数控铣削与加工技术第4章-FANUC-0i-MC-数控系统课件.ppt
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- 数控 铣削 加工 技术 FANUC MC 数控系统 课件
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1、 坐标系指令坐标系指令任务任务1坐标轴运动指令坐标轴运动指令 任务任务2返回参考点指令返回参考点指令 任务任务3 主轴运动指令主轴运动指令任务任务4 进给功能指令进给功能指令任务任务5刀具补偿功能指令刀具补偿功能指令 任务任务6辅助功能指令辅助功能指令 任务任务7 简化编程指令简化编程指令任务任务8固定循环指令固定循环指令任务任务9子程序调用指令子程序调用指令 任务任务10用户宏程序用户宏程序 任务任务11阶段阶段1 单位设定指令单位设定指令G20、G21 单位设定指令的格式如下:G20/G21;其中,G20是英制输入制式;G21是公制输入制式。阶段阶段2 绝对值编程指令绝对值编程指令G90
2、与相对值编程指令与相对值编程指令G91 1.指令格式 绝对值编程指令与相对值编程指令的格式如下:G90/G91;2.指令功能 G90、G91指令用于设定坐标输入方式。G90指令用于建立绝对坐标输入方式,移动指令目标点的 坐标值X、Y、Z表示刀具离开工件坐标系原点的距离;G91指令用于建立增量坐标输入方式,移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示刀具离开当前点的坐标增量。如图4-1所示的图形,要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3点,使用G90编程如下:N10 X20 Y15;N20 X40 Y45;N30 X60 Y25;使用G91编程如下:N10 X20 Y15;N20 X20 Y30;图4-1图
3、形 N30 X20 Y-20;阶段阶段3 加工平面设定指令加工平面设定指令G17、G18、G19 1.指令格式 加工平面设定指令的格式如下:G17/G18/G19;2.指令功能 平面设定指令G17、G18、G19分别用来指定程序段中刀具的插补平面和刀具半径补偿平面,如图4-2所示。3.指令说明 G17指令选择XY平面,一般系统默认为G17;G18指令选择ZX平面;G19指令选择YZ平面。图4-2加工平面设定(a)G17指令;(b)G18指令;(c)G19指令阶段阶段4 选择机床坐标系指令选择机床坐标系指令G53 选择机床坐标系指令的格式如下:G53 G90 XYZ;G53指令使刀具快速定位到机
4、床坐标系中的指定位置上,如图4-3所示,其中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值,均为负值。图4-3选择机床坐标系指令G53阶段阶段5 设定工件坐标系指令设定工件坐标系指令G92与选择工件坐标系与选择工件坐标系 指令指令G54G591.设定工件坐标系指令G92(1)指令格式。设定工件坐标指令的格式如下:G92 XYZ;(2)指令功能。G92指令设定坐标系时,先确定刀具的换刀点位置,然后由G92指令根据换刀点位置设定工件坐标系的原点,G92指令中X、Y、Z坐标表示换刀点在工件坐标系XpYpZp中的坐标值,如图4-4所示。(3)指令说明。G92指令可在机床上建立工件坐标系(也称编程坐标系)。如图
5、4-4所示,坐标值X、Y、Z为刀具刀位点在工件坐标系中的坐标值(也称为起刀点或换刀点)。操作者必须在工件安装后检查或调整刀具刀位点,以确保机床上设定的工件坐标系与编程时在零件上所规定的工件坐标系在位置上重合一致。对于尺寸较复杂的工件,为了计算简单,在编程中可以任意改变工件坐标系的程序零点。图4-4G92设定工件坐标系 2.选择工件坐标系指令G54G59 在数控铣床中有两种设定工件坐标系的方法:一种方法如图4-4所示;另一种方法如图4-5所示,通过与机床坐标系XYZ的相对位置建立工件坐标系。例如,有的数控系统用G54指令的X、Y、Z坐标表示工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。(1)指令格式。选
6、择工件坐标系指令的格式如下:G54G59 G90 G00/G01 X Y Z(F);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。16号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。图4-5G54设定工件坐标系(2)指令说明。G54G59指令程序段可以和G00、G01指令组合。例如,程序段“G54 G90 G01 X10 Y10;”可使运动部件在选定的加工坐标系中进行移动。程序段运行后,无论刀具当前点在哪里,它都会移动到加工坐标系中的X10 Y10 点上。G54G59指令是通过MDI在设置参数方式下设定工件加工坐标系的,一旦设定,加工原点在机床坐标系中的位置是不变的,
