数控加工基础知识 数控加工 绿点科技有限公司-----镁合金机加.

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1 数控加工基础知识 数控加工 绿点科技有限公司-----镁合金机加

2 数控加工基础知识 数控机床及其工作原理 数控机床的分类 数控坐标系 数控编程基础知识 数控车削编程 数控铣削编程 编程举例

3 一.数控机床及其工作原理 (一) 数控机床的概念: (二)数控机床的产生与发展:
数控又称为数字控制(Numerical Control) ,是一种利用数字化信息发出指令并实现自动控制的技术. 数控机床是采用了数字控制技术的加工设备,它通过数字化信息对机床的运动方向及加工过程进行控制,实现要求的机械动作,并自动完成加工任务.它是一种典型的技术密集且自动化程度很高的机电一体化产品. (二)数控机床的产生与发展: 数控机床诞生于美国.1952年,美国帕森斯公司与麻省理工学院共同研制成功了世界上第一台数控机床,用来加工直升机叶片轮廓检查用样板.半个世纪以来,数控技术得到了迅猛的发展,其加工精度和加工效率不断提高.数控机床发展至今已经历了两个阶段共六个时代.

4 一.数控机床及其工作原理（续） 1.硬件数控阶段:(NC)

5 一.数控机床及其工作原理（续） 2.计算机数控阶段:(CNC)
这个阶段也经历了三代:即第四代的小型计算机数控机床,第五代的微型计算机数控机床以及第六代基于PC的数控机床. 前三代数控机床采用专用控制计算机的硬件数控装置,早已被淘汰;后三代的数控机床,则以小型／微型计算机取代硬件控制计算机作为核心部件，数控机床的许多控制功能由专用软件实现,其数控系统被称为软件控制系统,又称CNC系统.

6 一.数控机床及其工作原理（续） (三)数控机床的特点: 1.具有高柔性. 2.生产效率高,减少辅助时间和机动时间.
3.加工精度高,产品质量稳定. 4自动化程度高,劳动强度低. 5能加工形状复杂的零件.

7 (四)数控机床的工作原理

8 数控机床加工演示 数控车床加工

9 数控机床加工演示 数控车铣中心加工

10 二.数控机床的分类 (一)按工艺用途分类: （１）金属切削类数控机床:*普通数控机床：如数控车床、数控铣床、数控钻床等．*复合型数控机床:如铣镗加工中心、车铣加工中心等. （２）金属成型类数控机床：如数控折弯机、数控弯管机、数控转头压力机等． （３）数控特种加工机床：如数控线切割机、数控电火花加工机床、数控激光切割机床等． （４）其它类型数控机床：如数控三坐标测量仪等．

11 二．数控机床分类（续） (二)按运动轨迹分类:
A.点位控制数控机床:它控制机床移动部件由一个点准确地移动到另一个点,而对运动轨迹没有严格要求.在移动和定位过程中刀具不进行任何切削加工.如数控钻床等.

12 二．数控机床分类（续） B.直线控制数控机床:
刀具相对于工件的移动轨迹是平行于机床某一坐标轴或者与坐标轴成45度夹角的直线,刀具在移动过程中进行切削.早期的数控车床、数控铣床等使用这类控制系统.

13 二．数控机床分类（续） C.轮廓控制(连续控制)数控机床:
能控制两个或两个以上的坐标轴,对坐标轴的方向、行程、运动速度进行严格连续控制,可加工由任意斜线、曲线和曲面组成的复杂零件.

14 (三)按可控制联动的坐标轴分类 1.两轴联动数控机床: 数控机床能同时控制两个坐标轴联动,可用于加工各种回转体零件.如数控车床．.
　数控机床能同时控制两个坐标轴联动,可用于加工各种回转体零件.如数控车床．. 2.两轴半联动数控机床: 　数控机床有三个坐标轴,能做三个方向的运动,但数控装置只能同时控制两个坐标轴,第三轴只能作等距周期运动,可加工空间曲面.

15 (三)按可控制联动的坐标轴分类 3.三轴联动数控机床: 数控机床能同时控制三个坐标轴联动,可用于加工曲面零件，如数控铣床．
4.多轴联动数控机床: 数控机床能同时控制三个以上坐标轴联动,可使刀具轴线方向在一定的空间内任意控制,主要用于加工异形复杂的零件.

