1、 第第4章章 數控銑床編程數控銑床編程 4.1 概述概述圖圖4-1 數控立式銑床數控立式銑床 一、數控銑床簡介一、數控銑床簡介 1. 數控立式銑床數控立式銑床2. 數控臥式銑床數控臥式銑床圖圖4-2 臥式數控銑床臥式數控銑床3. 數控龍門銑床數控龍門銑床圖圖4-3 龍門數控銑床龍門數控銑床二、數控銑削的特點二、數控銑削的特點1. 平面輪廓加工平面輪廓加工需要兩軸需要兩軸聯動的數聯動的數控銑床。控銑床。圖圖4-4 平面輪廓加工平面輪廓加工2. 挖槽加工挖槽加工需要兩軸聯需要兩軸聯動的數控銑動的數控銑床。床。圖圖4-5 挖槽加工挖槽加工3. 空間曲面類零件加工空間曲面類零件加工需用三軸聯需用三軸聯

2、動的數控銑動的數控銑床和球頭銑床和球頭銑刀。刀。圖圖4-6 空間曲面零件加工空間曲面零件加工4. 孔系加工孔系加工圖圖4-7 孔系加工孔系加工G92 設置加工坐標系 2 2、G53 -G53 -選擇機床坐標系選擇機床坐標系編程格式：編程格式：G53 G90 XG53 G90 X Y Y Z Z 使刀具快速定位到機床坐標系中的指定位置上使刀具快速定位到機床坐標系中的指定位置上式中式中X X、Y Y、Z Z后的值為機床坐標系中的坐標值，后的值為機床坐標系中的坐標值，其尺寸均為負值其尺寸均為負值例：例：G53 G90 X-100 Y-100 Z-20G53 G90 X-100 Y-100 Z-20則

3、執行后刀具在機床坐標系中的位置如圖所示則執行后刀具在機床坐標系中的位置如圖所示G53 選擇機床坐標系 選擇相應的加工坐標系選擇相應的加工坐標系 編程格式：編程格式：G54 G90 G00 (G01) XG54 G90 G00 (G01) XY YZ Z (F (F) ) 指令執行后，選擇指令執行后，選擇G54G54指定的工件坐標系指定的工件坐標系 1 16 6號工件加工坐標系通過號工件加工坐標系通過CRT/MDICRT/MDI方式設置方式設置 例：如圖，設置了兩個加工坐標系：例：如圖，設置了兩個加工坐標系： G54 G54：X-50X-50Y-50Y-50Z-10Z-10 G55 G55：X-

4、100X-100Y-100Y-100Z-20Z-203、G54、G55、G56、G57、G58、G59 選擇選擇16號號加工坐標系加工坐標系設置加工坐標系 這時，若執行下述程序段：這時，若執行下述程序段： N10G53G90X0Y0Z0 N20G54G90G01X50Y0Z0F100 N30G55G90G01X100Y0Z0F100則刀尖點的運動軌跡如圖中則刀尖點的運動軌跡如圖中OAB所示所示4、注意事項、注意事項（1）G54與與G55G59的區別的區別相同點：設置加工坐標系的方法一樣相同點：設置加工坐標系的方法一樣區別：區別：G54設置機床原點設置機床原點 回參考點操作時機床坐標值顯示為設定

5、值回參考點操作時機床坐標值顯示為設定值 符號均為正符號均為正G55G59設置加工坐標系設置加工坐標系回參考點操作時機床坐標值顯示零值回參考點操作時機床坐標值顯示零值（2）G92與與G54G59的區別的區別相同點：都用于設定工件加工坐標系相同點：都用于設定工件加工坐標系區別：區別：G92指令通過程序來設定、選用加工坐標系指令通過程序來設定、選用加工坐標系（3）G54G59的修改的修改 只能通過只能通過MDI 方式修改。方式修改。 （4）應用范圍）應用范圍本課程所例加工坐標系的設置方法以本課程所例加工坐標系的設置方法以FANUC系系統為例統為例 4.2 數控銑床常用指令數控銑床常用指令一、快速定位

