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1、第6章 数控铣床的编程与加工6.1 6.1 数控铣床坐标系统以及对刀方法数控铣床坐标系统以及对刀方法讲述机床坐标系讲述机床坐标系 编程坐标系编程坐标系 加工坐标系加工坐标系 （工件坐标系）（工件坐标系）6.1.1 6.1.1 数控铣床的原点与参考点数控铣床的原点与参考点 1）数控机床的原点数控机床的原点 机床原点是指在机床上由制造者设置的一个固定点，机床原点是指在机床上由制造者设置的一个固定点，一般取在一般取在X,Y,ZX,Y,Z坐标的正向极限位置。坐标的正向极限位置。2 2）数控铣床的原点（参考点）：与一般机床一致数控铣床的原点（参考点）：与一般机床一致1 工作台移动的工作台移动的“+”向向
2、6.1.2 编程坐标系 编程原点是根据零件图样与加工工艺选定的用于编程的原点36.1.3 6.1.3 工件坐标系工件坐标系1 1）工件坐标系的确定（即工件坐标系的原点确定）工件坐标系的确定（即工件坐标系的原点确定）一般的工件坐标系的原点应与编程坐标系的原点一般的工件坐标系的原点应与编程坐标系的原点保持一致保持一致，但有时为了方便记录更多的工件（一次装夹多个工件），工件但有时为了方便记录更多的工件（一次装夹多个工件），工件坐标系有多个（坐标系有多个（G54G59G54G59）,此时每个工件坐标系的原点均与此时每个工件坐标系的原点均与其对应的编程坐标系的原点对应。其对应的编程坐标系的原点对应。2
3、2）工件坐标系的设定方法（设定与确定）工件坐标系的设定方法（设定与确定）以上图为例，设工件坐标系原点与机床坐标系原点差值为：以上图为例，设工件坐标系原点与机床坐标系原点差值为：X=-345.700mm Y=-196.220mm Z=-53.165mmX=-345.700mm Y=-196.220mm Z=-53.165mm（1 1）用）用G54G54（G59G59）设定工件坐标系）设定工件坐标系将坐标值将坐标值X=-345.700mm Y=-196.220mm Z=-X=-345.700mm Y=-196.220mm Z=-53.165mm53.165mm输入到输入到MDIMDI操作屏中的操作
4、屏中的G54G54栏中（按栏中（按OFFSETOFFSET），），然后在编程中指定然后在编程中指定G54_G54_激活该激活该坐标系即可！坐标系即可！45(2)(2)确定工件坐标系（用确定工件坐标系（用G92G92可以可以临时指定临时指定）上图中设刀具的上图中设刀具的刀位点刀位点此时的位置与工件坐标系的原点相差值是：此时的位置与工件坐标系的原点相差值是：X=25.000mm Y=15.000mm Z=10.000mm X=25.000mm Y=15.000mm Z=10.000mm 使用使用 G92 X25.000 Y15.000 Z10.000 G92 X25.000 Y15.000 Z10
5、.000 命令就可命令就可临时指定临时指定工件工件编程坐标系的原点为工件坐标系的原点。编程坐标系的原点为工件坐标系的原点。6.1.4 6.1.4 数控加工中的对刀数控加工中的对刀 确定刀具与工件的相对位置是非常重要的一项工作，例如确定刀具与工件的相对位置是非常重要的一项工作，例如对于设定工件坐标系或确定工件坐标系均至关重要。这项工作的对于设定工件坐标系或确定工件坐标系均至关重要。这项工作的完成过程就是完成过程就是对刀过程对刀过程。对刀点一般应选择在工件坐标系的原。对刀点一般应选择在工件坐标系的原点或与原点有确定尺寸联系的某一位置。点或与原点有确定尺寸联系的某一位置。铣床铣床X X轴与轴与Y Y
6、轴的轴的 对刀值对刀值通过通过“寻边器寻边器”加上数控机床操作屏加上数控机床操作屏上上POSITIONPOSITION命令显示的数据命令显示的数据求得求得：（最后数据显示数据（最后数据显示数据+寻边器固定半径）寻边器固定半径）Z Z轴的数据通过轴的数据通过“Z Z轴设定器轴设定器”加上显示的数据求得（同上例）。加上显示的数据求得（同上例）。利用利用“寻边器寻边器”对刀：见下图对刀：见下图6用于用于Z轴轴用于用于X、Y轴轴6.1.5数控铣床的加工范围1）平面类零件2）变斜角类零件加工面与水平面有一定角度称为“变斜角”3）曲面类零件6.1.6数控铣床的工艺装备1）夹具通用夹具组合夹具6.1.66.
