数控编程第4章数控铣床与加工中心的程序编制课件.ppt

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1、一、铣床用多刃旋转刀具(铣刀)加工平面、沟槽、齿槽、螺旋形表面及各种曲面特点：生产率高、易振动(因为切削过程是断续的)，要求机床刚度和抗振性较高。主要类型：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床和各种专门化铣床。,3.1 程序编制基础,卧式升降台铣床主轴是水平的，由床身、底座、升降台、滑座、工作台、悬梁、挂架、铣刀杆等组成。运动：主轴（铣刀）旋转主运动；滑座带动工作台作横向进给（平行于主轴）；工作台在滑座上作纵向进给（垂直于主轴）升降台的上下调位。万能升降台在滑座上有回转盘，可在+-45范围内转动，以便加工螺旋槽,1、卧式升降台铣床和万能升降台铣床,2、立式升降台铣床主轴竖直，可沿

2、其轴线方向进给或调位其它与卧铣相同。,3、床身铣床工作台不作升降运动，竖直运动由主轴箱完成。机床刚度高，可以采用较大的切削用量。有圆形工作台和矩形工作台两种。,加工大型工件上的平面、沟槽；龙门：由顶梁、立柱和床身构成。一般有3-4个铣头，每个铣头均是独立的，效率较高。运动：工作台（工件）作纵向进给；铣头在横梁上横向调位；横梁沿立柱垂直调位。各铣刀的切削深度均由主轴套筒带动铣刀主轴沿轴向移动来实现。,4、龙门铣床,XK5040,二、数控镗铣类加工中心与五轴加工机床1、数控镗铣类加工中心在数控铣床的基础上发展起来的，能够自动换刀，可以完成铣削钻削 镗削等加工，适合完成形状复杂、工序多、精度要求高、

3、需要多次装夹才能完成加工的工件。有立式和卧式之分。卧式加工中心主轴轴线的水平的，一般配备容量较大的链式车库，机床带有一个自动分度工作台或配有双工作台以便于工件的装卸，适合于工件在一次装夹后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。,立式加工中心主轴轴线是垂直的，适合于加工盖板类零件及各种模具；,2、五轴加工机床 在机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。（1）五轴加工机床的优点可以加工一般三轴数控机床所不能加工或很难一次装夹完成加工的连续、平滑的自由曲面。如航空发动机和汽轮机的叶片，舰艇用的螺旋推进器。五轴

4、联动的机床加工时，则由于刀具/工件的位姿角在加工过程中随时可调整，就可以避免刀具工件的干涉，并能一次装夹完成全部加工；,可以提高空间自由曲面的加工精度、质量和效率。三轴机床用球头铣刀加工复杂曲面时，一般很难保证用球头铣刀上的最佳切削点(即球头上线速度最高点)进行切削，而且有可能出现切削点落在球头刀上线速度等于零的旋转中心线上的情况，加工表面质量严重恶化。如采用五轴机床加工，由于刀具/工件位姿角随时可调，则不仅可以避免这种情况的发生，而且还可以时时充分利用刀具的最佳切削点来进行切削，或用线接触成形的螺旋立铣刀来代替点接触成形的球头铣刀，甚至还可以通过进一步优化刀具/工件位姿角来进行铣削。工件一次

5、装夹便可完成全部或大部分加工,工件/工作台不动，五个坐标运动(X、Y、Z、A、C)全部集中在刀具一侧来完成：其代表性产品有日本丰和机公司的Millac 853 PE-5X工作台固定式五轴立式加工中心、济南二机床集团公司生产的龙门移动式大型五轴联动数控铣床。,济南二机床的龙门移动式五轴数控铣床,2、五个坐标轴的运动配置方式,五个坐标运动均集中在工件一侧来完成。一种简单易行的实施方案是在一台三轴数控的升降台立式铣床上再装上一个数控回转工作台，工件装在回转工作台上完成四轴运动(尚不是五轴加工)，主轴头则可以固定不动。五个坐标运动分别配置在刀具一侧和工件一侧。应用最广。第一种除，二个回转坐标轴均由刀具

6、一侧的复合主轴头来实现，主要为大、重型机床所采用。优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。第二种二个转动坐标轴分别由主轴头摆动和工作台回转来实现，此种型式工作台能承受较大重量且可以采用标准交换工作台，而主轴头结构又比第一种简单，现多为中型五轴加工机床所采用。第三种二个回转坐标轴都在工作台一侧，多是在原三轴控制机床基础上配备数控摆动回转工作台发展而成，为中小型五轴加工机床所采用。主轴结构比较简单，刚性好，制造成本低。但工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力 矩。,瑞

