《数控编程与加工技术（第2版）》 课件 模块2数控铣床编程与加工技术2-6 多个相似轮廓件的综合铣削加工技术

模块2数控铣床编程与加工技术项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术2.6.1子程序2.6.2极坐标指令2.6.3坐标系旋转指令2.6.4可编程镜像指令2.6.5比例缩放功能项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术在加工零件时，如果零件上的若干处具有相同的轮廓形状，为简化程序编制，缩短程序段，可以只编写一个轮廓形状的子程序，然后用一个主程序来调用子程序，还可以用子程序再去调用另外的子程序，这种情况称之为子程序嵌套。NC执行主程序的指令，当执行到一条子程序调用指令时，NC转向执行子程序，在子程序中执行到返回指令时，再回到主程序。另外，若被加工零件外形上并无相同轮廓，但在加工过程中反复出现具有相同轨迹的走刀路线，即走刀路线总是出现某一特定的形状，也可以用子程序编程，通常以增量方式编程。2.6.1子程序项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术加工程序分为主程序和子程序，在主程序中，调用子程序的编程格式：M98PXXXXXXX；在这里，字母P后面所跟的数字中，后面的四位用于指定被调用的子程序的程序号，前面的三位数字用于指定调用的重复次数，调用1次可省略，例如：M98P32005；（调用2005号子程序，重复3次。）M98P3021；（调用3021号子程序，重复1次。）子程序都是由子程序号、子程序内容、子程序结束三部分组成。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术说明：1）当加工程序需要多次运行一段同样的轨迹时，可以将这段轨迹编成子程序存储在机床的程序存储器中，每次在程序中需要执行这段轨迹时便可以调用该子程序，以简化程序。2）子程序的建立、删除、编辑、存储、调出等操作与主程序一样，调用是由主程序调用，不能单独运行。3）子程序编写格式与主程序相同，在程序的开始，用字母OXXXX指定子程序号，XXXX为四位数字；在子程序结尾，用M99指令返回主程序。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术4）子程序调用指令可以和运动指令出现在统一程序段中：G90G00X32.0Y45.0Z24.0M98P81234；该程序段指令X、Y、Z三轴以快速定位的进给速度运动到指令位置，然后调用执行8次1234号子程序。5）为了保证子程序的顺利运行，在子程序开始时要设置子程序的运行环境，否则容易出现问题。例如，主程序采用绝对值编程，而子程序采用增量值编程，当运行完子程序，再运行主程序时，系统会按照增量值编程来运行主程序，肯定出错。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术使用极坐标指令后，坐标值以极坐标方式指定，即以极坐标半径和极坐标角度来确定点的位置，角度的正向是所选平面的第一轴正向的逆时针转向，而负向是顺时针转向。半径和角度两者可以用绝对坐标指令或增量坐标指令G90/G91。2.6.2极坐标指令项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术说明：1）G15为极坐标生效指令，G16为极坐标取消指令，二者均为同组模态指令，可以相互注销，G15为默认状态。2）极坐标角度用所选平面的第二坐标地址来指定极坐标角度，极坐标的零度方向为第一坐标轴的正方向，逆时针方向为角度方向的正向。3）处于不用加工平面的极坐标半径与极角指定及极坐标轴的确定取决于G17、G18、G19指定的加工平面。当使用G17、G18、G19选择好加工平面后，用所选平面的第一轴来指定极坐标半径。4）极坐标原点指定方式有绝对值编程、增量值编程。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术5）极坐标指令编程可以使用绝对值极坐标编程方法，也可以使用增量值极坐标编程方法。6）建立了极坐标后，其后续的X