7、1.6数控铣削加工路线的确定数控铣削加工路线的确定1 1）在）在X YX Y平面进刀平面进刀避免引入避免引入反向间隙误差反向间隙误差多走一点多走一点2 2）在）在Z Z轴方向进刀注意提刀距离轴方向进刀注意提刀距离3 3）铣削内外轮廓刀具切入切出路线）铣削内外轮廓刀具切入切出路线4 4）铣削内槽的进刀路线）铣削内槽的进刀路线5）曲面轮廓进刀路线行切法行切法环切法环切法综合法综合法手工编程较好的方法手工编程较好的方法6.2 6.2 数控铣床系统指令介绍数控铣床系统指令介绍6.2.1 6.2.1 加工程序的结构加工程序的结构13程序的一般结构146.2.2 6.2.2 辅助功能（辅助功能（MM功能）
8、功能）1.1.程序暂停程序暂停 M00M00为方便进行刀具或工件尺寸的测量以及工件调头用此命令。为方便进行刀具或工件尺寸的测量以及工件调头用此命令。重按面板上的重按面板上的“循环启动循环启动”按钮可取消暂停命令。按钮可取消暂停命令。2.2.程序结束程序结束 M02M02此命令代表加工结束（下一个程序加工另一个此命令代表加工结束（下一个程序加工另一个不一样不一样的零件）的零件）3.3.程序结束并且程序程序结束并且程序指针返回开始位置指针返回开始位置 M30M30此命令对于加工同样的零件很方便此命令对于加工同样的零件很方便4.4.主轴控制指令主轴控制指令 M03;M04;M05M03;M04;M0
9、5M03M03主轴顺时针旋转主轴顺时针旋转M04M04主轴逆时针旋转主轴逆时针旋转M05M05主轴停止旋转主轴停止旋转155.5.换刀指令换刀指令 M06M06 此命令用于换刀（安装多把刀具的加工中心）此命令用于换刀（安装多把刀具的加工中心）6.6.冷却控制指令冷却控制指令 M07;M08;M09M07;M08;M09 M07 M07打开二号冷却系统打开二号冷却系统 M08 M08打开一号冷却系统打开一号冷却系统 M07 M07停止冷却系统停止冷却系统7.7.子程序调用及返回指令子程序调用及返回指令 M98/M99M98/M99 M98 M98与与PxxPxx连用去调用连用去调用xxxx为首的
10、子程序为首的子程序 M99 M99子程序的子程序的专用结尾指令字专用结尾指令字 此命令可以简化程序的编制（后面再谈）此命令可以简化程序的编制（后面再谈）166.2.3 6.2.3 主轴速度控制主轴速度控制S/S/进给速度进给速度F F1.1.主轴速度控制主轴速度控制 S450S450 此命令要求主轴的转速为此命令要求主轴的转速为450r/min450r/min。主轴速。主轴速度的调整范围一般是度的调整范围一般是1201208000r/min8000r/min2.2.进给速度控制进给速度控制 F40F40 此命令要求刀具的进给速度为此命令要求刀具的进给速度为40mm/min40mm/min（G9
11、4G94被激活）被激活）G94G94为默认值，或为默认值，或40mm/r40mm/r（G95G95被激活）被激活）此命令在此命令在G01;G02;G03G01;G02;G03模式下有效模式下有效3.3.刀具功能刀具功能 T TXXXX此命令用于选刀，与此命令用于选刀，与M06M06配合还能换刀。选刀后刀配合还能换刀。选刀后刀具的一些参数被具的一些参数被带入系统中带入系统中（例如刀具长度和半径等）（例如刀具长度和半径等）176.2.4 6.2.4 准备功能（准备功能（G G代码）代码）G G代码代码组别组别功能说明功能说明附注附注1.G001.G000101快速定位快速定位模态模态2.G012.
