数控铣床操作与编程推荐.pdf

第四章：数控铣床的操作与编程4.1 SIEMENS 802S系统数控铣床操作与编程数控铣床主要用于各种复杂的平面、曲面和壳体零件的加工如各类凸轮、模具、连杆等零件的铣削加工，同时还可以进行钻、铰、镗、锪、攻螺纹等加工本章以SIEMENS 802S 系统为例介绍了数控铣床的编程和基本操作4.1.1 SIEMENS 802S 系统数控铣床功能简介一、准备功能准备功能主要用来指令机床或数控系统的工作方式SIEMENS 802S 系统数控铣床G 指令代码见下表4.1表 4.1G 准备功能指令代码及编程应用地 址是否模态说 明编程G00 Y (a) 快速点定位G00X_Y_Z_ G01 Y (a) 直线插补G01X_Y_Z_F_ G02 Y (a) 顺时针圆弧插补G02X_Y_I_J_F_( 两点圆心 ) G02X_Y_CR=_F_( 两点半径 ) G02X_Y_AR=_F_( 两点角度 ) G02I_J_AR=_F_( 一点圆心角度) G03 Y (a) 逆时针圆弧插补与 G02 同G04 N 暂停时间G04F_或 G04S_ 应放在单独的程序段G05 Y (a) 三点圆弧插补G05X_Y_Z_IX=_JY=_KZ=_ G17 Y (b) X/Y 平面只对圆弧编程和刀具半径补偿有效，对直线插补不起作用G18 Y (b) Z/X 平面G19 Y (b) Y/Z 平面G40 Y (c) 刀具半径补偿方式取消G41 Y (c) 刀具半径左补偿G42 Y (c) 刀具半径右补偿G53 N 程序段方式取消零点偏置G54 Y (d) 工件坐标系G55 Y (d) G56 Y (d) G57 Y (d) G70 Y (e) 英制尺寸G71 Y (e) 公制尺寸G74 N 自动回零指令G74X_Y_Z_ G90 Y (f) 绝对坐标G91 Y (f) 相对坐标G158 Y 可编程的偏置G158X_Y_Z_ 成对出现，后边不带坐标表示取消G258 Y 可编程的旋转G258RPL=_ 成对出现，后边不带角度表示取消G259 Y 附加可编程的旋转G259RPL=_ D Y 刀具半径补偿号F Y 进给率I 插补参数圆弧圆心相对于圆弧起点的坐标值J 插补参数K 插补参数N 程序段号P 子程序调用次数RET 子程序结束S Y 主轴转速T Y 刀具号X 坐标轴Y Z AR 圆心角角度CR 圆弧插补半径CHF 倒直角长度G01X_Y_CHF=_ IX 三点圆弧编程的中间点坐标JY KZ RND 倒圆角半径G01X_Y_Z_RND=_ RPL 旋转角度SIN 正弦SIN( 角度 ) COS 余弦CON( 角度 ) TAN 正切TAN( 角度 ) SQRT 开平方SQRT(数字 ) R0 到R299 计算参数R0 到 R99 到可以自由使用R100 到 R249 作为加工循环中的参数R250 到 R299 加工循环参数的内部计算参数GOTOB 向后跳转指令GOTOF 向前跳转指令IF 跳转条件二、辅助功能表 4.2 列出了 SIEMENS 802S 数控铣床系统常用的辅助功能M 指令及功能表 4.2 常用的辅助功能M 指令及功能M 指令功能M 指令功能M00 程序停止M07 冷却开M01 条件程序停止M08 冷却开M03 主轴正转M09 冷却关M04 主轴反转M02 程序结束M05 主轴停止M30 程序结束并返回程序头三、 F、T、S功能1、 F 功能指定刀具轨迹速度，它是所有移动坐标轴速度的矢量和。

