課題十一 數(shù)控銑---槽的編程與加工

1、課題十一 數(shù)控銑-槽的編程與加工教學(xué)目的:1.掌握G92、G54、G91、G90、G00、G01、G43、G44、G49指令的功能及應(yīng)用。2掌握插補(bǔ)平面選擇指令的功能及應(yīng)用格式。3掌握?qǐng)A弧插補(bǔ)指令的功能及應(yīng)用格式。4掌握螺旋線插補(bǔ)指令的功能及應(yīng)用格式。 5初步掌握簡(jiǎn)單程序的編寫(xiě)重 點(diǎn):各種指令的功能及應(yīng)用格式;插補(bǔ)平面選擇指令及圓弧插補(bǔ)指令的功能及應(yīng)用難 點(diǎn):G92、G54指令的功能及應(yīng)用;螺旋線插補(bǔ)指令的功能及應(yīng)用一、舊課復(fù)習(xí)1、數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)后必須進(jìn)行什么操作？2、數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)后除了進(jìn)行回參考點(diǎn)操作外還要進(jìn)行什么操作？3、試述對(duì)刀的操作過(guò)程。二、新課教學(xué)內(nèi)容(一）直槽的編程與加工1設(shè)置工件坐

2、標(biāo)系（）功能：G92指令是規(guī)定工件坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)（程序零點(diǎn)）的指令。以刀具的當(dāng)前位置為參考點(diǎn)，建立的坐標(biāo)系。（）格式：G92 X Y Z 說(shuō)明：坐標(biāo)值x、y、z為刀具中心點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中（相對(duì)于程序零點(diǎn)）的坐標(biāo)。圖11-1 建立工件坐標(biāo)系·· 若刀具的當(dāng)前點(diǎn)在點(diǎn)：G92X0Y0Z0（）說(shuō)明：G92為非模態(tài)指令，一般放在一個(gè)零件程序的第一段工件坐標(biāo)系選取指令G54G59 （又稱零點(diǎn)偏置）（）功能：所謂零點(diǎn)偏置就是在編程過(guò)程中進(jìn)行編程坐標(biāo)系（工件坐標(biāo)系）的平移變換，使編程坐標(biāo)系的零點(diǎn)偏移到新的位置。一般的數(shù)控系統(tǒng)可以選擇個(gè)空間坐標(biāo)系，如圖，G54G59編程時(shí)可以交替使用其中：G

3、54加工坐標(biāo)系1，G55加工坐標(biāo)系2，G56加工坐標(biāo)系3，G57加工坐標(biāo)系4，G58加工坐標(biāo)系5，G59加工坐標(biāo)系6。圖工件零點(diǎn)偏置個(gè)空間坐標(biāo)系都是以機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)為參考點(diǎn)建立的。每個(gè)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值就是該坐標(biāo)系的偏置值，該偏置值必須在加工前提前輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。如圖所示。（）注意：· 使用G54-G59時(shí)，不用G92設(shè)定坐標(biāo)系。G54-G59和G92不能混用。 · G54-G59為模態(tài)指令，可相互注銷(xiāo)，G54為缺省值。圖工件零點(diǎn)偏置絕對(duì)值G90與增量值G91（）格式G90 X _ Y ZG91 X _ Y Z（）說(shuō)明· G90：絕

4、對(duì)值編程，每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì)于程序原點(diǎn)的。· G91：相對(duì)值編程，每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì)于前一位置而言的，該值等于沿軸移動(dòng)的距離。· G90、G91為模態(tài)代碼，G90為缺省值。· G90、G91出現(xiàn)在同一程序段中，則各自在指定的地方有效，這一點(diǎn)和其他的同組G代碼相比是一個(gè)特殊點(diǎn)。例1：如圖11-4所示，已知刀具中心軌跡為“ABC”，使用絕對(duì)坐標(biāo)方式與增量坐標(biāo)方式時(shí)各動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：G90時(shí)：A（10，10）、B（35，50）、C（90，50）；G91時(shí)：B（25，40）、C（55，0）若從A B編程時(shí)：G90 X35 Y50或G91 X25