12、G010101直线插补直线插补模态模态3.G023.G020101顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补模态模态4.G034.G030101逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补模态模态5.G175.G17G19G191616插补平面选择插补平面选择XY/ZX/YZXY/ZX/YZ模态模态6.G20/G216.G20/G210606英制单位（英制单位（inin）/公制单位（公制单位（mmmm）模态模态7.G407.G400707取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿模态模态8.G418.G410707激活刀具半径左补偿激活刀具半径左补偿模态模态9.G429.G420707激活刀具半径右补偿激活刀具半径右补偿模态模态10
13、.G4310.G430000刀具长度正补偿刀具长度正补偿模态模态11.G4411.G440000刀具长度负补偿刀具长度负补偿模态模态12.G4912.G490000取消刀具长度补偿取消刀具长度补偿模态模态13.G5413.G54G59G591414选定第选定第1 1第第6 6工件坐标系为当前坐标系工件坐标系为当前坐标系模态模态18可以可以移刀移刀 G G功能中具有功能中具有模态属性模态属性的指令一但被激活就一直有效，直至的指令一但被激活就一直有效，直至被同组模态指令所取代或被同组模态指令所取代或取消取消才失去效力（新的指令又开始生才失去效力（新的指令又开始生效），非模态指令仅在效），非模态指令
14、仅在一句程序段中有效一句程序段中有效。几个特别重要的几个特别重要的G G代码（代码（G G功能）详解功能）详解1 1.进给速度单位设定进给速度单位设定 G94 G95G94 G95G94G94激活后表示激活后表示FxxFxx的单位是的单位是mm/minmm/min；而；而G95G95则为则为mm/rmm/r2 2.绝对值编程模式绝对值编程模式G90 G90 相对值编程模式相对值编程模式G91G91G90G90说明下面程序段中的坐标值以说明下面程序段中的坐标值以工件坐标系原点工件坐标系原点为参考点为参考点G91G91说明下面程序段中的坐标值以说明下面程序段中的坐标值以前一个轮廓端点前一个轮廓端点
15、为参考点为参考点3 3.即时确定工件坐标系的原点即时确定工件坐标系的原点 G92 X_ Y_ Z_G92 X_ Y_ Z_以当前刀位点为参考点来确定工件坐标系的原点（车床以当前刀位点为参考点来确定工件坐标系的原点（车床G50G50）例如例如 G92 X100.Y120.Z50.G92 X100.Y120.Z50.表示工件坐标系原点在当前表示工件坐标系原点在当前刀位点的右向刀位点的右向100mm 100mm 后向后向120mm 120mm 下方下方50mm50mm的地方的地方4 4.激活激活已经设定好的工件坐标系作为当前已经设定好的工件坐标系作为当前有效有效的工件坐标系的工件坐标系G54 G55
16、 G56 G57 G58 G59 G54 G55 G56 G57 G58 G59 194.4.快速定位指令快速定位指令 G00 X_ Y_ Z_G00 X_ Y_ Z_此命令要刀具从当前点快速运动到指定点。运动轨迹如下：此命令要刀具从当前点快速运动到指定点。运动轨迹如下：此命令容易此命令容易“打刀打刀”5.5.直线插补指令直线插补指令 G01 X_ Y_ Z_ F_ G01 X_ Y_ Z_ F_ （形成直线（形成直线轮廓）轮廓）以以F F规定的速度从当前点运动到指定点，轨迹如下：规定的速度从当前点运动到指定点，轨迹如下：6.6.顺时针顺时针/逆时针逆时针 圆弧插补指令圆弧插补指令 G02/G