7、士Willemin-Macodel公司的五轴加工中心,五轴联动高速铣削加工中心HSM400U,3、五轴加工的难点 编程复杂、难度大。因为五轴加工不同于三轴，它除了三个直线运动外，还有两个旋转运动参与，其所形成的合成运动的空间轨迹非常复杂和抽象，一般难以想象和理解。对数控及伺服控制系统要求高。由于五轴加工需要有五轴同时协调运动，这就要求数控系统首先必须具有至少五轴联动控制的功能；另外由于合成运动中有旋转运动的加入，这不仅增加了插补运算的工作量，而且由于旋转运动的微小误差有可能被放大从而大大影响加工的精度，因此要求数控系统要有较高的运算速度(即更短的单个程序段的处理时间)和精度。机械结构设计和制造

8、比三轴机床更复杂和困难。因为机床要增加两个旋转轴坐标，就必须采用能倾斜和转动的工作台或能转动和摆动的主轴头部件。对增加的这两个部件，既要求其结构紧凑，又要具有足够大的力矩和运动的灵敏性及精度，这显然就比设计和制造普通三轴加工机床难多了。,五轴加工,三、铣削工艺范围 1、普通铣削工艺,2、数控铣床具有的功能：点位控制：用于只需点位控制的孔加工，如钻孔、扩孔、攻丝；数控系统只需2轴联动功能。连续轮廓控制：通过直线和圆弧插补，对刀具运动轨迹进行连续控制，加工曲线平面轮廓；数控系统要求2.5轴、3轴、4轴、5轴或以上的多轴联动功能。刀具半径自动补偿：可使编程时按工件实际轮廓形状和尺寸编程，而加工时使刀

9、具自动偏离工件轮廓一个刀具半径。刀具长度补偿：可以自动改变切削平面高度，并降低对刀具长度的精度要求，另外还可以弥补轴向对刀误差。镜像加工：对于一个轴对称形状的工件，只要编出一半形状的加工程序就可完成全部加工。固定循环：对于一些典型化的切削加工过程，可以专门设计一个子程序来实现，实际加工时通过参数赋值方式进行调用。例如孔加工、铣方槽等。特殊功能：例如仿形加工。,3、适合于数控铣削加工的零件（1）平面类零件：指加工面平行于水平面（图a）、或垂直于水平面（图b）、或者加工面与水平面的夹角为定数（图b）的零件。一般只须用三坐标两联动功能就可以加工出来。,（2）变斜角类零件：加工面与水平面的夹角呈连续变

10、化的零件。例如，飞机上的变斜角梁缘条：一般需要四坐标或五坐标数控铣床加工。,一般需要四坐标或五坐标数控铣床加工。,（3）曲面类零件：加工面为空间曲面的零件。可采用三坐标铣床（三坐标联动或三坐标两联动方式）、或五坐标铣床加工。一般采用球头铣刀。,四、刀具数控机床刀具已经系列化、标准化。一般根据工件材料的切削性能、加工表面的几何形状及精度要求、生产批量等进行选择。（1）面铣刀：圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀头组成，常用于端铣较大的平面。,（2）立铣刀在数控机床用得最多。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，即可同时进行切削，也可单独进行切削。圆柱表

11、面上的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。不能作轴向进给。,硬质合金立铣刀 高速钢立铣刀,（3）模具铣刀 由立铣刀发展而来，分为三种。球头或端面上布满了切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。,（4）键槽铣刀：有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心既象立铣刀，又象钻头。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。,（5）鼓形铣刀：切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置，相应改变刀刃的切削位置，可以在工件上切出从负到正的不同斜角，主要用于对变斜角类零件的变斜角面的近似加工。,（5）成形铣刀适用于加工空间曲面零件，有时也用于

12、平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。,（6）铣刀的选择,铣刀类型应与工件表面形状与尺寸相适应。加工较大的平面应选择面铣刀；加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓应选择立铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等多选用模具铣刀；加工封闭的键槽选择键槽铣刀；加工变斜角连接的变斜角面应选用鼓形铣刀；加工各种直的圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成型铣刀。,铣刀直径与长度。铣刀直径受到工件加工部位几何尺寸的制约，应尽可能选择大的铣刀直径。通常粗、精加工选用不同直径的铣刀。D/L=0.5作为检验铣刀刚性的条件。,铣刀刃长以避免刀具细长提高刚性为好，刃长只要保证能将工件铣出即可：当加工深槽或盲孔时，选L=H

