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1、内容一数控铣床概述一、数控铣床的主要组成部分 数控铣床主要由铣床主体、控制部分、驱动装置和辅助装置四个部分组成。(1)铣床主体它是数控铣床的机械部分，包括床身、主轴箱、工作台和进给机构等。(2)控制部分它是数控铣床的控制核心。(3)驱动装置它是数控铣床执行机构的驱动元件，包括主轴电动机和进给伺服电动机等。(4)辅助装置它是数控铣床的一些配套部件，包括刀库、液压和气动装置、冷却系统、排屑装置等。模块一数控铣床基础知识二、数控铣床的工作原理 数控铣床的工作原理是：按照零件加工的技术要求和工艺要求编写加工程序；将加工程序输入数控装置，通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、刀具的更换，以及工件的夹
2、紧与松开，冷却、润滑泵的开与关，使刀具、工件和其他辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数工作，从而加工出符合图样要求的零件。数控铣床的工作原理如图11所示。图1-1数控铣床的工作原理模块一数控铣床基础知识三、数控铣床的应用 数控铣床应用广泛，可以加工各种具有平面轮廓和立体轮廓的零件，如凸轮、模具和叶片等；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹和镗孔等操作。内容二数控铣床编程的基本知识1.数控编程的种类 数控编程有手工编程和自动编程两种形式。2.数控程序的结构和命名(1)程序结构一个完整的加工程序由程序名、程序段和程序结束符号等组成。(2)程序名程序名的格式为：O(%)，“”为阿拉伯数字。(
3、3)地址地址由地址符和数字组成。1)地址符一般是一个字母或多个字母，如R8.5中的R为地址符。2)数值可以包括正、负号和小数点(正号可省略)。模块一数控铣床基础知识(4)程序段每个程序段包含若干个指令字(简称字)，每个字由若干个字符组成。1)字符。2)字。 一个程序段表示数控机床的一种操作，对应于零件的某道加工工序。程序段由若干个代码字组成。(5)子程序的格式M98P内容三数控铣床的坐标系1.坐标系的建立原则1)刀具相对于静止的工件进行运动。2)标准坐标系是一个右手笛卡儿坐标系，如图1-2所示。图1-2右手笛卡儿坐标系模块一数控铣床基础知识(1)基本坐标轴国家标准对数控机床的坐标轴及其方向的命
4、名制定了统一的标准，规定直线进给运动的坐标轴用X、Y、Z表示，称为基本坐标轴。(2)旋转轴围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示。图1-3数控铣床的坐标系模块一数控铣床基础知识2.数控铣床坐标系的建立 在数控铣床中，机床主轴方向为Z轴，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向；工作台纵向为X轴方向，横向为Y轴方向，如图13所示。图1-4工件坐标系模块一数控铣床基础知识(1)机床参考点、机床原点和机床坐标系机床参考点：为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个固定的、机械的机床参考点（测量起点，系统不能确定其位置）。(2)工件坐标系、程序原点编程人员选择
5、工件上的某一点作为原点(也称程序原点)建立一个坐标系，此坐标系称为工件坐标系，如图1-4所示。内容四编程安全须知一、坐标系的设置 如果指令是正确的，但没有设置正确的坐标系，则机床有可能不按预想的动作运动。这种误动作有可能损坏刀具、机床、工件，甚至伤害操作者。二、非线性运动定位 在起点和终点之间利用非线性运动进行定位时，编程之前请仔细确认刀具路径的正确性。这种定位为快速移动，如果刀具和工件发生了碰撞，有可能损坏刀具、机床、工件，甚至伤害操作者。模块一数控铣床基础知识三、行程检查 在接通机床电源后，需要进行手动返回参考点操作。在手动返回参考点前，行程检查功能不可用。注意：当不能进行行程检查时，即使
6、出现超程，系统也不会发出警报，这可能会造成刀具、机床、工件的损坏，甚至伤害操作者。四、绝对值/增量值方式 在增量方式下使用绝对坐标编制的程序时，机床有可能不按预想的动作运动。这可能损坏刀具、机床、工件，甚至伤害操作者。五、平面选择 在进行圆弧插补、螺旋插补或固定循环时，如果使用的平面不正确，机床有可能不按预想的动作运动，请参阅下文相关功能的详细叙述。内容五数控编程指令1.平面插补指令G17、G18、G19(1)指令格式G17、G18、G19。(2)指令功能表示选择的插补平面。(3)指令说明G17表示选择XOY平面，G18表示选择ZOX平面，G19表示选择YOZ平面。2.绝对值编程指令G90与增
