《精编》数控铣床编程与操作知识

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1、第2章数控铣床编程与操作 CNCMillingMachineProgrammingandOperation 2 1数控铣床及其控制系统简介 数控系统为FANUC0iM 2 2数控铣床程序编制方法 2 2 1程序段的一般格式一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据 由遵循一定结构句法和格式规则的若干个程序段组成 而每个程序段由若干个指令字组成 1 指令字的格式一个指令字是由地址符 指令字符 和带符号 如定义尺寸的字或不带符号 如准备功能字G代码 的数字数据组成的 程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义 在数控程序段中包含的主要指令字符如表2 1所示 地址符 数字 表2

2、 1指令字符表 2 程序段的格式 一个程序段定义一个将由数控装置执行的指令行 程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法 程序段的一般格式如下所示 N 数字 G X 数字 Y 数字 Z 数字 F 数字 S 数字 M N 数字 程序段号 该项为任选项 即可不写 G 准备功能指令 X 数字 Y 数字 Z 数字 尺寸字 分别表示沿X Y Z坐标方向的位移量 I 数字 J 数字 K 数字 R 数字 圆弧插补时圆心相对于圆弧起点的坐标或用半径值表示 D 数字 H 数字 刀具补偿号 指定刀具半径 长度补偿存储单元号 F 数字 进给速度指令 S 数字 主轴转速指令 M 辅助功能指令 程序段结束符 3 程序的

3、一般结构 一个零件程序必须包括起始符和结束符 且零件程序是按程序段的输入顺序执行而不是按程序段号的顺序执行 但书写程序时建议按升序方式书写程序段号 本系统的程序结构为 程序起始符 或O 符 或O 后跟程序号 程序体 程序结束 M02或M30 注释符 括号 内或分号 后的内容为注释文字 2 2 2常用准备功能指令 OftenusedPreparatoryCodes Gcodes 1 工件坐标系设定 选择指令 G92 G54 G59 1 工件坐标系设定指令 G92 编程格式 G92X Y Z 该指令功能为设定起刀点相对工件坐标系原点的位置 X Y Z即为刀具起点到工件坐标系原点的有向距离 G92指

4、令为非模态指令 一般放在零件加工程序的第一个程序段 如图所示 在加工工件前 机床首先回参考点 然后将刀具移动至起刀点 对刀点 位置 当执行下例程序段后 G92X30 0Y30 0Z20 0 就建立了工件坐标系 刀具中心在工件坐标系中的位置为X 30 0 Y 30 0 Z 20 0 2 工件坐标系选择指令 G54 G59 该6个指令功能为可分别设定工件坐标系原点相对机床坐标系原点的位置 如图所示 G54 G59可根据需要任意选用 G54 G59为模态功能 可相互注销 注意事项 1 G92指令与G54 G59指令都用于设定工件坐标系 但在使用中是有区别的 G92指令通过程序来设定 选用工件坐标系

5、它所设定的工件坐标系原点与当前刀具所在的位置有关 这一加工原点在机床坐标系中的位置随当前刀具位置的不同而改变 2 G54 G59指令通过MDI方式设定工件坐标系 一旦设定 加工原点在机床坐标系中的位置不变 它与刀具的当前位置无关 除非通过MDI方式修改 因此 在使用G54 G59指令前 应先用MDI方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值 3 G92与G54 G59指令一般不能在一同程序中同时使用 2 绝对 相对坐标编程指令 G90 G91 G90为绝对值编程指令 表示程序段中给出的刀具运动坐标尺寸为绝对坐标值 即给出的坐标值相对于坐标原点 G91为相对值编程指令 表示程序段中给出的刀

6、具运动坐标尺寸为增量坐标值 即相对于前一位置的增量值 如图所示 若刀具从A点沿直线运动到B点 则 用绝对值方式编程时 程序段如下 G90G01X10 0Y20 0 用增量值方式编程时 程序段如下 G91G01X 20 0Y15 0 G90 G91为模态功能 可相互注销 G90为缺省值 3 坐标平面指定指令 G17 G18 G19 该组指令用来选择进行圆弧插补和刀具半径补偿的平面 G17指定XY平面 G18指定ZX平面 G19指定YZ平面 如图所示 G17 G18 G19为模态功能 可相互注销 G17为缺省值 故立式数控铣床 含数控加工中心 该组指令可隐含不写 此外 需要注意的是 直线移动指令与