13、+2 当加工外形或通孔、通槽时，选L=H+r+2铣刀圆角半径一般应与零件图样要求一致。,四、加工工艺性分析1、确定数控加工部位及工序内容（1）工件上的曲线轮廓；（2）已给出数学模型的空间曲面；（3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位；（4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽。,2、零件图样的工艺性分析（1）工件上的曲线轮廓；（2）已给出数学模型的空间曲面；（3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位；（4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽。,四、零件的加工工艺设计1、机床加工能力2、切削性能3、孔系加工顺序4、加工方案5、加工工序设计。,4.2 编程的

14、基本方法,一、FANUC 系统组成 FANUC公司是生产数控系统和工业机器人的著名厂家，该公司自60年代生产数控系统以来，已经开发出40多种的系列产品。FANUC系统应用最广泛的是0系列0D系列：0TD用于车床；0MD用于铣床及小型加工中心；0GCD用于圆柱磨床；0GSD用于平面磨床；0PD用于冲床；0C系列：0TC用于普通车床及自动车床；0MC用于铣床及加工中心；0GCC用于内外圆磨床；0GSC用于平面磨床；0PC用于回转头冲床；0TTC用于双刀架及4轴车床。0i系列：0iTA用于4轴车床；0iMC用于铣床及加工中心，可控制4轴；16i用于最大8轴、6轴联动；160/18MC用于加工中心/铣

15、床/平面磨床；160/18TC用于车床/磨床。160/18DMC用于加工中心/铣床/平面磨床的开放式CNC系统。,FANUC系统的典型构成：数控主板：用于核心控制、运算、存储、伺服控制等。新主板集成了PLC功能。PLC板：用于外围动作控制。新系统的PLC板已经和数控主板集成到一起。I/O板：早期的I/O板用于数控系统和外部的开关信号交换。新型的I/O板主要集成了显示接口、键盘接口、手轮接口、操作面板接口及RS232接口等。MMC板：人机接口板。这是个人电脑化的板卡，不是必须匹配的。本身带有CRT、标准键盘、软驱、鼠标、存储卡及串行、并行接口。CRT接口板：用于显示器接口。新系统中，CRT接口被

16、集成到I/O板上。另外，还提供其他一些可选板卡等。,二、Fanuc-0 MC基本编程指令XK5032等铣床配备的是FANUC-0 MC系统。该系统特点：轴控制功能强，基本可控制轴数为XYZ三轴，扩展可可同时控制四轴。编程容易，可靠性高。1、坐标系设定指令（1）G92设定加工坐标系，将坐标系原点设定在相对于起刀点的某一空间点上。格式：G92 X Y Z例如：,（2）G53选择机床坐标。使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上。格式：G53 G90 X Y ZX Y Z：机床坐标系中的坐标值，均为负值。例如：G53 G90 X-100 Y-100 Z-20,（3）G54G59选择工件加工坐标系。格

17、式：G54 G90 G00/G01 X Y Z(F)X Y Z：选定的工件加工坐标系中的位置。例如：工件加工坐标系设定：G54：X-50 Y-50 Z-10/*O G55：X-100 Y-100 Z-20/*O加工坐标系建立：G90 G54 G90 G55程序（刀尖移动OAB）：N10 G53 G90 X0 Y0 Z0 N20 G54 G90 G01 X50 Y0 Z0 F100 N30 G55 G90 G01 X100 Y0 Z0 F100加工坐标系平移：(由O移动到O)G54 G92 X-50 Y-50 Z-10,（4）加工坐标系的测量目的是获得编程原点在机床坐标系中的坐标值，或相对于起刀

18、点的距离。,直接测量X、Y坐标轴的测量在主轴上安装检验心轴，移动主轴和工作台使之与编程原点接近，测出心轴与编程原点之间的距离。,另一种测量方式：,Z坐标的测量,以工作台为中心坐标计算X坐标值,：工作台与主轴中心重合时的X坐标,8、子程序调用当工件上有相同的加工内容时，常用调用子程序的方法进行编程。调用格式：M98 PP后跟7位数字，前三位为调用次数，后四位为子程序号。例如：M980051002。子程序的编写与一般程序相同。方法一：当子程序的最后程序段只用M99时，子程序结束，返回到调用程序段后面的一个程序段。,方法二：当一个程序段号在M99后由P指定时，系统执行完子程序后，将返回到由P指定的那

