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1、第第2章章 数控铣床编程与操作数控铣床编程与操作CNC Milling MachineProgramming and Operation2.1 数控铣床及其控制系统简介数控铣床及其控制系统简介床身冷却液箱工作台电气柜立柱主轴箱控制面板 XK713型数控铣床结构型数控铣床结构数控系统为FANUC 0i M 2.2 数控铣床程序编制方法数控铣床程序编制方法 2.2.1 程序段的一般格式程序段的一般格式 一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据，由遵循一定一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据，由遵循一定结构句法和格式规则的若干个程序段组成，而每个程序段由若干个指令结构句法和格
2、式规则的若干个程序段组成，而每个程序段由若干个指令字组成。字组成。 1. 指令字的格式指令字的格式 一个指令字是由地址符一个指令字是由地址符(指令字符指令字符)和带符号和带符号(如定义尺寸的字或不带符如定义尺寸的字或不带符号号(如准备功能字如准备功能字G代码代码)的数字数据组成的。的数字数据组成的。 程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。在数程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。在数控程序段中包含的主要指令字符如表控程序段中包含的主要指令字符如表2.1所示。所示。 地址符地址符+ +数字数字表2.1 指令字符表功能地 址意 义零件程序号%(或O)程序编号
3、%(或O)00019999程序段号N程序段编号：N09999准备功能G指令动作方式(直线、圆弧等) G00-99尺寸字X，Y，Z坐标轴的移动命令99999.999A，B，CU，V，WR圆弧的半径，固定循环的参数I、J、K圆心相对于起点的坐标，固定循环的参数进给速度F进给速度的指定 F024000主轴功能S主轴旋转速度的指定 S09999刀具功能T刀具编号的指定 T099辅助功能M机床开/关控制的指定 M0099补偿号D，H刀具补偿号的指定 0099暂停P，X暂停时间的指定程序号的指定P子程序号的指定 P000019999重复次数L子程序的重复次数，固定循环的重复次数参数P，Q，R固定循环的参数
4、2. 程序段的格式程序段的格式 一个程序段定义一个将由数控装置执行的指令行。程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法，程序段的一般格式如下所示。 N(数字数字)GX(数字数字)Y(数字数字)Z(数字数字)F(数字数字)S(数字数字)M；N(数字数字)- 程序段号，该项为任选项(即可不写)；G-准备功能指令；X(数字数字)Y(数字数字)Z(数字数字) -尺寸字，分别表示沿X、Y、Z坐标方向的位移量；I(数字数字)J(数字数字)K(数字数字)/R(数字数字) -圆弧插补时圆心相对于圆弧起点的坐标或用半径值表示；D(数字数字)/H(数字数字) -刀具补偿号，指定刀具半径/长度补偿存储单元号；F(数
5、字数字) -进给速度指令；S(数字数字) -主轴转速指令；M-辅助功能指令；-程序段结束符。3. 程序的一般结构程序的一般结构 一个零件程序必须包括起始符和结束符，且零件程序是按程序段的输一个零件程序必须包括起始符和结束符，且零件程序是按程序段的输入顺序执行而不是按程序段号的顺序执行。但书写程序时建议按升序入顺序执行而不是按程序段号的顺序执行。但书写程序时建议按升序方式书写程序段号。方式书写程序段号。 本系统的程序结构为：本系统的程序结构为： 程序起始符：程序起始符：%(或或O)符，符，%(或或O)后跟程序号；后跟程序号； 程序体；程序体； 程序结束：程序结束：M02或或M30； 注释符：括号
