數(shù)控編程基礎(chǔ) 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 數(shù)控編程概述編程就是將加工零件的加工順序 刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù) 工藝參數(shù) 主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度 切削深度 以及輔助操作 換刀 主軸正反轉(zhuǎn) 冷卻液開(kāi)關(guān) 刀具夾緊 松開(kāi)等 加工信息 用規(guī)定的文字 數(shù)字 符號(hào)組成的代碼 按一定格式編寫成加工程序 數(shù)控編程的內(nèi)容 分析圖樣并確定加工工藝過(guò)程 數(shù)值計(jì)算 編寫零件加工程序 制作控制介質(zhì) 程序校驗(yàn)和試切削 數(shù)控編程的步驟 1 分析圖樣 確定加工工藝過(guò)程2 數(shù)值計(jì)算3 編寫零件加工程序4 制作控制介質(zhì)5 程序校驗(yàn)和試切削 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 1 分析零件圖紙分析零件的材料 形狀 尺寸 精度及毛坯形狀和熱處理等 2 確定工藝過(guò)程在圖紙分析的基礎(chǔ)上 選擇機(jī)床 確定加工方法 刀具與夾具 確定零件加工的工藝線路 工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3 數(shù)值計(jì)算計(jì)算交點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值以及其它數(shù)據(jù) 4 編寫程序單根據(jù)制定的加工路線 切削用量 刀具號(hào)碼 刀具補(bǔ)償 輔助動(dòng)作及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡 按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定代碼及程序格式 編寫零件加工程序 5 制備控制介質(zhì)將程序單上的內(nèi)容 經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上 若程序較簡(jiǎn)單 也可直接通過(guò)鍵盤輸入 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 6 程序校驗(yàn)和首件試切控制介質(zhì)經(jīng)過(guò)校驗(yàn)和試切削后 才能用于正式加工 平面輪廓零件 用筆代刀 坐標(biāo)紙代工件進(jìn)行繪圖 空間曲面零件 可用蠟塊 塑料或木料或價(jià)格低的材料作工件 進(jìn)行試切 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 在具有圖形顯示功能的機(jī)床上 用靜態(tài)顯示 機(jī)床不動(dòng) 或動(dòng)態(tài)顯示 模擬工件的加工過(guò)程 的方法 則更為方便 上述方法只能檢查運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性 不能判別工件的加工誤差 首件試切方法可查出程序單是否有錯(cuò) 還可知道加工精度是否符合要求 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 程序編制可分成手工編程和自動(dòng)編程兩類 手工編程時(shí) 整個(gè)程序的編制過(guò)程是由人工完成的 這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則 而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力 對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件 數(shù)控編程計(jì)算較簡(jiǎn)單 程序段不多 手工編程即可實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序 就是說(shuō)數(shù)控編程的大部分工作由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn) 9 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 利用CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編程的基本步驟 1 加工工藝確定 1 校準(zhǔn)加工零件的尺寸 公差和精度要求 2 確定裝卡位置 3 選擇刀具 4 確定加工路線 5 選定工藝參數(shù) 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2 加工模型建立利用CAM系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制在計(jì)算機(jī)屏幕上 作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成刀具軌跡的依據(jù) 3 刀具軌跡生成建立了加工模型后 即可利用CAM系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程 4 