數(shù)控機(jī)床編程與操作 第4版 數(shù)銑 課件 11子程序及坐標(biāo)變換

簡(jiǎn)化編程——子程序的應(yīng)用子程序及其應(yīng)用PART01重點(diǎn)1、子程序的意義2、子程序的格式及各項(xiàng)含義難點(diǎn)1、子程序的執(zhí)行過(guò)程2、用子程序?qū)崿F(xiàn)分層切削前面所介紹的數(shù)控程序都是一個(gè)模式，由OXXX開(kāi)頭，M30結(jié)束。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)編程有一個(gè)很重要的概念就是模塊化，將復(fù)雜的任務(wù)分解為一個(gè)個(gè)小的模塊，每一個(gè)模塊編寫出獨(dú)立的程序，稱為子程序。最后將工作匯總，這樣主程序主要用來(lái)調(diào)用子程序，會(huì)非常簡(jiǎn)潔，而子程序?qū)崿F(xiàn)一個(gè)個(gè)具體的目標(biāo)。數(shù)控編程中，對(duì)某些特殊的表面也沿用了這一概念。課程導(dǎo)入1.子程序的定義

機(jī)床的加工程序可以分為主程序和子程序兩種。主程序是一個(gè)完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主體部分。它與被加工零件或加工要求一一對(duì)應(yīng)，不同的零件或不同的加工要求都有惟一的主程序。

在編制加工程序中，有時(shí)會(huì)遇到一組程序段在一個(gè)程序中多次出現(xiàn)，或者在幾個(gè)程序中都要使用它。這個(gè)典型的加工程序可以做成固定程序，并單獨(dú)加以命名，這組程序段就稱為子程序。子程序一般都不可以作為獨(dú)立的加工程序使用，它只能通過(guò)主程序進(jìn)行調(diào)用，實(shí)現(xiàn)加工中的局部動(dòng)作。子程序執(zhí)行結(jié)束后，能自動(dòng)返回到調(diào)用它的主程序中。一、子程序

為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化加工程序，可以允許其子程序再調(diào)用另一個(gè)子程序，這一功能稱為子程序的嵌套。

當(dāng)主程序調(diào)用子程序時(shí)，該子程序被認(rèn)為是一級(jí)子程序，F(xiàn)ANUC0i系統(tǒng)中的子程序允許4級(jí)嵌套(見(jiàn)下圖)，而華中數(shù)控系統(tǒng)的子程序允許8級(jí)嵌套。O0001．．．M98P100．．．M30O100．．．M98P200．．．M99O200．．．M98P300．．．M99O300．．．M98P400．．．M99O400．．．．．．．．．M99一、子程序2.子程序的嵌套一、子程序3.子程序的格式——M98、M99O0001…M98P_L_；M98調(diào)用子程序，位于主程序中…M30O0002；子程序名，作為調(diào)用入口地址…M99；M99在子程序結(jié)尾處，表示子程序結(jié)束并返回主程序主程序子程序FANUC系統(tǒng)主程序和子程序是兩個(gè)文件；華中系統(tǒng)主程序和子程序放在一個(gè)文件中一、子程序4.子程序的調(diào)用對(duì)比格式一：M98P____L____格式二：M98P________含義地址P后面的4位數(shù)字為子程序號(hào)，地址L的數(shù)字表示重復(fù)調(diào)用的次數(shù)地址P后面的8位數(shù)字中，前4位表示調(diào)用次數(shù)，后4位表示子程序號(hào)舉例M98P100L5M98P50100作用表示調(diào)用O100子程序5次說(shuō)明子程序號(hào)及調(diào)用次數(shù)的前置0可省略不寫調(diào)用次數(shù)前的0可省，子程序號(hào)前的0不可省用途用于華中系統(tǒng)用于FANUC、廣數(shù)系統(tǒng)一、子程序5.子程序的執(zhí)行過(guò)程O0001…M98P2L3；M98調(diào)用子程序，位于主程序中…M30O0002；子程序名，作為調(diào)用入口地址…M99；M99在子程序結(jié)尾處，表示子程序結(jié)束并返回主程序主程序子程序1.同平面內(nèi)完成多個(gè)相同輪廓加工二、子程序的應(yīng)用

