机床数控技术课件—数控铣床和加工中心.docx

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1、机床数控技术课件一数控铳床和加工中心73.1数控铳床编程数控铳床是一种用途广泛的机床,有立式和卧式两种。数控铳床是具有高精度、高性能，带有固化软件的CNC微机数控系统的三坐标数控铳床。该机床功能齐全，具有直线插补、圆弧插补、三坐标联动守间直线插补功能，还有刀具补偿、固定循环和用户宏程序等功能,能完成90%以上的基本铳削、镇削、钻削、攻螺纹及自动工作循环等工作，故数控铳床除可以加工平面、内外轮廓、孔、螺纹外，还可以加工各种形状复杂的凸轮、样板及模具零件等。一.数控铳床编程基础(1)机床坐标系数控铳床坐标系仍按右手笛卡儿规则建立。3个坐标轴互相垂直，机床主轴轴线方向为Z轴，刀具远离工件的方向为Z轴

2、正方向。X轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面，对于卧式铳床，沿刀具主轴后端向工件方向看，向右的方向为X的正方向；对于立式铳床，人面对机床主轴，右侧方向为X轴正方向。Y轴方向则根据X,Z轴按右手直角笛卡儿直角坐标系来确定。也可以按右手螺旋法则确定，即在ZX平面内，从+Z转到+X时，右螺旋应沿+Y方向前进。机床坐标系是机床本身固有的，机床坐标系的原点称为机床零点，它是一个固定的点，出生产厂家在设计机床时确定。(2)工件坐标系工件坐标系是为了确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件坐标系的原点即为工件零点。工件零点的位置是任意的，由编程人员在编制程序时根据零件的特点选定。选择工

3、件零点的位置时应注意:工件零点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，减少错误;。件零点尽量选在精度较高的加工表而，以提高被加工零件的加工精度；对于对称零件，工件零点应设在对称中心上；对于一般零点,通常设在工件外轮廓的某一角上;Z轴方向上的零点，i般设在工件表面。机床坐标系与工件坐标系的关系如图6.34所示。(3)编程零点通常将编程零点作为计算坐标值时的起点。编程人员在编制程序的时候不考虑工件在机床上的安装位置，只是根据零件的特点及尺寸编程，对于一般零件，工件零点即为编程零点。二.常用功能的编程1、坐标轴运动(插补)功能指令(1)点定位指令GOO点定位指令(Goo)为刀具以快速移动速度

4、移动到用绝对值指令或增量值指令指定的工件坐标系中的位置。指令格式：GOOX-Y-Z式中XYZ为目标点坐标。以绝对值指令编程时，刀具移动到终点的坐标值；以增量值指令编程时，指刀具移动的距离，用符号表示方向。例1：图6.35G(X)编程示例图使用GOO指令用法如下。如上图6.35所示，刀具由A点快速定位到B点其程序为：G00G90X120.Y60.；(绝对坐标编程)(2)直线插补指令G(H用GO1指定直线进给，其作用是指令两个坐标或三个坐标以联动的方式，按指定的进给速度F,从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置，插补加工出任意斜率的平面或空间直线。指令格式：GoIXY-Z-F；式中X-Y-Z

5、一为目标点坐标。可以用绝对值坐标，也可以用增量坐标。F(mmmin)为刀具移动的速度。加工时进给速度F可以通过CNC的控制面板上的旋钮在(0120%)之间变化。图6.36GOI编程示例图程序段GO1X1O.Y20.Z20.F80.使刀具从当前位置以80mm/min的进给速度沿直线运动到(10,20,20)的位置。例2：假设当前刀具所在点为X-50.Y-75.,则如下程序段NIG0IX150.Y25.F100；N2X50.Y75.；将使刀具走出如图6.36所示轨迹。例3加工图6.37(a)所示型腔，加工深度为2mm,刀心轨迹如图6.37(b)所示，工件零点为OP点，分别用绝对值和相对值方式编程，

6、程序见表6.4。表6.4GOO、Go1指令的应用程序绝对值编程增量编程NOO1OGOOX30Y25Z2S1000M03;NOO1OGOOX30Y25Z2S1000M03;N0020GO1Z-2F120;N0020G91GO1Z-4F120;N0030X20YO;N0030X-IOY-25;N0040Y-20;N0040Y-20;N0050X-20;N0050X-40;N0060YO;N0060Y20;N0070X-30Y25;N0070X-IOY25;N0080G90GOOXOYOZIOO;N0080G90GOOXOYOZIOO;N0090M30;N0090M30;图6.37Go1应用(3)圆

7、弧插补指令G02和G03G02表示按指定速度进给的顺时针圆弧插补指令，G03表示按指定速度进给的逆时针圆弧插补指令。顺圆、逆圆的判别方法是：沿着不在圆弧平面内的坐标轴由正方向向负方向看去，顺时针方向为GO2,逆时针方向为G03,程序格式：XY平面：G17G02XYIJ(R圻G17G03XYIJ(R)FZX平面：G18G02XZIK(R)FG18G03XZIK(R)FYZ平面：G19G02ZYJK(R)FG19G03ZYJK(R正式中X、Y、Z为圆弧终点坐标值，可以用绝对值,也可以用增量值，由G90或G91决定。由I、J、K方式编圆弧时，I、J、K表示圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z轴方向上的增量