后置代碼生成后置處理的目的是形成數(shù)控指令文件 利用CAM系統(tǒng)提供的后置處理器可方便地生成和特定機(jī)床相匹配的加工代碼 5 加工代碼輸出 第一章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 1 1機(jī)床坐標(biāo)系為了確定機(jī)床個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離 需要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系 這個(gè)坐標(biāo)系就叫做機(jī)床坐標(biāo)系1 2機(jī)床坐標(biāo)軸及其方向數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軸分為平動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)控機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng) 有的是使刀具產(chǎn)生運(yùn)動(dòng) 有的則是使工件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng) 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 鑒于以上兩方面情況 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 不論機(jī)床的具體運(yùn)動(dòng)結(jié)果如何 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一按工件靜止而刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)來(lái)描述 并以右手笛卡爾坐標(biāo)系表達(dá) 其坐標(biāo)軸用X Y Z表示 用來(lái)描述機(jī)床的主要平動(dòng)軸 稱為基本坐標(biāo)軸 若機(jī)床有轉(zhuǎn)動(dòng)軸 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繞X Y和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸分別用A B C表示 其正向按右手螺旋定則確定 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 2Z坐標(biāo)軸將機(jī)床主軸沿其軸線方向運(yùn)動(dòng)的平動(dòng)軸定義為Z軸 所謂主軸是指產(chǎn)生切削動(dòng)力的軸 例如銑床 鉆床 鏜床上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車床上的工件旋轉(zhuǎn)軸 如果主軸能夠擺動(dòng) 即主軸軸線方向是變化的 則以主軸軸線垂直于機(jī)床工作臺(tái)裝卡面時(shí)的狀態(tài)來(lái)定義Z軸 對(duì)于Z軸的方向 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以增大刀具與工件間距離的方向?yàn)閆軸的正方向 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 3X坐標(biāo)軸將在垂直于Z軸的平面內(nèi)的一個(gè)主要平動(dòng)軸指定為X軸 它一般位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi) 對(duì)于不同類型的機(jī)床 X軸及其方向有具體的規(guī)定 例如對(duì)于銑床 鉆床等刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床 若Z軸是水平的 則X軸規(guī)定為從刀具向工件方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸 且向右為正若Z軸是垂直的 則X軸規(guī)定為從刀具向立柱 若有兩個(gè)立柱則選左側(cè)立柱 方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸 且向右為正 4Y坐標(biāo)軸Y軸及其方向則是根據(jù)X和Z軸按右手法則確定 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 5機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn) 對(duì)某一具體的機(jī)床來(lái)說(shuō) 機(jī)床原點(diǎn)是固定的 是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 6機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái) 滑板以及刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)和控制的點(diǎn) 也稱為機(jī)床零點(diǎn) 參考點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)來(lái)講是一個(gè)固定值 它是在加工之前和加工之后 