数控铣床加工工艺与编程模块四课件.ppt

1、正文正文模块四：数控铣床编程基础知识课题一：概述课题二：数控铣床编程的格式课题三：数控铣床编程常用准备功能指令介绍课题四：刀具的补偿课题五：刀具的补偿（半径补偿）课题六：子程序的编制及应用正文课题一：概述1.学习目标1.学习内容正文1.学习目标1.了解数控铣床的功能。2.了解数控编程的内容与步骤。3.掌握数控编程的方法。正文2.学习内容一、数控铣床的功能二、数控编程的内容及步骤三、数控编程的方法正文一、数控铣床的功能(一)点位控制功能(二)连续轮廓控制功能(三)刀具补偿功能(四)固定循环功能(五)特殊功能正文一、数控铣床的功能图4-1立式数控铣床正文一、数控铣床的功能图4-2卧式数控铣床正文(

2、一)点位控制功能数控铣床的这一功能可以进行只需要作点位控制的钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等加工。正文(二)连续轮廓控制功能这一功能可以实现对刀具运动轨迹的连续轮廓控制，加工出由直线和圆弧两种几何要素构成的平面轮廓工件。对非圆曲线构成的平面轮廓，在经过直线或圆弧逼近后也可以用该功能加工。除此之外，使用该功能还可以加工一些空间曲面。正文(三)刀具补偿功能 这一功能可以让操作者在编程时很方便地按工件实际轮廓形状和尺寸进行编程计算。还可以利用改变刀具补偿值的方法实现零件的粗精加工。正文(四)固定循环功能这一功能主要用于孔加工，尤其在加工许多相同的孔时，应用固定循环功能可以大大地简化程序。正文(五)特殊

3、功能数控铣床加工工艺与编程大多数数控铣床都具备有镜像加工、比例缩放、极坐标编程等特殊编程指令，以提高编程效率，简化程序。正文二、数控编程的内容及步骤(一)分析零件图(二)工艺处理(三)数学处理(四)编写程序单(五)程序输入(六)程序检验和试切正文二、数控编程的内容及步骤图4-3编制数控程序的过程正文(一)分析零件图通过看图样，确定哪些加工表面采用数控加工，及加工精度和技术要求，从而确定数控加工工序内容。正文(二)工艺处理通过零件的工艺分析，确定加工中所需的工艺信息，包括选择加工方案，确定加工路线，选择定位与夹紧方式，选择刀具等。正文(三)数学处理根据进给路线计算刀具轨迹坐标，实现用空间坐标系描

4、述刀具的运动。正文(四)编写程序单 把工艺信息和数学处理的结果，用规定的指令代码和程序格式，编写成数控程序单。正文(五)程序输入 将编制好的数控程序输入到数控机床的数控系统中。正文(六)程序检验和试切1.程序的检验利用数控系统的相关功能，在数控机床上运行程序，通过刀具运动轨迹检查程序。2.程序的试切程序的试切是通过在数控机床上加工实际零件检查程序的正确性和合理性。正文1.程序的检验(1)静态校验。(2)动态校验。正文(1)静态校验。利用数控系统的“程序校验”功能运行程序，在机床不动的情况下，通过显示屏显示零件加工轨迹来检查程序的正确性。正文(2)动态校验。利用数控系统的“空运行”功能运行程序，

5、在不安装工件的情况下，控制机床按编程轨迹运动，同时在显示屏上显示加工轨迹。正文2.程序的试切程序的试切是通过在数控机床上加工实际零件检查程序的正确性和合理性。用试切法不仅能检查程序的正确性，还可检查加工精度是否符合要求。正文三、数控编程的方法(一)手工编程(二)自动编程正文(一)手工编程手工编程是指数控编程的步骤，即分析零件图、工艺处理、数学处理、编写程序单、程序输入、程序检验均由手工完成。其优点是不需要计算机、编程软件等辅助设备，只需要有合格的编程人员即可完成，编程快速及时；缺点是手工编程工作量大，容易出错，且很难校对，不能进行复杂曲面编程。手工编程比较适合批量大，形状简单，计算方便，程序段