17、03 (G02/G03 (形成圆弧轮廓形成圆弧轮廓)G02 X_ Y_ I_ J_ (R_)F_G02 X_ Y_ I_ J_ (R_)F_20圆心与圆弧起点的差值圆心与圆弧起点的差值G02 顺园切削 X()Y()I()J()R()终点坐标 圆心相对于圆弧起点的偏移量 R=(1)圆弧=1800 R0 (2)圆弧0整园可不写终点坐标，但必须写I()J()G03 逆园切削X()Y()I()J()R()例如：例如：G03 X10.Y40.I-30.G03 X10.Y40.I-30.J0J0.或：或：G03 X10.Y40.R30.G03 X10.Y40.R30.又如：又如：G03 X10.Y40.R
18、-30.G03 X10.Y40.R-30.21227 7、刀具半径补偿、刀具半径补偿 G41 G42 G40G41 G42 G40 刀具半径补偿：刀具中心轨迹刀具半径补偿：刀具中心轨迹应偏离理论轨迹应偏离理论轨迹一个刀具一个刀具半半径径.(.(由计算机自动完成由计算机自动完成)23(a)(a)左刀补左刀补 G41 (b)G41 (b)右刀补右刀补 G42G42面对刀具移动方向分左右面对刀具移动方向分左右24刀具半径补偿指令：G41-左刀补（左偏）G42-右刀补（右偏）G40-取消刀补 （炒菜要先洗锅）G17-XY平面（刀补平面）G18-ZX平面G19-YZ平面D00,D01,D32-刀具“偏置
19、”号（D代码）刀具的偏置半径在这里面25刀具半径补偿举例26要求切深要求切深10mm刀具直径：20，配置号：01(配置量：+10mm)N001 G91 G17 G54G54 G00 X75.Y75.Z2 T01;N002 G41G41G01 Z-10 F12;N03 X100.0 Y170.0 F10;N04 X200.0;N05 X60.0 Y-70.0;N06 Y-40.0;N07 G02 X-60.0 Y-60.0 I-60.0;(R60)N08 G01 X-300.0;N09 Z5.N010 G40G40 G00 X-75.0 Y-75.0 M02;27子程序的调用M98;M99M98
20、 PXXXX 调用子程序的命令M99 子程序的结尾并返回主程序=RETUAN%XXXX 子程序N10 XXXX XXX.M98 PXXX M99Xxxxx.28 O100O100 G00 X10Y10 G00 X10Y10 G01 G01 G42X10F1.5G42X10F1.5 M99M99%O001%O001 G91 G00 M03 G91 G00 M03 M98 P100M98 P100 G51 G51 X0 Y0X0 Y0X0 Y0X0 Y0 I-1000I-1000 M98 P100 M98 P100 G51 X0Y0 I-1000 J-1000 G51 X0Y0 I-1000 J-
21、1000 M98 P100 M98 P100 298.镜像命令镜像命令G51;取消镜像取消镜像G50镜像的参考点9.9.旋转命令旋转命令G68;G68;取消旋转取消旋转G69G69G90 M03M98 P100G68 X0 YO R45M98 P100G69%O100G00 X50.Y0.Z5.G41G01 Z-10 F5G02 I25.M99303110.固定循环功能与子程序固定循环功能与子程序固定循环功能固定循环功能固定循环功能固定循环功能:用数控铣床加工如钻孔、锪孔、镗孔、用数控铣床加工如钻孔、锪孔、镗孔、用数控铣床加工如钻孔、锪孔、镗孔、用数控铣床加工如钻孔、锪孔、镗孔、铰孔、攻丝需要
22、一套固定动作（一句句程序编太麻烦）铰孔、攻丝需要一套固定动作（一句句程序编太麻烦）铰孔、攻丝需要一套固定动作（一句句程序编太麻烦）铰孔、攻丝需要一套固定动作（一句句程序编太麻烦）固定循环的动作：固定循环的动作：（1 1）X X轴及轴及Y Y轴定位轴定位（2 2）快进到参考平面（）快进到参考平面（R R平面平面 ）（3 3）以切削进给方式执行孔加工）以切削进给方式执行孔加工（4 4）在孔底刀具作动作）在孔底刀具作动作（5 5）返回参考平面）返回参考平面（6 6）快速返回初始点）快速返回初始点二选一G98/G99G98/G99指令的用法指令的用法32固定循环指令格式G91 G98G90 G99 G
