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1、第四节第四节数控铣床编程基础数控铣床编程基础2021/3/111第四节第四节数控铣床编程基础数控铣床编程基础一、数控铣床的坐标系统一、数控铣床的坐标系统应用最广、数量最多的是立式应用最广、数量最多的是立式数控铣床。机床的数控铣床。机床的主轴轴线为主轴轴线为Z轴轴。工作坐标系的原点常选在方形工作坐标系的原点常选在方形零件的边角、对称图形的中心、零件的边角、对称图形的中心、工件曲线轮廓设计基准点等处。工件曲线轮廓设计基准点等处。2021/3/112二、编程基础二、编程基础二、编程基础二、编程基础nFANUC数控铣床系统的常用准备功能代码：数控铣床系统的常用准备功能代码：1准备功能准备功能G2021
2、/3/1132辅助功能辅助功能M2021/3/114二、编程基础二、编程基础二、编程基础二、编程基础1.绝对坐标值编程绝对坐标值编程格式：格式：G90X_Y_Z_;说明：说明：X X、Y Y、Z Z：目前刀具中心在工件坐标系中的位置；：目前刀具中心在工件坐标系中的位置；在此指令以后所有编入的坐标值全部以编程原点为基准；在此指令以后所有编入的坐标值全部以编程原点为基准；系统通电时机床处于系统通电时机床处于G90状态，状态，即机床默认为即机床默认为G90状态状态；该该指指令令与与G91均均可可单单独独作作为为一一句句程程序序段段，也也可可编编入入其其他他程程序段中。序段中。注意注意: :1）铣床编
3、程中增量编程不能用铣床编程中增量编程不能用U、W。2）铣床中铣床中X轴不再是直径。轴不再是直径。2021/3/1152.增量坐标值编程增量坐标值编程格式：格式：G91说明：说明：该指令以后的坐标值都以前一个坐标位置为原点来计算。该指令以后的坐标值都以前一个坐标位置为原点来计算。2021/3/116n例例4-9G90与与G91状态下的编程（图状态下的编程（图4-15）在G90状态下的程序N10 G90 G00 X30.0 Y10.0；N20 X40.0 Y50.0；N30 X80.0 Y20.0；在G91状态下的程序N10 G91 G00 X30.0 Y10.；N20 X10.0 Y40.0；N
4、30 X40.0 Y-30.0；G90可省略不写可省略不写2021/3/1173.3. 设置工件坐标系原点设置工件坐标系原点格式：格式：G92X_Y_Z_；X、Y、Z：当前刀具位置相对于加工原点位置的坐标值当前刀具位置相对于加工原点位置的坐标值。说明：说明：G92指令必须单独一个程序段指定，并放在程序的首指令必须单独一个程序段指定，并放在程序的首段。段。建立：建立：建立：建立：G92G92G92G92指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后
5、面的绝对值指令建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后面的绝对值指令建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后面的绝对值指令建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后面的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。 2021/3/118n例例4-10将例将例4-9的工件坐标系原点设在的工件坐标系原点设在X30、Y10，在在G92状态下的等效程序。状态下的等效程序。XY（10，40）（50，10）解：N10 G92 X-30.0 Y-10.0；N20 G90 G00 X0 Y0；N30 X10.0 Y4
6、0.0;N40 X50.0 Y10.0；2021/3/1194.快速定位快速定位格式：格式：G00X_Y_Z_其中：其中：X、Y、Z终点坐标终点坐标。如：如：N10G00X15.0Y30.0Z10.0；N20G01Z-15.0；下刀下刀N50G01X125.0Y330.0；N60G00Z10.0；抬刀抬刀2021/3/11105直线插补直线插补格式：格式：G01X_Y_Z_F_其中：其中：X、Y、Z终点坐标，终点坐标，F进给速度。进给速度。2021/3/11116圆弧插补圆弧插补1）顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补格式：格式：G02X_Y_I_J_(R_)F_;其中：其中：X、Y圆弧终点坐标，圆弧
7、终点坐标，I、J圆心的增量坐标值，圆心的增量坐标值， R 圆弧半径，圆弧半径，F进给速度。进给速度。I、J和和R只能选择其中只能选择其中 一种。一种。当圆弧的圆心角当圆弧的圆心角180180度时，度时，R R值为正；值为正；当当圆弧的圆心角圆弧的圆心角180度时，度时，R值为负。值为负。2021/3/11122）逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补格式：格式：G03X_Y_I_J_(R_)F_;其中：其中：X、Y圆弧终点坐标，圆弧终点坐标，I、J圆心坐标，圆心坐标，F进给速进给速度。度。2021/3/1113n例：例：如图所示。如图所示。1）.P1P2P2时时 G02 X321.65 Y280 G02
8、 X321.65 Y280 R145.6 R145.6 F50F50； 或：或：G02 X321.65 Y280.0 G02 X321.65 Y280.0 I40.0 J140.0I40.0 J140.0 F50 F50；2）.P2P1P1时时 G03 X160 Y60 G03 X160 Y60 R145.6 R145.6 F50F50；或：或：G03 X160 Y60 G03 X160 Y60 I-121.65 J-80I-121.65 J-80 F50 F50；2021/3/11147.7.F F功能功能功能功能nF-进给速度。单位为进给速度。单位为mm/r或或mm/min。nG94指令指
