【数控机床教材】3-数控铣床编程课件

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1、4/25/202414/25/20241第三章沈阳工业大学辽阳校区机械系沈阳工业大学辽阳校区机械系谢宝玲谢宝玲2005.7.142005.7.144/25/20241机床编程与加工第三章沈阳工业大学辽阳校区机械系7/31/204/25/20242基本要求及重点、难点基本要求及重点、难点3.1 数控铣床概述3.2 数控铣床常用辅助功能和其它功能3.3 数控铣床基本G功能指令和编程方法3.4 数控铣床刀具补偿功能3.5 简化编程的指令代码3.6 其它指令编程3.7 数控铣床的固定循环3.8 数控铣床加工编程实例 第三章第三章 数控铣床编程数控铣床编程4/25/20242基本要求及重点、难点 第三章

2、 数控铣床编程7/4/25/202434/25/20243基本要求基本要求:1）了解数控铣床的基本结构、分类、规格等。）了解数控铣床的基本结构、分类、规格等。2）重点掌握数控铣床的编程方法）重点掌握数控铣床的编程方法3）掌握数控铣床编程的固定循环的应用）掌握数控铣床编程的固定循环的应用重点：重点：1）编程方法编程方法。2）刀具补偿刀具补偿。3）固定循环应用固定循环应用难点：难点：1 1）其他功能的应用）其他功能的应用(对称对称,镜像镜像,子程序子程序)作业作业:4/25/20243基本要求:重点：7/31/202334/25/202444/25/20244 第三章第三章 数控铣床编程数控铣床编

3、程 3.1 数控铣床概述数控铣床概述图图3-1 数控立式铣床数控立式铣床一、数控铣床简介一、数控铣床简介 1.数控立式铣床数控立式铣床主轴垂直；占数控铣床的大多数；3坐标任意两轴联动。附加：双主轴加工4/25/20244 第三章 数控铣床编程 3.1 数控铣床4/25/202454/25/202452.数控卧式铣床数控卧式铣床图图3-2 卧式数控铣床卧式数控铣床主轴水平；加工范围增大；功能增多；可实现45轴加工。4/25/202452.数控卧式铣床图3-2 卧式数控铣床主轴水平；7/314/25/202464/25/202464.数控龙门铣床数控龙门铣床图图3-3 龙门数控铣床龙门数控铣床3.

4、数控立卧两用式铣床数控立卧两用式铣床4/25/202464.数控龙门铣床图3-3 龙门数控铣床3.数控立卧两用4/25/202474/25/20247二、数控铣削的特点二、数控铣削的特点（1）平面轮廓加工平面轮廓加工需要两轴需要两轴联动的数联动的数控铣床。控铣床。图图3-4 平面轮廓加工平面轮廓加工1、数控铣床加工的对象、数控铣床加工的对象 4/25/20247二、数控铣削的特点（1）平面轮廓加工需要两轴联动的数控铣床4/25/202484/25/20248（2）挖槽加工挖槽加工需要两轴联需要两轴联动的数控铣动的数控铣床。床。图图3-5 挖槽加工挖槽加工4/25/20248（2）挖槽加工需要两

5、轴联动的数控铣床。图3-5 挖槽加工74/25/202494/25/20249（3）空间曲面类零件加工）空间曲面类零件加工需用三轴联需用三轴联动的数控铣动的数控铣床和球头铣床和球头铣刀。刀。图图3-6 空间曲面零件加工空间曲面零件加工4/25/20249（3）空间曲面类零件加工需用三轴联动的数控铣床和球头铣刀。图4/25/2024104/25/202410（4）孔系加工孔系加工图图4-7 孔系加工孔系加工4/25/202410（4）孔系加工图4-7 孔系加工7/31/2023104/25/202411 1、零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具、壳体类

6、零件等。2、能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。3、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工零件。4、加工精度高、加工质量稳定可靠。5、生产自动化程序高。6、生产效率高。7、属于断续切削方式，对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。铣床铣削的特点：铣床铣削的特点：4/25/202411 1、零件加工的适应性强、灵活性4/25/202412 三、数控铣床编程时应注意的问题三、数控铣床编程时应注意的问题 1、了解数控系统的功能及规格。不同的数控系统在编写数控加工程序时，在格式及指令上是不完全相同的。2、熟悉零件的加工工艺。3、合

7、理选择刀具、夹具及切削用量、切削液。4、编程尽量使用子程序。5、程序零点的选择要使数据计算的简单。4/25/202412 三、数控铣床编程时应注意的问题 1、了解4/25/2024134/25/202413四、四、数控系统的介绍数控系统的介绍 本章的数控铣床编程与操作以FANUCO Series oi Mate-MC数控系统为例。该数控系统的主要功能如下：3轴联动；直线及多象限圆弧插补功能；全编辑功能；刀具长度及半径补偿功能；MST辅助功能；固定循环及子程序调用功能；间隙及螺距补偿功能；自动加、减速功能；图形显示功能；主轴模拟量输出功能；用户宏程序功能；自诊断功能。4/25/202413四、数

8、控系统的介绍 本章的数控铣床编程与操作以F4/25/2024144/25/202414 3.3 数控铣床基本数控铣床基本G功能功能指令和编程方法指令和编程方法 前面已介绍有关程序编制的预备知识，这节将通过一些编程实例，对编程方法和某些常用指令的用法作进一步介绍，尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必须认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编制出正确的程序。4/25/202414 3.3 数控铣床基本G功能 4/25/2024154/25/202415一、与坐标系有关的指令一、与坐标系有关的指令 G90/G91、G92、G53G59、G17

