數(shù)控銑床宏程序

1、數(shù)控銃床宏程序數(shù)控銃教程專題一行切和環(huán)切在數(shù)控加工中，行切和環(huán)切是典型的兩種走刀路線。行切在手工編程時多用于規(guī)則矩形平面、臺階面和矩形下陷加工，對非矩形區(qū)域的行切一般用自動編程實現(xiàn)。環(huán)切主要用于輪廓的半精、精加工及粗加工，用于粗加工時，其效率比行切低，但可方便的用刀補功能實現(xiàn)。1.1 環(huán)切環(huán)切加工是利用已有精加工刀補程序，通過修改刀具半徑補償值的方式，控制刀具從內(nèi)向外或從外向內(nèi)，一層一層去除工件余量，直至完成零件加工。編寫環(huán)切加工程序，需解決二個問題：?環(huán)切刀具半徑補償值的計算；?環(huán)切刀補程序工步起點（下刀點）的確定；?如何在程序中修改刀具半徑補償值。1.1.1 環(huán)切刀具半徑補償值的計算確定環(huán)

2、切刀具半徑補償值可按如下步驟進行：1、確定刀具直徑、走刀步距和精加工余量；2、確定半精加工和精加工刀補值；3、確定環(huán)切第一刀的刀具中心相對零件輪廓的位置（第一刀刀補值）4、根據(jù)步距確定中間各刀刀補值。示例：用環(huán)切方案加工圖1-1零件內(nèi)槽，環(huán)切路線為從內(nèi)向外on I I04-11 1環(huán)切刀補值確定過程如下：1、根據(jù)內(nèi)槽圓角半徑R6,選取小12鍵槽銃刀，精加工余量為0.5mm走刀步品E取10mm2、由刀具半徑6,可知精加工和半精加工的刀補半徑分別為6和6.5mm；3、如圖所示，為保證第一刀的左右兩條軌跡按步距要求重疊，則兩軌跡間距離等于步距，則該刀刀補值=30-10/2=25mm4、根據(jù)步距確定中

3、間各刀刀補值，第二刀刀補值=25-10=15mm第三刀刀補值二15-10=5,該值小于半精加工刀補值，說明此刀不需要。由上述過程，可知，環(huán)切共需4刀，刀補值分別為25、15、6.5、6mm1.1.2 環(huán)切刀補程序工步起點（下刀點）的確定對于封閉輪廓的刀補加工程序來說，一般選擇輪廓上凸出的角作為切削起點，對內(nèi)輪廓，如沒有這樣的點，也可以選取圓弧與直線的相切點，以避免在輪廓上留下接刀痕。在確定切削起點后，再在該點附近確定一個合適的點，來完成刀補的建立與撤消，這個專用于刀補建立與撤消的點就是刀補程序的工步起點，一般情況下也是刀補程序的下刀點。一般而言，當(dāng)選擇輪廓上凸出的角作為切削起點時，刀補程序的下

4、刀點應(yīng)在該角的角平分線上（45°方向），當(dāng)選取圓弧與直線的相切點或某水平/垂直直線上的點作為切削起點時，刀補程序的下刀點與切削起點的連線應(yīng)與直線部分垂直。在一般的刀補程序中，為縮短空刀距離，下刀點與切削起點的距離比刀具半徑略大一點，下刀時刀具與工件不發(fā)生干涉即可。但在環(huán)切刀補程序中，下刀點與切削起點的距離應(yīng)大于在上一步驟中確定的最大刀具半徑補償值，以避免產(chǎn)生刀具干涉報警。如對圖1-1零件，取R30圓弧圓心為編程零點，取R30圓弧右側(cè)端點作為切削起點，如刀補程序僅用于精加工，下刀點取在（22,0）即可，該點至切削起點距離=8mm但在環(huán)切時，由于前兩刀的刀具半徑補償值大于8mm建立刀補時

5、，刀具實際運動方向是向左，而程序中指定的運動方向是向右，撤消刀補時與此類似，此時數(shù)控系統(tǒng)就會產(chǎn)生刀具干涉報警。因此合理的下刀點應(yīng)在編程零點（0,0）。1.1.3 在程序中修改刀具半徑補償值在程序中修改刀具半徑補償值可采用如下方法1、在刀補表中設(shè)好環(huán)切每一刀的刀具半徑補償值，然后在刀補程序中修改刀具補償號。示例1.1直接在G41/G42程序段修改刀具補償號主程序%1000G54G90GOG17G40;Z50M03S1000;X0Y0;Z5M08;G1Z-10F60;子程序%0010G90 G1 Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;M99示例1.2用宏變量表示刀具補償

