比例缩放镜像极坐标.docx

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比例缩放镜像极坐标

比例缩放、镜像、极坐标.

实训目的：

1.掌握比例缩放的使用方法及注意事项

2.掌握坐标轴镜像的使用方法及注意事项

3.掌握极坐标编程的使用方法及注意事项

4.综合运用特殊指令的运用，简化程序的编制。

实训理论基础

一．比例缩放

编程的加工轨迹被放大和缩小称为比例缩放。

1.比例缩放指令（G51、G50）格式

对加工程序所规定的轨迹图形进行缩放。

（1）沿各轴以相同比的比例放大或缩小（各轴比例因子相等）

指令格式及格式指令意义：

G51X__Y__Z__P__;缩放开始

缩放有效，移动指令按比例缩放

G50缩放方式取消

程序段中：

X__Y__Z__：

比例缩放中心，以绝对值指定。

P：

缩放比例。

P值范围：

1～999999即0.0001～999.999倍。

缩放功能是：

按照相同的比例（P），使X、Y、Z坐标所指定的尺寸放大和缩小。

比例可以在程序中指定。

除此之外还可用参数指定比例。

G51指令需要在单独的程序段内给定。

在图形放大或缩小之后，用G50指令取消缩放方式。

如图14-1所示：

指令图形

缩放后的图形

缩放中心

图14-1

P1～P4:

程序中给定的图形。

P1′～P4′：

经比例缩放后的图形。

O点：

比例缩放中心（由X_Y_Z_规定）。

2.各轴比例因子的单独指定

通过对各轴指定不同的比例，可以按各自比例缩放各轴。

指令格式及格式指令意义：

G51X__Y__Z__I__J__K__缩放中心

G50：

缩放取消

X__Y__Z__：

比例缩放中心坐标，以±绝对值指定。

I__J__K__：

分别与X、Y和Z各轴对应的缩放比例（比例因子）。

I、J、K取值范围：

±1～±999999即±0.0001～±999.999倍。

小数点编程不能用于指定I、J、K。

该程序缩放功能是：

按照各坐标轴不同的比例（由I、J、K指定），使X、Y和Z坐标所指定的尺寸放大和缩小。

G51指令需要在单独的程序段内给定。

在图形放大或缩小之后，用G50指令取消方式。

图14-2

如图14-2所示：

P1～P4:

程序中给定的图形。

P1′～P4′：

经比例缩放后的图形。

O点：

比例缩放中心（由X_Y_Z_规定）。

2.对圆弧插补（G02、G03）的比例缩放

在圆弧插补程序中，即使对圆弧插补的各轴指定不同的缩放比例，刀具也不走椭圆轨迹。

①当各轴的缩放比不同，圆弧插补用半径R编程时，其插补的图形如图1-3该例中对各轴指令不同的比例系数（例题中X轴的比例为2，Y轴的比例为1，Z轴方向为1）,并用R指定一个圆弧插补，此时半径R的比例系数取决于I或J中的大者。

图14-3

图14-3所示，缩放系数不等，用R指定圆弧。

指令为：

G90G00X0Y100Z0

G51X0Y0Z0I2000J1000K1000

G02X100Y0R100F500

半径R的比例按I、J中较大者缩放。

上述指令与下面的指令等效：

G90G00X0Y100Z0

G51X0Y0Z0I2000J1000K1000

G02X100Y0J-100F500

②当各轴的缩放比不同，且插补圆弧用I、J、K编程，如图1-4所示。

该例中对各轴指令不同的比例系数（X轴的比例为2，Y、Z轴的比例为1），并用I、J和K指定圆弧插补。

图1-4

如图1-4所示，缩放系数不等，用I、J、K指定圆弧。

指令为：

G90G00X0Y100Z0

G51X0Y0Z0I2000J1000K1000

G02X100Y0J-100F500

在这种情况下，终点不在指定的圆弧上，多出部分呈一段直线。

上述指令与下面的指令等效：

G90G00X0Y100Z0

G02X100Y0J-100F500

3.比例缩放功能使用时的注意事项

①在单独程序段指定G51，比例缩放之后必须用G50取消。

②当不指定P而是把参数设定值用做比例系数时，在G51指令时，就把设定值作为比例系数。

任何其他指令不能改变这个值。

③无论比例缩放是否有效，都可以用参数设定各轴的比例系数。

G51方式，比例缩放功能对圆弧半径R始终有效，与这些参数无关。

④比例缩放对纸带（DNC）运行、存储器运行或MDI操作有效，对手动操作无效。

⑤比例缩放的无效。

在下面的固定循环中Z轴的移动缩放无效，深孔钻循环G83G73的切入值q值和返回值d:

