数控铣床的程序编制

数控铣削加工是实际生产中最常用和最主要的数控加工方法之一，它的特点是能同时控制多个坐标轴运动，并使多个坐标方向的运动之间保持预先确定的关系，从而把工件加工成某一特定形状的零件。数控铣床除了能铣削普通铣床所能铣削的各种零件表面、槽腔外，还能铣削普通铣床不能铣削的，需2～5坐标联动的各种平面轮廓、立体轮廓和曲面零件。第三章数控加工编程方法CNC第二节数控铣床编程方法及实例第三章数控加工编程方法CNC一、数控铣床的编程特点1.铣削包括平面铣削和轮廓铣削，目的在于解决复杂和难加工的工件的加工问题，提高加工效率。二坐标联动数控铣床用于加工平面零件轮廓，三坐标以上数控铣床用于加工立体轮廓。2.数控铣床的数控装置具有多种插补方式，一般都具有直线插补和圆弧插补，有的还有极坐标插补、抛物线插补、螺旋线插补、渐开线插补、正弦线插补、样条曲线插补和球面螺旋线插补等。编程时合理选择这些功能，以提高加工精度和效率。3.程序编制时要充分利用数控铣床齐全的功能，如刀具位置补偿、刀具长度补偿、刀具半径补偿、固定循环、对称加工等功能。4.由直线、圆弧组成的平面轮廓铣削的数学处理比较简单。非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓铣削加工，数学处理比较复杂，一般要采用计算机辅助计算和自动编程。刀具补偿指令1、什么是刀具半径补偿根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能第三章数控加工编程方法CNC2、刀补作用•1）简化程编工作•2）实现粗、精加工•3）实现内外型面的加工ΔΔ第三章数控加工编程方法CNC3、刀具半径补偿指令格式：说明：•G40：取消刀具半径补偿；•G41：左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)，（相对于顺铣）•G42：右刀补(在刀具前进方向右侧补偿)，（相对于逆铣）第三章数控加工编程方法CNC0100GG424140GGG191817GGGX_Y_Z_D_G42G41•X,Y,Z：G00/G01的参数，即刀补建立或取消的终点•D：G41/G42的参数，即刀补号码，它代表了刀补表中对应的半径补偿值。第三章数控加工编程方法CNC注意：•G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。•刀具半径补偿一般包括三个过程：刀补建立、刀补进行和刀补撤销；•刀具半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不得是G02或G03。偏移矢量取消刀补建立刀补补偿进行第三章数控加工编程方法CNC第三章数控加工编程方法CNC•N010G92X0Y0Z10•N020S600M03•N030G90G17•N040G00G41X20Y10D01•N050Z-10M08•N060G01Y50F100•N070X50•N080Y20•N090X10•N100G00Z10M09•N110G40X0Y0M05•N120M30刀具长度补偿建立与取消指令•G43:长度正补偿•G44:长度负补偿•G49:补偿取消G01G43/G44Z～H～//建立补偿程序段……//切削加工程序段……G49//补偿撤消程序段第三章数控加工编程方法CNC4.子程序调用•编程时，为了简化程序的编制，当一个工件上有相同的加工内容时，常用调子程序的方法进行编程。调用子程序的程序叫做主程序。子程序的编号与一般程序基本相同，只是程序结束字为M99表示子程序结束，并返回到调用子程序的主程序中。第三章数控加工编程方法CNC•编程格式加工中心编程时，为了简化程序编制，使程序易读、易调试，常采用子程序技术。FANUC系统子程序格式为O；子程序号…M99；子程序返回调用子程序的程序段为M98PL；P后四位数字为子程序号，L为重复调用次数。