数控技术数控编程全.ppt

下午3时0分,数控加工编程及操作,1,单元3 数控编程基础,数控编程概述 数控编程的坐标系统 对刀理论及步骤 数控编程的内容及步骤 程序结构及代码,数控编程常用指令及其格式 G90、G91、G00、G01 G02、G03 刀具半径补偿功能 子程序功能 单元小结,下午3时0分,数控加工编程及操作,2,3.1 数控编程概述,在普通机床上加工零件时，一般由工艺人员按照零件图事先制订好加工工艺规程。零件的加工过程都是由人工手动操纵来实现的。 用数控机床加工零件时，是按照事先编制好的加工程序自动地对被加工零件进行加工。人们将这些能控制机床进行加工的数字信息，归纳、综合成方便的指令代码，按工件图纸及工艺要求将这些指令代码有序地排列，即组成数控加工程序。,下午3时0分,数控加工编程及操作,3,数控编程的工作过程,数控编程工作框图,下午3时0分,数控加工编程及操作,4,永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动。,3.2 数控编程的坐标系统,1坐标和运动方向命名的原则,为简化程序编制，保证数据的互换性。在数控机床中，为了实现零件的加工，往往需要控制几个方向的运动，这就需要建立坐标系，以便区别不同运动方向。为了使编出的程序在不同厂家生产的同类机床上有互换性，必须统一规定数控机床的坐标方向。我国的JB3051-82标准为数字控制机床坐标轴和运动方向的命名 ，其中的规定与国际标准ISO841中的规定是相同的。,3.2.1 JB3051-82的规定：,下午3时0分,数控加工编程及操作,5,Z坐标的运动 标准规定：Z轴与主轴轴线或重合。 若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。 若主轴能摆动： 在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标； 若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。,3运动方向的确定,正方向：刀具远离工件的方向,2标准坐标系的规定,右手笛卡儿坐标系,下午3时0分,数控加工编程及操作,6,X坐标的运动 标准规定：X坐标一般是水平的，工件的装夹面。 对于工件旋转的机床（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。 对于刀具旋转的机床（铣床、钻床、镗床等）。 Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。 Z轴垂直（立式）： 单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边； 双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。,下午3时0分,数控加工编程及操作,7,下午3时0分,数控加工编程及操作,8,下午3时0分,数控加工编程及操作,9,Y坐标 利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。 右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。 右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。,下午3时0分,数控加工编程及操作,10,旋转运动A、B和C 绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。,下午3时0分,数控加工编程及操作,11,对于工件运动的方向规定 工件运动的机床，必须将刀具运动所作的规定作相反的安排，用带的字母，表示工件相对于刀具的正向运动指令。 对于编程、工艺人员只考虑不带的运动方向。 主轴旋转运动的方向 主轴的顺时针旋转运动方向（正转），是按右旋螺纹进入工件的方向。（铣床）,下午3时0分,数控加工编程及操作,12,机床原点 机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。,3.2.2 机床原点与机床参考点,在数控车床上，机床原点一般取在卡盘后端面与主轴中心线的交点处，同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。,机床原点，各个生产厂家不一致,下午3时0分,数控加工编程及操作,13,机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。,在数控铣床上,下午3时0分,数控加工编程及操作,14,机床参考点,用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。其位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。 通常在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。而数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的。,数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，机床原点才被确认，刀具（或工作台）移动才有基准。,下午3时0分,数控加工编程及操作,15,数控车床结构原理图,机床原点的建立：用回零（或回参考点）方式建立，刀架带动挡铁压下行程开关2、4时，相应机床坐标清零。 回零（或回参考点）的实质是建立机床坐标系。,下午3时0分,数控加工编程及操作,16,3.2.3 工件坐标系、程序原点和对刀,1. 工件坐标系 工件坐标系是编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。