用控制面板上的回零按鈕使移動(dòng)部件移動(dòng)到機(jī)床坐標(biāo)系中的一個(gè)固定不變的極限點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床在工作時(shí) 移動(dòng)部件必須首先返回參考點(diǎn) 測(cè)量系統(tǒng)置零 之后測(cè)量系統(tǒng)即可以以參考點(diǎn)作為基準(zhǔn) 隨時(shí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件的位置 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 7工件坐標(biāo)系和工件零點(diǎn)用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立的坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是工件零點(diǎn)工件零點(diǎn)的一般選用原則 工件零點(diǎn)選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上 這樣可以直接用圖紙標(biāo)注的尺寸作為編程點(diǎn)的坐標(biāo)值 減少計(jì)算工作量 能使工件方便地裝卡 測(cè)量和檢驗(yàn) 工件零點(diǎn)盡量選擇尺寸精度較高 粗糙度比較低地工件表面上 以提高加工精度和同一批零件的一致性 對(duì)于有對(duì)稱形狀地幾何零件 工件零點(diǎn)最好選擇對(duì)稱中心上 第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 8程序原點(diǎn)為了編程方便 在圖紙上選擇一個(gè)適當(dāng)位置作為程序原點(diǎn) 也叫編程原點(diǎn)或程序零點(diǎn) 對(duì)于簡(jiǎn)單零件 工件零點(diǎn)就是程序零點(diǎn) 這時(shí)的編程坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系 對(duì)于形狀復(fù)雜的零件 需要編制幾個(gè)程序或子程序 為了編程方便和減少許多坐標(biāo)值的計(jì)算 編程零點(diǎn)就不一定設(shè)在工件零點(diǎn)上 而設(shè)在便于程序編制的位置 程序原點(diǎn)一般用G92或G54 G59 對(duì)于數(shù)控鏜銑床 和G50 對(duì)于數(shù)控車床 指定 第二章零件程序的結(jié)構(gòu) 一個(gè)零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu) 句法和格式規(guī)則的若干個(gè)程序段組成的 而每個(gè)程序段是由若干個(gè)指令字組成的 程序段 N01G91G17G00G42T01X85Y 25N02Z 15S400M03M08N03G01X85F300N04G03Y50I25N05G01X 75N06Y 60N07G00Z15M05M09N08G40X75Y35M02 上午10時(shí)53分 22 第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式 上面是一個(gè)完整的零件加工程序 它主要由程序名和若干程序段組成 程序名是該加工程序的標(biāo)識(shí) 程序段是一個(gè)完整的加工工步單元 它以N 程序段號(hào) 指令開(kāi)頭 LF指令結(jié)尾 M02作為整個(gè)程序結(jié)束的指令 有些數(shù)控系統(tǒng)可能還規(guī)定了一個(gè)特定的程序開(kāi)頭和結(jié)束的符號(hào) 如 EM等 上午10時(shí)53分 23 第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式 由上面的程序可知 加工程序 由程序名和若干程序段有序組成的指令集 程序是由若干程序段組成程序段是由干指令字組成 指令字是由字母 地址符 和其后所帶的數(shù)字一起組成 程序段的格式 是指一個(gè)程序段中指令字的排列順序和書寫規(guī)則 不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式 格式不符合規(guī)定 數(shù)控系統(tǒng)就不能接受 上午10時(shí)53分 24 第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式 目前廣泛采用的是地址符可變程序段格式 或者稱字地址程序段格式 格式 N G X Y Z F S T M LF這種格式的特點(diǎn) 程序段中的每個(gè)指令字均以字母 地址符 開(kāi)始 其后再跟符號(hào)和數(shù)字 指令字在程序段中的順序沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定 即可以任意順序的書寫 不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫 因此 這種格式具有程序簡(jiǎn)單 可讀性強(qiáng) 易于檢查等優(yōu)點(diǎn) 2 26 2020 25 主程序 子程序在一個(gè)零件的加工程序中 若有一定量的連續(xù)的程序段在幾處完全重復(fù)出現(xiàn) 則可將這些重復(fù)的程序串單獨(dú)抽出來(lái) 按一定的格式做成子程序 第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式 主程序 