6、注释符：括号( )内或分号内或分号(；)后的内容为注释文字。后的内容为注释文字。 2.2.2 2.2.2 常用准备功能指令常用准备功能指令Often used Preparatory Codes -G codesv1. 工件坐标系设定工件坐标系设定/选择指令选择指令(G92/ G54G59)v1) 工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令(G92)v编程格式：编程格式：G92 X_Y_Z_；v该指令功能为设定起刀点相对工件坐标系原点的位置。该指令功能为设定起刀点相对工件坐标系原点的位置。X、Y、Z即为即为刀具起点到工件坐标系原点的有向距离。刀具起点到工件坐标系原点的有向距离。vG92指令为非模态指
7、令，一般放在零件加工程序的第一个程序段。指令为非模态指令，一般放在零件加工程序的第一个程序段。 YXZO刀具起点程序原点30.020.030.0 工件坐标系的建立工件坐标系的建立如图所示，在加工工件前，机床首如图所示，在加工工件前，机床首先回参考点，然后将刀具移动至起先回参考点，然后将刀具移动至起刀点刀点(对刀点对刀点)位置，当执行下例程位置，当执行下例程序段后，序段后，G92 X30.0 Y30.0 Z20.0；就建立了工件坐标系，刀具中心在就建立了工件坐标系，刀具中心在工件坐标系中的位置为工件坐标系中的位置为X = 30.0，Y = 30.0，Z = 20.0。 v2) 工件坐标系选择指令
8、工件坐标系选择指令(G54G59) v该该6个指令功能为可分别设定工件坐标系原点相对机床坐标系原点的个指令功能为可分别设定工件坐标系原点相对机床坐标系原点的位置，如图所示。位置，如图所示。G54G59可根据需要任意选用。可根据需要任意选用。 vG54G59为为模态功能模态功能，可相互注销。，可相互注销。 X YZ X YZ机床原点G54原点G59原点G54工件坐标系G59工件坐标系原点偏置 工件坐标系选择G54G59 注意事项注意事项v(1) G92指令与指令与G54G59指令都用于设定工件坐标系，但在使用中是指令都用于设定工件坐标系，但在使用中是有区别的，有区别的，G92指令通过程序来设定、
9、选用工件坐标系，它所设定的指令通过程序来设定、选用工件坐标系，它所设定的工件坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐工件坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置随当前刀具位置的不同而改变；标系中的位置随当前刀具位置的不同而改变；v(2) G54G59指令通过指令通过MDI方式设定工件坐标系，一旦设定，加工原方式设定工件坐标系，一旦设定，加工原点在机床坐标系中的位置不变，它与刀具的当前位置无关，除非通过点在机床坐标系中的位置不变，它与刀具的当前位置无关，除非通过MDI方式修改。因此，在使用方式修改。因此，在使用G54G59指令前，应先用指令前，应先用M
10、DI方式输方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值；入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值；v(3) G92与与G54G59指令一般不能在一同程序中同时使用。指令一般不能在一同程序中同时使用。2. 绝对绝对/相对坐标相对坐标编程指令指令(G90/ G91) vG90为为绝对值绝对值编程指令，表示程序段中给出的刀具运动坐标尺寸为绝编程指令，表示程序段中给出的刀具运动坐标尺寸为绝对对坐标值坐标值，即给出的坐标值相对于坐标原点。，即给出的坐标值相对于坐标原点。vG91为为相对值相对值编程指令，表示程序段中给出的刀具运动坐标尺寸为增编程指令，表示程序段中给出的刀具运动坐标尺寸为增量坐标值，
11、即相对于前一位置的量坐标值，即相对于前一位置的增量值增量值。XOY AB2053010G90与G91指令的功能如图所示，若刀具从如图所示，若刀具从A点沿直点沿直线运动到线运动到B点，则：点，则：用用绝对值方式绝对值方式编程时，程序编程时，程序段如下：段如下：G90 G01 X10.0 Y20.0；用用增量值方式增量值方式编程时，程序编程时，程序段如下：段如下：G91 G01 X-20.0 Y15.0；G90、G91为为模态功能模态功能，可相，可相互注销，互注销，G90为为缺省值缺省值。 3. 坐标平面指定指令坐标平面指定指令(G17，G18，G19) v该组指令用来选择进行圆弧插补该组指令用来