19、个程序段号上,方法三：子程序也可被视为主程序执行，当直接运行到M99时，系统将返回到主起点。方法四：若在程序中插入“/M99 Pn”，那么在执行该程序时，不是返回主程序的起点，而是返回到由P指定的第“n”号程序段/跳步功能是否执行，还取决于跳步选择开关的状态。,8、G50、G51图形比例及镜像功能使编程尺寸按指定比例缩小或放大，也可让图形按指定规律产生镜像变换。G51为比例编程指令，G50为撤消比例编程指令。均为模式代码。（1）各轴按相同比例编程格式：G51 X Y Z P G50 X Y Z：比例中心的坐标（绝对方式）；P：比例系数，范围：0.001999.999,（2）各轴按不同比例编程格

20、式：G51 X Y Z I J K G50 X Y Z：比例中心的坐标；I J K：对应X Y Z的比例系数。为1时，输入1000，镜像 加工,（3）镜像功能如图，刀具起始点在O点，程序：子程序：O9000 N10 G00 X60 Y60 N20 G01 X100 Y60 F100 N30 X100 Y100 N40 X60 Y60 N50 M99主程序 O100 N10 G92 X0 Y0 N20 G90 N30 M98 P9000/*加工1 N40 G51 X50 Y50 I-1000 J1000/*X轴比例系数-1 N50 M98 P9000/*加工2 N60 G51 X50 Y50 I

21、-1000 J-1000 N70 M98 P9000 N80 G51 X50 Y50 I1000 J-1000 N90 M98 P9000 N100 G50 N110 M30,10.G68、G69坐标系旋转指令使编程图形按指定旋转中心及旋转方向旋转一定角度。格式：G68 X Y R/*开始坐标旋转 G69/*撤消坐标旋转XY：旋转中心的坐标。XY省略时，则当前的位置为旋转中心；R：旋转角度，逆时针旋转定义为正向；当R省略时，按系统参数 确定旋转角度注：当程序在绝对方式下时，G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对方式移动指令，才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量方式移动指令，则系统将以当前位

22、置为旋转中心。,例：N10 G92 X-5 Y-5N20 G68 G90 X7 Y3 R60N30 G90 G01 X0 Y0 F200/*绝对方式移动指令N40 G91 X10N50 G02 Y10 R10N60 G03 X-10 I-5 J-5N70 G01 Y-10N80 G69 G90 X-5 Y-5M02 N30 G91 X5 Y5,(1)坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内。例N10 G92 X0 Y0N20 G68 R-30/*以X0 Y0为旋转中心，顺时针旋转30度N30 G42 G90 G00 X10 Y10 F100 H01N40 G

23、91 X20N50 G03 Y10 I-10 J5N60 G01 X-20N70 Y-10N80 G40 G90 X0 Y0N90 G69 M30,(2)与比例编程方式的关系在比例模式时，再执行坐标旋转指令，旋转中心坐标也执行比例操作，但旋转角度不受影响。各指令的排列顺序如下：G51/*比例编程G68/*坐标系旋转G41/G42/*刀补G40/*撤消刀补G69/*撤消坐标系旋转G50/*撤消比例编程,三、固定循环功能 为了提高编程效率，对一些典型加工中的固定、连续的动作用一个G指令来实现。这些典型加工有镗孔、钻孔、攻螺纹等。循环过程包括六个基本指令：在XY平面定位；快速移动到R平面；孔加工；孔

24、底动作；返回到R平面返回到起始点。（R平面为在孔口时，快速运动与进给运动的转换位置。）,指令格式：G90/G91 G98/G99 G73G89 X Y Z R Q P F KG90/G91数据方式，绝对坐标时，Z值为孔底的坐标值，增量坐标时，Z值规定为R平面到孔底的距离。G98/G99返回点位置。G98返回起始点，G99返回R平面。G73G89孔加工方式。X Y Z 孔位置坐标。R在绝对坐标方式下，为R平面的绝对坐标；在增量坐标方式下，为起始点到R平面的增量距离。Q在G73、G83方式下，或具有偏移值的G76与G87时，规定每次切削深度。始终是一个增量值。P孔底暂留时间。F切削进给的速度。K规

25、定重复加工次数(16)。固定循环用G80或01组G代码（G00 G01 G02 G03）撤消。,举例：1、G73高速钻孔循环；,2、G74攻螺纹（左螺纹）循环；主轴移至R平面时启动，反转切入零件到孔底后，主轴改为正转退出。G84攻右旋螺纹。,3、G76精镗循环；主轴在孔底准停，沿切入方向的反方向退出执行精镗,5、G81定点钻孔循环。,例：使用刀具长度补偿功能和固定循环功能加工图示零件上的12个孔。(1)零件图分析：编程零点在零件上表面图示位置，孔加工刀具为钻头T01、扩孔刀T02和镗刀T03。加工路线：先加工6个6的孔，再加工4个10的孔，最后加工两个40的孔（已有预留孔）。,12,（2）加工