9、定指令指定F的单位是：的单位是：mm/min。为系统默认。为系统默认。nG95指令指定指令指定F的单位是：的单位是：mm/r。n复习复习n数控车床的进给速度的指定：数控车床的进给速度的指定：nG98指令指定指令指定F的单位是：的单位是：mm/min。nG99指令指定指令指定F的单位是：的单位是：mm/r。为系统默认。为系统默认。2021/3/11158.平面选择平面选择格式：格式：G17（选择选择XY平面为主平面）；平面为主平面）；G18（选择选择XZ平面为主平面）；平面为主平面）；G19（选择选择YZ平面为主平面）；平面为主平面）；机床默认为机床默认为G17,G17,即默认即默认XYXY平面
10、为主平面平面为主平面. .2021/3/1116二、编程基础二、编程基础9.刀具补偿刀具补偿n刀具补偿的种类刀具补偿的种类2021/3/1117（1 1）刀具的偏置补偿）刀具的偏置补偿）刀具的偏置补偿）刀具的偏置补偿几何位置补偿几何位置补偿n刀具几何位置补偿刀具几何位置补偿是用于补偿各刀具安装好后，其刀是用于补偿各刀具安装好后，其刀位点（如刀尖）与编程时理想刀具或基准刀具刀位点位点（如刀尖）与编程时理想刀具或基准刀具刀位点的位置偏移的。的位置偏移的。n通常是在所用的多把车刀中选定一把车刀作基准车刀，通常是在所用的多把车刀中选定一把车刀作基准车刀，对刀编程主要是以该车刀为准。对刀编程主要是以该车
11、刀为准。2021/3/11182021/3/1119n补偿数据获取：补偿数据获取：(补充补充)分别测出各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离分别测出各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离X1X1，Z1Z1、X2X2，Z2 Z2 、X3X3，Z3Z3若选刀具若选刀具1为对刀用的基准刀具，则各刀具的几何偏置分别为对刀用的基准刀具，则各刀具的几何偏置分别为为 XjXj ， ZjZj Xj1=0Xj1=0、 Zj1=0Zj1=0 Xj2 =(XXj2 =(X2 2-X-X1 1) )x2 2、 Zj2 = ZZj2 = Z2 2-Z-Z1 1 Xj3 =(XXj3 =(X3 3-X-X1 1) )x2、 Zj3
12、= ZZj3 = Z3 3-Z-Z1 12021/3/1120刀具几何补偿的合成刀具几何补偿的合成(补充补充)n若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿都有若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿都有效存在时，实际几何补偿将是这两者的效存在时，实际几何补偿将是这两者的矢量和矢量和 X= Xj+ Xm、 Z= Zj+ Zm2021/3/1121（1 1）刀具的偏置补偿）刀具的偏置补偿）刀具的偏置补偿）刀具的偏置补偿磨损补偿磨损补偿(补充补充)n主要是针对某把车刀而言，当某把车刀批量加工一批零主要是针对某把车刀而言，当某把车刀批量加工一批零件后，刀具自然磨损后而导致刀尖位置尺寸的改变，此件后，刀具自然磨损后而
13、导致刀尖位置尺寸的改变，此即为该刀具的磨损补偿。即为该刀具的磨损补偿。n批量加工后，各把车刀都应考虑磨损补偿（包括基准车批量加工后，各把车刀都应考虑磨损补偿（包括基准车刀）刀）2021/3/1122刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现n刀具的几何补偿是通过引用程序中使用的刀具的几何补偿是通过引用程序中使用的Txxxx指令指令来实现的。来实现的。n例如：例如：T0101；2021/3/1123刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现n过程：过程：将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址中。将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址中。当程序执行到
14、含当程序执行到含Txxxx的程序行的内容时，即自动到刀补的程序行的内容时，即自动到刀补地址地址中提取刀偏及刀补数据。中提取刀偏及刀补数据。“Txxxx”多用于数控车床的编程。多用于数控车床的编程。驱动刀架拖板进行相应的位置调整。驱动刀架拖板进行相应的位置调整。TXX00取消几何补偿。取消几何补偿。n对于有自动换刀功能的车床来说，执行对于有自动换刀功能的车床来说，执行T指令时，将先让刀架转位，指令时，将先让刀架转位，按刀具号选择好刀具后，再调整刀架拖板位置来实施刀补。按刀具号选择好刀具后，再调整刀架拖板位置来实施刀补。2021/3/1124（2 2）刀具半径补偿）刀具半径补偿）刀具半径补偿）刀具
15、半径补偿刀具半径补偿的目的：刀具半径补偿的目的：若车削加工使用尖角车刀，刀位点即为刀尖，其编程若车削加工使用尖角车刀，刀位点即为刀尖，其编程轨迹和实际切削轨迹完全相同。轨迹和实际切削轨迹完全相同。若使用带圆弧头车刀（精车时），在加工锥面或圆弧若使用带圆弧头车刀（精车时），在加工锥面或圆弧面时，会造成过切或少切。面时，会造成过切或少切。为了保证加工尺寸的准确性，必须考虑刀尖圆角半径为了保证加工尺寸的准确性，必须考虑刀尖圆角半径补偿以消除误差。补偿以消除误差。由于刀尖圆弧通常比较小由于刀尖圆弧通常比较小(常用常用r1.21.6mm),故粗车时可不考虑刀具半径补偿故粗车时可不考虑刀具半径补偿.202
