五軸聯(lián)動加工中心操作與基礎(chǔ)編程 第2版 課件 3.1多軸加工的基礎(chǔ)編程

多軸加工技術(shù)基礎(chǔ)多軸加工的基礎(chǔ)編程多軸加工的編程基礎(chǔ)多軸基本編程的指令功能

五軸RTCP功能及編程控制旋轉(zhuǎn)軸循環(huán)與最短路徑處理

多軸鉆鏜循環(huán)的編程HNC-848M的G指令功能一覽代碼組指令功能代碼組指令功能代碼組指令功能G0001快速點定位G2800回參考點*G6112精確停止*G01直線插補G29參考點返回G64連續(xù)切削G02順圓插補G30回第2-4參考點G6500宏非模態(tài)調(diào)用G03逆圓插補G3401攻絲切削G68.105傾斜面特性坐標系1G02.4三維順圓插補*G40刀徑補償取消G68.2傾斜面特性坐標系2G03.4三維逆圓插補

G41刀徑左補償G69旋轉(zhuǎn)/特性坐標取消G0400暫停延時

G4209刀徑右補償G70~G7906鉆孔樣式循環(huán)G05.1高速高精模式G43刀長正補償G73~G89鉆、鏜固定循環(huán)G06.2NURBS樣條插補G44刀長負補償*G80固定循環(huán)取消G07虛軸指定G43.4開RTCP角度編程G9013絕對坐標編程G08關(guān)閉前瞻功能G43.5開RTCP矢量編程G91增量坐標編程G09準停校驗*G49關(guān)刀補及RTCPG9200工件坐標系設(shè)定G1007可編程輸入*G5004縮放關(guān)G9314反比時間進給*G11可編程輸入取消G51縮放開G94每分鐘進給*G1516極坐標編程取消G5200局部坐標系G95每轉(zhuǎn)進給G16極坐標編程開啟G53機床坐標系*G9815固定循環(huán)回起始面*G1702XY加工平面G53.200刀軸方向控制G99固定循環(huán)回R面G18ZX加工平面G54.X擴展工件坐標G10600刀具回退G19YZ加工平面G54~G59工件坐標1~6設(shè)定G160~G164工件測量G2008英制單位G181~G18906固定特征銑削循環(huán)*G21公制單位G60單向定位HNC-848M的M、F、S、T指令功能代碼作用時間組別指令功能代碼作用時間組別指令功能代碼作用時間組別指令功能M00★00程序暫停M06★00自動換刀M30★00程序結(jié)束并返回M01★00條件暫停M07＃b開切削液1M64工件計數(shù)M02★00程序結(jié)束M08＃開切削液2M20/M21A軸松開/鎖緊M03＃a主軸正轉(zhuǎn)M09★關(guān)切削液M40/M41C軸松開/鎖緊M04＃主軸反轉(zhuǎn)M19c主軸定向停止M98/M9900子程序調(diào)用和返回M05★主軸停轉(zhuǎn)M20取消主軸定向M128/M12900開/關(guān)工作臺坐標系F進給速度采用直接數(shù)值指定法，可由G94、G95指定單位是mm/min、°/min還是mm/r采用G93反比時間進給控制方式更適合多軸加工時因旋轉(zhuǎn)軸半徑變化的狀況多軸加工相關(guān)指令功能四軸旋轉(zhuǎn)角度編程控制格式：G90(G91)G1X_Y_Z_A(/B/C)_F_；聯(lián)動：線性軸移動的同時有第四軸（ABC三者之一）指定角度的旋轉(zhuǎn)。

如:G1X12.0A-180.0F100定向：第四軸先單獨旋轉(zhuǎn)到角度方位后不動，后續(xù)僅線性軸移動。如：G0A60.0;

G1Z-2.0F100;

G1X5.5Y-6.2;

G2X11.0Y3.5R12.5;

…多軸加工相關(guān)指令功能旋轉(zhuǎn)角度編程控制G90(G91)G1X_Y_Z_A_B_C_F_；刀具矢量編程控制G90(G91)G1X_Y_Z_I_J_K_F_；

