数控技术典型机床数控编程.ppt

《数控技术典型机床数控编程.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控技术典型机床数控编程.ppt（207页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第5章 典型机床数控编程,5.1 数控车床编程 5.2 数控铣床编程 5.3 加工中心编程 习题,想学习更多，请登录 WWW.CNCJL.COM,5.1 数控车床编程,5.1.1 数控车床编程概述 1.数控车床编程的特点（1）在一个程序段中，可以采用绝对值编程，也可以采用增量值编程，或二者混合编程。,（2）由于被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时都是以直径值表示的，因而当直径方向用绝对值编程时，X以直径值表示；用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附上方向符号（正向可以省略）。（3）为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量取Z向的一半。,（4）由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工

2、余量较大，因而为简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，可以在程序中调用。（5）车床数控系统中都有刀具位置补偿功能和刀具半径补偿功能，合理利用刀具补偿功能可以简化程序编制，提高零件的加工精度。,2.车床数控系统的功能 1）准备功能G 准备功能又称G功能或G代码，它是指定数控系统准备好某种运动和工作方式的一种命令，由地址G及其后的两位数字组成。,表5.1 准 备 功 能,2）辅助功能M 辅助功能又称M功能，主要用来表示机床操作时的各种辅助动作及其状态。它由地址M及其后的两位数字组成。常用辅助功能如表5.2所示，其中几个不同的停止方式介绍如下：,表5.2 辅 助 功 能,（1）M00程序停止。

3、（2）M01选择停止。（3）M02程序结束。（4）M30纸带结束。,3）F、S、T功能（1）F功能。F功能用于指定进给速度，由“F”和其后面的数字组成。（2）S功能。S功能用于指定主轴转速或速度，由“S”和其后的数字组成。,（3）T功能。T功能也叫刀具功能，用来指定刀位号和刀具补偿组号（简称刀补号），由“T”和其后的数字组成，格式为 T 刀具补偿组号 刀具号,3.车床坐标系的设定 1）机床坐标系 机床坐标系是以机床原点为坐标原点建立的X、Z轴直角坐标系。其中，Z轴与主轴中心线重合，为纵向退刀方向（+）；X轴与主轴垂直，为横向退刀方向（+），如图5.1所示。,图5.1 机床坐标系,2）工件坐标系

4、 工件坐标系是编程时使用的坐标系，因此又称为编程坐标系。数控编程时，应该首先确定工件坐标系和工件原点。工件坐标系是由操作编程人员设定的，其目的是为了方便编程和使各尺寸较为直观。工件原点般设在零件的设计基准点或工艺基准点上。图5.2中将工件原点选在了主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。,图5.2 工件坐标系,图5.3 设定工件坐标系实例,4.刀具补偿功能 1）刀具位置补偿 刀具位置补偿又叫刀具长度补偿、刀具偏置或刀具偏移。以下三种情况下均需要进行刀具位置补偿：（1）用多把不同尺寸的刀具对同一个零件的轮廓尺寸进行连续加工的过程中，每把刀具的刀尖之间存在位置偏差，必须利用刀具位置补偿功能将所有刀

5、具的刀尖都偏置到同一个基准点上。,（2）对同一把刀来说，当刀具重磨后再把它安装在原来的位置时，会产生安装误差。因此，在重新开始加工以前，也必须利用刀具位置补偿功能来修正重新安装位置误差。（3）每把刀具在其使用过程中都会有不同程度的磨损，这时的刀尖位置与磨损前的刀尖位置存在偏差，这势必造成加工误差。,2）刀具半径补偿 在编制数控车床加工程序时，通常将刀尖看作是一个点。然而在实际应用中，为了提高刀具寿命和降低加工表面的粗糙度，一般将车刀刀尖磨成半径约为0.41.6 mm的圆弧，如图5.4所示。,图5.4 刀尖圆弧半径补偿对加工精度的影响,图5.4中，在切削工件右端面时，车刀圆弧的切点A与理论刀尖P

6、的Z坐标值相同；车外圆时，车刀圆弧的切点B与理论刀尖P的X坐标值相同；这时不会产生加工误差，不需要考虑刀尖半径补偿。,图5.5 车刀刀尖方位代号,为了对上述由刀尖圆弧半径所引起的误差进行自动补偿，在加工工件之前，必须把刀具半径补偿的有关参数输入到CNC装置中。参数包括刀尖半径R值和刀尖方位T参数。T值与车刀的形状和刀尖所处的位置有关，用09表示，如图5.5所示。典型车刀的形状、位置和参数之间的关系如表5.3所示。,表5.3 典型车刀的形状、位置和参数之间的关系,3）刀具补偿参数的输入 每个刀具补偿号对应一组X、Z、R、T值。其中X、Z为刀具位置补偿值，R、T为刀具半径补偿值。,图5.6 显示器

