数控编程宏程序教程Word下载.docx
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如对图1-1零件，取R30圆弧圆心为编程零点，取R30圆弧右侧端点作为切削起点，如刀补程序仅用于精加工，下刀点取在（22，0）即可，该点至切削起点距离=8mm。
但在环切时，由于前两刀的刀具半径补偿值大于8mm，建立刀补时，刀具实际运动方向是向左，而程序中指定的运动方向是向右，撤消刀补时与此类似，此时数控系统就会产生刀具干涉报警。
因此合理的下刀点应在编程零点（0,0）。
1.1.3在程序中修改刀具半径补偿值
在程序中修改刀具半径补偿值可采用如下方法
●1、在刀补表中设好环切每一刀的刀具半径补偿值，然后在刀补程序中修改刀具补偿号。
示例1.1 直接在G41/G42程序段修改刀具补偿号
示例1.2 用宏变量表示刀具补偿号，利用循环修改刀具补偿号
●
2、使用G10修改刀具补偿半径
示例1.3，使用G10和子程序完成环切
示例1.4 使用G10和循环完成环切
●3、直接用宏变量对刀补值赋值
示例1.5 直接用宏变量对刀补值赋值，利用循环完成环切。
说明：
在G41X30d#10中，#10表示刀具补偿号，而在G41X30d[#10]中，#10表示刀具半径补偿值，此用法在FANUC说明书中没有，但实际使用的结果确实如此，如所用系统不支持此用法，就只用示例1.4用法。
1.1.4 环切宏程序
当使用刀具半径补偿来完成环切时，不管我们采用何种方式修改刀具半径补偿值，由于受刀补建、撤的限制，它们都存在走刀路线不够简洁，空刀距离较长的问题。
对于象图1-1所示的轮廓，其刀具中心轨迹很好计算，此时如用宏程序直接计算中心轨迹路线，则可简化走刀路线，缩短空刀距离。
示例1.6完全使用宏程序的环切加工
如图1-2所示，用#1、#2表示轮廓左右和上边界尺寸，编程零点在R30圆心，加工起始点放在轮廓右上角（可削除接刀痕）
1.2行切
一般来说，行切主要用于粗加工，在手工编程时多用于规则矩形平面、台阶面和矩形下陷加工，对非矩形区域的行切一般用自动编程实现。
1.2.1矩形区域的行切计算
●1、矩形平面的行切区域计算
如图所示，矩形平面一般采用图示直刀路线加工，在主切削方向，刀具中心需切削至零件轮廓边，在进刀方向，在起始和终止位置，刀具边沿需伸出工件一距离，以避免欠切。
假定工件尺寸如图所示，采用Φ60面铣刀加工，步距50mm，上、下边界刀具各伸出10mm。
则行切区域尺寸为800×
560（600+10*2-60）。
●2、矩形下陷的行切区域计算
对矩形下陷而言，由于行切只用于去除中间部分余量，下陷的轮廓是采用环切获得的，因此其行切区域为半精加工形成的矩形区域，计算方法与矩形平面类似。
假定下陷尺寸100*80，由圆角R6选Φ12铣刀，精加工余量0.5mm，步距10mm，则半精加工形成的矩形为（100-12*2-0.5*2）*（80-12*2-0.5*2）=75*55。
如行切上、下边界刀具各伸出1mm，则实际切削区域尺寸=75*（55+2-12）=75*45。
1.2.2行切的子程序实现
对于行切走刀路线而言，每来回切削一次，其切削动作形成一种重复，如果将来回切削一次做成增量子程序，则利用子程序的重复可完成行切加工。
●1、切削次数与子程序重复次数计算
进刀次数n=总进刀距离/步距=47/10=4.5，实际需切削6刀，进刀5次。
子程序重复次数m=n/2=5/2=2，剩余一刀进行补刀。
步距的调整：
步距=总进刀距离/切削次数。
当实际切削次数约为偶数刀时，应对步距进行调整，以方便程序编写；
当实际切削次数约为奇数刀时，可加1成偶数刀，再对步距进行调整，或直接将剩下的一刀放在行切后的补刀中，此时不需调整步距。