5、Y40或G90 X35 G91 Y40圖11-4 絕對(duì)、增量坐標(biāo)4快速點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)G00（1）功能：刀具以快速移動(dòng)速度，從刀具當(dāng)前點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。（2）格式：G00 X Y Z （3）說(shuō)明：· 機(jī)床的快速移動(dòng)速度由系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)確定，也可以通過(guò)機(jī)床操作面板的快速進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)。· G00指令的運(yùn)動(dòng)軌跡不一定是直線，且移動(dòng)速度非?？欤瑧?yīng)格外小心，以免引起刀具、工件、夾具的干涉，常見(jiàn)的做法是將Z軸移動(dòng)到安全高度，在放心執(zhí)行G00指令· 常見(jiàn)G00軌跡如圖11-5所示。例2：如圖11-5所示，使用 G00指令編程：要求刀具從A點(diǎn)快速定位到D點(diǎn)。從A D快速定位： G90

6、G00 X40 Y40或 G91 G00 X40 Y40當(dāng)X軸和Y軸的進(jìn)給速度相同時(shí)，從A D的快速定位路徑為A D，即以折線的方式到達(dá)D點(diǎn)，而不是以直線方式從A D圖11-5 銑床G00軌跡4直線插補(bǔ)G01（1）功能：刀具以指定的進(jìn)給速度，從當(dāng)前點(diǎn)沿直線移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。（2)格式：G01 X _ Y Z F 例：如圖所示，刀具從A點(diǎn)直線插補(bǔ)到B點(diǎn)。G90 G01 X45 Y30 F100 或 G91 G01 X35 Y15 F100 圖1 直線插補(bǔ)（) 說(shuō)明：· 每次加工開(kāi)始時(shí)，自動(dòng)處于G01狀態(tài)；· X、Y、Z為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)值，可以用絕對(duì)值和增量值表示， F 為合成進(jìn)給速度

7、；· 第一個(gè)G01指令，其后一定寫(xiě)上F 的數(shù)值；· G01也可以寫(xiě)成G1；· G01是模態(tài)代碼，可由G0、 G0、 G0、 G功能注銷(xiāo)。5刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G43、G44、G49（）功能: 在編制零件加工程序時(shí),一般不考慮刀具的外形尺寸,而且一般回用到多把刀具,而且每把刀具的直徑和長(zhǎng)度不相同,若在加工中不改變程序,這就用到刀具補(bǔ)償功能。 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償可以使每把刀具都有一個(gè)長(zhǎng)度補(bǔ)償值,如果刀具長(zhǎng)度變換后,只需要變更長(zhǎng)度補(bǔ)償代碼中的值即可。（2）指令： G43 建立刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償 G44 建立刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償 G49 取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償（3）格式： G00(G01) G43（G

8、44） Z H G00(G01) G49 （4）說(shuō)明：· 垂直與G17、G18、G19所選平面的軸受到長(zhǎng)度補(bǔ)償;· H為長(zhǎng)度補(bǔ)償偏置號(hào)（ H H）, H的數(shù)值是偏置存儲(chǔ)器地址, H中的數(shù)值是0,它的功能和G49的功能是相同的;· G43、G44、G49為模態(tài)代碼，可相互注銷(xiāo);· 不論在G90還是G91方式, G43指令的結(jié)果是將偏置代碼中的補(bǔ)償值與Z軸指令的終點(diǎn)值相加作為Z軸的最終指令值,而G44指令的結(jié)果是用Z軸指令的終點(diǎn)值減去偏置代碼中的值作為Z軸的最終指令值,如G00G43 Z100 H02 Z50.0; H02 的設(shè)定值是-100.5,相當(dāng)與G0

9、0 Z· 偏置號(hào)改變時(shí),新的偏置值并不加到舊偏置值上,例如:設(shè)H1的偏置值為20, H2的偏置值 為30,則 G90 G00(G01) G43 Z100 H01; Z將達(dá)到120 G90 G00(G01) G43 Z100 H02; Z將達(dá)到130（4）刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)脑O(shè)定方法· 設(shè)定方法一:刀具的補(bǔ)償值即為刀具的長(zhǎng)度值 有對(duì)刀儀的機(jī)床用戶使用此方法比較方便,因?yàn)榭梢灾苯荧@得刀具的長(zhǎng)度值，將該值輸入到對(duì)應(yīng)的H中即可，這時(shí)工件坐標(biāo)系Z向0點(diǎn)偏置值即為它在機(jī)床坐標(biāo)系的實(shí)際值。工件坐標(biāo)系0點(diǎn)位于工件上表面上，它位于機(jī)床0點(diǎn)的下方，偏置值為負(fù)值，設(shè)主軸端面和零件表面的距離是500，G