第三章数控加工编程方法CNC第三章数控加工编程方法CNC5、工件坐标系设定指令G92（X200，Y20）工件刀具起始点工件坐标系机床坐标系200160120804012010080604020OO′X′Y′YX•加工前，刀具起点（200，20）•执行G92X160Y-20•刀具起始点位置变为（160，-20）第三章数控加工编程方法CNC用G54-G59指令设定工件坐标系操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之间的偏置值，并在数控系统中预先设定。这个值叫做“工件零点偏置”。机床原点121工件坐标系1工件坐标系2基本机床坐标系工件零点偏置1工件零点偏置2第三章数控加工编程方法CNC工件坐标系设定指令（G54～G59）如图零件，下面两种代码是等效的：（1）N0010G92X100Y200；N0020G00X10Y30；（2）预先设置G54原点偏置寄存器：X——（-100）、Y——（-200）代码：N0010G54G00X10Y30；30YX2００１０１００第三章数控加工编程方法CNC6.镜像加工指令：G11、G12、G13G11-对称于Y轴镜像(1)格式a.两个程序段号之间的程序按X正向加工，并按编程指定的循环次数循环若干次，缺省为循环一次b.两个程序段号之间用小数点隔开。c.当镜像加工完，下一程序段为G11的下一段d.G11不能做为整个程序的最后一段。如果G11程序段位于最后时，应再写一句M02程序段。同时，G11所定义的镜像段内不得发生其他转移指令。第三章数控加工编程方法CNCN0010G01Z-2M03S800F100;N0020G91G01X30Y30;N0030X20;N0040G01G90X0Y0;N0050G11N0020.0040;N0060M05;N0070M02;XY第三章数控加工编程方法CNC•G12-对称于X轴镜像第三章数控加工编程方法CNC•G13-对称于原点镜像第三章数控加工编程方法CNCO0035N0010G92X0Y0Z100S1000M03;N0020G00Z2;N0030G01Z-3F100;N0040X16Y60;N0050G03X60Y16R44;N0060G01X0Y0.N0070G11N0040.0060;N0070G12N00040.0060;N0090G13N0040.0060;N0100G00Z100;N0110M05;N0120M02;如图所示，刀心轨迹是X轴、Y轴、原点对称的图形，Z向深度分别为2mm,试用镜像加工指令编程。A点坐标（16,60）B点坐标(60，16)孔加工循环组成动作：1)A-B,刀具快进至孔位坐标X、Y，即循环初始点B；2)B-R,快速运行到R点平面；3)R-E孔加工动作；4)E点，孔底动作，包括暂停、主轴反转等；5）E-R,返回到R点平面；6）R-B,快速退回到初始点B。7。固定循环指令7.1孔加工固定循环指令第三章数控加工编程方法CNC第三章数控加工编程方法CNC几个与孔加工循环相关的平面：1)初始平面初始点所在的与Z轴垂直的平面称为初始平面。初始平面是为安全下刀而规定的一个平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时，才使用G98功能指令使刀具返回到初始平面上的初始点。2)R点平面R点平面又叫做安全平面，这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面，距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2～5mm。使用G99功能指令时，刀具将返回到该安全平面上的R点。3)孔底平面加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度，加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，主要是保证全部孔深都加工到尺寸，钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。RZRZG98G99R参考平面初始平面孔加工固定循环指令定义第三章数控加工编程方法CNC说明：1)G98指令使刀具返回初始点B点，G99指令使刀具返回R点平面，如图2-14所示。2)G△△为各种孔加工循环方式指令，见表3-1。