16、1/3/1125（2 2）刀尖圆弧半径补偿）刀尖圆弧半径补偿）刀尖圆弧半径补偿）刀尖圆弧半径补偿刀具半径补偿的方法：刀具半径补偿的方法：n人工预设刀补：人工计算刀补量进行编程。要重新计人工预设刀补：人工计算刀补量进行编程。要重新计算刀具运动轨迹的节点坐标值。算刀具运动轨迹的节点坐标值。n机床自动刀补。即用机床自动刀补。即用G41、G42指令。指令。进行刀具半径补偿实质就是：进行刀具半径补偿实质就是：将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹数据将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹数据 。2021/3/1126n在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半径尺寸影响，刀在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半径尺寸影响，刀具的中
17、心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算刀具中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，刀具中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能。数控系统提供了刀具半径补偿功能。2021/3/1127机床自动刀具半径补偿机床自动刀具半径补偿当当(用圆形刀具，如铣刀、圆头车刀用圆形刀具，如铣刀、圆头车刀)编制零件加工程序编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程。程。使用刀具半径补偿指令。使用刀具半径补偿指令。在控制面板上手工输入刀具补偿值。在控制面板上手工输入刀具
18、补偿值。执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。2021/3/1128（2 2）刀具半径补偿）刀具半径补偿）刀具半径补偿）刀具半径补偿(P65)(P65)刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令n格式格式：nX、Z为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的终点坐为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的终点坐标。标。nG41/G42（建立刀补）应在（建立刀补）应在G00或或G0
19、1中建立。中建立。说明：说明：G41 刀具半径左补偿刀具半径左补偿G42 刀具半径右补偿刀具半径右补偿G40取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿例如例如：G95G41G00X250Z35F0.5；F单位单位mm/r2021/3/1129（2 2）刀具半径补偿）刀具半径补偿）刀具半径补偿）刀具半径补偿2021/3/1130刀具半径左补偿刀具半径左补偿刀具半径左补偿刀具半径左补偿G41G41指令指令指令指令2021/3/1131刀具半径右补偿刀具半径右补偿刀具半径右补偿刀具半径右补偿G42G42指令指令指令指令2021/3/1132（2）刀具半径补偿）刀具半径补偿n粗、精加工的补偿方法：设精粗、精加工
20、的补偿方法：设精加工余量为加工余量为 。先人工输入先人工输入(r+ )的偏置量，即可进行粗的偏置量，即可进行粗加工。加工。n精加工时，输入刀具半径为精加工时，输入刀具半径为r的偏置量，即可进行最终轮廓的偏置量，即可进行最终轮廓的加工。的加工。n同理，同理，利用输入利用输入r r值的大值的大小，可控制轮廓尺寸的精小，可控制轮廓尺寸的精度。度。即刀补半径值，预先输入到即刀补半径值，预先输入到D地址地址中。例如：中。例如：D01，则，则“01”中输中输入：（入：（r+ ）2021/3/1133n例如：例如：铣刀（铣刀（T01）直径为）直径为12mm。留。留0.5mm作为精铣作为精铣时的加工余量。铣刀
21、的（半径）补偿号为时的加工余量。铣刀的（半径）补偿号为D01。n则则D01中的数值为中的数值为6.5mm。该值在操作面板上手工输入。该值在操作面板上手工输入。n执行：执行：；T01D01；调用调用1号刀，号刀，D01地址中的刀补半径值为地址中的刀补半径值为6.5mm,实际铣刀的半径为实际铣刀的半径为6mmG41G00（G01）；在在AB段段建立左刀补建立左刀补；BC段段执行刀补执行刀补G40G00（G01）；CD段取消刀补段取消刀补；则进行粗加工。则进行粗加工。加工程序是按加工程序是按ABCD轮廓进行编程，但由轮廓进行编程，但由于建立了于建立了G41，刀具中心的运动轨迹是刀具中心的运动轨迹是A
22、BCD。进行刀具半径补偿的实质就是：进行刀具半径补偿的实质就是：将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹。2021/3/1134n若若D0中的数值为中的数值为6.0mm（即为铣刀的直径）。（即为铣刀的直径）。n执行：执行：；T01D02；调用调用1号刀，号刀，D0地址中的刀补半径值为地址中的刀补半径值为6mm,实际铣刀的半径也为实际铣刀的半径也为6mmG41G00（G01）；建立左刀补建立左刀补；执行刀补执行刀补G40G00（G01）；取消刀补取消刀补；则进行精加工。则进行精加工。进行刀具半径补偿的实质就是：进行刀具半径补偿的实质就是：将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹将
23、编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹。2021/3/1135刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现n刀补的引入（建立）刀补的引入（建立）v刀具中心从与编刀具中心从与编程轨迹重合到过度程轨迹重合到过度到与编程轨迹偏离到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。一个偏置量的过程。n刀补的执行刀补的执行刀具中心始终与编程轨迹保持设刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离。定的偏置距离。刀具补偿功能包括：刀具补偿功能包括：刀补的建立刀补的建立、刀补的执行刀补的执行和和刀补的取消刀补的取消三个阶三个阶段。段。2021/3/1136刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现刀