多軸加工相關(guān)指令功能五軸定向編程示例

O0001G0G17G21G40G80G90G54G90G0A0.C0.T1M6G0A-60.C-135.G0X26.945Y15.004S3000M3G43H1Z105.984Z40.984G1Z30.984F200.X-18.945F400.X-15.612Y21.67X15.612X12.278Y28.336…多軸加工相關(guān)指令功能五軸聯(lián)動編程示例O0001G0G17G21G40G80G90G54G90G0A0.C0.T3M6G0A-4.439C0.G0X-30.288Y16.678S4000M3G43H3Z51.445Y19.007G1Z1.445F200.X18.288F400.X14.655Y22.021Z1.679C-10.484X10.272Y24.439Z1.867C-21.598X5.3Y26.012Z1.989C-33.176…多軸加工相關(guān)指令功能高速高精加工模式設(shè)定G05.1

指令格式：G05.1Q1：

高速高精模式1G05.1Q2：

高速高精模式2G05.1Q0：

高速高精模式關(guān)閉（1）高速高精模式1下，插補軌跡與編程軌跡重合；（2）高速高精模式1，系統(tǒng)自動計算相鄰線段連接處的過渡速度，在保證不產(chǎn)生過大加速度的前提下，使過渡速度達到最高。（3）高速高精模式2是樣條曲線插補模式；（4）高速高精模式2，程序中由G01指定的刀具軌跡在滿足樣條條件的情況下被拼成樣條進行插補RTCP（RotationalToolCenterPoint的簡稱，即旋轉(zhuǎn)刀軸中心控制），即基于刀軸旋轉(zhuǎn)中心的編程。RPCP（RotationalaroundpanCenterPoint的簡稱，即旋轉(zhuǎn)盤中心控制），即基于工件旋轉(zhuǎn)中心的編程。RTCP是現(xiàn)代五軸機床系統(tǒng)提供的一種基于旋轉(zhuǎn)軸隨動變化的3D刀長補償功能，需使用如G43.4Hxx指令格式來啟用?；靖拍睿篟TCP

和RPCP

RTCP功能及相關(guān)控制RTCP功能的含義執(zhí)行一條含旋轉(zhuǎn)軸角度變化的線性軌跡時，不使用RTCP功能，則刀尖軌跡將為曲線，樞軸軌跡為直線使用自動刀長補償功能時，能確保刀尖軌跡為直線，而補償換算后的樞軸軌跡為曲線。這就是RTCP功能

RTCP功能的含義雙擺頭機床擺長=樞軸中心-刀尖點程序控制的旋轉(zhuǎn)軸運動是繞旋轉(zhuǎn)軸心旋轉(zhuǎn)的含直線軸+旋轉(zhuǎn)軸運動的線性刀軌

RTCP自動補償?shù)目刂迫粢獔?zhí)行一個含直線軸+旋轉(zhuǎn)軸運動的線性刀軌，如:G01X_B_不啟用RTCP的樞軸點軌跡不啟用RTCP的刀位點軌跡為保證刀位點的線性運動，樞軸點軌跡：Z向有個DZ的補償移動，X向少走一個DX的移動，這就是RTCP啟用后的自動補償ΔX=L×sinβΔZ=L×sinβ×tanβRTCP補償實現(xiàn)的控制方法RTCP:是對因刀具主軸擺轉(zhuǎn)而實施由刀心點到樞軸旋轉(zhuǎn)中心的位置調(diào)整，由此進行三維補償換算的。主要用于擺頭式五軸機床。RPCP:是對因工作臺帶動工件擺轉(zhuǎn)而實施由刀心點到工作臺旋轉(zhuǎn)中心及刀具Z軸的位置調(diào)整，由此進行三維補償換算的。主要用于擺臺式五軸機床。為實現(xiàn)刀尖點按預(yù)定軌跡的行走，需計算刀長隨擺角變化的樞軸X/Y/Z位置調(diào)整，即三維刀長補償。若該X/Y/Z調(diào)整位置由CAM預(yù)計算得出且已呈現(xiàn)在輸出的NC程序中，這種電腦預(yù)補償?shù)木幊虨榉荝TCP編程；若該X/Y/Z調(diào)整位置由機床系統(tǒng)實施RTCP補償換算實時得到，NC程序中僅給出RTCP相關(guān)補償功能的指令，則這種編程稱為RTCP編程。含直線+旋轉(zhuǎn)運動的線性刀軌適用于：不支持RTCP功能的老式五軸機床適用于：支持RTCP功能的現(xiàn)代五軸機床

