数控手工编程课件

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1、第二节 数控铣床手工编程,1、 数控铣床的分类特点和组成 数控铣床与普通铣床在结构上类似，用来铣削平面、 曲面、轮廓，镗削、钻削孔，攻螺纹等；区别在于进给系 统，没有传统的进给箱和交换齿轮，由伺服电机通过滚珠 丝杠直接驱动主轴和位移轴。 1.1 分类和特点 按主轴位置分类： 立式数控铣床 主轴垂直于水平面，方形工作台。适 合箱体类、板类零件的加工。,2019/4/24,1,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,图：数控铣床,2019/4/24,2,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,卧式数控铣床 主轴平行于水平面，导轨一般为水 平式。也有倾斜式的，机床的刚性大，排屑更容易。 特点 功能齐

2、全，具有直线插补、圆弧插补、三坐标联动空 间直线插补；具有刀具补偿、固定循环和用户宏程序等功 能。 1.2 组成和技术参数,2019/4/24,3,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,组成：床身、主轴、工作台（纵向X轴，横向Y轴）、 升降台、液压控制系统、气动控制系统和电气控制系统 等。 主要技术参数： 工作台面积（长X宽）、工作台纵向行程（X轴行程）、 工作台横向行程（Y轴行程）、主轴垂直行程（Z轴行 程）； 升降台垂直行程（Z轴可调范围），主轴孔锥度（ISO,2019/4/24,4,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,40#为7：24，50#），主轴端面至工作台面的距离，主 轴中心

3、线至导轨面的距离； 主轴转速，进给速度（X，Y，Z），快移速度（X，Y， Z），主轴电机功率，三个坐标轴进给电机额定扭矩； 机床外形尺寸（长、宽、高），机床重量。 不同的机床，参数各不相同。 2、 数控铣床的传动系统 1）主传动系统，主电机到主轴的传动，实现主轴旋转,2019/4/24,5,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,2）进给传动系统，实现工作台纵向（X轴）、横向（Y 轴）和主轴垂直方向（Z轴）的进给运动，由各自交流伺 服电机驱动，通过同步齿形带轮传给滚珠丝杠，带动各工 作轴。 数控铣床传动系统如图所示。,2019/4/24,6,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,2019/4

4、/24,7,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,3、数控系统的功能 1）准备功能G指令（P193） 与数控车床基本相同。 必须掌握的是： 01组 点定位、直线插补和圆弧插补 02组 三个平面的指定 06组 刀具半径左右补偿，加工坐标系1-6的指定 03组 绝对值和增量值输入选择 09组中 钻孔循环G81、攻螺纹循环G84、镗孔循环,2019/4/24,8,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,G85及其取消固定循环G80。 有选择掌握的是： G04暂停指令，G16极坐标指令，G68坐标系旋转指 令，G66调用宏指令，G63攻螺纹模式指令，G28返回参考 点指令，G99返回参考平面指令等。

5、 注： a）00组的G代码为非模态代码，即只在被指定的程 序段内有效，其余为模态代码，即直到被同组G代码取代 前一直有效。,2019/4/24,9,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,b）不同组的G代码可在同一段程序中使用，但同组的G代 码在同一程序段中使用多个时，只有最后一个有效。 c）在使用固定循环指令时，如果又指令了01组的G代 码，则固定循环自动取消，即G80；但在使用01组的G代 码时，再使用固定循环指令则不受影响。,2019/4/24,10,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,2）辅助功能M指令 M00：程序停止，暂停；M02：程序全部结束， 主轴和冷却液关；M03、M04

6、主轴正、反转； M05：主轴停； M06：换刀（加工中心）；M08、M09：切削液开、 关： M30；程序结束并返回；M98：调用子程序；M99：子 程序结束并返回。,2019/4/24,11,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,3）H、F、T、S功能指令 H：刀具补偿号，补偿量存在以后面两位数字为地址字的 寄存器中。 F：进给速度。每分钟进给量 G98 F xx； 如G98 F50 表示每分钟进给50毫米。 T：刀具号，由T和后面2位数组成，每把刀具都有一个刀 具号，在程序中指定。通常一台设备最多可以指定100 把刀具。,2019/4/24,12,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,

7、S：主轴转速功能指令。 由字母S和后面的数字组成，单位是r/min。 4、 机床坐标系 主轴轴线方向为Z轴，刀具远离工件方向为Z轴正向； X轴在与工件安装面平行的水平面内。立式铣床规 定，人面对主轴（刀具）右侧方向为其正向；卧式铣床则 是人面对主轴（刀具）左侧方向为其正向； Y轴方向由右手定则来确定。,2019/4/24,13,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,数控铣床的参考点也是机床上的一个固定点，与加工 程序无关。机床启动后，首先要将机床位置“回零”，即返 回参考点。 由X轴、Y轴和Z轴建立的直角坐标系，即为机床的坐 标系，如上图xoz。 机床启动后，无论刀架在什么位置，此时的显示坐

8、标 值或为零，或是不正确的数值。必须首先执行返回参考点 的操作，然后显示的坐标值才是以机床坐标系为基准的真,2019/4/24,14,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,实坐标值。 5、 基本编程方法 1）工件坐标系设定 格式：G92 X Y Z ； 含义： 规定工件坐标系坐标原点的指令，即程序零 点。设定了一个工件坐标系。后面的程序段均以此为基准 计算编程。,2019/4/24,15,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,2）绝对编程和增量编程 绝对编程 格式：G90（ G01 ）X Y Z ； 增量编程 格式：G91（ G01 ） X Y Z ； 含义 坐标系内某一位置的坐标尺寸用相

