(数控课件 )第04章 数控铣床及加工中心编程

（1）加工中心机械原点
机床坐标系的原点也称机械原点、参 考点或零点。 而机床坐标系的原点是三维面的交点， 无法直接感觉和测量，只有通过各坐标轴 的零点，做相应的平行切面，这些切面的 交点，即为机床坐标系的原点（机械原 点），这个原点是机床一经设计和制造出 来，就已经确定下来的。
（2）加工中心工作坐标系
2．程序段号
程序段号是每个程序功能段的参考代
码，一个程序段号必须在字母“N”后紧接
最多5个阿拉伯数字。
3．程序段
一个程序段能完成某一个功能，程序 段中含有执行一个工序所需的全部数据， 程序段由若干个字及段结束符“LF”组成。
/N10 G03 X10.0 Y30.0 CR=25.0 F100 ； （注释）LF
io——进给倍率的距离；
do——快速进给停止的余量；
jo(b0)——进给倍率（%）； ko——从R点到切削进给起点的距离； fo——进给率。
3．高速间歇钻G73
G73 [Xx Yy] Rr Zz [Qtz] [Ptc] Ffo [ Ddo Kko Iio Jjo（Bb0）] tz——每次进刀的切削深度； jo(bo) ——进给倍率（%）； tc——停顿时间或主轴旋转的圈数； fo——进给率； do——返回距离；
4.2.7 子程序
在程序编写过程中，常把一些在程序 执行时经常重复使用的程序段写成独立的 一个程序，在适当时候利用一些指令直接 调用，这样的独立程序即为子程序。
4.3 加工中心程序编制实例
编程实例：利用LGMAZAK VTC-
16A型加工中心加工如图4-27所示工件。
工件毛坯材料为65×30mm的45钢，端面
（Bb0） Ddo Hho Kko]
Tc——停留时间；
d0——离R点的距离； f0——进给率；
h0——同步/非同步攻丝的选择标志和在同 步攻丝循环期间的返回速度倍率（%）： h0=0表示非同步攻丝循环 h0>表示同步攻丝循环 jo(b0)——1．M04输出之前在孔底的停顿 ——2．M04输出之后在孔底的停顿 ——3．M03输出之前在R点的停顿 k0——离R点的距离。
4.2.6 固定循环切削功能指令 1．点钻循环G81
指令格式：G81 [Xx Yy] Rr Zz；执 行过程如图4-18所示。 Xx Yy——点钻孔的坐标； Rr ——点钻参考平面高度； Zz ——孔的最后钻深。
2．间歇钻循环G83
G83 [Xx Yy] Rr Zz Qtz Ffo [Ddo Kko Iio Jjo（Bb0）] Xx Yy——点钻孔的坐标； Rr ——点钻参考平面高度； Zz——孔的最后钻深； tz——每次进刀的切削深度；
G44刀具长度负补偿；
G49取消刀具长度补偿。
（2）刀尖半径补偿/取消
刀具补偿地址D中的半径补偿值必须 与G41/G42一起执行方能生效。
9．可设定的零点偏置 G54~G59
G54； G55； G56； G57； G58； G59； 第一可设定零点偏置 第二可设定零点偏置 第三可设定零点偏置 第四可设定零点偏置 第五可设定零点偏置 第六可设定零点偏置
（1）指令格式
G02 （G17） G03 I J F ； X Y R F ；
在指令格式中，I、J为圆弧中心地址， R为圆弧半径，其他内容及字符的含义见 表4-4。
（2）顺、逆时针圆弧插补的判断 在使用G02或G03指令之前需要判别 刀具在加工零件时，是沿什么路径在作圆 弧插补运动的，是按顺时针还是逆时针方 向路线在前进的。其判别方法简述为：视 线沿着垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负 方向观察，刀具插补方向为顺时针即为 G02，相反则为G03。
3．非同步/同步进给G94/G95
进给运动速度指令字的单位由切削进 给速度转换功能指令（G94/G95）定义， 如： G94——定义分进给，即每分钟进给 量（mm/min）。 G95——定义转进给，即每转进给量 （mm/r）。
4.2.5 刀具功能指令