26、调整：确定刀具长度补偿；T01号刀长度补偿为0，T02号刀为-10，T03号刀为-50。加工坐标系G54：（-600，-80，-30）（3）数学处理：采用固定循环指令。按固定循环格式要求，确定孔位坐标、快进尺寸和工作进给尺寸值等。固定循环中开始平面为Z=5，R点平面定为零件孔口表面+Z向3mm处。各上表面圆心坐标：1：(40,-35,-30)7:(70,-55,-30)2：(40,-75,-30)8:(70,-95,-30)3：(40,-115,-30)9:(270,-95,-30)4：(300,-115,-30)10:(270,-55,-30)5：(300,-75,-30)11:(170,-

27、35,0)6：(300,-35,-30)12:(170,-115,0),（4）零件加工程序N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z30/*G54坐标系N20 G43 G00 Z5 H01/*进入起刀平面（0,0,5)N30 S600 M03N40 G99 G81 X40 Y-35 Z-63 R-27 F120/*钻1号孔，(40,-35,-30),孔深30,R平面z=-27,回R平面N50 Y-75/*钻2号孔，回R平面N60 G98 Y-115/*钻3号孔，回起始平面N70 G99 X300/*钻4号孔，回R平面N80 Y-75/*钻5号孔，回R平面N90 G98 Y-35/*钻6号孔

28、，回起始平面N100 G00 X500 Y0 M05/*回换刀点，主轴停N110 G49 Z20 M00/*撤消刀补，程序停，人工换刀。（M06)N120 G43 Z5 H02/*选用T02号刀，长度补偿N130 S600 M03N140 G99 G81 X70 Y-55 Z-50 R-27 F120/*扩7号孔，回R平面N150 G98 Y-95/*扩8号孔，回起始平面N160 G99 X270/*扩9号孔，回R平面,N170 G98 Y-55/*扩10号孔，回起始平面N180 G00 X500 Y0 M05/*回换刀点，主轴停 N190 G49 Z20 M00/*撤消刀补，换3号刀N200

29、 G43 Z5 H03/*选3号刀补，移至开始平面N210 S300 M03/*主轴转N220 G76 G99 X170 Y-35 Z-65 R3 F50/*精镗11号孔，回R平面N230 G98 Y-115/*精镗12号孔，回起始平面N240 G49 Z30/*撤消长度刀补N250 M30/*程序停参数设置：H01=0,H02=-10,H03=-50;G54:X=-600,Y=-80,Z=-30,四、加工中心换刀程序 加工中心的换刀包括选刀和换刀两个过程。主轴只有走到规定的换刀点位置才能换刀。立式加工中心的换刀点位置在机床Z轴零点处，卧式加工中心规定在Y轴零点处。方法一：N10 G28 Z1

30、0 T0202 返回参考点，选T02号刀 N11 M06 主轴换上T02号刀 方法二：N10 G01 Z T0202 切削过程中选T02号刀 N017 G28 Z10 M06 返回参考点，换上T02 号刀 N018 G01 Z T03 切削加工同时选T03号刀,五、用户宏功能 将能完成某一功能的一系列指令定义为宏指令，将其存储在存储器中。使用时只需给出这个总指令，就能执行这一系列功能。宏指令可以定义变量。既可以由机床厂家设定，也可由用户自己定义。用子程序调用命令M98调用。特点：可以在用户宏主体中使用变量；可以进行变量之间的运算；可以用用户宏命令对变量进行赋值；例如：,O1G91 G00 X2

31、0.0 Y20.0G01 Y20.0X40.0Y-20.0X-40.0G00 X-20.0 Y-20.0,O1G91 G00 XA YBG01 YVXUY-VX-UG00 X-A Y-B,O1G91 G00 X#1 Y#2G01 Y#22X#21Y-#22X-#21G00 X-#1 Y-#2,0,X,A,U,B,V,Y,（一）A类宏功能1、变量变量的表示：变量用“#”号和跟随其后的变量序号(1,2,3)来表示。例：#6，#109，#111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 对于F#103，若#103=50时，则为F50。变量的类型：公共变量在主程序和主程序调

32、用的各用户宏程序内公用的变量。变量序号：#100#131，#500#531（保持型变量）系统变量有固定用途的变量，例如刀具偏置变量（#01#99）、接口的输入/输出信号变量（#1000#1015，#1032）、位置变量等。它的值决定系统的状态。,2、宏指令G65 相当与算术运算符或逻辑运算符。格式：G65 Hm P#i Q#i R#k m宏指令代码，范围：0199。#i运算结果存放处的变量名。#j被操作的第一个变量，或常数。#k被操作的第二个变量，或常数。,（1）算术运算宏指令 变量的定义和替换，#i=#j：G65 H01 P#i Q#j 例 G65 H01 P#101 Q1005;(#101