精镗循环G76背镗循环G87中X轴和Y轴的偏移值q：

手动运行时移动距离不能用缩放功能增减。

⑥关于回参考点和坐标系的指令。

在缩放状态不能指令返回参考点的G代码，G27～G30等和指令坐标系的G代码G52～G59、G92等。

若必须指令这些G代码应在取消缩放功能后指定。

⑦若比例缩放结果按四舍五入圆整后，有可能使移动量变为零，此时，程序段被视为无运动程序段，若用刀具半径补偿C将影响刀具的运动。

SCALE/ASCALE可编程的坐标缩放指令

1.编程格式及含义

（1）编程格式

①SCALEX__Y__Z__（单独在NC程序段内编程）

②ASCALEX__Y__Z__（单独在NC程序段内编程）

（2）命令和参数的意义及功能

1SCALE：

相对于目前通过G54～G59所设置的有效的坐标系来绝对缩放。

2ASCALE:

相对目前有效的设置或编程的坐标系统的相对缩放。

3X__Y__Z__带有比例因子的坐标轴，在该坐标轴方向轮廓尺寸进行放大或缩小。

4SCALE/ASCALE可以使在特定轴的方向来编程缩放的大小，这可以使形状的大小发生改变，可以给相同形状但大小不同的零件编程。

需要缩放尺寸的轮廓最好编在子程序中，可以为每一个轴单独定义比例因子。

若在ATRANS指令之后进行缩放，则偏置值也被缩放。

（3）缩放的取消

取消SCALE（不定义坐标轴），在所有情况下，整个构架被删除。

图5

参考程序：

N10G17X/Y平面

N20L10已编程轮廓-原尺寸

N30SCALEX2Y2X轴和Y轴方向的轮廓放大2倍

N40L10

N50ATRANSX2.5Y18值也按比例缩放！

N60L10轮廓已放大并偏移

SCALE/ASCALE可编程的坐标缩放使用时的注意事项

1SCALE/ASCALE比例缩放完之后要取消。

2图形为圆弧时，两个轴所使用的比例系数必须一致。

3图形为圆弧时，两个轴所使用的比例系数如果不一致的话，系统将控制机床走出椭圆轨迹！

（与FANUC所不一样的）

4如果在SCALE/ASCALE有效时编程ATRANS，则偏置也同样被比例缩放。

二、可编程镜像

1.编程指令格式：

G51.1X__Y__Z__设置可编程镜像

：

根据G51.1X__Y__Z指定的对称轴

：

生成在这些程序段

中指定的镜像

G50.1X__Y__Z__取消可编程镜像

X__Y__Z__用G51.1指定镜像的对称点（位置）和对称轴。

用G50.1指定镜像的对称轴。

不指定对称点。

图6

子程序

O1111

G00G90X60Y60

G01X100F100

Y1000

X60Y60

M99

主程序

G00G90G54X50Y50Z100

M03S800指定转速

M98P1111调用子程序

G51.1X50调用镜像指令

M98P1111调用子程序

G51.1Y50调用镜像指令

M98P1111调用子程序

G51.1X50Y50调用镜像指令

G50.1取消镜像指令

G00Z100

M30

注意事项：

1如果指定可编程镜像功能，同时又用CNC的设置生成镜像时，则可编程镜像功能首先执行。

2CNC比例缩放和坐标旋转的数据处理顺序是从程序镜像比例缩放和坐标旋转。

应按该顺序指令，取消时，按相反顺序。

在比例缩放或坐标旋转方式下，不能指定G50.1和G51.1。

3在使用镜像指令之后，圆弧指令G02和G03互换，刀具半径补偿G41和G42互换，坐标轴旋转方向互换。

4在可编程镜像方式下，与返回参考点（G27、G28、G29、G30等）和改变坐标系（G52～G59等）有关的G代码不准指定。

如果需要指定这些G代码的任意一个，必须在取消可编程镜像方式之后再指定。

MIRROR/AMIRROR可编程的零点镜像指令

1.编程格式及含义

（1）编程格式

①MIRRORX0Y0Z0（单独在NC程序段中）

②AMIRRORX0Y0Z0（单独在NC程序段中）

（2）命令和参数的意义及功能

①MIRROR：

相对目前通过G54～G59所设置的有效的坐标系统来绝对镜像

②AMIRROR:

相对于目前有效的设置或编程的坐标系统的相对镜像。

③X0Y0Z0:

用该坐标轴为零描述该轴发生镜像，例如：

X0Y0Z0

④MIRROR/AMIRROR可以被用来在坐标轴上镜像工件形状，所有编程的平移运动（比如在子程序里）镜像以后可以在新位置被执行。

（3）镜像的取消

取消MIRROR（不定义坐标轴），在所有情况下，整个构架被删除。

图7

子程序：

LX0001

G90G00X0Y0

G01Z-1

X15Y10

Y60RND=10圆角指令

X65RND=10

Y50RND=10圆角指令

X15RND=10

Y60

G0Z5

X0Y0

RET子程序结束并返回

主程序

LX0002

G90G54G17G00Z100指定转速和进给

M03S800F200

LX0001调用子程序

MIRRORX0调用镜像指令

LX0001调用子程序

MIRRORY0调用镜像指令

LX0001调用子程序

AMIRRORY0调用附加镜像指令

LX0001调用子程序

MIRROR

G00Z100

M30

注意事项：

1如果指定可编程镜像功能，同时又用CNC的设置生成镜像时，则可编程镜像功能首先执行。

2CNC比例缩放和坐标旋转的数据处理顺序是从程序镜像比例缩放和坐标旋转。

3在使用镜像指令之后，圆弧指令G02和G03互换，刀具半径补偿G41和G42互换，坐标轴旋转方向互换。

极坐标：

1.极坐标与极坐标指令G16

（1）极坐标编程

FANUC数控系统提供了极坐标编程功能，即平面上点的坐标用极坐标（半径和角度）输入，极坐标的半径是极坐标原点到编程点的距离；极坐标的角度有方向性，角度的正向是所选平面的第1轴正向逆时针转向。

极坐标编程指令：

G16X__Y__（X指极坐标半径，Y指极坐标角度）

取消极坐标指令：

G15

极坐标和角度两者可以用绝对值指令或增量值指令（G90、G91）指定。

（2）设定工件坐标系零点作为极坐标的原点。

用绝对值编程指令（G90）指定半径（零点和编程点之间的距离），则设定工件坐标的零点为极坐标系的原点，当使用局部坐标系G52时，局部坐标系的原点变成极坐标系的中心如图所示

指令位置

实际位置

半径

角度

（a）当角度用绝对值时（b）当角度用增量值时

坐标系零点作为极坐标的原点时，当角度用绝对值时，编程点位置如图（a）

坐标系零点作为极坐标的原点时，当角度用增量值时，编程点位置如图（b）

（3）设定当前位置作为极坐标系的原点

用增量值编程（G91）指令指定半径（当前位置和编程点之间的距离），则设定当前位置为极坐标系的原点。

指令位置

角度

半径

角度

指令位置

半径

当角度用绝对值时（a）当角度用增量值（b）

当前位置作为极坐标系的原点，当角度用绝对值，编程点的位置如图（a）

当前位置作为极坐标系的原点，当角度用增量值，编程点的位置如图（b）

图14-8

用极坐标加工图14-8的孔

（1）用绝对值指令指定角度和极半径

G54G17G90G16极坐标编程，编程的零点为极坐标系

的原点

G81X50Y30Z-20R5F200在半径50mm和角度30位置钻孔

Y150在半径50mm和角度150位置钻孔

Y270在半径50mm和角度270位置钻孔

G15G80取消极坐标指令，取消钻孔循环

（2）用增量值指令指定角度和极半径

G54G17G91G16极坐标编程，编程的零点为极坐标系

的原点

G81X50Y30Z-20R5F200在半径50mm和角度30位置钻孔

Y150在半径50mm和角度120位置钻孔

Y270在半径50mm和角度120位置钻孔

G15G80取消极坐标指令，取消钻孔循环

注意事项：

1.指定完极坐标之后要取消极坐标指令。

2.在极坐标方式中轴不属于极坐标指令的部分

①停刀（G04）

②可编程数据输入（G10）

③设定局部坐标系（G52）

4工件坐标系转换（G92）

5选择机床坐标系（G53）

6存储行程检测（G22）

7坐标系旋转（G68）

8比例缩放（G51）

3.任意角度倒角和拐角圆弧过度，在极坐标方式中不能指定任意角度倒角和拐角圆弧过度。

G110/G111/G112/AP/RP极坐标系指令

1.编程格式及含义

（1）定义极坐标

1在直角坐标系中定义极点：

G110/G111/G112X__Y__Z__

2在极坐标系中定义极点：

G110/G111/G112AP=--RP=--

用G110/G111/G112定义极点如图9

用G111定义极点P1，用G110定义极点P2，用G112定义极P3点

图14-9G110/G111/G112定义极点

（2）在极坐标系中位移指令的编程格式

①极坐标系里的快速移动指令编程：

G0AP=__RP__

②极坐标系里的直线插补指令编程：

G1AP=__RP__

③极坐标系里的顺圆插补指令编程：

G2AP=__RP__

④极坐标系里的逆圆插补指令编程：

G3AP=__RP__

（2）指令解释

1G110.极坐标参数,相对于刀具最近到达的位置点定义极点

2G111.极坐标参数,相对于当前工件坐标系的原点定义极点.