9、G191、G90/G91指令：G90指令指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。G91指令指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。注意：这两个指令是同组续效指令，不能同时使用。在缺省的情况下（即无G90又无G91）,默认是在G90状态下。4/25/202415一、与坐标系有关的指令 1、G90/G91指令：7/31/4/25/2024164/25/202416图3.1 绝对坐标和相对坐标绝对值编程 G90 X40.0 Y70.0;增量值编程 G91 X-60.0 Y40.0;4/25/202416图3.1 绝对

10、坐标和相对坐标绝对值编程 G90 X40.4/25/2024174/25/2024172 2、G92G92指令指令 1）坐标系设定的预置寄存指令，它只有在采用绝对坐标编程时才有意义。2）编程格式：G92 X G92 X a a_ _ Y Y_ _b b Z Z_ _c c_ _ a a、b b、c c为当前刀位点在所设定工件坐标系中的坐标值4/25/2024172、G92指令 7/31/2023174/25/2024184/25/202418 3）使用该指令，便建立了工件坐标系建立了工件坐标系，数控系统在加工之前送入系统的某个单元，其后的加工程序中的编程尺寸都是在这个工件坐标系的尺寸。4）该指

11、令还有补偿工件在机床上安装误差补偿工件在机床上安装误差的功能，即当首件零件加工完成后，测量工件尺寸精度。如果发现是由于工件安装不准引起的误差，则不必重新安装工件，只需修改所设的坐标值，即可消除这一加工误差。4/25/202418 3）使用该指令，便建立了工件坐标系，数控系统4/25/2024194/25/2024193 3、G53,G54G59G53,G54G59：坐标系选择指令：坐标系选择指令1）G53选择机床坐标系；2）G54G59选择工件坐标系1工件坐标系6。3）在使用该指令后，其后的编程尺寸都是相对于相应坐标系的。4）这类指令是续效指令，缺省值是G53。注意：这类指令只在绝对坐标下有意

12、义G90），在G91下无效。4/25/2024193、G53,G54G59：坐标系选择指令7/31/20234/25/2024204/25/202420G54选择工件坐标系1 G55选择工件坐标系2G56选择工件坐标系3 G57选择工件坐标系4G58选择工件坐标系5 G59选择工件坐标系64/25/202420G54选择工件坐标系1 G55选择工件坐标系27/314/25/2024214/25/2024214/25/2024217/31/2023214/25/2024224/25/202422 例3.1 如图3.6 所示，用G54和G59选择工件坐标系指令编程：要求刀具从当前点（任一点）移动到

13、A点，再从A点移动到B点。O1000 N01 G54；选择工件坐标系1 N02 G00 G90 X30.Y40.；当前点A图3.6 用G54 和G59 编程 N03 G59；选择工件坐标系2 N04 G00 X30.Y30.；AB N05 M03；4/25/202422 例3.1 如图3.6 所示，用G54和G59选择工4/25/2024234/25/2024234、G17,G18,G19指令 1）坐标平面指定指令。G17，G18，G19分别表示规定的操作在XY,ZX,YZ坐标平面内。2）程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规定书写。若数控系统只有一个平面的加工能力，可不必书写。3）这类指令为续

14、效指令，缺省值为G17。4/25/2024234、G17,G18,G19指令 1）坐标平面指定指令4/25/2024244/25/202424二、与控制方式有关的指令二、与控制方式有关的指令 1、G00G00指令指令快速定位指令 1）编程格式）编程格式：G00 X_ Y_ Z_；2）功能）功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。注意：G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。4/25/202424二、与控制方式有关的指令 1）编程格式：G00 X4/25/2024254/25/2024253）定位方式：图3.8 插补定位方式 （1）非

15、直线插补定位 刀具分别以每轴最快速度定位。刀具轨迹一般不是直线。（2）直线插补定位图3.8 插补定位方式 刀具轨迹与直线插补（G01）相同。刀具以不超过每轴的快速移动速度，在最短的时间内定位。4/25/2024253）定位方式：图3.8 插补定位方式 （1）非直线4/25/2024264/25/2024262、G01指令指令直线插补指令直线插补指令1）编程格式）编程格式：G01 X_a_ Y_b_ Z_c_ F_f_；2）功能）功能：指令多坐标（2、3坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度f，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a、b、c）。当前位置是直线

16、的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。4/25/2024262、G01指令直线插补指令7/31/2023264/25/2024274/25/202427例例3.2 直线插补编程举例直线插补编程举例BCDE504030201020304050OYXA10如图其加工路线ABCDEA,刀具起点为O。(1)(1)绝对坐标编程绝对坐标编程N01 G90 G17 G00 X10.Y10.*N02 G01 X50.F100 *N03 Y40.*N04 X20.*N05 X10.Y30 *N06 Y10.*N07 G00 X0.Y0 *4/25/202427例3.2 直线插补编程举例BCDE5

17、040302010204/25/2024284/25/202428(2)(2)相对坐标编程相对坐标编程N01 G91 G17 G00 X10.Y10.*N02 G01 X40.F100 *N03 Y30.*N04 X-30.*N05 X-10.Y-10.*N06 Y-20.*N07 G00 X-10.Y-10 *BCDER40504030201020304050OYXA104/25/202428(2)相对坐标编程BCDER40504030201020304/25/2024294/25/202429例例3.3 编制加工右图所示的轮廓加工程序，工件的厚度编制加工右图所示的轮廓加工程序，工件的厚度为

