【正文】 第 3章 数控铣床的操作与编程 现代数控机床的刀补功能已相当完善，如使用 C功能刀补的机床大多数都是采用预先读。为此，有的控制管理系统要求预先对所有的尖角都进行倒圆处理，确保前后之间都能顺滑连接。由于刀径补偿指令都是模态指令，因此对补偿进行中的程序段而言，如果刀补形式没什么变化的话，可不需再书写刀补指令。它也是每次都先行读入两段，在进行偏移计算后得到刀具中心在该段终点的坐标，刀具中心就移向这点。 从 N3程序段开始转入刀补方式行进状态。刀具中心在执行这一段 (N2段 )时，就移向该矢量的终点。刀补引入是一个从无到有的渐变过程，从线性轨迹段的起点处开始，刀具中心渐渐往预定的方向偏移，到达该线性轨迹段的终点处时，刀具中心相对于终点产生一刀具半径大小的法向偏移。当将刀具半径设置为负值时，G41和 G42的执行效果将互相替代。当用 G41指令时，刀具中心将走在编程轨迹前进方向的左侧；当用 G42指令时，刀具中心将走在编程轨迹前进方向的右侧。 (刀补引入和取消的程序段不一样。X、 Y及其坐标值还是按 G00及 G01的格式意义进行确定，和不考虑刀补时一样编程计算。其中， D00已为系统留作取消刀径补偿专用。 D为刀具半径补偿寄存器的地址字，在补偿寄存器中存有刀具半径补偿值。 第 3章 数控铣床的操作与编程 刀径补偿指令程序就是在原 G00或 G01线性移动指令的格式上，加上了 G41(G4 G40)… D… 的指令代码。其使用程序格式为： G90(G91) G17 G00(G01) G41(G42) X… Y… D… G90(G91) G18 G00(G01) G41(G42) X… Z… D… G90(G91) G19 G00(G01) G41(G42) Y… Z… D… G90(G91) G17 G00(G01) G40 X… Y… G90(G91) G18 G00(G01) G40 X… Z… G90(G91) G19 G00(G01) G40 Y… Z… 在进行刀径补偿前，必须用 G17或 G1 G19指定刀径补偿是在哪个平面上进行。利用这种机床自动刀补的方法，可大大简化计算及编程工作，并且还可通过同一个程序、同一把刀具，通过设置不一样大小的刀具补偿半径值而逐步减少切削余量的方法来达到粗、精加工的目的，如图 323(b)所示。这样无论刀具半径大小如何变换，无论刀位点定在何处，加工时都只需要用同一个程序或稍作修改，你只需按照实际刀具使用情况将当前刀具半径值输入到刀具数据库中即可。这种人工预先按所用刀具半径大小，求算实际刀具刀位点轨迹的编程方法虽然能获得要求的轮廓，但很难直接按图纸提供的尺寸进行编程，计算繁杂，计算量大，并且必须预先确定刀具直径大小；当更换刀具或刀具磨损后又需重新编程，用起来极不方便。 第 3章 数控铣床的操作与编程 为了确认和保证铣削加工出的轮廓符合标准要求，就必须在图纸要求轮廓的基础上，整个周边向外或向内预先偏离一个刀具半径值，作出一个刀具刀位点的行走轨迹，求出新的节点坐标，然后按这个新的轨迹进行编程 (如图 323(a)所示 )，这就是人工预刀补编程。 第 3章 数控铣床的操作与编程 刀具补偿及程序调试 刀具半径补偿 从上节的轮廓铣削编程加工调试实例可知，系统程序控制的总是让刀具刀位点行走在程序轨迹上。如果在运行程序前先按下“机床锁住”钮，则运行效果将和程序校验一样，所有送到机械各轴的控制运行将被自动截断，仅在数控装置内部运行。 第 3章 数控铣床的操作与编程 和程序校验不同，自动加工运行时必然伴随着各机械轴的实际移动，在装上工件并对好刀后，正式加工之前，还必须要伴随有机械轴移动的情形下进行空运行调试，以排除出现机械轴超程报警的可能，确保加工运行路线在各轴的有效行程范围以内。如中途想暂停运行，可按机床面板上的“进给保持”键，则 X、 Z轴方向的进给将暂时停止，再次按下“循环启动”可继续执行。 