O N01 N02 N11M98O07L2 N28M98O08 N M02 子程序O07N01 N M99 子程序O08N01 N M99 第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式 子程序嵌套 第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式 上午10時(shí)53分 28 常用地址碼的含義如表所示 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 1輔助功能M代碼輔助功能由地址字M和其后的一或兩位數(shù)字組成 主要用于控制零件程序的走向 以及機(jī)床各種輔助功能的開(kāi)關(guān)動(dòng)作 M功能有非模態(tài)M功能和模態(tài)M功能二種形式 非模態(tài)M功能 當(dāng)段有效代碼 只在書寫了該代碼的程序段中有效 模態(tài)M功能 續(xù)效代碼 一組可相互注銷的M功能 這些功能在被同一組的另一個(gè)功能注銷前一直有效 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 模態(tài)M功能組中包含一個(gè)缺省功能 系統(tǒng)上電時(shí)將被初始化為該功能 M功能還可分為前作用M功能和后作用M功能二類 前作用M功能 在程序段編制的軸運(yùn)動(dòng)之前執(zhí)行 后作用M功能 在程序段編制的軸運(yùn)動(dòng)之后執(zhí)行 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 M代碼及功能表 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 M00 M02 M30 M98 M99用于控制零件程序的走向 是CNC內(nèi)定的輔助功能 不由機(jī)床制造商設(shè)計(jì)決定 也就是說(shuō) 與PLC程序無(wú)關(guān) 其余M代碼用于機(jī)床各種輔助功能的開(kāi)關(guān)動(dòng)作 其功能不由CNC內(nèi)定 而是由PLC程序指定 所以有可能因機(jī)床制造商不同而有差異 使用時(shí)須參考機(jī)床使用說(shuō)明書 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 2主軸功能S主軸功能S控制主軸轉(zhuǎn)速 其后的數(shù)值表示主軸速度 單位為 轉(zhuǎn) 每分鐘 r min S是模態(tài)指令 S功能只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時(shí)有效 S所編程的主軸轉(zhuǎn)速可以借助機(jī)床控制面板上的主軸倍率開(kāi)關(guān)進(jìn)行修調(diào) 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 3進(jìn)給功能FF指令表示工件被加工時(shí)刀具相對(duì)于工件的合成進(jìn)給速度 F的單位取決于G94 每分鐘進(jìn)給量mm min 或G95 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm r 當(dāng)工作在G01 G02或G03方式下 編程的F一直有效 直到被新的F值所取代 而工作在G00方式下 快速定位的速度是各軸的最高速度 與所編F無(wú)關(guān) 借助于機(jī)床控制面板上的倍率按鍵 F可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行修調(diào) 當(dāng)執(zhí)行螺紋切削循環(huán)G76 G82及螺紋切削G32時(shí) 倍率開(kāi)關(guān)失效 進(jìn)給倍率固定在100 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 4刀具功能T代碼用于選刀 其后的4位數(shù)字分別表示選擇的刀具號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào) 執(zhí)行T指令 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架 選用指定的刀具 當(dāng)一個(gè)程序段同時(shí)包含T代碼與刀具移動(dòng)指令時(shí) 先執(zhí)行T代碼指令 而后執(zhí)行刀具移動(dòng)指令 刀具的補(bǔ)償包括刀具偏置補(bǔ)償 刀具磨損補(bǔ)償及刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 T指令同時(shí)調(diào)入刀補(bǔ)寄存器中的補(bǔ)償值 刀尖圓弧補(bǔ)償號(hào)與刀具偏置補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng) 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 5準(zhǔn)備功能G代碼準(zhǔn)備功能G指令由G后一或二位數(shù)值組成 它用來(lái)規(guī)定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡 機(jī)床坐標(biāo)系 坐標(biāo)平面 刀具補(bǔ)償 坐標(biāo)偏置等多種加工操作 G功能根據(jù)功能的不同分成若干組 