指令格式：T03 M06 T00； 调用刀位号为03的刀具 刀具功能也叫T—代码功能。此功能 用来选择刀具号，对此NC系统，T功能允 许用地址T后跟三位数的指令选择最多 1000个刀号（0到999）。可是，对本机床 能够选择的刀号的最大数量仅为24。
y坐标轴垂直于x、z坐标轴。当x轴、z 轴确定之后，按笛卡儿直角坐标系右手定 则法判断，y轴方向就惟一地被确定了。
（4）旋转运动A、B和C
旋转运动用A、B和C表示，规定其分
别为绕x、y和z轴旋转的运动。A、B和C的 正方向，相应地表示在x、y和z坐标轴的正
方向上，按右手螺旋前进方向。
2．加工中心机械原点及工作坐标系
5．铰孔循环G85
G85 [Xx Yy] Rr Zz [Ptz] Ffo [Ef1 Ddo ] 执行过程如图4-24所示。 tz——停顿时间或主轴旋转的圈数； do——离R点的距离； fo——进给率0； f1——进给率1。
6．攻丝循环G84
G84 [Xx Yy] Rr Zz [Ptc] Ffo [Jjo
G04 X5000；
G04 X5.0； G04 P5000；
暂停时间=5.0 sec
暂停时间=5.0 sec 暂停时间=5.0 sec
G04 P12.345；
暂停时间=0.012 sec
（2）按圈数计的暂停指令 （G95）G04
在每转进给方式（G95）下，推迟到 主轴已经旋转了设定的圈数以后，才开始 下一个程序的执行，对于地址P，不能用 小数点，否则将忽略小数点之后的部分。 编程规范如下：
（2）按加工中心的换刀形式分类
① 带刀库、机械手的加工中心
② 无机械手的加工中心 ③ 一般在小型加工中心上采用转塔刀 库形式，主要以孔加工为主。
3．加工中心主要结构部件及其功能
加工中心类型繁多，结构各异，但总
体来看主要由基础部件、主轴部件、数控 系统、自动换刀装置和辅助装置等几部分
组成。
4.1.2
第4章 数控铣床及加工中心编程
4.1 数控铣床及加工中心编程基础 4.2 FANUC系统加工中心编程原理
4.3 加工中心程序编制实例
4.4 宏程序编制
4.1 数控铣床及加工中心编程基础
4.1.1 数控铣床及加工中心概述
数控铣床是一种用途广泛的机床，有 立式、卧式及龙门铣3种。加工中心 （Machining Center）是一种集成化的数 控加工机床，是在数控铣床的发展基础上 衍化而成的，它集铣削、钻削、铰削、镗 削及螺纹切削等工艺于一体，通常称镗铣 类加工中心，习惯称加工中心。
及外圆轮廓均要求铣削。
1．刀具选择
（1）端面加工选用65mm硬质合金 机夹式端面铣刀； （2）外圆及轮廓铣削粗加工选用 16mm两刃立铣刀； （3）外圆及轮廓铣削精加工选用 8mm四刃立铣刀；
（4）10孔粗加工选用5mm中心钻 及9.8mm麻花钻； （5）10孔精加工选用10mm高速钢 机用铰刀；
数控铣床及加工中心坐标
系统
1．加工中心运动部件运动方向的规定
（1）z轴坐标运动
规定与主轴线平行的坐标轴为z坐标 （z轴），并取刀具远离工件的方向为正方 向。 当机床有几根主轴时，则选取一个垂 直于工件装夹表面的主轴为z轴（如龙门铣 床）。
（2）x轴坐标运动
x轴规定为水平平行于工件装夹表面。
（3）y轴坐标运动
M99——子程序结束。
4.2.4 进给功能指令 1．快速进给率
每个轴的快速进给率能够分别设定，可 设定的快速进给率的范围是从1mm/min到 240000 mm/min。快速进给率应用于G00， G27，G28，G29，G30和G60等指令。
2．切削进给率F
切削进给率必须用地址F和一个八位数 字（F8直接指定）来指定。
5．平面选择G17～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，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，G17到 G19各自的含义见表4-3。
6．圆弧插补G02/G03
圆弧插补指令G02/G03是圆弧运动指 令。它是用来指令刀具在给定平面内以F 进给的速度，作圆弧插补运动的指令。 G02/G03是一种模态指令。