第 3章 数控铣床的操作与编程 图 322 程序校验的程序画页 第 3章 数控铣床的操作与编程 如果校验无误，装夹上工件并对好刀后，可在操作面板上选择“自动”模式，然后在“程序”子菜单层中选择“重新运行 F7”，再按操作面板上的“循环启动”键进行自动加工运行。运行时可按“显示切换 F9”来切换主显示区的显示内容信息 (包括坐标显示、程序内容显示、图形轨迹显示等 )。另外，在扩展菜单下，系统提供“后台编辑 F8”的功能，使得用户在加工的同时可编辑另外的程序。特别地，字母“ O”和数字“ 0”不能写混。另外，程序文件内容的第一行应为“ %”或“ O”后跟 1～ 4位数字，不要像 FANUC系统那样以“ %”或以“ %Oxxxx”作首行；程序中尽可能的避免写入系统不能识别的指令，程序最后应以“ M02”或“ M30”作结束。程序调入后即可开始编辑修改，完成后可按 F4键“保存程序”。 第 3章 数控铣床的操作与编程 2) 调用一个已有的程序 可在主菜单中选择“程序 F1” →“选择程序 F1”，屏幕即列出当前系统电子盘内已有的程序文件，如图 321所示。在光标处输入程序号并按回车键，然后即可开始输入编辑一个新程序。整个内槽铣切的位置点关系及路线(b)所示。 为保证钻孔质量，整个零件采用先铣槽后钻孔的顺序。 第 3章 数控铣床的操作与编程 图 319 铣削加工零件图例 第 3章 数控铣床的操作与编程 编程如下： 第 3章 数控铣床的操作与编程 实例 2 铣槽与钻孔。 第 3章 数控铣床的操作与编程 图 318 自动返回参考点指令 第 3章 数控铣床的操作与编程 编程实例与上机调试 1．程序实例 实例 1 外形轮廓的铣削。先用 G28 Z...提刀并回 Z轴参考点位置，然后再用 G28 X...Y...回到 XY方向的参考点，如图 318(b)所示。若各坐标点位置如图 318(a)所示，则可编程如下： G 9 0 G 2 8 X x 2 Y y 2 Zz 2 回参考点 M 0 0 ( 或 T x x M 6 ) 暂停换刀 G 9 0 G 2 9 X x 3 Y y 3 Z z 3 返回，到新位置点 … … 第 3章 数控铣床的操作与编程 或 G9 1 G28 X(x 2 x 1 ) Y (y 2 y 1 ) Z( z 2 z 1 ) M00 ( 或 Tx x M6) G2 9 X(x 3 x 2 ) Y( y 3 y 2 ) Z(z 3 z 2 ) … 关于 G2 G29的执行动作及应用说明，在数控车床编程中已有叙述，请参阅 。 第 3章 数控铣床的操作与编程 G2 G29指令通常应用于换刀前后。 G29指令中的 XYZ坐标是从参考点出发将要移到的目标点在当前坐标系中的坐标值。 G29 X...Y... Z... 从参考点经中间点返回指令点。如不指定，默认为 G21公制单位。 第 3章 数控铣床的操作与编程 3．输入数据单位设定 G G2 G22 使用 G G2 G22可分别选择设定数据输入单位为英制、公制或脉冲当量。 第 3章 数控铣床的操作与编程 3) 连续切削过渡 G64 在 G64之后的各程序段直到遇到 G61为止，所编程的轴的移动刚开始减速时就开始执行下一程序段。 2) 精确停止校验 G61 在 G61后的各程序段的移动指令都要在终点被减速到 0，直到遇到 G64指令为止。该功能可用于形成尖锐的棱角。例如：欲停留 s时，程序段为： G04 P1500。如果拐角精度要求很严，其轨迹必须是直角时，可在拐角处前后两程序段之间使用暂停指令。 执行此指令时，加工进给将暂停 P后所设定的时间，然后自动开始执行下一程序段。其格式如下： 第 3章 数控铣床的操作与编程 G17 G90 (G91) G02 (G03) X… Y... R... ( I... J...) Z... F... 或 G18 G90 (G91) G02 (G03) X... Z... R... ( I... K... ) Y... F... G19 G90 (G91) G02 (G03) Y... Z... R... ( J... K... ) X... F... 