其中00組的G功能 G04 G28 G29 G92 稱非模態(tài)G功能 其余組的稱模態(tài)G功能 模態(tài)G代碼 續(xù)效代碼 該代碼在一個(gè)程序段中被使用后就一直有效 直到出現(xiàn)同組中的其它任一G代碼時(shí)才失效 非模態(tài)G代碼 非續(xù)效代碼 只在有該代碼的程序段中有效的代碼 G指令通常位于程序段中尺寸字之前 例 N010G90G00X16S600T01M03 N020G01X8Y6F100 N030X0Y0 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 6 1絕對(duì)坐標(biāo)指令與增量坐標(biāo)指令 G90 G91 G90 絕對(duì)坐標(biāo)指令G91 增量坐標(biāo)指令例編制圖中的移動(dòng)量 絕對(duì)尺寸指令 G90G01X30Y50 增量尺寸指令 G91G01X20Y30 或G01U20V30 3 6與坐標(biāo)系有關(guān)指令 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 6 2坐標(biāo)系設(shè)定指令 G92 例設(shè)置圖中工件坐標(biāo)系坐標(biāo)系設(shè)定指令 G92X400Z200 3 6 3坐標(biāo)平面選擇指令 G17 G18 G19 G17 G18 G19指令分別表示在XY ZX YZ坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行加工 其中 G17可缺省 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 7運(yùn)動(dòng)控制指令 2 26 2020 41 1 G00指令 快速定位指令編程格式 G00X Y Z 式中X Y Z 絕對(duì)值指令時(shí)是終點(diǎn)的坐標(biāo)值 增量值指令時(shí)是刀具移動(dòng)的距離 功能 指令刀具從當(dāng)前點(diǎn) 以數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先調(diào)定的快進(jìn)速度 修調(diào)倍率 快速移動(dòng)到程序段所指令的下一個(gè)定位點(diǎn) 只要非切削的移動(dòng) 通常使用G00指令 如由機(jī)械原點(diǎn)快速定位至切削起點(diǎn) 切削完成後的Z軸退刀及X Y軸的定位等 以節(jié)省加工時(shí)間 只能用于工件外部的空程行走 注意 G00中不需要指定進(jìn)給速度 續(xù)效指令 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 42 如圖所示 空間直線移動(dòng)從A到B 其編程計(jì)算方法如下 絕對(duì) G90G00XbYbZb 增量 G91G00X xb xa Y yb ya Z zb za 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 43 指令執(zhí)行開(kāi)始后 刀具沿著各個(gè)坐標(biāo)方向同時(shí)按參數(shù)設(shè)定的速度移動(dòng) 最后減速到達(dá)終點(diǎn) 如圖a所示 在各坐標(biāo)方向上有可能不是同時(shí)到達(dá)終點(diǎn) 刀具移動(dòng)軌跡是幾條線段的組合 不是一條直線 例如 在FANUC系統(tǒng)中 運(yùn)動(dòng)總是先沿45 角的直線移動(dòng) 最后再在某一軸單向移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)位置 如圖b所示 編程人員應(yīng)了解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動(dòng)軌跡情況 以避免加工中可能出現(xiàn)的碰撞 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 44 同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)單向移動(dòng)至終點(diǎn)從A點(diǎn)到B點(diǎn)快速移動(dòng)的程序段為 G90G00X20Y30 若采用直線型定位方式移動(dòng) 則每次都要計(jì)算其斜率后 再命令X軸及Y軸移動(dòng) 如此增加電腦的負(fù)荷 反應(yīng)速度也較慢 故一般CNC機(jī)械一開(kāi)機(jī)大都自動(dòng)設(shè)定G00以斜進(jìn)45 方式移動(dòng) 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 3 7 2直線插補(bǔ)指令 G01 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 46 2 G01指令 直線插補(bǔ)指令編程格式 G01X a Y b Z c F f 式中 X Y Z 絕對(duì)值指令時(shí)是終點(diǎn)的坐標(biāo)值 增量值指令時(shí)是刀具移動(dòng)的距離 F 刀具的進(jìn)給速度 進(jìn)給量 它是一個(gè)合成速度 F為續(xù)效指令 因此無(wú)需對(duì)每個(gè)程序段都指定F 如果F代碼不指令進(jìn)給速度被當(dāng)作零 功能 指令多坐標(biāo) 2 3坐標(biāo) 