16 数控机床加工演示 数控机床多轴联动加工

17 (四)按伺服系统类型分类 A.开环伺服系统数控机床:
它没有位置检测装置和反馈装置,不能对移动工作台实际移动距离进行位置测量和反馈,其移动部件的位移精度主要决定于进给传动系统各有关零件的制造精度.

18 B.闭环伺服系统数控机床 有位置测量和反馈装置,加工中将工作台实际位移量的检测结果反馈给数控装置,并与输入的指令进行比较、校正，直至误差值为零.其特点是加工精度高,但结构复杂,设计和调试较困难.

19 C.半闭环伺服系统数控机床 其位置检测装置不直接测量机床工作台的位移量,而是通过检测丝杆转角,间接地测量工作台的位移量,并反馈给数控装置进行位置校正.在精度要求适中的中小型数控机床上,半闭环控制得到了广泛的应用.

20 三.数控机床坐标系与工件坐标系 1.机床坐标系:
为了确定机床的运动方向与运动距离,以描述刀具与工件之间的位置与变化关系,我们需要建立机床坐标系. 确认机床坐标系应遵循的基本原则是: (1)刀具相对于静止零件运动原则. (2)机床坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系.

21 右手笛卡儿坐标系 右手的大拇指、食指和中指互相垂直时,拇指的方向为X轴的正方向,食指为Y轴的正方向,中指为Z轴的正方向.以X、Y、Z坐标轴线或以与X、Y、Z坐标轴平行的坐标轴线为中心旋转的圆周进给坐标轴分别以A、B、C表示,其正方向由右手螺旋法则确定.

22 机床坐标系各坐标轴确定的顺序 先确定Z轴:与主轴轴线平行或重合的坐标轴为Z轴,以刀具远离工件的方向为正向.
再确定X轴:平行于工件装夹面,与Z轴垂直的水平方向的坐标轴为X轴,以刀具远离工件的方向为正向. 最后确定Y轴:当X轴和Z轴确定以后,利用右手法则确定Y轴及其正方向.

23 机床坐标系

24 +x +Z 车 床 坐 标 系

25 模块二 数控机床结构及主要部件 +Ｚ +Ｙ +Ｘ 立式数控铣床坐标系

26 机床原点与机床参考点 机床坐标系是机床上固有的坐标系,其原点称为机床原点,由厂家设定位置,不允许用户更改.而机床参考点是机床位置测量系统的基准点,一般位于机床各坐标轴正向极限位置的附近,与机床原点的距离是固定的.通常机床原点与参考点重合.每次机床开机后要进行回参考点的操作,目的就是为了确定机床原点的位置,同时建立机床坐标系.

27 2.工件坐标系与工件原点 A.工件坐标系: 工件坐标系是由编程者制定的,以工件上某一个固定点为原点的右手直角坐标系,又称为编程坐标系. 工件坐标系与机床坐标系之间的差别在于原点的位置不同.由于机床坐标系的原点不在工件上,利用机床坐标系去编程是非常困难的.为了有利于编程,我们需要建立工件坐标系,编程时所有的坐标值都是假设刀具的运动轨迹点在工件坐标系中的位置,而不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置.

28 工件坐标系原点的设置原则 机床类型 数控车床 数控铣床 工件原点位置 一般设在工件右端面的中心 (1)设置在工件的工艺基准或设计基准上。
(2)设置在尺寸精度高和表面粗糙度低的位置。 (3)便于测量和编程。 我们利用工件坐标系编程时,不必考虑工件在机床内的安装位置,但在自动加工时则需要确定机床坐标系与工件坐标系之间的相互位置关系。工件装夹到机床上后,可通过对刀操作来确定两者之间的位置关系,加工程序才能够被执行。 机床类型 工件原点位置 数控车床 一般设在工件右端面的中心 数控铣床 一般设在工件上表面的几何中心或四个基准角上．

29 工件坐标系原点设置 数控车床 O z Z 数控铣床 X Y o X

30 四．数控编程基本知识 １．数控编程的方法与内容：　　　　　　 1)所谓编程，就是综合零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床运动以及刀具位移等因素，按照数控系统规定的代码和格式编写成加工指令单的过程，数控编程的方法分为手工编程和自动编程． 　＊手工编程：加工程序的编写及校验主要是由手工完成称为手工编程．

