实现G代码铣削刀具轨迹仿真
UG编程与CNC加工中的仿真和验证方法
UG编程与CNC加工中的仿真和验证方法随着科技的不断进步和工业的发展，计算机数控（Computer Numerical Control，CNC）加工已经成为现代制造业中的重要工艺。
UG编程是CNC加工中非常关键的一环，而仿真和验证方法则可以提高UG编程的效率和准确性。
本文将介绍UG编程与CNC加工中的仿真和验证方法，以及它们的应用和优势。
一、UG编程概述UG编程是一种在CNC加工过程中用于控制机床运动的方法。
UG编程涉及到工件的细节、刀具路径、切削参数等方面，通过编写G代码来指导机床进行加工。
UG编程的质量将直接影响到最终产品的精度和质量。
二、仿真方法在UG编程中的应用1.几何仿真通过几何仿真可以模拟工件的形状、尺寸和位置等信息。
在UG编程中，几何仿真可以帮助我们更好地理解和分析工件的加工过程，避免因尺寸和位置不准确而导致的加工错误。
2.碰撞检测仿真在UG编程过程中，碰撞是一个常见的问题。
机床和刀具在加工过程中可能会与工件或夹具发生碰撞，导致设备的损坏甚至工件的毁坏。
通过碰撞检测仿真，可以提前发现潜在的碰撞问题，避免发生意外情况。
3.刀具路径仿真刀具路径的选择和优化对于加工效率和质量至关重要。
通过刀具路径仿真，我们可以模拟不同的路径选择，分析每种路径的优缺点，并选择最合适的刀具路径。
三、验证方法在UG编程中的应用1.切削力验证切削力是刀具在加工过程中对工件施加的力量。
验证切削力可以帮助我们了解加工过程中的力学特性，进而优化UG编程和刀具选择，提高加工效率和质量。
2.刀具寿命验证切削过程中，刀具磨损是不可避免的。
验证刀具寿命可以帮助我们更好地了解刀具的使用寿命，并及时更换或维修刀具，以避免因刀具损坏而导致的加工中断。
3.加工表面质量验证加工表面质量是衡量产品质量的重要指标之一。
通过验证加工表面质量，我们可以评估UG编程的准确性和适用性，并对加工参数进行优化，以获得更好的表面质量。
四、仿真和验证方法的优势1.减少成本和时间通过仿真和验证方法，我们可以在实际加工之前就进行模拟和分析，从而减少由于错误引起的成本和时间浪费。
数控铣床G代码
加工中心系统的G代码列表代码组号含义G00定位（快速定位）G01直线插补（切削进给）G02圆弧插补/螺旋插补CWG0301圆弧插补/螺旋插补CCWG02.3,G03.2指数函数插补CW/CCWG02.4,G03.4三维圆弧插补CW/CCWGO4暂停G05AL轮廓控制（高精度轮廓控制兼容指G05.2HRV3,4接通/断开G06.201NURBS插补G07假想轴插补G07.1（G07）圆柱插补G08AL轮廓控制（前瞻控制兼容指令）G010.6刀具回退和返回G11可编程数据输入取消G12.121极坐标插补方式G13.1极坐标插补方式取消G1517极坐标指令取消G16极坐标指令G17XpYp平面其中，Xp:X轴或者其平G1802ZpXp平面Yp:Y轴或者其G19YpZp平面Zp:Z轴或者其G20(G70)06英制G21(G71)米制G2204存储行程检查功能ONG23存储行程检查功能OFFG25主轴速度变动检测OFFG2619主轴速度变动检测ONG28自动返回至参考点G29从参考点移动G30第2、第3、第4参考点返回G31跳转功能G31.8EGB轴跳动G33螺纹切削G3401可变导程螺纹切削G35圆弧螺纹切削CWG36圆弧螺纹切削CCWG37刀具长度自动测定G3800工具半径补偿或刀尖半径补偿：保持G39工具半径补偿或刀尖半径补偿：拐角G40工具半径补偿或刀尖半径补偿：取消/三维刀具补偿：取消G41工具半径补偿或刀尖半径补偿/三维G41.4轴加工刀具半径补偿：左（类型1） （FS16i 兼容指令）G41.5075 轴加工刀具半径补偿：左（类型1） （FS16i 兼容指G42工具半径补偿或刀尖半径补偿/三维 刀具补偿：右G42.4轴加工刀具半径补偿：右（类型1） （FS16i 兼容指令）G42.5 轴加工刀具半径补偿：右（类型1） （FS16i 兼容指G41.1 19法线方向控制左侧ON G42.1法线方向控制右侧ON G43 刀具长度补偿+G44刀具长度补偿-G45刀具位置偏置伸长G4600刀具位置偏置缩小G47刀具位置偏置伸长2陪G48刀具位置偏置缩小2陪G49.