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1、第五章 数控铣、加工中心编程(FANUC 0i MC )加工中心是在数控机床的基础上发展起来的，都是通过程序控制多轴联动走刀进行加工的数控 机床。不同的是加工中心具有刀库和自动换刀功能。本章以 FANUC 0i MC 系统加工中心为例介绍数控铣、加工中心编程的基本编程应用。第一节 数控铣及加工中心编程基本指令1、工件坐标系设定指令 G92指令格式：G92 X-Y-Z-；参数含义：X、Y、Z-刀具起始点在工件坐标系中的坐标值。说明：该指令为FANUC 0i MB系统的数控铳、加工中心指令，指令一般处于程序的开始，作用 是建立工件加工的坐标系，该指令是一个非运动指令，只是设定工件坐标系原点，设定的
2、坐标系在 机床重开机时消失。如图5-1 所示。例： G92 X150.0 Y300.0 Z200.0；2、工作坐标系的选取指令G54G59根据零件图样所标尺寸基点的相对关系和有关形位公差要求，为编程计算方便，有的数控系统 用 G54G59 预先设定 6 个工作坐标系，这些坐标系存储在机床存储器中，在机床重开机时仍然存 在，在程序中可以分别选取其中之一使用。G54 可以确定工作坐标系 1； G55 可以确定工作坐标系 2； G56 可以确定工作坐标系 3G57可以确定工作坐标系 4； G58 可以确定工作坐标系 5； G59 可以确定工作坐标系 66 个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自
3、与机床原点的偏移量表示，需要提前输入 机床内部，如图5-2所示。X相也喪图 5-2 工件坐标系指令3、快速点定位指令 G00指令格式： G00 X- Y- Z-参数含义：X-Y-Z刀具快速点定位的目标点坐标。说明： G00 在编程中常用来作快速接近工件切削起点或快速退刀、返回换刀点等。其运动速度 程序中不设定，由机床原始设置来确定。 G00 只实现定位作用，对实际所走的路径不作严格要求， 刀具与工件的运动轨迹也由制造厂确定。运动时也不进行切削加工，编程时应注意参考所用机床的 有关说明，注意在快速近定位点时，避免刀具与工件等发生干涉碰撞。4、直线插补指令 G01指令格式： G01 XYZF；参数
4、含义：X-Y-Z直线插补的目标点坐标，F-切削速度。说明：刀具作两点间的直线切削加工时用该指令，指令表示刀具从当前位置点开始以给定的速 度（切削速度F）,沿直线移动到目标点的位置。如图5-3所示为三轴直线插补的空间直线，从A到B的直线插补指令如下：绝对坐标编程： G90 G01 X30 Y40 Z20 F；相对坐标编程： G91 G01 X20 Y30 Z10 F；5、平面选择指令 G17，G18，G19在三坐标机床上加工时，如进行圆弧插补，要规定加工所在的平面，用G代码可以进行平面选 择，如图 5-4 所示。G17XY 平面G18ZX 平面G19YZ 平面+鬲G17图 5-4 坐标平面设定示
5、意图6、圆弧插补指令 G02/G03圆弧插补， G02 为顺时针圆弧插补， G03 为逆时针圆弧插补，刀具进行圆弧插补时必须规定所 在的平面，然后再确定回转方向，如图5-4所示。沿圆弧所在平面（如XY平面）的另一坐标轴的 负方向（-Z）看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。指令格式：G17QG18G19G 90IJG 02 j G 91IIG 03r、I _ J _、X _ Y _I _ K _I J _ K _Y _ Z _R _F _;参数含义：X、Y、Z为圆弧的终点坐标值。在G90状态，X、Y、Z中的两个坐标字为工件坐标 系中的圆弧终点坐标。在G91状态，则为圆弧终点相对于起点的
6、距离。在G90或G91状态，I、J、K中的两个坐标字均为圆弧圆心相对圆弧起点在X、Y、Z轴方向上 的增量值，也可以理解为圆弧起点到圆心的矢量（矢量方向指向圆心）在X、Y、Z轴上的投影。I、 J、 K 为零时可以省略。R为圆弧半径，R带“土”号，取法：若圆心角QW180，则R为正值；若180Q 360, 则 R 为负值。如图5-5所示，用G02、G03指令对所示的圆弧进行编程，设刀具从A点开始沿A、B、C切削。图 5-5G02 、 G03 编程举例用绝对值尺寸指令编程：G92 X200 Y40 Z0；G90 G03 X140 Y100 I-60 J0 F100；G02 X120 Y60 I-50
7、 J0；用增量尺寸指令编程：G91 G03 X-60 Y60 I-60 J0 F100；G02 X-20 Y-40 I-50 J0；7、自动返回参考点指令 G27、G28 、G29（1）返回参考点校验指令 G27指令格式： G27；X、 Y 、 Z 为参考点在工件坐标系中的坐标值，可以检验刀具是否能够定位到参考点上。在该指令下，被指令的轴以快速移动返回到参考点，自动减速并在指定坐标值处做定位检验 如定位到参考点，该轴参考点信号灯亮；如不一致，则程序再作检查。（2）自动返回参考点指令 G28指令格式： G28 X_Y_Z_ ；X、 Y 、 Z 为中间点坐标值，可任意设置。机床先移动到这个点，而后