在一次裝夾中若要完成多個(gè)相同輪廓形狀工件的加工，則編程時(shí)只編寫一個(gè)輪廓形狀加工程序，然后用主程序來(lái)調(diào)用子程序。2．實(shí)現(xiàn)零件的分層切削有時(shí)零件在某個(gè)方向上的總切削深度比較大，要進(jìn)行分層切削，則編寫該輪廓加工的刀具軌跡子程序后，通過(guò)調(diào)用該子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)分層切削。二、子程序的應(yīng)用【例3-6】如圖3-42所示零件，毛坯選用150×50×20mm的鋁材，刀具為φ12mm的立銑刀，試用子程序編程加工3-30×30×5mm的凸臺(tái)。O1G54G90G40G00Z50M3S1000X0Y0G43Z5H01G01Z-5F100M98P30100G90G49G00Z100X0Y0M30O100；

子程序G91G41G01X10Y10D01；

相對(duì)坐標(biāo)Y30X30Y-30X-30G40X-10Y-10X50；

到達(dá)下一個(gè)凸臺(tái)的起點(diǎn)M99二、子程序的應(yīng)用【例3-7】在數(shù)控立式銑床上加工如圖3-41所示零件凸臺(tái)外形輪廓，Z軸分層切削，每次背吃刀量為3mm，試編寫凸臺(tái)外形輪廓加工程序。O0020;倒圓角簡(jiǎn)化編程G91G1Z-3.0;G90G41X-20.0Y-25.0D01F222;Y20.0,R10.0;X20.0,R1.0;Y-20.0,R10.0;X-20.0,R10.0;G01Y-8.0;沿著刀具前進(jìn)方向移動(dòng)一小段距離，以完成R圓角的銑削加工G40X-40.0;Y-40.0;M99;O0008；主程序G54G90；G00Z50.0;X-40.0Y-40.0；G43Z20.0H01；M03

S600；G01Z0.0F100.0；M98P50020；G90G49G00Z100.0;M30；O0020；子程序G91G01Z-3.0；G90G41G01X-20.0Y-20.0D01F200;G01Y10.0；G02X-10.0Y20.0R10.0；G01X10.0；G02X20.0Y10.0R10.0；G01Y-10.0；G02X10.0Y-20.0R10.0；G01X-10.0；G02X-20.0Y-10.0R10.0；G40G0lX-40.0Y0；G00Y-40.0；M99坐標(biāo)變換簡(jiǎn)化編程PART021、比例縮放2、可編程鏡像3、坐標(biāo)系平移4、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)在數(shù)控銑床和加工中心的編程中，為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化編程的目的，除常用固定循環(huán)指令外，還采用一些特殊的功能指令。這些指令通過(guò)對(duì)工件的坐標(biāo)系進(jìn)行變換以達(dá)到簡(jiǎn)化編程的目的。一、比例縮放比例縮放可將對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸上的值按固定的比例進(jìn)行放大或縮小注：宇龍數(shù)控加工仿真軟件V4.9識(shí)別的格式是：格式三的I、J、K不能用小數(shù)點(diǎn)指定縮放倍數(shù)，如“I2000”縮放比例為2倍；而格式二P的取值直接以小數(shù)點(diǎn)的形式指定縮放比例。比例縮放指令各項(xiàng)含義舉例格式一G51I_J_K_P_;I、J、K依次對(duì)應(yīng)要縮放的軸是X、Y、Z及縮放中心，P為縮放比例系數(shù)，不能用小數(shù)點(diǎn)指定。G51I0J10.0P2000;格式二G51X_Y_Z_P_;X、Y、Z的作用同上I、J、KG51Xl0.0Y20.0P1500;格式三G51X_Y_Z_I_J_K_;各坐標(biāo)軸以不同比例縮放G51X0Y0Z0I1.5J2.0K1.0;

