第一节 数控铣床编程基础

数控铣床：多坐标控制（ 3-5 个）

工艺范围最宽

在模具行业应用最多

是其他高性能数控机床的基础

一、数控铣床的坐标系

机床零点和机床坐标系 机床零点 参考点 机床坐标系工件坐标系：编程人员在编程时建立的坐标系加工坐标系：工件安装完毕由操作人员在工件上找出的坐标系（与工件坐标系重合） 工件坐标系设定： G92 ， G54 － G59

二、数控机床的主要功能及工艺范围1、功能 1 ）点位控制

2 ）轮廓控制

3 ）刀具半径自动补偿

4 ）镜像功能

5 ）固定循环：钻孔、镗孔…… 6 ）模具高精度加工功能 7 ）大型零件加工 8 ）自适应控制加工 ……

2 、工艺范围 1 ）平面类零件： 2 ． 5 轴联动可以实现 2 ）倾斜面类零件：多轴联动 3 ）曲面类零件：三轴联动或 2 ． 5 轴联动三、数控机床的工艺装备1 、夹具：专用和通用2 、刀具：由专门的制造商供应 分通用和成形等

四、数控铣床的工艺性处理 对刀：使用寻边器或其他工具确定工件在机床坐标系中的位置。

换刀：需要换刀时，将刀具移动至远离工件的合适点切入切出路径：对外轮廓加工时，为避免在表面留下切削痕迹，应设置合适的切入切出路径。

刀具半径补偿点的设置：距实际加工区有足够的距离

逆铣：刀具铣削点的旋转方向和工件的进给方向相反，切屑的厚度由小变大，切削力由小变大。顺铣：

立体轮廓的加工： 加工效率 工装的刚性、精度要求、材料、刀具特征……

第二节 数控机床的编程指令一、华中数控系统

基于 IPC 的、多轴、多通道高性能数控系统。

具有螺旋线插补功能

具有多种自动循环功能

具有用户宏程序加工功能

具有断点保护功能 ……

二、程序段的格式

每一个程序段的内容：

三、基本编程指令（一） F 、 S 、 T 指令 F ：进给速度指令， mm/min S ：主轴速度指令， r/min T ：刀具指令， T0101（二）辅助功能指令

1 ．暂停指令 M00 ：暂停执行当前程序（停主轴、停进给）模态信息保持。进行刀具更换、工件的尺寸测量、手动变速等操作。暂停时机床的主轴进给及冷却液停止。若欲继续执行后续程序重按操作面板上的“启动键”即可。 2 ．程序结束指令 M02 ：执行到 M02 指令时停主轴、进给及冷却液。若要重新执行该程序就必须重新调用该程序。3 ．程序结束指令 M30 ：程序结束并返回到零件程序头

4 ．子程序调用及返回指令 M98、M99

5 ．主轴控制指令 M03 、 M04 和 M05 6 ．换刀指令 M067 ．冷却液开停指令 M08 、 M09

G

三

准备功能G

指

令

1 ．单位设定指令 G20 、 G21 、 G22

2 、绝对值编程 G90 与相对值编程 G91 如下图刀具轨迹 1→2→3

3 ．加工平面设定指令 G17 、 G18 、 G19 ： 一般系统默认为 G17

平面的确定： 从与某平面垂直的轴正向向负向看去。

4 ．坐标系设定指令：格式为： G92 X_ Y_ Z_ 使用中应放在程序的第一句

G92 确定刀具起点在工件坐标系中的位置：

G92 X30 Y30 Z20

5 、坐标系设定 G54 － G59 G54 － G59 指令中的坐标值是坐标原点在机床坐标系中的坐标。在加工前进行设定。

在机床坐标系下从A－ B如何？

6 、局部坐标系设定指令G52 格式为： G52 X_Y_Z_ 可以在保持工件坐标系和机床坐标系不变下设定。 为非模态指令

相对应： G53 －－直接机床坐标系编程指令 格式： G53 X_Y_Z_ 使用 G53 将坐标系转换为机床坐标系，所有坐标是在机床坐标系下的绝对坐标。 使用场合：自动换刀过程设定（ M06 功能）

G52

7 、 G01直线插补 指令格式为： G01 X_ Y_ Z_ F_ 模态指令，同一组有： G00 、 G02 、 G03

8 ．圆弧插补指令 G02 、 G03

顺圆、逆圆指的是从第三轴正向朝零点或朝负方向看，如 X-Y 平面内，从 Z 轴正向向原点观察，顺时针转为顺圆，反之逆圆。

在不同平面内的表示方法：在不同的加工平面内，逆圆和顺圆方向的不同

指令格式：

X、 Y、 Z — 圆弧终点的 X、 Y、 Z坐标，有绝对和增量之分 I 、 J、 K — 圆心点相对于圆弧起点在 X、 Y、 Z轴向的增量值 R ——圆弧半径； F ——进给速率。 注：在默认的 G17 平面内，可以不标平面指令； 使用 R参数时注意 180o 的区别；圆弧＜ 180°R为正，圆弧≥ 180° R为负。整圆编程不能使用 R。