18、为5mm。设起刀点相对工件的坐标为。设起刀点相对工件的坐标为(-10,-10,300)。YXYXO刀刀O工工1010881632 4028图图3-7 例例3.3BACD4/25/202429例3.3 编制加工右图所示的轮廓加工程序，工件的厚度为5m4/25/2024304/25/202430YXYXO刀刀O工工1010881632 4028例例3.3BACDN01 G90 G92 X-10.Y-10.Z300.;设定起刀点的位置设定起刀点的位置N02 G00 X8.Y8.Z2.;快速移动至快速移动至A点的上方点的上方N03 S1000 M03;起动主轴起动主轴N04 G01 Z-6.F50.;

19、下刀至切削厚度下刀至切削厚度N05 G17 X40.;铣铣AB段段4/25/202430YXYXO刀O工10108816324028例3.3BACD4/25/2024314/25/202431YXYXO刀刀O工工1010881632 4028例例3.3BACDN06 X32.Y28.;铣铣BC段段N07 X16.;铣铣CD段段N08 X8.Y8.;铣铣DA段段N09 G00 Z20.M05;抬刀且主轴停抬刀且主轴停N010 X-10.Y-10.Z300.;返回起刀点返回起刀点N011 M02;程序结束程序结束4/25/202431YXYXO刀O工10108816324028例3.3BACD4/

20、25/2024324/25/2024321）G02：顺时针圆弧插补。2）G03：逆时针圆弧插补。3）顺、逆方向判别规则：从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向正方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。3、G02、G03指令指令圆弧插补指令 4/25/2024321）G02：顺时针圆弧插补。3、G02、G03指令圆弧插4/25/2024334/25/2024334）编程格式：编程格式：起点起点终点终点(X,Y)圆心圆心(I,J)25452040XYO4/25/2024334）编程格式：起点终点(X,Y)圆心(I,J)25452044/25/2024344/25/2024345）圆弧的终点坐标，由a、

21、b、c的数值指定。6）圆心的位置通常有以下几种方法：由圆心相对于圆弧起点在由圆心相对于圆弧起点在X,Y,Z轴方向上的增量轴方向上的增量 I,J,K表示表示 由起点指向圆心的向量在由起点指向圆心的向量在由起点指向圆心的向量在由起点指向圆心的向量在 X,Y,Z X,Y,Z轴上的分量用轴上的分量用轴上的分量用轴上的分量用I,J,KI,J,K表示表示表示表示 X XY YI IJ J起点起点起点起点X XX XY YI IJ J起点起点起点起点4/25/2024345）圆弧的终点坐标，由a、b、c的数值指定。由起点指向4/25/2024354/25/2024357）R表示法表示法：用半径R带有符号的数

22、值来表示：AB180。：R 0 R100；BA180。：R 0 R-100 说明：说明：1.1.具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定。具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定。2.G00,G01,G02,G03 2.G00,G01,G02,G03是同组续效指令，缺省值是同组续效指令，缺省值G01G01 3.3.本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与 终点最终没有相对位移，则可省略不写。终点最终没有相对位移，则可省略不写。ABAB ABABA AB BR100R1004/25/2024357）R表示法：用半径R带有符号的数值来表示：说明：1.具体采4/2

23、5/2024364/25/202436 注：有些系统不能用R编程，如果圆弧的起点和终点相同，由于数控系统无法用确定圆弧的中心位置，只能用I、J、K确定圆心的方式来编程4/25/202436 注：有些系统不能用R编程，如果圆弧的起点和终点4/25/2024374/25/202437 在XOY平面，如图采用逆时针加工整圆A点x=30,y=0。起点在O点，加工时从O点快速移到A点进行加工，F=120mm/min，绝对坐标编程。OxyAR30N20 G92 X0 Y0 Z0 ;N30 G90 G00 X30.Y0 ；N40 G03 I-30.J0 F120；N50 G00 X0 Y0；例例3.4 整圆

24、加工编程举例整圆加工编程举例4/25/202437 在XOY平面，如图采用逆时针加工整圆A点x=34/25/2024384/25/202438例例3.5 用数控铣床加工图所示的轮廓用数控铣床加工图所示的轮廓ABCDEA。分。分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序。别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序。A10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1O2DR1030 E20 机床原点，起刀点机床原点，起刀点编程原点编程原点 例例3.54/25/202438例3.5 用数控铣床加工图所示的轮廓ABCDEA。分别用绝4/25/2024394/25/202439（1）绝对坐标程序）绝对

25、坐标程序 N01 G92 X-10.Y-10.LFN02 G90 G17 G00 X10.Y10.LFN03 G01 X30.F100 LFN04 G03 X40.Y20.I0 J10.LFN05 G02 X30.Y30.I0 J10.LFN06 G01 X10.Y20.LFN07 Y10.LFN08 G00 X-10.Y-10.M02 LF G92 X-10 Y-10：设定机床坐标系与工件编程坐标系的设定机床坐标系与工件编程坐标系的关系，给出关系，给出机床坐标原点机床坐标原点O机机相对相对编程原点编程原点O工工的坐标值。的坐标值。A10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1O