6、不多的零件。正文(二)自动编程(1)扎实掌握基础知识，包括数控编程及数控机床相关知识。(2)丰富的工艺经验，并将之融入程序。(3)经过大量的编程和加工操作练习。(4)熟练运用一种CAD/CAM软件。正文课题二 数控铣床编程的格式1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.掌握一个完整程序的组成部分。2.了解程序字的含义。3.掌握字地址程序段的格式。4.掌握程序字中常用地址符的含义。正文2.学习任务根据所学内容，试说明“N20 G90 G01 X100.Y30.Z45.F200;”程序段中各地址字所表示的含义。正文3 学习内容一、程序的组成二、程序段的组成正文一、程序的组成(一)程序

7、名(二)程序内容(三)程序结束正文(一)程序名为了区分存储器中的程序，数控机床里的每一个程序都要有一个程序编号，一般以字母“O”、“P”或“%”开头，随机床而异，后面紧跟若干位数字组成。数字的最多允许位数由说明书规定，常见的是四位(00019999)，数字前面的0可以省略不写。FANUC系统通常以字母“O”开头，如：O0003可写作O3。这种形式的程序名也可称作程序号。程序名位于程序的开头，需要单独占用一行。正文(二)程序内容程序内容部分是整个程序的核心，由许多程序段组成，程序段之间以程序段结束符相隔(如上例中的“；”)。程序内容用以指定加工顺序、刀具运动轨迹及机床的各种辅助动作。正文(三)程

8、序结束一般以“M02”或“M30”指令作为主程序的结束标志。虽然“M02”与“M30”允许与其他程序字合用一个程序段，但最好还是将其单列一段，或者只与顺序号共用一个程序段，如上面程序的“N80 M30；”。正文二、程序段的组成(一)程序字(二)程序段格式正文(一)程序字就像一篇文章由许多句子组成一样，一个程序由许多程序段组成，每条程序段相当于一个句子，由一个或许多程序字构成。程序字是组成程序的基本单元，通常由一个地址(用字母表示)和数值组成，正号或负号可以放在数值的前面，即字地址数值(例如程序字 G01)正文(二)程序段格式所谓程序段格式，是指程序段的书写规则。数控历史上曾经用过固定顺序格式和

9、分隔符(HT或TAB)程序段格式，这两种程序段格式除在线切割机床中还能见到外，已经很少使用，目前国内外都广泛采用字地址可变程序段格式，又称为字地址格式。在这种格式中，程序段的长短是不固定的，程序字的个数也是可变的，绝大多数数控系统允许程序字的顺序是任意排列的，故属于可变程序段格式。但是，在大多数场合，为了书写、输入、检查和校对的方便，程序字在程序段中习惯按一定的顺序排列。字地址程序段格式如下：NGXYZFSTM；程序准备进给主轴刀具辅助结束 段号功能尺寸字功能功能功能功能标记正文三、各程序字说明(一)顺序号(二)准备功能(简称G功能)(三)坐标功能字(又称为尺寸字)(四)进给功能(F功能)(五

10、)主轴功能(S功能)(六)刀具功能(T功能)(七)辅助功能(八)程序段结束正文三、各程序字说明表4-1常用地址符含义正文三、各程序字说明表4-1常用地址符含义正文(一)顺序号顺序号由地址N和后面的若干数字(通常为四位，数字前面的零可省略不写)表示，如N10、N300等。顺序号的主要作用是便于程序的检索和校核，及作为跳转指令的目标位置。应该注意，程序的执行次序与程序段顺序号无关，只与程序段输入的顺序有关，因此顺序号可以只在需要的部分设置，其余顺序号可省略。正文(二)准备功能(简称G功能)表4-2ISO标准对准备功能的规定正文(二)准备功能(简称G功能)表4-2ISO标准对准备功能的规定正文(三)

11、坐标功能字(又称为尺寸字)1.数值单位旋转轴坐标的单位为度(deg)。2.小数点编程可以用系统参数来设定机床是否采用小数点编程。正文1.数值单位旋转轴坐标的单位为度(deg)。对于直线坐标轴尺寸有两种单位：公制和英制，多数系统用G指令来选择正文2.小数点编程可以用系统参数来设定机床是否采用小数点编程。若采用非小数点编程方式，则尺寸地址后面的数值可以加小数点也可以不加，二者是等同的，数值的单位是mm(英制单位为inch)或度；而采用小数点编程方式，数值后面的小数点是不可以省略的，若没有小数点，数值的单位则为机床的最小输入增量单位，即脉冲当量(现在一般机床为0.001mm)正文(四)进给功能(F功

