5数控铣床编程基础新

1、第5章数控铣床编程基础铣削是机械加工中最常用的方法之一。数控铣床能够进行铣削、镗削、钻削、攻丝等加工，不单适于加工盘、盖板、箱体、壳体类部件，还适于加工各样形状复杂的曲线、曲面轮廓以及模具型腔等平面或立体部件。关于非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓铣削加工，数学办理比较复杂，一般要借助计算机用CAD/CAM软件来实现。经济型二轴联动数控铣床只好进行二维平面部件和简单曲面部件轮廓加工，三轴以上联动的数控铣床能够加工难度大的复杂曲面轮廓的部件与模具。数控铣床的数控装置拥有多种插补方式，都拥有直线插补和圆弧插补功能，有的还拥有极坐标插补，抛物线插补，螺旋线插补等多种插补功能。编程时要合理地选择这些功能，

2、充分利用数控铣床、加工中心的多种功能：如刀具半径赔偿、长度赔偿和固定循环、坐标变换等功能进行加工，以提升加工效率和精度。5.1坐标系机床坐标系的观点已经在第一章的1.2数控机床坐标系统中介绍，以下针对铣床坐标系再加以说明。机床坐标系机床坐标系是机床上固有的机械坐标系，在机床出厂前已设定好。机床通电后，经过返回机械零点成立机床坐标系，回到零点时屏幕上显示的目前刀具在机床坐标系中的坐标值均为零。机床坐标系的零点往常设在座标轴的极限地点上，如图5-1所示。刀具挪动的一些特别地点，如换刀地点，往常也在零点。一般状况下用手动返回参照点，成立机床坐标系。机床坐标系的零点就是机床零点，也称为机械零点。他是数

3、控系统计算，查验丈量等的基准。图5-1机床坐标系116工件坐标系工件坐标系用零点偏置代码G54G59设定，工件坐标系需早先经过对刀的方式获得编程零点相对机床零点的值，并在机床的零点偏置设定参数中设定，而后在程序顶用零点偏置G54G59）指定。用户能够一次设定6个工件坐标系，操作时第一将工件安装在工作台上，而后让机床返回原点，成立机床坐标系。详细操作为分别丈量每个需设定的工件坐标系原点相对机床坐标系的偏置，其偏置值即为工件坐标原点偏置，将所测得的各工件坐标原点偏置输入到数控系统中对应的零点偏置数据寄存寄存器中，数控系统将记忆这些数据，当程序中出现G54G59代码时，系统调用此中的数据，则对应的工

4、件坐标系将有效。图5-2中EXOFS偏置量在FANUC系统中称为外面零点偏置值，在SIEMENS中对应的该偏置量称为基本偏置，ZOFS1ZOFS6如图5-2所示为G54G59的零点偏置值。图5-2机床坐标系与工件坐标5.2刀具赔偿刀具号T在加工中心上加工部件，往常要用到多把刀具。用编程指令T能够预选或调用刀具，T后边的数字表示刀具号，如T1、T2、T12等。用T指令直接改换刀具仍是只是进行刀具预选，在机床数据中设定。换刀编程举例不用M06改换刀具N10T1；调用1号刀具N70T40；调用40号刀具用M6改换刀具N10T14；预选14号刀具N15M6；履行刀具改换，T14有效117刀具半径赔偿G

5、41、G42、G40在数控铣床、加工中心上加工部件时，所使用的刀具直径有必定的大小，不行能为零，用铣刀进行切削时，刀具中心的轨迹相对工件的轮廓就就一定偏移了一个刀具的半径。若按刀具中心轨迹数据进行编程，手工计算中心轨迹很麻烦且简单犯错，更严重的是刀具对工件有可能产生过切或少切现象。利用刀具半径补偿功能，只需在程序中给出指令G41（左偏）图5-3刀具中心轨迹G42（右偏）以及偏置号D，刀具便会自动地沿轮廓走刀方向，往左或往右偏置一个刀具半径。而编程人员在编程时，则能够直接以工件的标明尺寸（部件轮廓）作为编程轨迹进行编程，不需要计算偏置轮廓的数据，使编程便易。5-4中刀具中心偏置左补（G41）和右