6、和直線進給一、快速定位和直線進給1. 快速定位快速定位G00 X Y Z2. 直線進給運動直線進給運動G01 X Y Z F 例例1 編制加工右圖所示編制加工右圖所示的輪廓加工程序，工件的輪廓加工程序，工件的厚度為的厚度為5mm。設起刀。設起刀具點相對工件的坐標為具點相對工件的坐標為(-10, -10, 300)。YXYXO刀刀O工工1010881632 4028圖圖4-7 例例1BACDYXYXO刀刀O工工1010881632 4028圖圖4-7 例例1BACDN01 G90 G92 X-10. Y-10. Z300.設定起刀點的位置設定起刀點的位置N02 G00 X8. Y8. Z2.快速

7、移動至快速移動至A點的上方點的上方N03 S1000 M03起動主軸起動主軸N04 G01 Z-6 . F50下刀至切削厚度下刀至切削厚度N05 G17 X40.銑銑AB段段YXYXO刀刀O工工1010881632 4028圖圖4-7 例例1BACDN06 X32. Y28.銑銑BC段段N07 X16.銑銑CD段段N08 X8. Y8.銑銑DA段段N09 G00 Z20. M05抬刀且主軸停抬刀且主軸停N010 X-10. Y-10. Z300.返回起刀點返回起刀點N011 M02 程序結束程序結束二、圓弧進給二、圓弧進給1. 平面定義指令平面定義指令G17 指令指令XY平面；平面；G02或或

8、G03 X Y I J (或或R) FG18 指令指令ZX平面；平面； G02或或G03 X Z I K (或或R) FG19 指令指令YZ平面；平面； G02或或G03 Y Z J K (或或R) F 。I, J, K為圓心坐標，圓弧半徑為圓心坐標，圓弧半徑R。起點起點終點終點(X,Y)圓心圓心(I,J)25452040XYO圖圖4-8 圓弧加工圓弧加工例例2 編制圖編制圖4-8圓弧加工的程序。圓弧加工的程序。絕對坐標編程：絕對坐標編程：G90 G03 X25. Y40. I-20. J0 F50或或G90 G03 X25. Y40. R20. F50相對坐標編程：相對坐標編程：G91 G0

9、3 X-20. Y20. I-20. J0 F50或或G91 G03 X-20. Y20. R20. F50起點起點終點終點(X,Y)圓心圓心(I,J)25452040XYO圖圖4-8 圓弧加工圓弧加工YX 例例3 用數控銑床加工圖用數控銑床加工圖4-9所示的輪廓所示的輪廓ABCDEA。分別用絕對坐標和相對坐標方式編寫加工程序。分別用絕對坐標和相對坐標方式編寫加工程序。A10101010O工工O機機YYXXBCR103040O1O2DR1030 E20 機床原點，起刀點機床原點，起刀點編程原點編程原點 圖圖4-9 例例3圖圖1. 絕對坐標程序絕對坐標程序 G92 X-10. Y-10.N01

10、G90 G17 G00 X10 .Y10. N02 G01 X30. F100 N03 G03 X40. Y20. I0 J10. N04 G02 X30. Y30. I0 J10. N05 G01 X10. Y20. N06 Y10. N07 G00 X-10. Y-10. M02 G92 X-10. Y-10.：設定機床坐標系與工件編程坐標系的設定機床坐標系與工件編程坐標系的關系，給出關系，給出機床坐標原點機床坐標原點O機機相對相對編程原點編程原點O工工的坐標值。的坐標值。A10101010O工工O機機YYXXBCR1030 40O1O2DR1030 E20 圖圖4-9 例例3圖圖 2.

