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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材,数控加工技术 吴明友 编 第 三 十 四 讲 （90 Min、2节课）,2019/5/19,1,第八章 加工中心（Siemens 810D）编程与操作（二） 第二节 SIEMENS 810D数控系统的基本编程指令（二）,7直线插补指令G1 (5Min) 直线插补指令G1的编程格式为： G1 X Y Z F （直角坐标系编程）， G1 AP RP F （极坐标系编程）。,2019/5/19,2,其中，X Y Z为直角坐标系内的终点坐标； AP 为极坐标系的终点坐标，这里是极角； RP 极坐标系的终点坐标，这里是极径；F为进给速度（mm/min）。 G1指令可
2、以沿平行于坐标轴，倾斜于坐标轴或空间的任意直线运动，直线插补可以加工3D曲面及槽等。可以用直角坐标系或极坐标系输入目标点，刀具以进给速度F沿直线从目前的起刀点运动到编程目标点，沿这样的路径工件就被加工出来。,2019/5/19,3,例如： G1 G94 X100 Y20 Z30 A40 F100 LF。 X、Y、Z的终点以速度100mm/min到达，旋转轴A作为同步轴转动，以致于四个轴的运动在同时间内完成。G1是模态指令，主轴转速S及主轴转向M3/M4必须在加工之前被指定。LF为程序段结束符，手工输入程序，换行时，数控系统自动加上，不需要专门输入，本章有些程序的程序段结束处有LF，有些没有LF
3、，不影响数控系统的正常执行，请读者注意。,2019/5/19,4,8圆弧插补指令G2/G3 (20Min) 圆弧插补指令G2/G3在G17/G18/G19三个平面中的判断 圆弧插补指令G2/G3的编程格式： 1）G17/G18/G19G2/G3 X Y Z I J K F 2）G17/G18/G19G2/G3 AP RP F 3）G17/G18/G19G2/G3 X Y Z CR F 4）G17/G18/G19G2/G3 AR I J K F 5）G17/G18/G19G2/G3 AR X Y Z F,2019/5/19,5,G2为刀具以顺时针沿圆弧运动； G3为刀具以逆时针沿圆弧运动。 X
4、Y Z为直角坐标系中的终点； I J K为直角坐标系中的圆弧中心点坐标（在X Y Z方向）； AP 为极坐标系的终点坐标，这里是极角； RP 为极坐标系的终点坐标，这里是极径，对应圆弧半径；,2019/5/19,6,CR 为圆弧半径； AR 为圆弧角度； 如图8-5所示，G2/G3在G17/G18/G19三个平面中的判断。 圆弧插补能够加工整圆或圆弧，控制系统需要加工平面的参数（G17，G18，G19），以便计算圆的旋转方向G2是顺时针方向/G3是逆时针方向；螺旋线插步除外。G2/G3是模态指令。,2019/5/19,7,2019/5/19,8,图8-5 G2/G3在G17/G18/G19三个
5、平面中的判断,带圆心和终点的圆弧编程 编程格式及含义为： 1）G17 G2/G3 X Y I J 或G17 G2/G3 X Y IAC（ ）JAC（ ） 2）G18 G2/G3 X Z I K 或G18 G2/G3 X Z IAC（ ）KAC（ ） 3）G19 G2/G3 Y Z J K 或G17 G2/G3 Y Z JAC（ ）KAC（ ）,2019/5/19,9,圆弧的插补运动由直角坐标系中X，Y，Z的终点坐标和圆弧中心点坐标I，J，K来决定。如果只有圆心坐标而无终点坐标，结果是一个完整的圆。G90/G91只对圆弧终点坐标有效，而默认的I，J，K是以相对于圆弧起点的增量坐标输入，可以在非模