7、量值编程指令G91(1)指令格式G90 G_X_Y_Z_，G91 G_X_Y_Z_。(2)指令说明G90为绝对值编程指令，每个轴上的编程值是相对于程序原点而言的；G91为增量值编程指令，每个轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。模块一数控铣床基础知识图1-5G90和G91的区别a)点的位置b)G90程序段c)G91程序段(3)G90与G91的区别当刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时，两种不同指令的区别如图1-5所示。模块一数控铣床基础知识3.快速线性移动指令G00(1)指令格式G00X_Y_Z_。(2)指令说明X、Y、Z为快速定位终点，G90时为终点在工件坐标系中的坐标
8、，G91时为终点相对于起点的位移量。例1-2如图1-6所示，刀具从A点快速移动至C点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。1)绝对坐标编程：G90G00X15Y-40；刀具快速移动至Op点2)增量坐标编程：G91G00X15Y-40；图1-6快速线性移动示例模块一数控铣床基础知识4.带进给量的直线插补指令G01(1)指令格式G01X_Y_Z_F_。(2)指令说明X、Y、Z为终点，G90时为终点在工件坐标系中的坐标，G91时为终点相对于起点的位移量。例1-3如图1-7所示，刀具从A点直线插补至B点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。1)绝对坐标编程：G90G01X60Y30F200；2)增量坐标编程：
9、G91G01X40Y20F200；图1-7直线插补模块一数控铣床基础知识5.圆弧进给指令G02、G03(1)指令格式(2)指令说明1)顺时针方向为G02指令，逆时针方向为G03指令，如图1-8所示。2)F规定了沿圆弧切向的进给速度。图1-8不同平面G02与G03的选择a)XY面b)ZX面c)YZ面模块一数控铣床基础知识3)X、Y、Z为圆弧终点的坐标值，如果采用增量坐标方式G91，则X、Y、Z表示圆弧终点相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量。4)I、J、K表示圆弧圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z轴方向上的增量，与G90或G91的定义无关。5)R是圆弧半径，当圆弧所对应的圆心角为0180时，R取正值
10、；当圆心角为180360时，R取负值。6)在同一程序段中，如果I、J、K与R同时出现，则R有效。7)整圆编程时不可以使用R，只能使用I、J、K。模块一数控铣床基础知识例1-4如图1-9所示，设起刀点为坐标原点O，刀具沿ABC路线切削加工，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。1)绝对坐标编程：G92X0Y0Z0；设工件坐标系原点、机床坐标系原点与换刀点重合（参考点）2)增量坐标编程：G92X0Y0Z0；图1-9圆弧插补图1-10整圆加工模块一数控铣床基础知识例1-5如图1-10所示，起刀点为坐标原点O，从O点快速移动至A点，然后逆时针加工整圆，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。1)绝对坐标编程：G92
11、X0Y0Z0；2)增量坐标编程：G92X0Y0Z0；6.暂停指令G04(1)指令格式G04X_。(2)指令说明X为停顿时间。7.主轴运动指令S 当机床具有受控主轴时，主轴的转速可以在地址S下编程，其单位为r/min。主轴的旋转方向和运动起始点及终点通过指令M规定。模块一数控铣床基础知识8.刀具和刀具补偿(1)刀具T1)用T指令直接更换刀具。2)仅用T指令预选刀具，再用M06指令进行刀具的更换。(2)刀具补偿指令D如果没有编写D指令，则D1自动生效；如果编程D0，则刀具补偿值无效。说明：刀具调用后，刀具长度补偿立即生效（对FANUC系统不成立）。(3)刀具半径补偿指令G40、G41、G42(线性
12、插补)1)指令格式：X_D_F_;2)指令说明：在进行刀具半径补偿前，必须用G17、G18或G19指令指定补偿是在哪个平面上进行的。模块一数控铣床基础知识 G40是取消刀具半径补偿指令；G41是在相对于刀具前进方向的左侧进行补偿，称为左刀补；G42是在相对于刀具前进方向的右侧进行补偿，称为右刀补，如图111所示。G40、G41、G42指令都是模态代码，可相互注销。图1-11刀具补偿方向a)左刀补b)右刀补模块一数控铣床基础知识(4)刀具长度补偿指令G43、G44、G491)指令格式：a_H_;2)指令说明： aX，Y，Z，U，V，W，为补偿轴的终点坐标，H为长度补偿偏置号。 该指令将假定的理想