7、它与刀具的当前位置无关,除非再通过MDI 方式修改。当执行程序段“G92 X10 Y10;”时,常会认为刀具在运行程序后到达X10 Y10 点。其实,G92指令程序段只是设定加工坐标系,并不产生任何动作,这时刀具已在加工坐标系中的 X10 Y10点上。(3)编程举例。如图4-6所示,用CRT/MDI在参数设置方式下设置了两个加工坐标系,执行以下程序段。G54 X-50 Y-50 Z-10;G55 X-100 Y-100 Z-20;这时,建立了原点在O的G54加工坐标系和原点在O的G55加工坐标系,执行下述程序段。N10 G53 G90 X0 Y0 Z0;N20 G54 G90 G01 X50
8、Y0 Z0 F100;N30 G55 G90 G01 X100 Y0 Z0 F100;此时,刀尖点的运动轨迹如图中OAB所示。图4-6选择工件坐标系实例 阶段阶段1 快速定位指令快速定位指令G00 1.指令格式 快速定位指令的格式如下:G00 XYZ;2.指令功能 G00指令使刀具以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置,只能用于快速定位,不能用于切削加工。例如,程序段“N05 G00 X0 Y0 Z100;”将使刀具快速移动到(0,0,100)的位置。阶段阶段2 直线插补指令直线插补指令G01 1.指令格式 直接插补指令的格式如下:G01 XYZF;2.指令功能 G01指令使
9、刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。3.指令说明 (1)刀具按照F指令所规定的进给速度直线插补至目标点。(2)F代码是模态代码,在没有新的F代码替代前一直有效。(3)各轴实际的进给速度是F指令规定的速度在该轴方向上的投影分量。(4)用G90指令或G91指令可以分别按绝对坐标方式或增量坐标方式编程。4.编程举例 如图4-8所示,刀具从A点直线插补至B点,使用绝对坐标方式编程如下:绝对坐标方式:G90 G01 X60 Y30 F200;增量坐标方式:G91 G01 X40 Y20 F200;图4-8直线插补阶段阶段3 圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G03 1.指令格
10、式(1)在XY平面,圆弧插补指令的格式如下:G17 G02/G03 XYR IJF;(2)在ZX平面,圆弧插补指令的格式如下:G18 G02/G03 XZR IKF;(3)在YZ平面,圆弧插补指令的格式如下:G19 G02/G03 YZR JKF;2.指令功能 G02、G03指令用于在指定平面内使刀具做圆弧插补运动。3.指令说明(1)圆弧的顺逆时针方向如图4-9所示,从圆弧所在平面的垂直坐标轴的负方向看去,G02为顺时针方向,G03为逆时针方向。图4-9顺逆圆弧的区分图4-10圆弧插补图4-11整圆加工(2)F代码规定了沿圆弧切向的进给速度。(3)X、Y、Z为圆弧终点坐标值,如果采用增量坐标方
11、式G91,X、Y、Z表示圆弧终点相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量。(4)I、J、K表示圆弧圆心相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量,与G90或G91的定义无关。(5)R表示圆弧半径,当圆弧所对应的圆心角为0180时,R后面值为正;圆心角为180360时,R后面值为负。(6)I、J、K的值为零时可以省略。(7)在同一程序段中,如果I、J、K与R同时出现则R有效。4.编程举例(1)如图4-10所示,设起刀点在坐标原点O,刀具沿ABC路线切削加工,使用增量坐标方式编程如下:N10 G92 X0 Y0 Z0;N20 G91 G00 X200 Y40;N30 G03 X-60 Y60 I-60 F1
12、00;N40 G02 X-20 Y-40 I-50;使用绝对坐标方式编程如下:N10 G92 X0 Y0 Z0;N20 G90 G00 X200 Y40;N30 G03 X140 Y100 I-60 F100;N40 G02 X120 Y60 I-50;(2)如图4-11所示,起刀点在坐标原点O,从O点快速移动至A点,逆时针加工整圆,使用增量坐标方式编程如下:G92 X0 Y0 Z0;G91 G00 X30 Y0;G03 I-30 J0 F100;G00 X-30 Y0;使用绝对坐标方式编程如下。N10 G92 X0 Y0 Z0;N20 G90 G00 X30 Y0;N30 G03 I-30