24、具补偿的编程实现n刀补的取消刀补的取消n刀径补偿的引入（建立）和取消必须是刀径补偿的引入（建立）和取消必须是一般是直线且一般是直线且为空行程，以防过切。为空行程，以防过切。2021/3/1137（2 2）刀具半径补偿）刀具半径补偿）刀具半径补偿）刀具半径补偿说明：说明：G41/G42使用时，需先进行相应的刀具半径偏差设定；使用时，需先进行相应的刀具半径偏差设定；G40必必须须与与G41或或G42成成对对使使用用，且且之之间间不不得得出出现现任任何何转转移加工，如镜像、子程序跳转；移加工，如镜像、子程序跳转；刀具半径补补偿偿的的建建立立和和取取消消应应在在不不加加工工的的空空行行程程段段上上，且
25、在且在G00或或G01程序行上实施。程序行上实施。刀具补偿功能包括：刀具补偿功能包括：刀补的建立刀补的建立、刀补的执行刀补的执行和和刀补刀补的取消的取消三个阶段。三个阶段。2021/3/1138建立刀具半径补偿的过程建立刀具半径补偿的过程（动画）（动画）2021/3/1139取消刀具半径补偿的过程取消刀具半径补偿的过程（动画）（动画）2021/3/11409.9.刀具补偿号刀具补偿号刀具补偿号刀具补偿号D Dn格式：格式：D；n（1）“”为整数，从为整数，从0199，D00表示无补偿有效。调用表示无补偿有效。调用D时，时，专用刀的刀具半径补偿被激活。如果无专用刀的刀具半径补偿被激活。如果无D字
26、编程，机床数据系统设字编程，机床数据系统设定的值对换刀有效。定的值对换刀有效。n（2）一个）一个D号只有在相应的号只有在相应的T号被激活时才被激活。换刀之后，系号被激活时才被激活。换刀之后，系统设定值为统设定值为D01。2021/3/1141n例如例如:N10 T01 D1;N11 G00 XZ;N50 T04 D2;N70 G00 ZD1;1号刀和相关的号刀和相关的D1激活激活刀具刀具补偿在在这里被里被计算算从从T04装入刀具装入刀具4，D2激活激活4号刀的号刀的D1激活，激活，补偿改改变2021/3/1142刀具半径补偿的方法：刀具半径补偿的方法：n人工预设刀补人工预设刀补n机床自动刀补机
27、床自动刀补n人工预设刀补。人工预设刀补。例如：加工下图所示的凸台。铣刀直径为例如：加工下图所示的凸台。铣刀直径为12mm。不采。不采用用G41/G42指令。指令。2021/3/1143n例如：加工下图所示的凸台。铣刀直径为例如：加工下图所示的凸台。铣刀直径为12mm。不。不采用采用G41/G42指令。指令。2021/3/1144n计算铣刀刀位点运动轨迹的基点坐标值，见图计算铣刀刀位点运动轨迹的基点坐标值，见图2。2021/3/1145N10G92X0Y0Z50;建立工件坐标系建立工件坐标系（或（或N10G54G00X0Y0Z50;）N20G00X-66Y36；快速点定位到；快速点定位到PN30
28、T01M03S900；N40G01X-56Y36Z-4；下刀；下刀N50G01X56Y36；AB；如果铣刀的直径改变如果铣刀的直径改变, ,又需重新计算基点坐标值又需重新计算基点坐标值并需重新编写程序并需重新编写程序! !2021/3/1146n机床自动刀补。机床自动刀补。上例：加工凸台。铣刀直径为上例：加工凸台。铣刀直径为12mm。采用。采用G41指令。指令。N10G92X0Y0Z50;建立工件坐标系建立工件坐标系N20T01D01M03S900；刀补地址；刀补地址01单元存放刀补半径值单元存放刀补半径值6mm.N30G41G00X-60Y30；建立刀补；建立刀补N40G01X-50Y30Z
29、-4；下刀；下刀N50G01X50Y30；AB；可见：可见：实际编程时可以不知道刀具的半径，由机床使用者自己确定，实际编程时可以不知道刀具的半径，由机床使用者自己确定，并预先将其输入到系统中。这给编程者带来了方便。并预先将其输入到系统中。这给编程者带来了方便。刀补建立后就由刀补建立后就由系统自动计算刀系统自动计算刀具轨迹中心与零具轨迹中心与零件轮廓的偏置值件轮廓的偏置值2021/3/114710.10. 刀具长度补偿刀具长度补偿刀具长度补偿刀具长度补偿n刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（Z方向）的补偿。方向）的补偿。它可使刀具在它可使刀具在Z方向上的实际位移量
30、大于或小于程序给方向上的实际位移量大于或小于程序给定值。即：定值。即：实际位移量实际位移量 = = 程序给定值程序给定值 补偿值补偿值。上式中，两代数值相加若为上式中，两代数值相加若为“+”称称正偏置正偏置，用，用G43指令表示；若相减为指令表示；若相减为“-”称称负偏置负偏置，用，用G44指令表示。指令表示。n给定的程序值与输入的补偿值都可正可负给定的程序值与输入的补偿值都可正可负(+Z向为正，向为正，-Z向为负向为负)，根据需要选取。，根据需要选取。 2021/3/11481）刀具长度正补偿）刀具长度正补偿G43格式格式：G43 说说明明：G43的的功功能能是是建建立立刀刀具具长长度度补补
31、偿偿，使使刀刀具具偏偏置置存存储储器器里里的的Z轴轴长长度度偏偏差差起起作作用用。使使用用时时需需进进行行相相应应的的刀具长度偏差设定。刀具长度偏差设定。 2）刀具长度负补偿）刀具长度负补偿G44格式格式：G443）撤消刀具长度补偿）撤消刀具长度补偿格式：格式：G49说说明明：G49的的功功能能是是取取消消刀刀具具长长度度补补偿偿，使使刀刀具具偏偏置置存存储储器里的器里的Z轴长度偏差不起作用。轴长度偏差不起作用。 刀具补偿功能包括：刀具补偿功能包括：刀补的建立刀补的建立、刀补的执行刀补的执行和和刀补刀补的取消的取消三个阶段。三个阶段。2021/3/1149n图为钻头快速接近工件时的长度补偿例。
