1、3.1 数控铣床编程基础,第一节：数控铣床编程基础第二节：数控铣床基本G指令,第一节 数控铣床编程基础,1、数控铣床功能特点,铣削加工(2)孔加工及螺纹加工。(3)刀具半径自动补偿功能。(4)刀具长度补偿功能。(5)固定循环功能。(6)镜像加工功能。(7)子程序功能。(8)数据输入/输出及DNC功能。(9)自诊断功能。,2、数控铣床坐标系和参考点,坐标系的确定原则,刀具相对于静止工件而运动的原则。,标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系。这个坐标系的X、Y、Z坐标轴与机床的主要导轨相平行，它与安装在机床上并且按机床的主要直线导轨找正的工件相关。主运动是Z轴，X轴是水平的，根据右手螺旋法则，
2、确定Y轴。,坐标系的确定原则,运动的方向：数控机床的某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向为坐标轴的正方向，即刀具远离工件的方向。,坐标轴的规定,Z轴：定义为机床主轴或平行于主轴的坐标轴。如果机床有一系列主轴，则选尽可能垂直于工件装夹面的主轴为Z轴。正方向：定义为从工作台到刀具夹持的方向，即刀具远离工作台的运动方向。,X轴：为水平的、平行于工件装夹平面的坐标轴，它平行于主要的切削方向，且以此方向为正方向。,坐标轴的规定,Y轴：正方向则根据X轴和Z轴的方向按右手螺旋法则确定。,(a)立式数控铣床；(b)卧式数控铣床,机床坐标系的原点 机床坐标系的原点即机床原点，是指在机床上设置的一
3、个固定点。它在机床装配、调试时就已确定下来了，是数控机床进行加工运动的基准点，由机床制造厂家确定。,数控铣床参考点机床参考点一般取在X、Y、Z三个直角坐标轴正方向的极限位置上。在数控机床回参考点(也叫做回零)操作后，CRT显示的是机床参考点相对机床坐标原点的相对位置的数值。机床参考点也称为机床零点。机床启动后，首先要将机床返回参考点(回零)，即执行手动返回参考点操作，使各轴都移至机床参考点。这样在执行加工程序时，才能有正确的工件坐标系。,3、工件坐标系,工件坐标 工件坐标系的各坐标轴名称和方向必须与所使用的数控机床坐标系相应的名称和方向相同。,工件坐标系的原点 工件坐标系的原点是指根据加工零件
4、图样选定的编制零件程序的原点，即编程坐标系的原点。编程原点由编程人员自己确定，应该尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，或者是工件的对称中心上，并考虑到编程的方便性。,机床坐标系和工件坐标系之间的联系 当工件安装在机床上以后，机床坐标系和工件坐标系的原点是绝对不可能重合的，工件的原点相对于机床的原点，在X、Y、Z方向有位移量，通过对刀操作可以测定。因此，编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编程原点，建立编程坐标系，计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。,对加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，确定加工原点的位置，并在数控系统中给予设定(即给出原点设定值)，这样数控机床
5、才能按照准确的加工位置进行加工。数控操作人员确定工件原点相对机床原点的操作过程，称为对刀。,第二节 数控铣床基本G指令,一、有关坐标和坐标系的指令（1）、绝对值编程G90与增量值编程G91格式：G90 G X Y Z G91 G X Y Z,注意:铣床编程中增量编程不能用U、W.,注意：铣床中X轴不再是直径.,例：刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时用G90、G91指令编程。,（2）、工件坐标系设定G92格式：G92 X_ Y_ Z_ X、Y、Z、为当前刀位点在工件坐标系中的坐标。G92指令通过设定刀具起点相对于要建立的工件坐标原点的位置建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后续的绝对值指令坐标位
