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1、第二节 数控铣床及加工中心编程,前面已介绍有关程序编制的预备知识，这里对编程方法和某些常用指令的用法作进一步介绍，尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必须认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编制出正确的程序。,第二章 数控编程,一、概述,（一）数控铣床及加工中心简介 1、数控铣床是一种用途广泛的机床，有立式、卧式及龙门铣3种。,数控立式铣床,卧式数控铣床,龙门数控铣床,2、加工中心（Machining Center）是一种集成化的数控加工机床，是在数控铣床的发展基础上衍化而成的，它集铣削、钻削、铰削、镗削及螺纹切削等工艺于一体，有立式加工
2、中心 、 卧式加工中心 、龙门式加工中心、复合加工中心等。加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。 加工中心的加工工艺范围如下4图所示。,加工中心的铣削加工图,加工中心的钻削加工图,加工中心的螺纹加工图,（二）适用于数控铣床及加工中心的加工种类,1. 平面轮廓加工,需要两轴联动的数控铣床。,平面轮廓加工,2. 槽加工,需要两轴联动的数控铣床。,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加工中心以及球头铣刀。,空间曲面零件加工,4. 孔系加工,孔系加工,（三）数控铣床编程原点的选择 铣削的编程原点，在X、Y向零点一般可选在设计基准或工艺基准的端面或孔的中心线上，对于有对称部分的
3、工件，可以选在对称面上，以便用镜像等指令来简化编程。Z向的编程原点，习惯选在工件上表面，这样当刀具切入工件后Z向尺寸字均为负值。,二、数控铣床及加工中心的常用指令,（一）快速定位和直线进给,1. 快速定位,G00 X Y Z 注意：G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。,2. 直线进给运动,G01 X Y Z F,（二）圆弧进给,1. 平面定义指令,G17 指令XY平面；G02或G03 X Y I J (或R) F G18 指令ZX平面； G02或G03 X Z I K (或R) F G19 指令YZ平面； G02或G03 Y Z J K (或R) F 。,I, J, K为圆心位置
4、，其值为从圆弧始点向圆心看时，带正负的距离，以增量方式指定。 R为圆弧半径。,顺、逆方向判别规则： 沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。,R表示法：用半径R带有符号的数值来表示： AB180 ：R 0 R100； BA180 ：R 0 R-100 整圆时只可用I J K不可用R I0、J0、K0可省略； I、J、K与X、Y、Z一一对应，否则会报警； I、J、K和R同时指定时，优先执行R. I、J、K被忽略；,说明： G00,G01,G02,G03是同组续效指令。 本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不写。,1、圆弧a(180以
5、下）： G90时：G54G90G02 X0 Y30.0 R30.0 F100; G91时：G91G02 X30.0 Y30.0 R30.0 F100; 2、圆弧b(180以上）： G90时：G54G90G02 X0 Y30.0 R-30.0 F100; G91时：G91G02 X30.0 Y30.0 R-30.0 F100;,R表示法程序,1、从A点顺时针一周时： G90时：G54G90G02（X30.0 Y0）I-30.0（J0）F100； G91时：G91G02（X0 Y0）I-30.0（J0）F100； 2、从B点逆时针一周时： G90时：G54G90G03（X0 Y-30.0 ） I0
6、 J30.0 F100 ； G91时：G91G03（X0 Y0 ） I0 J30.0 F100；,整圆切削程序,G04 暂停指令,功能：可使刀具作短时的无进给运动 编程格式：G04 X_ 或 G04 P_ 其中：X,P其后的数值表示暂停的时间，单位为s、ms 或者是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。 用途： 用于车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工 用作时间匹配，对于那些动作较长或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。,例1 用数控铣床加工图中所示的轮廓ABCDEA。 分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序(忽略深度)。,1. 绝对坐标程序 G92 X-10 Y-10
7、 N01 G90 G17 G00 X10 Y10 LF N02 G01 X30 F100 LF N03 G03 X40 Y20 I0 J10 LF N04 G02 X30 Y30 I0 J10 LF N05 G01 X10 Y20 LF N06 Y10 LF N07 G00 X-10 Y-10 M02 LF,G92 X-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 N01 G91 G17 G00 X20 Y20 LF N02 G01 X20 F100 LF N03 G03 X10 Y10 I0 J10 LF N04 G
8、02 X-10 Y10 I0 J10 LF N05 G01 X-20 Y-10 LF N06 Y-10 LF N07 G00 X-20 Y-20 M02 LF,（三）刀具半径补偿指令,数控程序是按刀具的中心编制的，在进行零件轮廓加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓通常应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。,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。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。,3）可以使粗加工的程序简化。,刀具半径补偿功能的作用： 1）在编程
