第8.1章 華中數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控銑床手工編程1

8、1華中數(shù)控系統(tǒng)的

數(shù)控銑床手工編程

教學(xué)提示

數(shù)控銑床是數(shù)控加工中最常見、也最常用的數(shù)控加工設(shè)備，它可以進(jìn)行平面輪廓曲線加工和空間三維曲面加工，而且換上孔加工刀具，能同樣方便地進(jìn)行數(shù)控鉆、鏜、锪、鉸及攻螺紋等孔加工操作。數(shù)控銑床操作簡單，維修方便，價(jià)格較加工中心要低得多，同時(shí)由于數(shù)控銑床沒有刀具庫，不具有自動(dòng)換刀功能，所以其加工程序的編制比較簡單：通常數(shù)值計(jì)算量不大的平面輪廓加工或孔加工可直接手工編程；本章主要介紹數(shù)控銑床的功能、分類和基本結(jié)構(gòu)等知識(shí)，并介紹F華中數(shù)控系統(tǒng)簡單加工程序的手工編程編制方法。教學(xué)要求

了解數(shù)控銑床程序編制的基本方法，掌握數(shù)控銑床的主要功能及工藝性分析，掌握坐標(biāo)系的設(shè)定，刀具的長度與半徑補(bǔ)償，子程序，鏡像等編程指令。熟悉工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92，掌握工件坐標(biāo)系建立指令G54～G59，直線插補(bǔ)指令G01，圓弧插補(bǔ)指令G02、G03，刀具半徑補(bǔ)償指令（G41、G42、G40），刀具長度補(bǔ)償指令（G43、G44、G49）；熟悉參考點(diǎn)返回指令G27、G28、G29；子程序調(diào)用。8.1.1

華中數(shù)控系統(tǒng)的基本功能

8.1.2華中數(shù)控銑床常用編程指令

數(shù)控銑床的編程指令隨控制系統(tǒng)的不同而不同，但一些常用的指令，如某些準(zhǔn)備功能、輔助功能，還是符合IS0標(biāo)準(zhǔn)的。

一、快速定位和直線插補(bǔ)

以配置FANUC0i-MA系統(tǒng)為例，介紹數(shù)控銑床的常用編程指令和編程方法。

1.快速定位（G00）

快速定位指令的一般格式為：

執(zhí)行該指令時(shí)，機(jī)床以自身設(shè)定的最大移動(dòng)速度移向指定位置。G00X＿Y＿Z＿ 2.直線插補(bǔ)（G01）

直線插補(bǔ)指令的一般格式為：

【例8.1】編制加工如圖4.1所示的輪廓加工程序，工件的厚度為5mm。設(shè)起刀具點(diǎn)相對(duì)工件的坐標(biāo)為(-10,-10,300)。按A－B－C－D順序編程。G01X＿Y＿Z＿F＿ N01G90G92X-10Y-10Z300

設(shè)定起刀點(diǎn)的位置 N02G00X8Y8Z2

快速移動(dòng)至A點(diǎn)的上方 N03S1000M03

起動(dòng)主軸 N04G01Z-6F50

下刀至切削厚度 N05G17X40

銑AB段 N06X32Y28

銑BC段 N07X16

銑CD段 N08X8Y8

銑DA段 N09G00Z20M05

抬刀且主軸停 N010X-10Y-10Z300

返回起刀點(diǎn) N011M02程序結(jié)束

二、圓弧插補(bǔ)

圓弧插補(bǔ)指令的一般格式為：說明：

G02/G03指令刀具以聯(lián)動(dòng)的方式，按F規(guī)定的合成進(jìn)給速度，在G17/G18/G19規(guī)定的平面內(nèi)，從當(dāng)前位置按順/逆時(shí)針圓弧路線移動(dòng)到程序段指令的終點(diǎn)。其中：G02：順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03：逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)(如圖）G17：XY平面的圓弧

G18：ZX平面的圓弧

G19：

YZ平面的圓弧

X、Y、Z：圓弧終點(diǎn)。在G90時(shí)為圓弧終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在

G91時(shí)為圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的位移量。

I、J、

K：圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的偏移值(等于圓心的坐標(biāo)減去圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)如圖所示)。在G90/G91時(shí)都是以增量方式指定。