6、置都是此工件坐标系中的坐标值。,说明,G92 设置加工坐标系,G92 X X2 Y Y2 Z Z2 则将工件原点设定到距刀具起始点距离为X=-X2，Y=-Y2，Z=-Z2 的位置上。,（3）、工件坐标系选择 G54-G59,说明,1、G54G59是系统预置的六个坐标系，可根据需要选用。2、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。3、G54G59预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用MDI方式输入，系统自动记忆。4、使用该组指令前，必须先回参考点。5、G54G59为模态指令，可相互注销。,选择机床坐标系
7、,（4）、G53-选择机床坐标系 编程格式：G53 G90 X Y Z；G53 指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值。例：G53 X-100 Y-100 Z-20G53为非模态指令,只在当前程序段有效.（5）、G52 局部坐标系设定 编程格式：G52 X Y Z；式中X、Y、Z后的值为局部原点相对工件原点的坐标值。,几个坐标系指令应用举例如图所示从A-B-C-D行走路线,编程如下N01 G54 G00 G90 X30.0 Y40.0 快速移到G54中的A点N02 G59 将G59置为当前工件坐标系 N03 G00 X30.0 Y30.0 移到
8、G59中的B点N04 G52 X45.0 Y15.0 在当前工件坐标系G59中建立局部坐标系G52N05 G00 G90 X35.0 Y20.0 移到G52中的C点N06 G53 X35.0 Y35.0 移到G53（机械坐标系）中的D点,二、坐标平面选定,坐标平面选择 G17，G18，G19 格式：G17 G18 G19,G17 XY平面，G18 ZX平面，G19 YZ平面。坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。G17、G18、G19为模态功能，可相互注销，G17为缺省值。,三、参考点控制指令,（1）、自动返回参考点 G28格式：G28 X _ Y _ Z _其中，X、Y、
9、Z 为指定的中间点位置。,说明：执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指 令的中间点位置，然后自动返回参考点。在使用上经常将XY和Z分开来用。先用G28 Z.提刀并回Z轴参考点位置，然后再用G28 X.Y.回到XY方向的参考点。在G90时为指定点在工件坐标系中的坐标；在G91时为指令点相对于起点的位移量,G28指令前要求机床在通电后必须(手动)返回过一次参考点。使用G28指令时，必须预先取消刀具补偿。G28为非模态指令。,参考点控制指令（G29）,（2）、自动从参考点返回G29格式：G29 X _ Y _ Z 其中，X、Y、Z 为指令的定位终点位置。,四、有关单位的设定,1、尺寸单位
10、选择G20，G21，G22格式：G20 英制 G21 公制 尺寸输入制式 G22 脉冲当量,这3个G代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的程序段指令或通过系统参数设定。程序运行中途不能切换。,五、基本编程指令,1、快速定位指令G00格式：G00 X_Y_Z_ 其中，X、Y、Z、为快速定位终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。（空间折线移动）,说明：1、G00 一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。2、为避免干涉，通常的做法是：不轻易三轴联动。一般先移动一个轴，再在其它两轴构成的面内联动。如：进刀时，先在安全高度Z上，移动（联动）X、Y 轴，再下移
11、Z轴到工件附近。退刀时，先抬Z轴，再移动X-Y轴。,直 线 插 补 指 令（G01）,2、直线进给指令G01 格式：G01 X _Y_ Z_ F_ 其中，X、Y、Z为终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。,说明：（1）G01指令刀具从当前位置以联动的方式，按程序段中F指令规定的合成进给速度，按合成的直线轨迹移动到程序段所指定的终点。（2）实际进给速度等于指令速度F与进给速度修调倍率的乘积。（3）G01和F都是模态代码，如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度，可以不再书写这些代码。（4）G01可由G00、G02、G03或G33功能注销。,G00、G0
