第二章 数控铣床和加工中心编程

设置过程：使刀具的刀尖运动到程序原点位置（Z0）。在 控制系统的刀具长度补偿菜单下相应的H补偿号里输入值。
Z
H03=0
X
接触法测量刀具长度
② 加工中心刀具长度补偿的方法
1）机外测量刀具长度
基准 H01 G54 H02
H03
工件 工作台 机外测量刀具长度
Z0
2）用接触法测量刀具长度
基准
G54
40 H01=40 H02=35
执行G44时，控制系统认为刀具缩短，刀具趋近工件， 则：Z实际值 = Z指令值—H xx
Hxx是指xx寄存器中的补偿量，其值可以是正值或者是负值。 当刀长补偿量取负值时，G43和G44的功效将互换。
（5）刀具长度补偿的方法 ① 数控铣床上的刀具长度补偿的方法
主要采用接触法测量刀具长度来进行刀具长度补偿。
（2）补偿值 Z 为指令终点位置，H为刀补号的内存地址， 用H00～H99来指定。
（3） 用G49指定补偿取消。
（4）G43 、G44 、G49 均为模态指令
正补偿 （G43）
+Z
G43 G44
+Z
负补偿 （G44）
实际到达点
程序中指令点
Hxx值
Hxx值
程序中指令点
实际到达点
执行G43时，控制系统认为刀具加长，刀具远离工件， 则： Z实际值 = Z指令值 ＋H xx
Y G00指令时的刀具轨迹
G01指令时的刀具轨迹
X G00、G01指令时的刀具轨迹
应用举例
例1. 刀具从起点快速运动到目标点 绝对值方式：G90 G00 X170 Y150； 增量值方式：G91 G00 X160 Y140； 例2. 刀具从起点直线运动到目标点 绝对值方式：G90 G01 X170 Y150； 增量值方式：G91 G01 X160 Y140；
逆时针方向为G03。
R的正负号判别 圆心角α＞180°时，R取负值，α≤180°时，R取正值。 N10 G02 X12 Y10 R5/R-5；
应用举例
顺圆插补
绝对值方式： G90 G02 X58 Y50 I18 J8 F150； G90 G02 X58 Y50 R____ F150;
增量值方式：
2.4 基本编程指令
2.4.1基本编程指令 1) G90/G91：绝对坐标编程与增量坐标编程
G90指令表示程序中的编程尺寸是按其绝对坐标给定的。 G91指令表示编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，
故又称增量坐标指令。
注意：
这两个指令是同组续效指令，在同一程序段中不能同时 使用。在缺省的情况下，默认为G90状态。
4) G02/G03：圆弧插补指令 使机床在各坐标平面内作圆弧切削运动，加工出圆弧轮廓。 (1）平面选择 平面选择指令: G17……XY平面 G17 Z Y G18 G19
由G代码选择圆弧插补平面、刀具半径补偿平面及钻孔平面。
G18……ZX平面
G19……YZ平面
X
(2）指令格式
G02为顺时针圆弧加工，G03为逆时针圆弧加工。
I、J、K是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90,G91无关； 主要用于整圆加工，亦可用于圆弧加工。 R为圆弧半径，当圆心角≤180°时，R值为正，当圆心角 ＞180°时，R值为负。主要用于圆弧加工。
圆弧的方向判别 沿圆弧所在平面(如XY平面)的另一坐标轴的负方向(－Z)
看，刀具相对于工件的转动方向是顺时针方向为G02，
以刀具当前位置设置工件坐标系。
指令格式： G92 X a Y b Z c； G92指令仅仅用来建立工件坐标系，在G92指令段中机床不 发生运动。
2.G54～G59设定工件坐标系
在程序运行前设定的工件坐标系，它通过确定工件坐 标系的原点在机床坐标系的位置来建立工件坐标系。
用G54～G59指令可以建立六个工件坐标系，使用 54～G59指令运行程序时与刀具的初始位置无关。 G54 ～G59工件坐标系的原点的设置，需要在 MDI （手动数据输入） 方式下，将工件坐标系原点的机械 坐标输入到G54 ～G59偏置寄存器中。
G91 G02 X26 Y18 I18 J8 F150； G91 G02 X26 Y18 R____ F150;
应用举例
逆圆插补
绝对值方式： G90 G03 X40 Y20 I-15 J-25 F150； G90 G03 X40 Y20 R____ F150; 增量值方式： G91 G03 X-40 Y-50 I-15 J-25 F150； G91 G03 X-40 Y-50 R____ F150;
3 刀具半径补偿的应用
O000； N1 G90 G54 G17 G00 X0 Y0 S1000 M03； N2 G41 X20.0 Y10.0 D01； N3 G01 Y50.0 F100； N4 X50.0； N5 Y20.0； N6 X10.0； N7 G40 G00 X0 Y0； N8 M05； N9 M30；
