.0 Y-30.0;G90可省略不写可省略不写3.3.设置工件坐标系原点设置工件坐标系原点格式:格式:G92X_Y_Z_;X、Y、Z:当前刀具位置相对于加工
4、原点位置的坐标值当前刀具位置相对于加工原点位置的坐标值。说明:说明:G92指令必须单独一个程序段指定,并放在程序的首指令必须单独一个程序段指定,并放在程序的首段。段。建立:建立:建立:建立:G92G92G92G92指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置建立坐标系。此坐标系一旦建立起来,后面的绝对值指令建立坐标系。此坐标系一旦建立起来,后面的绝对值指令建立坐标系。此坐标系一旦建立起来,后面的绝对值指令建立坐标系。此坐标系一旦建立起来,后面的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中
5、的坐标值。坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。n例例4-10将例将例4-9的工件坐标系原点设在的工件坐标系原点设在X30、Y10,在在G92状态下的等效程序。状态下的等效程序。XY(10,40)(50,10)解:N10 G92 X-30.0 Y-10.0;N20 G90 G00 X0 Y0;N30 X10.0 Y40.0;N40 X50.0 Y10.0;4.快速定位快速定位格式:格式:G00X_Y_Z_其中:其中:X、Y、Z终点坐标终点坐标。如:如:N10G00X15.0Y30.0Z10.0;N20G01Z-15.0;下刀
6、下刀N50G01X125.0Y330.0;N60G00Z10.0;抬刀抬刀5直线插补直线插补格式:格式:G01X_Y_Z_F_其中:其中:X、Y、Z终点坐标,终点坐标,F进给速度。进给速度。6圆弧插补圆弧插补1)顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补格式:格式:G02X_Y_I_J_(R_)F_;其中:其中:X、Y圆弧终点坐标,圆弧终点坐标,I、J圆心的增量坐标值,圆心的增量坐标值,R 圆弧半径,圆弧半径,F进给速度。进给速度。I、J和和R只能选择其中只能选择其中 一种。一种。当圆弧的圆心角当圆弧的圆心角180180度时,度时,R R值为正;值为正;当当圆弧的圆心角圆弧的圆心角180度时,度时,R值为负
7、。值为负。2)逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补格式:格式:G03X_Y_I_J_(R_)F_;其中:其中:X、Y圆弧终点坐标,圆弧终点坐标,I、J圆心坐标,圆心坐标,F进给速进给速度。度。n例:例:如图所示。如图所示。1).P1P2P2时时 G02 X321.65 Y280 G02 X321.65 Y280 R145.6 R145.6 F50F50;或:或:G02 X321.65 Y280.0 G02 X321.65 Y280.0 I40.0 J140.0I40.0 J140.0 F50 F50;2).P2P1P1时时 G03 X160 Y60 G03 X160 Y60 R145.6 R145.6
8、 F50F50;或:或:G03 X160 Y60 G03 X160 Y60 I-121.65 J-80I-121.65 J-80 F50 F50;7.7.F F功能功能功能功能nF-进给速度。单位为进给速度。单位为mm/r或或mm/min。nG94指令指定指令指定F的单位是:的单位是:mm/min。为系统默认。为系统默认。nG95指令指定指令指定F的单位是:的单位是:mm/r。n复习复习n数控车床的进给速度的指定:数控车床的进给速度的指定:nG98指令指定指令指定F的单位是:的单位是:mm/min。nG99指令指定指令指定F的单位是:的单位是:mm/r。为系统默认。为系统默认。8.平面选择平面
9、选择格式:格式:G17(选择选择XY平面为主平面);平面为主平面);G18(选择选择XZ平面为主平面);平面为主平面);G19(选择选择YZ平面为主平面);平面为主平面);机床默认为机床默认为G17,G17,即默认即默认XYXY平面为主平面平面为主平面.二、编程基础二、编程基础9.刀具补偿刀具补偿n刀具补偿的种类刀具补偿的种类(1 1)刀具的偏置补偿)刀具的偏置补偿)刀具的偏置补偿)刀具的偏置补偿几何位置补偿几何位置补偿n刀具几何位置补偿刀具几何位置补偿是用于补偿各刀具安装好后,其刀是用于补偿各刀具安装好后,其刀位点(如刀尖)与编程时理想刀具或基准刀具刀位点位点(如刀尖)与编程时理想刀具或基准