12、能)1.进给速度进给运动单位时间的位移量，用G94指令指定刀具每分钟的进给速度，如：G94 G01 F100;(刀具的进给速度为100mm/min)。2.进给量工件或加工工具每转、每齿或每行一段进给运动的位移量，用G95指令指定主轴每转一转刀具的进给量，如：G95 G01 F0.3;(刀具的进给量为0.3mm/r)。正文1.进给速度进给运动单位时间的位移量，用G94指令指定刀具每分钟的进给速度，如：G94 G01 F100;(刀具的进给速度为100mm/min)。正文2.进给量工件或加工工具每转、每齿或每行一段进给运动的位移量，用G95指令指定主轴每转一转刀具的进给量，如：G95 G01 F0

13、.3;(刀具的进给量为0.3mm/r)。正文(五)主轴功能(S功能)1.主轴转速S表示机床主轴的转速，单位为r/min,用G97指令指定。2.切削速度在加工中，有时为了保证工件的表面质量，采用恒切削速度编程，S表示切削点的线速度，单位为m/min，用G96指令指定。正文1.主轴转速S表示机床主轴的转速，单位为r/min,用G97指令指定。正文2.切削速度在加工中，有时为了保证工件的表面质量，采用恒切削速度编程，S表示切削点的线速度，单位为m/min，用G96指令指定。正文(六)刀具功能(T功能)1.无臂式换刀方式刀具库靠向主轴，先卸下主轴上的刀具，再旋转至欲换的刀具，上升装上主轴。2.有臂式换

14、刀方式有臂式换刀方式大都配合链条型刀具库且是无固定刀号式(即1号刀不一定插回1号刀具库内，其刀具库上的刀号与设定的刀号由控制器的PLC管理)。正文1.无臂式换刀方式刀具库靠向主轴，先卸下主轴上的刀具，再旋转至欲换的刀具，上升装上主轴。正文2.有臂式换刀方式有臂式换刀方式大都配合链条型刀具库且是无固定刀号式(即1号刀不一定插回1号刀具库内，其刀具库上的刀号与设定的刀号由控制器的PLC管理)。正文(七)辅助功能1.M00程序停止执行M00指令之后，程序自动运行停止，同时所有模态信息保持不变，当按下控制面板上的循环启动键，可继续执行下面的程序段。2.M01程序选择停止M01指令的功能与M00相似，但

15、与M00指令不同的是：只有在操作面板上预先按下“选择停止开关”，当程序执行M01指令之后才停止，若不按下“选择停止开关”，M01则不起作用，会继续运行后面的程序。正文(七)辅助功能3.M02、M30程序结束M02表示主程序的结束，指令执行后，主轴、进给和冷却液全部停止，数控系统处于复位状态。4.M03、M04、M05主轴控制M03指令控制主轴正转，M04指令控制主轴反转，M05指令控制主轴停止。5.M06换刀常用于加工中心刀库的自动换刀。6.M07、M08、M09冷却液控制M07指令用于开启雾状冷却液，M08指令用于开启液状冷却液，M09指令关闭冷却液。正文(七)辅助功能7.M98、M99子程

16、序调用M98指令用于调用子程序，M99指令用于结束子程序并返回上层程序。正文1.M00程序停止执行M00指令之后，程序自动运行停止，同时所有模态信息保持不变，当按下控制面板上的循环启动键，可继续执行下面的程序段。正文2.M01程序选择停止M01指令的功能与M00相似，但与M00指令不同的是：只有在操作面板上预先按下“选择停止开关”，当程序执行M01指令之后才停止，若不按下“选择停止开关”，M01则不起作用，会继续运行后面的程序。正文3.M02、M30程序结束M02表示主程序的结束，指令执行后，主轴、进给和冷却液全部停止，数控系统处于复位状态。正文4.M03、M04、M05主轴控制M03指令控制