R：圓弧半徑。當(dāng)圓弧圓心角小于180時(shí)，

R為正值否則R為負(fù)值。F：被編程的兩個(gè)軸的合成進(jìn)給速度。

I、J、K的選擇 【例8.2】用數(shù)控銑床加工圖所示的輪廓ABCDEA。分別用絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)方式編寫加工程序。 1.絕對(duì)坐標(biāo)參考程序

G92

X-10Y-10N01G90G17G00X10Y10N02G01X30F100N03G03X40Y20I0J10N04G02X30Y30I0J10N05G01X10Y20N06Y10N07G00X-10Y-10M022.相對(duì)坐標(biāo)參考程序N01G91G17G00X20 Y20N02G01X20F100N03G03X10Y10I0J10N04G02X-10Y10I010N05G01X-20Y-10N06Y-10N07G00X-20Y-20M02三、刀具半徑補(bǔ)償（G40，G41，G42）1.刀具半徑補(bǔ)償指令格式刀補(bǔ)指令的程序段格式：

G40：取消刀具半徑補(bǔ)償； G41：左刀補(bǔ)(在刀具前進(jìn)方向左側(cè)補(bǔ)償)，如圖;

G42：右刀補(bǔ)(在刀具前進(jìn)方向右側(cè)補(bǔ)償)，如圖；

1）G00／G01G41／G42DXYF2）G00／G01G40XY注意：刀具半徑補(bǔ)償平面的切換必須在補(bǔ)償取消方式下進(jìn)行。

刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消只能用G00或G01指令，不得是G02或G03。 2.刀具半徑補(bǔ)償編程舉例 1）【例8.3】如圖所示：按增量方式編程：

%0001 N10G54G91G17G00M03

G17指定刀補(bǔ)平面（XOY平面） N20G41X20.0Y10.0D01

建立刀補(bǔ)（刀補(bǔ)號(hào)為01） N30G01Y40.0F200 N40X30.0 N50Y-30.0 N60X-40.0 N70G00G40X-10.0Y-20.0M05解除刀補(bǔ) N80M02 2）【例8.4】某零件的外形輪廓如圖4.6所示，厚度為6mm。刀具：直徑為12mm的立銑刀進(jìn)刀、退刀方式：安全平面距離零件上表面10mm，輪廓外形的延長線切入切出。要求：用刀具半徑補(bǔ)償功能手工編制精加工程序。 參考程序如下:(程序段2中D01指令調(diào)用的0l號(hào)刀的半徑值為6mm，該值應(yīng)在運(yùn)行程序前設(shè)置在刀具表中)。％1000N01G92X20Y-20Z10N02G90G00G41D0lX0N03G01Z-6F200M03S600N04Y50N05G02X-50Y100R50N06G0lX-100N07X-110Y40N08X-130N09G03X-130Y0R20N10G0lX20NllZ10N12G40G00X20Y-20M05N13M30四、刀具長度補(bǔ)償（G43，G44，G49） 1.刀具長度補(bǔ)償指令格式

刀具縣長度補(bǔ)償?shù)慕?、?zhí)行與撤消使用刀具長度補(bǔ)償功能，在編程時(shí)可以不考慮刀具在機(jī)床主軸上裝夾的實(shí)際長度，而只需在程序中給出刀具端刃的Z坐標(biāo)，具體的刀具長度由Z向?qū)Φ秮韰f(xié)調(diào)。說明：G43：刀具長度補(bǔ)償正補(bǔ)償及H代碼；G44：刀具長度負(fù)補(bǔ)償及H代碼；G49：取消刀具長度補(bǔ)償用。H后跟兩位數(shù)指定偏置號(hào)，在每個(gè)偏置號(hào)輸入需要偏置的量。G00或G01G43Z_H_G00或G01G44Z_H_G00或G01G49Z_如圖刀具長度補(bǔ)償。