（3）冷却控制M代码 （M07、M08、M09） M07——冷却汽雾开； M08——冷却液开；
M09——关闭冷却液、汽。
（4）子程序功能M代码。
M98——子程序调用M代码。
指令格式：M98 P…L…；
在这条指令中，子程序程序号由P定 义，并且执行L次。如L省略，执行次数为 1次，子程序最多可重复4次。
4.2.2 准备功能指令——G代码
1．尺寸数据输入方式G90/G91 2．英制/公制选择G20/G21
G20设定为英制尺寸、G21设定为公 制尺寸，这两个指令均为模态指令。
3．快速点定位G00
指令格式： G00 X（U） Z(W) ；
4．直线插补G01
指令格式： G01X（U） Z(W) F ；
M01：选择停止。在程序执行过程中，
系统读取到M01指令时，有条件停止程序
执行，待重启动后继续执行；
M02：程序结束。程序执行完毕，光
标定于程序结尾处；
M30：程序结束。程序执行完毕，光
标返回至程序开始处。
（2）主轴旋转M代码 （M03、M04、M0பைடு நூலகம்）
M03——主轴正转；
M04——主轴反转； M05——主轴停止旋转。
f1——加倍率后的进给率； ko——从R点到切削进给起点的距离；
f2——返回速度（固定的）；
io——进给倍率的距离。
4．镗孔循环G76
G76 [Xx Yy] Rr Zz [Ptc Qq0] Ff1 [Ddo Jjo（Bb0）] tc——停顿时间或主轴旋转的圈数； jo(b0)——如果设0或不设，则在结束 加工之后，M03输出，如果设除了0以外 的值，则在结束加工之后，M04输出； f1——进给率； q0——在xy平面上的让刀量； do——离R点的距离。
其中： “/” 表示程序段在执行过程中 可以被跳过； “N10” 表示程序段号，主程序段 中可以有字符； “” 表示中间间隔（可以省 略）； “G03” 表示程序段具体指令； “（注释）” 表示对程序段进行必 要的说明；
4．坐标字
用于在轴方向移动和设置坐标系的命 令称为坐标字，坐标字包括轴的地址符及 代表移动量的数值，其基本构成见表4-1。
G04 X500； G04 X5000； G04 X5.0； G04 P5000；
暂停时间=0.5r 暂停时间=5.0 r 暂停时间=5.0 r 暂停时间=5.0 r
G04 P12.345；
暂停时间=0.012 r
8．刀具补偿功能
（1）刀具长度补偿/取消： G43、G44/G49
G43刀具长度正补偿；
1．加工中心的工艺特点
（1）加工精度高 （2）表面质量好 （3）加工生产率高 （4）工艺适应性强 （5）劳动强度低、劳动条件好 （6）良好的经济效益 （7）有利于生产管理的现代化
2．加工中心的分类
（1）按照机床形态及主轴布局形 式分类 ① 立式加工中心 ② 卧式加工中心 ③ 龙门式加工中心 ④ 复合加工中心
10．自动返回参考点G28
指令格式： G91 G28 X…Y…Z…
4.2.3 主轴及辅助功能指令 1．主轴功能指令
指令格式：S_M03（M04）
2．辅助功能指令
（1）关于停止的辅助功能指令（M00、 M01、M02、M30） M00：程序停止。在程序执行过程中， 系统读取到M00指令时，无条件停止程序 执行，待重启动后继续执行；
编程时一般选择工件上的某一点作为
程序原点，并以这个原点作为坐标系的原 点，建立一个新的坐标系，这个新的坐标 系就是工作坐标系（编程坐标系）。
（3）绝对坐标与增量坐标
4.2 FANUC系统加工中心编程原理
4.2.1 程序结构 1．程序号
程序号作为程序的标记需要预先设定， 一个程序号必须在字母“O”后面紧接最多 8个阿拉伯数字。
7．暂停功能G04
（1）按时间计的暂停指令：
（G94）G04 指令格式： G94 G04 X_ 或G94 G04 P_； 在每分进给方式（G94）中，指定指令 G04按设定的时间延迟了下一个程序段的执 行，对于地址P，不能用小数点，否则将忽 略小数点后的部分。编程规范如下：
G04 X500；
暂停时间=0.5sec