13、J0 F100;N40 G00 X0 Y0;阶段阶段4 暂停指令暂停指令G041.指令格式 暂停指令的格式如下:G04X;P;2.指令功能 G04指令可使刀具做短暂的无进给光整加工。3.指令说明(1)地址码X可用小数,单位为s。(2)地址码P只能用整数,单位为ms。阶段阶段1 自动返回参考点指令自动返回参考点指令G28 1.指令格式 自动返回参考点指令的格式如下:G28 XYZ;自动返回参考点指令G28动作如图4-12所示。2.指令功能 G28指令使刀具经指定的中间点快速返回参考点,如果没有设定换刀点,那么参考点指的是回零点,即刀具返回至机床的极限位置;如果设定了换刀点,那么参考点指的是换刀点
14、,通过返回参考点能消除刀具在运行过程中的插补累积误差。指令中设置中间点的意义是设定刀具返回参考点的走刀路线。3.指令说明(1)程序段中的坐标值为中间点坐标。(2)刀具返回参考点时应避免与工件或夹具发生干涉。(3)通常G28指令用于返回参考点后自动换刀,执行该指令前必须取消刀具半径补偿和刀具长度补偿。图4-12自动返回参考点指令动作阶段阶段2 从参考点自动返回指令从参考点自动返回指令G291.指令格式 从参考点自动返回指令的格式如下:G29 XYZ;2.指令功能 G29指令使刀具从参考点经过指定的中间点快速移动到目标点。3.指令说明(1)返回参考点后执行该指令,刀具从参考点出发,以快速点定位的方
15、式,经过由G28所指定的中间点到达由坐标值XYZ所指定的目标点位置。(2)XYZ表示目标点坐标值,G90指令表示目标点为绝对值坐标方式,G91指令表示目标点为增量值坐标方式,即表示目标点相对于G28中间点的增量。(3)如果在G29指令前,没有G28指令设定中间点,执行G29指令时,则以工件坐标系零点作为中间点。4.编程举例 如图4-13所示,刀具从A点经过中间点B返回参考点R,换刀后再经过中间点B到C点定位,使用绝对坐标与方式编程如下。N10 G90 G28 X130 Y70;当前点ABR N20 M06;换刀 N30 G29 X180 Y30;参考点RBC 使用增量坐标方式编程如下。N10
16、G91 G28 X100 Y20;N20 M06 N30 G29 X50 Y-40;图4-13自动返回参考点阶段阶段3 返回第二参考点指令返回第二参考点指令G30 1.指令格式 返回第二参考点指令的格式如下:G30 XYZ;2.指令功能 G30指令功能与G28指令相似。如G30指令后面直接跟G29指令,则刀具将经由G30指定的(坐标值为X、Y、Z)的中间点移到G29指令的返回点定位,类似于G28后跟G29指令。通常G30指令用于自动换刀位置与参考点不同的场合,而且在使用G30前,同G28一样应先取消刀具补偿。阶段阶段4 参考点返回检查指令参考点返回检查指令G27 1.指令格式 参考点返回检查指
17、令的格式如下:G27 XY;2.指令功能(1)G27指令用于检查机床是否能准确返回参考点。(2)执行G27指令后,返回各轴参考点指示灯分别点亮。当使用刀具补偿功能时,指示灯是不亮的,所以在取消刀具补偿功能后,才能使用G27指令。当返回参考点校验功能程序段完成,需要使机械系统停止时,必须在下一个程序段后增加M00或M01等辅助功能或在单程序段情况下运行。阶段阶段1 主轴转速功能主轴转速功能S表示方法表示方法 主轴转速功能S表示机床主轴的转速。由S和其后的若干数字组成,其表示方法有以下两种:1.线速度表示法 在恒线速状态下,S表示切削点的线速度,单位为m/min。例如,S50表示切削点的线速度恒定
18、为50m/min。2.转速表示法 S表示主轴转速,单位为r/min。例如,程序段“M03 S1200”;表示主轴转速为1 200r/min,正转。阶段阶段2 其他作用其他作用在具有恒线速功能的机床上,S代码还有如下作用:1.恒线速控制 恒线速控制的编程格式如下:G96 S;S后面的数字表示的是恒定的线速度,单位为m/min。2.恒线速取消 恒线速取消的编程格式如下:G97 S;S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速,如S未指定,将保留G96的最终值。例如,程序段“N10 G97 S2800;”表示恒线速控制取消后主轴转速2 800 r/min。3.最高转速限制 最高转速限制的编程格式如下
19、:G92 S;S后面的数字表示的是最高转速,单位为r/min。例如,程序段“N10 G92 S1800;”表示最高转速限制 为1 800 r/min。当工件直径变化时,主轴的转速随着直径的减小而增大。一般来说,S指令均和M指令一起使用。在FANUC系统中一般用M03或M04指令与S指令一起指定主轴的转速。阶段阶段1 每分钟进给量每分钟进给量1.指令格式每分钟进给量的编程格式如下:G94 F;其中,F后面的数字表示的是每分钟进给量,单位为mmmin。例如,程序段“G94 80;”表示进给量为80mmmin。2.指令说明 G94程序段“每分钟进给”,F的单位依据G20/G21/G22指令的设定分别