11、相對坐標程序相對坐標程序N01 G91 G17 G00 X20. Y20. N02 G01 X20. F100 N03 G03 X10. Y10. I0 J10. N04 G02 X-10. Y10. I0 J10. N05 G01 X-20. Y-10. N06 Y-10. N07 G00 X-20. Y-20. M02 A10101010O工工O機機YYXXBCR1030 40O1O2DR1030 E20 圖圖4-17三、刀具半徑補償指令三、刀具半徑補償指令 數控程序時刀具的中心軌跡按零件輪廓編制的，加數控程序時刀具的中心軌跡按零件輪廓編制的，加工時，刀具中心軌跡相對于零件輪廓讓開一個刀具

12、半徑工時，刀具中心軌跡相對于零件輪廓讓開一個刀具半徑的距離，即所謂的的距離，即所謂的刀具偏置或刀具半徑補償。刀具偏置或刀具半徑補償。 具有刀具半徑補償功能的數控系統具有如下優點：具有刀具半徑補償功能的數控系統具有如下優點： 1）在編程時可以不考慮刀具的半徑，直接按零件輪）在編程時可以不考慮刀具的半徑，直接按零件輪廓編程，只要在實際加工時把刀具半徑輸入刀具半徑補廓編程，只要在實際加工時把刀具半徑輸入刀具半徑補償地址中即可。償地址中即可。 2）刀具磨損后可以通過補償彌補。）刀具磨損后可以通過補償彌補。 3）可以使粗加工的程序簡化。）可以使粗加工的程序簡化。 1. 基本概念基本概念2. 指令指令 G

13、40是取消刀具半徑補償功能。是取消刀具半徑補償功能。 G41是刀具半徑左補償指令。即沿著刀具前進方向，是刀具半徑左補償指令。即沿著刀具前進方向，刀具始終位于工件的左側。刀具始終位于工件的左側。 在前進方向 右側補償 補償量 刀具旋轉方向 刀 具 前 進 方 向 (b) 補償量 刀具旋轉方向 刀 具 前 進 方 向 (a) 刀具補償方向 (a)左刀補 (b)右刀補 G42是刀具半徑右補償指令。即沿著刀具前進方向，是刀具半徑右補償指令。即沿著刀具前進方向，刀具始終位于工件的右側。刀具始終位于工件的右側。 刀補指令的程序段格式：刀補指令的程序段格式： 1）G00G01 G41G42 D X Y F

14、2）G00G01 G40 X Y 1）中的）中的D為刀具半徑補償地址，地址中存放的是刀為刀具半徑補償地址，地址中存放的是刀具半徑的補償量；具半徑的補償量；X Y為由非刀補狀態進入刀具半徑補為由非刀補狀態進入刀具半徑補償狀態的起始位置。償狀態的起始位置。 2）中的）中的X Y為由刀補狀態過渡到非刀補狀態的終為由刀補狀態過渡到非刀補狀態的終點位置，這里的點位置，這里的X Y即為刀具中心的位置。即為刀具中心的位置。 1）只能在只能在G00或或G01指令下建立刀具半徑補償狀態指令下建立刀具半徑補償狀態及取消刀具半徑補償狀態。及取消刀具半徑補償狀態。注意：注意： 2）在建立刀補時，必須有）在建立刀補時，

15、必須有連續兩段的平面位移指連續兩段的平面位移指令令。這是因為，在建立刀補時，控制系統要連續讀入兩。這是因為，在建立刀補時，控制系統要連續讀入兩段平面位移指令，才能正確計算出進入刀補狀態時刀具段平面位移指令，才能正確計算出進入刀補狀態時刀具中心的偏置位置。否則，將無法正確建立刀補狀態。中心的偏置位置。否則，將無法正確建立刀補狀態。 例例4 圖圖4-20所示加工路線所示加工路線為實際零件輪廓，刀具初始為實際零件輪廓，刀具初始位置為位置為(0, 0, 200)，工件坐標，工件坐標系原點在工件上表面處，用系原點在工件上表面處，用 10的立銑刀精銑厚為的立銑刀精銑厚為4mm的工件。的工件。YX40-40