31 手工编程的步骤 零件图分析 确定加工工艺 数值计算 编写程序单 程序输入 程序校验和首件试切 正式加工

32 自动编程 ＊自动编程： 　自动编程也称为计算机辅助编程，即程序编制的工作大部分或全部是由计算机通过专门的编程软件完成的．自动编程大大减轻了编程人员的劳动强度，同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题． 　自动编程的主要类型有： 数控语言编程（如ＡＰＴ语言）、图形交互式编程（如ＣＡＤ／ＣＡＭ软件）和实物模型式自动编程．

33 ２．数控程序的结构 数控程序由三个部分组成：程序名、程序内容和程序结束．例如： Ｏ００１１ 程序名 Ｎ１０ Ｔ０１０１；
　　Ｏ００１１　　　　　　　 程序名 Ｎ１０　Ｔ０１０１； Ｎ２０　Ｍ０３ Ｓ４００；　　程序内容　　　　　　　 Ｎ３０　Ｇ００ Ｘ４０ Ｚ２；　　 Ｎ４０　Ｍ３０；　　　　　　 程序结束　　　　

34 （１）程序名 系统可以存储多个程序，为相互区分，在程序的开始必须冠以程序名： ＦＡＮＵＣ系统：Ｏ＊＊＊＊（字母Ｏ加四个数字）
　 系统可以存储多个程序，为相互区分，在程序的开始必须冠以程序名： 　ＦＡＮＵＣ系统：Ｏ＊＊＊＊（字母Ｏ加四个数字） ＳＩＥＭＥＮＳ系统：ＡＢ＊＊＊＊＊＊（程序开始两个字符必须是字母） ＨＮＣ系统：Ｏ＊＊＊＊＊＊（字母Ｏ加若干个字母或数字）

35 （２）程序内容 程序内容由若干个程序段组成，用来描述整个加工过程。程序段=段号+程序字+结束符“；” 。（西门子系统程序段结束符为“ＬＦ”)
程序段号用Ｎ表示，段号可以不写并不影响程序的执行。系统在执行程序时，是按照程序段的先后顺序依次执行，而不是按照段号的大小顺序执行的。 N10 ……; N20 ……; 程序内容 N30 ……; ……

36 （２）程序内容（续） N10 M03 S50 ; 程序字 程序结束指令
程序字是由地址符（英文字母）和数字组成，一个程序字表示机床的一个动作或功能。例如：M03 S50 其中M、S为地址，数字03、50与前面的地址相结合成为一个程序字，代表着不同的功能． （３）程序结束： 程序的最后必须用“M3０/ M02”等指令结束，否则系统报警． N10 M03 S50 ; 程序字 …… N100 M30； 程序结束指令

37 ３．数控编程的特点 １．直径编程： 数控车床中，有两种编程方式：直径编程和半径编程，我们可以通过系统参数或者指令进行设置．但为方便起见，一般都采用直径编程方式，即其X坐标一般表示工件直径 ２．绝对坐标与相对（增量）坐标： Ａ　绝对坐标:刀具的位置坐标都是以固定的坐标原点为基准计算的，用G90代码指定。

38 ３．数控编程的特点（续） Ｂ 相对坐标：刀具的位置坐标都是相对于其前一位置坐标的实际位移量，方向与机床坐标系相同，用G91代码指定。
３．模态指令与非模态指令： ＊模态指令：只要指定一次便一直有效，直到被同组的其它指令取代． ＊非模态指令：这种指令只在被指定的程序段中才有效．

39 绝对坐标与相对坐标示意图 Y Y B B 25 37 A A 12 12 O O X X 10 10 20 30 相对坐标 绝对坐标

40 ４．数控系统的功能指令 数控机床的基本功能指令包括：
一．准备功能（Ｇ功能）：由地址Ｇ和其后的２位数字组成，该指令的作用是指定数控机床的加工方式，为数控装置的辅助运算、刀补运算、固定循环等作好准备． 　由于国际上使用Ｇ代码的标准化程度较低，只有若干个指令在各类数控系统中基本相同，因此必须严格按照具体机床的编程说明书进行编程．

41 FANUC系统常用G代码 Ｇ指令

42 4.数控系统的功能指令(续) 二.辅助功能(M功能):
FANUC系统常用的辅助功能M代码见下表. M代码

43 4.数控系统的功能指令(续) 三.刀具功能(T功能): 用于指令加工中所用刀具号及自动补偿编组号,其自动补偿内容主要是刀具的刀位偏差及刀具半径补偿,主要用于数控车床及带有刀库的加工中心.

