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1、第4章数控铣床编程 4 1概述 图4 1数控立式铣床 一 数控铣床简介 1 数控立式铣床 2 数控卧式铣床 图4 2卧式数控铣床 3 数控龙门铣床 图4 3龙门数控铣床 二 数控铣削的特点 1 平面轮廓加工 需要两轴联动的数控铣床 图4 4平面轮廓加工 2 挖槽加工 需要两轴联动的数控铣床 图4 5挖槽加工 3 空间曲面类零件加工 需用三轴联动的数控铣床和球头铣刀 图4 6空间曲面零件加工 4 孔系加工 图4 7孔系加工 4 2 1加工坐标系的建立 1 G92 设置加工坐标系编程格式 G92X Y Z 将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上例 G92X20Y10Z10其确立的加工原点在
2、距离刀具起始点X 20 Y 10 Z 10的位置上 G92设置加工坐标系 2 G53 选择机床坐标系编程格式 G53G90X Y Z 使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上 式中X Y Z后的值为机床坐标系中的坐标值 其尺寸均为负值例 G53G90X 100Y 100Z 20则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图所示 G53选择机床坐标系 选择相应的加工坐标系编程格式 G54G90G00 G01 X Y Z F 指令执行后 选择G54指定的工件坐标系1 6号工件加工坐标系通过CRT MDI方式设置例 如图 设置了两个加工坐标系 G54 X 50Y 50Z 10G55 X 100Y 100Z 2
3、0 3 G54 G55 G56 G57 G58 G59选择1 6号加工坐标系 设置加工坐标系 这时 若执行下述程序段 N10G53G90X0Y0Z0N20G54G90G01X50Y0Z0F100N30G55G90G01X100Y0Z0F100 则刀尖点的运动轨迹如图中OAB所示 4 注意事项 1 G54与G55 G59的区别相同点 设置加工坐标系的方法一样区别 G54设置机床原点回参考点操作时机床坐标值显示为设定值符号均为正 G55 G59设置加工坐标系回参考点操作时机床坐标值显示零值 2 G92与G54 G59的区别相同点 都用于设定工件加工坐标系区别 G92指令通过程序来设定 选用加工坐标
4、系 3 G54 G59的修改只能通过MDI方式修改 4 应用范围本课程所例加工坐标系的设置方法以FANUC系统为例 4 2数控铣床常用指令 一 快速定位和直线进给 1 快速定位 G00XYZ 2 直线进给运动 G01XYZF 例1编制加工右图所示的轮廓加工程序 工件的厚度为5mm 设起刀具点相对工件的坐标为 10 10 300 N01G90G92X 10 Y 10 Z300 设定起刀点的位置 N02G00X8 Y8 Z2 快速移动至A点的上方 N03S1000M03起动主轴 N04G01Z 6 F50下刀至切削厚度 N05G17X40 铣AB段 N06X32 Y28 铣BC段 N07X16 铣
5、CD段 N08X8 Y8 铣DA段 N09G00Z20 M05抬刀且主轴停 N010X 10 Y 10 Z300 返回起刀点 N011M02程序结束 二 圆弧进给 1 平面定义指令 G17指令XY平面 G02或G03XYIJ 或R FG18指令ZX平面 G02或G03XZIK 或R FG19指令YZ平面 G02或G03YZJK 或R F I J K为圆心坐标 圆弧半径R 例2编制图4 8圆弧加工的程序 绝对坐标编程 G90G03X25 Y40 I 20 J0F50或G90G03X25 Y40 R20 F50 相对坐标编程 G91G03X 20 Y20 I 20 J0F50或G91G03X 20