16、80-80R60-20R40O-40圖圖4-20 例例4YX40-4080-80R60-20R40O-40圖圖4-20 例例4 編程如下：編程如下： N01 G90 G92 X0 Y0 Z200. 設置刀具起始位置設置刀具起始位置N02 G00 X50Y-40 刀具快速平移到下刀位置刀具快速平移到下刀位置N03 Z2 快速降至安全平面快速降至安全平面N04 S800 M03 M08 打開冷卻、起動主軸打開冷卻、起動主軸N05 G01 Z-5F50 慢速下至切削深度慢速下至切削深度N06 G41 D01 X40F150 至此切削點進入刀具半徑補償狀態至此切削點進入刀具半徑補償狀態N07 X-80

17、 直線進給直線進給N08 Y-20 直線進給直線進給N09 G02 X-40Y20R40F100 順時針圓弧加工順時針圓弧加工N010 G03 X20Y80R60逆時針圓弧加工逆時針圓弧加工N011 G01 X40F150 直線加速進給直線加速進給N012 Y-45 直線進給直線進給YX40-4080-80R60-20R40O-40圖圖4-20 例例4YX40-4080-80R60-20R40O-40圖圖4-20 例例4N013 M09 M05 關閉冷卻、主軸停轉關閉冷卻、主軸停轉N014 G00 Z200 快速抬刀快速抬刀N015 G40 X0 Y0 取消刀補、刀具歸位取消刀補、刀具歸位N0

18、16 M02 程序結束程序結束四、刀具長度補償的建立、執行與撤消四、刀具長度補償的建立、執行與撤消 使用刀具長度補償功能，在編程時可以不考慮刀具在使用刀具長度補償功能，在編程時可以不考慮刀具在機床主軸上裝夾的實際長度，而只需在程序中給出刀具機床主軸上裝夾的實際長度，而只需在程序中給出刀具端刃的端刃的Z坐標，具體的刀具長度由坐標，具體的刀具長度由Z向對刀來協調。向對刀來協調。 G43：刀具長度補償分為刀具長度正補償刀具長度補償分為刀具長度正補償及及H代碼；代碼； G44：刀具長度負補償刀具長度負補償及及H代碼；代碼； G49：取消刀具長度補償用。取消刀具長度補償用。 H后跟兩位數后跟兩位數指定偏

19、置號，在每指定偏置號，在每個偏置號輸入需要個偏置號輸入需要偏置的量。偏置的量。 例例5 銑如圖銑如圖4-22所示的三條槽，槽深均為所示的三條槽，槽深均為2mm，試用刀，試用刀具補償指令編程。選擇具補償指令編程。選擇 8銑刀為銑刀為1號，刀補設為號，刀補設為0， 6銑刀銑刀為為2號，刀補設為號，刀補設為2mm，設起刀點為，設起刀點為(0, 0, 200)。2080100204060100XYO866OEBCADXZY圖圖4-22 刀具長度補償刀具長度補償N001 G90 G92 X0 Y0 Z200. 設置起刀點設置起刀點2080100204060100XYO866OEBCADXZY圖圖4-22

20、 刀具長度補償刀具長度補償N002 G00 X20. Y20. Z2. T01 01號刀至號刀至A點點N003 S1500 M03 主軸正轉主軸正轉1500r/minN004 G01 Z-2. F150 刀具刀具Z向至槽底向至槽底 X80 X向進給槽長向進給槽長N005 G00 Z100. 刀具上提刀具上提100mm X20. Y40. M05 刀具移至刀具移至B點點2080100204060100XYO866OEBCADXZY圖圖4-22 刀具長度補償刀具長度補償N006 M06 T02 換換02號刀號刀N007 S1500 M03 主軸正轉主軸正轉1500r/minN008 G43 G01

21、 H01 Z2. F400 刀具長度補償刀具長度補償2mm，移至，移至C點點N009 Z-2. F150 Z向進刀至槽底向進刀至槽底 X80. X向進給槽長向進給槽長2080100204060100XYO866OEBCADXZY圖圖4-22 刀具長度補償刀具長度補償N0010 G00 Z2. X20 . Y60. 刀具移至刀具移至D點點 N0011 G01 Z-2. F150 Z向進刀至槽底向進刀至槽底N0012 X80. X向進給槽長向進給槽長N0013 G49 G00 Z200 . Z向移至向移至200mmN0014 X0 Y0 取消刀補，返回起刀點取消刀補，返回起刀點N0015 M02