26、2DR1030 E20 例例3.5图图4/25/202439（1）绝对坐标程序 G92 X-10 Y-14/25/2024404/25/202440N02 G90 G17 G00 X10.Y10.LF G90 绝对坐标指令绝对坐标指令，G17 XY平面内的加工指令，平面内的加工指令，G00快快速定位指定，速定位指定，X10 Y10 指指A点在工件坐标系内的坐标值。点在工件坐标系内的坐标值。该段程序的含义是指令刀具相对于工件由起刀点该段程序的含义是指令刀具相对于工件由起刀点O机机快快速移动到速移动到A点。点。A10101010O工工O机机YYXX例例3.5图机床与编程原点图机床与编程原点 4/2

27、5/202440N02 G90 G17 G00 X10.Y10.L4/25/2024414/25/202441N03 G01 X30.F100 LF G01直线插补指令，直线插补指令，F100进给速度为进给速度为100mm/min 该程序段的含义是以直线插补和进给速度该程序段的含义是以直线插补和进给速度100mm/min的的方式从点方式从点A向点向点B加工直线加工直线AB段。段。A10101010O工工O机机YYXXB 30例例3.5图图4/25/202441N03 G01 X30.F100 LF G01直线插4/25/2024424/25/202442N04 G03 X40.Y20.I0 J

28、10.LF G03逆时针圆弧插补指令；逆时针圆弧插补指令；X40.Y20.圆弧的终点相圆弧的终点相对于工件坐标原点的坐标值；对于工件坐标原点的坐标值；I0 J10.为圆弧的圆心相对为圆弧的圆心相对于的起点坐标。于的起点坐标。该段程序的含义该段程序的含义是以逆时针圆弧插补是以逆时针圆弧插补的方式从点的方式从点B到点到点C加加工工BC圆弧段。圆弧段。A10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1 4/25/202442N04 G03 X40.Y20.I0 J10.LF4/25/2024434/25/202443N05 G02 X30.Y30.I0 J10 LF G02顺时针圆弧插补指

29、令；顺时针圆弧插补指令；X30.Y30.圆弧的终点相圆弧的终点相对于工件坐标原点的坐标值；对于工件坐标原点的坐标值；I0 J10.为圆弧的圆心相对为圆弧的圆心相对于起点的坐标。于起点的坐标。该段程序的含义是该段程序的含义是以顺时针圆弧插补的方以顺时针圆弧插补的方式从点式从点C到点到点D加工加工CD圆弧段。圆弧段。A10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1O2DR1030 4/25/202443N05 G02 X30.Y30.I0 J10 LF 4/25/2024444/25/202444N06 G01 X10.Y20.LF 该程序段的含义是以直线插补的方式从点该程序段的含义是

30、以直线插补的方式从点D向点向点E加工加工直线直线DE段。段。A10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1O2DR1030 E20 4/25/202444N06 G01 X10.Y20.LF 该4/25/2024454/25/202445N07 Y10.LF 该程序段的含义是以直线插补的方式从点该程序段的含义是以直线插补的方式从点E向点向点A加工加工直线直线EA段。段。A10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1O2DR1030 E20 4/25/202445N07 Y10.LF 该程序段的含义4/25/2024464/25/202446N08 G00 X-10.

31、Y-10.M02 LF G00快速定位指定，快速定位指定，X-10.Y-10.指指O机机点在工件坐标系点在工件坐标系内的坐标值，内的坐标值，M02程序结束指令。程序结束指令。A10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1O2DR1030 E20 4/25/202446N08 G00 X-10.Y-10.M02 LF 4/25/2024474/25/202447 （2）相对坐标程序相对坐标程序N01 G91 G17 G00 X20.Y20.LFN02 G01 X20.F100 LFN03 G03 X10.Y10.I0 J10.LFN04 G02 X-10.Y10.I0 J10.LF

32、N05 G01 X-20.Y-10.LFN06 Y-10.LFN07 G00 X-20 Y-20.M02 LFA10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1O2DR1030 E20 4/25/202447 （2）相对坐标程序A10101010O工O机YYX4/25/2024484/25/2024484、螺旋线插补、螺旋线插补G17 G02或或G03 X Y Z I J(或或R)K FG18 G02或或G03 X Z Y I K (或或R)J FG19 G02或或G03 Y Z X J K (或或R)I F X.Y.Z.螺旋线终点坐标，螺旋线终点坐标，I.J 圆心在圆心在X,Y轴的

33、坐标；轴的坐标；相对螺旋线起点的增量坐标相对螺旋线起点的增量坐标 R 圆弧半径圆弧半径R与与I,J取其一取其一 K螺旋线导程螺旋线导程yxz4/25/2024484、螺旋线插补G17 G02或G03 X Y Z 4/25/2024494/25/202449N01 G90 G92 X25.Y0.Z300.;设定起刀点的位置设定起刀点的位置N02 G00 Z5.;快速移动至快速移动至安全高度安全高度N03 S1000 M03;起动主轴起动主轴N04 G01 Z0 F100 M08;下刀至切削厚度下刀至切削厚度N05 G17 G03 X25.Y0 Z-30.I-25.J0 K2.F50;例例.6 螺

34、旋线插补指令的应用实例螺旋线插补指令的应用实例4030100120ZXYX504/25/202449N01 G90 G92 X25.Y0.Z304/25/2024504/25/202450N06 X25.Y0 I-25.J0;逆圆加工槽底面逆圆加工槽底面N07 G00 Z5.M09;N08 X0 Y0;N09 M02;程序结束程序结束4030100120ZXYX504/25/202450N06 X25.Y0 I-25.J0;N07 4/25/2024514/25/202451如图，设O点为起刀点，刀具的加工路线为ABCDEA.用绝对值和圆弧半径R编程，需建立刀具半径补偿。编写该加工程序。（选择