17、主轴正转，M04指令控制主轴反转，M05指令控制主轴停止。正文5.M06换刀常用于加工中心刀库的自动换刀。正文6.M07、M08、M09冷却液控制M07指令用于开启雾状冷却液，M08指令用于开启液状冷却液，M09指令关闭冷却液。正文7.M98、M99子程序调用M98指令用于调用子程序，M99指令用于结束子程序并返回上层程序。正文(八)程序段结束在每一个程序段后，应有一个程序段结束标记。当用EIR标准代码时，结束符为“CR”；用ISO标准代码时，结束符为“NL”或“LF”，在实际使用时，常用符号“；”、“*”、“”表示程序段结束。正文课题三：数控铣床编程常用准备功能指令介绍1.学习目标2.学习任

18、务3.学习内容正文1.学习目标1.掌握模态代码与非模态代码的特点。2.掌握G90、G91指令的编程方法。3.掌握G00、G01、G02、G03的走刀轨迹及应用。4.了解G27、G28、G29指令的用法。5.掌握G54G59与G92指令设立坐标系的区别，掌握设立局部坐标系指令G52的用法。6.掌握常用的M指令。正文2.学习任务1.根据所学内容，完成如图4-4所示刀具轨迹的编程。2.完成下列程序刀具中心运动轨迹的绘制。O0001;G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S600;G01 X10.Y10.F80;Y40.;G03 X25.Y55.R-10.;G01 X40.;Y10.;X10.;

19、G00 X0 Y0;G91 G28 Z0;正文3.学习内容一、常用代码的属性二、常用准备功能指令的含义正文图4-4刀具轨迹正文一、常用代码的属性(一)代码分组(二)模态代码与非模态代码正文(一)代码分组将系统中不能同时执行的指令分为一组称为代码分组，如G00、G01、G02、G03为同组代码。同组代码可以相互取代，因此在同一个程序段中，应避免出现两个或两个以上的同组代码，否则将以最后输入的代码为有效，或机床出现报警。如“G00 G01 X150.0 Y100.0；”就是不规范的程序段。不同组的代码可以出现在同一个程序段中，且互不影响。如“G21 G94 G01 X52.0 Y10.0 F100

20、;”是规范的程序段，所有指令均为不同组代码。正文(二)模态代码与非模态代码1.模态代码又称续效代码，是指该代码一经在一个程序段中指定，在接下来的程序段中一直有效，直到同组的其他代码出现，它才失效，如：F、S、T代码与大部分的G代码和M代码。2.非模态代码3.开机默认代码数控系统从每一组指令中选出一个作为开机默认代码，此代码在开机或系统复位时会自动生效，如：G01、G17、G40、G54、G90、G97等。正文1.模态代码又称续效代码，是指该代码一经在一个程序段中指定，在接下来的程序段中一直有效，直到同组的其他代码出现，它才失效，如：F、S、T代码与大部分的G代码和M代码。正文2.非模态代码又称

21、非续效代码或一次性代码，只在本程序段有效，如G04、M00等指令正文3.开机默认代码数控系统从每一组指令中选出一个作为开机默认代码，此代码在开机或系统复位时会自动生效，如：G01、G17、G40、G54、G90、G97等。正文二、常用准备功能指令的含义(一)绝对坐标指令G90与增量坐标指令G91(二)快速点定位指令G00(三)直线插补指令G01(四)坐标平面选择指令G17、G18、G19(五)圆弧插补指令G02、G03(六)暂停指令G04(七)返回参考点指令G27、G28、G29(八)工件坐标系选择指令G54G59(九)工件坐标系设定指令G92(十)局部坐标系G52正文(一)绝对坐标指令G90

22、与增量坐标指令G911.绝对坐标指令G90用G90指定绝对坐标编程，刀具运动过程中的位置坐标是以程序原点为基准，即目标点的位置是以当前工件坐标系中的绝对坐标值确定的。2.增量坐标指令G91用G91指定增量坐标编程，刀具的位置坐标是刀具运动终点相对于刀具起点的坐标增量。正文1.绝对坐标指令G90用G90指定绝对坐标编程，刀具运动过程中的位置坐标是以程序原点为基准，即目标点的位置是以当前工件坐标系中的绝对坐标值确定的。正文2.增量坐标指令G91图4-5G90、G91指令示例正文(二)快速点定位指令G00该指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置。G00为模态指令，指令格式为：G00 X Y