7、平面选择无关 例如 当执行指令 G17G01Z10 0 时 Z轴移动不受影响 4 进给控制指令 G00 G01 G02 G03 1 快速定位指令 G00 编程格式 G00X Y Z 其中X Y Z是快速定位至终点的坐标值 在G90编程方式下 终点为相对于工件坐标系原点的坐标 在G91编程方式下 终点为相对于起点的位移量 G00为模态功能指令 可由G01 G02或G03功能指令注销 需要注意的是 在执行G00指令时 由于各轴以各自速度移动 联动直线轴的合成轨迹不一定是直线 如图所示 使用G00编程 要求刀具从A点快速定位到B点 绝对坐标编程 G90G00X90Y45 0 增量坐标编程 G91G0

8、0X70Y30 0 为避免刀具与工件发生碰撞 常见的做法是将Z轴移动到安全高度 再执行G00指令 2 直线插补指令 G01 编程格式 G01X Y Z F 其中X Y Z是直线插补进给终点 在G90编程方式下 终点为相对于工件坐标系原点的坐标 在G91编程方式下 终点为相对于起点的位移量 F为合成进给速度 在没有新的F指令以前一直有效 不必在每个程序段中都写入F指令 G01是模态代码指令 可由G01 G02或G03功能指令注销 G01指令刀具以联动的方式 按F规定的合成进给速度 从当前位置按线性路线 联动直线轴的合成轨迹为直线 移动到程序段指令的终点 如图所示 使用G01编程 要求从A点经B点

9、线性进给到C点 此时进给路线是从A B C的折线 绝对坐标编程 G90G01X25 0Y30 0F100 X40 0Y35 0 增量坐标编程 G91G01X15 0Y20 0F100 X15 0Y5 0 3 圆弧插补指令 G02 G03 编程格式 XY平面 其中G02为顺时针圆弧插补 G03为逆时针圆弧插补 X Y是圆弧终点坐标值 在G90编程方式下 终点为相对于工件坐标系原点的坐标 在G91编程方式下 为圆弧终点相对于圆弧起点的位移量 I J为圆心相对于圆弧起点的偏移值 如图所示 无论在G90还是在G91编程方式下 都是以增量方式指定 若某一分量为零时 圆心起点终点可省略 圆心位置亦可用圆弧

10、半径R表示 当圆弧圆心角 180 时R为正值 180 时R为负值 圆心角 360 时为一整圆 则不能用R编程 只能用I J编程 1 劣弧AB绝对坐标编程 G90G02X0Y30 0R30 0F80 或G90G02X0Y30 0I30 0F80 增量坐标编程 G91G02X30 0Y30 0R30 0F80 或G91G02X30 0Y30 0I30 0F80 2 优弧BCA绝对坐标编程 G90G03X 30 0Y0R 30 0F80 或G90G03X 30 0Y0J 30 0F80 增量坐标编程 G91G03X 30 0Y 30 0R 30 0F80 或G91G03X 30 0Y 30J 30

11、0F80 如图所示整圆 程序段为 1 从A点顺时针一周时 绝对坐标编程 G90G02X30 0Y0I 30 0F80 增量坐标编程 G91G02X0Y0I 30 0F80 2 从B点逆时针一周时 绝对坐标编程 G90G03X0Y 30 0J30F80 增量坐标编程 G91G03X0Y0J30 0F80 注意事项 1 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向 2 同时编入R与I J K时 R有效 3 在XZ平面或YZ平面圆弧插补指令格式分别为 其编程方法同XY平面 5 刀具补偿功能指令CutterCompensation 1 刀具半径补偿指令 G41 G42 G40 编