35、半径为10mm的球头铣刀.F,S 自定）BCDER60R408060402020406080100OYXA例例.7 圆弧插补编程举例圆弧插补编程举例解：(1)F=100mm/min S=1000r/min(2)编程O0001N01 G54 G90 G17 G00 X0.0 Y0.0S1000 M03;N02 G42 X20.0 Y10.0 H01;N03 G01 X100.0 F100;N04 G03 X60.0 Y80.0 R60.0;N05 G02 X20.0 Y40.0 R40.0;N06 G01 Y20.0;N07 G00 G40 X0.0 Y0.0 M05 H00;N08 M02;4

36、/25/202451如图，设O点为起刀点，刀具的加工路线为ABCDEA4/25/2024524/25/202452一、刀具半径补偿指令一、刀具半径补偿指令 数控程序是按刀具的中心编制的，在进行零件轮廓数控程序是按刀具的中心编制的，在进行零件轮廓加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓通常应让开一个加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓通常应让开一个刀具半径的距离，即所谓的刀具半径的距离，即所谓的刀具偏置或刀具半径补偿。刀具偏置或刀具半径补偿。具有刀具半径补偿功能的数控系统具有如下优点：具有刀具半径补偿功能的数控系统具有如下优点：1）在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按零件轮）在编程时可以不考虑刀具的半径

37、，直接按零件轮廓编程，只要在实际加工时把刀具半径输入刀具半径补廓编程，只要在实际加工时把刀具半径输入刀具半径补偿地址中即可。偿地址中即可。2）刀具磨损后可以通过补偿弥补。）刀具磨损后可以通过补偿弥补。3）可以使粗加工的程序简化。）可以使粗加工的程序简化。1.基本概念基本概念3.4 数控铣床刀具补偿功能数控铣床刀具补偿功能 4/25/202452一、刀具半径补偿指令 数控程序是按刀具的中心编制4/25/2024534/25/2024532.指令指令 G40是取消刀具半径补偿功能。是取消刀具半径补偿功能。G41是刀具半径左补偿指令。即沿着刀具前进方向，是刀具半径左补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具

38、始终位于工件的左侧。刀具始终位于工件的左侧。(相当于顺铣相当于顺铣)图图3-18 刀具左补偿刀具左补偿左补偿4/25/2024532.指令 G40是取消刀具半径补偿功能。图34/25/2024544/25/202454 G42是刀具半径右补偿指令。即沿着刀具前进方向，是刀具半径右补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的右侧。刀具始终位于工件的右侧。(相当于逆铣相当于逆铣)图图3-19 刀具右补偿刀具右补偿从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言，顺铣从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言，顺铣效果好，效果好，G41常用。常用。4/25/202454 G42是刀具半径右补偿指令。即沿着刀具前进

39、方4/25/2024554/25/202455 刀补指令的程序段格式：刀补指令的程序段格式：1）式中的）式中的D为刀具半径补偿地址，为刀具半径补偿地址，D00D99共共100个地址个地址,地址中存放的是刀具半径的补偿量；地址中存放的是刀具半径的补偿量；2）式中的）式中的X Y Z为由刀补建立或取消的终点位置。为由刀补建立或取消的终点位置。4/25/202455 刀补指令的程序段格式：1）式中4/25/2024564/25/202456 1）只能在）只能在G00或或G01指令下建立刀具半径补偿状态指令下建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径补偿状态。及取消刀具半径补偿状态。注意：注意：2）在建立刀补

40、时，必须有连续两段的平面位移指）在建立刀补时，必须有连续两段的平面位移指令。这是因为，在建立刀补时，控制系统要连续读人令。这是因为，在建立刀补时，控制系统要连续读人两段平面位移指令，才能正确计算出进入刀补状态时两段平面位移指令，才能正确计算出进入刀补状态时刀具中心的偏置位置。否则，将无法正确建立刀补状刀具中心的偏置位置。否则，将无法正确建立刀补状态。态。4/25/202456 1）只能在G00或G01指令下建立刀具半径补偿状4/25/2024574/25/202457说明：1）刀补建立：2）刀补取消：3）拐角过渡：当拐角是 锐角时，为减少刀具的 空行程，往往要插入一段。3下面结合图来介绍刀补的

41、运动。4/25/202457说明：1）刀补建立：3下面结合图来介绍刀补的运动。7/314/25/2024584/25/202458 例例3.8 图图3-20所示加工路线为实际零件轮廓，刀具初所示加工路线为实际零件轮廓，刀具初始位置为始位置为(0,0,200)，工件坐标系原点在工件上表面处，工件坐标系原点在工件上表面处，用用 10的立铣刀精铣厚为的立铣刀精铣厚为4mm的工件。的工件。YX40-4080-80R60-20R40O-40例例3.8图图4/25/202458 例3.8 图3-20所示加工路线为实际零件轮廓4/25/2024594/25/202459YX40-4080-80R60-20R

42、40O-40例例3.8图图 编程如下：编程如下：N01 G90 G92 X0 Y0 Z200.;设置刀具起始位置设置刀具起始位置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;打开冷却、起动主轴打开冷却、起动主轴N05 G01 Z-5F50;慢速下至切削深度慢速下至切削深度4/25/202459YX40-4080-80R60-20R40O-40例3.8图4/25/2024604/25/202460N06 G41 D01 X40F150;至此切削点进入刀具半径补偿状态至此切削点进入刀具半径