7、屏幕显示刀补参数,4）刀具半径补偿的方向 将刀补参数输入到CNC装置后，当执行到含有T功能（如T0101）的程序段时，刀具位置补偿参数即可生效，而刀具半径补偿参数则必须执行到含有刀具半径补偿方向指令G41或G42指令时才可生效。如图5.7所示，G41指定左刀补，刀具沿编程轨迹前进方向左侧行进；G42指定右刀补，刀具沿编程轨迹前进方向右侧行进。当取消刀具半径补偿时，使用G40指令。,图5.7 刀具半径补偿G41、G42,5.1.2 常用G指令 1.快速点定位G00 G00指令使刀具快速定位到指定的目标位置，运动过程中无运动轨迹要求。其指令书写格式是：G00 X（U）_ Z（W）_；如图5.8所示

8、，从起点A快速定位到目标点B，可以有三种编程方式。,图5.8 快速点定位,（1）绝对值方式编程如下：G00 X120.0 Z100.0；或G00 X120000 Z100000；（2）增量值方式编程如下：G00 U80.0 W80.0；（3）绝对/增量混合方式编程如下：G00 U80.0 Z100.0；或 G00 X120.W80.0；,2.直线插补G01 该指令用于按F指定的进给速度切削任意斜率的直线，指令格式为 G01 X（U）_ Z（W）_ F _；编程示例如图5.9所示，选右端面轴心O为编程原点，其绝对值方式编程如下：,图5.9 直线插补,N10 G00 X50.0 Z2.0 S800

9、 T01 M03；（P0P1点）N20 G01 Z40.0 F80；（刀尖从P1点按F速度进给到P2点）N30 X80.0 Z60.0；（P2P3）以F速度进给N40 G00 X200.0 Z100.0；（P3P0）快速返回本例也可采用增量值编程。,3.圆弧插补G02/G03 圆弧插补指令使刀具按F给定的进给速度切削出圆弧轮廓，G02用于顺时针圆弧，G03用于逆时针圆弧。指令格式如下：（1）终点+圆心（I，K）：G02或G03 X（U）_ Z（W）_ I _ K_ F_；（2）终点+圆弧半径R：G02或G03 X（U）_ Z（W）_ R _F；,图5.10 圆弧插补时R与-R的区别,图5.11

10、 顺时针圆弧插补,图5.12 逆时针圆弧插补,4.螺纹切削指令G32 该指令用来切削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹（涡形螺纹），指令格式为 G32 X（U）_ Z（W）_ F_；F为螺纹导程。对于如图5.13所示的锥螺纹，其斜角在45以下时，螺纹导程以Z轴方向指定；45以上至90时，以X轴方向值指定。,图5.13 螺纹加工G32,图5.14 螺纹加工示例,5.暂停（延时）指令G04 该指令可使刀具进行暂短的无进给光整加工，主要用于切槽、钻到孔底以及自动加工螺纹等场合，如图5.15所示，指令格式为,G04,X（U）_（秒s，可带小数）P _（毫秒ms，不可带小数）,图5.15 G04暂停指令,6.

11、自动返回参考点指令G28 该指令使刀具自动返回参考点或经过某一中间位置再回到参考点，如图5.16所示。指令格式为 G28 X（U）_ Z（W）_ T00；T00(刀具复位)指令必须写在G28指令的同一程序段或该程序段之前；X(U)必须按直径值输入；该指令以设定的速度快速移动。,图5.16 自动返回参考点指令(a)经过中间点返回参考点；(b)从当前位置返回参考点,5.1.3 数控车床加工与编程 1.加工路线与加工余量 1)大余量毛坯的切削路线 一般用阶梯车削法来车削大余量毛坯。图5.17所示的两种加工路线中，图（a）是错误的切削路线，图（b）按15的顺序切削，每次切削所留余量相等，是正确的切削路

12、线。因为在同样背吃刀量的条件下，按图（a）方式加工所剩余的余量过多。,图5.17 大余量毛坯的阶梯切削路线(a)错误；(b)正确,根据数控加工的特点，还可以放弃常用的阶梯车削法，改用依次从轴向和径向进刀、顺工件毛坯轮廓走刀的路线，如图5.18所示。,图5.18 双向进刀的走刀路线,图5.19 分层切削时刀具的终止位置,2）分层切削时刀具的终止位置 当某表面的余量较多需分层多次走刀切削时，从第二刀开始就要注意防止走刀至终点时切削深度的猛增。如图5.19所示，设以90主偏刀分层车削外圆，合理的安排应是每一刀的切削终点依次提前一小段距离e（例如可取e=0.05 mm）。如果e=0，则每一刀都终止在同