20、为mm/min,in/min或脉冲当量/min。此外,程序段“G94 F;”可以指定旋转轴的速度,旋转轴的速度单位为度/min或脉冲当量/min。阶段阶段2 每转进给量每转进给量 1.指令格式 每转进给量的编程格式如下。G95 F;其中,后面的数字表示的是主轴每转进给量,单位为mmr。例如,程序段“G95 0.15;”表示进给量为0.15mmr。2.指令说明(1)G95指令表示每转进给量,在F之后,直接指定刀具在主轴转一转的进给量,单位依据G20、G21、G22指令的设定分别为mm/r、in/r或脉冲当量/r。这个功能必须在主轴装有编码器时才能使用。(2)G94指令和G95指令都是模态指令,一
21、旦指定就一直有效,直到指定另一方式为止,其中G94指令为默认值。(3)借助CNC操作面板上的倍率开关,F可在一定范围内进行倍率修调(10,30,50,80,100,140)。当执行攻丝循环G84,螺纹切削G33时,倍率开关失效,进给倍率固定在100。阶段阶段1 刀具功能刀具功能T 刀具功能用于指定刀具和刀具参数,由T和其后的4位数字组成。1.指令格式 T ;2.指令说明(1)T代码后的4位数字中,前两位不表示刀具序号,后两位表示刀具补偿号。(2)T代码为非模态指令,用于选刀,其后的数值表示选择的刀具号,T代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的。(3)在加工中心上执行T指令,刀库转动选择所需的刀具
22、,然后等待,直到M06指令作用时自动完成换刀。阶段阶段2 刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令 G43、G44、G49 1.指令格式(1)在XY平面,刀具长度补偿指令的格式如下:G17 G43/G44/G49 G01/G00 ZH;(2)在XZ平面,刀具长度补偿指令的格式如下:G18 G43/G44/G49 G01/G00 YH;(3)在YZ平面,刀具长度补偿指令的格式如下:G19 G43/G44/G49 G01/G00 XH;2.指令功能对刀具的长度进行补偿,如图4-14所示。图4-14刀具长度补偿 刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向(Z方向)的补偿,它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定值增加
23、或减少一个偏置量,这样当刀具在长度方向的尺寸发生变化时(如钻头刃磨后),可以在不改变程序的情况下,通过改变偏置量,加工出所要求的零件尺寸。3.指令说明(1)G43指令为刀具长度正补偿,G44指令为刀具长度负补偿,G49指令为取消刀具长度补偿。(2)刀具长度补偿指刀具在Z方向的实际位移比程序给定值增加或减少一个偏置值。(3)格式中的Z值是指程序中的指令值。(4)H为刀具长度补偿代码,后面两位数字是刀具长度补偿寄存器的地址符。H01指01号寄存器,在该寄存器中存放对应刀具长度的补偿值。H00寄存器必须设置刀具长度补偿值为0,调用时起取消刀具长度补偿的作用,其余寄存器存放刀具长度补偿值。4.编程举例
24、 如图4-15所示,图中A点为刀具起点,加工路线为。要求刀具在工件坐标系零点Z轴方向向下偏移3 mm,按增量坐标值方式编程如下(提示:把偏置量3 mm存入地址为H01的寄存器中)。N05 G91 G00 X70 Y45 S900 M03;N10 G43 Z-22 H01;N15 G01 Z-18 F100 M08;N20 G04 X5;N25 G00 Z18;N30 X30 Y-20;N35 G01 Z-33 F100;N40 G00 G49 Z55 M09;N45 X-100 Y-25;N50 M30;图4-15刀具长度补偿阶段阶段3 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G41、G42、G40
25、当用半径为R的圆柱铣刀加工工件轮廓A时,如果机床不具备刀补功能,编程人员要按照距轮廓A距离为R(R为刀具半径)的刀具中心运动轨迹B的数据来编程。其运算有时很复杂,而当刀具刃磨后,刀具的半径减小,那么就要按新的刀心轨迹编程,否则加工出来的零件会增加一个余量(即刀具的磨损量)。1.指令格式(1)在XY平面,刀具半径补偿指令的格式如下:G17 G41/G42 G01/G00 XYD;G40 XY;(2)在XZ平面,刀具半径补偿指令的格式如下:G18 G41/G42 G01/G00 XZD;G40 G01/G00 XZ;(3)在YZ平面,刀具半径补偿指令的格式如下:G19 G41/G42 G01/G0
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