23、Z;其中，X、Y、Z指定刀具目标点坐标，可以用绝对坐标或增量坐标方式指定。G00移动速度不用程序设定，进给速度F对G00指令无效，它是由系统参数来设定的，可以通过机床操作面板调节速度。正文(三)直线插补指令G01图4-6G01指令示例正文(四)坐标平面选择指令G17、G18、G19图4-7平面选择指令(G17、G18、G19指令)正文(五)圆弧插补指令G02、G031.圆弧方向的判别根据右手笛卡儿直角坐标系，判断出和圆弧所在平面垂直的另一坐标轴正方向，然后逆着该坐标轴的正向向负向看刀具的轨迹，顺时针方向用G02，逆时针方向用G03。2.I、J、K的数值已知圆弧起点和终点坐标，可以通过指定圆弧半

24、径R或圆心位置(I、J、K)的方法确定此圆弧位置。3.半径编程当采用半径R指令编程时，对于同一半径，有两段圆弧的可能，如图示的圆弧1和圆弧2。正文(五)圆弧插补指令G02、G034.特殊情况当加工整圆时，不能用R指令，只能用I、J、K方式指定，因为此时用R指令有无穷多个圆符合要求。正文(五)圆弧插补指令G02、G03图4-8圆弧方向判别(G02、G03指令)正文1.圆弧方向的判别根据右手笛卡儿直角坐标系，判断出和圆弧所在平面垂直的另一坐标轴正方向，然后逆着该坐标轴的正向向负向看刀具的轨迹，顺时针方向用G02，逆时针方向用G03。正文2.I、J、K的数值已知圆弧起点和终点坐标，可以通过指定圆弧半

25、径R或圆心位置(I、J、K)的方法确定此圆弧位置。正文3.半径编程当采用半径R指令编程时，对于同一半径，有两段圆弧的可能，如图示的圆弧1和圆弧2。正文4.特殊情况图4-9半径的正负判断正文4.特殊情况图4-10整圆加工正文(六)暂停指令G04该指令可使机床做短暂的无进给光整加工或空运转，一般用于镗平面、锪孔等场合。G04为非模态指令，指令格式为：G04 X；(数值加小数点单位为s，不加小数点单位为ms)或G04 P；(数值只能为整数，单位为ms)正文(七)返回参考点指令G27、G28、G291.返回参考点校验指令G27该指令检查刀具是否已经正确地返回程序中指定的参考点。2.自动返回参考点指令G

26、28使刀具以快速移动速度经过中间点返回到参考点。3.从参考点返回指令G29该指令使刀具从参考点出发，经过G28指令所设定的中间点，到达指定坐标位置。正文1.返回参考点校验指令G27(1)使用G27指令的前提是机床在通电后已返回过参考点。(2)不能在刀具补偿的情况下使用G27指令，必须先用G40或G49指令将刀具补偿取消后，才可使用G27指令。正文2.自动返回参考点指令G28使刀具以快速移动速度经过中间点返回到参考点。指令格式为：G28 X Y Z;其中，X、Y、Z指定中间点的坐标，可以用绝对坐标或增量坐标方式指定，例如：G90 G28 X100.0 Y50.0 Z150.0；(使刀具先快速定位

27、到中间点(100，50，150)处，再返回机床参考点)G91 G28 X0 Y0 Z0；(使刀具不经过中间点直接返回参考点)G91 G28 Z0；(刀具只返回Z轴参考点)正文3.从参考点返回指令G29图4-11G27、G28、G29指令示例正文(八)工件坐标系选择指令G54G59一般用机床操作面板可设定6个工件坐标系，这些坐标系的坐标原点在机床坐标系中的位置(即相对于机床原点的偏移量)，可预先通过手动数据输入(MDI)方式输入到机床存储器中，编程中再指定选择哪个工件坐标系。用G54G59指令设定工件坐标系，也称为工件坐标系的零点偏置。G54G59指令为同组模态指令。正文(九)工件坐标系设定指令