由于行切最后一刀总是进刀动作，故行切后一般需补刀。
●2、示例1.7
对图1-4零件，编程零点设在工件中央，下刀点选在左下角点，加工程序如下：
1.2.3行切宏程序实现
对图1-4零件，编程零点设在工件中央，下刀点选在左下角点，加工宏程序如下：
示例1.8（本程序未考虑分层下刀问题）
专题二 相同轮廓的重复加工
在实际加工中，相同轮廓的重复加工主要有两种情况：
1、同一零件上相同轮廓在不同位置出现多次；
2、在连续板料上加工多个零件。
实现相同轮廓重复加工的方法
1、用增量方式定制轮廓加工子程序，在主程序中用绝对方式对轮廓进行定位，再调用子程序完成加工。
2、用绝对方式定制轮廓加工子程序，并解决坐标系平移的问题来完成加工。
3、用宏程序来完成加工。
2.1用增量方式完成相同轮廓的重复加工
示例2-1，加工图2-1所示工件，取零件中心为编程零点，选用φ12键槽铣刀加工。
子程序用中心轨迹编程。
2.2用坐标系平移完成相同轮廓的重复加工
坐标系平移有两种方式
G54+G52，用于重复次数不多，且轮廓分布无规律情况。
G54+G92，用于轮廓分布有规律且重复次数很多的情况。
示例2-2用局部坐标系G52完成相同轮廓的重复加工，G54零点设在零件中心，局部坐标系零点在需加工孔的孔心。
示例2-3，用G54+G92完成相同轮廓的重复加工，G54零点设设在零件中心，子坐标系零点在需加工孔的孔心。
2.3用宏程序完成相同轮廓的重复加工
示例2-4，用G65调用完成加工，宏程序用绝对编程。
示例2-5，用G66调用完成加工，宏程序用绝对编程。
示例2-6，使用循环，用一个程序完成加工
专题三 简单平面曲线轮廓加工
对简单平面曲线轮廓进行加工，是采用小直线段逼近曲线来完成的。
具体算法为：
采用某种规律在曲线上取点，然后用小直线段将这些点连接起来完成加工。
示例3-1，椭圆加工，假定椭圆长（X向）、短轴（Y向）半长分别为A和B，则椭圆的极坐标方程为
，利用此方程可方便地完成在椭圆上取点工作。
编程条件：
编程零点在椭圆中心，a=50，b=30，椭圆轮廓为外轮廓，下刀点在椭圆右极限点，刀具直径φ18，加工深度10mm。
程序如下：
%1000
G54G90G0G17G40;
Z50M30S1000;
X60Y-15;
Z5M07;
G1Z-12F800;
G42X50D1F100;
Y0;
#1=0.5;
θ变量初始值0.5度
WHILE#1LE360DO1;
#2=50*COS[#1];
#3=30*SIN[#1];
G1X#2Y#3;
#1=#1+0.5;
END1;
G1Y15;
G0G40X60;
Z100;
M30;
专题四 简单立体曲面加工
4.1球面加工
●球面加工使用的刀具
粗加工可以使用键槽铣刀或立铣刀，也可以使用球头铣刀。
精加工应使用球头铣刀。
●球面加工的走刀路线
一般使用一系列水平面截球面所形成的同心圆来完成走刀。
在进刀控制上有从上向下进刀和从下向上进刀两种，一般应使用从下向上进刀来完成加工，此时主要利用铣刀侧刃切削，表面质量较好，端刃磨损较小，同时切削力将刀具向欠切方向推，有利于控制加工尺寸。
●进刀控制算法
进刀点的计算：
先根据允许的加工误差和表面粗糙度，确定合理的Z向进刀量，再根据给定加工深度Z，计算加工圆的半径，即：
r=sqrt[R2-z2]。
此算法走刀次数较多。
先根据允许的加工误差和表面粗糙度，确定两相邻进刀点相对球心的角度增量，再根据角度计算进刀点的r和Z值，即Z=R*sinθ，r=R*cosθ。
进刀轨迹的处理
对立铣刀加工，曲面加工是刀尖完成的，当刀尖沿圆弧运动时，其刀具中心运动轨迹也是一行径的圆弧，只是位置相差一个刀具半径。
对球头刀加工，曲面加工是球刃完成的，其刀具中心是球面的同心球面，半径相差一个刀具半径。