43、补偿状态N07 X-80;直线进给直线进给N08 Y-20;直线进给直线进给N09 G02 X-40Y20R40F100;顺时针圆弧进给顺时针圆弧进给N010 G03 X20Y80R60;逆时针圆弧进给逆时针圆弧进给N011 G01 X40F150;直线加速进给直线加速进给N012 Y-45;直线进给直线进给YX40-4080-80R60-20R40O-40例例3.8图图 4/25/202460N06 G41 D01 X40F150;YX44/25/2024614/25/202461YX40-4080-80R60-20R40O-40例例3.8图图 N013 M09 M05;关闭冷却、主轴停转关

44、闭冷却、主轴停转N014 G00 Z200;快速抬刀快速抬刀N015 G40 X0 Y0;取消刀补、刀具归位取消刀补、刀具归位N016 M02 ;程序结束程序结束4/25/202461YX40-4080-80R60-20R40O-40例3.8图4/25/2024624/25/2024624/25/2024627/31/2023624/25/2024634/25/202463 1、刀具半径补偿的建立，只能在G00或G01方式下完成，不能G02、G03在或其他曲线插补方式下进行，刀具半径补偿一旦建立，在没被取消之前一直有效，编程曲线永远是铣刀回转圆的包络线。注意:2、在加工工件之前必须建立好刀补，

45、加工完成后取消，不能一边加工工件，一边建立或取消刀补，这样会出现过切。3、为避免在加工过程中出现不安全因素，一般在下刀过程中不建立刀具半径补偿，在抬刀过程中不取消刀具半径补偿。4、加工的内容有外轮廓形状和内轮廓形状，即使使用同一把刀具半径补偿方式，内外加工的刀具半径补偿应该分别建立和取消。4/25/202463 1、刀具半径补偿的建立，只能在G00或G01方式4/25/2024644/25/202464例例3.9刀具半径补偿举例刀具半径补偿举例要求精铣36mm的槽,深为3mm,选择直径为10mm的直铣刀铣削,刀具起点在O点上方30mm处.YXZ60501334/25/202464例3.9刀具半

46、径补偿举例要求精铣36mm的槽,深为3mm,4/25/2024654/25/202465N01 G92 X0 Y0 Z30;N02 G00 Z2.S1500 M03;N03 M08;N04 G90 G01 Z-3.F80;N05 G42 X-8.Y5.F120.;N06 G02 X0.Y18.R13;N07 I0 J-18.;N08 X13.Y5.R13;N09 G40 G00 X0 Y0 M05;N10 Z30.M09;N11 M30;程序编制4/25/202465N01 G92 X0 Y0 Z30;程序编制7/31/204/25/2024664/25/202466 使用刀具长度补偿功能，在

47、编程时可以不考虑刀具在使用刀具长度补偿功能，在编程时可以不考虑刀具在机床主轴上装夹的实际长度，而只需在程序中给出刀具机床主轴上装夹的实际长度，而只需在程序中给出刀具端刃的端刃的Z坐标，具体的刀具长度由坐标，具体的刀具长度由Z向对刀来协调。向对刀来协调。G43：刀具长度补偿分为刀具长度正补偿刀具长度补偿分为刀具长度正补偿及及H代码；代码；G44：刀具长度负补偿刀具长度负补偿及及H代码；代码；G49：取消刀具长度补偿用。取消刀具长度补偿用。H后跟两位数指定偏置号，在每个偏置号输入需后跟两位数指定偏置号，在每个偏置号输入需要偏置的量。要偏置的量。二、刀具长度偏置指令二、刀具长度偏置指令G43、G44

48、、G49 4/25/202466 使用刀具长度补偿功能，在编程时可以不考虑刀具在4/25/2024674/25/202467 1）G43、G44、G49（模态）（模态）2）G43 H_ Z_；G44 H_ Z_；正向偏置，负向偏置正向偏置，负向偏置 实际刀点位置理论刀点位置Z=0 如图所示零件的加工,加工孔的位在(0,0)处,编程时刀具的理论刀点离工件上表面的距离为80mm,孔的深度为30mm.N01 G90 G00 X0 Y0 M03 S1000 T01;N02 Z5.0;N03 G01 Z-30.0 F50;N04 G00 Z80.0;4/25/202467 1）G43、G44、G49（模

49、态4/25/2024684/25/202468实际刀点位置理论刀点位置Z=0若刀具磨损后,磨损量为2mm,编写程序.N01 G90 G00 X0 Y0 M03 S1000 T01;N02 G43 Z5.0 H01;N03 G01 Z-30.0 F50;N04 G49 G00 Z80.0;H01=-2.0mm定位:7.0+(-2.0)=5.0 此刻刀具的实际刀位点正好在5mm处加工:-30.0=-30.0 此刻刀具的实际刀位点正好在30.0mm处5.0mm4/25/202468实际刀点位置理论刀点位置Z=0若刀具磨损后,磨损量为2mm,4/25/2024694/25/202469a情况：情况：设

50、定设定H01=2，则，则G44 H01；c情况：情况：设定设定H01=-2，则，则G43 H02。3030302222图图3-21 刀具长度补偿刀具长度补偿正常正常abc4/25/202469a情况：设定H01=2，则G44 H01；303030224/25/2024704/25/202470 例例3.10 铣如图铣如图3-22所示的三条槽，槽深均为所示的三条槽，槽深均为2mm，试用，试用刀具补偿指令编程。选择刀具补偿指令编程。选择 8铣刀为铣刀为1号，刀补设为号，刀补设为0，6铣铣刀为刀为2号，刀补设为号，刀补设为-2mm，2080100204060100XYO866OEBCADXZY图图3