28、G92(1)设定工件坐标系的方法不同：G54G59指令是在加工前设定好的，而G92指令是在程序中设定坐标系的。(2)执行G92指令时机床不动作，而G54G59指令可与G00、G01指令组合，使刀具在选定的坐标系中移动。(3)G54G59指令建立的坐标系即使断电也不会消失，而采用G92指令设立的坐标系，通常不具有记忆功能，因此对于批量加工，多采用G54G59指令建立坐标系，G92指令往往用于单件加工和一些旧数控系统中。正文(九)工件坐标系设定指令G92图4-12G54G59指令示例正文(九)工件坐标系设定指令G92图4-13G92指令示例正文(十)局部坐标系G52当在工件坐标系中编制程序时，为了

29、方便编程，可以设定工件坐标的子坐标系，该子坐标系称为局部坐标系。G52指令同时影响G54G59指令指定的坐标系。指令格式为：G52 X Y Z;正文(十)局部坐标系G52图4-14G92指令偏移原工件坐标系正文(十)局部坐标系G52图4-15G52指令正文课题四：刀具的补偿1.学习目标2.学习内容正文1学习目标1.掌握刀具补偿的原理。2.掌握刀具长度补偿指令。3.掌握刀具长度补偿的具体使用。4.理解刀具长度补偿的实际应用。5.学会计算刀具的实际移动距离。正文2.学习内容一、刀具补偿原理二、刀具长度补偿正文一、刀具补偿原理操作者在对工件编程的过程中，为编程方便，一般不考虑刀具的长度与半径，通常把

30、刀具假想成一个点(刀位点)，编程时认为点在加工工件。因此，如果只考虑刀位点与编程轨迹重合，仅对工件轮廓编程就可以了，但在实际加工中刀具的长度与半径确实存在，这样在加工中势必造成很大的误差，所以需要操作者在编程时加入刀具补偿指令，使数控机床根据所给定的补偿值，对刀具的运动进行自动的调整和计算，最终确保加工轮廓与实际编程轨迹相一致。刀位点是指数控加工中，用来表示刀具特征的点。例如在我们常用的刀具中，立铣刀、面铣刀的刀位点指刀具底面中心；钻头的刀位点指钻尖；球头铣刀的刀位点指球头中心。正文二、刀具长度补偿(一)刀具补偿指令格式(二)指令说明(三)关于刀具长度补偿的使用(四)刀具长度补偿的应用正文(一

31、)刀具补偿指令格式刀具补偿指令的格式如下：G43 Z H；G44 Z H；G49；正文(二)指令说明(1)G43：刀具长度正补偿。(2)G44：刀具长度负补偿。(3)G49：刀具长度补偿取消，或用“G43/G44 H00”也可取消。(4)Z：目标点的位置。(5)H：刀具长度补偿值的寄存器地址(一般用两位数字表示)。正文(三)关于刀具长度补偿的使用 在刀具补偿原理中已经表明，在编程过程中，若Z向的移动不加刀具长度补偿指令，直接给出刀具的终点位置，数控系统是不考虑刀具长度的，机床主轴下端面到达程序中指定的位置，这势必会使刀具多运动一段距离，甚至造成过切、撞刀等现象。正文图4-18刀具长度补偿正文(

32、四)刀具长度补偿的应用 根据G54指令的含义，编程人员在设置工件坐标系Z向的位置时应当输入-200.0，然后再根据刀具长度、所选用偏置指令不同设置H值。如编程程序段为“G43 H01；”，则H01当中的数值应当为60.0，编程程序段为“G44 H03；”，则H03当中的数值应当设置为-80.0，这时，工件坐标系Z向的设定和刀具长度补偿设定是分开来进行的。另外，还可以将刀具长度偏置工作与工件坐标系Z向零点的设置工作合二为一，即用G54G59指令设定工件坐标系时，仅在X、Y方向设定工件坐标系原点的位置，而Z方向不设置，为Z0。Z方向刀位点与工件坐标系Z0平面之间的差值全部通过刀具长度补偿值来解决。

33、采用此种方法在一定程度上减少了编程人员工作量。正文(四)刀具长度补偿的应用图4-19刀具长度补偿应用正文课题五：刀具的补偿（半径补偿）1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.知道什么是刀具半径补偿。2.掌握刀具半径补偿指令的格式。3.掌握判断刀具半径左/右补偿的方法。4.掌握刀具半径补偿在实际使用中应当注意的问题。5.掌握刀具半径补偿在实际使用中的应用方法。6.学会使用刀具半径补偿编程。正文2.学习内容一、刀具半径补偿的概念二、刀具半径补偿指令及格式三、刀具半径左/右补偿的判别方法四、刀具半径补偿的过程五、关于刀具半径补偿在使用中的几点说明六、G41、G42与顺逆铣的关系七、刀具半径补偿在