RTCP與非RTCP編程RTCP補償控制的啟用和取消開啟RTCP功能后，系統(tǒng)將對后續(xù)的直線運動和旋轉(zhuǎn)軸運動自動進行刀具旋轉(zhuǎn)中心或工作臺旋轉(zhuǎn)中心的補償運算。其格式為：

G43.4/G43.5H_；啟用RTCP(角度方式/矢量方式）G90(G91)G1X_Y_Z_A_B_C_F_；G49； 取消退出RTCP補償算法啟用RTCP補償控制的功能指令實現(xiàn)三維刀長補償RTCP五軸聯(lián)動編程示例線性插補編程示例由X0到X10銑削一條直線，同時刀軸方向由B0゜改變至B45゜%0001G54G90M03S2000G43.4H1指定旋轉(zhuǎn)軸角度編程方式，啟用RTCPG0X0Y0Z5B0刀具定位到起始位置，刀軸平行于ZG1Z-1F100下刀切入G43.5切換為旋轉(zhuǎn)軸矢量編程方式X10Y0I1K1銑削直線，I、K等比矢量為刀軸在XZ面內(nèi)B45゜Z5G0Z50G49M5M30基于RTCP的工作臺坐標系編程工作臺坐標系是指可以隨工作臺一起旋轉(zhuǎn)的坐標系，與工作臺固連在一起并隨著工作臺一起旋轉(zhuǎn)。通過M代碼可以切換到工作臺坐標系編程模式。M128開/M129關(guān)，在早期版本（如HNC808/818M系統(tǒng)）中使用，現(xiàn)已被G68.1/G68.2取代

RTCP控制的相關(guān)功能指令傾斜面特性坐標系編程在傾斜面上建立特性坐標系，通過基于特性坐標系的坐標變換，使得加工面總是垂直于刀具軸方向，斜面上的編程與平面上的編程同樣簡單。

可在系統(tǒng)界面內(nèi)建立特性坐標系，然后在程序中使用G68.1指令來選擇使用哪一個特性坐標系。也可采用G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ按特定順序變換的歐拉角由程序指定傾斜面轉(zhuǎn)換計算關(guān)系。

系統(tǒng)中最多可設(shè)置16個特性坐標系實際可設(shè)置9個

RTCP控制的相關(guān)功能指令傾斜面定向加工方式一（G68.1）在系統(tǒng)界面內(nèi)建立特性坐標系，然后在程序中使用G68.1指令來選擇使用哪一個特性坐標系。

G68.1Q_；

Q后指定要選擇的特性坐標系，其值范圍為1-9；

G69；取消當前選擇的特性坐標系。在傾斜面特性坐標系上可與平面上一樣編程，配合G53.1實施刀軸擺轉(zhuǎn)控制，使其刀軸方向總是垂直于加工面。特性坐標系的預(yù)置通過指定在工件坐標系中三個點構(gòu)建

P1：特性坐標系零點P2：特性坐標系X軸正方向任意一點P3：特性坐標系XY平面一二象限任意一點

RTCP控制的相關(guān)功能指令傾斜面定向加工方式二（G68.2）在程序指令中給定旋轉(zhuǎn)變換關(guān)系的方法實現(xiàn)特性坐標系構(gòu)建。格式：G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ其中，xq、yq、zq為特性坐標系原點在WCS工件坐標系中的坐標，α、β、γ為按特定順序變換的歐拉角。α為進動角（EULPR），圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度；β為盤轉(zhuǎn)角（EULNU），圍繞由進動角改變后的X軸旋轉(zhuǎn)的角度；γ為旋轉(zhuǎn)角（RULROT），