、Y

、Z

值有两个不是直角坐标系下原来意义上的值，而是表示角度和半径。当用G17指定加工平面时，+X轴为极轴，程序中的X坐标表示极坐标，Y坐标表示极角，Z坐标不变。7）当加工轮廓完成后，要及时使用极坐标取消指令取消极坐标，然后再取消刀具半径补偿。8）所加工的轮廓形状为在一个圆环上或同心圆周上分布时，使用极坐标才方便。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术例2-7如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ100mm×20mm，所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6μm，试采用极坐标编写该零件加工程序。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术该指令可使编程图形按指定的旋转中心及旋转方向转过一定角度，G68表示开始坐标系旋转，G69表示取消旋转功能。编程格式：G17G68X_Y_R_；（坐标系开始在XY平面旋转）G18G68X_Z_R_；（坐标系开始在XZ平面旋转）G19G68Y_Z_R_；（坐标系开始在YZ平面旋转）…G69；（取消坐标系旋转功能）2.6.3坐标系旋转指令项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术说明：1）该指令可使编程图形按指定的旋转中心及旋转方向转过一定角度。X、Y、Z为旋转中心的坐标值，省略时，则以工件坐标系原点为旋转中心。R为旋转角度，单位是“度（°）”，逆时针旋转定义为正向，顺时针旋转定义为负向，一般为绝对值。2）G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对值编程，才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量值编程，系统将以当前位置为旋转中心，按G68给定的角度旋转坐标。G69取消后的第一个程序段也必须用绝对值编程。3）坐标旋转后，刀具半径补偿按照旋转后的轮廓进行补偿。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术4）G68、G69指令为模态指令，二者为同组指令，可相互注销，G69指令为默认状态，它与G68指令成对出现。5）在坐标旋转状态下，返回参考点指令（G27、G28、G29、G30）和改变坐标系指令（G52～G59、G92）不能指定。如果要指定其中的某一个，则必须取消坐标旋转指令后指定。编程示例：G68R60；（以工件坐标系原点为旋转中心，将坐标系逆时针旋转60°）G68X15.0Y15.0R60.0；（以坐标（15，15）为旋转中心，将坐标系逆时针旋转60°）项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术用可编程镜像指令可实现坐标轴的对称加工。当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以只对工件的一部分编程，利用可编程镜像功能和子程序，加工出工件的对称部分，已达到简化编程的目的。可编程镜像指令的编程格式：G51.1X

Y

Z

；（镜像建立）M98P

；（调用子程序）G50.1；（镜像取消）2.6.4可编程镜像指令项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术说明：1）G51.1与G50.1均为模态指令，G50.1为默认状态。在用G51.1建立任意坐标轴的镜像以后，该轴的运动方向均与编程方向相反，直至用G50.1取消为止。X

Y

Z

为镜像对称点的位置，没有指定的坐标轴不受镜像的影响。在实际工作中，一般Z轴不需要使用镜像。2）在指定平面内执行镜像加工指令后，如果程序中有圆弧指令，则圆弧的旋转方向相反。在指定平面内执行镜像加工指令后，如果程序中有刀具半径补偿指令，则刀具半径补偿的偏置方向相反。在指定平面内执行镜像加工指令后，如果程序中有旋转指令，则旋转方向相反。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术3）在镜像状态中，返回参考点指令（G27、G28、G29、G30）和改变坐标系指令（G52～G59、G92）不能使用。如果要使用其中的某一个，则必须在取消镜像指令后使用。4）镜像功能实际是数控系统控制机床坐标轴向相反的方向运动，所谓“可编程镜像”是用程序控制的镜像功能，以区别于按钮控制或系统参数控制的镜像功能。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术例2-8如图所示，零件上有四个形状尺寸相同的凸起，高2.5mm，试用镜像指令编写精加工程序。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术主程序项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术子程序项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术比例缩放功能可使原编程尺寸按指定比例缩小或放大，以简化编程。比例缩放功能的编程格式：1）各轴以相同的比例放大或缩小：G51X_Y_Z_P_；（缩放开始）M98P

；（调用子程序）G50；（缩放结束）2）各轴以不同的比例放大或缩小：G51X_Y_Z_I_J_K_；（缩放开始）M98P

；（调用子程序）G50；（缩放结束）2.6.5比例缩放指令项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术说明：1）各轴以相同的比例放大或缩小时，X

、Y

、Z

为比例缩放中心坐标值（绝对值），P

为缩放比例，P不能用小数点编程，以0.001为单位。2）各轴以不同的比例放大或缩小时，X

、Y

、Z

为比例缩放中心坐标值（绝对值），I

、J

、K

分别对应X、Y、Z轴的缩放比例，在±0.001～±9.999范围内。当0＜I＜1时，X轴缩小；I=1时，不变；I＞1时，X轴放大；I＜0时，X轴既缩放又镜像，其中I=-1时，X轴镜像，可代替G51.1指令。J、K分别对应Y、Z轴，与以上情况相同。本系统设定I

、J

、K

不能带小数点，比例为1时，应输入1000，并在程序中都应输入，不能省略。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术3）此指令可用于平面缩放，也可用于空间缩放。4）在使用比例缩放指令以后又使用坐标旋转指令，则坐标系旋转中心也被缩放，但旋转角度不被比例缩放。5）在比例缩放中进行圆弧插补，如果进行等比例缩放，则圆弧半径也缩放相同的比例；如果指定不同的缩放比例，则刀具不会走出椭圆轨迹，仍将进行圆弧插补，圆弧的半径根据I、J中的较大值进行缩放，缩放后的轮廓会与原轮廓有较大的差异。6）在比例缩放状态中，返回参考点指令（G27、G28、G29、G30）和改变坐标系指令（G52～G59、G92）不能使用。如果要使用其中的某一个指令，则必须在取消比例缩放指令后使用。项目2.6多个相似轮廓件的综合铣削加工技术7）FANUC系统的处理顺序是：可编程镜像（G51.1）→比例缩