51、-22 刀具长度补偿刀具长度补偿4/25/202470 例3.10 铣如图3-22所示的三条槽，槽深均为24/25/2024714/25/2024712080100204060100XYO866OEBCADXZY图图3-22 刀具长度补偿刀具长度补偿N001 G00 X20.Y20 Z2.T01;01号刀至号刀至A点点N002 S1500 M03;主轴正转主轴正转1500r/minN003 G01 Z-2.F150;刀具刀具Z向至槽底向至槽底N0031 X80.;N004 G00 Z100.;刀具上提刀具上提100mmN0041 X20.Y40.M05;刀具移至刀具移至B点点4/25/2024

52、712080100204060100XYO866OEBCADXZ4/25/2024724/25/2024722080100204060100XYO866OEBCADXZY图图3-22 刀具长度补偿刀具长度补偿N005 M06 T02;换换02号刀号刀N006 S1500 M03;主轴正转主轴正转1500r/minN007 G43 G01 H01 Z2.F400;刀具长度补偿刀具长度补偿2mm，移至，移至C点点N008 Z-2.F150;Z向进刀至槽底向进刀至槽底N0081 X80.;X向进给槽长向进给槽长4/25/2024722080100204060100XYO866OEBCADXZ4/25

53、/2024734/25/2024732080100204060100XYO866OEBCADXZY图图3-22 刀具长度补偿刀具长度补偿N009 G00 X20.Y60.Z2.;刀具移至刀具移至D点点 N0010 G01 Z-2.F150;Z向进刀至槽底向进刀至槽底N0011 X80.;X向进给槽长向进给槽长N0012 G00 Z100.;Z向移至向移至100mmN0013 G49 X20.Y20.;取消刀具补偿，移至取消刀具补偿，移至E点点N0014 M02;程序结束程序结束4/25/2024732080100204060100XYO866OEBCADXZ4/25/2024744/25/20

54、2474 加工三个直径为25mm的孔，加工顺序为ABC，刀具起点在O点，由于某种原因刀具在长度方向的实际位置比编程位置偏离了5mm。采用刀具长度补偿指令编程，补偿值e=-5mm存入地址为H01的存储器中。例例3.11 刀具长度补偿举例刀具长度补偿举例53-254050编程位置实际位置xxO80O20402040e=5mm2832030ABCy4/25/202474 加工三个直径为25mm的孔，加工顺序为ABC4/25/2024754/25/202475N01 G92 X0 Y0 Z0;N02 G91 G00 X80.Y60.S800 M03;N03 G43 Z-17.H01 M08;N04 G

55、01 Z-48.F120;N05 G00 Z48.;N06 X50.Y28.;N07 G01 Z-33.;N08 G04 P2000;N09 G00 Z33.;N10 X40.Y-48.;程序编制N11 G01 Z-23.;N12 G04 P2000;N13 G00 Z40.H00 M09;N14 X-170.Y-40.;N15 M02;4/25/202475N01 G92 X0 Y0 Z0;程序编制N11 G01 4/25/2024764/25/202476一、子程序一、子程序 当一个零件图形上有几个相同的几何图形或几个位置当一个零件图形上有几个相同的几何图形或几个位置需要不同刀具反复加工时

56、，可以编制一个子程序供主程序需要不同刀具反复加工时，可以编制一个子程序供主程序多次调用。多次调用。1）FANUC 11-MEA-4系统子程序调用格式为：系统子程序调用格式为：M98 P程序号程序号 L调用次数调用次数O10 子程序程序号子程序程序号N01 子程序体子程序体N0n M99 子程序结束并返回主程序子程序结束并返回主程序3.5 简化编程的指令代码简化编程的指令代码4/25/202476一、子程序 当一个零件图形上有几个相同的几何图4/25/2024774/25/2024772）FANUC 7M系统子程序调用格式位为：系统子程序调用格式位为：L子程序号、调用次数，程序格式为：子程序号、

57、调用次数，程序格式为：L0100 该子程序序号为该子程序序号为01N01 子程序体子程序体N0n M17 子程序结束并返回主程序子程序结束并返回主程序3）XK0816A系统子程序调用格式为：系统子程序调用格式为：G20 N P 变量值变量值(可正、负，小数点前四位、后三位可正、负，小数点前四位、后三位)变量号变量号(本系统最多本系统最多10个：个：P0 P9)子程序调用次数子程序调用次数(1 99次次)子程序号或子程序名子程序号或子程序名(01 99)G20为子程序调用指令。为子程序调用指令。4/25/2024772）FANUC 7M系统子程序调用格式位为：3）XK08164/25/20247

58、84/25/202478相应的子程序形式为：相应的子程序形式为：O60 子程序名子程序名 N0010 G22 O60 子程序开始子程序开始 N0020 子程序体子程序体 N0100 G24 子程序结束并返回主程序子程序结束并返回主程序 使用子程序时应注意：使用子程序时应注意：1）主程序可以调用子程序，子程序也可以调用其他）主程序可以调用子程序，子程序也可以调用其他子程序，但子程序不能调用主程序和自身。子程序，但子程序不能调用主程序和自身。2）主程序中模态代码可被子程序中同一组的其他代）主程序中模态代码可被子程序中同一组的其他代码所更改。码所更改。3）最好不要在刀具补偿状态下的主程序中调用子程）

