数控铣床教案新版.docx
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数控铣床教案新版
§2-2数控铣床的加工程序编制
1.Sinumerik802S/802C/802D系统:
程序段中有很多指令时建议按如下顺序:
N...G...X...Y...Z...F...S...T...D...M...
例子:
N10;**公司定货号12A71
N20;泵部件17,图纸号:
123
N30;程序编制员-Mrgan
N40T1D1
N50G17G54G94F470S1000M3
N60GOG90X100Y200
N70G1Z185.6M08
N80X112
/N90X118Y180;程序段可以跳跃
N100X118Y120
N140M02;程序结束
⑴程序结构:
程序头、程序体和程序结束
⑵程序段结构
开始两个字符必须是字母;
程序名其后的符号可以是数字、字母或下划线;
802S/C系统中最多8个字符,禁止使用分隔符。
◆相比802D系统可以使用汉字,最多16个字符,开头可以数字和字母,一个字符就可以是一个程序名字。
顺序程序段:
将顺序程序段(N地址)编写在首位,其他可以任意顺序。
◆不能在同一个个程序段中使用两种或两种以上的相同的字(功能);
◆X轴上只能使用一个M字或一个坐标字。
【1】刀具功能T:
系统允许刀具号0-3200整数,不带符号;实际机床不能达到3200把刀具号,根据机床的实际情况,802S/C系统的数空铣床可以建立15把刀具。
例如:
T01,T12。
802D系统的数空铣床可以建立32把刀具。
【2】刀具偏置寄存D指令:
刀具补偿号——0—9不带符号,十个补偿号。
D0表示补偿值=0;一把刀具最多可以有9个补偿号。
一般在半径补偿指令程序段使用,例如:
G42G01X100Y100D01M08
也可以在程序首段指出;T1D1,T2D1,T1D2
【3】平面选择指令G17、G18、G19:
在计算刀具长度补偿和刀具半径补偿时必须首先确定一个平面(例如:
XOY平面),即确定一个两坐标轴的坐标平面,在此平面中可以进行刀具半径补偿。
另外根据不同的刀具类型(铣刀,钻头,车刀,…)进行相应的刀具长度补偿。
对于钻头和铣刀,长度补偿的坐标轴为所选平面的垂直坐标轴。
平面选择影响“倒圆,倒角”指令。
也影响圆弧插补时圆弧方向的定义:
顺时针和逆时针。
也可以在非当前平面C17至C19的平面中运行圆弧插补。
例如:
N10T1D1
N20G90G17G54S800M03
N30G00X0Y0Z100
【4】绝对编程与增量编程G90、G91:
G90和G91指令分别对应着绝对位置数据输人和增量位置数据输人。
其中G90表示坐标系中目标点的坐标尺寸,G91表示待运行的位移量。
G90/G91适用于所有坐标轴。
这两个指令不决定到达终点位置的轨迹,轨迹由G功能组中的其它G功能指令决定(G00,G01,G02,G03,等“坐标轴运动”指令)。
属于03组类型,模态指令。
①绝对位置数据输入G90在绝对位置数据输人中尺寸取决于当前坐标系(工件坐标系或机床坐标系)的零点位置。
零点偏置有以下几种情况:
可编程零点偏置,可设定零点偏置或者没有零点偏置。
②程序启动后G90适用于所有坐标轴,并且一直有效,直到在后面的程序段中由G91(增量位置数据输人)替代为止(模态有效)。
③增量位置数据输入G91在增量位置数据输人中,尺寸表示待运行的轴位移量。
移动的方向由符号决定。
G91适用于所有坐标轴。
【5】快速直线移动G00:
又称快速定位刀具;对工件没有加工。
可以在几个轴上同时执行快速移动,由此产生线性轨迹。
机床数据中规定每个坐标轴快速移动速度的最大值,一个坐标轴运行时就以此速度快速移动。
如果快速移动同时在两个轴上执行,则移动速度为两个轴的最大速度矢量和。
用G0快速移动时在地址F下程编的进给率无效。
例如:
N50G00X25Y50
G0一直有效,直到被G功能组中其它的指令(G0l,G02,G03,…)取代为止。
【6】带进给率的线性插补:
G1
格式:
G01X_Y_Z_F_
刀具以直线从起始点(当前点)移动到目标位置,按地址F下编程的进给率运行。
所有的坐标轴可以同时运行。
G1一直有效,直到被G功能组中其它的指令(G0,G2,G3,…)取代为止。
没有发生位移的坐标可以省略不写