13、一轴向位置上，主切削刃就可能受到瞬时的重负荷冲击。,2.加工参数的选择 1）合理选择切削用量 切削用量（ap、f、v）选择是否合理，对于能否充分发挥机床的潜力与刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。一些资料上推荐的切削用量数据如表5.3所示。,表5.3 数控车削用量表,2）合理选择刀具 刀具尤其是刀片的选择是保证加工质量和加工效率的重要环节。零件材质的切削性能、毛坯余量、尺寸精度和表面粗糙度要求以及机床的自动化程度等都是选择刀片的重要依据。数控车床能兼作粗、精车削，粗车时要选强度高、耐用度好的刀具，以满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求；精车时要选精度高、硬度高、耐

14、用度好的刀具，以保证加工精度的要求。,3.锥的切削 1）车锥原理 在车床上车外圆锥时可以分为车正锥和车倒锥两种情况，而每一种情况又有两种加工路线。图5.20所示为车正锥的两种加工路线，当按图（a）的加工路线车正锥时，需要计算终刀距S。假设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，背吃刀量为ap，则由相似三角形可得：,即,当按图（b）的走刀路线车正锥时，则不需要计算终刀距S，只要确定了背吃刀量ap即可车出圆锥轮廓。但在每次切削中，背吃刀量是变化的。图5.21为车倒锥的两种加工路线，车锥原理与正锥相同。,图5.20 车正锥的加工路线,图5.21 车倒锥的加工路线,2）车锥举例 用30 mm的棒料毛坯，3号

15、刀为外圆刀，车削如图5.22所示的正锥。通过分析，确定分三次走刀，前两次背吃刀量ap=2 mm，最后一次背吃刀量ap=1 mm。按第一种车锥路线进行加工，终刀距S1=8 mm；S2=16 mm。,图5.22 车锥编程实例,4.圆弧的车法 1）车锥法 在车圆弧时，不可能用一刀就把圆弧车好，因为这样吃刀量太大，容易打刀。可以先车一个圆锥，再车圆弧，但要注意车锥时起点和终点的确定，若确定不好则可能损伤圆弧表面，也有可能将余量留得太大。确定起点和终点的方法如图5.23所示.,图5.23 车锥法,图5.24 车圆法,2）车圆法 对于较复杂的圆弧，用车锥法较复杂，也可用车圆法，即用不同半径的圆来车削，最终

16、将所需的圆弧车出来。如图5.24所示，起刀点A和终点B的确定方法如下：连接OA、OB，则此时车削圆弧的半径为R1=OA=OB，因此,每刀切削深度：,（P为分刀次数）,5.孔的加工 对于孔加工，不同的数控系统有不同的指令。本系统孔加工所使用的指令为直线插补指令G01，下面以图5.25为例说明孔加工的编程方法。,图5.25 孔加工编程实例,6.单一固定循环G90 在前面介绍的加工程序中，一个G指令对应机床的一个动作，一个加工需要用若干个程序段实现。为了缩短程序长度，提高编程效率，FANUC-0TD系统提供了固定循环指令，每个固定循环能够完成一个典型加工的一系列动作。G90为单一加工固定循环指令，用

17、于圆柱面和圆锥面的循环切削。,（1）外圆切削循环，指令格式如下：G90 X（U）_ Z（W）_ F_；如图5.26所示，刀具从循环起点开始按矩形循环，最后又回到循环起点。,图5.26 外圆切削循环,所示的工件，其有关程序如下：N05 G90 X35.0 Z30.0 F60.0；N06 X30.0；N07 X25.0；,图5.27 外圆切削循环加工实例,(2)锥面切削循环，指令格式如下：G90 X（U）_ Z（W）_ R _F_；如图5.28所示，R为锥体大小端的半径差。锥面起点坐标大于终点坐标时R为正，反之为负。加工如图5.29所示的工件，其有关程序如下：N05 G90 X40.0 Z-40.

18、0 R-5.0 F40.0；N06 X35.0；N07 X30.0；,图5.28 车锥面循环,图5.29 锥面切削循环加工实例,7.外圆粗车循环G71 G71为复合加工固定循环，用于外（内）圆多刀循环粗车加工，其指令格式如下：G71 U(d)R(e)G71 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F _S_ T _；N(ns),从序号ns至nf的程序段，指定A到B间的移动指令F _S_T_N(nf),如图5.30所示，C是粗车循环的起刀点，w是轴向精车余量，u2是径向精车余量，d是切削深度，e是回刀时的径向退刀量。R表示快速进给，F表示切削进给。当粗车内圆时，径向精车余量d应指定为负值。,图5.3