12、1指令的使用,程序如下：O0001；G90 G54；M03 S500 F200；G00 X0.0 Y0.0；Z5.0；G01 X20.0 Y20.0 F100；Y50.0；X40.0；X50.0 Y40.0；Y20.0；X20.0；,G00 X0 Y0；Z100.0；M05；M30；,F_,F_,指令格式：,或,（1）,圆弧插补指令,3、圆弧进给指令 G02:顺时针圆弧插补 G03:逆时针圆弧插补,圆 弧 插 补 指 令（G02/G03）,（2）指令参数说明：圆弧插补只能在某平面内进行。G17代码进行XY平面的指定，省略时就被默认为是G17当在ZX（G18）和YZ（G19）平面上编程时，平面指
13、定代码不能省略。,G02/G03判断：G02为顺时针方向圆弧插补，G03为逆时针方向圆弧插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方向看到的回转方向。,平面圆弧插补,I，J，K分别表示X，Y，Z 轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如下图所示。某项为零时可以省略。,起点,当圆弧圆心角小于180时，R为正值，当圆弧圆心角大于180时,R为负值。整圆编程时不可以使用R，只能用I、J、K。F为编程的两个轴的合成进给速度。,（3）编程算法,圆弧AB：绝对:G17G90 G02 X xb Y yb R r1 F f;或 G17G90 G02 X xb Y yb I(x1-xa)J(y1-ya)F
14、 f;增量:G91G02 X(xb-xa)Y(yb-ya)R r1 F f;或 G91G02 X(xb-xa)Y(yb-ya)I(x1-xa)J(y1-ya)F f;,（4）编制圆弧程序段大圆弧AB,每段圆弧可有四个程序段表示,G17 G90 G03 X0 Y25 R-25 F80G17 G90 G03 X0 Y25 I0 J25 F80G91 G03 X-25 Y25 R-25 F80G91 G03 X-25 Y25 I0 J25 F80,小圆弧AB,G17 G90 G03 X0 Y25 R25 F80G17 G90 G03 X0 Y25 I-25 J0 F80G91 G03 X-25 Y2
15、5 R25 F80G91 G03 X-25 Y25 I-25 J0 F80,例2、整圆编程要求由A点开始，实现逆时针圆弧插补并返回A点。,G90 G03 X30 Y0 I-40 J0 F80G91 G03 X0 Y0 I-40 J0 F80,（5）G02/G03 实现空间螺旋线进给格式：G17 G02(G03)X.Y.R.Z.F.或 G18 G02(G03)X.Z.R.Y.F.G19 G02(G03)Y.Z.R.X.F.,即在原G02、G03指令格式程序段后部再增加一个与加工平面相垂直的第三轴移动指令，这样在进行圆弧进给的同时还进行第三轴方向的进给，其合成轨迹就是一空间螺旋线。X、Y、Z为投影
16、圆弧终点,第3坐标是与选定平面垂直的轴终点.,如下图所示轨迹,G91 G17 G03 X-30.0 Y30.0 R 30.0 Z10.0 F100或：G90 G17 G03 X0 Y 30.0 R 30.0 Z 10.0 F100,六、基本指令编程举例,如图所示零件以30的孔定位精铣外轮廓暂不考虑刀具补偿,程序单（1）,%0001 G92 X150.0 Y160.0 Z120.0 G90 G00 X100.0 Y60.0 Z-2.0 S100 M03 G01 X75.0 F100 X35.0 G02 X15.0 R10.0 G01 Y70.0 G03 X-15.0 R15.0 G01 Y60.
17、0 G02 X-35.0 R10.0 G01 X-75.0,主程序号建立工件坐标系，编程零点w 快进到X=100，Y=60Z轴快移到 Z=-2，主轴直线插补至 X=75，Y=60，直线插补至 X=35，Y=60顺圆插补至 X=15，Y=60直线插补至 X=15，Y=70 逆圆插补至 X=-15，Y=70 直线插补至 X=-15，Y=60顺圆插补至 X=-35，Y=60直线插补至 X=-75，Y=60,程序头,程序主干,程序单（2）,G09 Y0 X45.0 X75.0 Y20.0 Y65.0 G00 X100.0 Y60.0 Z120.0 X150.0Y160.0 M05 M30,直线插补至 X=-75，Y=0处直线插补至 X=45，Y=45直线插补至 X=75，Y=20直线插补至 X=75，Y=65，轮廓完快速退至 X=100，Y=60的下刀处快速抬刀至 Z=120的对刀点平面快速退刀至对刀点程序结束，复位。,程序尾,返回上层,
