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1、第四章 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,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 数控铣床常用指令,一、快速定位和直线进给,1. 快速定位,G00 X Y Z,2. 直线进给运动,G01 X Y Z F,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
2、相对工件的坐标为(-10, -10, 300)。,N01 G90 G92 X-10 Y-10 Z300 设定起刀点的位置,N02 G00 X8 Y8 Z2 快速移动至A点的上方,N03 S1000 M03 起动主轴,N04 G01 Z-6 F50 下刀至切削厚度,N05 G17 X40 铣AB段,N06 X32 Y28 铣BC段,N07 X16 铣CD段,N08 X8 Y8 铣DA段,N09 G00 Z20 M05 抬刀且主轴停,N010 X-10 Y-10 Z300 返回起刀点,N011 M02 程序结束,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
3、 (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： G90 G03 X25 Y20 I-20 J0 F50 或G90 G03 X25 Y20 R20 F50,相对坐标编程： G91 G03 X-20 Y20 I-20 J0 F50 或G91 G03 X-20 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
4、 G92 X-10 Y-10 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。,N01 G90 G17 G00 X10 Y10 LF,G90绝对坐标指令，G17 XY平面内的加工指令，G00快速定位指定， X10 Y10 指A点
5、在工件坐标系内的坐标值。,该段程序的含义是指令刀具相对于工件由起刀点O机快速移动到A点。,N02 G01 X30 F100 LF,G01直线插补指令， F100进给速度为100mm/min,该程序段的含义是以直线插补和进给速度100mm/min的方式从点A向点B加工直线AB段。,N03 G03 X40 Y20 I0 J10 LF,G03逆时针圆弧插补指令； X40 Y20圆弧的终点相对于工件坐标原点的坐标值； I0 J10 为圆弧的圆心相对于的起点坐标。,该段程序的含义是以逆时针圆弧插补的方式从点B到点C加工BC圆弧段。,N04 G02 X30 Y30 I0 J10 LF,G02顺时针圆弧插补
6、指令； X30 Y30圆弧的终点相对于工件坐标原点的坐标值； I0 J10 为圆弧的圆心相对于起点的坐标。,该段程序的含义是以顺时针圆弧插补的方式从点C到点D加工CD圆弧段。,N05 G01 X10 Y20 LF,该程序段的含义是以直线插补的方式从点D向点E加工直线DE段。,N06 Y10 LF,该程序段的含义是以直线插补的方式从点E向点A加工直线EA段。,N07 G00 X-10 Y-10 M02 LF,G00快速定位指定， X-10 Y-10 指O机点在工件坐标系内的坐标值，M02程序结束指令。,2. 相对坐标程序 N01 G91 G17 G00 X20 Y20 LF N02 G01 X2
7、0 F100 LF N03 G03 X10 Y10 I0 J10 LF N04 G02 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。,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）
8、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。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）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；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。,1）只能在G00或G01指令下建立刀具半径补偿状态及取消
9、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。,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： 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
10、Z-5F50 慢速下至切削深度,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 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,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,(二) 刀具县长度补偿的建立、执行与撤消,使用刀具长度补偿功能，在编程时可以
11、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，在每个偏置号输入需要偏置的量。,a情况：设定H01=2，则G44 H01； c情况：设定H01=-2，则G43 H02。,例5 铣如图2-22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，,N001 G00 X20 Y20 Z2 T01 01号刀至A点 N002 S1500 M03 主
12、轴正转1500r/min N003 G01 Z-2 F150 刀具Z向至槽底 N004 G00 Z100 刀具上提100mm X20 X40 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 X20 Y60 Z2 刀具移至D点 N0010 G01 Z-2 F150 Z向进刀至槽底 N0011 X80 X向进给槽长 N0012 G00 Z100 Z向移至100mm N
13、0013 G49 X20 Y20 取消刀具补偿，移至E点 N0014 M02 程序结束,四、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）FANUC 11-MEA-4系统子程序调用格式为：,M98 P程序号 L调用次数 O10 子程序程序号 N01 子程序体 N0n M99 子程序结束并返回主程序,2）FANUC 7M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01 N01 子程序体 N0n M17 子程序结束并返回主程序,3）XK0816A系统子程序调用格式为： G20 N
14、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：P0P9) 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 N0010 G22 N60 子程序开始 N0020 子程序体 N0100 G24 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。,例6 编制如图2-23所示零件的程序，零件上4个方槽的尺寸、形状
15、相同，槽深2mm，槽宽10 2mm，未注圆角半径为R5，设起刀点为(0, 0, 200)。,O1 (MAIN_PROGRAMM) N01 G90 G92 X0 Y0 Z200 设置起刀点的位置 N02 G00 X30. Y15. Z5. 快速移至第一切削点上方 N03 G91 S600 M03 相对坐标，主轴正转600r/min N004 M98 P10 调用子程序10,O10 (SUB_PROGRAMM) N1 G01 Z-7. F50 N2 X50. F150 N3 Y30. N4 X-50.,N5 Y-30. N6 G00 Z7 N7 M99,N05 G00 X70. N06 M98 P10. N07 G00 X-70. Y50. N08 M98 P10,N09 G00 X70. N010 M98 P10. N011 M05 N012 G90 G00 X0 Y0 Z200 N013 M02,五、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）FANUC 11-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