(G49.1)08刀具长度补偿取消G5011比例缩放取消比例缩放G51可编程镜像多边形加工取消G50.231G53机床坐标系选择G53.1刀具轴向控制G54(G54.1)工件坐标系1选择G57工件坐标系4选择G58工件坐标系5选择G59工件坐标系6选择G6000单向定位G61准确停止方式G6215自动拐角倍率G63攻丝方式G64切削方式G6500宏程序调用G66宏模态调用AG66.112宏模态调用BG67宏模态调用A/B取消G68坐标旋转或三维坐标变换方式ON G68.216特性坐标系选择G69坐标旋转或三维坐标变换方式OFFG72.2图形复制（平行复制）G76精细钻孔循环G8009固定循环取消G80.834电子齿轮箱同步取消G8109钻孔循环、点链孔循环G81.100切削G81.524电子齿轮箱2组同步开始G81.834电子齿轮箱同步开始G82钻循环孔、链阶梯孔循环G83钻深孔循环G84攻螺纹循环G84.2刚性攻丝循环（FS15）G85链孔循环G86链孔循环G87反链孔循环G88链孔循环G91增量值输入（相对值输入）G9200设定工件坐标系的设定/主轴最高G92.1工件坐标系预设G93反比时间进给G9405每分钟进给G95每转进给G9613圆周速度恒定控制G97固定速度恒量控制取消G9810固定循环初始平面返回G99固定循环R点平面返回G10700圆柱插补G11221极坐标插补方式G113极坐标插补方式取消。
二铣削准备功能G代码.ppt
G42―――――右边刀具半径补偿
格式：G42 G01 X___Y___ D__
说明：
除刀具在前进的右边外，与G41相同，为模态指令。
注意：刀补建立程序段和刀补撤销程序段所使用的G01直线段必须同G40、G41或G42编在同一
个程序段里，其后写上坐标参数。G41G42G41G42图8 左、右刀补XY
（5）整圆不能用R编程，因为经过同一点，半径相同的圆 有无数个。
（6）ZOX、YOZ平面内的圆弧无需定义插补平面（G18、 G19）。
（7）劣弧时，R为正值；优弧时，R为负值。
第2章 数控加工程序
11
6、G03――――－逆时针圆弧插补
格式：G03 X___Y___I___J___F__
第2章 数控加工程序
17
Z轴移动
在实际加工中，刀具不能只在XOY平面内移动，否则刀具平行移动 时将与工件、夹具发生干涉，另外在切削型腔时刀具也不能直接快 速运动到所需切深，所以必须对Z轴移动有所控制。
块规（对刀块）有100.0mm、50.0mm长的，块规若太长则，对刀时 手握失稳。
注：在起刀点和退刀点时应注意，尽量避免三轴联动，要将Z轴的 运动和XOY平面内的运动分成两行写，以避免三轴联动引起的不 必要的碰撞。
S800 M03; N2 G01 Y50. F100; N3 X50.; N4 Y20.; N5 X20.; N6 G00 X0 Y0 M05; N7 M30;
直线插补
第2章 数控加工程序
15
主轴转数1000r/min,进给速度100mm/min,A为起点，B为终点。刀具恰在编程原点处
Y
20
10
如何设置数控铣床仿真软件显示刀具轨迹
《数控加工仿真与实训》是2010年9月1日人民邮电出版社出版的图书，作者是景海平。
如何设置数控铣床仿真软件显示刀具轨迹，下面让我们一起看看，是如何设置的
点击“数控铣床仿真软件”
在“数控铣床仿真软件”窗口中，点 击“设置”
在“设置”窗口中，找到“参数设置”
宇龙仿真包括：法兰克系统、西门子系统、德国PA系统、华中数控系统、广州数控系统、大森数 控系和三菱系统。
谢谢观看
在“参数设置”栏目中，将“显示刀具轨迹”勾选上
点击“确定”即可
《Pro/ENGINEER数控加工与VERICUT综合应用教程》是2009年清华大学出版社出版的图书，作者 是白皛。
《数控系统及仿真技术》是2013年机械工业出版社出版的图书，作者是毕俊喜。
《数控铣削程序编写与调试》是一本2020年出版的图书，由浙江大学出版社出版
数控G代码解释器和仿真模块的设计与实现
１２ ７
文 章 编 号 ：Ｏ １ ３ ９ （ ０ ２ ０ — １２ ０ ｌ０ — ９ ７ ２ １ ）１ ０ ７ － ２
Ｍ ａ ｈｉ ｅ ｙ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｓｇ
＆
Ｍａ ｆｃ ｕ ｅ ｎｕ ａ ｔ ｒ
第 １ 期 ２１ ０ ２年 １月
数ห้องสมุดไป่ตู้ Ｇ代 码 解释 器和仿 真模 块 的设 计 与 实现
ｔ ｔｅａｒｅ ｅ ｔ Ａ Ｉ ｏｅ ｅ ｔ ｏ ｔ ｌ Ａ Ｄ ，ｈｃ ｏ ｌ ｅｅ ｐ ｍ ｒ Ｇ ｃｄ ｓ ｈ ｒ ａ ｉｔｒ ｏ ｈ ｇｅｍ ｎ ＬＬｍ ｖｍ ｎ ｎｒ Ｒ Ｓ ｗ ｉ ｃ ｕｄｄ ｖ ｌ ｏｅ ｏ ｅ ａ ｏｉ ｌ ｎｅ－ Ｇ ｃ ｏＣ ｈ ｏ ｔｎ ￣ｎ
【 摘