19、0 外圆粗车循环,图5.31 端面粗车循环,8.端面粗车循环G72 G72用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，如图5.31所示，指令格式如下：G72 W（d）R(e)G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_ S_ T_；其中，d、e、ns、nf、u、w的含义与G71相同。,9.成型粗加工复合循环G73 G73用于重复切削一个已经锻造、铸造加工成型的工件，其指令格如下：G73 U(i)W(k)R(d)G73 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_ S_ T_；N(ns)；指定沿A A B的加工路线 N(nf),其中：iX轴方向的总退刀距离(半径值)；kZ轴方向的总退刀距离；d重复加工次数；n

20、s精加工形状程序的第一个段号；nf精加工形状程序的最后一个段号；uX方向精加工余量及方向（直径）；wZ方向精加工余量及方向。走刀路线如图5.32所示。,图5.32 固定形状粗车循环G73,10.精车循环G70 当用G71、G72、G73粗车工件后，可以用G70指令完成精车循环，即让刀具按粗车循环指令的精加工路线切除粗加工中留下的余量。其指令格式如下：G70 P（ns）Q（nf）其中，ns指定精车循环的第一个程序段号；nf指定精车循环的最后一个程序段号。在精车循环G70状态下，ns至nf程序中指定的F、S、T有效；当ns至nf程序中不指定F、S、T时，粗车循环中指定的F、S、T有效。,图5.33

21、所示为采用G71外圆粗车循环与G70精车循环的例子。毛坯为棒料，粗加工切削深度为7 mm，进给量0.3 mmr，主轴转速为500 rmin，主轴转速为500 r/min，精加工余量X向4 mm(直径上)，Z向2 mm，进给量为0.15 mm/r，主轴转速为800 r/min，程序起点如图所示。,图5.33 G71、G70指令加工实例,图5.34 使用G70功能可能出现的碰撞,图5.35 G73、G70加工实例,11.简单螺纹切削循环G92 G92为简单螺纹循环，用于切削锥螺纹和圆柱螺纹，该指令与单一固定循环基本相同，只是F后边的进给量改为螺距值，指令格式如下：G92 X（U）_ Z（W）_ R

22、（I）_ F_；,图5.36 螺纹循环G92(a)圆锥螺纹循环；(b)圆柱螺纹循环,切削时应注意以下四个参数。1）螺纹牙型高度（螺纹总切深）螺纹牙型高度是指螺纹牙型上牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离，如图5.37中的H所示，它是车削时车刀的总切入深度。,图5.37 螺纹牙型的高度,根据国标GB 19219781规定，普通螺纹的牙型理论高度H=0.866P，实际加工时，由于螺纹车刀刀尖半径的影响，螺纹的实际切深有变化。根据GB 19781规定，螺纹车刀可在牙底最小削平高度H8处削平或倒圆，则螺纹实际牙型高度可按下式计算：h=H-2（H8）=0.6495P式中：H螺纹原始三角形高度，H=0.86

23、6P mm；P螺距（单位为mm）。,2）螺纹起点与螺纹终点径向尺寸 螺纹加工中，径向起点（编程大径）的确定决定于螺纹大径。3）螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸 由于车螺纹起始时有一个加速过程，结束前有一个减速过程，在这段距离中螺距不可能保持均匀，因而车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段和减速退刀段。,4）分层切削深度 如果螺纹牙型较深、螺距较大，可分几次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配，如图5.38所示。常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量可参考表5.4选取。,图5.38 螺纹进刀切削方法,表5.4 常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量,图5.39 使用G92加工实

24、例,12.复合螺纹切削循环G76复合螺纹切削循环指令G67的格式如下：G76 P(m)(r)(a)Q(dmin)R(d)G76 X(W)Z(W)R(I)P(k)Q(d)F(f),13.子程序 在编制加工程序过程中，如果有一组程序段在一个程序中多次出现或者在几个程序中都要使用它，则可以将这个典型的加工程序编制成固定程序，单独命名，这种程序段称为子程序。使用子程序可以减少不必要的编程重复，从而达到简化编程的目的。主程序可以调用子程序，子程序也可以调用下一级子程序。子程序必须在主程序结束指令后建立，其作用相当于一个固定循环。,子程序调用指令M98的格式如下：M98 P_ L_；其中，P为子程序号，L

25、为子程序重复调用次数。子程序必须以M99结尾，表示子程序运行结束，请返回到主程序。子程序调用下一级子程序称为嵌套。图5.40所示为车削不等距槽的示例。对等距槽采用循环比较简单，而不等距槽则调用子程序较为简单。,图5.40 子程序编程示例,5.1.4 数控车床编程实例 某零件图如图5.41所示，需要在数控车床上对该零件进行精加工，其中85 mm部分不加工，要求编制精加工程序。,图5.41 车削零件示例,1.根据图纸要求按先主后次的加工原则确定工艺路线（1）先从左至右切削外轮廓面，其路线为：倒角切削螺纹的实际外圆切削锥面部分车削62 mm外圆倒角车80 mm外圆切削圆弧部分车80 mm外圆。（2）