圍繞由盤轉(zhuǎn)角改變后的Z軸旋轉(zhuǎn)的角度。角度取值按逆正順負原則。

舉例：G68.2X-70Y-100Z20I120J-90K-90

進動變換

盤轉(zhuǎn)變換

旋轉(zhuǎn)變換

新原點

RTCP控制的相關(guān)功能指令法向進退刀控制G53.1/G53.2

HNC-848數(shù)控系統(tǒng)在通過G68.1使用特性坐標系的基礎(chǔ)上，可以指令G53.2來控制刀具軸擺動到與特性坐標系Z軸平行的方向，從而可實現(xiàn)法向進退刀控制。

RTCP控制的相關(guān)功能指令特性坐標系應(yīng)用編程示例當特性坐標系構(gòu)建好后，在特性坐標系下加工一個圓%0003M03S2000G54G90G43.4H2指定旋轉(zhuǎn)軸角度編程方式，并啟用RTCP功能G68.1Q1（/G68.2X_Y_Z_I_J_K_）

選擇并啟用特性坐標系G53.2刀軸方向控制G00X0Y0Z50移到特性坐標系中指定點（0，0，50）

Z10刀具下移到Z10處G01X90Y50刀具移到圓弧起點上方

Z3刀具下切到Z3處G91G02X0Y0R30F500順圓插補走半徑R30的整圓G01Z10工進提刀到Z10處G00Z50快速提刀到Z50處G69取消并停用所選特性坐標系G49取消RTCP功能M05M30

RTCP五軸定向編程示例HNC-M與FANUC-OiM在鉆鏜循環(huán)程序格式上的區(qū)別G76/G87精鏜/反鏜G90/G91G99/G98G76/G87X

Y

Z

R

Q

F

L(FANUC-0iM)G90/G91G99/G98G76/G87X

Y

Z

R

I

J

F

L(HNC-M)Q為橫移讓刀距離，讓刀方向由參數(shù)設(shè)置；I為X方向讓刀距離，J為Y方向讓刀距離，均只能取正值，讓刀方向固定

G73/G83深孔鉆削G90/G91G99/G98G73/G83X

Y

Z

R

Q

P

F

L(FANUC-0iM)G90/G91G99/G98G73/G83X

Y

Z

R

Q

K

P

F

L(HNC-M)Q為每次鉆深，K為退刀距離；K取正值，Q取負值，且K

|Q|鉆鏜循環(huán)加工的指令編程

多軸鉆鏜加工控制1.HNC-848系統(tǒng)不允許在鉆鏜循環(huán)指令行中直接添加含A~C多軸角度擺轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)，需在鉆鏜孔加工完成后，通過G00對孔位間的A~C多軸角度擺轉(zhuǎn)另行控制。2.既可用G80取消固定循環(huán)，也可由01組的G代碼取消固定循環(huán)，不需先使用G80再切換到G00。3.雙擺臺結(jié)構(gòu)五軸鉆鏜孔的主要動作方向是與Z軸平行的主軸進刀方向，只需在G17加工平面使用鉆鏜循環(huán)即可實施各孔的鉆鏜加工。

4.對主軸擺頭式鉆鏜孔，若擺頭至刀軸方向與X/Y/Z軸平行，則可利用G17/G18/G19平面切換后使用鉆鏜循環(huán)指令，否則只能使用G00/G01的基本指令控制X/Y/Z合成運動實現(xiàn)孔的加工。

鉆鏜循環(huán)加工的指令編程G17G90/G91G99/G98GxxX

Y

Z

R

P

F

L

（XY為孔位坐標，R為Z）G18G90/G91G99/G98GxxX

Y

Z

R

P

F

L

（XZ為孔位坐標，R為Y）G19G90/G91G99/G98GxxX

Y

Z

R

P

F

L

（YZ為孔位坐標，R為X）HNC-848系統(tǒng)可開關(guān)旋轉(zhuǎn)軸循環(huán)控制并允許是否選擇最短路徑走刀。當開啟旋轉(zhuǎn)軸的循環(huán)功能時，