44 T：刀具指令 为刀具号，后半部分为刀具补偿号。 如：T0100 T0202 该指令后接两位或四位数字，前半部分 1 号 刀 取 消 刀 补
　 该指令后接两位或四位数字，前半部分 　　为刀具号，后半部分为刀具补偿号。 如：T T0202 1 号 刀 取 消 刀 补 2 号 刀 2 号 刀 补

45 4.数控系统的功能指令(续) 四.主轴速度功能(S功能): *用以指定主轴的运动速度,由S+若干个数字组成.其表示方法有以下两种:
(1)角速度:S表示主轴角速度,单位为r/min. (2)线速度：Ｓ表示切削点的线速度，单位为m/min.

46 4.数控系统的功能指令(续) G96指令用于加工直径变化较大的场合, G97指令用于加工螺纹或直径变化较小的场合．
*主轴速度功能有恒线速度控制(G96)和恒转速控制(G97)两种方式，并可以限制主轴最高转速(G50)： Ａ主轴最高转速限制：Ｇ50Ｓ＿；（r/min） Ｂ主轴速度以恒线速度设定：G96S_;（m/min） C 主轴速度以角速度设定:G97S_;（r/min） 【注意】 G96指令用于加工直径变化较大的场合, G97指令用于加工螺纹或直径变化较小的场合．

47 4.数控系统的功能指令(续) 五．进给功能（Ｆ功能）： 在切削零件时，用以指定切削进给速度，格式为:F××××, 有两种方式表示：
　　Ａ）每分钟进给Ｆ（mm/min):即刀具每分钟移动的距离．FANUC系统车床通过G98指令来指定，西门子、世纪星系统的车、铣床及FANUC系统铣床通过G94指令来指定． 　　Ｂ）每转进给Ｆ（mm/r):即主轴每转一圈，刀具沿进给方向移动的距离．FANUC系统车床通过G99指令来指定，西门子、世纪星系统的车、铣床及FANUC系统铣床通过G95指令来指定．

48 刀具进给功能示意图 刀具每分钟进给 (mm/min) 刀具每转进给 (mm/r)

49 五.数控车削编程(FANUC系统) 第一节 插补功能 1.快速移动指令G00: G00指令是在工件坐标系中刀具以快速移动到达指定位置.
第一节 插补功能 1.快速移动指令G00: G00指令是在工件坐标系中刀具以快速移动到达指定位置. 编程格式:G00X(U)_Z(W)_; X,Z:目标点的绝对坐标值. U,W:目标点的相对(增量)坐标值.

50 五.数控车削编程(FANUC系统) 【注意】: *在G00方式下,刀具移动轨迹通常不是直线. *G00指令不能用于零件的切削.
*G00速度可以通过面板的快速倍率开关进行调整,不能在地址F中规定. *运行G00指令时注意刀具是否在安全区域内,以免撞刀.

51 G00指令示意图 X C A B 卡盘 工件 Z

52 G00指令轨迹示意图 B A

53 第一节 插补功能(续) 2.直线插补指令G01: 该指令使刀具以指定的进给速度F沿直线移动到指定的位置.G01指令适用于各种加工及倒角.
第一节 插补功能(续) 2.直线插补指令G01: 该指令使刀具以指定的进给速度F沿直线移动到指定的位置.G01指令适用于各种加工及倒角. 编程格式:G01X(U)_Z(W)_F_; X,Z:目标点的绝对坐标值. U,W:目标点的相对坐标值. F:进给率.(F值可以通过面板上的进给倍率开关进行调整)

54 G01指令示意图 X 卡盘 B A 工件 Z

55 3、顺圆弧插补指令G02 编程格式： G02 Ｘ Z Ｒ Ｆ ； 或 G02 Ｘ Z I K Ｆ__； 其中R:圆弧半径 F:进给率
I=X(圆心)-X’(圆弧起点) K= Z(圆心)-Z’(圆弧起点)

56 顺圆弧插补G02示意图 顺时针 B 工件 A

57 4.逆圆弧插补指令G03 编程格式： G03 Ｘ Z Ｒ Ｆ ； 或G03 Ｘ Z I K Ｆ ； 其中 I=X(圆心)-X’(圆弧起点)
K= Z(圆心)-Z’(圆弧起点) 圆弧方向判断:站在第三轴的正方向朝负方向观察,行刀方向为顺时针圆弧为G02,反之则是G03.