26、切3 mm45 mm的槽。（3）车M481.5的螺纹。,2.选择刀具并绘制刀具布置图 根据加工要求需选用三把刀具：一号刀车外圆，二号刀切槽，三号刀车螺纹。在绘制刀具布置图时，要正确选择换刀点，以避免换刀时刀具与机床、工件及夹具发生碰撞现象。本例换刀点选为A（200，350）点。3.确定切削用量 切削用量如表5.5所示。,表5.5 切 削 用 量 表,4.编制精加工程序 该机床可以采用绝对值和增量值混合编程，绝对值用X、Z地址，增量值用U、W地址，采用小数点编程，程序如下：,N01 G50 X200.0 Z350.0；(坐标系设定)N02 S630 M03 T0101 M08；N03 G00 X

27、41.8 Z292.0；N04 G01 X47.8 Z289.0 F0.15；（倒角）N05 U0 W59.0；（47.8 mm）N06 X50.0 W0；（退刀）N07 X62.0 W60.0；（锥度）N08 U0 Z155.0；（62 mm）N09 X78.0 W0；(退刀)N10 X80.0 W1.0；（倒角）N11 U0 W19.0；(车80 mm外圆),N12 G02 U0 W60.0 163.25 K30.0；(圆弧)N13 G01 U0 Z65.0；（车80 mm外圆）N14 X90.0 W0；N15 G00 X200.0 Z350.0 M05 T0100 M09；（退刀）N16

28、 X51.0 Z230.0 S315 M03 T0202 M08 N17 G01 X45.0 W0 F0.16；（切槽）N18 G04 X5.0；（延时）N19 G00 X51.0；（退刀）N20 X200.0 Z315.0 M05 T0200 M09；（退刀）N21 G00 X52.0 Z296.0 S200 M03 T0303 M08；N22 G92 X47.2 Z231.5 F1.5；（切螺纹）,N23 X46.6；N24 X46.2；N25 X45.8；N26 G00 X200.0 Z350.0 T0300；（退至起点）N27 M30；,5.1.5 数控车床的操作面板 1.数控系统操作

29、面板 数控系统操作面板如图5.42所示，由CRT显示器和MDI键盘两部分组成。1）CRT显示器 CRT显示器可以显示机床的各种参数和功能，如机床参考点坐标、刀具起始点坐标、输入数控系统的指令数据、刀具补偿量的数值、报警信号、自诊断结果、滑板快速移动速度以及间隙补偿值等。,2）MDI键盘（1）功能键。各功能键的功能说明如下：“POS”键显示现在机床的位置；“PRGRM”键在EDIT方式下编辑、显示存储器里的程序，在MDI方式下输入、显示MDI数据，在机床自动操作时显示程序指令值；,“MENUOFSET”键用于设定、显示补偿值和宏程序变量；“DGNOSPARAM”键用于设定、显示参数，显示自诊断数

30、据；“OPRALARM”键用于显示报警号；“AUXGRAPH”键用于显示图形。,（2）数据输入键。数据输入键有15个，可用来输入字母、数字及其它符号。每次输入的字符都显示在CRT屏幕上。（3）“RESET”复位键。当机床自动运行时，按下此键，则机床的所有操作都停下来。此状态下若恢复自动运行，滑板需返回参考点，程序将从头执行。,图5.42 MJ50型数控车床数控系统操作面板,（4）“START”启动键。按下此键，便可执行MDI命令。（5）“INPUT”输入键。按下此键，可输入参数或补偿值等，也可以在MDI方式下输入命令数据。（6）“CAN”删除键。此键用于删除已输入到缓冲器里的最后一个字符或符号

31、。例如输入N100后按下“CAN”键，则N100被删去。（7）“CURSOR”光标移动键。“”键将光标向下移动，“”将光标向上移动。,（8）“PAGE”页面键。“”键向后翻页，“”键向前翻页。（9）程序编辑键。各键的功能说明如下：“ALTER”键用于更改程序。“INSRT”键用于插入程序。“DELET”键用于删除程序。(10)“EOB”结束程序键。,2.机床操作面板 机床操作面板如图5.43所示，各开关、按钮的功能与使用介绍如下。（1）程序启动按钮（CYCLE START）：用于自动方式下，启动自动运行功能，指示灯亮，显示自动运行状态。（2）进给保持按钮（FEED HOLD）：在自动运行状态下