10、刀具刀位点的位置偏移的。的位置偏移的。n通常是在所用的多把车刀中选定一把车刀作基准车刀,通常是在所用的多把车刀中选定一把车刀作基准车刀,对刀编程主要是以该车刀为准。对刀编程主要是以该车刀为准。n补偿数据获取:补偿数据获取:(补充补充)分别测出各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离分别测出各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离X1X1,Z1Z1、X2X2,Z2 Z2、X3X3,Z3Z3若选刀具若选刀具1为对刀用的基准刀具,则各刀具的几何偏置分别为对刀用的基准刀具,则各刀具的几何偏置分别为为 XjXj ,ZjZj Xj1=0Xj1=0、Zj1=0Zj1=0 Xj2=(XXj2=(X2 2-X-X1 1)x2
11、2、Zj2=ZZj2=Z2 2-Z-Z1 1 Xj3=(XXj3=(X3 3-X-X1 1)x2、Zj3=ZZj3=Z3 3-Z-Z1 1刀具几何补偿的合成刀具几何补偿的合成(补充补充)n若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿都有若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿都有效存在时,实际几何补偿将是这两者的效存在时,实际几何补偿将是这两者的矢量和矢量和 X=Xj+Xm、Z=Zj+Zm(1 1)刀具的偏置补偿)刀具的偏置补偿)刀具的偏置补偿)刀具的偏置补偿磨损补偿磨损补偿(补充补充)n主要是针对某把车刀而言,当某把车刀批量加工一批零主要是针对某把车刀而言,当某把车刀批量加工一批零件后,刀具自然磨损后而导致
12、刀尖位置尺寸的改变,此件后,刀具自然磨损后而导致刀尖位置尺寸的改变,此即为该刀具的磨损补偿。即为该刀具的磨损补偿。n批量加工后,各把车刀都应考虑磨损补偿(包括基准车批量加工后,各把车刀都应考虑磨损补偿(包括基准车刀)刀)刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现n刀具的几何补偿是通过引用程序中使用的刀具的几何补偿是通过引用程序中使用的Txxxx指令指令来实现的。来实现的。n例如:例如:T0101;刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现n过程:过程:将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址中。将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址中。当程序执行到
13、含当程序执行到含Txxxx的程序行的内容时,即自动到刀补的程序行的内容时,即自动到刀补地址地址中提取刀偏及刀补数据。中提取刀偏及刀补数据。“Txxxx”多用于数控车床的编程。多用于数控车床的编程。驱动刀架拖板进行相应的位置调整。驱动刀架拖板进行相应的位置调整。TXX00取消几何补偿。取消几何补偿。n对于有自动换刀功能的车床来说,执行对于有自动换刀功能的车床来说,执行T指令时,将先让刀架转位,指令时,将先让刀架转位,按刀具号选择好刀具后,再调整刀架拖板位置来实施刀补。按刀具号选择好刀具后,再调整刀架拖板位置来实施刀补。(2 2)刀具半径补偿)刀具半径补偿)刀具半径补偿)刀具半径补偿刀具半径补偿的
14、目的:刀具半径补偿的目的:若车削加工使用尖角车刀,刀位点即为刀尖,其编程若车削加工使用尖角车刀,刀位点即为刀尖,其编程轨迹和实际切削轨迹完全相同。轨迹和实际切削轨迹完全相同。若使用带圆弧头车刀(精车时),在加工锥面或圆弧若使用带圆弧头车刀(精车时),在加工锥面或圆弧面时,会造成过切或少切。面时,会造成过切或少切。为了保证加工尺寸的准确性,必须考虑刀尖圆角半径为了保证加工尺寸的准确性,必须考虑刀尖圆角半径补偿以消除误差。补偿以消除误差。由于刀尖圆弧通常比较小由于刀尖圆弧通常比较小(常用常用r1.21.6mm),故粗车时可不考虑刀具半径补偿故粗车时可不考虑刀具半径补偿.(2 2)刀尖圆弧半径补偿)