坐标轴速度是刀具轨迹速度在坐标轴上的分量G94 直线进给率毫米 /分钟（开机默认）G95 旋转进给率毫米 /转（只有主轴旋转才起作用）2、 T 功能刀具功能， 用来定义刀具和换刀，在 SIEMENS 802S 系统中采用T 刀具号 +刀补号的形式来进行选刀和换刀，一个刀具可以匹配19 个不同的数据组，可以用D 及其对应的序号编程一个专门的切削刃如果没有编写D 指令，则D1 自动生效如果编程D0，则刀补值无效3、 S功能主轴功能，指定主轴转速或速度格式为：S500M03 表示主轴500 转/分钟 ,右转G25 S- 主轴转速下限例 G25 S20 主轴转速下限：20 转/分钟G26 S- 主轴转速上限例 G25 S800 主轴转速下限：800 转/分钟F 功能、 T 功能、 S 功能均为模态指令四、编程指令用法1、 米制和英寸制输入指令G71/G70 G71 和 G70 是两个互相取代的模态功能，机床出厂时一般设定为G71 状态，机床的各项参数均以米制单位设定2、位移编程指令G0/G1/G02/G03 1）G00 快速点定位，G00 不进行铣削，走刀路线并不一定是直线，而是受机床参数控制编程举例：图4.1 直线轨迹2）G01 直线插补编程举例：图 4.2 用键槽刀加工一个槽N2 G54 G90 G17 G0 Z50 N4 X40 Y48 N6 S500 M3 N8 Z2 N10 G1 Z-12 F100 N12 X20 Y18 Z-10 N14 G0 Z100 N16 M2 3）G02 顺时针圆弧插补4）G03 逆时针圆弧插补具体圆弧插补格式有以下5 种：(a)用圆弧终点坐标和半径尺寸进行插补G02/G03 X_Y_Z_ CR=_F 图 4.3 两点半径方式(b)用圆弧终点坐标和圆弧张角(圆弧所对应的圆心角)进行插补G02/G03 X_Y_AR=_F 图 4.4 两点角度(c)用圆心坐标和圆弧张角进行插补G02/G03 I_J_ AR=_F 图 4.5 I,J,K 的计算(d)用圆弧终点坐标和圆心坐标进行插补G02/G03 X_Y_Z_ I_J_K_F (e)用圆弧终点坐标和中间点坐标进行插补G02/G03 X_Y_Z_ IX= _JY=_KZ =_F_ 图 4.6 三点圆弧注： X,Y,Z 始终为终点坐标3、 绝对编程和相对（增量）编程：G90/G91 G90 绝对位置数据输入，坐标值为目标点在工件坐标系中的坐标值G91 增量输入，坐标值为待运行的坐标量4、 加工平面选择G17/G18/G19 表 4.3 平面及长度补偿当选择刀具补偿和圆弧插补时必须选择平面，当G41/G42 生效时，不允许改变加工平面。

图 4.7 平面5、倒圆，倒角CHF=/RND= 在一个轮廓的拐角处可以插入倒角或倒圆，指令为 CHF=_ 或 RND=_ 与加工拐角的轴运动指令一起写入程序段中CHF=_ 插入倒角，数值为倒角长度RND=_ 插入倒圆，数值为倒圆半径6、可编程的零点偏移和坐标旋转G158/G258/G259 如果工件上在不同的位置又重复出现的形状或结构，或选用了一个新的参考点，在这种情况下就需要使用可编程零点偏置，由此就产生了一个当前的坐标系，新输入的尺寸均是该坐标系中的数据尺寸可以在所有坐标轴上进行零点偏移，当前的坐标平面G17,G18,G19 中进行坐标轴旋转G158 X_Y_Z_; 可编程的偏置G258 RPL=; 可编程的旋转G259 RPL=; 附加的可编程旋转G158,G258,G259 指令各自要求一个独立的程序段图 4.8 坐标偏移和旋转编程举例图 4.9 N60 N70 G158 X20 Y10 N80 L10 N90 G158 X30Y26 N100 G259 RPL=45 N110 L10 N120 G158 7、可编程的零点偏置G54 到 G57,G500，G53 图 4.10 工件坐标系G54 为第一工件坐标系，系统默认，在复杂的零件编程中可以用多个工件坐标起到简化程序计算的目的， G500，G53 为取消可设定的零点偏移，后边的坐标值为机床的坐标，G500 为模态代码，G53 为非模态代码，只有在G90 状态下才有效，在相对坐标系下编程无效，会产生报警。