58 逆圆弧插补G03示意图 逆时针 B 工件 A

59 第一节 插补功能(续) 5.暂停指令G04: 编程格式:G04X/P_; X_:暂停时间,单位:秒. P_:暂停时间,单位:毫秒
第一节 插补功能(续) 5.暂停指令G04: 编程格式:G04X/P_; X_:暂停时间,单位:秒. P_:暂停时间,单位:毫秒 该指令用于加工时的暂停,以便于切槽、钻孔时的光整加工,不可用于调整刀具或其它危险动作.

60 第一节 插补功能(续) 6.螺纹切削指令G32: 该指令用于等螺距螺纹的切削. A.单头螺纹切削编程格式: G32X(U)_Z(W)_F_;
第一节 插补功能(续) 6.螺纹切削指令G32: 该指令用于等螺距螺纹的切削. A.单头螺纹切削编程格式: G32X(U)_Z(W)_F_; X,Z:螺纹切削终点绝对坐标值. U,W:螺纹切削终点相对于起点的增量坐标. F:螺纹螺距.

61 第一节 插补功能(续) (续) B.多头螺纹切削编程格式: G32X_Z_F_Q_; F:螺纹导程(=螺距×螺纹头数)
第一节 插补功能(续) (续) B.多头螺纹切削编程格式: G32X_Z_F_Q_; F:螺纹导程(=螺距×螺纹头数) X、Z的意义与单头螺纹相同. Q:螺纹起始角.(非摸态值,以0.001°为增量单位,不允许有小数点)

62 第二节.固定循环功能 1.外圆固定循环G90: A.圆柱切削固定循环: G90X(U)_Z(W)_F_;
B.圆锥切削固定循环: G90X(U)_Z(W)_R_F_; R:圆锥面切削起点与终点的半径差. 其余参数与圆柱切削固定循环相同.

63 G90外圆固定循环演示 Ｇ９０外圆固定循环（一次动作）.swf

64 G90外圆固定循环演示 Ｇ９０外圆固定循环（多次动作）.swf

65 G90外圆锥面固定循环演示 Ｇ９０外圆锥面固定循环（一次动作）.swf

66 G90外圆锥面固定循环演示 Ｇ９０外圆锥面固定循环（多次动作）.swf

67 G90外圆固定循环演示 2F 3F 1R 4R O Z X

68 G90圆锥固定循环演示 2F 1R 3F 4R O Z X

69 第二节.固定循环功能(续) 2.端面切削固定循环G94: A.端平面切削固定循环编程格式: G94X(U)_Z(W)_F_;
B.端锥面切削固定循环编程格式: G94X(U)_Z(W)_R_F_; R:端面切削起点与终点在Z轴方向的差值. 其余参数与端平面切削固定循环相同.

70 G94端平面固定循环(一次动作) Ｇ９４端平面固定循环（一次动作）.swf

71 G94锥端面固定循环(一次动作) Ｇ９４锥端面固定循环（一次动作）.swf

72 G94锥端面固定循环(多次动作) Ｇ９４锥端面固定循环（多次动作）.swf

73 G94端平面固定循环演示 3F 4R 2F 1R O Z X

74 G94端锥面固定循环演示 3F 4R 2F 1R O Z X

75 第二节.固定循环功能(续) 3.螺纹切削固定循环G92: A.直螺纹切削固定循环编程格式: G92X(U)_Z(W)_F_;
B.锥螺纹切削固定循环编程格式: G92X(U)_Z(W)_R_F_; R:螺纹切削始点与切削终点的半径差. 其余参数与直螺纹相同.

76 Ｇ９２螺纹切削固定循环示意图

77 第三节.多重循环功能 1.外圆粗车多重循环G71: 【说明】 编程格式: ⊿d:每刀吃刀量(半径值),无符号,模态值.
G71U(⊿d)R(e); G71P(ns)Q(nf)U(⊿u)W(⊿ w)F_S_T_; N(ns) … 精加工路线 N(nf) 【说明】 ⊿d:每刀吃刀量(半径值),无符号,模态值. e:每刀退刀量,模态值. ns:循环体起始程序段号. ns:循环体终止程序段号. ⊿u:X方向精加工余量及方向,直径值. ⊿w:Z方向精加工余量及方向. F:进给率. S:主轴转速. T:刀具号.