13、刀具长度与实际使用的刀具长度之差作为偏置设定在偏置存储器中，不改变程序就可对A轴运动指令的终点位置进行正向或负向补偿。 用G43(正向偏置)、G44(负向偏置)指定偏置的方向，用H指定设定在偏置存储器中的偏置量。模块一数控铣床基础知识 无论是绝对指令还是增量指令，使用G43时，是用A轴运动指令的终点坐标值加上由H代码指定的已存入偏执存储器中的偏置值；使用G44时，则是减去该偏置值，计算后的坐标值为终点。 偏置号可用H00H99来指定。偏置值与偏置号对应，可通过MDI/CRT预先设置在偏置存储器中。对应偏置号00即H00的偏置值通常为0，因此对应于H00的偏置量可不设定。 可用G49指令取消刀具
14、长度补偿。 G43、G44、G49都是模态代码，可相互注销。模块一数控铣床基础知识表1-1辅助功能指令表9.辅助功能指令(表1-1)模块一数控铣床基础知识10.坐标旋转指令G68、G69(1)指令格式G68_R_；(2)指令说明：1)、是由G17、G18或G19定义的旋转中心的坐标值；R为旋转角度，单位是()，0R3602)G68为坐标旋转功能，G69为取消坐标旋转功能。3)在有刀具补偿的情况下，先进行坐标旋转，然后才进行刀具半径补偿、刀具长度补偿。4)在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。模块一数控铣床基础知识11.钻孔循环指令 在数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作
15、顺序是孔位平面定位、快速前进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作可以预先编好程序，存储在内存中，然后用包含G代码的程序段调用，从而简化编程工作。这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。模块一数控铣床基础知识1)X、Y轴定位。2)快速运动到R点(参考点)。3)孔加工。4)孔底的加工。5)退回到R点(参考点)。6)快速返回到初始点。固定循环的数据形式如图113所示。图1-12孔加工固定循环动作模块一数控铣床基础知识(1)钻孔循环(定点钻)指令G811)指令格式：G98(G99)G81X_Y_Z_R_F_L_。2)指令功能：G81指令的动作循环如图1-14所示，包括X、Y坐标定位，快
16、进，工进和快速返回等动作。3)指令说明： X、Y：螺纹孔的位置。 Z：绝对编程时是孔底点Z的坐标值,增量编程时是孔底点Z相对于参照点R的增量值。 R：绝对编程时是参照点R的坐标值，增量编程时是参照点R相对于初始点B的增量值。 F：钻孔进给速度。 L：循环次数(一般用于多孔加工的简化编程)。模块一数控铣床基础知识(2)带停顿的钻孔循环指令G821)指令格式：G98(G99)G82X_Y_Z_R_P_F_L_。2)指令功能：此指令主要用于加工沉孔、不通孔，以提高孔深精度。3)指令说明： X、Y：螺纹孔的位置。 Z：绝对编程时是孔底点Z的坐标值，增量编程时是孔底点Z相对于参照点R的增量值。 R：绝对
17、编程时是参照点R的坐标值，增量编程时是参照点R相对于初始点B的增量值。 P：孔底暂停时间。 F：钻孔进给速度。 L：循环次数(一般用于多孔加工的简化编程)。图1-14钻孔循环指令G81模块一数控铣床基础知识(3)深孔加工循环指令G831)指令格式：G98(G99)G83X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_。2)指令功能：该固定循环用于Z轴的间歇进给。3)指令说明： X、Y：孔的位置。 Z：绝对编程时是孔底点Z的坐标值，增量编程时是孔底点Z相对于参照点R的增量值。 R：绝对编程时是参照点R的坐标值，增量编程时是参照点R相对于初始点B的增量值。 Q：每次向下钻孔的深度(增量值，取正)。 P：孔底暂
18、停时间。 K：距已加工孔底上方的距离(增量值，取正)。 F：钻孔进给速度。 L：循环次数(一般用于多孔加工的简化编程)。模块一数控铣床基础知识(4)攻螺纹循环指令G841)指令格式：G98(G99)G84X_Y_Z_R_P_F_L_。2)指令功能：本指令需要使用主轴编码器。3)指令说明： X、Y：螺纹孔的位置。 Z：绝对编程时是孔底点Z的坐标值，增量编程时是孔底点Z相对于参照点R的增量值。 R：绝对编程时是参照点R的坐标值，增量编程时是参照点R相对于初始点B的增量值。 P：孔底停顿时间。 F：螺纹导程。 L：循环次数(一般用于多孔加工的简化编程)。图1-16深孔加工循环指令G83模块一数控铣床基础知识(5)镗孔循环指令G861)指令格式：G98(G99)G86X_Y_Z_R_F_L_。2)指令功能：此指令与G81相同，但在孔底时主轴停止，然后快速退回。表1-2常用G指令代码(FANUC 0i系统)