32、暂停进给（滑板停止移动），但M、S、T功能仍然有效；指示灯亮，显示机床处于暂停进给状态；按程序启动按钮，可以恢复自动运行。,（3）手摇脉冲发生器：通常称为手轮，用于对刀。左侧的开关指定移动的坐标轴，由“MODE”旋转开关设定手轮每转1格的移动量。（4）点动按钮（JOG）：有四个（+X、-X、+Z、-Z），每次只能按下一个。（5）快速倍率开关（RAPID OVERRIDE）：倍率值分为100、50、25和LOW四级。,（6）进给倍率开关（FEEDRATE OVERRIDE）：在自动运行中，由F代码指定的进给速度可以用此开关来调整，调整范围为0150，每格增量为10。在点动方式下，进给速度可以在

33、01260 mmmin范围内调整。（7）刀具选择开关（TOOL SELECTION）：用于选择10把刀具中的任意一把。,（8）刀架转位按钮（INDEX）：在手动方式下，使用“TOOL SELECTION”开关指定了刀具号之后，压下此按钮可进行换刀操作。（9）对刀仪按钮（TOUCH SENSOR）：用于安装有对刀仪的机床上，可在手动方式下控制对刀仪的摆出和摆回。,图5.43 MJ50型数控车床机床操作面板,（10）卡盘压力转换按钮（CHUCK PRESS CHANGE）：用于设定卡盘夹紧压力。（11）尾座夹紧按钮（TAIL STOCK INTERLOCK）：开机后尾座处于夹紧状态，指示灯不亮；按

34、下此按钮，松开尾座，指示灯亮；再按下它，夹紧尾座。（12）位置记录按钮（POSITION RECORD）：用于将刀具补偿值作为工件坐标系与机床坐标系的差值设定。,（13）门联锁钥匙开关（DOOR INTERLOCK）：用于打开或关闭电箱门。（14）程序保护钥匙开关（PROG PROTECTION）：此开关接通，可进行加工程序的编辑、存储；此开关断开，则存储器内的程序不能改变。（15）超程解除钥匙开关（STROKE END RELEASE）：用于解除因超程而引起的报警。（16）机床灯开关（LIGHT）：开关在“ON”位置工作灯亮，开关在“OFF”位置工作灯灭。,（17）冷却开关（COOLANT）

35、：开关置于手动位置（MANU），则手动方式启动冷却单元；开关置于自动（AUTO）位置，则在加工过程中，用M代码控制冷却单元的启动与停止；开关置于“OFF”位置，冷却停止。（18）工件坐标系偏置开关（WORK SHIFT）：用于安装有对刀仪的机床。（19）机床锁定开关（MACHINE LOCK）：开关置于“ON”位置，仅滑板不能移动；开关置于“OFF”位置，操作正常执行。,（20）程序检查开关（PROG CHECK）：开关置于“ON”位置，用于检查加工程序，此时程序中的M、S代码无效，T代码有效，滑板以空行程速度移动；开关置于“OFF”位置，执行正常操作。（21）空运行开关（DRY RUN）：开

36、关置于“ON”位置，程序中的 F代码无效，滑板以“进给倍率”开关指定的速度移动，同时滑板的快速移动有效；开关置于“OFF”位置，F代码有效。,（22）程序段跳过开关（BLOCK DELETE）：开关置于“ON”位置，程序开头有“”符号的程序段被跳过不执行；将开关置于“OFF”位置，“”符号无效。（23）单步运行开关（SINGLE BLOCK）：开关置于“ON”位置，在自动运行方式下，执行一个程序段后自动停止；开关置于“OFF”位置，则连续运行程序。,（24）选择停止开关（OPTIONAL STOP）：开关置于“ON”位置，当程序运行到 M01时，暂停运行，且主轴停转，冷却停止，指示灯亮；按下“

37、CYCLE START”按钮，继续执行下面的程序。开关置于“OFF”位置，M01代码功能无效。（25）工作方式选择开关（MODE）：用于选择机床的某一种工作方式，分为自动方式和手动方式两组。,（26）主轴功能按钮（SPINDLE），各按钮功能说明如下：“FWD-RVS”为正反转开关，用以指定主轴的旋转方向。“STOP”为停止按钮，按下此按钮主轴停转。“START”为启动按钮，在手动方式下，按下此按钮主轴按指定的方向旋转；在自动方式下，主轴正转，用于检查工件的装夹情况。指示灯亮表示主轴正在转动。“SPEED”速度调整旋钮，用于调整主轴转速。,（27）紧急停止按钮（EMERG STOP）：当出现异