34、实际中的应用正文图4-20刀具半径补偿正文一、刀具半径补偿的概念 用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓，但在编程时程序控制的是刀具中心，这样在实际加工中势必会产生极大的加工误差，导致工件产生过切。如图4-20所示，在加工工件外轮廓时，刀具中心要向工件的外侧偏移一段距离；在加工内轮廓时，刀具中心要向工件内侧偏移一段距离，这个偏移就是所谓的刀具半径补偿，或称刀具中心偏移。正文二、刀具半径补偿指令及格式(一)刀具半径补偿建立(二)刀具半径补偿取消正文(一)刀具半径补偿建立(1)G17、G18、G19：平面选择，一般数控机床的刀具半径补偿只限于在二维平面内进行，所以需要选

35、择偏置平面(本书仅要求掌握在G17平面内的刀具半径补偿)。(2)G00、G01：建立和取消刀补必须和G00、G01指令组合完成。(3)G41：刀具半径左补偿。(4)G42：刀具半径右补偿。(5)X Y Z：建立或取消刀具半径补偿所到的目标点的位置。正文(一)刀具半径补偿建立(6)D：刀具半径补偿值寄存器地址,一般用D00D99表示。正文(二)刀具半径补偿取消取消刀具半径补偿的格式为：G01G00G40 X Y Z；G40或者D00指令用于取消刀具半径补偿。正文三、刀具半径左/右补偿的判别方法(1)先用右手直角笛卡儿坐标系判断不属于补偿平面的另一坐标轴的正方向。(2)在其正方向，沿刀具运动方向看

36、去(假定工件不动)，刀具位于切削轮廓左侧，用刀具半径左补偿G41指令，如图4-21所示，刀具位于切削轮廓右侧，用刀具半径右补偿G42指令，如图4-22所示。正文(1)右手直角笛卡儿坐标系先用右手直角笛卡儿坐标系判断不属于补偿平面的另一坐标轴的正方向。正文(2)在其正方向，沿刀具运动方向看去图4-21刀具半径左补偿正文(2)在其正方向，沿刀具运动方向看去图4-22刀具半径右补偿正文四、刀具半径补偿的过程(一)建立刀补(二)执行刀补(三)取消刀补正文(一)建立刀补图4-23刀具半径补偿的建立正文(二)执行刀补在G41或G42程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心运动轨迹始终与编程轨迹相距一个偏移

37、量，直到刀补取消。正文(三)取消刀补图4-24刀具半径补偿的取消正文五、关于刀具半径补偿在使用中的几点说明(1)G40、G41、G42指令属于同组模态代码，其中数控机床默认G40。(2)刀具半径补偿的建立和取消只能在G00或G01模式下才有效。(3)为保证安全进刀，建议在实际加工过程中，最好采用在G01运动方式下建立和取消刀补。(4)刀具补偿状态，从G41转换到G42或从G42转换到G41，通常都需要经过刀补取消程序，即G40程序段。正文五、关于刀具半径补偿在使用中的几点说明(5)在刀具补偿方式下，一般不允许存在两段以上的非补偿平面内移动指令，否则刀具会出现过切等危险动作，因为在补偿模式下，机

38、床要预读两段程序，来确定下一目的点的位置。(6)建立和取消刀补时，X轴、Y轴移动量应大于刀具的半径，否则会过切。正文六、G41、G42与顺逆铣的关系(一)G41相当于顺铣(二)G42相当于逆铣正文(一)G41相当于顺铣图4-25顺铣与逆铣a)G41相当于顺铣b)G42相当于逆铣正文(二)G42相当于逆铣铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向与工件进给方向相反，称为逆铣。G42指令是在相对于刀具前进方向右侧进行补偿，当主轴正转时，相当于逆铣，如图4-25b所示。正文七、刀具半径补偿在实际中的应用(一)直接按零件图样所给尺寸编程(二)实现零件不同工序加工(三)利用刀具半径补偿值加工内外相同轮廓正文(