32、图为钻头快速接近工件时的长度补偿例。 设设AlAl为程序值为程序值且为且为- -Z Z方向方向(-(-A1)A1)，A2A2为补偿值为补偿值且为且为- -Z Z方向方向(-(-A2)A2)，A3A3为实际位移值为实际位移值。图图( (b)b)用用G43G43指指令令，图图( (c)c)用用G44G44指指令令，其其实实际际位位移移量量及及其其程程序序分分别为别为( (用增量值用增量值) )：图图( (b) -A3=-A1+(-A2)=-(Al+A2) b) -A3=-A1+(-A2)=-(Al+A2) G00 G91 G43 Z-A1 H01G00 G91 G43 Z-A1 H01；( (补偿
33、号补偿号H01H01中存中存- -A2A2值值) )图图( (c) -A3=-A1-(-A2)=-(A1-A2) c) -A3=-A1-(-A2)=-(A1-A2) G00 G91 G44 Z-A1 H01G00 G91 G44 Z-A1 H01；( (补偿号补偿号H02H02中存中存- -A2A2值值) )G43G43与与G44G44的注销用的注销用G49G49注销指令。注销指令。2021/3/1150n采用采用G43和和G44指令后，程编人员就不一定要知道实际指令后，程编人员就不一定要知道实际使用的刀具长度，可按假定的刀具长度进行编程。使用的刀具长度，可按假定的刀具长度进行编程。n或者在加
34、工过程中，若刀具长度发生了变化或更换新或者在加工过程中，若刀具长度发生了变化或更换新刀具时，不需要变更程序，只要把实际刀具长度与假刀具时，不需要变更程序，只要把实际刀具长度与假定值之差值输至定值之差值输至CNC系统的系统的H存储器中即可。存储器中即可。2021/3/1151n例例1：零件如图所示，毛坯零件如图所示，毛坯69X44X20。数控铣床主轴。数控铣床主轴转速为转速为300r/min，进给速度为，进给速度为60mm/r；选用直径为；选用直径为16mm的立铣刀，刀具号的立铣刀，刀具号T01，刀具半径补偿号为，刀具半径补偿号为D1，起刀点为（，起刀点为（100，100，30），试按），试按K
35、方向用绝对坐方向用绝对坐标值编写加工程序（工件坐标系如图）。标值编写加工程序（工件坐标系如图）。2021/3/1152解：解：1）建立如图所示的工件坐标系；）建立如图所示的工件坐标系；2）基点坐标（）基点坐标（XOY平面）计算：平面）计算：A（3,3），），B（46,3）C（66,23），），D（66,41），），E（26,41），），F（3,18）。）。3）加工程序为：）加工程序为：2021/3/1153O0001N10G92X100Y100Z30；建立坐标系；建立坐标系（或（或N10G54G00X100Y100Z30;）N20G90G00X80.0Y41.0;G90为绝对值编程，可不写为绝
36、对值编程，可不写N30T01D01M03S300;主轴正转，转速主轴正转，转速150r/min,D01存放刀补值存放刀补值8mmN40G01Z-22.0;下刀下刀N50G42G01X66.0Y38F60;右刀具半径补偿右刀具半径补偿,到到D点点N60G01X26.0;到到E点点N70G03X3.0Y18.0R23.0;加工弧加工弧EFN80G01Y3.0;到到A点点N90G01X46.0;到到B点点N100G02X66.0Y23.0R20.0;加工弧加工弧BCN110G01Y50.0;N120G00G40X100.0Y100.0Z30;取消刀具半径补偿，抬刀取消刀具半径补偿，抬刀N130M30
37、;2021/3/1154n例例2：如图所示，用：如图所示，用8的刀具，加工距离工件上表面的刀具，加工距离工件上表面3mm深凸模深凸模(精加工下图所示轮廓精加工下图所示轮廓)2021/3/1155解：解：1)基点计算，其值见图。基点计算，其值见图。2）加工程序：）加工程序：O0002N10G92X-40Y50Z50；（或（或N10G54G00X-40Y50Z50;）N20M03S500；N40G01Z-3F400；N50G41G00X5Y30D01F40；N60G01X30；N70G02X38.66Y25R10；N80G01X47.32Y10；N90G02X30Y-20R20；N100G01X0
38、；N110G02X0Y20R10；N120G03Y40R10；N130G40G00X-40Y50；N140G00Z50；N150M02；2021/3/115611.子程序子程序(P71)1）调用子程序）调用子程序格式：格式：M98P；单独一行列出。单独一行列出。-为重复调用子程序的次数为重复调用子程序的次数,若省略若省略,表示只调用一次；表示只调用一次；-为要调用的子程序号。为要调用的子程序号。n2）子程序结束子程序结束格式：格式：M99说明：说明：子程序结束并返回到主程序中子程序结束并返回到主程序中M98所在程序行所在程序行的下一行。的下一行。子程序也可以嵌套调用子程序，但不能超过子程序也可
39、以嵌套调用子程序，但不能超过4级。级。2021/3/11572021/3/1158注意注意:（1）被主程序调用的子程序还可以调用其他子程序。）被主程序调用的子程序还可以调用其他子程序。（2）主程序可以重复调用子程序多次。）主程序可以重复调用子程序多次。（3）子程序号跟在）子程序号跟在O后面，如后面，如O1010，子程序段的最后，子程序段的最后一句为一句为M99，表示子程序结束并返回主程序。，表示子程序结束并返回主程序。2021/3/11593）子程序的特殊用法子程序的特殊用法若子程序用若子程序用M99P*结束，则子程序执行完毕后，返结束，则子程序执行完毕后，返回前级程序的第回前级程序的第*句。