要】 设计 了一种 Ｇ代码解释器和图形仿真于一体的数控仿真检验 系 统。 系统以Ｖ ＋ 为开 该 ｃ＋
发 工具 ， 根据 Ｇ ＬＬ运动控制 卡的协议 编辑 了 Ｇ代码 解释 器。此解释 器除 了一般 的解释和检 查的作 用 ＡＩ
外 ， 以往 解释 器开发 编译 了更 多的 Ｇ代码 ， 较 并结合 Ｏ ｅ Ｇ ｐ ｎ Ｌ技 术开发 了数控 三维仿 真加 工过程 。通过
ｐｒ ｔ ｒ ｅ ｉ ｅ ｅ ｅ ａ ｎ ｅｐｒ ｔｔｏ ｎ ｉｓ ｃ ｉ ｍｌ ｄｄｉｉｎ ａ ｔ ｒ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｕ ｒｃ ｉ ｌ ｉ ｎ ｅ ｅ ｓ ｂ ｓｄ ｓｇ ｎ ｒ ｉ ｔ ｒ ｅａ ｉｎ ａ ｄ ｎ ｐｅ ｔｏ ｎ ａ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ｎ ｎ ｍｅ ｉａ ｓｍｕ ａ ｏ ｌ ｏ ｌ ｌ ｔ ｐｒ ｃ ｓ ｓ ｅ ｅ ｏ ｄ ｗｉ ｏ ｅ ｓ ｗａ ｄ ｖ ｌｐｅ ｔ ＯＰＥＮＧＬ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ． ｈ ｏ ｉｇ ＯＰＥＮＧＬ ａ ｇ ａ ｈ ｃ ｅ ｅｏ ｈ ｔ ｃ ｏｏ ｙＢｙ ｃ ｏ ｓｎ ｒ ｐ ｉｓ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｏ ｌ ａ ｓ ｎｔｔ ｏｓ，
UG如何进行机床仿真
1:打开编想实行仿真的文件
2：切换为显示刀具图标
3:双击此处
4:弹出对话框，选择替换机床。
5:再在库类里双击MILL,选择铣床。
6:在搜索结果里面选择一款机床。
（英制或公制）再按确定。
7:确定。
8:再确定。
9:再确定。
10:可以调用一些刀具或设备，再按确定。
机床就调出成功。
11:点击机床导航器。
2
12:选择PART，(按右键）选择编辑K组件。
13:选择添加，再选择要加工的零件，按确定。
2
16:弹出仿真对话框，可以选择显示移除3D材料和显示2D路径，再点播放进行仿真模拟。
17:可以根据情况调节速度。
18:仿真结束后，按确定退出。
数控加工G代码程序的仿真检查
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图2 程序流程图 Fi g .2 FloWchart of progra m
航空制造技术
以下对流程图作几点说明： （1 ）G 代码行的词法分析。主要是对以下各类功 能词进行分析，转换并记录数据，设置标志。
注释符 行号 G 代码 M 代码 坐标运动：X ，Y ，Z 圆弧参数：I ，J ，K ，R 加工参数：S ，F 子程序指令：P ，L 赋值语句：= （2 ）G 代码行的刀具运动处理。针对非补偿状态、 补偿状态、子程序状态分别进行处理。在非补偿状态 下，从 G 代码程序中读入的直线和圆弧存储在路径行 中，读完 G 代码程序后，转换成刀具轨迹。在补偿状态
（责编 根 山）
数控加工G代码程序的仿真检查
2001年第3期
图 5 带补偿 G 代码程序的仿真 Fig . 5 SimuIation of a G-code program
containing compensation
3.2 带有宏变量的子程序 NIO G9OG54GOOZ6O . OOO NI2 SI2OOMOS NI4 XO . OOOYO . OOOZ6O . OOO NI6 Z5O . OOO NI8 ZI5 . OOO N2O GOIZO . OOOF5 N22 LIIO P2 arc - X = O . OOO arc - r = 25 . OOO NSO Z5O . OOOF2O NS2 GOOZ6O . OOO NS4 MO5 NS6 MSO
程序如下：
Nl0 G 0 G54 G00Z60. 000 Nl2 Sl200 M03 Nl4 X0 .000 Y0 .000Z60 .000 Nl6 Z50 .000 Nl8 Zl5 .000 N20 G4l G0l Z0 .000F50 N22 Y50 .000F800 N24 X -50 .000 N26 Yl00 .000 N28 X0 .000 N30 Yl50 .000 N32 G02 X0 .000 Y200 .000I0 .000J25 .000 N34 G03 X0 .000 Y250 .000I0 .000J25 .000 N36 G0l Y300 .000 N38 X -50 .000 N40 Y350 .000 N42 X0 .000 N44 Y400 .000 N45 G40 N46 Z50 .000F3000 N48 G00Z60 .000 N50 M05 N52 M30 其运行结果如图5 所示。