2) G00：快速点定位指令 G00命令刀具以点定位控制方式快速定位，用于刀具的空 行程运动。G00是模态指令。 指令格式：G00 X__Y__Z__；
注意事项：
① 安全性。 ② 进给速度F对G00程序段无效。
3) G01：直线插补指令 使机床各个坐标间以插补联动方式，按指定的F进给速 度直线切削运动到规定的位置。 G01为模态指令。 指令格式：G01 X__Y__Z__F__；
应用举例
如图所示零件，要求顺圆弧加工，绝对值方式编程。
O0015 G54; T01 S1000 M03 ; G00 X-30. Y-30. Z10.; G00 G41 X0.Y-10.Z-12.D01; G01 X0 Y0 F100; Y20.; X10.; G03 X25. Y35. R15.; G02 X75. Y35. R25.; G03 X90. Y20. R15.; G01 X100.; Y0; X-10.; G40 G00 X-30. Y-30.; M05; M30;
6．工具系统
刀具与数控铣床和加工中心的连接部分，通常由刀具、刀柄、 拉钉及中间模块等组成，起到固定刀具及传递动力的作用。
1－主轴；2-刀柄；3-换刀机械手；4-中间模块；5-刀具刀柄
7．夹具
（1）平口钳和 （2） 卡盘和分度头 （3） 专用夹具、组合夹具和成组夹具 选择依据：零件精度等级、结构特点、产品批 量及机床精度等因素。 选择顺序：首先考虑通用夹具，其次考虑组合 夹具，最后考虑专用夹具、成组夹具。
6、 旋转功能
7、 子程序调用功能 8、 宏程序功能 9、 数据输入输出及DNC功能 10、自诊断功能
5．加工对象
2）加工中心加工对象
1）数控铣床加工对象
（1）平面类零件 （2）变斜角类零件 （3）曲面类零件 （4）孔及螺纹
（1）既有平面又有孔系的零件
（2） 结构形状复杂的零件 （3） 外形不规则的异形零件 （4） 其他类零件
35 H03=25 工件 工作台 接触法测量刀具长度
25
Z0
3）主刀方法：它一般基于最长刀具的长度。
基准线
20 . H05=-20
15 . H04=-15 G54 工件 工作台 主刀设置法
H03=0 Z0
2.4.3刀具半径补偿的建立和取消G41 G42 G40
如图，要用半径R的刀具切削一个用A表示的工件形状，刀具的 中心路径需要离开A图形，刀具中心路径为B，刀具这样离开切 削工件形状的一段距离称为半径补偿（径补）。
(a)
(b) 曲面铣削加工（行切法）
型腔铣削加工
（a）
(b)
(c)
孔系的加工 （单向趋近定位法）
9．编程特点
（1） 广泛采用刀具补偿来进行编程。 （2）用自带的孔加工固定循环功能来实现常见的镗孔、 钻孔及攻丝等切削加工。 （3）大多数具备镜像加工、坐标系旋转、极坐标及比 例缩放等特殊编程指令。 （4）根据需要选择加工中心采用自动换刀还是手动换刀。
D 为刀补号地址，用D00～D99来指定。
1）刀具半径补偿G41、 G42
顺着编程轨迹前进的方向： 刀具在工件的左侧前进为左补，用G41指令表示。
刀具在工件的右侧前进为右补，用G42指令表示。
G41
G42
2）刀具半径补偿的取消格式：
注意：
径补的引入和取消要求应在G00或G01程序段 。
当径补数据为负值时，则G41、G42功效互换。 G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
2.4.2刀长补的建立和取消G43、G44、G49
1刀具长度补偿的用途
（1）实现不同长度刀具的相同编程。 （2）实现长度磨损补偿。
（3）在加工深度方向上进行分层铣削。
（4）在加工深度方向上实现粗精加工调整。 （5）可以空运行程序，检验程序的正确性。
2 刀具长度补偿格式：
（1）补偿方向 G43：Z正方向补偿；G44：Z负。
（6） 宏程序编程功能。
2.2数控铣床和加工中心坐标系
1 机床原点与参考点
（1）机床原点 机床零点，由机床设计和制造单位确定，通常不允许改变。 机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点。
（2）机床参考点 机械原点，设置在机床各坐标轴正行程最大位置上的一个固 定点(由限位开关准确定位)，作为系统内运算的基准点。 回零其实就是回参考点，通过参考点与机床零点之间的距 离关系确认机床原点，从而保证机床运行同步。开机后首 先要进行回零操作。
2 机床坐标系和工件坐标系 （1） 机床坐标系 符合右手笛卡尔坐标原则的标准坐标系。 （2） 工件坐标系 工件坐标系与机床坐标系的关系，就相当于机床坐标系 平移到某一点（工件坐标系原点）。 1）编程坐标系 2）工件坐标系
2.3 工件坐标系建立的方法
设定工件坐标系就是确定工件坐标系原点在机床 坐标系中的位置。 1.G92设定工件坐标系