40、句。主程序主程序O0001；N0010.；N0020.；N0030M98P1000；N0040.;N0050.;子程序子程序O1000；N1010.;N1020.;N1030.;N1040.;N1050M99O0050;2021/3/1160若若/M99用于主程序中的某个程序段，则执行该程序段用于主程序中的某个程序段，则执行该程序段后，返回主程序起始句。后，返回主程序起始句。若若/M99P*用于主程序中，则执行该段程序后，接着用于主程序中，则执行该段程序后，接着执行第执行第*句程序段。此用法一般和条件判断选择语句程序段。此用法一般和条件判断选择语句配套使用。如：句配套使用。如：N0010.;N
41、0020.;N0030.;N0040.;/N0050M99P0020;N0060.;N0070M02;条件判断条件判断“NO”条件判断条件判断“yes”2021/3/1161n预习预习P85.凸模零件铣削。凸模零件铣削。n预习预习P91.凸轮零件加工。凸轮零件加工。不加工不加工4个个10的孔。的孔。n从这二个实例看，你认为在编程前，首先要解决的是从这二个实例看，你认为在编程前，首先要解决的是什么问题？什么问题？2021/3/11622021/3/1163熟记下列数控铣床常用的指令：熟记下列数控铣床常用的指令：nG00、G01、G02、G03、G40、G41、G42、G43、G44、G49、G9
42、2、G94、G95nM00、M02、M03、M04、M30、M98、M99n进给速度进给速度F的单位的单位:系统默认系统默认G94为为mm/min;由由G95设定设定为为mm/r。注意与数控车床的区别。注意与数控车床的区别。n主轴转速主轴转速S的单位的单位:r/min;当设定为恒速切削当设定为恒速切削(G96)时为时为m/min。取消恒速切削指令。取消恒速切削指令G97。2021/3/1164第五节第五节加工中心编程基础加工中心编程基础n加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，大区别在于加工中心具
43、有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。加工功能。2021/3/1165第五节第五节加工中心编程基础加工中心编程基础一、加工中心的编程特点一、加工中心的编程特点零件加工的工步及使用的刀具较多。零件加工的工步及使用的刀具较多。合理安排刀位号。合理安排刀位号。所所用用刀刀具具需需进进行行（多多在在机机床床外外）预预调调对对刀刀，并并将将刀刀具具参数输入到刀具表的相应地址中。参数输入到刀具表的相应地址中。将将不不同同的的工
44、工步步分分别别编编成成子子程程序序，主主程程序序主主要要进进行行换换刀刀及子程序的调用。及子程序的调用。手工编程时易出错，应认真、仔细检查程序。手工编程时易出错，应认真、仔细检查程序。2021/3/1166二、编程基础二、编程基础加工中心的基本编程方法与数控铣加工中心的基本编程方法与数控铣床相同。床相同。G00、G01、G02、G03、G17、G18、G19、G40、G41、G42、G43、G44、G49、G90、G91、G92等指令可复习以前等指令可复习以前的章节内容。的章节内容。1.选择工件坐标系选择工件坐标系（G54G59）若同时加工多个相同的零件轮廓形状时，可选用多个相应若同时加工多个
45、相同的零件轮廓形状时，可选用多个相应的工件坐标系，使编程方便。的工件坐标系，使编程方便。格式：格式：G54（或或G55G59）说明：说明：这这6个工件坐标系原点可在操作面板上输入设置，个工件坐标系原点可在操作面板上输入设置，也可用也可用G10、G92指令在程序中更改设定。指令在程序中更改设定。用用G55G59选定工件坐标系，其后程序段中的坐选定工件坐标系，其后程序段中的坐值，一般作为相应被选坐标系中的绝对坐标值。值，一般作为相应被选坐标系中的绝对坐标值。2021/3/1167例例4-12如图如图4-19所示，刀具快速移动到所示，刀具快速移动到A点，再切削进给点，再切削进给到到B点。试编写加工程
46、序。点。试编写加工程序。解：N10 G56 G00 X30 Y20；调用G56坐标，刀具快速移到A点N20 G01 Z-5 F100； 刀具切入N30 X100 Y50 F150； 切削进给到B）2021/3/11682.孔加工固定循环孔加工固定循环孔加工固定循环指令按一定顺序进行钻、镗、攻螺纹等加工。若主平孔加工固定循环指令按一定顺序进行钻、镗、攻螺纹等加工。若主平面为面为XY平面（默认平面（默认G17），），则进给方向为则进给方向为Z向。向。常用孔加工固定循环指令见表常用孔加工固定循环指令见表1：2021/3/1169孔加工固定循环包含孔加工固定循环包含6 6个基本动作个基本动作，见图，见
47、图4-20。动作动作1 1：刀具在、平面孔的加工位置定位。刀具在、平面孔的加工位置定位。动动作作2 2：快快速速进进给给至至切切削削开开始始点点的的平平面面位位置置（R点点平平面面），刀刀具具工工作作进进给给由由平平面面开开始。始。动作动作3 3：孔加工，孔加工，以进给速度进行孔的加工。以进给速度进行孔的加工。动作动作4 4：孔底动作（孔底动作（在孔底位置暂停，以光整孔底表面在孔底位置暂停，以光整孔底表面）。）。动作动作5 5：快速快速退回到退回到R点平面。点平面。动作动作6 6：快速返回到初始点平面位置。快速返回到初始点平面位置。2021/3/1170（1 1）初始平面）初始平面n初始平面是
48、为安全下刀而规定的一个平面；该平面到初始平面是为安全下刀而规定的一个平面；该平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上。零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上。n当用一把刀加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳当用一把刀加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时，才使用跃或全部孔加工完了时，才使用G98功能使刀具返回功能使刀具返回到初始平面上的初始点。到初始平面上的初始点。G98返回初始点平面返回初始点平面(默认默认)2021/3/1171（2)2)R R点平面点平面n又叫做又叫做R参考平面，是刀具下刀时自快进转为工进的高参考平面，是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面