6、 Y20 R20 F50 例3用数控铣床加工图4 9所示的轮廓ABCDEA 分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序 1 绝对坐标程序G92X 10 Y 10 N01G90G17G00X10 Y10 N02G01X30 F100N03G03X40 Y20 I0J10 N04G02X30 Y30 I0J10 N05G01X10 Y20 N06Y10 N07G00X 10 Y 10 M02 G92X 10 Y 10 设定机床坐标系与工件编程坐标系的关系 给出机床坐标原点O机相对编程原点O工的坐标值 2 相对坐标程序N01G91G17G00X20 Y20 N02G01X20 F100N03G03X1
7、0 Y10 I0J10 N04G02X 10 Y10 I0J10 N05G01X 20 Y 10 N06Y 10 N07G00X 20 Y 20 M02 三 刀具半径补偿指令 数控程序时刀具的中心轨迹按零件轮廓编制的 加工时 刀具中心轨迹相对于零件轮廓让开一个刀具半径的距离 即所谓的刀具偏置或刀具半径补偿 具有刀具半径补偿功能的数控系统具有如下优点 1 在编程时可以不考虑刀具的半径 直接按零件轮廓编程 只要在实际加工时把刀具半径输入刀具半径补偿地址中即可 2 刀具磨损后可以通过补偿弥补 3 可以使粗加工的程序简化 1 基本概念 2 指令 G40是取消刀具半径补偿功能 G41是刀具半径左补偿指令
8、 即沿着刀具前进方向 刀具始终位于工件的左侧 G42是刀具半径右补偿指令 即沿着刀具前进方向 刀具始终位于工件的右侧 刀补指令的程序段格式 1 G00 G01G41 G42DXYF2 G00 G01G40XY 1 中的D为刀具半径补偿地址 地址中存放的是刀具半径的补偿量 XY为由非刀补状态进入刀具半径补偿状态的起始位置 2 中的XY为由刀补状态过渡到非刀补状态的终点位置 这里的XY即为刀具中心的位置 1 只能在G00或G01指令下建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径补偿状态 注意 2 在建立刀补时 必须有连续两段的平面位移指令 这是因为 在建立刀补时 控制系统要连续读入两段平面位移指令 才能正确
9、计算出进入刀补状态时刀具中心的偏置位置 否则 将无法正确建立刀补状态 例4图4 20所示加工路线为实际零件轮廓 刀具初始位置为 0 0 200 工件坐标系原点在工件上表面处 用 10的立铣刀精铣厚为4mm的工件 编程如下 N01G90G92X0Y0Z200 设置刀具起始位置 N02G00X50 Y 40 刀具快速平移到下刀位置 N03Z2 快速降至安全平面 N04S800M03M08打开冷却 起动主轴 N05G01Z 5 F50慢速下至切削深度 N06G41D01X40 F150至此切削点进入刀具半径补偿状态N07X 80 直线进给N08Y 20 直线进给N09G02X 40 Y20 R40
10、F100顺时针圆弧加工N010G03X20 Y80 R60 逆时针圆弧加工N011G01X40 F150直线加速进给N012Y 45 直线进给 N013M09M05关闭冷却 主轴停转N014G00Z200 快速抬刀N015G40X0Y0取消刀补 刀具归位N016M02程序结束 四 刀具长度补偿的建立 执行与撤消 使用刀具长度补偿功能 在编程时可以不考虑刀具在机床主轴上装夹的实际长度 而只需在程序中给出刀具端刃的Z坐标 具体的刀具长度由Z向对刀来协调 G43 刀具长度补偿分为刀具长度正补偿及H代码 G44 刀具长度负补偿及H代码 G49 取消刀具长度补偿用 H后跟两位数指定偏置号 在每个偏置号输
11、入需要偏置的量 例5铣如图4 22所示的三条槽 槽深均为2mm 试用刀具补偿指令编程 选择 8铣刀为1号 刀补设为0 6铣刀为2号 刀补设为2mm 设起刀点为 0 0 200 N001G90G92X0Y0Z200 设置起刀点 N002G00X20 Y20 Z2 T0101号刀至A点N003S1500M03主轴正转1500r minN004G01Z 2 F150刀具Z向至槽底X80X向进给槽长N005G00Z100 刀具上提100mmX20 Y40 M05刀具移至B点 N006M06T02换02号刀N007S1500M03主轴正转1500r minN008G43G01H01Z2 F400刀具长度