以聯(lián)動(dòng)的方式 按程序段中規(guī)定的合成進(jìn)給速度f(wàn) 使刀具相對(duì)于工件按直線方式 由當(dāng)前位置移動(dòng)到程序段中規(guī)定的位置 a b c 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 47 示例 實(shí)現(xiàn)圖中從A點(diǎn)到B點(diǎn)的直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng) 其程序段為 絕對(duì)方式編程 G90G01X10Y10F100 增量方式編程 G91G01X 10Y 20F100 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 48 G90G01Y17 F80 X 10 Y30 G91X 40 Y 18 G90X 22 Y0 X0 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 49 運(yùn)動(dòng)控制指令 示例1 2 26 2020 50 運(yùn)動(dòng)控制指令 示例1 2 26 2020 51 運(yùn)動(dòng)控制指令 示例2 假設(shè)銑刀已定位至H點(diǎn) 沿A B C D E F G 程序原點(diǎn) A點(diǎn) 完成輪廓切削 2 26 2020 52 3 G02 G03 圓弧插補(bǔ)指令G02 順時(shí)針圓弧插補(bǔ) G03 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ) 1 順 逆方向判別規(guī)則 沿垂直于圓弧所在平面的坐標(biāo)軸由正方向向負(fù)方向觀察 來(lái)判別圓弧的順 逆時(shí)針?lè)较?第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 53 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 54 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 55 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 56 2 程序格式 XY平面 ZX平面 YZ平面 其中 X Y Z的值是指圓弧插補(bǔ)的終點(diǎn)坐標(biāo)值 I J K是指圓弧起點(diǎn)到圓心的增量坐標(biāo) 與G90 G91無(wú)關(guān) X軸的分向量用位址I表示 Y軸的分向量用位址J表示 Z軸的分向量用位址K表示 R為指定圓弧半徑 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 57 I J K的表達(dá)意義a XY平面圓弧 b ZX平面圓弧 c YZ平面圓弧 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 58 3 圓心位置的表示方法 由圓心指向起點(diǎn)的向量在X Y Z軸上的分量用I J K表示 Y X I J 起點(diǎn) 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 59 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 60 R表示法 用半徑R帶有符號(hào)的數(shù)值來(lái)表示 AB 180 R 0R100 AB 180 R 0R 100 說(shuō)明 a 具體采用哪種方法 視具體的數(shù)控系統(tǒng)而定 b G00 G01 G02 G03是同組續(xù)效指令 缺省值G01 c 本段終點(diǎn)若與上一段終點(diǎn)位置相同 即起點(diǎn)與終點(diǎn)最終沒(méi)有相對(duì)位移 則可省略不寫 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 61 對(duì)于整圓只能采用I J K的方式編程加工如圖所示整圓1和2 起點(diǎn)為A點(diǎn) 若采用順時(shí)針?lè)较蚝桶霃椒椒庸A1和圓2 則程序均可以寫成 N01G02X20Y0R 20F100 這說(shuō)明采用R方法來(lái)加工整圓不唯一 所以應(yīng)采用I J K方法來(lái)加工整圓 這樣則可以得到唯一的加工路徑 則加工圖中圓1的程序?yàn)?G02X20Y0I 20J0F100 加工上圖中圓2的程序?yàn)?G02X20Y0I20J0F100 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 62 在圖中 當(dāng)圓弧A的起點(diǎn)為P1 終點(diǎn)為P2 圓弧插補(bǔ)程序段為 G02X321 65Y280I40J140F50 或 G02X321 65Y280R 145 6F50 當(dāng)圓弧A的起點(diǎn)為P2 終點(diǎn)為P1時(shí) 圓弧插補(bǔ)程序段為 G03X160Y60I 121 65J 80F50 或 G03X160Y60R 145 6F50 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 63 加工順弧AB BC CD 刀具起點(diǎn)在A點(diǎn) 進(jìn)給速度80mm min 兩種格式編程為 用圓心坐標(biāo)I J編程 G92X0Y 15 