6、补（G42）的判断：沿着走刀方向望前看，刀具偏在部件的左侧就是左补，刀具偏在部件的右侧就是右补。刀具半径赔偿功能的撤消用G40代码。图5-4刀具左补、右补图5-5切线方向切入、切出刀补的成立与撤消：从没有刀补到有刀补，要有一个成立刀补的过程，成立刀补的过程是一段直线，直线的长度一定大于刀具半径，才能保证不发生过切现象。在部件加工过程中，成立刀补前屏幕显示的是刀具中心坐标，成立刀补后显示的是部件轮廓坐标。为了保证部件的轮廓加工精度，在使用刀补时尽量沿切线方向过渡切入、切出。比如铣削图5-5所示的内圆槽时，用一与圆槽相切的圆弧BC、CE过渡切入、切出。即从O点到B点成立刀补，刀具中心自动偏置到B，

7、BC过渡切入，顺时针走圆弧CDC，CE过渡切出，这样防止圆槽DC的内壁在C点产生接刀痕。见图5-5所示。118图5-6成立、撤消刀补过程只有在线性插补时，即刀补指令一定跟在直线段（G00）或（G01）上时，才能够进行G41/G42的选择，不然会出现语法错误而报警。从图5-6中也能够看出，成立刀补时一定用直线段过渡成立/撤消。刀具半径赔偿号D刀具半径数据寄存的寄存器号，用于指定刀具的偏置值。在SIMENS系统中，一把刀具能够般配从1到9几个不一样赔偿的数据组（一把刀具用不一样的赔偿号能够设定多个不一样的赔偿半径值）。用D及其相应的序号能够编程一个特意的切削刃。假如没有编写D指令，则D1自动奏效。

8、假如编程D0，则刀具赔偿值无效。图5-7刀具与赔偿号刀具调用后，刀具长度赔偿立刻奏效；假如没有编程D号，则D1值自动奏效。半径赔偿一定与G41/G42一同履行。在FANUC系统中赔偿号有99个，从D1到D99。每一把刀都能够使用任一个D赔偿,或一把刀般配几个D赔偿号，实现部件的粗精加工。刀具半径赔偿用法举例：成立刀补、刀补偏置、撤消刀补的路径。119图5-8刀具半径赔偿举例例：用SIMENS系统编程程序以下。N0G54S800M03G90G17G00X0Y0Z10设定零偏，主轴正转，迅速移到开端地点N1G01G41X250Y550D1F150成立刀补，偏置半径由指定N2Y900从到N3X450

9、从到N4G3X500Y1150CR=650从到N5G2X900CR=-250从到N6G3X950Y900CR=650从到N7G1X1150从到N8Y550从到N9X700Y650从到N10X250Y550从到N11G0G40X0Y0撤消刀补例：换刀指令用法，不用M6换刀，只用T指令。N5G17；确立待赔偿的轴N10T1；T1刀具的中的值奏效N15G0Z；在17平面中，Z是刀具长度赔偿N50T4D2；刀具换成4号，T4中D2中的值奏效N70G0ZD1；刀具4的D1中的值奏功效M6改换刀具N5G17；确立待赔偿的轴120N10T1；预选刀具N15M6；改换刀具，T1中D1表格中的值奏效N16G0Z

10、；在G17平面中，Z是刀具长度赔偿，N20G0ZD2；刀具1中D2值奏效，N25T4；刀具预选T4。仍旧是使用T1刀具，D2中的值有效N55D3M6；改换刀具，T4刀具的D3中的值奏效刀具长度赔偿G43、G44、G49往常加工一个工件要使用多把刀具，每把刀具都有不一样的长度，如图5-9所示。当所用刀具都使用一个零点偏置代码，为使加工出的部件切合要求，应早先确立基准刀具，丈量出基准刀具的长度和其余每把刀具的长度差（作为刀具长度偏置值），如图5-10所示，并把此偏置值设定在数控系统的刀具数据寄存寄存器中。实质操作时经过对刀确立基准刀具在工件坐标系中的地点，Z方向对刀数值设置在零点偏置中（即零点偏置

11、代码中Z值非0），基准刀具实质刀具指定这个差值作为刀具长度偏置值图5-9不一样长度的刀具图5-10刀具长度而后换上其余刀具挨次对刀测出其在工件坐标系中的偏置值，并记录在对应的寄存器中。在程序中经过G43正赔偿或G44负赔偿及偏置号H指定刀具长度赔偿，用G49撤消刀具长度赔偿。例：如图5-11钻孔加工。H1寄存器中寄存刀具长度偏置值-4。H0表示撤消刀具长度赔偿。刀具长度赔偿编程举例：钻三个孔。H1=-4（刀具长度偏置值）121图5-11刀具长度偏置应用举例N0T1D1G54M3S600N7G01Z-41；（7）N1G91G00X120Y80；（1）N8G00Z41；（8）N2G43Z-32H1