8、值。若采用圆弧半径方式编程，则R是圆弧半径，当圆弧所对应的圆心角为0180时，R取正值;当圆心角为180-360时，R取负值。圆心角为180时，R可取正值也可取负值。应当注意：整圆只能用I、J、K来编程。若用半径法以二个半圆相接，其圆度误差会太大。一般CNC铳床开机后，设定为G17o故在XY平面貌一新铳削圆弧时，可省GI7o同一程序段同时出现I、J和R时，以R优先。当K)或JO或KO时，可省不写。例4：如图6.40所示，设刀具起点在原点OTATB,则有下列程序：N10G90G00X40Y60N20G02X120R40（绝对坐标编程，用R指令圆心）或N20G02X120140J0（绝对坐标编程，

9、用I、J指令圆心）例5：如图6.41所示，设刀具起点在A点，ABC,则有下列程序：G02X80Y20R-40设刀具起点在A点，AC,则有下列程序：G02X80Y20R40例6：如图4.11所示，加工整圆，则有下列程序：G02I40例7编程举例用G02、G03指令对图6.42所示的圆弧进行编程，设刀具从A开始沿A,B,C,D切削。用绝对坐标指令和增量坐标指令编程：绝对坐标编程增量坐标编程NOO1G54XOY18S800M03；N002G90G02X18YOR18F100；N003G03X68YOR25；N004G02X88Y20R-20N005M30NOO1G54XOY18S800M03；N00

10、2G91G02X18Y-18R18F100；N003G03X50YOR25；N004G02X20Y20R-20；N005M30；2、坐标系设置指令(1) G92-设置加工坐标系G92指令是将加工原点设定在相对于刀具起始点的某空间点上。指令格式：G92XY-Z-若程序格式为：G92XaYbZc则将加工原点设定到距刀具起始点距离为X=-a,Y=-b,Z=-C的位置上。例7：若程序为：G92X50Y50Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-50,Y=-50,Z=-IO的位置上,如图6.43所示。(2) G53指令当执行G53指令时，刀具移到机床坐标系中坐标值为X、Y、Z的点上。指令格式：(G9

11、0)G53X-Y-Z-；G53是非模态指令，仅在它所在的程序段中和绝对值指令G90时有效，在增量值指令G91时无效。当刀具要移动到机床上某一预选点(如换刀点)时，则使用该指令。例如：G90G53X5.0Y10.0；表示将刀具快速移动到机床坐标系中坐标为(5,10)的点上。注意：当执行G53指令时，应取消刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具位置偏置，机床坐标系必须在G53指令执行前建立，即在电源接通后，至少回过次参考点(手动或自动)。(3) G54-G59指令在机床中，我们可以预置六个工件坐标系，通过在CRT-MD1面板上的操作，设置每一个工件坐标系原点相对于机床坐标系原点的偏移量，然后使用G54G

12、59指令来选用它们,G54-G59都是模态指令，分别对应1#6#预置工件坐标系。G54-G59指令的作用就是将NC所使用的坐标系的原点移动到机床坐标系中坐标值为(C$4)预置值的点指令格式：G54(G59)该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。例8：如图6.44所示，加工坐标系1(G54)为XOY,加工坐标系2(G55)为XIoYI,刀具从A点切削到B点：G54G0IX120Y80或G55G01X40Y405）平面选择指令G17、GI8、G19平面选择指令G17、GI8、G19分别用来指定程序段中刀具的圆弧插补平面和刀具补偿平面。G17：选择XY平面；G18：

13、选择ZX平面：G19：选择YZ平面。一般CNC铳床开机后，设定为G17。3、绝对值输入指令G90和增量值输入指令G9IG90指令规定在编程时按绝对值方式输入坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以工件坐标系坐标原点（程序零点）为基准来计算。G91指令规定在编程时按增量值方式输入坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以起始点为基准来计算，再根据终点相对于始点的方向判断正负，与坐标轴同向取正，反向取负。绝对值指令编程:G90X20.Y120.增量值指令编程G91-70.Y80.：图6.45如图6.45所示，是绝对值指令编程和增量值指令编程的对比。通过上例，我们可以更好地理解绝对值方式和增量

14、值方式的编程。4、暂停（G04）作用：通过在两个程序段之间插入一个G04程序段.可以在两个程序段之间产生一段时间的暂停。格式：G04P-；或G04X-；地址P或X给定暂停的时间，以秒为单位，范围是0.0019999.999秒。G04程序段（含地址F或S）只对自身程序段有效，并暂停所给定的时间。在此之前的程序所编的进给量F和主轴转速S保持存储状态。5、刀具半径补偿指令G40G42图6.46刀具半径补偿功能是指数控程序按零件的实际轮廓来编写,加工时系统自动偏离轮廓一个刀具半径（称偏置量），生成偏置的刀具中心轨迹。刀具半径左补偿指令G41和右补偿指令G42。刀具半径左补偿是指沿着刀具运动方向向前看（

15、假设工件不动），刀具位于零件左侧的刀具半径补偿，指令代码为G41,如图6.46所示。刀具半径右补偿是指沿刀具运动方向向前看（假设工件不动），刀具位于零件右侧的刀具半径补偿，指令代码为G42,如图6.47所示。指令格式：图6.47GOO（GOI）G41（G42）X-Y-D一；式中的X、Y表示刀具移至终点时，轮廓曲线（编程轨迹）上点的坐标值；D为刀具半径补偿寄存器地址字,后面一般用两位数字表示偏置量的代号,偏置量在加工前可用MDI方式输入为了保证刀具从无半径补偿运动到所希望的刀具半径补偿起始点，必须用一直线程序段GOO或C（H指令来建立刀具半径补偿。注意：a.在运用刀具半径补偿后的刀补状态中，如果存在有两段以上的没有移动指令值或存在非指定平面轴的移动指令段，则有可能产生进刀不足或进刀超差