12、选择进行圆弧插补和刀具半径补偿的平面。和刀具半径补偿的平面。G17指指定定XY平面，平面，G18指定指定ZX平面，平面，G19指定指定YZ平面，如图所示。平面，如图所示。vG17、G18、G19为模态功能，为模态功能，可相互注销，可相互注销，G17为缺省值。故为缺省值。故立式数控铣床（含数控加工中心）立式数控铣床（含数控加工中心）该组指令可隐含不写。该组指令可隐含不写。v此外，需要注意的是：直线移动此外，需要注意的是：直线移动指令与平面选择无关。例如，当指令与平面选择无关。例如，当执行指令：执行指令： G17 G01 Z10.0；时，；时，Z轴移动不轴移动不受影响。受影响。YZX坐标平面选择坐
13、标平面选择G19(YZ平面)G18(ZX平面)G17(XY平面)O4. 进给控制指令进给控制指令(G00，G01，G02/G03 v1）快速定位指令）快速定位指令(G00)v编程格式：编程格式：G00 X_Y_Z_；v其中其中X，Y，Z是快速定位至终点的坐标值，在是快速定位至终点的坐标值，在G90编程方式下，终点编程方式下，终点为相对于工件坐标系原点的坐标；在为相对于工件坐标系原点的坐标；在G91编程方式下，终点为相对于编程方式下，终点为相对于起点的位移量。起点的位移量。vG00为为模态功能指令，可由可由G01、G02或或G03功能指令注销功能指令注销。 需要注意的是，在执行需要注意的是，在执
14、行G00指令时，由指令时，由于各轴以各自速度移动，联动直线轴的于各轴以各自速度移动，联动直线轴的合成轨迹不一定是直线。合成轨迹不一定是直线。如图所示，使用如图所示，使用G00编程，要求刀具从编程，要求刀具从A点快速定位到点快速定位到B点。点。绝对坐标编程：绝对坐标编程： G90 G00 X90 Y45.0；增量坐标编程：增量坐标编程： G91 G00 X70 Y30.0；为避免刀具与工件发生碰撞，常见的做为避免刀具与工件发生碰撞，常见的做法是将法是将Z轴移动到安全高度，再执行轴移动到安全高度，再执行G00指令。指令。 YXO2050901545ACB实 际 路径编 程 路径G00编程v2) 直
15、线插补指令直线插补指令(G01)v编程格式：编程格式：G01 X_Y_Z_F_；v其中其中X，Y，Z是直线插补进给终点，在是直线插补进给终点，在G90编程方式下，终点为相对编程方式下，终点为相对于工件坐标系原点的坐标；在于工件坐标系原点的坐标；在G91编程方式下，终点为相对于起点的编程方式下，终点为相对于起点的位移量。位移量。F为合成进给速度，在没有新的为合成进给速度，在没有新的F指令以前一直有效，不必在指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入每个程序段中都写入F指令。指令。vG01是模态代码指令，可由是模态代码指令，可由G01、G02或或G03功能指令注销。功能指令注销。G01指令刀具以联
16、动的方式，按指令刀具以联动的方式，按F规定的规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线合成进给速度，从当前位置按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程移动到程序段指令的终点。序段指令的终点。如图所示，使用如图所示，使用G01编程，要求从编程，要求从A点经点经B点线性进给到点线性进给到C点点(此时进给路线是从此时进给路线是从ABC的折线的折线)。绝对坐标编程：绝对坐标编程：G90 G01 X25.0 Y30.0 F100；X40.0 Y35.0；增量坐标编程：增量坐标编程：G91 G01 X15.0 Y20.0 F100；X15.0 Y5.0；XYABCO102540103035实际路径编程路径 G01编程v3) 圆弧插补指令圆弧插补指令(G02/G03)v编程格式编程格式(XY平面平面)：v ；v其中其中G02为为顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补，G03为为逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补； X、Y是圆弧终点是圆弧终点坐标值，在坐标值，在G90编程方式下，终点为编程方式下，终点为相对于工件坐标系原点的坐标；在相对于工件坐标系原点的坐标；在G91编程方式下，为圆弧