F_;进给率,单位:
mm/min数控铣床默认单位。
例题:
精加工程序,精加工余量0.5mm。
N05T1D1;选择刀具及补偿
N10G90G54G17;选择工件坐标系
N15G0X40Y48Z2S800M3;刀具快速移动到P1,三轴联动
N20G1Z-12F50M8;进刀到Z-20,进给率50mm/min
N25X20Y18Z-10;直线插补到P2点
N30G0Z100M9;快速移动,空运行退刀
N35X-20Y80
N40M2;程序结束
选择增量编程
N05T1D1;选择刀具及补偿
N10G90G54G17;选择工件坐标系
N15G0X40Y48Z2S800M3;刀具快速移动到P1,三轴联动
N20G1G91Z-14F50M8;进刀到Z-20,进给率50mm/min
N25X-20Y-30Z2;直线插补到P2点
N30G0G90Z100M9;快速移动,空运行退刀
N35X-20Y80
N40M2;程序结束
实例编程:
应用G00与G01指令编写定中心孔的程序。
【7】圆弧插补G02/G03:
刀具以圆弧轨迹从起始点移动到终点,方向由G指令确定:
G2一顺时针方向
G3一逆时针方向
①G2/G3X_Y_I_J_F_——圆心坐标+圆弧终点坐标
②G2/G3X_Y_CR=_F_——半径+圆弧终点坐标
③G2/G3I_J_AR=_F_——圆心坐标+张角
④G2/G3X_Y_AR=_F_——终点坐标+张角
特别说明:
0º ①地址F后面进给速度决定圆弧插补速度。 ②只有①格式-圆心坐标+圆弧终点坐标-可以编写整个圆插补。 ③CR=负数,圆弧段大于半圆; CR=正数,圆弧段小于等于半圆。 顺时针/逆时针的判断: 根据右手直角笛卡儿坐标系规定,从第三坐标轴向下看平面,顺时针为G02,逆时针为G03。 编程举例: 【圆心坐标+圆弧终点坐标】【终点+半径格式】 N20G90G00X30Y40S800M3N20G90G00X30Y40S800M3 N25G01Z-3F50M8N25G01Z-3F50M8 N30G2X50Y40I10J-7N30G2X50Y40CR=12.207 I_J_圆心矢量坐标,表示圆心相对于起始点的矢量值。 【终点+张角格式】【圆心+张角格式】 N20G90G00X30Y40S800M3N20G90G00X30Y40S800M3 N25G01Z-3F50M8N25G01Z-3F50M8 N30G2X50Y40AR=105N30G2I10J-7AR=105 圆弧插补指令应用编程: 1、工艺分析、设计加工路线2、建立坐标系、节点坐标计算3、数控编程 习题图2-1圆弧插补指令应用 习题图2-2圆弧插补指令应用 【8】可设置零点偏移指令G54~G57: 编程时需要知道工件与机床坐标系之间的关系。 1.工件坐标系——以工件原点为原点建立的坐标系。 又称编程坐标系。 2.工件原点——工件参考点,编程原点,编制程序的基准点。 使用工件参考点确定其与机床参考点,切削刀具参考点以及图纸尺寸的关系! 3.选择工件参考点要考虑的因素: 加工精度;调试和操作的便利性;工作安全性。 CNC车床上,X轴的程序原点(工件原点)必须在主轴的中心线上 卡盘表面——卡盘主平面 Z轴程序原点钳爪表面——钳爪的定位表面 工件表面——工件前表面 4.功能: 可设定的零点偏置给出工件零点在机床坐标系中的位置(工件零点以机床零点为基准偏移)。 当工件装夹到机床上后求出偏移量,并通过操作面板输人到规定的数据区。 程序可以通过选择相应的G功能G54~G57激活此值。 G54——第一可设定零点偏置G55——第二可设定零点偏置 G56——第三可设定零点偏置G57——第四可设定零点偏置 G500——取消可设定零点偏置-一模态有效 G53——取消可设定零点偏置-一程序段方式有效, 可编程的零点偏置也一起取消。 1.注意事项: G54~G57指令设置的工件原点在机床坐标系中的位置不变,即使系统断电也不会被破坏,再次开机仍有效,与刀具当前位置无关。 在钻削/铣削同时安装多个工件,或者工件图形轮廓具有阵列特性的零件中应用广泛。 【9】刀具半径补偿G41/G42/G40 铣刀在铣削(无论是立铣刀还是盘铣刀)时,铣刀轴线并没有走加工轮廓路线,而是偏移一个半径值。 程序控制里,认为铣刀轴线为加工曲线,以轴线上某一点为切削基点进行编程。 