33、=1005)加法，#i=#j+#k：G65 H02 P#i Q#j R#k 减法，#i=#j-#k：G65 H03 P#i Q#j R#k 乘法，#i=#j*#k：G65 H04 P#i Q#j R#k 除法，#i=#j/#k：G65 H05 P#i Q#j R#k.,（2）控制命令宏指令无条件转移：G65 H80 Pn(n为程序段号)条件转移1，#j.EQ.#k：G65 H81 Pn Q#j R#k(n为程序段号)条件转移2，#j.NE.#k：G65 H82 Pn Q#j R#k(n为程序段号)条件转移3，#j.GT.#k：G65 H83 Pn Q#j R#k(n为程序段号)条件转移4，#j

34、.LT.#k：G65 H84 Pn Q#j R#k(n为程序段号)条件转移5，#j.GE.#k：G65 H85 Pn Q#j R#k(n为程序段号)条件转移6，#j.LE.#k：G65 H86 Pn Q#j R#k(n为程序段号)P/S报警：G65 H99 Pi(i+500为报警号),（3）注意事项 由G65规定的H码不影响偏移量的任何选择；如果用于各算术运算的Q或R未指定，则当0处理；在分支转移目标中，如果序号为正值，则检索过程先是向后续程序段查找；如果序号为负值，则检索过程是返回向前面的程序段查找。转移目标序号可以是变量,（4）用户宏程序应用举例加工均布孔：圆心O坐标，用G54来设置；半径

35、r，起始角，孔数为n，以零件上表面为Z向零点。使用以下保持型变量：#502：半径r；#503：起始角度；#504：孔数n，当n0时，按逆时针方向加工；当n0时，按顺时针方向加工；#505：孔底Z坐标值；#506：R平面Z坐标值；#507：F进给量。,子程序：O9100 程序名N110 G65 H01 P#100 Q0#100=0，孔的计数器N120 G65 H22 P#101 Q#504#101=|#504|，孔数N130 G65 H04 P#102 Q#100 R360#102=#100*360N140 G65 H05 P#102 Q#102 R#504#102=#102/#504N150

36、G65 H02 P#102 Q#503 R#102#102=#503+#102当前孔位角度N160 G65 H32 P#103 Q#502 R#102#103=#502*cos(#102)当前孔的X坐标N170 G65 H31 P#104 Q#502 R#102#103=#502*sin(#102)当前孔的Y坐标N180 G90 G81 G98X#103 Y#104 Z#505 R#506 F#507 加工当前孔（返回开始平面）,N190 G65 H02 P#100 Q#100 R1#100=#100+1 下一个孔N200 G65 H84 P-130 Q#100 R#101 当#100#101

37、时，向上返回到N130程序段M99 返回主程序调用上述子程序的主程序：O0010 程序名N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z20 进入加工坐标系G54N20 M98 P9100 调用钻孔子程序N30 G00 G90 X0 Y0 返回加工坐标系零点N40 Z20 抬刀N50 M30 程序结束,（二）B类宏功能A类宏程序是以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx的格式进行变量的运算,B类宏程序则是以直接的运算符或字符进行变量的运算;B类宏程序用G65调用宏程序，并可赋变量值。1、变量的种类局部变量#1#33：局限于用户宏程序中的变量；公共变量#100#149、#500#501：在主

38、程序内和由主程序调用的各用户宏程序内公用的变量。系统变量：固定用途的变量，包括接口的输入/输出信号变量、刀具形状补偿变量、同步信号变量等。2、变量的运算在变量之间、变量和常量之间，可以进行各种运算。运算符有：+，-，*，/，SIN，COS，TAN，ATAN，SQRT，ABS,3、控制指令IFGOTO n（n=顺序号）WHILE DO m(m=1,2,3)END m条件式：#j EQ#k(或：NE GT LT GE LE)4、用户宏程序命令 G65 P（宏程序号）（指定自变量）注：自变量为给出地址后的实际值，例：A10 E3.2 M13.4规定了与AZ相对应的变量序号。（书P132表4-9）,5