【例3-8】如圖所示，毛坯選用150×150×30mm的鋁材，將40×40×2mm的外輪廓軌跡以原點(diǎn)為中心進(jìn)行比例縮放，縮放比例依次為①X、Y、Z軸縮放比例分別為2.0、2.0、1.5；②X、Y、Z軸縮放比例分別為3.5、2.5、2.0；③0.5；試編寫加工程序。O0001;G54G50G90G0Z20;M3S800;Z5;X-55Y60;M98P11;G51X0Y0Z0I2000J2000K1500;以原點(diǎn)為縮放中心，X、Y軸均放大2.0倍，Z軸放大1.5倍M98P11;G51X0Y0Z0I3500J2500K200;X軸放大3.5倍，Y軸放大2.5倍，Z軸放大2倍M98P11;G51X0Y0Z0P0.5;X、Y、Z軸縮放比例均為0.5倍M98P11;G50;G0Z100;M30;O0011;G0X-50Y50;G41X-20Y20D1;G1Z-2F222;X20;Y-20;X-20;Y20;G0Z5;G40X-50Y50;M99;二、可編程鏡像可編程鏡像可實(shí)現(xiàn)沿某一坐標(biāo)軸或某一坐標(biāo)點(diǎn)的對(duì)稱加工比例縮放指令各項(xiàng)含義格式一G17G51.1X_Y_;……

G50.1X_Y_;X、Y值用于指定對(duì)稱軸或?qū)ΨQ點(diǎn)；當(dāng)G51.1后僅有一個(gè)坐標(biāo)字時(shí)，表示以某一坐標(biāo)軸為鏡像軸；當(dāng)G51.1后有兩個(gè)坐標(biāo)字時(shí)，表示以某一點(diǎn)為對(duì)稱點(diǎn)進(jìn)行鏡像。G50.1X_Y_;表示取消鏡像。格式二G17G51X_Y_I_J_;……G50;指令中的I、J值一定是負(fù)值，如果其值為正值，則該指令變成了縮放指令。另外，如果I、J值雖是負(fù)值但不等于-1，則執(zhí)行該指令時(shí)，既進(jìn)行鏡像又進(jìn)行縮放。例如：G51.1X0Y0；G51.1X0；G51.1Y0；沿X軸對(duì)稱沿原點(diǎn)對(duì)稱沿Y軸對(duì)稱1→2:1→3:1→4:G51.1X60；G51.1X60Y60；G51.1Y60；1→2:1→3:1→4:二、可編程鏡像

【例3-9】試用鏡像指令編寫圖示軌跡程序。O0001;G54G50G90G0Z20;M3S800;Z5;X0Y0;M98P11;G51X0Y0I-1000J1000;X軸鏡像，得到第二象限圖形M98P11;G51X0Y0I-1000J-1000;X、Y軸均鏡像，得到第三象限圖形M98P11;G51X0Y0I1000J-1000;Y軸鏡像，得到第四象限圖形M9P11;G50;G0Z100;X50Y50;M30;O0011;子程序G0X0Y0;G1Z-2F222;G41X10Y10D1;X15Y35;X25;G3X40Y20R15;G1X45Y10;X10;G40X0Y0;G0Z5;M99;坐標(biāo)系平移G52：該指令將工件坐標(biāo)系復(fù)制并平移到某一位置，形成一個(gè)新的子坐標(biāo)系三、坐標(biāo)系平移指令格式：G52X___Y___Z___;其中：X___Y___Z___為子坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于當(dāng)前工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)值；如圖所示，將工件坐標(biāo)系平移至（25，30，40）；執(zhí)行“G52X0Y0Z0”，系統(tǒng)則取消坐標(biāo)系平移。例：應(yīng)用G52指令編寫加工程序，加工圖示的方形型腔。O21G54G90G40G49G0Z100……G52X12Y0（坐標(biāo)系平移）G0X0Y0