a情況：設(shè)定H01=2，

則G44H01；

c情況：設(shè)定H02=-2，

則G43H02。

【例8.5】應(yīng)用刀具長度補(bǔ)償指令編程的實(shí)例，如圖中A點(diǎn)為程序的起點(diǎn)，加工路線為1-2-…9。

相對(duì)坐標(biāo)參考程序：

刀具以順時(shí)針100r/min旋轉(zhuǎn)，并快速奔向點(diǎn)(70,35) N02G43D01Z-22

刀具正向補(bǔ)償D01=e，并向下進(jìn)給22mm N03G01Z-18F500

刀具直線插補(bǔ)以500mm/min的速度向下進(jìn)給18mm N04G04P20

刀具暫停進(jìn)給20ms，以達(dá)到修光孔壁的目的 N05G00Z18

刀具快速上移18mm N06X30Y-20LF

刀具在XY平面上向點(diǎn)(30,-20)快速移動(dòng) N07G01Z-33F500LF

刀具以直線插補(bǔ)和進(jìn)給速度500mm/min的方式向下鉆孔 N08G00D00Z55

刀具快速向上移動(dòng)55mm，并撤消刀長補(bǔ)償指令 N09X-100Y-15M05M02LF

刀具在XY平面上向點(diǎn)(-100,15)快速移動(dòng)，到位后程序運(yùn)行結(jié)束

五、子程序 1.子程序指令格式

編程時(shí)，為了簡化程序的編制，當(dāng)一個(gè)工件上有相同的加工內(nèi)容時(shí)，常用調(diào)子程序的方法進(jìn)行編程。調(diào)用子程序的程序叫做主程序。子程序的編號(hào)與一般程序基本相同，只是程序結(jié)束字為M99表示子程序結(jié)束，并返回到調(diào)用子程序的主程序中。調(diào)用子程序：子程序的編程格式：

M98P程序號(hào)L調(diào)用次數(shù)%****

子程序程序號(hào)

。。。。。。

子程序體

M99子程序結(jié)束并返回主程序 使用子程序時(shí)應(yīng)注意： 1）主程序可以調(diào)用子程序，子程序也可以調(diào)用其他子程序，但子程序不能調(diào)用主程序和自身。2）主程序中模態(tài)代碼可被子程序中同一組的其他代碼所更改。3）最好不要在刀具補(bǔ)償狀態(tài)下的主程序中調(diào)用子程序。

【例8.6】編制如圖4.9所示零件的程序，零件上4個(gè)方槽的尺寸、形狀相同，槽深2mm，槽寬102mm，未注圓角半徑為R5，設(shè)起刀點(diǎn)為(0,0,200)。

2.子程序編程舉例

%3321

(MAIN_PROGRAMM)

N01G90G92X0Y0Z200設(shè)置起刀點(diǎn)的位置 N02G00X30.Y15.Z5.快速移至第一切削點(diǎn)上方 N03G91S600M03相對(duì)坐標(biāo)，主軸正轉(zhuǎn)600r/min N004M98P10調(diào)用子程序10

%10(SUB_PROGRAMM) N1G01Z-7.F50 N2X50.F150 N3Y30. N4X-50. N5Y-30.

N6G00Z7

N07G00X-70.Y50. N08M98P10 N09G00X70. N010M98P10. N011M05 N012G90G00X0Y0Z200 N013M02

一、比例縮放指令 1.比例縮放指令格式

說明：

X_Y_Z_為縮放中心標(biāo)； P_縮放比例系數(shù)(千分之幾) G50取消比例縮放

8.1.3

華中數(shù)控銑床簡化編程指令G51X_Y_Z_P_ 2.比例縮放編程舉例

【例8.7】如圖所示的三角形ABC，頂點(diǎn)為A(30，40)，B(70，40)，C(50，80)，若D(50，50)為中心，放大2倍，則縮放程序?yàn)椋?G51X50Y50P2 執(zhí)行該程序，將自動(dòng)計(jì)算出A＇、B＇、C＇三點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)為A＇（10，30），B＇（90，30），C＇（50，110）從而獲得放大一倍的A＇B＇C＇。 縮放不能用于補(bǔ)償量，并且對(duì)A、B、C、U、V、W軸無效。二、鏡像編程指令 1.鏡像編程指令格式 在加工某些對(duì)稱圖形時(shí)，為了避免反復(fù)編制類似的程序段，縮短加工程序，可采用鏡像加工功能

說明：

G24：建立鏡像

G25：取消鏡像。

G24X＿Y＿Z＿M(jìn)98P＿G25X＿Y＿Z＿ 2.鏡像編程舉例【例8.7】精銑如圖4.12所示的4個(gè)形狀相同、高5mm的凸起。設(shè)工件坐標(biāo)原點(diǎn)位于工件上表面對(duì)稱中心，刀具起始位置在工件坐標(biāo)系(0,0,100)處，A(6.84,18.794,0),B(17.101,46.985,0),C(46.985,17.101,0),D(18.794,6.84,0)，

%3332(MAIN-PROGRAMM) N01G90G92X0Y0Z100.設(shè)置起刀點(diǎn) N02G00Z1.