78 Ｇ７１外圆粗车复合循环示意图

79 第三节.多重循环功能(续) 2.端面粗车多重循环G72: 编程格式: G72W(⊿d)R(e);
G72P(ns)Q(nf)U(⊿u)W(⊿w)F_S_T_; N(ns) … 精加工路线 … N(nf) 【说明】 ⊿d:每刀吃刀量,无符号,模态值. e:每刀退刀量,模态值. ns:循环体起始程序段号. nf:循环体终止程序段号. ⊿u:X方向精加工余量及方向,直径值. ⊿w:Z方向精加工余量及方向. F、S、T含义同G71.

80 第三节.多重循环功能(续) 3.仿形切削多重循环G73: 编程格式:
G73U(⊿i)W(⊿k)R(d);G73P(ns)Q(nf)U(⊿u)W(⊿w)F_S_T_; N(ns) … 精加工路线 N(nf) 【说明】 ⊿i:X轴方向退到距离和方向(外圆毛坯余量,半径指定). ⊿k:Z轴方向退刀距离和方向. d:毛坯量的粗车次数. 其余参数与G71相同.

81 Ｇ７３仿形粗车复合循环示意图

82 精加工循环G70 精加工循环G70是将粗加工循环G71、G72、G73中预留的精车余量去掉. 编程格式: G70P(ns)Q(nf);
注意:在ns-nf程序段中的F、S、T功能有效.

83 第四节.刀尖圆弧半径补偿 1.刀尖圆弧半径补偿的目的:
数控车床的编程和对刀操作通常是以理想刀尖为基准的,为了提高刀具寿命和降低表面粗糙度,实际加工的车刀刀尖不是理想的尖锐刀尖,总有个小圆弧，车削时,实际起作用的是圆弧的各切点,这样在加工圆锥面和圆弧面时,就会产生加工表面的形状误差,当工件要求很高时,我们应对此加以考虑. 车外圆、内孔或端面时,并无误差产生,因为工件轮廓与实际切削刃的运动轨迹是一致的,而在切削锥面或圆弧时,两者并不重合,就会有误差产生.消除误差的方法就是采用机床的刀尖半径补偿功能:即编程者只要按工件轮廓编程,并在操作面板上手工输入刀尖圆弧半径值和刀具方位号,数控系统便能自动计算出刀尖圆弧圆心的轨迹,加工时,刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值,从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状的影响.

84 车削刀具半径补偿示意图

85 第四节.刀尖圆弧半径补偿(续) 2.刀尖圆弧半径补偿指令:
(1)G41—刀尖圆弧半径左补偿,模态代码,即顺着刀具运动方向看,刀具在工件的左侧,称为刀具半径左补偿. (2)G42—刀尖圆弧半径右补偿,模态代码,即顺着刀具运动方向看,刀具在工件的右侧,称为刀具半径右补偿. (3)G40—取消刀尖圆弧半径补偿,模态代码. 3.编程格式: G G X(U)_Z(W)_; G G01 G40 X(U),Z(W):为建立或取消刀具半径补偿程序段中刀具移动的终点坐标.

86 刀具半径补偿指令示意图

87 第四节.刀尖圆弧半径补偿(续) 【说明】 G41、G42、G40只能同G00、G01结合编程,不允许同G02、G03等其它指令结合编程.即它是通过直线运动来建立或取消刀具补偿的. 在调用新刀具前或要更改刀具补偿方向时,必须使用G40取消刀具补偿.在使用G40前,刀具必须已经离开工件加工表面. 程序段的最后必须以取消刀具补偿结束,否则刀具会停在与终点位置偏离一个刀具半径量的位置上. 在G41的方式中,不要再指定一个G41,否则补偿会出错.在G42方式中也是如此. 在使用G41,G42之后的程序段,不能出现连续两个或两个以上的不移动指令,否则G41、G42会失效.

88 第五节.子程序 §子程序的结构 O××××; (子程序名) …… (子程序内容) M99; (子程序结束并返回主程序)
在一个加工程序中,如果包含有一个或多个在写法上完全相同或相似的内容,为了简化程序编制,把这些程序段单独抽出,并按一定格式单独加以命名,称为子程序.需要进行加工这部分轮廓形状时调用该程序,调用子程序的程序称为主程序. §子程序的结构 O××××; (子程序名) …… (子程序内容) M99; (子程序结束并返回主程序) 主程序在执行过程中,如果需要某个子程序,可以通过一定指令调用,一个子程序也可以调用下一级的子程序.子程序必须在主程序结束指令后建立.

89 第五节.子程序(续) §子程序的调用 在主程序中,调用子程序的指令是一个程序段,其格式为: M98 P×××××××; 【说明】
该程序指令连续调用子程序“O1002”共5次.