12、；（2）N9X50Y30；（9）N3G01Z-21F100；（3）N10G01Z-25；（10）N4G04X1.5；（4）N11G04X1.5；（11）N5G00Z21；（5）N12G00Z57H0；（12）N6X30Y-50；（6）N13X-200Y-60；（13）N14M30；刀具半径赔偿除有上述的半径、长度赔偿功能以外，能够灵巧运用刀具半径赔偿功能做加工过程中的其余工作。如当刀具磨损半径变小后，用磨损后的刀具值改换原刀具值即可，即用手工输入方法将磨损后的刀具半径值输入到原D代码所在的储存器中即可，而不用改正程序。也能够利用此功能，经过修图5-12粗、精加工5-12正刀偏值，达成粗、精加工

13、。如图所示，若留出精加工余量，可在粗加工前给指定赔偿号的刀具半径储存器中输入数值为r+的偏置量（r为刀具半径）；而精加工时，程序调用另一个刀具赔偿号，该刀具赔偿号中的刀具半径偏置量输入为r，经过调用不一样的赔偿号达成粗、精加工。同理，经过改变偏置量的大小，可控制零件轮廓尺寸精度，对加工偏差进行赔偿。多把刀具采用一个零点偏置代码使用刀具长度赔偿，也能够用以下的方法进行，将程序中所用的零点偏置代码中的Z值设定为0，每把刀具的长度值在对刀时都设定在赔偿号H的长度寄存器中，调用刀具时指定对应的H号。当所使用的刀具数少于零点偏置代码数时，每把刀具使用一个零点偏置代码，Z方向对刀数值设置在零点偏置中，刀具

14、参数寄存器中的刀具长度都为0。就不需使用刀具长度补偿。1225.3数控铣床常用指令直线插补G01刀具以直线路径从起点挪动到目标地点，以地点F下编程的进给速度运转。拥有三轴以上的机床，在规定的联动轴数之内的坐标轴能够同时运动，即联动。5-13直线插补例N00T1D1G54；调用号刀具，零点偏置用G54设定N05S500M03；主轴正转，500转/分N10G0G90X40Y48Z5；刀具迅速挪动到1，3轴联动N15G1Z-12F100；进刀到Z-12，进给率100毫米/分N20X20Y18Z-10；刀具3轴联动，移行到P2N25G0Z100；迅速抬刀到Z100N30X-20Y80N35M2；程序结

15、束圆弧插补G02、G03刀具沿圆弧轮廓轨迹从起点挪动到终点。G02顺时针方向；G03逆时针方向图5-14顺时针圆弧逆时针圆弧123图5-15圆弧插补格式：G2/G3；圆心和终点G2/G3R=；半径和终点G2/G3R=；张角和圆心G2/G3R=；张角和半径G2/G3R=；极作标圆心和半径图5-16圆弧插补用半径编程半径编程举例：N10G01X1Y1；圆弧起点N20G2X2Y2CR=；半径值负，圆弧大于半圆或N30G2X2Y2CR=+；半径值正，圆弧小于或等于半圆图5-17圆心和终点的圆弧插补圆心和终点的编程举例：N5G90G1X30Y40；N10圆弧的开端点124N10G2X50Y40I10J-

16、7；终点和圆心终点和半径的编程举例：图5-18终点和半径的圆弧插补N5G90G1X30Y40；N10圆弧的开端点N10G2X30Y40CR=12.207；终点和半径注：CR=中的符号会选择一个大于半圆的圆弧段。终点和张角的编程举例：图5-19终点和张角的圆弧插补N5G90G1X30Y40；N10圆弧的开端点N10G2X50Y40AR=105；终点和张角圆心和张角的编程举例：图5-20圆心和张角的圆弧插补N5G90G1X30Y40；N10圆弧的开端点N10G2I10J-7AR=105；圆心和张角极坐标编程举例：125图5-21极坐标圆弧插补N1G17；在X/Y平面N5G90G0X30Y40；N1

17、0圆弧的开端点N10G111X40Y33；定义X40Y30为极坐标极点N15G2RP=12.207AP=21；极坐标圆弧插补暂停G04经过在两个程序段之间插入一个G4程序段，能够使加工中止给定的时间，比方割退刀槽。单程序段有效。编程格式：G4F；暂停时间（秒）G4S；暂停主轴转数编程举例：N5G1F200Z-50S300M3；设定进给率F，主轴转速SN10G4F2.5；暂停2.5秒20Z70N30G4S30；主轴暂停30转，相当于在S=300转/分和转速修调100%时暂停t=0分钟N40X；进给率和主轴转速持续有效注：4S只有在受控主轴状况下才有效（当转速给定值相同经过S编程时）。正确立位/连