4.1.1外球面加工
示例4-1，加工图4-3所示外球面。
为对刀方便，宏程序编程零点在球面最高点处，采用从下向上进刀方式。
立铣刀加工宏程序号为%9013，球刀加工宏程序号%9014。
●宏程序
4.1.2内球面加工
示例4-2，加工图4-4所示内球面。
为对刀方便，宏程序编程零点在球面最高处中心，采用从下向上进刀方式。
其主程序与示例4-1类似，宏程序调用参数与示例4-1相同，本例不再给出。
立铣刀加工宏程序号为%9015，球刀加工宏程序号%9016。
4.2水平圆柱面的加工
水平圆柱面加工可采用行切加工
沿圆柱面轴向走刀，沿圆周方向进刀；
走刀路线短，加工效率高，加工后圆柱面直线度好；
用于模具加工，脱模力较大；
程序可用宏程序或自动编程实现。
沿圆柱面圆周方向走刀，沿轴向进刀；
走刀路线通常比前一方式长，加工效率较低，但用于大直径短圆柱则较好，加工后圆柱面轮廓度较好；
用于模具加工，脱模力较小；
程序可用子程序重复或宏程序实现，用自动编程实现程序效率太低。
4.2.1圆柱面的轴向走刀加工
示例4-3，为简化程序，以完整半圆柱加工为例（图4-4a）。
为对刀、编程方便，主程序、宏程序零点放在工件左侧最高点，毛坯为方料，立铣刀加工宏程序号为%9017，球刀加工宏程序号%9018。
4.2.1圆柱面的周向走刀加工
为简化程序，以完整半圆柱加工为例（图4-4a）。
为对刀、编程方便，主程序、宏程序零点放在工件左侧最高点，毛坯为方料。
示例4-4，子程序加工方案，立铣刀加工程序号为%0020，球刀加工程序号%0021。
示例4-5，宏程序加工方案，立铣刀加工宏程序号为%9020，球刀加工宏程序号%9021。
主程序和宏程序调用参数与示例4-3基本相同，不再给出。
专题五 孔系加工
孔系加工可分为矩形阵列孔系和环形阵列孔系加工两种情况。
5.1矩形阵列孔系加工
就单孔加工而言，其加工有一次钻进和间歇钻进之分，为使用方便，定制的宏程序应能完成此两种加工。
以图5-1所示工件为例，板厚20，编程零点放在工件左下角。
示例5-1，矩形阵列孔系宏程序加工，阵列基准为左下角第一个孔。
5.2环形阵列孔系加工
示例5-2，加工图5-2所示工件。
编程零点放在分布圆中心。
第二篇 车工篇
专题六 参数编程
参数编程用于系列零件的加工，此系列零件形状相同，但有部分尺寸不同。
如果将这些不同的尺寸用宏变量（参数）形式给出，由程序自动对相关节点坐标进行计算，则可用同一程序完成一个系列零件的加工。
以图6-1零件为例。
该系列零件的右端面半球球径可取R15和R10，可将球径用变量表示。
编程零件设在工件右端面中心，棒料Φ45。
从图中可以看出，编程所需节点，除A、D、E三点外，B、C点均与球径R有关。
下面给出各节点坐标。
编号
坐标值
X
Z
A
B
2R
-R
C
-（60-2*（20-R））=-20-2R
D
40
-60
E
-90
加工程序如下：
%1001
T0101;
G54G90G0G95M03S800;
X45Z2M07;
#1=15;
G71U7R1;
G71P10Q20U1W0.2F0.4S750;
N10G0X0S1200;
G3X[2*#1]Z-#1R#1F0.15;
G1Z[-20-2*#1];
X40Z-60;
Z-100;
N20X45;
G70P10Q20;
G0X200Z200;
专题七 方程曲线的车削加工
在实际车削加工中，有时会遇到工件轮廓是某种方程曲线的情况，此时可采用宏程序完成方程曲线的加工。
7.1方程曲线车削加工的走刀路线：
●粗加工：
应根据毛坯的情况选用合理的走刀路线。
对棒料、外圆切削，应采用类似G71的走刀路线；
对盘料，应采用类似G72的走刀路线；