FANUC_铣床编程--G_代码命令使用实例[资料]
![FANUC_铣床编程--G_代码命令使用实例[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/0572341c7275a417866fb84ae45c3b3567ecdd27.png)
FANUC_铣床编程--G_代码命令使用实例[资料] FANUC 铣床编程--G 代码命令1 G 代码组及其含义“模态代码” 的功能在它被执行后会继续维持，而“一般代码” 仅仅在收到该命令时起作用。
定义移动的代码通常是“模态代码”，像直线、圆弧和循环代码。
反之，像原点返回代码就叫“一般代码”。
每一个代码都归属其各自的代码组。
在“模态代码”里，当前的代码会被加载的同组代码替换。
[表 5.2-1] G 代码组及解释( 带 * 者表示是开机时会初始化的代码。
) 2 G 代码解释快速定位(G00)1. 格式这个命令把刀具从当前位置移动到命令指定的位置 (在绝对坐标方式下)，或者移动到某个距离处 (在增量坐标方式下)。
2. 非直线切削形式的定位我们的定义是:采用独立的快速移动速率来决定每一个轴的位置。
刀具路径不是直线，根据到达的顺序，机器轴依次停止在命令指定的位置。
3. 直线定位刀具路径类似直线切削(G01) 那样，以最短的时间(不超过每一个轴快速移动速率)定位于要求的位置。
图5.2-14. 举例N10 G00 X-100 Y-100 Z65直线切削进给(G01)1. 格式这个命令将刀具以直线形式，按,代码指定的速率，从它的当前位置移动到程序要求的位置。
F 的速率是程序中指定轴速率的复合速率。
图5.2-2 2. 举例G01 G90 X-50. F100;或G01 G91 X30. F100;G01 G90 X-50. Y30. F100;或G01 G91 X30. Y15. Z0 F100;G01 G90 X-50. Y30. Z15. F100;圆弧切削 (G02/G03 G17/G18/G19)1. 格式圆弧所在的平面用G17, G18 和G19 指令来指定。
但是，只要已经在先前的程序块里定义了这些命令，也能够省略。
圆弧的回转方向像下图表示那样，由G02/G03 来指定。
在圆弧回转方向指定后，指派切削终点坐标。
数控铣床g代码和代码的使用方法
数控铣床g代码和代码的使用方法G代码可编程功能通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实现的功能我们称之为可编程功能。
一般可编程功能分为两类：一类用来实现刀具轨迹控制即各进给轴的运动，如直线/圆弧插补、进给控制、坐标系原点偏置及变换、尺寸单位设定、刀具偏置及补偿等，这一类功能被称为准备功能，以字母G以及两位数字组成，也被称为G代码。
另一类功能被称为辅助功能，用来完成程序的执行控制、主轴控制、刀具控制、辅助设备控制等功能。
在这些辅助功能中，Tx x用于选刀，Sx x x x用于控制主轴转速。
其它功能由以字母M与两位数字组成的M代码来实现。
1.2 准备功能本机床使用的所有准备功能见表1.1：表1.1G代码分组功能*G00 01 定位（快速移动）*G01 01 直线插补（进给速度）G02 01 顺时针圆弧插补G03 01 逆时针圆弧插补G04 00 暂停，精确停止G09 00 精确停止*G17 02 选择X Y平面G18 02 选择Z X平面G19 02 选择Y Z平面G27 00 返回并检查参考点G28 00 返回参考点G29 00 从参考点返回G30 00 返回第二参考点*G40 07 取消刀具半径补偿G41 07 左侧刀具半径补偿G42 07 右侧刀具半径补偿G43 08 刀具长度补偿＋G44 08 刀具长度补偿－*G49 08 取消刀具长度补偿G52 00 设置局部坐标系G53 00 选择机床坐标系*G54 14 选用1号工件坐标系G55 14 选用2号工件坐标系G56 14 选用3号工件坐标系G57 14 选用4号工件坐标系G58 14 选用5号工件坐标系G59 14 选用6号工件坐标系G60 00 单一方向定位G61 15 精确停止方式*G64 15 切削方式G65 00 宏程序调用G66 12 模态宏程序调用*G67 12 模态宏程序调用取消G73 09 深孔钻削固定循环G74 