刀具移至點(diǎn)(0,0,1) N03S200M03主軸正轉(zhuǎn)200r/min N04G01Z-5.F50刀具移至點(diǎn)(0,0,1)

N05M98P10 加工塊1

%10(SUB-PROGRAMM) N1G01G41D01X6.84Y18.794F200 移至A點(diǎn)建刀補(bǔ) N2X17.101Y46.985 加工AB段 N3G02X46.985Y17.101I-17.101J-46.985加工BC段 N4G01X18.794Y6.84 加工CD段 N5G03X0Y20.I-18.794J-46.985加工DA段 N6G00G40X0Y0X軸鏡像、加工塊2 N7M99 N06M21M98P10加工塊2 N07M22M98P10Y軸鏡像、加工塊3 N08M23取消鏡像 N09M22M98P10Y軸鏡像、加工塊4N010M23取消鏡像 N011G90G00Z100 N012M05N013M02

三、旋轉(zhuǎn)鏡像編程指令 1.旋轉(zhuǎn)編程指令格式

該指令可使編程圖形按照指定旋轉(zhuǎn)中心及旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，G68表示開始坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，G69用于撤消旋轉(zhuǎn)功能。 編程格式：格式：

G17G68X__Y__P__G18G68X__Z__P__G19G68Y__Z__P__M98P_G69說明：

該組指令用于建立/取消旋轉(zhuǎn)變換。其中：G68：建立旋轉(zhuǎn)

G69：取消旋轉(zhuǎn)

X、

Y、

Z：旋轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)值

P：旋轉(zhuǎn)角度，單位是(°)，

0≤P≥360°。

在有刀具補(bǔ)償?shù)那闆r下，先旋轉(zhuǎn)后刀補(bǔ)（刀具半徑補(bǔ)償、長度補(bǔ)償）；在有縮放功能的情況下，先縮放后旋轉(zhuǎn)。G68、

G69為模態(tài)指令，可相互注銷，G69為缺省值。

2.旋轉(zhuǎn)編程舉例【例8-8】如圖所示零件，用旋轉(zhuǎn)編程指令編程。圖

旋轉(zhuǎn)編程參考程序：%0068；主程序N10G92X0Y0Z50N15G90G17M03S600N20G43Z-5H02N25M98P200；加工

N30G68X0Y0P45；旋轉(zhuǎn)

45N40M98P200；加工

N60G68X0Y0P90；旋轉(zhuǎn)

90N70M98P200；加工

N20G49Z50N80G69；取消旋轉(zhuǎn)M05M30圖

旋轉(zhuǎn)編程%200；子程序

(①的加工程序)Ν100G41G01X20Y-5D02F300N105Y0N110G02X40I10N120X30I-5N130G03X20I-5N140G00Y-6N145G40X0Y0N150M99圖

旋轉(zhuǎn)編程四、固定循環(huán)數(shù)控加工中，某些加工動(dòng)作循環(huán)已經(jīng)典型化。例如，鉆孔、鏜孔的動(dòng)作是孔位平面定位、快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等，這樣一系列典型的加工動(dòng)作已經(jīng)預(yù)先編好程序，存儲(chǔ)在內(nèi)存中，可用稱為固定循環(huán)的一個(gè)

G代碼程序段調(diào)用，從而簡化編程工作?？准庸す潭ㄑh(huán)指令有G73、G74、G76、G80～

G89通常由下述6個(gè)動(dòng)作構(gòu)成.(見教材圖8-19)：

(1)X、

Y軸定位。

(2)定位到R點(diǎn)(定位方式取決于上次是G00還是G01)。(3)孔加工