对内孔加工，选用类似G72的走刀路线较好，此时镗刀杆可粗一些，易保证加工质量。
●精加工：
一般应采用仿形加工，即半精车、精车各一次。
7.2椭圆轮廓的加工
对椭圆轮廓，其方程有两种形式。
对粗加工，采用G71/G72走刀方式时，用直角坐标方程比较方便；
而精加工（仿形加工）用极坐标方程比较方便。
示例7-2，加工图7-2所示椭圆轮廓，棒料Φ45，编程零点放在工件右端面。
7.3抛物线加工
示例7-3，加工图7-3所示抛物线孔，方程为Z=X2/16，换算成直径编程形式为Z=X2/64，则X=sqrt[Z]/8。
采用端面切削方式，编程零点放在工件右端面中心，工件预钻有Φ30底孔。
%120
G50X100Z200;
G90G0X28Z2M03M07S800;
#1=-3;
Z
WHILE#1GE-81DO1;
粗加工控制
#2=SQRT[100+#1]/8;
X
G0Z[#1+0.3];
G1X[#2-0.3]F0.3;
G0X28W2;
#1=#1-3;
;
#10=0.2;
#11=0.2;
WHILE#10GE0DO1;
半精、精加工控制
#1=-81;
G0Z-81S1500;
WHILE#1LT0.5DO2;
曲线加工控制
G1X[#2-#10]Z[#1+#11]F0.1;
#1=#1+0.3;
END2;
G0X28;
#10=#10-0.2;
#11=#11-0.2;
G0X100Z200M05M09;
T0100;
附录 FANUC系统G指令和宏指令
附录1 刀具补偿值、刀具补偿号及在程序中赋值G10
1、刀具补偿值的范围
米制：
0~±
999.999mm
英制：
99.9999inch
2、刀具补偿值的存贮
刀具补偿存贮器A：
使用与刀具补偿号对应的刀具补偿值。
补偿号
刀具补偿值
1
…
400
刀具补偿存贮器B：
使用与刀具补偿号对应的刀具几何补偿、刀具磨损补偿。
几何补偿
磨损补偿
刀具补偿存贮器C：
刀具补偿分长度补偿（H）和半径补偿（D），使用与刀具补偿号对应的刀具几何补偿、刀具磨损补偿。
刀具长度补偿（H）
刀具半径补偿（D）
3、刀具补偿赋值格式：
●刀具补偿存贮器A：
G10P____R____;
●刀具补偿存贮器B：
刀具补偿存贮器种类
格式
G10L10P___R___;
G10L11P___R___;
●刀具补偿存贮器C：
G10L12P___R___;
G10L13P___R___;
P――刀具补偿号；
R――G90时，为刀具补偿实际值；
G91时，R值加到指定刀具补偿值上（其和为刀具补偿值，即R值为刀具补偿增量）。
附录2缩放G50、G51
编程的形状可以被放大或缩小（比例缩放）。
用x，y，z指定的尺寸均可用相同的或不同的放大倍率进行缩放，放大倍率可以在程序中指定。
如果未在程序中指定，则使用在参数中指定的放大倍率。
格式：
●在所有轴分量上用相同的放大倍率缩放
G51X__Y__Z__P__;
缩放开始
G50;
缩放取消
X__Y__Z__：
缩放中心绝对值指定。
P＿：
缩放比例。
●在每一个轴上用不同的放大倍率缩放
G51X__Y__Z__I__J__K__;
缩放取消
I__J__K__：
x、y、z各自的缩放比例。
警告：
在一个单独的程序段中指令G51，在图形放大或缩小后，指令G50以取消缩放模式。
解释
●在所有轴上用相同的放大倍率缩放
最小放大比例输入增量是0.001或0.00001，这由参数036＃07的值决定。
如果在缩放程序段（G51X__Y__Z__P__;
）没有指定比例P，则使用在参数731中设定的放大倍率。
如果忽略X、Y、Z，则指定G51指令处的刀具位置为缩放中心。
●在每一个轴上用不同的放大倍率缩放（负放大倍数）
每个轴可按不同比例放大，当指定负放大时，可实现镜像。