刀具必须有相应的刀补号D1~D9才能有效的使用G41/G42;控制器自动计算当前刀具运动所产生的轨迹,与编程轨迹的刀具偏移量。 1.格式: G00/G01G41X_Y_在轮廓左侧刀补 G00/G01G42X_Y_在轮廓右侧刀补 应用补偿指令G41/G42时,注意走刀方向。 沿走刀路线看,刀具旋转轴线在轮廓左侧用G41,否则用G42。 2.进行补偿: 刀具以直线到轮廓,并在轮廓起始点相切处的垂直方向上偏移一个补偿值,1/2铣刀直径。 选择正确的起始点,以免发生干涉及碰撞。 G41指定进入偏置方式; 必须有X、Y轴方向移动,且移动量不能为零; 不能以圆弧指令G2/G3起刀进行加入刀补,刀具半径偏置号不为D0。 G41/G42指令后面往往跟加工的第一个程序段,M指令与G指令。 一把刀具可以配置从1~9个不同的补偿数据组,补偿值不同,相当于不同的刀具;如果没有编写D指令,802D/S/C系统默认D1生效。 2.取消刀具补偿G40: 用G40取消刀具半径补偿,此状态也是编程开始时所处的状态。 G40指令之前的程序段,刀具以正常方式结束(结束时补偿矢量垂直于轨迹终点处切线);与起始角无关。 在运行G40程序段之后,刀具中心到达编程终点。 在选择G40程序段编程终点时要始终确保刀具移动不会发生碰撞。 ◆格式: G00/G01G40X_Y_ 如果编写D0,刀具半径补偿值无效,相当于取消刀具补偿。 3.内轮廓加工过切与少切现象: 按理论刀心加工可能产生过切,不然会产生切削圆角,圆角大小受刀具半径影响。 而且当工件的长度太短的话,将无法进行刀具半径补偿。 4.编程说明: (1)刀具补偿一般在刀具从进刀点运动到加工起始点过程中建立,在刀具从运动结束点到退刀点的运动过程中撤消。 该过程的实现必须要有G00或G01才有效。 一般采用G01运动方式建立或取消补偿。 (2)一般采用切线切入方式(外轮廓)或法线切入方式(内轮廓)来建立取消刀补。 (3)建立和取消刀补的程序段的起始位置与终点位置最好与补偿方向在同一侧。 (4)在刀具补偿模式下,一般不允许存在连续两段以上的非补偿平面内移动指令。 5.刀具半径补偿的应用: (1)刀具因磨损、重磨而引起的刀具半径变化,不必修改程序只需修改刀具半径参数。 (见图1-30) (2)用同一程序、同一尺寸的刀具,只要设置不同的补偿量就可进行粗精加工。 (见图1-31) 习题图2-3刀具补偿补指令应用 习题图2-4刀具补偿指令应用 【10】倒圆、倒角指令RND/CHF: (1)CHF=...插入倒角,数值: 倒角长度L; (2)RND=...插入倒圆,数值: 倒圆半径R。 倒角CHF=;直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮 廓之间插入一直线并倒去棱角。 倒圆RND=;直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮 廓之间插入一圆弧,圆弧与轮廓进行切线过渡。 0.010≤RND≤9999.999 (3)注意事项: ◆如果其中一个程序段轮廓长度不够,则在倒圆或倒角时会自动削减编程值 ◆在下面情况下不可以进行倒角/倒圆: ◆如果超过3个连续编程的程序段中不含平面中移动指令。 ◆进行平面转换时。 【11】G94/G95: 模态有效 G94: 进给率F,单位mm/min G95: 进给率F,单位mm/r 编写在程序段中,用来修改进给率F单位,铣数控床默认为G94。 【12】暂停指令G4: 通过在两个程序段之间插一个G4程序段,可以使加工中断设定的时间。 G4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。 在此之前程编的进给量F和主轴转速S保持存储状态。 G4F_;暂停时间(秒); G4S_;暂停主轴转数。 单独程序段有效,并且独立一段,其前面的程序中指定的模态指令仍有效。 例如: N05G1F200Z-50S300M3;进给率F,主轴转数S N10G4F2.5;暂停2.5秒; N20Z70;进给率和主轴转速继续有效 N30G4S30;进给暂停30转,相当于S=300转/分和转速修调100%时暂停=0.1分钟 【13】准确定位/连续路径加工G9/G60/G64: 在程序中,有时要求坐标轴快速定位,有时要求连续切削加工。 机床要在不同模式进行切换。 