例：对如图的圆弧编程

如图所示，加工程序如何： G91 、 G90 编程

a弧： N100 G91 G18 N110 G03 X30 Z30 R30 F300N100 G91 G18N110 G03 X30 Z30 I30 K0 F300

例：整圆编程

！整圆编程时不可以使用 R方式，只能用 I 、 J、K方式

9 ．螺旋线进给指令 G02/G03

螺旋线编程举例：

如果，螺旋线的轴不是 X、 Y、 Z中的一个，应进行坐标变换等手段。

10 、刀具半径补偿指令 G40 、 G41 、 G42

注意： ①刀具半径补偿平面的切换，必须在补偿取消方式下进行。 ②刀具半径补偿的建立与取消只能用 G00 或 G01 指令，不得是 G02 或 G03 。

例：刀具距离工件上表面 50mm ，切削深度为 2mm

① 加工前应先用手动方式对刀，将刀具移动到相对于编程原点 (-10 ， -10 ， 50) 的对刀点处。② 图中带箭头的实线为编程轮廓，不带箭头

的虚线为刀具中心的实际路线。

11 ．刀具长度补偿指令 G43 、 G44 、 G49 操作时以刀具的实际长度值进行补偿。

12．回参考点控制指令 ： G28 X__ Y__ Z__ A__ G29 X__ Y__ Z__ A__13 ．暂停指令 G04 指令格式为： G04 P_ 钻孔、镗孔时，加工终了给一个停止时间。例： G04 P1 进给运动暂停 1秒。

14．镜像功能 G24 、 G25 指令格式为： G24 X__ Y__ Z__ A__ （建立镜像） M98 P_ G25 X__ Y__ Z__ A__ （取消镜像） X 、 Y、 Z 、 A 为镜像位置坐标

镜像可以是点、线、面

例：对如图零件加工，使用镜像功能

15 ．缩放功能 G50 、 G51指令格式为： G51 X_Y_Z_P_ M98 P_ G50其中： G51—建立缩放 G50—取消缩放 X 、 Y、 Z—缩放中心的坐标值 P—缩放倍数。例：加工如图所示零件 三角形各顶点坐标已知

用 G90 编程？

16 ．旋转变换G68 、 G69 指令格式为： G17 G68 X__Y__P__ M98 P_ G69其中： G68——建立旋转； G69——取消旋转； X、 Y、 Z——旋转中心的坐标值； P——旋转角度，单位是 (°)条件： 1 ．在有刀具补偿的情况下，先旋转后刀补（刀具半径补偿、长度补偿），

2 ．在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。

2. 取消固定循环指令 G80

（五）用户宏功能 相当于由操作者自己编制的加工子程序，使用中只要关注程序的变量即可。 宏功能的最大特点是可以使用变量。（ 1 ）变量的表示 变量可以用“ #”号和紧跟其后的变量序号来表示： # 5 ， # 109 ， # 501（ 2 ）变量的引用 将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量。例如：对于 F[# 103]，若 # 103=50 时，则为 F50； 对于 Z[-# 110]，若 # 110=100 时，则为 Z-100； 对于 G[# 130]，若 # 130=3 时，则为 G03；

（ 3 ）变量的类型 ①公共变量：分为全局变量和局部变量。全局变量是在主程序和主程序调用的各用户宏程序内都有效的变量。公共变量的序号为： # 0 － # 49当前局部变量有（可以在子程序中使用）# 50 － # 199 全局变量# 200 － # 249 0层局部变量# 250 － # 299 1层局部变量# 300 － # 349 2层局部变量# 350 － # 399 3层局部变量# 400 － # 449 4层局部变量# 450 － # 499 5层局部变量# 500 － # 549 6层局部变量

②系统变量 # 600～ # 699 刀具长度寄存器 H0～H99# 700～ # 799 刀具半径寄存器 D0～D99# 800～ # 899 刀具寿命寄存器# 1000～ # 1008 机床当前位置# 1010～ # 1018 程编当前位置# 1020～ # 1028 程编工件位置 ……2 ．常量PI ： 圆周率 3 ． 14159265358979TRUE： 条件成立 ( 真 )FALSE： 条件不成立 ( 假 )

3 ．运算符 （ 1 ）算术运算符： +， - ， * ， / （ 2 ）条件运算符： EQ（＝）， NE（≠）， GT （＞），GE（≥）， LT （ <）， LE（≤） （ 3 ）逻辑运算符： AND， OR， NOT （ 4 ）函数： SIN， COS ， TAN， ATAN， ATAN2 ， ABS ， INT ， SIGN， SQRT ， EXP 4 ．语句表达式 （ 1 ）赋值语句。即把常数或表达式的值送给一个宏变量。 例如： #2 = 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ] #3 = 124.0（ 2 ）条件判别语句 IF—ELSE—ENDIF 。（ 3 ）循环语句 WHILE——ENDW。

编程举例：1 ．如题图所示，刀心起点为工件零点 O，按 O→A→B→C→D →E”顺序运动，写出 A、 B、 C 、 D、 E 各点的绝对、增量坐标值（所有的点均在 XOY平面内）。

举例

2. 用φ10mm 的刀具铣题 8-2 图所示的槽，刀心轨迹为虚线，槽深 2mm ，试编程。

3.用 φ6mm 的刀具铣图所示的三个字母，刀心轨迹为虚线（深 2mm ） ,按轨迹编程。

4. 精铣题图所示的侧面，刀具直径φ10mm ，采用刀具半径补偿指令编程。

多型腔加工：