9、对于前一位 置的坐标尺寸的增量进行计量的坐标系。 与数控车床一致。,2019/4/24,16,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,3）快速点定位 格式：G00 X Y Z ； 含义：X、Y和Z轴联动，快速移动到指定位置。 注意；由于X、Y和Z轴联动时的合成运动是空间直 线，要注意刀具与工件或夹具的碰撞。,2019/4/24,17,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,4）直线插补 格式：G01 X Y Z F ； 5）平面选择指令G17，G18，G19 用来指定程序段中刀具的圆弧插补平面和刀具半径补 偿平面。 6）圆弧插补 在指定平面内按给定进给速度作圆弧插补运动，加工 圆弧轮廓。顺时针

10、圆弧插补G02，逆时针圆弧插补G03 。,2019/4/24,18,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,格式：用圆弧半径R指定圆心位置时（优先认可） XY平面内：G17 G02（ G03）X Y R F ； XZ平面内：G18 G02（ G03）X Z R F ； YZ平面内：G19 G02（ G03）Y Z R F ； 用圆弧圆心相对于圆弧起点的向量时，与数控车床 一致。 当R取正值时，圆弧对应的圆心角为0180；当取 负值时，对应的圆心角为180360。,2019/4/24,19,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,2019/4/24,20,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,

11、绝对编程方式： G92 X0 Y0 Z0 G90 G00 X200.0Y40.0 G03 X140.0 Y100.0 I60.0 J0 F300； G02 X120.0 Y60.0 I50.0；,2019/4/24,21,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,7）暂停指令 格式：G04 X （P ）； 含义：使刀具作短时间的无进给光整加工，在切槽、 钻底孔时使用。也可用于在拐角处控制轨迹。 后面的数字一般代表时间，X的单位是秒，整数。P的 单位是毫秒。 8）英制和米制输入 格式：英制G20 米制G21 与数控车床一致。,2019/4/24,22,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,9）返

12、回参考点、从参考点返回切削点 格式： 含义 G28 X Y Z ； 各轴从当前点、经过中间点 （X、Y、Z）后快速移动到参考点； G29 X Y Z ； 各轴从参考点、经过前面G28指 定中间点后快速移动到指定位置（X，Y，Z）； 使用G28指令时，必须先取消刀具半径补偿，因为 G28本身包括取消刀具长度补偿、主轴停止和切削液关闭 等，但不包括刀具半径补偿取消。常用于换刀。,2019/4/24,23,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,2019/4/24,24,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,10） 刀具长度补偿指令 正补偿 格式：G43 Z H ； 负补偿 格式：G44 Z H

13、；,2019/4/24,25,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,刀具长度补偿用于刀具轴向补偿，使刀具在Z方向上 实际位移量大于或小于程序给定值。 实际位移量 = 程序给定值 补偿值 用H代码指定偏置号。通过偏置号把存贮在偏置存贮 器中的偏置量调出来与程序中的坐标值进行加减运算以达 到补偿刀具长度的目的。从而不必重新对刀或调整刀具。 取消刀具长度补偿指令： G49。图示举例。 11） 刀具半径补偿指令,2019/4/24,26,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,对于有半径补偿功能的数控系统，当加工较为复杂的 轮廓时，可直接按零件轮廓计算后编程，利用刀具半径补 偿指令，直接加工出零件轮

14、廓，而不必求刀具中心的运动 轨迹，使编程工作大大简化。 以G17为例，即在XY平面内半径补偿的使用。在其它 平面上，只要坐标轴和偏移方向正确，其补偿原理一样。 格式如下；,2019/4/24,27,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,G41 ：左刀补，即沿加工方向看刀具在左边； G42 ：右刀补，即沿加工方向看刀具在右边， G40：取消刀补 H（或D）： 偏置值寄存器选用指令. xx： 刀具补偿偏置值寄存器号。,2019/4/24,28,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,图示举例,2019/4/24,29,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,12） 拐角偏移圆弧插补指令 格式：G

15、39 X Y ； 含义：编程轨迹的相邻两直线或圆弧相交，则需在 拐角处进行圆弧插补，在拐角处产生一个以偏移量为半 径、以交点为圆心的附加圆弧。如图。 有的CNC系统可以利用刀具半径补偿功能，直接实现,2019/4/24,30,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,图 拐角偏移指令功能,2019/4/24,31,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,各种拐角的圆弧插补过渡，而有的系统则需要人工编制附 加的圆弧过渡程序。如上图。 说 明：G39只有在G41 或G42 使用后才有效，而且属于 非模态指令，仅在它所指令的程序段中有效。在使用 G41、G42指令时，开始段刀具运动指令只能是G00或

16、G01，不能是G02或G03。 13） 机床坐标系和工件坐标系选择指令,2019/4/24,32,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,机床坐标系选择 格式： G53 X Y Z ； 含义：以机床固有坐标系即机床坐标系为参考系，刀 具移动到指定位置。 有时，机床坐标系的原点即机床的参考点，刀具在此 位置时，显示器显示的刀具当前位置坐标均为零。 G53是非模态指令，仅在它所在的程序段中有效，而 且是在绝对值指令中。,2019/4/24,33,现代数控技术,第二节 数控铣床手工编程,工件坐标系选择 格式： （G54G59） X Y Z ； 含义：以选定的不同坐标系为参考坐标系系，刀具移 动到指定位置。 适用于在