09 反螺纹攻丝固定循环G76 09 精镗固定循环*G80 09 取消固定循环G81 09 钻削固定循环G82 09 钻削固定循环G83 09 深孔钻削固定循环G84 09 攻丝固定循环G85 09 镗削固定循环G86 09 镗削固定循环G87 09 反镗固定循环G88 09 镗削固定循环G89 09 镗削固定循环*G90 03 绝对值指令方式*G91 03 增量值指令方式G92 00 工件零点设定*G98 10 固定循环返回初始点G99 10 固定循环返回R点从表1.1中我们可以看到，G代码被分为了不同的组，这是由于大多数的G代码是模态的，所谓模态G代码，是指这些G代码不只在当前的程序段中起作用，而且在以后的程序段中一直起作用，直到程序中出现另一个同组的G代码为止，同组的模态G代码控制同一个目标但起不同的作用，它们之间是不相容的。
铣削加工中的加工过程仿真
铣削加工中的加工过程仿真随着科技的不断发展和创新，现代工业加工技术越来越精细，人们对加工质量的要求也越来越高。
铣削加工是一种常见的加工方法，通过将机床上的铣削刀具与被加工材料产生相对运动，实现对工件表面的切削加工。
在现代工业加工中，铣削加工已经成为了高精度加工的主要手段。
然而，如何精准地控制铣削加工过程，提高加工精度和效率是工业加工技术中的重要问题。
针对这一问题，加工过程仿真技术得到了广泛的应用。
加工过程仿真技术是将加工过程中的各种参数，如材料的切削特性、铣削刀具的运动轨迹和加工参数等通过计算机模拟，还原出加工过程中的真实情况。
通过加工过程仿真技术的应用，可以大大提高加工质量和效率，降低成本和风险。
在铣削加工过程中，刀具贯穿工件会产生较大的振动，影响加工质量和效率。
因此，通过仿真工具模拟刀具的振动状态是非常必要的。
根据加工过程仿真的原理，可以通过建立铣削过程的数学模型，获得关键的加工参数，比如刀具的运动轨迹、加工速度、切削深度和切削力等。
这些参数对于优化铣削加工过程非常重要。
同时，通过仿真工具也可以得到铣削加工过程中的金属切削热、切削液体积以及铣削加工过程的声压级等。
这些参数可以用于指导实际加工过程的优化和改进，从而提高加工效率和质量。
在实际的铣削加工过程中，切削刃具是铣削质量和效率的关键。
由于加工过程中切削刃具容易受到磨损和损伤，刀具寿命和性能是影响加工质量和效率的重要因素。
经常使用仿真工具模拟加工过程，评估不同刀具材料的性能，预测刀具寿命，确保铣削加工过程的高效和准确性。
当然，加工过程仿真技术并不是铣削加工过程中的唯一问题。
铣削加工技术涉及到许多方面，例如材料物理学、机械工程学、计算机科学和控制工程等。
在实践中，我们需要结合实际情况，综合运用传统的工艺技术和现代的仿真技术，来探索更加高效、灵活和精准的加工工艺。
总的来说，加工过程仿真技术在铣削加工过程中有着广泛的应用和作用。
通过仿真工具模拟加工过程，可以快速准确地分析和评估加工质量和效率，找到问题的根源，提高加工质量和效率，降低生产成本和风险。
1、G代码生成及仿真软件
文中提到的两个软件都安装在公共机。
1、ArtCAM 可以将AutoCAD绘制的图形转换成.nc文件（G代码文件）
第一步：打开.dxf文件（将AutoCAD绘制的文件保存成.dxf格式），导入文件之后，点确认。
【注意，.dxf文件名不能有汉字，文件位置的路径里也不能有汉字，并且版本不能太高，最好2008版本之前的。
】
第二步：二维刀具路径，选择刀具轮廓加工
第三步：轮廓加工哪一侧，选择“内侧”（也可以选“外侧”，系统默认是铣刀，刀具中心点的位置不同）
第四步，选中轮廓，在点选取，
第五步，在弹出的对话框中选择自己的刀具（需要自己根据需要设置）
第六步，点击左侧最下方的，点“现在”
第七步，在工具栏，点“刀具路径”，选择“保存刀具路径为”
点一下中间的黑色箭头
点保存，完成
2、CIMCO Edit v7.0 软件可以对G代码进行仿真第一步，打开—导入.txt文件
第二步，仿真—窗口文件仿真
TOOL选项中，勾选“显示刀具”，可以实现刀具的显示与隐藏。
二,铣削准备功能G代码
第2章 数控加工程序
9
5、G02―――――顺时针圆弧插补 G02―――――顺时针圆弧插补
格式： 格式：G17 G18 G19 说明： 说明： G02 G03 G02 G03 G02 G03 X_ Y_ X_ Z_ Y_ Z_ I_ J_ F R I_K_ F R J_K_ F R