8、刀具补偿在零件加工过程中，由于刀具有半径、刀具中心运动轨迹并不等于加工零件的实际轮廓因此，在实际加工时，刀具中心轨迹要偏移零件轮廓表面一个刀具半径值，即刀具半径补偿图 4.11 刀具的实际轨迹刀具半径补偿功能的应用具有以下优点：在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按图样所给尺寸编程，只要在实际加工时输入刀具的半径即可；可以使粗加工的程序简化；通过改变刀具补偿量，可以一个加工程序完成不同尺寸要求的工件加工刀具半径补偿指令格式: G17 G18 G19 G41 G42G01 G00 X_ Y_ D_; 图 4.12 刀具半径补偿取消刀具半径补偿指令格式: G00 G01G40 X_ Y_ 刀具半径补偿指令格式说明: G41 左偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看，刀具位于零件左侧的刀具半径补偿；G42 右偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看，刀具位于零件右侧的刀具半径补偿；G40 刀具半径补偿取消；X、Y、Z 终点坐标值；注意事项：1 补偿的建立和取消必须用一直线程序段G0 或 G01 指令执行；2 使用刀具补偿的程序有连续超过两段程序段不用刀具补偿，刀补自动取消或报警；3 建立和取消刀补时，移动的距离必须大于刀具半径；五、子程序如果程序包含固定的顺序或多次重复的图形的话，这样的顺序或图形可以编成子程序在存储器中储存，以简化编程。

子程序可以由主程序调用，被调用的子程序也可以调用另一个子程序，这个过程称为子程序嵌套子程序的嵌套可以为三层如图所示：图 4.13 子程序嵌套1. 子程序编写格式SIEMEENS 系统子程序编写格式与主程序编写格式一致，以两个字母开头，后面可以是字母、数字或下划线及SPF与子程序名一起输入，子程序结束用RET,程序名如：给定新子程序名必须输入：DFDF .SPF；也可使用地址字L，其后的数值可以有7 位（只能为整数）例如：LWSDER,L123 等2.子程序调用格式SIEMENS 系统子程序调用格式在一个程序中可以直接用子程序名来调用子程序，如果要连续调用子程序，则在子程序名后需加上 P 和调用次数如： DFDF P3 表示调用名为DFDF 子程序，执行三次注：子程序调用要求占用一个独立的程序段六、固定循环在数控加工中，某些加工动作已典型化例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作经给、快速退回等，这些一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用一个G代码对程序段调用，从而简化编程工作，这种功能称为固定循环功能循环加工指令加工循环是用于特定的加工过程的工艺子程序，通过给规定的计算参数赋值就可以实现各种具体的加工。

打开一个程序后，可按软键进行选择，选择后出现如图4.14 界面图 4.14 循环界面本系统中装有以下标准循环： LCYC82 钻削、沉孔加工 LCYC83 深孔钻削 LCYC840 带补偿夹具的螺纹切削 LCYC84 不带补偿夹具的螺纹切削 LCYC85 镗孔 LCYC60 线性孔排列 LCYC61 圆弧孔排列 LCYC75 矩形槽、键槽、圆形凹槽铣削图 4.15 设置参数界面 1. 钻削、沉孔加工LCYC82 刀具以编程的主轴速度和进给速度钻孔，直至到达给定的最终钻削深度在到达最终钻削深度时可以编程一个停留时间退刀时以快速移动速度进行参数含义、数值范围R101 退回平面（绝对平面）R102 安全距离R103 参考平面（绝对平面）R104 凹槽深度（绝对数值）R105 在此钻削深度停留时间R107 钻削进给率R108 首钻进给率R109 暂停时间R110 首钻深度R111 钻深递增量R116 凹槽圆心横坐标R117 凹槽圆心纵坐标R118 凹槽长度R119 凹槽宽度R120 拐角半径R121 最大进刀深度R122 深度进刀进给率 R123 表面加工的进给率R124 表面加工的精加工余量R125 深度加工的精加工余量R126 铣削方向：（G2或 G3 ）R127 铣削类型： 1- 粗加工 2- 精加工七、宏程序宏程序的本质是完成某一特殊功能的固定循环程序，为能实现向椭圆、椭半球、半球体、内外轮廓导角、导圆等功能，需要使用变量，变量间还需按一定的数学模型进行用算，完成所需几何形。