10、54工件坐標(biāo)系的Z軸偏置值Z=-500.0,設(shè)刀具長(zhǎng)度為200,即H01中存放的為200.0,那么指令結(jié)果為:G00G43H01Z0 G00Z0 非引入長(zhǎng)度補(bǔ)償功能注意: 這時(shí)如果忘寫(xiě)G43、G44指令或者H代碼，或者刀具補(bǔ)償?shù)刂分械牡毒哐a(bǔ)償值未輸入，就會(huì)出現(xiàn)C刀具位置的情況，即刀具和工件相碰撞，這非常危險(xiǎn),建議初學(xué)者不使用這種方法。圖刀具的補(bǔ)償值即為刀具的長(zhǎng)度值· 設(shè)定方法二:刀具的補(bǔ)償值即為刀尖到向編輯零點(diǎn)的距離沒(méi)有刀儀的機(jī)床用戶，一般在機(jī)床上直接對(duì)刀，可采用此方法設(shè)定刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償如圖所示：雖然工件坐標(biāo)系相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)有一段距離，我們僅把它作為向的編程零點(diǎn)，而設(shè)定工件坐標(biāo)系

11、時(shí)，將軸的偏置值設(shè)為，刀具的補(bǔ)償值即為刀尖到向編輯零點(diǎn)的距離，即圖中尺寸。若，（），當(dāng)執(zhí)行下面程序段時(shí)，執(zhí)行結(jié)果為：；刀具在工件表面位置第二種設(shè)定方法好處在于便于在機(jī)床上直接對(duì)刀，而且編程中遺漏了指令，刀具處于遠(yuǎn)離工件表面的位置，即刀具處于圖中的位置，不宜造成加工失誤。例4：考慮刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，編制圖11-9所示零件的加工程序：要求建立如圖所示的工件坐標(biāo)系，按箭頭所指示的路徑進(jìn)行加工。圖9刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償加工%1150G92X0Y0Z0G91G00X120Y80M03S600G43Z-32H01G01Z-21F300G04P2G00Z21X30Y-50G01Z-41G00Z41X50Y30G01Z-

12、25G04P2G00G49Z57X-200Y-60M05M306 案例分析 如圖所示槽形，進(jìn)給速度設(shè)為F=100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速S=1000r/min，用ø6的銑刀，試編寫(xiě)其加工程序。（工件零點(diǎn)選擇在工件中心）圖10案例程序1： 用絕對(duì)值指令編程程 序說(shuō) 明O1212N1 G90 G54 G00X0 Y0 ；N2 G43T01H01；N3 M03 S1000；N4 G00 X-30 Y-25 Z1 ；N5 G01 Y25Z-2 F50；N6 X30F100；N7 Y-25；N9 X-30 ；N10 G00 Z100；N11 X0 Y0G49；N12 M05；N13 M02 程序

13、名設(shè)置工件零件于O點(diǎn)選擇刀具，建立刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1000 r/min刀具快速降至（-30，-25，1）刀具斜線下刀至Z-2mm處直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)刀具Z向快退刀具回起刀點(diǎn)，取消長(zhǎng)度補(bǔ)償主軸停轉(zhuǎn)程序結(jié)束 程序2：用增量值指令編程程 序說(shuō) 明O2222N1 G90 G92 X0 Y0 Z100；N3 M03 S1000N4 G00 X20 Y20 Z2 ；N5 G91 G01 Z-5 F50；N6 Y30 F100；N7 X40；N8 Y-30；N9 X-40；N10 G90 G00 Z100；N11 X0 Y0 M05；N12 M02；程序名設(shè)置工件零件于O點(diǎn)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為

14、1000 r/min刀具快速降至（20，20，2）刀具工進(jìn)至深3mm處直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)刀具Z向快退刀具回起刀點(diǎn)，主軸停轉(zhuǎn)程序結(jié)束(二） 圓弧槽的編程與加工1.插補(bǔ)平面選擇G17、G18、G19功能：該組指令用于選擇直線、圓弧插補(bǔ)的平面。G17選擇XY平面，G18選擇ZX平面，G19選擇YZ平面如圖11-11所示。機(jī)床默認(rèn)G17,且可省略。圖11-11 插補(bǔ)平面選擇 2圓弧插補(bǔ)G02、G03(1)功能：使刀具從圓弧起點(diǎn)，沿圓弧移動(dòng)到圓弧終點(diǎn)。G02為順時(shí)針圓弧，G03為逆時(shí)針圓弧。判斷方法：從Z軸的正方向往負(fù)方向看XY平面，由此決定XY平面的“順時(shí)針”“逆時(shí)針”方向。其它平面方法