G09——准确定位,单程序段有效;G64——连续路径加工; G60——准确定位,模态有效;G601——精准确定位窗口; G602——粗准确定位窗口; ◆准确定位G60,G09: G60或G09功能生效时,当到达定位精度后,移动轴的进给率减小到零。 G601——精准确定位窗口;当所有的坐标轴都到达“精准确定位窗口”(机床数据中设定值)后,开始进行程序段转换。 G602——粗准确定位窗口;当所有的坐标轴都到达“粗准确定位窗口” (机床数据中设定值)后,开始进行程序段转换。 ◆连续路径加工G64 目的就是在一个程序段到下一个程序段转换过程中避免进给停顿,并使其尽可能以相同的轨迹速度(切线过渡)转换到下一个程序段,并以可预见的速度过渡执行下一个程序段的功能。 【14】主轴转速指令: S_;主轴转速,单位r/min;0.001~99999.999 S取整数值情况下可以去掉小数点后面的数据。 例如: S400M3 ◆CW/CCW的判断: 立式铣床,从Z轴向下看,顺时针为CW——M3 逆时针为CCW——M4 工件旋转类: 从主轴看工件,顺时针为CW——M3 ◆如果程序段中不仅有M03/M04指令,而且还编写有坐标轴运动指令, 则M指令在坐标轴运动指令之前发生。 ◆缺省设置: 只有当主轴转动完成之后,坐标轴才开始运动;但是坐标运动在主轴转动完成之前完成;主轴以程序结束或Reset停止。 【15】可编程的零点偏置和坐标轴旋转指令G158/G258/G259: 如果工件上不同的位置有重复出现的形状或结构,或者选用一个新的参考点,需要使用可编程零点偏置。 由此就产生一个当前工件坐标系,新输入的尺寸均以该坐标系为准。 可以在所有坐标轴上进行零点偏移。 在当前的坐标平面C17/C18/C19中进行坐标轴旋转。 G158X_Y_Z_;可编程的零点偏置,取消以前的偏置和旋转; G258RPL=_;可编程的旋转,取消以前的偏置和旋转; G259RPL=_;附加的可编程旋转; G158_G258_G259_指令各自要求一个独立的程序段! ◆G158零点偏移 用G158指令可以对所有的坐标轴编程零点偏移。 后面的G158指令取代所有以前的可编程零点偏移指令和坐标轴旋转指令。 ◆G258坐标旋转 用G258指令可以在当前平面(C17到C19)中编程一个坐标轴旋转。 新的G258指令取代所有以前的可编程零点偏移指令和坐标轴旋转指令。 ◆附加的坐标旋转G259 用G259指令可以在当前平面(C17—C19)中编程一个坐标旋转。 如果已经有一个G158,G258或G259指令生效,则在G259指令编程的旋转附加到当前编程的偏置或坐标旋转上。 ◆取消编程偏移和坐标旋转 程序段G158指令后无坐标轴名,或者在G258指令下没有写RPL=语句,表示取消当前的可编程零点偏移和坐标轴旋转设定。 N10G90G54G17;X/Y平面 N20G158X20Y10;可编程零点偏移 N30L10;子程序调用,其中包含待偏移的几何量 N40G158X30Y26;新的零点偏置 N50G259RPL=45;附加坐标旋转45度 N60L10;子程序调用 N70G158;取消偏移和旋转 RPL范围: +/-0.00001º~359.9999º 编程实例: 【16】返回固定点G75: 用G75可以返回到机床中某个固定点,比如换刀点。 固定点位置固定地存储在机床数据中,它不会产生偏移。 每个轴的返回速度就是其快速移动速度。 G75需要一独立程序段,并按程序段方式有效。 在G75之后的程序段中原先“插补方式”组中的G指令(G0,G1,G2…)将再次生效。 编程举例: N10G75XOYOZO注释: 程序段中X,Y和Z下编程的数值不识别。 【17】返回参考点G74: 用G74指令实现NC程序中回参考点功能,每个轴的方向和速度存储在机床数据中。 G74需要一独立程序段,并按程序段方式有效。 在G74之后的程序段中原先“插补方式”组中的G指令(G0,G1,G2,…)将再次生效。 编程举例: N10G74XOYOZO注释: 程序段中X,Y和Z下编程的数值不识别。 【18】辅助功能M ①在一个程序段中最多可以有5个M功能。 ②如果M0,Ml,M2功能位于一个有坐标轴运行指令的程序段中,则只有在坐标轴运行之后这些功能才会有效。 ③对于M3,M4,M5功能,则在坐标轴运行之前信号就传送到内部的接口控制器中。 