49、，一般可取距工件表面度平面，一般可取距工件表面2-5mm。n使用使用G99时，刀具将返回到该平面上的时，刀具将返回到该平面上的R点。点。G99返回切削返回切削开始点平面开始点平面2021/3/1172（3 3）孔底平面）孔底平面n加工盲孔时孔底平面就是孔底的加工盲孔时孔底平面就是孔底的z轴高度。轴高度。n加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，主要保证全部孔深都加工到尺寸。主要保证全部孔深都加工到尺寸。2021/3/1173n常用的固定循环有高速深孔钻循环、常用的固定循环有高速深孔钻循环、螺纹切削循环、螺纹切削循环、精镗循环等。表精镗循环等。
50、表1列出了常用固定循环的指令及功能。列出了常用固定循环的指令及功能。2021/3/1174n格式：格式：G90/G91G98/G99G73G89X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；式中：式中：G90/G91-绝对值编程绝对值编程/增量值编程；增量值编程；G98-返回起始点；返回起始点；G99-返回返回R平面。平面。G73G89-孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工、孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工、镗孔加工等；镗孔加工等；X、Y-孔的位置坐标；孔的位置坐标；Z-孔底坐标；（与孔底坐标；（与G90或或G91的选择有关）的选择有关）R-安全面（安全面（R面）的坐标。（与面）的坐标。（与G90
51、或或G91的选择有关）的选择有关）Q-每次切削深度；每次切削深度；P-孔底的暂停时间，孔底的暂停时间，以以ms为单位，不使用小数点；为单位，不使用小数点；F-切削进给速度；切削进给速度；K-规定重复加工次数，默认为。规定重复加工次数，默认为。取消孔加工方式用指令：取消孔加工方式用指令：G802021/3/1175n固定循环中地址固定循环中地址R R与地址与地址Z Z的数据指定与的数据指定与G90G90或或G91G91的方的方式选择有关。式选择有关。G90 /G91-G90 /G91-绝对值编程绝对值编程/ /增量值编程增量值编程n如图，选择如图，选择G90G90方式方式时，时，R R与与Z Z
52、一律取其终一律取其终点坐标值。点坐标值。 选择选择G91G91时则时则R R是指是指自初始点到自初始点到R R点的距点的距离，离，Z Z是指自是指自R R点到孔点到孔底平面上底平面上Z Z点的距离。点的距离。2021/3/1176n下面以高速深孔钻下面以高速深孔钻（G73）为例，介绍孔加工固定循为例，介绍孔加工固定循环指令的应用。环指令的应用。指令格式：指令格式：G73X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；该指令用于深孔钻削，在钻孔时采取间断进给，有该指令用于深孔钻削，在钻孔时采取间断进给，有利于断屑和排屑。利于断屑和排屑。2021/3/1177格式：格式：G73X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_
53、 F_ K_ ；Q-每次钻削深度为每次钻削深度为q，然后退刀排屑。然后退刀排屑。说明：说明：每次钻深为每次钻深为q，然后退刀然后退刀d以得排屑，退刀量以得排屑，退刀量d由系统参数设定，由系统参数设定， 见下图。见下图。G98（固定循环中返回初始点）。固定循环中返回初始点）。G99G99（固定循环中返回固定循环中返回R R点点 ） 2021/3/1178高速深孔钻循环高速深孔钻循环G73动画动画G98（固定循环中返回初始点）。固定循环中返回初始点）。G99G99（固定循环中返回固定循环中返回R R点点 ） 2021/3/1179例例4-13高速深孔钻削。高速深孔钻削。N20 M03 S1000
54、； 主轴正转，转速1000r/minN30 G90 G99 G73 X50 Y-30 Z-50 R10 Q15 F100；绝对坐标编程，定位，钻 #1 孔，返回R点平面 N40 Y-90； 钻#2孔，返回R点平面N50 X150 Y-30； 钻#3孔，返回R点平面N60 X250 Y-30； 钻#4孔，返回R点平面N70 G98 Y-90； 钻#5孔，返回初始点平面N80 G80； 撤消循环N90 M05； 主轴停转2021/3/1180加工中心的自动换刀（补充）加工中心的自动换刀（补充）加工中心的自动换刀（补充）加工中心的自动换刀（补充）n实际上，加工中心的编程和数控铣床编程的不同之处，实际
55、上，加工中心的编程和数控铣床编程的不同之处，主要在于增加了用主要在于增加了用M06和和Txx进行自动换刀的功能指令，进行自动换刀的功能指令，其他指令基本上没有太大的区别。其他指令基本上没有太大的区别。nM06-自动换刀指令。本指令将驱动机械手进行换刀动自动换刀指令。本指令将驱动机械手进行换刀动作，但并不包括刀库转动的选刀动作。作，但并不包括刀库转动的选刀动作。nTxx-选刀指令。本指令是用以驱动刀库电机带动刀库选刀指令。本指令是用以驱动刀库电机带动刀库转动而实施选刀动作的。转动而实施选刀动作的。T指令后跟的两位数字，是将指令后跟的两位数字，是将要更换的刀具地址号。要更换的刀具地址号。n不同的数