39、、圆环点阵孔群的加工程序中用到的变量#1第一个孔的起始角度A；#3孔加工固定循环中R平面值C；#9孔加工的进给量值F；#11待加工孔数；#18加工孔所处的圆环半径值R；#26孔深坐标值Z；#30基准点，即圆环中心点X坐标值；#31基准点，即圆环中心点Y坐标值；#32当前加工孔的序号i；#33当前加工孔第i孔的角度；#100已加工孔的数量；#101当前加工孔的X坐标值，初值设置为圆环中心的X坐标值;#102当前加工孔的Y坐标值，初值设置为圆环中心的Y坐标值。,用户宏程序O8000N8010#30=#101 基准点保存 N8020#31=#102 基准点保存N8030#32=1 计数值置1N804

40、0 WHILE#32 LE ABS#11 D01 进入孔加工循环N8050#33=#1+360*#32-1/#11 计算第i孔的角度 N8060#101=#30+#18*COS#33 计算第i孔的X坐标N8070#102=#31+#18*SIN#33 计算第i孔的Y坐标N8080 G90 G81 G98 X#101 Y#102 Z#26 R#3 F#9 钻第i孔N8090#32=#32+1 N8100#100=#100+1 计算已加工孔数N8110 END1 孔加工循环结束N8120#101=#30 返回X坐标初值N8130#102=#31 返回Y坐标初值M99 宏程序结束调用上述宏程序的指令

41、：G65 P8000 A C F H R Z(A:#1 C:#3 F:#9 H:#11 R:#18 Z:#26),6、网式点阵孔群加工 如图，S为起始边与X轴夹角，H为终边与起始边间夹角，T为起始边孔距，R为起始边孔数，D为终边孔间距，F为终边孔数。变量:X0#501 Y0#502S#503 H#504T#505 R#506D#507 F#508#509Z向孔底尺寸#502R平面#511进给速度F#5行号#6列号,宏程序O9000N8010#5=0/*行号N8020#101=#501/*X0N8030#102=#502/*Y0 N8040 WHILE#5 LE#508 D01/*进入孔加工循环

42、1N8050#6=0/*列号N8060#101=#101+#5*#507*COS#504N8070#102=#102+#5*#507*SIN#504N8080 WHILE#6 LT#506 D02 N8090#3=#101+#6*#505*COS#503/*计算孔的X坐标N8100#4=#102+#6*#505*SIN#503/*计算孔的Y坐标 N8110 G81 G98 X#3 Y#4 Z#509 R#510 F#511 N8120#6=#6+1 N8130 END2N8140#5=#5+1N8150 END1M99 宏程序结束,8、曲线加工应用(1)对于图示整圆，若不用圆弧插补，而是将圆周

43、均分成360份，采用直线插补连接，试用宏编程的方法编制切削整圆的程序。设半径为50，零件厚度为10。分析：设变量#1=50表示半径，#2=360表示共分了360份，#3=1表示间隔1份，#4表示角度变量，初始角度=0程序：O0001N10 G54 G42 G90 G00 X50 Y0 Z100/*定位在圆弧与X轴正向交点N20 G01 F20 S600 M03 Z-10/*下刀N30#1=50#2=360#3=1#4=0N40 G01 X=#1*COS(#4)Y=#1*SIN(#4)/*直线插补加工至下点N50#4=#4+1#2=#2-#3N60 IF#2 LE 0 GOTO 40N70 G0

44、0 Z50N80 G40 M02/*刀补撤消，程序结束,(2)图示等速凸轮零件，轮廓线为阿基米德螺旋线。已知半径#4=40，OC=60，角BOD为90。分析：先将工作曲线分成90份，#1=90；再算出90份中每一份的升高量，#2=（60-40）/90；B点的起始角为0，#3=0；半径#4=40，间隔#5=1。起始增量#6=0。主要程序：N90 G01 F20 Z40 Y0N110#1=90#2=20/90#3=0#4=40#5=1#6=0N120 G01 X=(#4+#6)*COS(#3)Y=(#4+#6)*SIN(#3)N130#6=#6+#2/*半径#3=#3+1/*角度#1=#1-1/*

45、计数N140 IF#1 LE 0 GOTO 120N150 G0 Z50 M02 N140 IF#3 LE 90 GOTO 120,六、编程时应注意的问题1、安全高度对于铣削加工，起刀点和退刀点必须离开加工零件上表面一个安全高度，保证刀具在停止状态时，不与加工零件和夹具发生碰撞，在安全高度位置时刀具中心（或刀尖）所在的平面也称为安全面。,2、进刀/退刀方式刀具切入工件的方式，不仅影响加工质量，同时直接关系到加工的安全。对于二维轮廓加工，一般要求从侧向进刀或沿切线方向进刀，尽量避免垂直进刀。退刀方式也应从侧向或切向退刀。,刀具从安全面高度下降到切削高度时，应离开工件毛坯边缘一个距离，不能直接贴着