22、程序結束程序結束五、子程序五、子程序 當一個零件圖形上有幾個相同的幾何圖形或幾個位置當一個零件圖形上有幾個相同的幾何圖形或幾個位置需要不同刀具反復加工時，可以編制一個子程序供主程序需要不同刀具反復加工時，可以編制一個子程序供主程序多次調用。多次調用。1）FANUC 11-MEA-4系統子程序調用格式為：系統子程序調用格式為：M98 P程序號程序號 L調用次數調用次數O10 子程序程序號子程序程序號N01 子程序體子程序體N0n M99 子程序結束并返回主程序子程序結束并返回主程序2）FANUC 7M系統子程序調用格式位為：系統子程序調用格式位為：L(子程序號子程序號)(調用次數調用次數)，程序

23、格式為：，程序格式為：L0100 該子程序序號為該子程序序號為01N01 子程序體子程序體N0n M17 子程序結束并返回主程序子程序結束并返回主程序3）XK0816A系統子程序調用格式為：系統子程序調用格式為： G20 N P 變量值變量值(可正、負，小數點前四位、后三位可正、負，小數點前四位、后三位) 變量號變量號(本系統最多本系統最多10個：個：P0 P9) 子程序調用次數子程序調用次數(1 99次次) 子程序號或子程序名子程序號或子程序名(01 99)G20為子程序調用指令。相應的子程序形式為：為子程序調用指令。相應的子程序形式為： N60 子程序名子程序名 N0010 G22 N60

24、 子程序開始子程序開始 N0020 子程序體子程序體 N0100 G24 子程序結束并返回主程序子程序結束并返回主程序 使用子程序時應注意：使用子程序時應注意： 1）主程序可以調用子程序，子程序也可以調用其他主程序可以調用子程序，子程序也可以調用其他子程序，但子程序不能調用主程序和自身。子程序，但子程序不能調用主程序和自身。 2）主程序中模態代碼可被子程序中同一組的其他代）主程序中模態代碼可被子程序中同一組的其他代碼所更改。碼所更改。 3）最好不要在刀具補償狀態下的主程序中調用子程）最好不要在刀具補償狀態下的主程序中調用子程序。序。v可實現八層嵌套可實現八層嵌套v逐層調用，逐層返回。逐層調用，

25、逐層返回。主程序主程序子程序子程序子程序子程序 例例6 編制如圖編制如圖4-23所示零件的程序，零件上所示零件的程序，零件上4個方槽個方槽的尺寸、形狀相同，槽深的尺寸、形狀相同，槽深2mm，槽寬，槽寬10mm，未注圓角，未注圓角半徑為半徑為R5，設起刀點為，設起刀點為(0, 0, 200)。Y3050205018015302030110 圖圖4-23 例例6XOXYZOY3050205018015302030110 圖圖4-23 例例6XOXYZOO1 (MAIN_PROGRAMM)N01 G90 G92 X0 Y0 Z200. 設置起刀點的位置設置起刀點的位置N02 G00 X30. Y15

26、. Z5. 快速移至第一切削點上方快速移至第一切削點上方N03 G91 S600 M03 相對坐標，主軸正轉相對坐標，主軸正轉600r/minN004 M98 P10 調用子程序調用子程序10Y3050205018015302030110 圖圖4-23 例例6XOXYZOO10 (SUB_PROGRAMM)N1 G01 Z-7. F50N2 X50. F150N3 Y30.N4 X-50.N5 Y-30.N6 G00 Z7N7 M99Y3050205018015302030110 圖圖4-23 例例6XOXYZON05 G00 X70.N06 M98 P10.N07 G00 X-70. Y50