G90G03X15Y0I0J15F80 G02X55Y0I20J0 G03X80Y 25I0J 25 用圓弧半徑R編程 G92X0Y 15 G90G03X15Y0R15F80 G02X55Y0R20 G03X80Y 25R 25 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 64 運(yùn)動(dòng)控制指令 示例2 2 26 2020 65 運(yùn)動(dòng)控制指令 示例2 2 26 2020 66 刀具由坐標(biāo)原點(diǎn)O快進(jìn)至a點(diǎn) 從a點(diǎn)開(kāi)始沿a b c d e f a切削 最終回到原點(diǎn)O 編程如下 運(yùn)動(dòng)控制指令 示例2 2 26 2020 67 用絕對(duì)坐標(biāo)編程如下 N01G90G00X30Y30 N02G01X120F120 N03Y55 N04G02X95Y80I0J25F100 N05G03X70Y105I 25J0 N06G01X30Y105F120 N07Y30 N08G00X0Y0 N09M02 運(yùn)動(dòng)控制指令 示例2 2 26 2020 68 用增量坐標(biāo)編程如下 N01G91G00X30Y30 N02G01X90Y0F120 N03X0Y25 N04G02X 25Y25I0J25F100 N05G03X 25Y25I 25J0 N06G01X 40Y0F120 N07X0Y 75 N08G00X 30Y 30 N09M02 運(yùn)動(dòng)控制指令 示例2 2 26 2020 69 4 G04 暫停指令功能 使刀具作短時(shí)間的暫停 延時(shí) 用于無(wú)進(jìn)給光整加工 如車槽 鏜平面 锪孔 檢測(cè)等場(chǎng)合常用該指令 指令格式 G04X 式中 X為暫停時(shí)間 單位為毫秒或秒 視數(shù)控系統(tǒng)而定 暫停2sec 則寫成 G04X2 或G04X2000 G04為非模態(tài)指令僅在本程序段有效 例如 N055G04P3000 延時(shí)3秒 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 2 26 2020 70 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 舉例 例 锪孔加工 孔底有表面粗糙度要求 程序如下 G01Z 7 0F60 G04X5 0 刀具在孔底停留5s G00Z7 0 4 1 刀具半徑補(bǔ)償指令 G41 G42 G40 1 1刀具半徑補(bǔ)償概念實(shí)際的刀具都是有半徑的 使刀具的刀尖沿零件輪廓曲線加工 刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡即加工路線應(yīng)該與零件輪廓曲線有一個(gè)半徑值大小的偏移量 使刀具的刀位點(diǎn)正確運(yùn)動(dòng)有兩種方式 1 加工前計(jì)算出刀位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡 再編程加工 2 按零件輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編程 由系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓和刀具半徑R自動(dòng)計(jì)算出刀具中心軌跡 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 4 刀具補(bǔ)償指令 刀具半徑補(bǔ)償指令G41為刀具左補(bǔ)償 指順著刀具前進(jìn)方向看 刀具偏在工件輪廓的左邊 G42為刀具右補(bǔ)償 指順著刀具前進(jìn)方向看 刀具偏在工件輪廓的右邊 G40為取消刀補(bǔ) 書寫格式 1 G41 G42與G00 G01配合使用 2 G41 G42與G02 G03配合使用 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 刀具半徑補(bǔ)償過(guò)程刀具半徑補(bǔ)償執(zhí)行過(guò)程一般分為三步 1 刀具補(bǔ)償建立 2 刀具補(bǔ)償進(jìn)行 3 刀具補(bǔ)償撤消刀具補(bǔ)償功能還可以利用同一加工程序去適應(yīng)不同的情況 如 1 利用刀具補(bǔ)償功能作粗 精加工余量補(bǔ)償 2 刀具磨損后 重輸?shù)毒甙霃?不必修改程序 3 利用刀補(bǔ)功能進(jìn)行凹凸模具的加工 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 例銑削加工圖所示的輪廓 采用20 的立式銑刀 O0010N010G92X0Y0 N020G91G00G42X70Y40D01S800M03M08 N030G01X80Y0F100 N040G03X40Y40I0J40 N050G01Y60 N060X 20 N070G02X 80I 40 N080G01X 20 N090Y 100 N100G00G40X 70Y 40M05M09M02 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 4 2刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令 G43 G44 用于刀具軸向 Z方向 補(bǔ)償 可使刀具在Z方向上的實(shí)際位移大于或小于程序給定值 即 書寫格式 執(zhí)行結(jié)果 正偏置G43 