90 第五节.子程序(续) 主程序 § 子程序的嵌套 子程序调用下一级子程序称为嵌套, 在FANUC系统中,子程序最多可以嵌套四级.
一级嵌套 二级嵌套 三级嵌套 四级嵌套 主程序 子程序 子程序2 子程序3 子程序4

91 六.数控铣削编程(FANUC系统) §1 快速定位指令(G00) 该指令使刀具以点位控制方式从当前位置迅速定位到指定的坐标位置.
第一节.直线与圆弧插补指令 §1 快速定位指令(G00) 该指令使刀具以点位控制方式从当前位置迅速定位到指定的坐标位置. 指令格式:G00X_Y_Z_;(X、Y、Z表示刀具移动的终点坐标.)

92 六.数控铣削编程(FANUC系统) (续) 【说明】 该指令只用于定位,不用于切削.
定位时各坐标轴为独立控制而非联动控制,可能导致各坐标轴不能同时到达目标点,即在G00状态下,刀具移动轨迹可能为折线,使用时应注意. 空间定位时要避免斜插.在X/Y/Z轴同时定位时,为避免刀具运动时与夹具或工件碰撞,尽量避免Z轴与其它轴同时运动(即斜插).因此建议抬刀时,先运动Z轴,再运动X/Y轴;下刀时,则相反.

93 第一节.直线与圆弧插补指令(续) §2直线插补指令 该指令控制刀具以指定的进给速度沿直线轨迹从当前位置运动至指定的坐标位置.
指令格式: G01X_Y_Z_F_;(X,Y,Z为刀具移动的终点坐标,F:进给量) 【说明】 该指令严格控制起点与终点之间的轨迹为一直线,可用于加工. G00、G01轨迹 Y G00 C D(50,30,45) B G01 A(10,10,10) X O

94 第一节.直线与圆弧插补指令(续) 1.插补平面的选择(G17/G18/G19)
G17指令设定加工平面为XY平面,G18指令设定加工平面为ZX平面,G19指令设定加工平面为YZ平面. 【说明】 ＊该指令不带参数． ＊圆弧插补指令和刀具补偿指令需要使用该指令． 插补平面的选择 Z G17 Y X G19 G18

95 §3 圆弧插补指令(G02/G03)（续） ２．Ｇ０２为顺时针圆弧插补指令，Ｇ０３为逆时针圆弧插补指令．
顺时针圆弧插补与逆时针圆弧插补方式的判别：沿着与指定坐标平面垂直的坐标轴，由正方向朝负方向看，顺时针方向切削为顺时针圆弧插补方式，逆时针方向切削为逆时针圆弧插补方式．如右图． G02与G03的判别 Ｚ Ｙ Ｘ

96 §3 圆弧插补指令(G02/G03)（续） 3.圆弧插补指令的两种表达方式: 1)终点半径方式: 指令格式为: G17 G02 X_Y_
G X_Z_ R_ F_ ; G19 G03 Y_Z_ X、Y、Z为圆弧终点坐标值,R为圆弧半径,F为进给量. 【说明】 ◎终点半径方式不能加工整圆． ◎指令R_表示圆弧的半径值,有正负号之分,即使圆弧的起点、终点、加工方向和半径值一样也可以加工出两种圆弧,即“＞180°的圆弧”和“≤180°的圆弧”.为了保证加工的唯一性,规定以下两点:当加工的圆弧为“≤180°”时,半径值R为正;当加工的圆弧为“＞180°”时,半径值R为负.

97 圆弧半径“R”有正负号之分 O B A O’ 圆心角＞180°，R值取负号；。 圆心角≤180° ，R值取正号 R R

98 终点半径方式不能加工整圆 Ｒ Ａ

99 §3 圆弧插补指令(G02/G03)（续） 2)终点圆心方式: 指令格式为: G17 G02 X_Y_ I_J_
G X_Z_ I_K_ F_ ; G G03 Y_Z_ J_K_ 【说明】 ◎终点圆心方式可以加工整圆. ◎圆心坐标用I/J/K表示,表示圆心相对于圆弧起点的坐标增量.I_表示圆心相对于圆弧起点的X坐标增量,J_表示圆心相对于圆弧起点的Y坐标增量,K表示圆心相对于圆弧起点的Z坐标增量.I/J/K有正负号.