6、态下以相对于工件原点的绝对坐标编程圆弧中心点：IAC（ ），JAC（ ），KAC（ ）。如图8-6所示。,2019/5/19,10,2019/5/19,11,图8-6 圆心I、J及IAC（ ），JAC（ ）的关系,例8-2。 带圆心和终点的圆弧编程，如图8-6所示。 N10 G53 G17 G90 G40 D0 程序初始化 N20 T8 选8号刀 N30 L6 换刀 N40 S600 主轴转速600r/min N50 M3 主轴正转 N60 G54 建立工件坐标系 N70 Z2 刀具快速运动到达距离工件表面上方2mm位置,2019/5/19,12,N80 G0 X67.5 Y80.211 快速
7、运动到（67.5，80.211）点 N90 G1 Z5 F50刀 具直线插补到达距离工件表面下方5mm位置 N100 G3 X17.203 Y38.029 I17.5 J30.211 逆时针插补圆弧，圆心用相对尺寸编程，相对圆弧起点 或 N100 G3 X17.203 Y38.029 IAC（50） JAC（50） 逆时针插补圆弧，圆心用绝对尺寸编程；相对工件原点，而不是圆弧起点 N110 G0 Z200 刀具快速运动到距离工件表面上方200mm位置处 N120 M30 主程序结束,2019/5/19,13,带半径和终点的圆弧编程。 编程格式及含义为： 1）G17 G2/G3 X Y CR 2
8、）G18 G2/G3 X Z CR 3）G19 G2/G3 Y Z CR 圆弧的运动由直角坐标系中X，Y，Z的终点坐标和圆弧半径CR 来决定。,2019/5/19,14,当圆弧角度180时，CR ，当圆弧角度180时，CR 。 例8-3 带终点和半径的圆弧编程，如图8-7所示。这种编程不需要给出圆心坐标，完整的圆弧不能通过CR 来编程，而是通过圆弧终点坐标和插补参数来实现。,2019/5/19,15,2019/5/19,16,图8-7 带终点和半径的圆弧编程,N10 G53 G17G90G40D0 程序初始化 N20 T9 选9号刀 N30 L6 换刀 N40 S600 主轴转速600r/mi
9、n N50 M3 主轴正转 N60 G54 用G54建立工件坐标系 N70 Z2 刀具快速运动到达距离工件表面上方2mm位置,2019/5/19,17,N80 G0 X67.5 Y80.511 快速运动到（67.5 ，80.511）点 N90 G1 Z5 F50 刀具直线插补到达距离工件表面下方5mm位置 N100 G3 X17.203 Y38.029 CR34.913 逆时针插补圆弧，半径R34.913 N110 G0 Z200 刀具快速运动到距离工件表面上方200mm位置处 N120 M30 主程序结束,2019/5/19,18,9暂停指令G4 (5Min) 暂停指令编程格式为G4 F 和
10、G4 S ； 4为激活暂停时间功能； F 时间单位为s； S 时间单位由主轴的转数确定。 可以用G4以编程的时间长度打断两个程序段之间的切削加工。字F 和S 只用于G4程序段内用来确定暂停时间长度，前面程序中出现的进给速度F和主轴转速S仍然有效。,2019/5/19,19,例8-4 G4编程实例。 N10 G1 F200 Z5 S300 M3 LF 进给速度F，主轴转速S300r/min，切削到5mm N20 G4 F3 LF 暂停时间3s N30 X40 Y10 LF 加工到（40，10） N40 G4 S30 LF 暂停时间为主轴30转，相当于S300 r/min，主轴速度修调100%，t
11、60s（30/300）6s N50 X 进给速度和主轴转速继续有效,2019/5/19,20,10刀具补偿指令(15Min) 概述 1）使用刀具补偿的意义。当编写一个程序时，并不需要为特定的直径或长度的刀具专门编程，只要简单地根据零件图纸上的工件尺寸来编程。当加工工件时，根据刀具的几何尺寸来控制刀具的路径，因而可以用任意一把刀加工出所编程的轮廓。,2019/5/19,21,2）控制系统使用刀具补偿来修正刀具所移动的路径，在数控系统操作界面（LCD可参看操作部分）的刀具序列表中分别键入刀具的参数，在程序中调用符合要求的带有刀具补偿参数的刀具号；在程序执行过程中，数控系统从刀具文件中提取补偿参数来