Z實(shí)際值 Z指令值 H 負(fù)偏置G44 Z實(shí)際值 Z指令值 H G40為取消刀補(bǔ) 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 5尺寸單位選擇G20 G21G20 英制輸入 G21 公制 米制 輸入 其為缺省值 尺寸輸入制式及其單位 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 6進(jìn)給速度的單位設(shè)定G94 G95G94 F 每分鐘進(jìn)給 其為缺省值 G95 F 每轉(zhuǎn)進(jìn)給 G94對(duì)于線性軸 F的單位依據(jù)G20 G21的設(shè)定而分別為mm min或in min 對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸 F的單位為度 min G95為每轉(zhuǎn)進(jìn)給 即主軸轉(zhuǎn)一周時(shí)刀具的進(jìn)給量 F的單位依據(jù)G20 G21的設(shè)定而分別為mm r或in r 此功能只在主軸裝有編碼器時(shí)才能使用 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 7絕對(duì)值編程G90與相對(duì)值編程G91G90 絕對(duì)值編程 每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì)于程序原點(diǎn)的 G90為缺省值 G91 相對(duì)值編程 每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì)于前一位置而言的 該值等于沿軸移動(dòng)的距離 絕對(duì)編程時(shí) 用G90指令后面的X Z表示X軸 Z軸的坐標(biāo)值 增量編程時(shí) 用U W或G91指令后面的X Z表示X軸 Z軸的增量值 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 如圖所示 使用G90 G91編程 要求刀具由原點(diǎn)按順序移動(dòng)到1 2 3點(diǎn) 然后回到原點(diǎn) 絕對(duì)編程增量編程混合編程 圖3 3 1G90 G91編程 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 8坐標(biāo)系設(shè)定G92G92X Z X Z 對(duì)刀點(diǎn)到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的有向距離 G92指令建立工件坐標(biāo)系 當(dāng)執(zhí)行G92X Z 指令后 系統(tǒng)內(nèi)部即對(duì) 進(jìn)行記憶 并建立一個(gè)使刀具當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)值為 的坐標(biāo)系 系統(tǒng)控制刀具在此坐標(biāo)系中按程序進(jìn)行加工 執(zhí)行該指令只建立一個(gè)坐標(biāo)系 刀具并不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng) 第三章數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 坐標(biāo)系選擇G54 G59G54 G55 G56 G57 G58 G59G54 G59是系統(tǒng)預(yù)定的六個(gè)坐標(biāo)系 可根據(jù)需要選用 加工時(shí)其坐標(biāo)系的原點(diǎn) 必須設(shè)為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 否則加工出的產(chǎn)品就有誤差或報(bào)廢 甚至出現(xiàn)危險(xiǎn) 這六個(gè)預(yù)定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的值 工件零點(diǎn)偏置值 可用MDI方式輸入 系統(tǒng)自動(dòng)記憶 工件坐標(biāo)系一旦選定 后續(xù)程序段中絕對(duì)值編程時(shí)的指令值均為相對(duì)于坐標(biāo)系原點(diǎn)的值 G54 G59為模態(tài)功能 可相互注銷 G54為缺省值 第四章切削用量的選擇 1 確定合理切削用量的意義切削用量包括切削速度 進(jìn)給量和切削深度 數(shù)控加工時(shí)對(duì)同一加工過(guò)程選用不同的切削用量 會(huì)產(chǎn)生不同的切削效果 合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求 如加工精度和表面粗糙度 在切削系統(tǒng)強(qiáng)度 剛性允許的條件下充分利用機(jī)床功率 最大限度地發(fā)揮刀具的切削性能 并保證刀具具有一定的使用壽命 第四章切削用量的選擇 2 選擇切削用量的一般原則 1 粗加工時(shí)切削用量的選擇粗加工時(shí)一般以提高效率為主 兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本 提高切削速度 加大進(jìn)給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率 其中切削速度對(duì)刀具壽命的影響最大 切削深度對(duì)刀具壽命的影響最小 所以考慮粗加工切