18、续路径加工G9、G60、G64针对程序段变换时不一样的性能要求，802D供给一组G功能准备代码用于进行最正确般配的选择。比方，有时要求坐标轴迅速定位；有时要求按轮廓编程对几个程序段进行连续路径加工。G60；正确立位模态有效G64；连续路径加工G90；正确立位单程序段有效G601；精确确立位窗口G602；粗正确立位窗口G60或G9功能奏效时，当抵达定位精度后，挪动轴的进给速度减小到零。假如一个程序段的轴位移结束并开始履行下一个程序段，则能够设定下一个模态有效的G功能：G601精确确立位窗口，全部的坐标轴都抵达“精确确立位窗口”(机床数据中设定值)后，开始126进行程序段变换。G602粗正确立位窗

19、口，开始进当全部的坐标轴都抵达“粗正确立位窗口”(机床数据中设定值)后，开始进行程序段变换。在履行多次定位过程时，“正确立位窗口”怎样选择将对加工运转总时间影响很大。精确调整需要许多时间。图5-22正确立位窗口举例：N5G602；粗正确立位窗口N10G0G60Z；正确立位，模态方式N20；G60持续有效N50G1G601；精确立位有效N80G64Z；变换到连续路径方式N100G0G9Z；正确立位，单程序段有效N110；仍为连续路径方式连续路径加工方式的目的就是在一个程序段到下一个程序段变换过程中防止进给停留，并使其尽可能以相同的轨迹速度（切线过渡）变换到下一个程序段，并能够可预示的速度过渡履行

20、下一个程序段的功能。在有拐角的轨迹过渡时(非切线过渡)有时一定降低速度，进而保证程序段变换不发生速度的忽然变化，或许加快度的改变遇到限制(假如SOFT有效)。图5-23G64方式下的进给率举例：N10G64GlX；连续路径加工N20Y；持续127N180G60；变换到正确立位在G64连续路径加工方式下，控制系统早先自动确立几个NC程序段的速度，靠近切线过渡的状况下，能够连续几个程序段进行加快或减速。若加工路径几个较短的位移构成，使用连续路径加工方式则能达到编程的进给率进前进给。如在CAM的曲面加工中。子程序及其调用原则上讲主程序和子程序之间并无差别。用子程序编写常常重复进行的加工，比方某一确立

21、的轮廓形状。子程序位于主程序中适合的地方，在需要时进行调用、运转。加工循环是子程序的一种形式，加工循环包含一般通用的加工工序，比如钻削、攻丝、铣槽等等。经过给规定的计算参数赋值就能够实现各样详细的加工图5-24一个工件加工中4次使用子程序子程序的构造与主程序的构造相同（见前面章节的介绍），在子程序中也是在最后一个程序段顶用M2结束程序运转。子程序结束后返回主程序。程序结束除了用M2指令外，还能够用RET指令结束子程序。RET要求占用一个独立的程序段。用RET指令结束子程序、返回主程序时不会中止G64连续路径运转方式。用M2指令则会中止G64运转方式，并进入停止状态。子程序程序名规定:一定以字母

22、L开头，后来值能够有7位。L以后的每个零均存心义，不行省略。例：L128并不是L0128或L00128。图5-25两次调用之程序嵌套深度子程序不单能够从主程序中调用，也能够从其余子程序中调用，这个过程称为子程序的嵌套。子程序的嵌套深度能够有三层，也就是四级程序界面(包含主程序界)。见图5-26所示。说明：在使用加工循环进行加工时，要注意加工循环程序也相同属于四级程序界面中的一级。128图5-268级程序界面运5.4编程举例编程举例1：编写图6.27所示图形的刻线程序。图5.27刻线练习KX1.MPF；程序号KX1N55G0Z5；抬刀N00T1D1G54；调1号刻线刀N65X-10Y5N05M0

23、3S1500；主轴正转，1500转/分N70G1Z-0.5F100N10G90G0X30Y0Z5；迅速定位N75L20；调用L20子程序N15G1Z-0.5F100；Z向进刀N80G0Z50N20G2X30Y0I-30J0；走R30的圆N85M30；主程序结束N25G0Z5；抬刀N30G0X20Y5；迅速定位L20.SPF；子程序L20，刻C字N35G1Z-0.5F100；进刀N00G91N38L20；刻C字N05G3X-10Y0I-5J0F160N40G0X5Y10；刻N字N10G1Y-10N42G1Z-0.5F100N15G3X10Y0I5J0N40Y-10F160N20G0Z5N45X-5Y10N25G90N50Y-10N30M2；子程序