只有当受控主轴按M3或M4启动之后,才开始坐标轴运行。 在执行M5指令时并不等待主轴停止,坐标轴已经在主轴停止之前开始运动。 ④其它M功能信号与坐标轴运行信号一起输出到内部接口控制器上。 如果你有意在坐标轴运行之前或之后编程一个M功能,则你须插人一个独立的M功能程序段。 编程实例: XLK01(Φ16) N75X11.2Y28.7 N5T1D1 N80G3X19.98Y14CR=28 N10G90G54G0X30Y-30Z5S800M3 N85G1X40 N15G41X7.02Y-5 G0Z100M9 G1Z-15F80M8 G40X30Y-30 G2Y75CR=126F180 M2 G0X69.98 G2Y-5CR=126 XLK02(Φ8) G0Z5.0M9M5 T2D2 G40X30Y-30 G90G17G54G0X40Y35S800M3 G42X38.5Y14S800M3 G41X31.5Y35 G1Z-8F80M8 Z2.0M8 X57.02F120 G1Z-7F80 G3Y56CR=28 G91Y-16F120 G1X38.5 G2X5Y-5CR=5 G1X18 G1X-10 G2X5Y5CR=5 G90G0Z100M9 G1Y11 G40X30Y-30 G2X-5Y5CR=5 M2 G1X-18 G2X-5Y-5CR=5 4.子程序 原则上讲主程序和子程序之间并没有区别。 用子程序编写经常重复进行的加工,如某一确定的轮廓形状。 子程序位于主程序中适当的地方,在需要时进行调用、运行。 子程序的结构与主程序的结构一样,也是在最后一个程序段中用M2结束程序运行。 在子程序结束后返回主程序。 1程序结束: 除了用M2指令外,还可以用RET指令结束子程序。 RET要求占用一个独立的程序段。 用RET指令结束子程序、返回主程序时不会中断G64连续路径运行方式。 用M2指令则会中断C64运行方式,并进人停止状态。 ㈡子程序名: 与主程序加以区分,符合以下规定: 开始两个符号必须是字母; 其它符号为字母,数字或下划线; 最多8个字符,没有分隔符。 802S/C系统中,名字后加.SPF后缀。 在子程序中还可以使用地址字L...,其后的值可以有7位(只能为整数)。 表示子程序名字。 并且每一个数字位都有意义。 不可以省略。 如: L180与L18与L0018不相同. ㈢子程序调用: 在子程序或主程序中,直接调用,用名字调用,要独立占一段。 程序重复调用次数: P_如果要求多次连续地执行某一子程序,则在编程时应用格式: 子程序名字+地址P_,最大次数可以为9999(P1~P9999)。 举例: N10L785P3;调用子程序L785,运行3次 ㈣子程序嵌套调用: 子程序不仅可以从主程序中调用,也可以从其它子程序中调用。 子程序的嵌套深度可以为三层,也就是四级程序界面(包括主程序界面)。 注意: 在子程序中可以改变模态有效的G功能,比如G0到G1的变换。 在返回调用程序时请注意检查一下所有模态有效的功能指令,并按照要求进行调整。 对于R参数也需注意,不要无意识地用上级程序界面中所使用的计算参数来修改下级程序界面的计算参数。 例题: XNLK01(Φ16)铣内六边形 X-28 T1D1 G90G0Z100M9 G90G54G00X50Y50S1000M3 G75X0Y0 G42Y6.7 G42G0X50Y24.5 Z2.0M8 Z2.0M8 G1Z-4F80 G1Z-4F80 G91X-25RND=10F160 G91X25.5RND=8F160 X-25Y43.3RND=10 Y51RND=8 X25Y43.3RND=10 X-51RND=8 X50RND=10 Y-51RND=8 X25Y-43.3RND=10 X30 X-25Y-43.3RND=10 G0Z104M9 G90G40X0Y0 G0Z2 M2 G91X36 Φ8键槽铣刀铣内轮廓 G1Z-3 XNLK02 G0Z2 T2D2 Y68 G90G54G00X50Y50S1200M3 G1Z-3 G42Y42 G0Z2 Z2.0M8 X-36 G1Z-2F80 G1Z-3 G91X-12RND=5F100 G0Z100 G2Y16CR=25RND=5 M2 G1X24RND=4 Φ6麻花钻钻底孔
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