27、.N08 M98 P10 N09 G00 X70.N010 M98 P10.N011 M05N012 G90 G00 X0 Y0 Z200N013 M02 六、鏡像指令六、鏡像指令 在加工某些對稱圖形時，為了避免反復編制類似的在加工某些對稱圖形時，為了避免反復編制類似的程序段，縮短加工程序，可采用鏡像加工功能。程序段，縮短加工程序，可采用鏡像加工功能。1）FANUC 11-MEA-4系統的鏡像指令代碼為：系統的鏡像指令代碼為： M21：關于：關于X軸的鏡像軸的鏡像(對稱于對稱于Y軸軸) M22：關于：關于Y軸的鏡像軸的鏡像(對稱于對稱于X軸軸) M23：取消鏡像。：取消鏡像。2）DIN 660

28、52系統鏡像指令代碼為：系統鏡像指令代碼為： M91：關于：關于X軸鏡像軸鏡像 M92：關于：關于Y軸鏡像軸鏡像 M93：關于原點鏡像：關于原點鏡像 M90：取消鏡像功能：取消鏡像功能 該系統子程序調用格式為：該系統子程序調用格式為： G25 L(子程序代碼兩位數字子程序代碼兩位數字)(調用次數兩位調用次數兩位)。 例例7 精銑如圖精銑如圖4-24所示的所示的4個形狀相同、高個形狀相同、高5mm的凸的凸起。設工件坐標原點位于工件上表面對稱中心，刀具起始起。設工件坐標原點位于工件上表面對稱中心，刀具起始位置在工件坐標系的位置在工件坐標系的(0, 0, 100)點，點，A(6.84, 18.794

29、,0), B(17.101, 46.985, 0), C(46.985, 17.101, 0), D(18.794, 6.84, 0)XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD 圖圖4-24 例例7XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD 圖圖4-24 例例7O1 (MAIN-PROGRAMM)N01 G90 G92 X0 Y0 Z100. 設置起刀點設置起刀點N02 G00 Z1. 刀具移至點刀具移至點 (0, 0, 1)N03 S200 M03 主軸正轉主軸正轉200r/minN04 G01 Z-5. F50 刀具移至點刀具移至點 (0, 0, -5)XYBA

30、CD1234 100 40XYZ1234ABCD 圖圖4-24 例例7N05 M98 P10 加工塊加工塊1O10 (SUB-PROGRAMM) N1 G01 G41 D01 X6.84 Y18.794 F200 移至移至A點建刀補點建刀補N2 X17.101 Y46.985 加工加工AB段段N3 G02 X46.985 Y17.101 R50.加工加工BC段段XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD 圖圖4-24 例例7N4 G01 X18.794 Y6.84 加工加工CD段段N5 G03 X0 Y20. R20. 加工加工DA段，收刀段，收刀N6 G00 G40 X0 Y0

31、 取消刀補取消刀補N7 M99 子程序結束子程序結束N06 M21 M98 P10 加工塊加工塊2XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD 圖圖4-24 例例7N07 M22 M98 P10 Y軸鏡像、加工塊軸鏡像、加工塊3N08 M23 取消鏡像取消鏡像N09 M22 M98 P10 Y軸鏡像、加工塊軸鏡像、加工塊4N010 M23 取消鏡像取消鏡像N011 G90 G00 Z100.N012 M05N013 M02 4.3 數控銑床編程實例數控銑床編程實例 例例8 編寫如圖編寫如圖4-25所示零件的內外輪廓的精加工程序，所示零件的內外輪廓的精加工程序，刀具直徑為刀具直徑為

32、20mm，設起刀點為，設起刀點為(0, 0, 200)。651451702101045XY240XYZ 圖圖4-25 例例8651451702101045XY240XYZ 圖圖4-25 例例8A(49.075, 85)B(98.15, 0)N01 G90 G92 X0 Y0 Z200. 設置起刀點設置起刀點N02 G00 X70. Y-85. 刀具快速移動刀具快速移動N03 Z0 S500 M03 M08 刀具快速移至下刀位上方刀具快速移至下刀位上方N04 G01 Z-4. F50 下至切深下至切深651451702101045XY240XYZ 圖圖4-25 例例8A(49.075, 85)B(98.15, 0)N05 G41 D01 X49.075 Y-8