38、常情况时，按下此按钮机床立即停止工作。（28）报警指示灯（ALARM）：包括以下三个报警灯：机床报警灯（MACHINE）。主轴报警灯（SPINDLE）。润滑报警灯（LUB）。,（29）程序结束指示灯（CYCLE END）：加工完一个工件后，该指示灯亮。（30）卡盘夹紧指示灯（CHUCK CLOSED）：卡盘夹紧，指示灯亮。（31）套筒伸缩按钮（QUILL OUTIN）：按下此按钮，尾座套筒伸出，左侧指示灯亮；再次按下此按钮，尾座套筒退回，指示灯灭。,5.2 数控铣床编程,5.2.1 数控铣床编程基础 1.铣床数控系统的功能 不同的铣床数控系统，其编程功能指令也不尽相同。以FANUC-0MD系统

39、为例，其主要功能包括准备功能（G功能）和辅助功能（M功能），如表5.6和表5.7所示。,表5.6 FANUC-0MD系统的准备功能,表5.7 FANUC-0MD系统的辅助功能,2.坐标系 1)机床坐标系 数控铣床以机床主轴轴线方向为Z轴，刀具远离工件的方向为Z轴正方向，X轴位于与工件安装面相平行的水平面内。2）参考点 参考点是机床上的一个固定点，与加工程序无关。数控机床的型号不同，其参考点的位置也不同。,5.2.2 基本编程方法 1.设定工件坐标系指令G92 G92指令的格式如下：G92 X_ Y _Z_；G92指令是规定工件坐标系坐标原点的指令，工件坐标系的坐标原点又称为程序零点，坐标值X、

40、Y、Z为刀具刀位点在工件坐标系中(相对于程序零点)的初始位置。执行G92指令时，机床并不动作，即X、Y、Z轴均不移动。,图5.44 建立工件坐标系,2.绝对坐标/增量坐标指令G90/G91 G90指定用绝对坐标编程时，程序段中的X、Y、Z坐标值以工件坐标系原点为基准；G91指定用增量坐标（或相对坐标）编程时，程序段中的X、Y、Z坐标值以刀具当前点为基准。如图5.45所示，刀具由起始点A直线插补到目标点B。,图5.45 G90、G91编程举例,3.平面选择指令G17、G18、G19 平面选择指令G17、G18、G19分别用来指定程序段中刀具的圆弧插补平面和刀具半径补偿平面。如图5.46所示，G1

41、7选择XY平面；G18选择ZX平面；G19选择YZ平面。,图5.46 平面设定,4.快速点定位指令G00 该指令使刀具快速定位到指定的目标位置，运动过程中无运动轨迹要求。其指令格式如下：G00 X_ Y _ Z _；其中，X、Y、Z为直线的终点坐标，可以是绝对坐标，也可以是增量坐标，不移动的坐标轴可以省略；快速移动的速度由机床生产商设定，无需编程指定。,5.直线插补指令G01 该指令使刀具以F指定的进给速度插补加工出任意斜率的直线，指令格式如下：G01 X_ Y _ Z _ F _；其中，X、Y、Z为直线的终点坐标，可以是绝对坐标，也可以是增量坐标，不移动的坐标轴可以省略；F为刀具移动的速度，

42、单位为mm/min。,6.圆弧插补指令G02/G03 该指令使刀具按F给定的进给速度插补加工圆弧轮廓。G02用于顺时针圆弧，G03用于逆时针圆弧。编程方式与数控车床相似，可采用“终点+圆心”方式编程，也可采用“终点+圆弧半径”方式编程。但是，由于铣床有三个坐标平面，因而需要用G17、G18、G19指令选择加工平面。,指令格式分别如下：,XY平面圆弧,ZX平面圆弧,YZ平面圆弧,图5.47 圆弧的插补方向,图5.48 圆弧插补编程,对图5.49所示的例子，设刀具从A开始沿ABC切削，则程序如下：G92 X200.0 Y40.0 Z0.0；G90 G03 X140.0 Y100.0 I60.0 F

43、100；G02 X120.0 Y60.0 I50.0；,图5.49 G02/G03编程举例,7.暂停指令G04 该指令可使刀具进行暂短的无进给光整加工，一般用于镗平面、锪孔等场合，指令格式如下：,8.返回参考点指令G28/G30（1）返回第一参考点指令G28的格式如下：G28 X _Y _ Z _；执行G28指令使各轴快速移动，经过X、Y、Z指定的中间点返回到参考点定位。,（2）第二、三、四原点返回指令G30的格式如下：G30 P2（P3，P4）X _ Y _ Z _；其中，P2、P3、P4用来选择第二、三、四参考点返回，省略时系统选择第二参考点返回。,9.刀具长度补偿指令G43/G44/G4