3G112.极坐标参数,相对于上一个有效极点定义极点.

4AP__.极角是极点和目标点之间连线与角度参考方向之间的夹角（第一次角度参考方向线即一个）,取值范围±0～360，当用绝对坐标编程时，角度为相对于加工平面的水平轴方向。

例如G17平面内是相对于X轴，正的旋转方向为逆时针方向；当用相对坐标编程时AP,上一个被编程的角度作为参考位置。

极角一直保持到定义了新的极角或改变工件坐标系；

5RP__极坐标，是极点和目标点之间的距离，单位为mm或in.RP一直保持到定义了新的极半径。

所有与极坐标有关的输入必须在单个程序段内编程。

用极坐标所定义的位置都可以用G0,G1,G2,和G3移动到。

极坐标系在由G17/G18/G19所定义的加工平面内都有效。

如果没有极坐标在使用，有效的工件坐标系统的原点有用。

2.用极坐标系指令编程

图14-10

主程序

G90G54G00Z100

M03S800F200

G111X41Y34在圆心处定义极点

RP=50AP=18移动刀具A点

L01

AP=90/G91AP=72移动刀具B点

L01

AP=162/G91AP=72移动刀具C点

L01

AP=234/G91AP=72移动刀具D点

L01

AP=306/G91AP=72移动刀具E点

L01

G00Z100

M30

子程序

L01

G01Z-15F100向下钻孔到-15mm

G0Z30

RET

注意事项：

1如果一个工件或一个零件部件，当其尺寸以到一个中心点（极点）的半径和角度来设定时，往往就使用极坐标。

2极坐标同样以所使用的平面G17至G19为基准平面。

也可以设定垂直于该平面的第3轴的坐标值，这样可以在柱面坐标中编程立体数据。

3极坐标半径定义该点到极点的距离。

该值一直保存，只有当极点发生变化或平面更改后才需要新编程。

实训步骤：

课后题1

1.所需材料：

100X100X15铝块

2.所需工具：

Φ10三刃立铣刀平口钳游标卡尺寻边器Z轴设定器垫块

3.切削参数：

S800F200D=5H=0

4.评分标准：

①12

每超差0.01mm扣一分，扣完为止总分5分

②Φ30

和Φ50

每超差0.01mm扣一分。

总分5分

③深度5

和10

0每超差0.01mm扣一分总分5分

FANUC

SIMENS

用极坐标和旋转加工四个U形槽

子程序

O1111

G16X0Y0

G111X0Y0

G41D1G01X40Y0

Z-1

G03X40Y30R40

G03X40Y30CR=40

X28Y30R6

X28Y30CR=6

G02Y-30R28

G02Y-30CR=28

G03X40Y-30R12

G03X40Y-30CR=12

Y30R40

Y30CR=40

G15

G00Z10

G0Z10

RET

M99

主程序

O2222

G90G54G17G00X0Y0Z100

M03S800F200

M98O1111

O1111

G51.1X0

MIRRORX0

M98O1111

O1111

G15

X0Y0

G68X0Y0R90

ROTRPL=90

M98O1111

O1111

G68X0Y0R180

ROTRPL=180

M98O1111

O1111

G69

ROT

G00Z100

M30

用缩放加工Φ30和Φ50的孔

O3333

子程序

G01Z-1

G41D1X20Y0

G03I-20

G40X0Y0

M99

RET

主程序

G90G54G17G00Z100

M03S800F200

X0Y0

M98P3333

P3333

G01Z-2

G51X0Y0Z-2P500

X0Y0

G50

SCALEX500Y500

G00Z100

SCALE

M30

G00Z100

M30

注意事项

图一：

1镜像指令用完之后在程序最后要取消镜像指令。

2缩放指令用完之后在程序最后要取消缩放指令。

思考题：

下一节预习内容

1.数控加工的工艺分析。

2.如何确定加工参数。

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