（1）X、Y、Z在G90时，圆弧终点坐标是相对编程零点的绝 G90时 对坐标值。 G91时 圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。 对坐标值。在G91时，圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。I、 是圆心坐标，是相对于圆弧起点的增量值， 方向， J、K是圆心坐标，是相对于圆弧起点的增量值，I是X方向， 方向， 方向。圆心坐标在圆弧插补时不得省略， J是Y方向，K是Z方向。圆心坐标在圆弧插补时不得省略，不 论是绝对值方式，还是增量方式， 论是绝对值方式，还是增量方式，圆心坐标总是相对圆弧起 点的增量值。当系统提供R编程功能时， 可不编， 点的增量值。当系统提供R编程功能时，I、J、K可不编，当 两者同时被指定时， 指令优先， 无效； 两者同时被指定时，R指令优先，I、K无效；
图 2.3 使用工件坐标系编程
第2章 数控加工程序
5
图2.4 机械偏心式寻边器
图2.5 光电式寻边器
第2章 数控加工程序
6
3、加工平面设定（插补平面选择）指令G17、G18、G19 G17、 加工平面设定（插补平面选择）指令G17 G18、
格式：G17（ G18， G19） 格式：G17（或G18，或G19） 选择XOY XOY平面插补 G17 选择XOY平面插补 选择XOZ XOZ平面插补 G18 选择XOZ平面插补 选择YOZ YOZ平面插补 G19 选择YOZ平面插补 说明： 说明： 适应于以下情况的平面定义： （1）适应于以下情况的平面定义： 定义刀具半径补偿平面； A、定义刀具半径补偿平面； 定义螺旋线补偿的螺旋平面； B、定义螺旋线补偿的螺旋平面； 定义圆弧插补平面。 C、定义圆弧插补平面。 当在G41 G42、G43、G44刀补时 不得变换定义平面； G41、 刀补时， （2）当在G41、G42、G43、G44刀补时，不得变换定义平面； 一般的轨迹插补系统自动判别插补平面而无须定义平面； （3）一般的轨迹插补系统自动判别插补平面而无须定义平面； 三联动直线插补无平面选择问题； （4）三联动直线插补无平面选择问题； 系统上电时，自动处于G17状态； G17状态 （5）系统上电时，自动处于G17状态； 注意的是，移动指令与平面选择无关，例如指令“ Z10” （6）注意的是，移动指令与平面选择无关，例如指令“G17 G01 Z10” 轴照样会移动。 时，Z轴照样会移动。
数控铣削编程及模拟仿真
Y-60 G41 G01 Y-50 D1
X-50 G02 X-50 Y50 R50 G01 X50 G02 X50 Y-50 R50 G01 X0 Y-70 Z5 G40 G00 X0 Y0 Z50 M02
分组讨论练习
• 按照工艺路线二编写加工程序并Байду номын сангаас真
小结
• 数控铣床加工程序编写技巧
• 数控加工程序工艺路线的安排
课堂练习 加工如下图所示零件，已知毛坯为150*15030的铝 板，切深3mm，自选刀具，试编写加工程序，并仿真。
G功能指令
• G00： 快速点定位指令 • G01：直线插补指令 • G02： 顺时针圆弧插补指令 • G03：逆时针圆弧插补指令 • G04：暂停指令
辅助功能指令
•M03：主轴正转 •M04：主轴反转 •M05：主轴停止 •M02：程序结束 •M30：程序结束 •M00：计划停止 •F ： 进给速度 •S： 主轴转速 •T： 刀具
复习
• 1、数控铣削常用指令 • 2、刀具半径补偿指令 • 3、刀具长度补偿指令 • 4、切削用量的选择 • 5、坐标系设定 • 6、数控铣削工艺路线
新课：
例：加工如下图所示零件，已知毛坯为210*110*30的铝板，切 深3mm，试编写加工程序，并仿真。
工艺分析：
• 刀具选用：选择Ø20mm的铣刀 • 切削用量及加工次数的选择：加工最大
余量为：27. 7mm，分三次进行加工； S=600mm/min,F=100mm/min • 工艺路线安排：
工艺路线一（实际铣刀轨迹）
工艺路线二（实际铣刀轨迹）
参考程序一
M03 S600 G54 G00 X120 Y-70 Z50 G00 Z5 G01 Z-3 F100
UG编程在刀具路径仿真中的技巧和方法
UG编程在刀具路径仿真中的技巧和方法刀具路径仿真（Tool Path Simulation）是数控编程中非常重要的一环，它能够帮助机械加工行业提前发现和解决潜在的加工问题。
UG编程作为一种广泛应用的数控编程软件，其在刀具路径仿真中具有一些独特的技巧和方法，本文将对此进行详细探讨。
一、刀具路径优化技巧在进行刀具路径仿真之前，首先需要对刀具路径进行优化，以确保加工效率和质量。