15、刀尖圆弧半径补偿)刀尖圆弧半径补偿)刀尖圆弧半径补偿刀具半径补偿的方法:刀具半径补偿的方法:n人工预设刀补:人工计算刀补量进行编程。要重新计人工预设刀补:人工计算刀补量进行编程。要重新计算刀具运动轨迹的节点坐标值。算刀具运动轨迹的节点坐标值。n机床自动刀补。即用机床自动刀补。即用G41、G42指令。指令。进行刀具半径补偿实质就是:进行刀具半径补偿实质就是:将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹数据将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹数据 。n在零件轮廓铣削加工时,由于刀具半径尺寸影响,刀在零件轮廓铣削加工时,由于刀具半径尺寸影响,刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算具的中心轨迹与零件轮廓往往
16、不一致。为了避免计算刀具中心轨迹,直接按零件图样上的轮廓尺寸编程,刀具中心轨迹,直接按零件图样上的轮廓尺寸编程,数控系统提供了刀具半径补偿功能。数控系统提供了刀具半径补偿功能。机床自动刀具半径补偿机床自动刀具半径补偿当当(用圆形刀具,如铣刀、圆头车刀用圆形刀具,如铣刀、圆头车刀)编制零件加工程序编制零件加工程序时,不需要计算刀具中心运动轨迹,只按零件轮廓编时,不需要计算刀具中心运动轨迹,只按零件轮廓编程。程。使用刀具半径补偿指令。使用刀具半径补偿指令。在控制面板上手工输入刀具补偿值。在控制面板上手工输入刀具补偿值。执行刀补指令后,数控系统便能自动地计算出刀具中执行刀补指令后,数控系统便能自动地
17、计算出刀具中心轨迹,并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工心轨迹,并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离,从而加工出所要求的工件轮廓。件轮廓一个补偿距离,从而加工出所要求的工件轮廓。(2 2)刀具半径补偿)刀具半径补偿)刀具半径补偿)刀具半径补偿(P65)(P65)刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令n格式格式:nX、Z为建立或取消刀补程序段中,刀具移动的终点坐为建立或取消刀补程序段中,刀具移动的终点坐标。标。nG41/G42(建立刀补)应在(建立刀补)应在G00或或G01中建立。中建立。说明:说明:G41 刀具半径左补偿刀具半径左补偿G42 刀具半径右补偿刀具半径右补偿G40取
18、消刀具半径补偿取消刀具半径补偿例如例如:G95G41G00X250Z35F0.5;F单位单位mm/r(2 2)刀具半径补偿)刀具半径补偿)刀具半径补偿)刀具半径补偿刀具半径左补偿刀具半径左补偿刀具半径左补偿刀具半径左补偿G41G41指令指令指令指令刀具半径右补偿刀具半径右补偿刀具半径右补偿刀具半径右补偿G42G42指令指令指令指令(2)刀具半径补偿)刀具半径补偿n粗、精加工的补偿方法:设精粗、精加工的补偿方法:设精加工余量为加工余量为。先人工输入先人工输入(r+)的偏置量,即可进行粗的偏置量,即可进行粗加工。加工。n精加工时,输入刀具半径为精加工时,输入刀具半径为r的偏置量,即可进行最终轮廓的
19、偏置量,即可进行最终轮廓的加工。的加工。n同理,同理,利用输入利用输入r r值的大值的大小,可控制轮廓尺寸的精小,可控制轮廓尺寸的精度。度。即刀补半径值,预先输入到即刀补半径值,预先输入到D地址地址中。例如:中。例如:D01,则,则“01”中输中输入:(入:(r+)n例如:例如:铣刀(铣刀(T01)直径为)直径为12mm。留。留0.5mm作为精铣作为精铣时的加工余量。铣刀的(半径)补偿号为时的加工余量。铣刀的(半径)补偿号为D01。n则则D01中的数值为中的数值为6.5mm。该值在操作面板上手工输入。该值在操作面板上手工输入。n执行:执行:;T01D01;调用调用1号刀,号刀,D01地址中的刀