8、返回参考点。设置中间点是为了防止刀具返回参考点时与工件或夹具发生运动干涉。例： N1 G90 X100.0 Y200.0 Z300.0N2 G28 X400.0 Y500.0；（中间点是 400.0,500.0）N3 G28 Z600.0；（中间点是400.0，500.0，600.0）（3）自动从参考点返回 G29指令格式： G29 X_Y_Z_；X 、 Y、 Z 为返回的终点坐标在返回过程中，刀具从任意位置先移动到G28所决定的中间点定位，然后再向终点移动。8、刀具长度补偿G43、G44、G49指令刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向(Z方向)的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位移量比 程序给定值
9、增加或减少一个偏置量，这样当刀具在长度方向的尺寸发生变化时(如钻头刃磨后)， 可以在不改变程序的情况下，通过改变偏置量，加工出所要求的零件尺寸。指令格式：G00( G01) G43 Z_ H_；G00( G01) G44 Z_ H_；G49；指令功能 ：对刀具的长度进行补偿指令说明：(1) G43 指令为刀具长度正补偿；(2) G44 指令为刀具长度负补偿；(3) G49 指令为取消刀具长度补偿；(4) 刀具长度补偿指刀具在 Z 方向的实际位移比程序给定值增加或减少一个偏置值；(5) 格式中的 Z 值是指程序中的指令值，即目标点坐标；(6) H 为刀具长度补偿代码，后面两位数字是刀具长度补偿寄
10、存器的地址符。H01 指 01 号寄存器，在该寄存器中存放对应刀具长度的补偿值。使用 G43、G44 时，不管用绝对尺寸还是用增量尺寸指令编程，程序中指定的 Z 轴移动指令的 终点坐标值，都要与H代码指令的存储器中的偏移量进行运算。执行G43时：Z实际值=Z指令值+H_中的偏置值执行G44时：Z实际值=Z指令值一H_中的偏置值例题图5-6所示，图中A点为刀具起点，加工路线为1-2-3-4-5-6-7-8-9。要求刀具 在工件坐标系零点Z轴方向向下偏移3mm,按增量坐标值方式编程(提示把偏置量3mm存入地址为 H01 的寄存器中)。LJaXY图 5-6 刀具长度补偿N01G91G00X70 Y4
11、5 S800 M03N02G43Z-22H01N03G01Z-18F100 M08N04G04X5N05G00Z18N06X30Y-20N07G01Z-33F100N08 G00 G49 Z55 M09N09 X-100 Y-25N10 M309、刀具半径补偿G41、G42指令当用半径为R的圆柱铳刀加工工件轮廓A时，如果机床不具备刀补功能，编程人员要按照距轮 廓 A 距离为 R（ R 为刀具半径）的刀具中心运动轨迹的数据来编程。其运算有时是很复杂的，而当 刀具刃磨后，刀具的半径减小，那么就要按新的刀心轨迹编程，否则加工出来的零件要增加一个余 量（即刀具的磨损量）1）刀具半径补偿的建立G41 刀
12、具左补偿G42 刀具右补偿指令格式 ：G41 G00/G01 X_ Y_ D_ ；G42 G00/G01 X_ Y_ D_；指令功能：数控系统根据工件轮廓和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，控制刀具沿刀具中心轨 迹移动，加工出所需要的工件轮廓，编程时避免计算复杂的刀心轨迹。指令说明：（1）X_ Y_ 表示刀具移动至工件轮廓上点的坐标值；（2）D_为刀具半径补偿寄存器地址符，寄存器存储刀具半径补偿值；（3）如图 5-7 左图所示，沿刀具进刀方向看，刀具中心在零件轮廓左侧，则为刀具半径左补 偿，用 G41 指令；（4）如图 5-7 右图所示，沿刀具进刀方向看，刀具中心在零件轮廓右侧，则为刀具半径右补
13、偿，用 G42 指令；（5）通过 G00 或 G01 运动指令建立刀具半径补偿。图 5-7 刀具半径补偿位置判断图 5-8 刀具半径补偿过程例题：如图5-8所示，刀具由0点至A点，采用刀具半径左补偿指令G41后，刀具将在直线插 补过程中向左偏置一个半径值，使刀具中心移动到B点，其程序段为：G41 G01 X50 Y40 F100 D01D01为刀具半径偏置代码，偏置量（刀具半径）预先寄存在D01指令指定的寄存器中。 运用刀具半径补偿指令，通过调整刀具半径补偿值来补偿刀具的磨损量和重磨量，如图5-9 所 示， r1 为新刀具的半径， r2 为磨损后刀具的半径。此外运用刀具半径补偿指令，还可以实现
14、使用同一把刀具对工件进行粗、精加工，如图 5-10 所示，粗加工时刀具半径r1为r+A，精加工时刀具半径补偿值为r,其中为精加工余量。图 5-9 刀具磨损后的刀具半径补偿 图 5-10 粗、精加工的刀具半径补偿2）取消刀具半径补偿G40指令指令格式：G00/G01 G40 X_ Y_指令功能 ： 取消刀具半径补偿指令说明 ：（1）指令中的 X_ Y_表示刀具轨迹中取消刀具半径补偿点的坐标值；（2）通过G00或G01运动指令取消刀具半径补偿；（ 3） G40 必须和 G41 或 G42 成对使用。例题：如图5-8所示，当刀具以半径左补偿G41指令加工完工件后，通过图中CO段取消刀具 半径补偿，其程序段为：G40 G00 X0 Y0例：如图5-11所示AB轮廓曲线，若直径为020mm的铳刀从0点开始移动,加工程序为：N10G90G17G41G00X18 Y24 M03 D01N20G02X74Y32R40F100N30G40G00X84Y0N40G00X0N50 M02综合举例：内轮廓铣削，如图5-12所示oYYoOXPi图 5-12 内轮廓铣削工艺分析刀具T3为8 mm的铳刀，半径补偿号为D03,长度补偿为H03。外轮廓加工采用刀具 半径左补偿，沿圆弧切线方向切人，PlP2,切出时也沿切线方向P2P3。内轮