9、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）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化，也不必重新编程，只须修改相应的偏置参数即可。,刀补指令的程序段格式： 1）G00G01 G41G42 D X Y F 2）G00G01 G40 X Y 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，D 加数值是刀补号；X Y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X Y为由刀补状态过渡到非刀补状态的终点位置，这里的X Y即为刀具中心的位置。,刀具半径补偿用法之一,由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，要为
10、后续加工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。,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。 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，控制系统要连续读人两段平面位移指令，才能正确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。,注意：,按绝对方式编程程序 02 （OFFSET ABS） N1 G54G90G17G00S300M03； N2 G41X20.0Y10.0D01； N3 G01Y50.0F100； N4 X50.0； N5 Y20.0； N6 X10
11、.0； N7 G00G40X0Y0M05； N8 M30；,刀具补偿的动作及实例,O,O,O,N,7,10,20,30,40,50,N,2,与,D01,对应的补偿量,a,c,b,d,N4,N5,N6,N3,A,B,C,Y,10,20,30,40,50,快速进给,切削进给,编程路径,刀补动作,X,03 （OFFSET Z-NG） N1 G91G17G00S300M03； N2 G41X20.0Y10.0D01； N4 Z-98.0； N5 G01Z-12.0F100； N6 Y40.0； N7 X30.0； N8 Y-30.0； N9 X-40.0； N10 G00Z110.0M05； N11
12、G40X-10.0Y-20.0； N12 M30；,刀具半径补偿（过切）,例2 图中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5mm的工件。,编程如下： N01 G90 G92 X0 Y0 Z200； 设置刀具起始位置,N02 G00 X50Y-40； 刀具快速平移到下刀位置,N03 Z2； 快速降至安全平面,N04 S800 M03 M08； 打开冷却、起动主轴,N05 G01 Z-5F50； 慢速工进至切削深度 N06 G41 D01 X40F150 ； 至此切削点进入刀具半径补偿状态,N07 X-80； 直线进给
13、 N08 Y-20； 直线进给 N09 G02 X-40Y20R40F100； 顺时针圆弧减速进给 N010 G03 X20Y80R60； 逆时针圆弧减速进给 N011 G01 X40F150 ； 直线加速进给 N012 Y-45； 直线进给,Y,X,40,-40,80,-80,R60,-20,R40,O,-40,例2图,N013 M09 M05 ； 关闭冷却、主轴停转 N014 G00 Z200； 快速抬刀 N015 G40 X0 Y0 ； 取消刀补、刀具归位 N016 M02 ； 程序结束,（四） 刀具长度补偿的建立、执行与撤消,使用刀具长度补偿指令，在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把
14、刀具不同的长度尺寸。加工时，用MDI方式输入刀具的长度尺寸，即可正确加工。当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具。 刀具长度补偿可使刀具在Z方向上的实际位移量大于或小于程序给定值，即 实际位移量=程序给定值补偿值，其中程序给定值和补偿值都可正可负。,G43：刀具长度正补偿及H代码； G43 Z_ H_ 即将Z坐标给定值与H代码中长度补偿的量相加（），按其结果进行Z轴运动。 G44：刀具长度负补偿及H代码； G44 Z_ H _ 即将Z坐标给定值与H中长度补偿的量相减（），按 其结果进行Z轴运动。 G49或 G40取消刀具长度补偿。,刀
15、具长度补偿设定,各种不同的刀柄,例3 铣如图所示的三条槽，槽深均为2mm，试用刀具补偿指令编程。选择8铣刀为1号，刀具长度补偿设为0， 6铣刀为2号，刀具长度补偿为2mm。,O1000 N001 G54 G00 X20 Y20 Z2 T01； 01号刀至A点 N002 S1500 M03； 主轴正转1500r/min N003 G01 Z-2 F150； 刀具Z向至槽底 X80； 铣槽 N004 G00 Z100； 刀具上提100mm X20 Y40 M05； 刀具移至B点,N005 M06 T02； 换02号刀 N006 S1500 M03 ； 主轴正转1500r/min N007 G43 G01 H01 Z2 F400 ； 刀具长度补偿2mm，移至C点 N008 Z-2 F150 ； Z向进刀至槽底 X80 ； X向进给槽长 N009 G00 Z2； 抬刀,N0010 G00 X20 Y60 ； 刀具移至D点 N0011 G01 Z-2 F150 ； Z向进刀至槽底 N0012 X80； X向进给槽长 N0013 G00 Z100 ； 抬刀 N0014 G49 （G40） X20 Y20；取消刀具补偿，移至E点 N001