首先设置参数063#6，使各轴缩放（镜像）生效，然后设置参数036#0、#1、#2允许各轴缩放，最后设置参数036#7指定各轴最小放大比例输入增量是0.001或0.00001。
设置给参数5421的放大倍数不得超过范围±
0.00001~±
9.99999或±
0.001~±
9.999。
如果设置负值，则实现镜像。
如果未指令放大倍数I、J、K，则使用设置在参数（NO.731、732、733）中的放大倍数。
但参数中必须设置一非零值。
注意：
缩放倍率（I、J、K）不能使用小数点编程。
●圆弧插补的缩放
即使在圆弧插补中各轴使用不同的放大倍率，刀具也不会沿椭圆运动。
（即对圆弧插补的数据缩放后再执行圆弧插补。
）
当用半径R指令的圆弧插补、各轴使用不同的放大倍数时，将如下图所示。
（该示例中，X分量的放大倍数为2，Y分量的放大倍数为1）。
当用I、J、K指令的圆弧插补各轴使用不同的放大倍数时，将如下图所示。
（该示例中，X分量的放大倍数为2，Y分量的放大倍数为1）
无效的缩放
缩放不能用于刀具半径补偿值、刀具长度偏置值和刀具偏置值。
在下列固定循环中，Z轴运动不会缩放：
深孔加工循环（G83、G73）的每次钻进量Q和回退量；
精镗循环G76；
反精镗循环G87中在X轴和Y轴上让刀量Q；
1、如果使用参数设置值作为放大比例而不指定P，则在G51指令的整个周期内都使用此设置值作为放大比例，并且对该值的任何修改都是无效的。
2、在指令返回参考点（G27、G28、G29、G30）或坐标系设置（G92）的G代码之前，应取消缩放模式。
3、如果缩放结果被四舍五入圆整后，超过了取值范围（数据上溢），忽略余数后，移动量可能变成零。
此时，该程序段被当作一无运动程序段，因而将可能影响刀具半径C补偿下的刀具运动。
在手动操作中，移动距离不能用缩放功能增大或减小。
1、运动位置坐标显示值是缩放后的结果。
2、当镜像在指定平面内应用于某轴时，会产生下列结果：
圆弧指令-----------------------------圆弧旋向反向
刀具半径C补偿-------------------偏置方向反向
坐标系旋转--------------------------旋转角度反号
镜像程序
子程序
O9000;
G00G90X60.0Y60.0;
G01X100.0F100;
Y100.0;
X60.0Y60.0;
M99;
主程序
N10G00G90;
N20M98P9000;
N30G51X50.0Y50.0I-1000J1000;
N40M98P9000;
N50G51X50.0Y50.0I-1000J-1000;
N60M98P9000;
N70G51X50.0Y50.0I1000J-1000;
N80M98P9000;
N90G50;
附录3坐标系旋转 G68、G69
坐标系旋转开始
… 坐标系旋转状态
G69;
坐标系旋转取消
式中：
G17（G18、G19）：
用于选择旋转平面（该面内包含有需旋转的轮廓）
α_β_：
旋转中心，可用xy，zx，yz指定，由G17、G18、G19决定。
R_：
旋转角度，顺时针指定。
参数041的0位用于选择旋转角度的指定方式。
041#0=0，R值为绝对旋转角度；
041#0=1，G90时，R值为绝对旋转角度；
G91时，R值为旋转角度增量。
最小输入增量：
0.001deg（度）
无效数据范围：
360,000~360,000
●选择平面的G代码G17、G18、G19
在含有坐标系旋转的G代码（G68）的程序段内可指定选择平面的G代码G17、G18、G19，但在坐标系旋转状态下不能指定G17、
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