以下是UG编程中常用的刀具路径优化技巧：1. 避免空车切削（Air Cutting）：利用UG编程软件提供的模拟功能，可以避免在空气中切削，减少机床空载运行时间，提高加工效率。
2. 最小化刀具空走时间：UG编程软件可以根据零件形状和工具尺寸自动生成最短的刀具路径，减少刀具的空走时间。
3. 设置合理的切削参数：UG编程软件提供了丰富的切削参数设定选项，根据材料的性质和加工要求，设置合理的切削速度、进给速度等参数，以获得最佳的加工效果。
二、刀具路径仿真方法1. 3D刀具路径仿真UG编程软件支持三维（3D）刀具路径仿真，可以直观地展示刀具在多轴机床上的运动过程，并检测刀具与工件之间的干涉情况。
通过这种仿真方法，操作人员可以提前发现潜在的干涉问题，并进行相应的调整和优化。
2. 碰撞检测UG编程软件内置了强大的碰撞检测功能，能够实时监测刀具与工件、夹具等之间的碰撞情况。
在刀具路径仿真过程中，如果发现有碰撞风险，软件会发出警报，提醒操作人员及时进行干涉检查和修正，确保加工过程的安全。
3. 干涉检测除了对刀具与工件之间的碰撞进行检测外，UG编程软件还能够对刀具与刀柄、刀座等内部零部件之间的干涉进行检测。
通过准确模拟刀柄等部件的运动轨迹，可以及时发现并解决潜在的干涉问题，确保刀具在加工过程中的自由运动。
三、UG编程的自动化功能UG编程软件具有强大的自动化功能，能够极大地提高编程效率和精度。
以下是一些UG编程中常用的自动化功能：1. 基于特征的编程UG编程软件可以根据零件的特征自动生成刀具路径，如孔加工、拉削等常见加工特征。
VERICUT实现铣床仿真
实现铣床仿真的基本需求VERICUT 允许用户通过软件的文件，三维模型和功能函数来实现数控加工过程的仿真。
VERICUT 模拟加工的刀具轨迹与数控机床上运行的刀具轨迹的相似的。
提示:尝试启动文件库里的文件来建立仿真环境，然后加上你定义的毛坯模型，刀具轨迹，和切削刀具来实现一般的仿真。
实现仿真所需的必要条件VERICUT 需要三种物品来仿真刀具轨迹的切削运动，这三种东西同时也是在数控加工机床上进行实际加工是必需的:1.毛坯—原材料或机械加工用的工件2.刀具轨迹—NC 用于描述刀具位置，机床信息的NC数据资料，和其他一些操作机床的数据资料。
3.切削刀具—加工工件用的刀具的形状和尺寸。
下面的几种可选择使用，可以用来帮助实现更好的校验效果。
∙夹具—用于夹持工件完成加工的硬件∙设计模型—理想加工部分∙操作说明—机床操作者所需的运动指示，遵循该指示以便于顺利的完成机械加工，例如：局部调整，更换夹具，更换刀具等等。
下面表格显示了在NC机床上和在VERICUT中分别实现NC刀具轨迹的所需的必要条件的异同.操作步骤:1.打开一个示例的用户文件 "r"∙选择菜单File >Open∙Shortcut=CGTECH_SAMPLES∙File Name=r, Open如果有提示的话，这样回复:Reset cut model（重新设置切削模型）？Yes /Save changes（保存修改）？No一个默认的数控机床和控制的仿真系统包括一个三轴的加工中心，采用普通的类似Fanuc的操作系统。
该系统配置仿真G代码数控程序，用"tool tip" 的设计方法。
示例刀具轨迹文件"cardhold.mcd" 是已经编好的程序用于三轴铣床上零件背面加工沟槽，然后铣出两个凸台的轮廓表面。
毛坯是The part is machined from a rectangular block having 3 x 2 x 1.5的矩形块，它可以放置在机床工作台上，然后指定毛坯工件的上表面中心为刀轨程序的零点。
1、G代码生成及仿真软件
文中提到的两个软件都安装在公共机。
1、ArtCAM 可以将AutoCAD绘制的图形转换成.nc文件（G代码文件）
第一步：打开.dxf文件（将AutoCAD绘制的文件保存成.dxf格式），导入文件之后，点确认。
【注意，.dxf文件名不能有汉字，文件位置的路径里也不能有汉字，并且版本不能太高，最好2008版本之前的。
】
第二步：二维刀具路径，选择刀具轮廓加工
第三步：轮廓加工哪一侧，选择“内侧”（也可以选“外侧”，系统默认是铣刀，刀具中心点的位置不同）
第四步，选中轮廓，在点选取，
第五步，在弹出的对话框中选择自己的刀具（需要自己根据需要设置）
第六步，点击左侧最下方的，点“现在”
第七步，在工具栏，点“刀具路径”，选择“保存刀具路径为”
点一下中间的黑色箭头
点保存，完成
2、CIMCO Edit v7.0 软件可以对G代码进行仿真第一步，打开—导入.txt文件