6、號，利用循環(huán)修改刀具補償號%100G54G90G0G17G40;Z50M03S1000;X0Y0;Z5M08;2、使用G10修改刀具補償半徑示例1.3,使用G10和子程序完成環(huán)切主程序%100G54G90G0G17G40;Z50M03S1000;X0Y0;示百1.4Z5gM0密口循環(huán)完成環(huán)切%1000G54G90G0G17G40;Z50M03S1000;X0Y0;Z5M08;3、jftGZ-JTF608®Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;M98 P0010;M05 M09;G0 Z50;M30;子程序%0010G41 X30 D1 F100;Y60;X

7、-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;#10=#10-#11；示例1.5直接用宏變量對刀補值賦值，利用循環(huán)完成環(huán)切%1000G54 G90 G0 G17G40;Z50 M03 S1000;X0 Y0;Z5 M08;說力 G1 G4-X30 F6ftG41 X30 D#10F100;Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;,#10表示刀具補償號，而在 G41X30 d#10中,#10表示刀具半徑補償值，此用法在FANU酰明書中沒有，但實際使用的結(jié)果確實如此，如所用系統(tǒng)不支持此用法，就只用示例1.4用法。1.1.4 環(huán)切宏程序當(dāng)使用刀具半徑補償來完成環(huán)切時，不管我們采用何種

8、方式修改刀具半徑補償值，由于受刀補建、撤的限制，它們都存在走刀路線不夠簡潔，空刀距離較長的問題。對于象圖1-1所示的輪廓，其刀具中心軌跡很好計算，此時如用宏程序直接計算中心軌跡路線，則可簡化走刀路線，縮短空刀距離。示例1.6完全使用宏程序的環(huán)切加工如圖1-2所示，用#1、#2表示輪廓左右和上邊界尺寸，編程零點在R30圓心,加工起始點放在輪廓右上角（可削除接刀痕）%1000G54G90G0G17G40;Z50M03S100;#4=30;左右邊界圖1-2#5=60;上邊界G1Z-10F60;#20=2;WHILE#20GE2DO1;WHILE#10GE#12DO2;#1=#4-#10;左右實際邊界

9、#2=#5-#10;上邊實際邊界G1X#1-2Y#2-2F200;G3X#1Y#2R2;圓弧切入到切削起點G1X-#1;Y0;G3X#1R#1;G1Y#2;1.2行切一般來說，行切主要用于粗加工，在手工編程時多用于規(guī)則矩形平面、臺階面和矩形下陷加工，對非矩形區(qū)域的行切一般用自動編程實現(xiàn)。1.2.1矩形區(qū)域的行切計算1、矩形平面的行切區(qū)域計算如圖所示，矩形平面一般采用圖示直 刀路線加工，在主切削方向，刀具中心需 切削至零件輪廓邊，在進刀方向，在起始 和終止位置，刀具邊沿需伸出工件一距離， 以避免欠切。假定工件尺寸如圖所示，采用60 面銃刀加工，步距50mm上、下邊界刀具 各伸出10mm則行切區(qū)域

10、尺寸為800 X560(600+10*2-60)。2、矩形下陷的行切區(qū)域計算對矩形下陷而言，由于行切只用 于去除中間部分余量，下陷的輪廓是 采用環(huán)切獲得的，因此其行切區(qū)域為 半精加工形成的矩形區(qū)域，計算方法 與矩形平面類似。假定下Pg尺寸100*80,由圓角R6 選12銃刀，精加工余量 0.5mm步 距10mm則半精加工形成的矩形為 (100-12*2- 0.5*2)*(80-12*2-0.5*2)=75*55 則實際切削區(qū)域尺寸=75*(55+2-12)=75*45 1.2.2行切的子程序?qū)崿F(xiàn)精加工刀具 中心軌跡半精加工刀 具中心軌跡半精加工形 成的輪廓 -圖1-4如行切上、下邊界刀具各伸出