56、控系统不同的数控系统, ,其换刀程序是不同的，通常选刀和换其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行，换刀动作必须在主轴停转条件下进行。刀分开进行，换刀动作必须在主轴停转条件下进行。换刀完毕起动主轴后，方可执行下面程序段的加工动换刀完毕起动主轴后，方可执行下面程序段的加工动作；选刀动作可与机床的加工动作重合起来。作；选刀动作可与机床的加工动作重合起来。2021/3/1181加工中心的自动换刀加工中心的自动换刀加工中心的自动换刀加工中心的自动换刀n注意以下两种换刀方法的区别注意以下两种换刀方法的区别：N60G28Z0M06T01；与；与N100G28Z0T01M06；G28-回参考点操作指令回参
57、考点操作指令2021/3/1182换刀指令换刀指令换刀指令换刀指令G28Z0M06T01；n该条指令是先执行换刀指令该条指令是先执行换刀指令M06，再执行选刀指令，再执行选刀指令T01。它是先由机械手实施换刀动作，将主轴上原有的刀具它是先由机械手实施换刀动作，将主轴上原有的刀具和目前刀库中当前换刀位置上已有的刀具和目前刀库中当前换刀位置上已有的刀具(上一次选刀上一次选刀Txx指令所选好的刀具指令所选好的刀具)进行互换；然后，再由刀库转进行互换；然后，再由刀库转动将动将T01号刀具送到换刀位置上，为下一次换刀作准备。号刀具送到换刀位置上，为下一次换刀作准备。换刀前后，主轴上装夹的都不是换刀前后，
58、主轴上装夹的都不是T01号刀具。执行完号刀具。执行完“M06T01”后，刀库中目前换刀位置上安放的则是后，刀库中目前换刀位置上安放的则是T01号刀具，它是为下一个号刀具，它是为下一个M06换刀指令预先选好的刀具。换刀指令预先选好的刀具。N50T02；选选2号刀号刀,2号处在换刀位置上号处在换刀位置上；N200G28Z0M06T01；主轴上的刀具已换为；主轴上的刀具已换为2号刀，号刀，1号现处在换刀位置上号现处在换刀位置上；目前刀具是目前刀具是2号号2021/3/1183换刀指令换刀指令换刀指令换刀指令G28Z0T01M06；n该条指令是先执行选刀指令该条指令是先执行选刀指令T01，再执行换刀指
59、令，再执行换刀指令M06。它是先由刀库转动将它是先由刀库转动将T01号刀具送到换刀位置上后，再号刀具送到换刀位置上后，再由机械手实施换刀动作。换刀后，主轴上装夹的就是由机械手实施换刀动作。换刀后，主轴上装夹的就是T01号刀具，而刀库中目前换刀位置上安放的则是刚换号刀具，而刀库中目前换刀位置上安放的则是刚换下的旧刀具。执行完下的旧刀具。执行完“T01M06”后，刀库即保持当前后，刀库即保持当前刀具安放位置不动。刀具安放位置不动。n这种方法换刀时，这种方法换刀时，Z Z轴返回参考点的同时，刀库进行选轴返回参考点的同时，刀库进行选刀，然后进行换刀，若刀，然后进行换刀，若Z Z轴的回零时间小于选刀时间
60、，轴的回零时间小于选刀时间，则换刀占用的时间较长。则换刀占用的时间较长。2021/3/1184回参考点操作指令回参考点操作指令回参考点操作指令回参考点操作指令n格式：格式：G28XYZT;经指令中间点再自动返回参经指令中间点再自动返回参考点考点n格式：格式：G29XYZ;从参考点经中间点返回指令点从参考点经中间点返回指令点n执行执行G28G28指令时，各轴先以指令时，各轴先以G00G00的速度快移到程序指令的中的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应坐间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。标方向的指示灯亮。n执行执行G29G29指令
61、时，各轴先以指令时，各轴先以G00G00的速度快移到由前段的速度快移到由前段G28G28指令指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。 2021/3/1185回参考点操作指令回参考点操作指令回参考点操作指令回参考点操作指令n说明：说明：(1)使用使用G28指令前，要求机床在通电后必须指令前，要求机床在通电后必须(手动手动)返回返回过一次参考点。过一次参考点。(2)使用使用G28指令时，必须预先取消刀补量指令时，必须预先取消刀补量(用用TXX00)；否则会发生不正确的动作。否则会发生不正确的动作。(3)G28、G29指令均属非模态
62、指令，只在本程序段内有指令均属非模态指令，只在本程序段内有效。效。(4)G28、G29指令时，从中间点到参考点的移动量不需指令时，从中间点到参考点的移动量不需计算。计算。G29指令一般在指令一般在G28后出现。其应用习惯通常为：在换后出现。其应用习惯通常为：在换刀程序前先执行刀程序前先执行G28指令回参考点指令回参考点(换刀点换刀点)，执行换刀，执行换刀程序后，再用程序后，再用G29指令往新的目标点移动。指令往新的目标点移动。2021/3/1186n例如例如:如图如图1所示所示n绝对编程：绝对编程：N20T02；选选2号刀号刀N30G90G28X130.0Y70.0Z100.0;ABRN40M
63、06;换刀换刀N50G29X180.0Y30.0;RBCn增量增量(相对相对)编程：编程：N70G91G28X100.0Y20.0Z100.0;N80M06;N90G29X50.0Y-40.0;2021/3/1187第六节第六节程序编制中数值计算程序编制中数值计算n编程时的数值计算，主要是计算零件加工轨迹的尺寸，编程时的数值计算，主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算零件轮廓的基点和节点的坐标值即计算零件轮廓的基点和节点的坐标值，或者刀具中，或者刀具中心轨迹的基点和节点坐标。心轨迹的基点和节点坐标。n基点基点-构成零件轮廓不同几何元素的交点和切点。构成零件轮廓不同几何元素的交点和切点。n节点节点-用直线或圆弧逼迫非圆方程曲线小段时，它用直线或圆弧逼迫非圆方程曲线小段时，它们的交点或切点。们的交点或切点。2021/3/1188本章本章 完完2021/3/1189