（新坐標(biāo)系下的移動(dòng)）……

(執(zhí)行方形型腔加工)G0Z100G52X0Y0

(取消坐標(biāo)系平移)G0X100Y100(G54坐標(biāo)系下的移動(dòng))……三、坐標(biāo)系平移四、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)對(duì)于某些圍繞中心旋轉(zhuǎn)得到的特殊輪廓加工，通過(guò)圖形旋轉(zhuǎn)功能，可以大大簡(jiǎn)化編程的工作量。指令格式：G17G68X_Y_R_；……

G69；其中：G68表示圖形旋轉(zhuǎn)生效，而G69表示圖形旋轉(zhuǎn)取消。X、Y值用于指定圖形旋轉(zhuǎn)的中心；R表示圖形旋轉(zhuǎn)的角度，該角度般取0～360o的正值，旋轉(zhuǎn)角度的零度方向?yàn)榈谝蛔鴺?biāo)軸的正方向，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榻嵌确较虻恼?。不?o的角度以小數(shù)點(diǎn)表示。

坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)編程說(shuō)明在坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)取消指令(G69)以后的第一個(gè)移動(dòng)指令必須用絕對(duì)值指定。如果采用增量值指令，則不會(huì)執(zhí)行正確的移動(dòng)。CNC數(shù)據(jù)處理的順序是：坐標(biāo)系平移→程序鏡像→比例縮放→坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)→刀具半徑補(bǔ)償C方式。所以在指定這些指令時(shí)，應(yīng)按順序指定，取消時(shí)，順序相反。在坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)方式中，不能指定返回參考點(diǎn)指令(G27，G28，C29，G30)和改變坐標(biāo)系指令(G54～G59，G92)。四、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)

【例3-10】使用旋轉(zhuǎn)功能編制如示輪廓的加工程序，切削深度2mm。O10G54G90G17G40G69G0X60Y0M3S1000Z10X0Y0G1Z-2F60G68X0Y0R45M98P11G680Y0R135M98P11G68X0Y0R225M98P11G68X0Y0R-45M98P11G69G0Z50X100Y100M30O11；子程序G41G1X14Y-10.015D1X25.02,R6Y10.015,R6G1X14G40X0Y0M99四、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)加工步驟分析1)選用Ф14mm高速鋼立銑刀粗加工外形輪廓，保留0.3mm的精加工余量；2)選用Ф12mm硬質(zhì)合金立銑刀精加工外形輪廓；3)用A3中心鉆對(duì)3個(gè)孔進(jìn)行定位；4)用Ф11.8mm鉆頭鉆孔(3個(gè)孔)；5)選用Ф14mm立銑刀擴(kuò)Ф35mm孔；保留0.3mm的精加工余量；6)用Ф12H8鉸刀鉸孔；7)精鏜Ф35mm孔；8)去毛刺、自檢與自查。圖示工件，毛坯尺寸為100mm×l00mm×20mm，試編寫其數(shù)控加工程序。五、編程練習(xí)——綜合加工實(shí)例五、編程練習(xí)——綜合加工實(shí)例方法一

一次下刀銑削輪廓（程序略）方法二按照中心軌跡編程從開(kāi)荒起確定刀具的進(jìn)給路線，利用旋轉(zhuǎn)指令將1/4輪廓編成子程序；另外，零件的深度分4次切削，采用子程序二級(jí)嵌套，從而使編程難度加大。O1103G54G90G40G49G69G0X65Y65Z10M3S1200G1Z0F100；對(duì)8mm深的輪廓分4層銑削M98P41104G0Z50M30O1104G91G01Z-2F100；每次下刀2mm深M98P1105G68X0Y0R270M98P1105G68X0Y0R180M98P1105G68X0Y0R90M98P1105G6