11、1mm對于行切走刀路線而言，每來回切削一次，其切削動作形成一種重復(fù)，如果將來回切削一次做成增量子程序，則利用子程序的重復(fù)可完成行切加工。1、切削次數(shù)與子程序重復(fù)次數(shù)計算?進刀次數(shù)n二總進刀距離/步距=47/10=4.5,實際需切削6刀，進刀5次?子程序重復(fù)次數(shù)m=n/2=5/2=2,剩余一刀進行補刀。?步距的調(diào)整：步距二總進刀距離/切削次數(shù)。說明：?當(dāng)實際切削次數(shù)約為偶數(shù)刀時，應(yīng)對步距進行調(diào)整，以方便程序編寫；?當(dāng)實際切削次數(shù)約為奇數(shù)刀時，可加1成偶數(shù)刀，再對步距進行調(diào)整,或直接將剩下的一刀放在行切后的補刀中，此時不需調(diào)整步距。?由于行切最后一刀總是進刀動作，故行切后一般需補刀。2、示例1.7

12、對圖1-4零件，編程零點設(shè)在工件中央, 如下：卜刀點選在左下角點，加工程序主程序%1000G54 G90 G0 G17子程序%0020G91 G1 X75 F150;G40;Y10;Z50M03S800;G0Y-33.5;定位到X-43.5下刀點Z5；1.2.3行切宏程序?qū)崿F(xiàn)卜刀點選在左下角點，加工宏程對圖1-4零件，編程零點設(shè)在工件中央,序如下：示例1.8（本程序未考慮分層下刀問題）主程序%1000G54G90G0G17G40Z50M03S80050G65P9010A100B80C0D6Q0.5K10X0Y0Z-10F1G0Z50M30宏程序調(diào)用參數(shù)說明:A(#1)B(#2)-矩形下陷的長與

13、寬C(#3)粗精加工標(biāo)志，C=0,完成粗精加工，C=1,只完成精加工D(#7)-刀具半徑Q(#17)籍加工余量K(#6)步距X(#24)Y(#25)-r陷中心坐標(biāo)Z(#26)不陷深度F(#9)走刀速度宏程序%9010# 4=#1/2-#7;精加工矩形半長# 5=#2/2-#7;精加工矩形半寬# 8=1;環(huán)切次數(shù)IF#3EQ1GOTO100;# 4=#4-#17;半精加工矩形半長# 5=#5-#17;半精加工矩形半寬#8=2;N100G90G0X#24-#4Y#25-#5;Z5;G1Z#26F#9;WHILE#8GE1DO1;G1X#24-#4Y#25-#5;X#24+#4;Y#25+#5;X#

14、24-#4;Y#25-#5;#4=#4+#17;#5=#5+#17;#8=#8-1;END1;IF#3EQ1GOTO200;只走精加工，程序結(jié)束圖2-1子程序%0010G91 G0 X24;G1 Z-27 F60;G3 I-24 F200;專題二相同輪廓的重復(fù)加工在實際加工中，相同輪廓的重復(fù)加工主要有兩種情況:?1、同一零件上相同輪廓在不同位置出現(xiàn)多次；?2、在連續(xù)板料上加工多個零件。實現(xiàn)相同輪廓重復(fù)加工的方法?1、用增量方式定制輪廓加工子程序，在主程序中用絕對方式對輪廓進行定位，再調(diào)用子程序完成加工。?2、用絕對方式定制輪廓加工子程序，并解決坐標(biāo)系平移的問題來完成加工。?3、用宏程序來完成加

15、工。2.1 用增量方式完成相同輪廓的重復(fù)加工示例2-1，加工圖2-1所示工件，取零件中心為編程零點，選用小12鍵槽銃刀加工。子程序用中心軌跡編程。主程序%1000G54G90G0G17G40M03;Z50S2000;X-150Y-50;Z5；M98P0010;G0X-150Y50;M98P0010;2.2 用坐標(biāo)系平移完成相同輪廓的重復(fù)加工坐標(biāo)系平移有兩種方式?G54+G52用于重復(fù)次數(shù)不多，且輪廓分布無規(guī)律情況。?G54+G92用于輪廓分布有規(guī)律且重復(fù)次數(shù)很多的情況。示例2-2用局部坐標(biāo)系G52完成相同輪廓的重復(fù)加工，G54零點設(shè)在零件中心，局部坐標(biāo)系零點在需加工孔的孔心。主程序%1000G

16、54G90G0G17G40Z50M03M07S1000;G52X-150Y-50;M98P0020;G52X0Y0;恢復(fù)G54G0Z100;M30;子程序%0020G90G0X24;%0030G92 X0 Y0G90 G0 X24;Z5；G1 Z-22 F100;G3 I-24;示例2-3,用G54+G9友成相同輪廓白重復(fù)加工，G54零點設(shè)設(shè)在零件中心,子坐標(biāo)系零點在需加工孔的孔心。%1000G54G90G0G17G40;Z50M03M07S1000;2.3 用宏程宏必-1宿0Y-50;工一示例2-4,用G65調(diào)用完成加工，宏程序用絕對編程%1000G54G90G0G17G40M03;Z50S