20、补半径值为地址中的刀补半径值为6.5mm,实际铣刀的半径为实际铣刀的半径为6mmG41G00(G01);在在AB段段建立左刀补建立左刀补;BC段段执行刀补执行刀补G40G00(G01);CD段取消刀补段取消刀补;则进行粗加工。则进行粗加工。加工程序是按加工程序是按ABCD轮廓进行编程,但由轮廓进行编程,但由于建立了于建立了G41,刀具中心的运动轨迹是刀具中心的运动轨迹是ABCD。进行刀具半径补偿的实质就是:进行刀具半径补偿的实质就是:将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹。n若若D0中的数值为中的数值为6.0mm(即为铣刀的直径)。(即为铣刀的直径)。n执行:执行:;
21、T01D02;调用调用1号刀,号刀,D0地址中的刀补半径值为地址中的刀补半径值为6mm,实际铣刀的半径也为实际铣刀的半径也为6mmG41G00(G01);建立左刀补建立左刀补;执行刀补执行刀补G40G00(G01);取消刀补取消刀补;则进行精加工。则进行精加工。进行刀具半径补偿的实质就是:进行刀具半径补偿的实质就是:将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹。刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现n刀补的引入(建立)刀补的引入(建立)v刀具中心从与编刀具中心从与编程轨迹重合到过度程轨迹重合到过度到与编程轨迹偏离到与编程轨迹偏离一个偏置量的
22、过程。一个偏置量的过程。n刀补的执行刀补的执行刀具中心始终与编程轨迹保持设刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离。定的偏置距离。刀具补偿功能包括:刀具补偿功能包括:刀补的建立刀补的建立、刀补的执行刀补的执行和和刀补的取消刀补的取消三个阶三个阶段。段。刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现n刀补的取消刀补的取消n刀径补偿的引入(建立)和取消必须是刀径补偿的引入(建立)和取消必须是一般是直线且一般是直线且为空行程,以防过切。为空行程,以防过切。(2 2)刀具半径补偿)刀具半径补偿)刀具半径补偿)刀具半径补偿说明:说明:G41/G42使用时,需先进行相应的刀具半径
23、偏差设定;使用时,需先进行相应的刀具半径偏差设定;G40必必须须与与G41或或G42成成对对使使用用,且且之之间间不不得得出出现现任任何何转转移加工,如镜像、子程序跳转;移加工,如镜像、子程序跳转;刀刀具具半半径径补补偿偿的的建建立立和和取取消消应应在在不不加加工工的的空空行行程程段段上上,且在且在G00或或G01程序行上实施。程序行上实施。刀具补偿功能包括:刀具补偿功能包括:刀补的建立刀补的建立、刀补的执行刀补的执行和和刀补刀补的取消的取消三个阶段。三个阶段。建立刀具半径补偿的过程建立刀具半径补偿的过程(动画)(动画)取消刀具半径补偿的过程取消刀具半径补偿的过程(动画)(动画)9.9.刀具补
24、偿号刀具补偿号刀具补偿号刀具补偿号D Dn格式:格式:D;n(1)“”为整数,从为整数,从0199,D00表示无补偿有效。调用表示无补偿有效。调用D时,时,专用刀的刀具半径补偿被激活。如果无专用刀的刀具半径补偿被激活。如果无D字编程,机床数据系统设字编程,机床数据系统设定的值对换刀有效。定的值对换刀有效。n(2)一个)一个D号只有在相应的号只有在相应的T号被激活时才被激活。换刀之后,系号被激活时才被激活。换刀之后,系统设定值为统设定值为D01。n例如例如:N10 T01 D1;N11 G00 XZ;N50 T04 D2;N70 G00 ZD1;1号刀和相关的号刀和相关的D1激活激活刀具刀具补偿
25、补偿在在这这里被里被计计算算从从T04装入刀具装入刀具4,D2激活激活4号刀的号刀的D1激活,激活,补偿补偿改改变变刀具半径补偿的方法:刀具半径补偿的方法:n人工预设刀补人工预设刀补n机床自动刀补机床自动刀补n人工预设刀补。人工预设刀补。例如:加工下图所示的凸台。铣刀直径为例如:加工下图所示的凸台。铣刀直径为12mm。不采。不采用用G41/G42指令。指令。n例如:加工下图所示的凸台。铣刀直径为例如:加工下图所示的凸台。铣刀直径为12mm。不。不采用采用G41/G42指令。指令。n计算铣刀刀位点运动轨迹的基点坐标值,见图计算铣刀刀位点运动轨迹的基点坐标值,见图2。N10G92X0Y0Z50;建
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