15、相同,如圖11-12所示。圖11-12 插補(bǔ)平面選擇(2)格式：G17G02(G03) X_ _ R _ (I_ J_ )F_ G18G02(G03)_ X _ R_ (I_ K_ ) F_G1G02(G03) _ R_ (J _ K_ ) F_ （）說(shuō)明：· G17、G18、 G1為平面選擇指令，在這里用來(lái)確定圓弧所在的平面。 X、后的數(shù)值是圓弧終點(diǎn)的坐標(biāo)值，在G90時(shí)是圓弧終點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值，在G91方式下是終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的增量值。· G02G03指令的選用如圖3所示， G17時(shí)，圓弧在X平面，沿軸的正方向向負(fù)看時(shí)，順時(shí)針用G02，逆時(shí)針用G03。同理，在G1時(shí)，圓弧在X

16、平面，沿軸的正方向向負(fù)看時(shí)，順時(shí)針用G02，逆時(shí)針用G03。在G1時(shí)，圓弧在平面，圓弧的順逆也是這樣判別。圖11-13 不同平面的G02與G03選擇圓弧編程有兩種方法： R 和I 、J 、K，其中R為圓弧的半徑，如果一個(gè)程序段中，R 和I 、J 、K都指令，則R有效， I 、J 、K無(wú)效。用R編程比較簡(jiǎn)單但應(yīng)注意：使用R指令編程時(shí)，由于確定的起點(diǎn)、終點(diǎn)和半徑可以畫(huà)出兩個(gè)圓弧，當(dāng)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角小于180°時(shí)， R就是正值，否則為負(fù)值。當(dāng)指令整圓的時(shí)候，不能使用R進(jìn)行編程。圖11-14 R數(shù)值的確定· I 、J 、K后的數(shù)值為圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的偏移值（圓心坐標(biāo)-起點(diǎn)坐標(biāo)）

17、， I 、J 、K是有正負(fù)號(hào)的， I 0、J 0、K0可以省略不寫(xiě)。在G90/G91時(shí)都是以增量方式指定。圖11-15 I、J、K 的選擇例5：若起點(diǎn)為G，終點(diǎn)為P，則程序?yàn)椋?#183; G90G0220.0 I J F100 若起點(diǎn)為P ，終點(diǎn)為G ，則程序?yàn)椋?· G90G0254.14 J F100圖11-16 I 、J 、K數(shù)值的確定· 指令整圓時(shí)，使用I 、J 、K表示圓弧半徑，而不能使用 R。例如： G17G0225.0 I 0J F100可簡(jiǎn)化為： G02J F100· 以后見(jiàn)到G02(G03)I_ (K_ ) F_；的指令，都是指令整圓的插補(bǔ)指令

18、。而G02(G03) R _ F_；則表示O點(diǎn)的圓。 圖11-17 整圓的確定· 圓弧指令格式中的F后的數(shù)值是刀具沿圓弧切線方向的移動(dòng)速度。例6：使用G02對(duì)圖11-18所示的劣弧a和優(yōu)弧b編程。· 圓弧aG91G02X30Y30R30F300G91G02X30Y30I30J0F300G90G02X0Y30R30F300G90G02X0Y30I30J0F300· 圓弧bG91G02X30Y30R-30F300G91G02X30Y30I0J30F300G90G02X0Y30R-30F300G90G02X0Y30I0J30F300圖11-18 圓弧編程3螺旋線插補(bǔ)G02 G03 功能: 在圓弧插補(bǔ)時(shí),垂直插補(bǔ)平面的直線軸同步運(yùn)動(dòng),構(gòu)成螺旋線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),如圖11-19所示。G02、G03分別表示順時(shí)針、逆時(shí)針螺旋線插補(bǔ), 判斷方向的方法同圓弧插補(bǔ)圖11-19 螺旋線切削4、案例分析 圖11-20槽形，進(jìn)給F=100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速S=800r/min，用ø6的銑刀，試編程：工件零點(diǎn)選擇在毛坯左下角，選用6的立銑刀，采用逆銑?？紤]到立銑刀不能垂直切入工件，下刀點(diǎn)選擇在S圖形的左下角，采用螺旋線切入工件圖11-20 案例圖數(shù)控加工程序程 序說(shuō) 明O3333N1 G90 G54 G00 X0 Y0 ；N2 T01