17、2000;Z5；宏程序%9010G90G0X#24+24Y#25Z5G65P9010X-150G1Z-20F60%1000G54 G90 G0 G17G40;Z50M03 M07S1000;X-150 Y-50;示例2-5,用G66調(diào)用完成加工，宏程序用絕對編程。%9011#1=#5001;取當(dāng)前孔心坐標(biāo)#2=#5002;G90G0X#1+24Y#2;示例2-6,使用循環(huán)，用一個程序完成加工%1000G54G90G0G17G40;Z50M03M07S1000;#1=2;行數(shù)#2=3;列數(shù)#3=150;列距#4=100;行距#5=-150;左下角孔中心坐標(biāo)（起始孔）# 6=-50;# 10=1;

18、列變量WHILE#10LE#2DO1;# 11=1;行變量# 20=#5+#10-1*#3;待加工專題三簡單平面曲線輪廓加工對簡單平面曲線輪廓進行加工，是采用小直線段逼近曲線來完成的。具體算法為：采用某種規(guī)律在曲線上取點，然后用小直線段將這些點連接起來完成示例3-1,橢圓加工，假定橢圓長（X向）、短軸（Y向）半長分別為A和B,則橢圓的極坐標(biāo)方程為xa.C0S,利用此方程可方便地完成在橢圓上取點工yb.sin作。編程條件：編程零點在橢圓中心，a=50,b=30,橢圓輪廓為外輪廓，下刀點在橢圓右極限點，刀具直徑小18,加工深度10mm程序如下：%1000G54G90G0G17G40;Z50M30S

19、1000;X60Y-15;Z5M07;G1Z-12F800;G42X50D1F100;Y0;#1=0.5;6變量初圖4-1專題四簡單立體曲面加工4.1球面加工球面加工使用的刀具?粗加工可以使用鍵槽銃刀或立銃刀，也可以使用球頭銃刀。?精加工應(yīng)使用球頭銃刀。球面加工的走刀路線?一般使用一系列水平面截球面所形成的同心圓來完成走刀。?在進刀控制上有從上向下進刀和從下向上進刀兩種，一般應(yīng)使用從下向上進刀來完成加工，此時主要利用銃刀側(cè)刃切削，表面質(zhì)量較好,端刃磨損較小，同時切削力將刀具向欠切方向推，有利于控制加工尺寸。進刀控制算法進刀點的計算：?先根據(jù)允許的加工誤差和表面粗糙度，確定合理的Z向進刀量，再根

20、據(jù)給定加工深度Z,計算加工圓白半徑，即：r=sqrtR2-z20此算法走刀次數(shù)較多。?先根據(jù)允許的加工誤差和表面粗糙度，確定兩相鄰進刀點相對球心的角度增量，再根據(jù)角度計算進刀點的r和Z值，即Z=R*sin8,r=R*cos9。進刀軌跡的處理?對立銃刀加工，曲面加工是刀尖完成的，當(dāng)?shù)都庋貓A弧運動時，具刀具中心運動軌跡也是一行徑的圓弧，只是位置相差一個刀具半徑。?對球頭刀加工，曲面加工是球刃完成的，具刀具中心是球面的同心球面，半徑相差一個刀具半徑。4.1.1外球面加工示例4-1,加工圖4-3所示外球面。為對刀方便，宏程序編程零點在球面最高點處，采用從下向上進刀方式。立銃刀加工宏程序號為9013球刀

21、加工宏程序號9014Q(#17)圖4-3主程序%1000G91G28Z0M06T01G54G90G0G17G40G43Z50H1M03S3000G65P9013X0Y0Z-30D6I40.5Q3F800宏程序%9013#1=#4+#26;進刀點相對球心Z坐標(biāo)#2=SQRT#4*#4-#1*#1;切削圓半徑#3=ATAN#1/#2;角度初值#2=#2+#7;G90G0X#24+#2+#7+2宏程序調(diào)用參數(shù)說明X(#24)/Y(#25)-球心坐標(biāo)Z(#26)球局D(#7),-二%9014#1=#4+#26;中間變量#2=SQRT#4*#4-#1*#1;中間變量#3=ATAN#1/#2;角度初值#4