44、9 该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或减少一个偏移量，这样当刀具在长度方向的尺寸发生变化时，可以在不改变程序的情况下，通过改变刀具偏置量，加工出所要求的零件尺寸。G43为正补偿，G44为负补偿，G44为取消刀具长度补偿，指令格式如下：,和 G49 Z_；,图5.50 G43编程举例,10.刀具半径补偿指令G41/G42/G40 该指令用于刀具半径方向的补偿，它使刀具中心偏离编程轮廓一个刀具半径值，这样当刀具在半径尺寸发生变化时，可以在不改变程序的情况下，通过改变刀具半径偏置量，加工出所要求的零件尺寸。G41为左刀补，即沿刀具进刀方向看去，刀

45、具中心在零件轮廓的左侧；G42为右刀补，即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的右侧；,G40为取消刀具半径补偿，指令格式如下：,和 G40 X_Z_；,刀具半径补偿的过程分为以下三步：（1）刀补的建立，就是当刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。如图5.51所示，OA段为建立刀补段，必须用直线G01或G00编程，示例程序段如下：G41 G01 X50.0 Y40.0 F100 D01；或 G41 G00 X50.0 Y50.0 D01；,图5.51中，若不用刀具半径补偿，则当OA段程序执行结束时，刀具中心在A点；如采用刀补，则刀具将让出一个刀具

46、半径的偏移量，使刀具中心移动到B点。,图5.51 刀具半径补偿,（2）刀补进行。在G41、G42程序段执行后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量，直到刀补取消。（3）刀补的取消，即 刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程。图5.51中CO段为取消刀补段，和建立刀补一样，也必须用直线G01或G00编程，示例程序段如下：G40 G01 X0.0 Y0.0；或 G40 G00 X0.0 Y0.0；取消刀补完成后，刀具又回到了起点位置O。,11.选择机床坐标指令G53 该指令用于把刀具移动到机床固定的位置，如换刀位置等，指令格式如下：(G90)G53 X_ Y_ Z_；当执行该指令时，

47、刀具移到机床坐标系中的X、Y、Z坐标点上。G53是非模态指令，仅在它所在的程序段中和绝对值指令G90中才有效；在增量值指令G91中无效。,12.工件坐标系选择指令C54G59 为方便编程，可将坐标零点设在工件的某个点W上，从而构成工件坐标系，如图5.52所示，指令格式如下：G54 X_ Y_ Z_；其中，X、Y、Z为W点在机床坐标系中的坐标值，G55G59指令格式及作用与G54相同。若在工作台上同时加工多个相同的零件，则可以用G54G59指令设定不同的程序零点，以便用同一个程序完成多个工件的加工，如图5.53所示。,图5.52 工件坐标系,图5.53 多个工件坐标系,5.2.3 数控铣床编程举

48、例 如图5.54所示，要加工一个盖板零件,该零件的毛坯是一块180 mm90 mm12 mm的板料，要求铣削成图中实线所示的外形。,图5.54 盖板零件图,图5.55 坐标计算简图,5.3 加工中心编程,5.3.1 基本编程方法 1.螺旋切削功能 数控铣床一般只有两轴半联动功能，因此只能加工平面圆弧。而加工中心的联动轴数一般都在三轴以上，可以实现空间螺旋线切削，即在圆弧插补的同时，使刀具做轴向移动，其指令格式与圆弧插补相同，只是增加了螺旋线终点的轴向坐标值。,图5.56 螺旋切削,（1）XY圆弧插补平面：,其中，Z值为螺旋线终点的轴向坐标值，Z轴为螺旋线轴线方向，如图5.56所示。,（2）ZX

49、圆弧插补平面：,其中，Y值为螺旋线终点的轴向坐标值，Y轴为螺旋线轴线方向。,（3）YZ圆弧插补平面：,其中，X值为螺旋线终点的轴向坐标值，X轴为螺旋线轴线方向。,2.自动换刀功能 不同的加工中心，其换刀程序不尽相同。通常选刀和换刀是分开进行的，换刀动作必须在主轴准停（M19）条件下进行，换刀完毕启动主轴后，方可执行下面程序段的加工动作。选刀动作可与机床的加工动作重合起来，即利用切削时间进行选刀。,5.3.2 固定循环功能 加工中心配备的固定循环功能主要用于加工孔，包括钻孔、镗孔、攻螺纹等。1.固定循环的动作 如图5.57所示，孔加工固定循环通常由以下6个动作组成。X轴和Y轴定位(使刀具快速定位

50、到孔加工的位置)；快进到R点（刀具自初始点快速进给到R点）；孔加工（以切削进给速度执行孔加工的动作）；,在孔底的动作（包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作）；返回到R点（继续下一个孔的加工而又要安全移动刀具时返回R点）；快速返回到初始点（孔加工完成后一般应选择初始点）。图5.57中，虚线表示快速进给，实线表示切削进给。,图5.57 固定循环的动作,1）初始平面 初始平面是为安全下刀而规定的一个平面。2）R点平面 R点平面又叫做R参考平面，这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面，距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取25 mm。3）孔底平面 加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度