23、_X_Y_Z_R_Q_P_F_L_X_Y_ 孔的位置（与G90,G91有关）Z-孔底位置R-R点的位置P在孔底的时间Q每次加工的深度(与G90,G91无关)L循环次数33用一个G代码程序完成多个工步才能完成的动作34孔加工固定循环指令的形式及动作（1 1）G98(G99)G81 G82 G85 G98(G99)G81 G82 G85：孔加工：孔加工35G81 X Y Z R F 普通孔普通孔G82 X Y Z R P P F 沉孔加工沉孔加工特点：孔底有停留特点：孔底有停留2G85 X-Y-Z-R-F铰孔或精镗孔特点：以切削状态退刀，保持孔壁的清洁（2 2）G98(G99)G98(G99)G7
24、4 G74 X-Y-Z-R-X-Y-Z-R-反攻丝循环制作反向螺孔反攻丝循环制作反向螺孔G84G84制作普通螺纹孔制作普通螺纹孔37G86G86 X-Y-Z-R-Q-X-Y-Z-R-Q-退刀距离由退刀距离由Q Q值决定值决定特点：特点：精镗孔有退刀的动作精镗孔有退刀的动作 38G88 X-Y-Z-R-P-F-手工退刀的镗孔指令G89 X-Y-Z-R-P-F 切削退刀的精镗孔指令39G88G89 G87G87：反镗孔：反镗孔 （阶梯孔）（阶梯孔）特点：特点：Z Z点在点在R R点之上。点之上。40固定循环编程举例固定循环编程举例G90 G90 G92G92 X0 Y0 Z15 M06 T02 X
25、0 Y0 Z15 M06 T02G43 G00 Z20 M03 S500 F30G43 G00 Z20 M03 S500 F30G98 G98 G85 G85 X0 Y0 R3 Z-45 X0 Y0 R3 Z-45 镗镗4040孔孔G80 M06G80 M06T 03T 03G00 X-60 Y0G00 X-60 Y0G43 H02 Z10 M03 S600 G43 H02 Z10 M03 S600 G98 G73 X-60 Y0 R-15 Z-48 Q4 F40G98 G73 X-60 Y0 R-15 Z-48 Q4 F40 G00 X60 Y0 G00 X60 Y0 G98 G98 G73
26、 G73 X60 Y0 R-15 Z-48 Q4 F40X60 Y0 R-15 Z-48 Q4 F40钻钻1313孔（先左后右）孔（先左后右）G80 M06 T04G80 M06 T04G00 X-60 Y0G00 X-60 Y0G43 H03 M03 S350G43 H03 M03 S350G98 G98 G82G82 X-60 Y0 R-15 Z-32 P100 F25 X-60 Y0 R-15 Z-32 P100 F25X60 X60 唿钻唿钻1313孔（先左后右）问：钻了多深？（孔（先左后右）问：钻了多深？（1010）G80 G28 G49 Z0 M05G80 G28 G49 Z0 M
27、05M30M3041 例例1：下图所示的是一盖板零件。下图所示的是一盖板零件。该零件的毛坯是一块该零件的毛坯是一块180mm90mm12mm板料，要求铣削成图中粗实线所示的外板料，要求铣削成图中粗实线所示的外形。由图可知，各孔己加工完，各边都留有形。由图可知，各孔己加工完，各边都留有5mm的铣削余量。铣削时以其底面和的铣削余量。铣削时以其底面和210H8的孔定位，从的孔定位，从60mm孔对工件进行压紧。在编程时，工件坐标系原点定在工孔对工件进行压紧。在编程时，工件坐标系原点定在工件左下角件左下角A点，现以点，现以10mm立铣刀进行轮廓加工，对刀点在工件坐标系中的位置为立铣刀进行轮廓加工，对刀点在工件坐标系中的位置为(一一25，10，40)，刀具的切入点为，刀具的切入点为B点，刀具中心的走刀路线为：对刀点点，刀具中心的走刀路线为：对刀点1一下刀点顺一下刀点顺时针方向切削。时针方向切削。4243