3)X、Y为孔位坐标，可为绝对、增量坐标方式。4)Z为孔底坐标，增量坐标方式时为孔底相对R点平面的增量值。5)R为安全平面的Z坐标，增量坐标方式时为R点平面相对B点的增量值。6)Q在G73或G83方式中，用来指定每次的加工深度，在G76或G87方式中规定孔底刀具偏移量(增量值)。7)P用来指定刀具在孔底的暂停时间，以ms为单位，不使用小数点。8)F指定孔加工切削进给时的进给速度。单位为mm／min，这个指令是模态的，即使取消了固定循环在其后的加工中仍然有效。9)L是孔加工重复的次数，L指定的参数仅在被指令的程序段中才有效，忽略这个参数时就认为是L1。2)孔加工循环指令的一般格式如下：(G90/G91)(G98/G99)G△△X—Y—Z—R—Q—P—F—L—；第三章数控加工编程方法CNCG代码孔加工动作(—Z方向)在孔底的动作刀具返回方式(+Z方向)用途G73间歇进给间歇进给快速钻深孔步进循环G74切削进给暂停，主轴正转切削进给攻左旋螺纹G76切削进给主轴定向停止，刀具位移快速精镗孔G80------取消固定循环G81切削进给--快速钻通孔G82切削进给暂停快速钻盲孔、锪孔G83间隙进给--快速钻深孔循环G84切削进给暂停，主轴反转切削进给攻右旋螺纹G85切削进给--切削进给镗孔循环G86切削进给主轴停止快速镗孔循环G87切削进给主轴停止快速返回反镗孔循环G88切削进给暂停，主轴停止手动操作镗孔循环G89切削进给暂停切削进给镗孔循环表3-1孔加工循环指令N－G－G－G－X－Y－Z－R－Q－P－F－L－LF孔位置数据孔加工数据循环次数RZZ=080100G90G91G98G99(100,100)G90G81X100Y100Z-180.R-100.F100;G91G81X100.Y0.Z-80.R-100.F100;孔加工固定循环程序段一般格式Q:钻深孔时每一次的加工深度,镗孔时为孔底刀具偏移量（增量值）P:为孔底暂停时间(0,100)第三章数控加工编程方法CNC(3)几种加工方式的图示说明1)高速深孔往复排屑钻循环(G73)下图所示为深孔钻削，采用间断进给，有利于排屑。每次切深为Q，退刀量为d(系统内部设定)，末次进刀量≤Q，为剩余量。第三章数控加工编程方法CNC(3)几种加工方式的图示说明2)左旋攻螺纹循环(G74)G98（G99）G74X_Y_Z_R_P_F_；如图2-16所示，主轴下移至R点启动，反转切人，至孔底E点后正转退出。教案９3）精镗循环(G76)如图所示，精镗至孔底后，有三个孔底动作：进给暂停(P)、主轴定位停止、刀具偏移Q距离(→)，然后退刀，这样可使刀头不划伤精镗表面。教案９4).背镗循环G87书写格式：G98G87X_Y_Z_R_Q_F_；刀具至B（X,Y）后，主轴准停，主轴沿刀尖的反方向偏移Q，然后快速定位至孔底（Z点），再沿刀尖正向偏移至E点，主轴正转，刀具向上工进至R点，在R点再主轴准停，刀具偏移Q，快退并偏移Q至B点，主轴正转，继续执行下面的程序。钻孔G81（G98）（G99）G81第三章数控加工编程方法CNCG83（G98）G83（G99）第三章数控加工编程方法CNC深孔往复排屑G84（G98）G84（G99）第三章数控加工编程方法CNC攻右旋螺纹教案９(4)孔加工循环的注意事项1)孔加工循环指令是模态指令，一旦建立，一直有效，直到被新的加工方式代替或被撤消；孔加工数据也是模态值。2)撤消孔加工固定循环指令为G80，此外，GOO、G01、G02、G03也起撤消作用。3)孔加工固定循环指令执行前，必须先用M指令使主轴转动。4)孔加工固定循环中，刀具长度补偿指令在刀具至R点时生效。教案９四.孔加工编程实例教案９教案９教案９例2精加工图示的零件（其厚度为20，粗线为零件轮廓）解：1）建立工件坐标系，标明编程原点2）确定加工路线沿o→a→b→c→d→e→a→O的方向加工。3）增量值方式编制程序O020N0010G92X0Y0Z10；N0020G91G17G00Z-35.0S300M03；N0030G41G01Y20F100D01M08；N0040Y40；N0050X40Y20；N0060G02X40Y-40I0J-40；N0070X