46、加工零件理论轮廓直接下刀，以免发生危险。下刀运动过程不能用G00指令，而要用G01直线插补指令。,对于型腔的粗铣加工，一般应先钻一个工艺孔至型腔底面（留一定精加工余量），并扩孔，以便所使用的立铣刀能从工艺孔进刀进行型腔粗加工。型腔粗加工方式一般从中心向四周扩散。,3、刀具半径补偿在刀具半径补偿有效之前，刀具应远离零件轮廓适当的距离，且应与选定好的切入点和进刀方式协调，保证刀具半径补偿的有效。,4、刀具半径确定精加工刀具半径选择的主要依据是零件加工轮廓和加工轮廓凹处的最小曲率半径或圆弧半径，刀具半径应小于该最小曲率半径值。刀具尺寸与零件尺寸的协调：不要用一把很大的刀具加工一个很小的零件。对于粗加

47、工，如果加工轮廓个别圆弧半径很小，可以考虑采用较大的刀具进行粗加工，但必须避免加工中的干涉。,4、零件尺寸公差对编程的影响 在用同一把铣刀、同一个刀具补偿值编程加工时，由于零件轮廓各处尺寸公差带不同，难以同时保证各处尺寸在尺寸公差范围内。对策：考虑各处尺寸公差，编程计算时，改变轮廓尺寸并移动公差带，改为对称公差，采用同一把铣刀和同一个刀具半径补偿值加工。,封闭尺寸的处理：计算尺寸链，重新确定个别尺寸。,5、圆弧参数计算误差对编程的影响 计算圆弧参数（起点、切点、终点、圆心坐标）时会产生误差累积，尤其是两个或两个以上的相切或相交圆弧。当误差超过一定限度时，数控系统会找不到圆弧终点。对策：复验圆弧

48、中心坐标，使,6、转接凹圆弧对编程的影响 对于连接直线轮廓的凹圆弧，一般可由铣刀半径自然形成而不必走圆弧轨迹。对于连接圆弧轮廓的凹圆弧，需要铣刀走圆弧轨迹来实现。为了便于选择铣刀，一般将连接凹圆弧的半径放大一些进行编程，用扩大刀具半径补偿范围来修正。,7、尖角处使用过渡圆弧尖角处采用过渡圆弧容易产生过切现象。,4.3 图形的数学处理,一、直线轮廓的图形处理 1、两平行铣削平面的处理两平行铣削平面的高度差小于底部的连接圆弧半径时，铣削加工难以保证尺寸L，必须对图形进行偏移处理。,当用端铣刀的底刃加工时，偏移量：,当用端铣刀的侧刃加工时，偏移量：,2、两相交铣削平面的处理两平行铣学削平面的高度差小

49、于底部的连接圆弧半径。,3、定斜角直线轮廓的处理两平行铣学削平面的高度差小于底部的连接圆弧半径。,二、曲面的数学处理空间曲面分为解析曲面和列表曲面。解析曲面为可用方程表示的空间曲面，列表曲面则是由三维的列表点给出的空间曲面。1、数控铣削空间曲面的方法球头铣刀：优点是有效刀刃角范围大，可切削很陡的曲面，刀具干涉可能性小。缺点是切削速度随刀具与工件接触点的变化而变化，且球头铣刀端点的切削速度为零。圆弧铣刀：优点是切削速度变化范围小，有效切削刃大。缺点是前角为0，后角很小，切削性能差。,三坐标联动：铣刀与被加工曲面切点的连线为一平面曲线，而刀具中心轨迹为一空间折线。,2.5坐标联动：一行加工完毕后再

50、在平面上移动一个行距加工另一行。刀具中心轨迹为一平面折线。,行切法加工曲面,2、确定行距与步长（1）行距S的计算方法行距：行切法加工曲面时，S直接关系到加工表面的残留高度（表面粗糙度）和最终加工精度。S太小则程序过长，延长加工时间。行距S的选择取决于铣刀半径r及所要求或允许的刀峰高度h和曲面的曲率变化情况。,h：允许的切削表面残留面积高度。,（1）确定步长L步长L的选择取决于曲面的曲率半径与插补误差。,4.4 二坐标数控加工刀具轨迹生成,一、概述 二坐标数控加工的对象是二维轮廓，二维轮廓通常是指垂直于刀轴平面上的二维曲线轮廓，一般为XY平面上的曲线轮廓。（一）二坐标数控加工的对象1、外形轮廓：