100 圆弧参数R及I/J/K 示意图

101 第二节.刀具半径补偿指令应用 §1 刀具半径补偿的概念 1.1 刀位点:
刀位点是刀具上的一个特殊点,在编制加工程序时,以此点的位置坐标移动来代表整个刀具的坐标移动.不同的刀具,其刀位点各不相同,如右图.

102 第二节.刀具半径补偿指令应用(续) 1.2 刀具半径补偿的作用 刀具半径补偿功能
　在铣削加工编程时，由于铣刀存在 着 一定的刀具半径，其刀位点的运动轨迹与工件轮廓并不重合，如果我们按照工件轮廓编程而不考虑刀具半径补偿的话，加工时会造成刀具多切入工件实体一个半径值；反之，如果我们加入刀具半径补偿，则刀具在定位过程中会自动偏离工件轮廓一个半径值，这样加工时就不会造成过切． G41 ＋ Y 切出 X 切入

103 无刀具半径补偿轨迹示意图 工件

104 G41刀具半径左补偿示意图 工件

105 第二节.刀具半径补偿指令应用(续) 指令格式: G17 G41 G01 X_Y_ G18 X_Z_ D_; G19 G42 G00 Z_Y_
1.3 建立刀具半径补偿指令 从本质上而言,建立刀具半径补偿指令就是在指定的平面中,完成由零件轮廓向刀具中心轨迹的偏移,根据偏移的方向不同,建立刀具半径补偿的指令有两条:G41为刀具半径左补偿指令,G42为刀具半径右补偿指令,而偏移量由D功能字指派. 指令格式: G17 G41 G01 X_Y_ G X_Z_ D_; G19 G42 G00 Z_Y_ 【说明】 G41:沿刀具前进的方向看,刀具在零件轮廓的左侧采用左补偿G41. G42:沿刀具前进的方向看,刀具在零件轮廓的右侧采用右补偿G42. D_:刀具半径补偿号,其内容为轨迹偏移量,通常为刀具半径值,一般刀具补偿号要与刀具号对应.

106 刀具半径补偿指令示意图

107 第二节.刀具半径补偿指令应用(续) G00 Y_Z_ 1.4 取消刀具半径补偿指令:
当加工完毕后,为了使刀具退到指定的位置,需要取消刀具半径补偿,否则刀具会退到与指定位置偏离一个刀具半径值的地方. 指令格式为: G X_Y_ G X_Z_ ; G Y_Z_ 【总结】 1.补偿程序段必须在补偿平面内有一个直线位移指令,否则不能建立补偿. 2.建立半径补偿的程序段应在刀具开始切入工件之前完成. 3.撤消补偿的程序段应在刀具切出工件之后完成.

108 七.编程举例 数控车削编程

109 台阶轴车削 O0009; T0101; M03S400; G00X40Z0; G01X0Z0F0.3; G00X0Z2; G00X34Z2;
零件毛坯： Z Φ３７ O Φ３４ Φ３１ １０ ２０ X

110 台阶轴车削 G00X40Z2; G00X31Z2; G01X31Z-10F0.3; G01X40Z-10F1; G00X100Z100;
M05; M30; 零件毛坯： Φ３７ O Φ３４ Φ３１ Z １０ ２０ X

111 七.编程举例(续) 数控铣削编程

112 轮廓铣削加工 O0006; G54G90G17G21; G00Z50; M03S1000; G00X-40Y0; G01Z3F100;
G02X-40Y0 I40J0; G02X0Y0R20; 切削深度：３ｍｍ Y R20 A O B X φ80

113 轮廓铣削加工 G03X40Y0R20; G01Z3; G01X20Y0; G01Z-3; G01X-20Y0; G00Z100;
切削深度：３ｍｍ G03X40Y0R20; G01Z3; G01X20Y0; G01Z-3; G01X-20Y0; G00Z100; G00X0Y0; M05; M30; Y R20 A O B X φ80

114 实习报告 数控基础(P75): 数控车床（P79）： 数控铣床(P84): 一 1，2，4，5. 一 （3）. 二 1，3，5，7.
一 1，2，4，5. 二 1，3，5，7. 三 1，3，5. 四 1，3，5，7，9. 五 2. 七 全部。 数控车床（P79）： 一 （3）. 二 (1),(3),(7),(10). 三 1，2，3，9，11，12. 四 1，3，5，7，9. 五 2, 3. 数控铣床(P84): 一 (1), (3). 三 全部。 五 （3），（6）。

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