12、程格式 G41为刀具半径左补偿 沿刀具运动方向向前看 刀具位于零件左侧 G42为刀具半径右补偿 沿刀具运动方向向前看 刀具位于零件右侧 G40为撤销刀具补偿指令 D为控制系统存放刀具半径补偿量寄存器单元的代码 称为刀补号 G41 G42 G40都是模态代码 可相互注销 G40为缺省值 注意 1 刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行 2 刀具半径补偿值 由操作者输入到刀具补偿寄存器中 3 刀具半径补偿的建立与取消 只能用G00或G01指令 而不能是G02或G03指令 所谓刀具半径补偿建立 就是刀具从无半径补偿运动到所希望的刀具半径补偿起点的过程 而刀具半径补偿取消则恰好与此相反 2 刀

13、具长度补偿指令 G43 G44 G49 ToolLengthOffset编程格式 G43为刀长正补 即Z坐标实际移动的坐标值为将Z坐标尺寸字与刀具长度补偿值相加所得的量 G44为刀长负补 即Z坐标实际移动的坐标值为将Z坐标尺寸字与刀具长度补偿值相减所得的量 H为控制系统存放刀具长度补偿量寄存器单元的代码 G43 G44 G49都是模态代码 可相互注销 G49为缺省值 6 其他功能指令1 暂停指令DWELL G04 编程格式 G04P X 其中P为暂停时间 单位为毫秒 ms X单位为秒 根据系统设定 G04在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作 G04为非模态指令 仅在其被规定的程序段中

14、有效 2 单位设定指令 1 尺寸单位选择指令G20 G21G20英制输入制式 G21公制输入制式 G20 G21为模态功能 可相互注销 G21为缺省值 2 进给速度单位设定指令G94 G95编程格式 G94F G95F 其中G94为每分钟进给 G95为每转进给 即主轴转一周时刀具的进给量 G94 G95为模态功能 可相互注销 G94为缺省值 7 简化编程指令1 镜像功能指令 G51 1 G50 1 编程格式 G51 1X Y Z G50 1X Y Z 其中G51 1为建立镜像指令 G50 1为取消镜像指令 X Y Z为镜像位置 X0 Y轴对称 Y0 X轴对称 X0Y0 原点对称 G51 1 G

15、50 1为模态指令 可相互注销 2 缩放功能指令 G50 G51 编程格式 G51X Y Z P 其中G51为建立缩放指令 G50为取消缩放指令 X Y Z为缩放中心的坐标值 P为缩放倍数 在有刀具补偿的情况下 先进行缩放 然后才进行刀具半径补偿 刀具长度补偿 G51 G50为模态指令 可相互注销 3 旋转变换指令 G68 G69 编程格式 G68X Y R 其中G68为建立旋转指令 G69为取消旋转指令 X Y Z为旋转中心的坐标值 R为旋转角度 单位是度 0 R 360 在有刀具补偿的情况下 先旋转后刀补 刀具半径补偿 长度补偿 在有缩放功能的情况下 先缩放后旋转 G68 G69为模态指令

16、 可相互注销 G69为缺省值 2 2 3常用辅助功能指令与其它功能指令 1 常用辅助功能指令1 程序暂停 M00 ProgramStop当CNC执行到M00指令时 将暂停执行当前程序 以方便操作者进行刀具和工件的尺寸测量 工件调头 手动变速等操作 暂停时机床的主轴 进给及冷却液停止 而全部现存的模态信息保持不变 欲继续执行后续程序 重按操作面板上的 循环启动 键 2 程序结束 M02 EndofProgramM02编在主程序的最后一个程序段中 当CNC执行到M02指令时 机床的主轴 进给 冷却液全部停止 并使机床和数控系统复位 3 程序结束并返回到零件程序头 M30 EndofProgramM30和M02功能基本相同 区别在于 M02结束程序时 自动运行结束后光标停在程序结束处 而用M30结束程序时 自动运行结束后光标能自动返回程序开头处 若要重新执行该程序 只需再次按操作面板上的 循环启动 键 4 主轴控制指令 M03 M04 M05 M03启动主轴 以程序中编制的主轴速度顺时针方向 从Z轴正向朝Z轴负向看 旋转 M04启动主轴 以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转 M05使主轴停止