第二步，仿真—窗口文件仿真
TOOL选项中，勾选“显示刀具”，可以实现刀具的显示与隐藏。
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配置实现G代码铣削刀具轨迹仿真
下面部分介绍的是如何配置VERICUT 处理G 代码刀具轨迹文件.本例仿真用的G代码刀具轨迹文件"3axtltip.mcd" 已经编好程序驱动刀尖。
刀具轨迹在类似下图所示的3坐标立式铣床上运行。
Mazak Mazatrol M-32 CNC 铣削控制系统为该铣床解释G代码。
3坐标立式铣床:
机床仿真系统可以提供机床样本和配置控制供用户来选择模拟他们NC加工环境这部分介绍的是如何生成一个用户文件在一个特殊机床和相关控制文件的条件下仿真G代码刀具轨迹。
G代码刀具轨迹仿真的基本要求与仿真其他类型刀具轨迹基本一样，即毛坯、刀具归结、切削刀具描述，但还需要附加的事项：
- 在机床文件中定义数控机床的运动关系
- 在控制文件中具有解释G代码的信息和如何实现控制的方法
- 作业相关数据信息，如存储在用户文件中的作业涉及的机床文件名
和控制文件名。
操作步骤:
1. 开始新一期的 VERICUT ，采用英制单位。
∙File > Properties
∙Default Units=Inch, OK
∙File > New Session
如果有提示的话，这样回复:Reset cut model? Yes /Save changes? No 2. 添加一个 5 x 6 x 2 英寸的长方体毛坯模型
∙Model > Model Definition: Model tab
∙T ype=Block
∙Length(X)=5, Width(Y)=6, Height(Z)=2
∙Add
∙Cancel
∙Fit
3.指定一个仿真用的G代码刀具轨迹文件 "3axtltip.mcd"
∙Setup > T oolpath
∙T oolpath T ype=G-Code Data
∙Add
∙Shortcut=CGTECH_SAMPLES
∙File Name=3axtltip.mcd, OK
∙OK
4. 从文件库中选用普通3轴铣床 "g3vmtt.mch" 和Mazak Mazatrol M-32 CNC 控制系统的控制文件"mazm32.ctl"
∙Setup > Machine > Open
∙Shortcut=CGTECH_LIBRARY
∙File Name=g3vmtt.mch, Open
∙Setup > Control > Open
∙Shortcut=CGTECH_LIBRARY
∙File Name=mazm32.ctl, Open
5. 指定该刀具轨迹的程序编制方法为"tool tip"
∙Setup > G-Code > Settings: Settings T ab
∙Programming Method=T ool Tip
∙OK
6. 指定刀具轨迹的起点为毛坯的左上角，如图所示
这是刀具轨迹文件"3axtltip.mcd"所必需的设置:
∙Setup > G-Code > Settings; T ables tab
∙Job T ables
∙Add/Modify
∙T able Name = Input Program Zero
∙Select From/T o Locations
∙From, Name = T ool
∙T o, Name = Stock
∙Click on the selection icon on the "T o" row
∙Click top left corner. (value should be 0 0 2)
∙Add
∙Close
∙OK
刀具轨迹文件"3axtltip.mcd" 中的字母"T"指定是加工零件时用到的刀具的编号，words which specify the tool number of the cutters used to machine the part. The 刀具库文件"3axtltip.tls" 中包含刀具的描述，这和G代码刀具轨迹文件中刀具编码是相对应的。
7.从刀具库文件中选用"3axtltip.tls"配置VERICUT刀具。
∙Setup > T ool Manager
∙File > Open
∙Shortcut=CGTECH_SAMPLES
∙File Name=3axtltip.tls, Open
Tool Manager: File > Close, Y es 8. 开始切削模型
全程切削。