22、=#4+#7;處理球徑#1=#4*SIN#3-1;圖4-44.1.2內(nèi)球面加工示例4-2,加工圖4-4所示內(nèi)球面。為對刀方便，宏程序編程零點在球面最高處中心，采用從下向上進刀方式。其主程序與示例4-1類似，宏程序調(diào)用參數(shù)與示例4-1相同，本例不再給出。立銃刀加工宏程序號為9015球刀加工宏程序號9016%9016%9015#6=#4+#26球心在零點之上的高度#6=#4+#26球心在零點之上的高度8#8=SQRT#4*#4#6*#6中間變量#3=90-ATAN#6/#8加工終止角#8=SQRT#4*#4#7*#7#5=ATAN#7/#8加工起始角G90G0X#24Y#25;工起點Z5;G1Z#

23、6-#8F50;#5=#5+#17;WHILE#5LE#3DO1;角度小于等#8=SQRT#4*#4#6*#6中間變量#3=90-ATAN#6/#加工終止角G90G0X#24Y#25;力口工起點Z5；G1Z#26F50;#5=#17;#4=#4-#7;WHILE#5LE#3DO1;角度/J于終止角時4.2水平圓柱面的加工水平圓柱面加工可采用行切加工?沿圓柱面軸向走刀，沿圓周方向進刀；走刀路線短，加工效率高，加工后圓柱面直線度好；用于模具加工，脫模力較大；程序可用宏程序或自動編程實現(xiàn)。?沿圓柱面圓周方向走刀，沿軸向進刀；走刀路線通常比前一方式長，加工效率較低，但用于大直徑短圓柱則較好，加工后圓柱

24、面輪廓度較好；用于模具加工，脫模力較?。怀绦蚩捎米映绦蛑貜?fù)或宏程序?qū)崿F(xiàn)，用自動編程實現(xiàn)程序效率太低。宏程序調(diào)用參數(shù)說明X(#24)/Y(#25)- 圓 柱軸線左端點坐標(biāo)A(#1) 圓柱長D(#7)刀具半徑Q(#17)4.2.1 圓柱面的軸向走刀加工示例4-3,為簡化程序，以完整半圓柱加工為例(圖4-4a)。為對刀、編程方便，主程序、宏程序零點放在工件左側(cè)最高點，毛坯為方料，立銃刀加工宏程序號為9017球刀加工宏程序號9018主程序%1000G91G28Z0M06T01G54G90G0G17G40G43Z50H1M03S3000G65P9017X-6Y0A126D6I40.5Q3F800宏程序%

25、9017G90G0X#24-2Y#25+#4+#7;Z5；G1Z-#4F200;# 8=1;立銃刀偏置方向# 10=0；角度初值#11=#24+#1/2;軸線中央X%9018#4=#4+#7G90G0X#24-2Y#25+#4;Z5；G1Z-#4F200;# 10=0;角度初值#11=#24+#1/2;軸線中央X#12=#1/2;軸線兩端相對4.2.1圓柱面的周向走刀加工為簡化程序，以完整半圓柱加工為例（圖4-4a）。為對刀、編程方便，主程序、宏程序零點放在工件左側(cè)最高點，毛坯為方料。示例4-4,子程序加工方案，立銃刀加工程序號為0020球刀加工程序號0021主程序%1000G91G28Z0M

26、06T01G54G90G0G17G40G43Z50H1M03S3000X-8Y-46.5G1Z-40F200X-5M98P0020L28子程序%0020G90G19G2Y-6.5Z0.5R40.5F800G1Y6.5G2Y46.5Z-40R40.5G91G1X1G90G3Y6.5R40.5G1Y-6.5G3Y-46.5Z-40R40.5示例4-5,宏程序加工方案，立銃刀加工宏程序號為%9020球刀加工宏程序號9021主程序和宏程序調(diào)用參數(shù)與示例4-3基本相同，不再給出。%9020#10=#24;進刀起始位置X#11=#24+#1;進刀終止位置X#2=2;G2/G3#3=1;切削方向%9020#10=#24;進刀起始位置X#11=#24+#1;進刀終止位置X#2=2;G2/G3#3=1;切削方向5.1矩形陣列孔系加工就單孔加工而言，其加工有宏程序調(diào)用參數(shù)說明X(#24)-陣列左下角孔位置Y(#25)A(#1)行數(shù)B(#2)列專題五孔系加工孔系加工可分為矩形陣列孔系和環(huán)形陣列孔系加工兩種情況一次鉆進和間歇鉆進之分，為使用方便，定制的宏程序應(yīng)能完成此兩種加工。以圖5-1所示工件