12、分别为不同刀具修正刀具路径。,2019/5/19,22,3）在数控系统的补偿存储器内键入以下补偿值： 几何尺寸：刀具长度，刀具半径。它们包括几个元素（几何的，磨损的），数控系统计算这些元素到一个特定的尺寸（例如：总长，总的半径），当补偿存储器激活后，相关的总体尺寸就有效。这些数值在相应的坐标轴里根据刀具类型和目前的加工平面G17、G18、G19进行计算。 刀具类型：刀具类型决定需要哪一个几何轴以及它们如何被计算，如钻头或铣刀或车刀。,2019/5/19,23,刀具调用指令T 1）编程格式及参数的解释。 T或T。刀库定位哪些刀用来进行切削加工，刀库定位号码X132 000（本加工中心为124）。
13、 T0。取消选择刀具或没有刀具被选上。 M6。在某把刀T被激活后，换刀（本加工中心为L6，是个子程序，比M6更方便）。,2019/5/19,24,2）功能。通过编程T字号码，刀具选刀由刀库的定位来实现。 T号码用来预选刀具，也就是将刀库定位到换刀位置，刀具交换由M6（L6）完成，这个用于换刀的M号码通过机床参数设定，只有这样刀具补偿才有效。在执行刀具调用之前，必须预先做好两件事：储存在D号码里的刀具长度补偿值必须已被激活；切削平面（G17/G18/G19）必须已经选择好，这样可以确保刀具长度补偿值赋予正确的轴。,2019/5/19,25,D刀具补偿号指令 1）编程格式。D；刀具偏置号：1 9，
14、D0：无偏置有效！ 2）功能。这就有可能将特定的刀具通过不同的刀具补偿程序段确定在1到9刀端之间。当D被调用时，特定刀端的刀具补偿被激活。当用D0编程时，刀具的补偿无效。如果没有D字被编程，对换刀来说，机床参数里的默认设置（一般为D1）有效。 如果D号码被编程后刀具长度补偿立即生效，以T编程的刀具就被激活。在沿相关刀具长度补偿轴（如对于G17来说就是Z轴）的第一次编程运动中就执行了长度补偿功能。,2019/5/19,26,刀具半径补偿功能只有在G41/G42被激活后才有效。在刀具长度补偿功能可以被选择之前，所需要D号码必须已经被编程了。如果补偿已经在机床参数里设置好了，刀具长度补偿也就有效了。
15、 不带T号码和D号码的加工：可以在机床参数中设置默认的T号码和D号码，在开机/复位后不需要编程即生效。例如：所有的切削都用砂轮来进行可以通过设置系统参数$MC_RESET_MODE_MASK2来实现，每次复位后都为激活的刀具。,2019/5/19,27,2019/5/19,28,带有不同刀具补偿段号D1D9的加工：可以为一个T号码赋予多达9个补偿段号D1D9，这可以为一把刀定义不同的刀沿，可以在NC程序段里根据需要来调用，可以不同的补偿值，例如：为切槽刀定义左刀沿和右刀沿。当T号码有效时只有一个对应的D号码有效。换刀后，默认状态为D1。D0不带刀具补偿的加工：D0是数控系统启动后的默认设置。如
16、果不输入D号码， 将在没有刀具补偿状态下工作。修改后的值直到T号码或D号码在下一次被编程后才有效。,如图8-8所示，不同的刀具有不同的长度，而在加工中心上加工工件往往是在一次装夹后建立一个工件坐标系用不同的刀具来进行，这就需要做到不同的刀具用同一工件坐标系，而这个坐标系是用其中之一把刀具（这里是立铣刀）对刀得出参数建立的。就需要引入刀具长度补偿来实现他们之间的切换，否则无法编程加工零件。在T1，T2，T3，T4的相应D号码（如D1）里的Length1后面分别输入0，8，11，32即可。,2019/5/19,29,2019/5/19,30,图8-8 不同刀具具有不同的长度,例8-5。 T号码/D号码编程举例