即在原 G0 G03指令格式程序段后部，再增加一个与加工平面相垂直的第三轴移动指令，这样在进行圆弧进给的同时还进行第三轴方向的进给，其合成轨迹就是一空间螺旋线(d)所示的轨迹。如果当前加工平面设置为G17，一样能在 G00、 G01中指定 Z轴的移动。如果程序中刚开始时所加工的圆弧属于 XY平面，则 G17可省略，一直到有其他平面内的圆弧加工时才指定相应的平面设置指令；再返回到 XY平面内加工圆弧时，则必须指定 G17。 (也有的机床厂家指令 I、 J、 K为起点相对于圆心的坐标增量。的弧。 小圆弧段： G90 G03 X0 或 G91 G03 大圆弧段： G90 G03 X0 或 G91 G03 第 3章 数控铣床的操作与编程 (3) X、 Y、 Z同时省略时，表示起、终点重合；若用 I、J、 K指令圆心，相当于指令为 360176。 R则取负值。 R取正值；如果圆心角为180176。当用 R指令编程时，如果加工圆弧段所对的圆心角为 0176。 第 3章 数控铣床的操作与编程 (2) 圆弧插补既可用圆弧半径 R指令编程，也可用 I、 J、K指令编程。 第 3章 数控铣床的操作与编程 格式： G17 G90 (G91) G02 (G03) X... Y... R... (I... J...) F... 或 G18 G90 (G91) G02 (G03) X... Z... R... (I... K...) F... G19 G90 (G91) G02 (G03) Y... Z... R... (J... K...) F... 图 317(a)所示为 XY平面内的圆弧 AB，编程计算方式如下： 绝对： G17 G90 G02 Xxb Yyb Rr1 Ff R 编程 或 G17 G90 G02 Xxb Yyb I(x1xa) J(y1ya) Ff 增量： G91 G02 X(xbxa) Y(ybya) Rr1 Ff 或 G91 G02 X(xbxa) Y(ybya) I(x1xa) J(y1ya)Ff 第 3章 数控铣床的操作与编程 图 317 平面圆弧插补 第 3章 数控铣床的操作与编程 图 (b)所示弧 BC，如果前面已有 G17平面设置指令，则编程计算方式如下： 绝对： G90 G03 Xxc Yyc Rr2 Ff R编程 或 G90 G03 Xxc Yyc I(x2xb) J(y2yb) Ff 增量： G91 G03 X(xcxb) Y(yc−yb) Rr2 Ff 或 G91 G03 X(xcxb) Y(ycyb) I(x2xb) J(y2yb) Ff 说明： 第 3章 数控铣床的操作与编程 (1) 在 G0 G03指令时，刀具相对工件以 F指令的进给速度从当前点向终点进行插补加工， G02为顺时针方向圆弧插补，G03为逆时针方向圆弧插补。 第 3章 数控铣床的操作与编程 2．圆弧插补指令 G0 G03 前述 G00、 G01移动指令既可在平面内进行，也可实现三轴联动，而圆弧插补只能在某平面内进行，因此，若要在某平面内进行圆弧插补加工，必须用 G1 G1 G19指令事先将该平面设置为当前加工平面；否则将会产生错误警告。 (3) G01时，刀具以 F指令的进给速度由 A向 B进行切削运动 , 并且控制装置还有必要进行插补运算，合理地分配各轴的移动速度，以保证其合成运动方向与直线时轴移动速度不能由 F代码来指定，只受快速修调倍率的影响。其编程计算方式如下： 图 316 空间直线 Xxb Yyb Zzb 增量： G91G00 X(xbxa) Y(ybya) Z(zbza) 绝对： G90 G01 Xxb Yyb Zzb Ff 增量： G91 G01 X(xbxa) Y(ybya) Z(zbza) Ff 第 3章 数控铣床的操作与编程 图 316 空间直线章 数控铣床的操作与编程 (1) G00时 X、 Y、 Z三轴同时以各轴的快
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