59、最好不要在刀具补偿状态下的主程序中调用子程序。序。4/25/202478相应的子程序形式为：使用子程序时应注意：7/34/25/2024794/25/202479 例例3.12 编制如图编制如图3-22所示零件的程序，零件上所示零件的程序，零件上4个方槽的尺寸、形状相同，槽深个方槽的尺寸、形状相同，槽深2mm，槽宽，槽宽10 mm，未注圆角半径为，未注圆角半径为R5，设起刀点为，设起刀点为(0,0,200)。Y3050205018015302030110例例3.12图图XOXYZO4/25/202479 例3.12 编制如图3-22所示零件的程序，零件4/25/2024804/25/20248

60、0Y3050205018015302030110例例3.12图图XOXYZOO1 (MAIN_PROGRAMM)N01 G90 G92 X0 Y0 Z200.;设置起刀点的位置设置起刀点的位置N02 G00 X30.Y15.Z5.;快速移至第一切削点上方快速移至第一切削点上方N03 G91 S600 M03;相对坐标，主轴正转相对坐标，主轴正转600r/minN004 M98 P10;调用子程序调用子程序104/25/202480Y3050205018015302030110例3.12图X4/25/2024814/25/202481Y3050205018015302030110例例3.12图图

61、XOXYZOO10 (SUB_PROGRAMM)N1 G01 Z-7.F50;N2 X50.F150;N3 Y30.;N4 X-50.;N5 Y-30.;N6 G00 Z7.;N7 M99;4/25/202481Y3050205018015302030110例3.12图X4/25/2024824/25/202482Y3050205018015302030110例例3.12图图XOXYZON05 G00 X70.;N06 M98 P10.;N07 G00 X-70.Y50.;N08 M98 P10;N09 G00 X70.;N010 M98 P10.;N011 M05;N012 G90 G00

62、X0 Y0 Z200;N013 M02 ;4/25/202482Y3050205018015302030110例3.12图X4/25/2024834/25/202483二、镜像指令二、镜像指令 在加工某些对称图形时，为了避免反复编制类似的在加工某些对称图形时，为了避免反复编制类似的程序段，缩短加工程序，可采用镜像加工功能。程序段，缩短加工程序，可采用镜像加工功能。1）FANUC 11-MEA-4系统的镜像指令代码为：系统的镜像指令代码为：M21：关于：关于X=0轴的镜像轴的镜像(对称于对称于Y轴轴)M22：关于：关于Y=0轴的镜像轴的镜像(对称于对称于X轴轴)M23：取消镜像。：取消镜像。该系

63、统子程序调用格式为该系统子程序调用格式为M98,M994/25/202483二、镜像指令 在加工某些对称图形时，为了避免反4/25/2024844/25/2024842）DIN 66052系统镜像指令代码为：系统镜像指令代码为：M91：关于：关于X轴镜像轴镜像 M92：关于：关于Y轴镜像轴镜像 M93：关于原点镜像：关于原点镜像 M90：取消镜像功能：取消镜像功能 该系统子程序调用格式为：该系统子程序调用格式为：G25 L(子程序代码两位数字子程序代码两位数字)(调用次数两位调用次数两位)。3）G11(G12,G13)Nxxxx.xxxx.xx G11-Y轴镜像，G12-X轴镜像，G13原点镜

64、像 -镜像加工开始程序段 -镜像加工结束程序段 -循环次数4/25/2024842）DIN 66052系统镜像指令代码为：3）G11(G124/25/2024854/25/202485 例例3.13 精铣如图精铣如图3-24所示的所示的4个形状相同、高个形状相同、高5mm的的凸起。设工件坐标原点位于工件上表面对称中心，刀具起凸起。设工件坐标原点位于工件上表面对称中心，刀具起始位置在工件坐标系始位置在工件坐标系(0,0,100)处，处，A(6.84,18.794,0),B(17.101,46.985,0),C(46.985,17.101,0),D(18.794,6.84,0)XYBACD1234

65、 100 40XYZ1234ABCD例例3.13图图应用应用G21,G22,G23指令编程指令编程4/25/202485 例3.13 精铣如图3-24所示的4个形状相同4/25/2024864/25/202486XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD例例3.13图图O1 (MAIN-PROGRAMM)N01 G90 G92 X0 Y0 Z100.;设置起刀点设置起刀点N02 G00 Z1.;刀具移至点刀具移至点(0,0,1)N03 S200 M03;主轴正转主轴正转200r/minN04 G01 Z-5.F50;刀具移至点刀具移至点(0,0,-5)4/25/202486XYB

66、ACD123410040XYZ1234ABCD例34/25/2024874/25/202487XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD例例3.13图图N05 M98 P10 加工块加工块1O10 (SUB-PROGRAMM)N1 G01 G41 D01 X6.84 Y18.794 F200;移至移至A点建刀补点建刀补N2 X17.101 Y46.985;加工加工AB段段N3 G02 X46.985 Y17.101 I-17.101 J-46.985;加工加工BC段段4/25/202487XYBACD123410040XYZ1234ABCD例34/25/2024884/25/202488XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD例例3.13图图N4 G01 X18.794 Y6.84;加工加工CD段段N5 G03 X6.84 Y18.794 I-18.794 J-6.84;加工加工DA段段N6 G00 G40 X0 Y0;N7 M99 ;N06 M21 M98 P10;X=0镜像、加工块镜像、加工块24/25/202488XYBACD123410040XYZ