39、一)直接按零件图样所给尺寸编程在编程时可以不考虑刀具的半径,直接按图样所给尺寸编程，即假设刀具中心运动轨迹是沿工件轮廓运动的。在实际加工时输入刀具的半径补偿值，数控系统即可自动计算出刀具中心的实际运动轨迹。正文(二)实现零件不同工序加工通过改变刀具的半径补偿值，就能实现使用同一把刀具、同一个加工程序完成对一个零件的粗、精加工。如图4-26所示，r为刀具半径，为精加工余量，在粗加工过程中，将刀具半径补偿值设定为r+(切削时刀具中心位置如图左侧所示)，这样刀具中心就偏出了+r。粗加工完成后，所形成的工件轮廓的加工尺寸要比实际轮廓尺寸每边都大一段距离。在进行精加工时，程序与刀具均不改变，仅将刀具半径

40、补偿值改为r(切削时刀具中心位置如图右侧所示)，这样，零件加工完成后，就得到实际加工轮廓。图中，P1为粗加工时刀具中心的位置，P2为精加工时刀具中心的位置。正文(三)利用刀具半径补偿值加工内外相同轮廓图4-26改变刀具半径补偿值进行粗、精加工正文(三)利用刀具半径补偿值加工内外相同轮廓图4-27偏移量正负与刀具轨迹的关系正文七、刀具半径补偿在实际中的应用图4-28零件图正文课题六：子程序的编制及应用1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.了解什么是子程序。2.掌握子程序如何调用。3.了解M99指令的各种用法。4.掌握子程序在使用中应当注意的问题。5.掌握子程序在实际使用当中的技

41、巧。正文2.学习任务完成如图4-30所示零件加工程序的编制正文3.学习内容一、子程序的概念二、子程序调用的格式三、子程序的执行四、子程序嵌套五、子程序调用的特殊用法六、子程序的应用七、使用子程序的一些注意事项正文图4-30零件示例正文一、子程序的概念若一组程序段在一个程序中多次出现，或在几个程序中都要使用，为了简化程序，可以把这组程序段抽出来，按规定的格式写成一个新的程序单独存储，以供另外的程序调用，这种程序就称为子程序。主程序执行过程中如果需要使用某一个子程序，可以通过一定格式的子程序调用指令来调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执行后面的程序段。正文二、子程序调用的格式(一)子程序的编

42、程格式(二)子程序的调用格式正文(一)子程序的编程格式子程序的编程格式如下：M99；子程序的开头及程序内容部分与主程序基本相同，但结束标志不同。主程序结尾用M02或M30指令，而子程序的结尾用M99指令。对于M99指令，可以不必单写一行，如“G00 X100.0 Y100.0 M99;”也是可以的。正文三、子程序的执行图4-31子程序执行过程正文四、子程序嵌套图4-32子程序嵌套正文五、子程序调用的特殊用法(一)子程序返回到主程序的某一程序段(二)在主程序中使用M99指令正文(一)子程序返回到主程序的某一程序段当子程序结束时，如果用P指定一个顺序号n，则子程序将返回到主程序中顺序号为n的程序段

43、，如图4-33所示。正文(二)在主程序中使用M99指令图4-33子程序返回到主程序的某一程序段正文(二)在主程序中使用M99指令图4-34在主程序中使用M99正文六、子程序的应用(一)零件上有若干处相同的轮廓形状(二)加工中反复出现有相同轨迹的进给路线(三)程序的内容具有相对的独立性正文(一)零件上有若干处相同的轮廓形状在这种情况下只编写一个子程序，然后用主程序调用该子程序就可以了。正文(二)加工中反复出现有相同轨迹的进给路线图4-35子程序调用正文(三)程序的内容具有相对的独立性在加工较复杂的零件时，往往包含许多独立的工序，有时工序之间的调整也是容许的，为了优化加工顺序，把每一个工序编成一个独立子程序，主程序中只需加入换刀和调用子程序等指令即可。正文七、使用子程序的一些注意事项(1)注意主程序与子程序之间模态代码的转换。(2)在G41、G42状态下尽量不要调用子程序，或者返回主程序。