12、补偿2mm 移至C点N009Z 2 F150Z向进刀至槽底X80 X向进给槽长 N0010G00Z2 X20 Y60 刀具移至D点N0011G01Z 2 F150Z向进刀至槽底N0012X80 X向进给槽长N0013G49G00Z200 Z向移至200mmN0014X0Y0取消刀补 返回起刀点N0015M02程序结束 五 子程序 当一个零件图形上有几个相同的几何图形或几个位置需要不同刀具反复加工时 可以编制一个子程序供主程序多次调用 1 FANUC11 MEA 4系统子程序调用格式为 M98P程序号L调用次数O10子程序程序号N01 子程序体N0nM99子程序结束并返回主程序 2 FANUC7
13、M系统子程序调用格式位为 L 子程序号 调用次数 程序格式为 L0100该子程序序号为01N01 子程序体N0nM17子程序结束并返回主程序 3 XK0816A系统子程序调用格式为 G20N P 变量值 可正 负 小数点前四位 后三位 变量号 本系统最多10个 P0 P9 子程序调用次数 1 99次 子程序号或子程序名 01 99 G20为子程序调用指令 相应的子程序形式为 N60子程序名N0010G22N60子程序开始N0020 子程序体N0100G24子程序结束并返回主程序 使用子程序时应注意 1 主程序可以调用子程序 子程序也可以调用其他子程序 但子程序不能调用主程序和自身 2 主程序中
14、模态代码可被子程序中同一组的其他代码所更改 3 最好不要在刀具补偿状态下的主程序中调用子程序 主子程序调用关系 可实现八层嵌套 逐层调用 逐层返回 主程序 子程序 子程序 例6编制如图4 23所示零件的程序 零件上4个方槽的尺寸 形状相同 槽深2mm 槽宽10mm 未注圆角半径为R5 设起刀点为 0 0 200 O1 MAIN PROGRAMM N01G90G92X0Y0Z200 设置起刀点的位置N02G00X30 Y15 Z5 快速移至第一切削点上方N03G91S600M03相对坐标 主轴正转600r minN004M98P10调用子程序10 O10 SUB PROGRAMM N1G01Z
15、7 F50N2X50 F150N3Y30 N4X 50 N5Y 30 N6G00Z7N7M99 N05G00X70 N06M98P10 N07G00X 70 Y50 N08M98P10 N09G00X70 N010M98P10 N011M05N012G90G00X0Y0Z200N013M02 六 镜像指令 在加工某些对称图形时 为了避免反复编制类似的程序段 缩短加工程序 可采用镜像加工功能 1 FANUC11 MEA 4系统的镜像指令代码为 M21 关于X轴的镜像 对称于Y轴 M22 关于Y轴的镜像 对称于X轴 M23 取消镜像 2 DIN66052系统镜像指令代码为 M91 关于X轴镜像M9
16、2 关于Y轴镜像M93 关于原点镜像M90 取消镜像功能该系统子程序调用格式为 G25L 子程序代码两位数字 调用次数两位 例7精铣如图4 24所示的4个形状相同 高5mm的凸起 设工件坐标原点位于工件上表面对称中心 刀具起始位置在工件坐标系的 0 0 100 点 A 6 84 18 794 0 B 17 101 46 985 0 C 46 985 17 101 0 D 18 794 6 84 0 O1 MAIN PROGRAMM N01G90G92X0Y0Z100 设置起刀点N02G00Z1 刀具移至点 0 0 1 N03S200M03主轴正转200r minN04G01Z 5 F50刀具移至点 0 0 5 N05M98P10加工块1O10 SUB PROGRAMM N1G01G41D01X6 84Y18 794F200移至A点建刀补N2X17 101Y46 985加工AB段N3G02X46 985Y17 101R50 加工BC段 N4G01X18 794Y6 84加工CD段N5G03X0Y20 R20 加工DA段 收刀N6G00G40X0Y0取消刀补N7M99子程序结束 N06M2
