数控铣床编程与操作(机类)

数控铣床编程与操作一、安全教育2.1数控铣床的运动方式2.2数控铣床分类2.3数控铣床的主要功能二、概述2.4数控铣床的主要加工对象数控铣床编程与操作三、数控编程基础4.1程序的结构与格式4.2常用指令五、作业四、数控铣床编程3.1程序编制的基础3.2数控编程的几何基础数控铣床编程与操作一、安全教育♫穿符合安全要求的衣着，女生要戴安全帽，长辫要盘起♫遵守安全操作规程，集中注意力，确保安全♫认真听从教师分配的岗位工作及讲解指挥，保质保量完成教学实训任务♫遵守各项规章制度，团结友爱，相互关心♫爱护量具、设备及各种工具数控铣床编程与操作2.1数控铣床的运动方式♫数控车床与数控铣床的运动方式虽然数控车床和数控铣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，刀具相对移动的原则编写程序。♫数控编程的原则数控铣床：刀具旋转，工件相对移动数控车床：工件旋转，刀具相对移动数控铣床编程与操作2.2数控铣床分类♫按主轴位置分可分为立式数控铣床图1卧式数控铣床图2龙门数控铣床图3♫按系统功能分可分为经济型数控铣床图4全功能数控铣床图5高速数控铣床图6数控铣床编程与操作2.3数控铣床的主要功能各种类型数控铣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。♫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。♫连续轮廓控制功能此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。数控铣床编程与操作♫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。♫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。♫刀具半径补偿功能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。数控铣床编程与操作♫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。♫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。♫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。数控铣床编程与操作2.4数控铣床的主要加工对象♫平面轮廓加工图7♫挖槽加工图8♫孔系加工图9♫空间曲面类零件加工图10数控铣床编程与操作3.1程序编制的基础♫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：数控铣床编程与操作手工编程过程的框图零件图纸确定工艺过程计算加工轨迹和尺寸编制程序单程序校检和试切校核检验YYNN完成数控铣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。数控铣床编程与操作先面后孔的原则刀具集中的原则粗、精分开的原则按部位分序的原则♫数控加工工序的划分原则：数控铣床编程与操作3.2数控编程的几何基础♫说明在这一部分中，我们将以KV650立式数控铣床为基础，介绍数控铣床程序编制的基本方法。KV650立式数控铣床所配置的是FANUC0i-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。数控铣床编程与操作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、C。♫机床坐标系数控铣床编程与操作右手笛卡尔直角坐标系+X´、+Y´、+Z´表示工件的正移动方向数控铣床编程与操作数控铣床编程与操作机床原点机床原点是指机床坐标系的原点，即X=0,Y=0,Z=0的点，对某一具体的机床来说，机床原点是固定的，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置。数控铣床编程与操作工件坐标系工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图纸上的某一固定点作原点（也称工件原点）所建立的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。工件坐标系的各坐标轴与机床坐标系相应的坐标轴平行。♫工件坐标系和工件零点数控铣床编程与操作设置工件坐标系的指令是G92，选择1～6号工件坐标系的指令分别是G54、G55、G56、G57、G58、G59。数控铣床编程与操作工件原点选择的原则：工件原点选在工件图样的尺寸基础上。能使工件方便地装夹、测量和检验。工件原点尽量选在尺寸精度高、粗糙度较细的工件表面上。对于有对称形状的几何零件，工件零点最好选在对称中心上。数控铣床编程与操作4.1程序的结构与格式程序段程序名：O2000O2000LFN01G91G17G00X85Y-25LFN02Z-15S400M03M08LFN03G01X85F300LFN04G03Y50I25LFN05G01X-75LFN06Y-60LFN07G00Z15M05M09LFN08X75Y35M30LF%♫程序结构：数控铣床编程与操作上面是一个完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段组成。程序名是该加工程序的标识。程序段是一个完整的加工工步单元，它以N（程序段号）指令开头，LF指令结尾（LF表示换行，具体编程时而是操作键盘上的“EOB”键或“Enter”键）。%程序是结束的符号。♫说明数控铣床编程与操作目前广泛采用的是地址符可变程序段格式（或者称字地址程序段格式）♫程序段的格式程序段的格式，是指一个程序段中指令字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统往往有不同的程序段格式，格式不符合规定，数控系统就不能接受。数控铣床编程与操作格式：N_G_X_Y_Z_F_S_T_M_机能地址码意义程序号顺序号准备机能ONG程序编号顺序编号机床动作方式指令坐标指令X，Y，ZRI，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FST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、停止指令数控铣床编程与操作这种格式的特点：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。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。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。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。数控铣床编程与操作4.2常用指令♫基本指令G指令——准备功能指令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。非模态指令只在本程序段中有效。组成：G后带二位数字，从G00到G99共100种数控铣床编程与操作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。组成：M后带二位数字组成。F指令——进给速度指令F后跟的数字是进给速度的大小，如F100表示进给速度为100mm/min。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。F码指定的进给率是沿刀具轨迹测量的。如果不指定F值，则认为进给率为零。在程序启动第一个G01或G02或G03功能时，必须同时驱动F功能。M指令——辅助功能指令数控铣床编程与操作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Tnn代码用于选择刀具库中的刀具，nn表示刀号S指令——主轴速度功能指令数控铣床编程与操作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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）M08、M09冷却液开、冷却液关♫常用指令辅助功能指令数控铣床编程与操作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：O××××▪▪▪M99调用子程序格式：M98P××××××重复调用次数子程序号（P为调用子程序号及重复调用次数）数控铣床编程与操作XYZ起点(x0,y0,z0)终点(x,y,z)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。编程格式为：G00X_Y_Z_准备功能指令数控铣床编程与操作XYZ起点(x0,y0,z0)终点(x,y,z)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：G01X_Y_Z_F_数控铣床编程与操作XYZ起点(x0,y0,z0)终点(x,y,z)G02——顺圆弧插补G02圆弧插补程序段可以使机床从现在位置沿圆顺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。G02表示刀具沿顺圆运动(CW)，G02是模态代码数控铣床编程与操作终点(x,y,z)起点(x0,y0,z0)XYZ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表示刀具沿逆圆运动(CCW)，G03是模态代码数控铣床编程与操作XYZ起点(x0,y0,z0)终点(x,y,z)圆心(I,J,K)说明圆弧插补可以用两种方式编程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G03X_Y_Z_I_J_K_F_数控铣床编程与操作XYZ起点(x0,y0,z0)终点(x,y,z)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G03X_Y_Z_R_F_R当圆心角≤180º(劣弧)时，R以正值表示；当圆心角＞180º（优弧）时，R以负值表示。数控铣床编程与操作例：如图，当圆弧A的起点为P1，终点为P2，则圆弧插补程序段为：G02X321.65Y280I40J140F200或：G02X321.65Y280R-145.6F200注：整圆不能用半径编程方法，只能用I，J编程方法。数控铣床编程与操作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：G04X_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G19G码选择平面XpYpZpG17XpYp平面X轴或平行于X轴Y轴或平行于Y轴Z轴或平行于Z轴G18ZpXp平面G19YpZp平面数控铣床编程与操作G92——设置工件坐标系编程格式：G92X_Y_Z_G92指令是将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上。若程序格式为G92XaYbZc则将加工原点设定到距刀具起始点距离为X=-a，Y=-b，Z=-c的位置上。例：G92X20Y10Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上,如图所示。数控铣床编程与操作G54/G55/G56/G57/G58/G59——选择1～6号工件坐标系