通常编程人员选择工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。该坐标系的原点称为程序原点或编程原点。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。,工件坐标系坐标轴的确定：工件坐标系的Z轴与机床坐标系的Z轴平行，正方向一致，选择零件的主要进给切削方向为X轴。,下午3时0分,数控加工编程及操作,17,应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上； 尽可能选在尺寸精度高、粗糙度低的表面上； 最好选择在对称中心上。,2. 程序原点：工件坐标系的原点，它是零件图上最重要的设计基准点，一般用G92或G54G59指定。,选择原则,下午3时0分,数控加工编程及操作,18,对刀,对刀是指零件被装夹到机床上之后，用某种方法获得编程原点在机床坐标系中的位置（即编程原点的机床坐标值）。 编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编程原点、建立编程坐标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。 对于加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定（即给出原点设定值），然后就可以自动加工了。,先编程，再演示对刀并自动加工,对刀的实质是建立工件坐标系与机床坐标系的关系。,下午3时0分,数控加工编程及操作,19,在立式数控铣床上设置加工原点,练习1：如下图所示，通过对刀操作确定加工原点02的位置，即机床坐标系下X3=-500.166, Y3=-414.583, Z3=-223.067。,下午3时0分,数控加工编程及操作,20,设置加工原点的操作界面,设定加工坐标系（方法一） 用G54G59设定加工坐标系（G54对应一号工件坐标系，其余以此类推）。在MDI 坐标系F3下的G54页面，输入加工原点的机床坐标值后回车。 程序的第一句是G54(G55G59) 程序执行此句时，数控系统自动调出存入的机床坐标值，即找到工件坐标系的基准点，以后各程序段的工件坐标值由系统自动转换成机床坐标值并运行。,下午3时0分,数控加工编程及操作,21,练习2：数控铣床对刀设置加工原点,试切对刀步骤：1.划线；2.主轴正转；3.移动工作台和刀具，使刀具移至编程原点；4.记录下编程原点的机床坐标值。,下午3时0分,数控加工编程及操作,22,G54 对刀,若程序中第一句编写的是G54，对刀到编程原点后，将记录下的编程原点的机床坐标值输入到自动坐标系G54中。,1. G54对刀使用的是机床坐标值，因此，机床开机后必须回参考点，确认机床坐标系； 2.执行G54指令时，机床无进给运动，而是工件坐标零点调用G54的存储值。,结论：加工坐标系不随刀具起始点的位置而变化,下午3时0分,数控加工编程及操作,23,练习3：对刀设置加工原点,下午3时0分,数控加工编程及操作,24,练习3：设置加工原点,1、准备工作 机床回参考点，确认机床坐标系； 2、装夹工件毛坯并对刀 通过夹具使零件定位，并使工件定位基准面与机床运动方向一致；,下午3时0分,数控加工编程及操作,25,G54对刀值的计算,从X（Y）负向向正向移动（），工件原点的X向机床坐标值： X = X（对刀点）+刀具半径+塞尺厚+工件长度的一半； 从X （Y）正向向负向移动（） ，工件原点的X向机床坐标值： X = X（对刀点）-刀具半径-塞尺厚-工件长度的一半； 从Z正向向负向移动（） ，工件原点的Z向机床坐标值： Z= Z（对刀点）-塞尺厚。,下午3时0分,数控加工编程及操作,26,练习3：设置加工原点,3、对刀测量:用简易对刀法测量,方法如下: 用直径为10的标准测量棒、塞尺对刀，得到测量值为X = -437.726, Y = -298.160, Z = -31.833，如图所示。 4、计算设定值 将前面已测得的各项数据,按设定要求运算。X坐标设定值X= -437.726+5+0.1+40= -392.626mm；Y坐标设定值Y= -298.160+5+0.1+46.5= -246.46mm；Z坐标设定值Z= -31.833-0.2 =-32.033mm。,下午3时0分,数控加工编程及操作,27,练习3：设置加工原点,5、设定加工坐标系 在 MDI 方式下，进入加工坐标系设定页面。输入数据： X= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033 6、校对设定值 对于初学者，在进行了加工原点的设定后，应进一步校对设定值，以保证参数的正确性。校对工作的具体过程如下：在设定了G54加工坐标系后，MDI方式运行G54指令，再进行回机床参考点操作，其工件坐标显示值应为：X +392.626，Y +246.460，Z +32.033。 这反过来也说明G54的设定值是正确的。,下午3时0分,数控加工编程及操作,28,下午3时0分,数控加工编程及操作,29,在立式数控铣床上设置加工原点,设定加工坐标系（方法二） G92为设定加工坐标系指令。格式：G92 X Y Z X、Y、Z为刀具起始点在工件坐标系下的坐标值。 执行G92程序段时，刀具起始点的工件坐标值置为XYZ 。,结论：加工坐标系随刀具起始点的位置而变化,如右图所示，程序为：G92 X50 Y10 Z50 执行G92程序段时，刀具起始点的工件坐标值置为X50Y10Z50。 则工件坐标值X0Y0Z0处也就确定了。,下午3时0分,数控加工编程及操作,30,G92 对刀,若程序中第一句编写的是G92 X0 Y0 Z50，对刀到编程原点后，在MDI方式下运行G91 G00 Z50，使刀具在自动加工之前准确位于刀具起始点0，0 ，50 处。,1.对刀点的机床坐标值可以不记录不使用； 2.程序结束之前必须回到刀具起始点。 3.执行G92指令时，机床无进给运动，而是工件坐标置为0，0，50,下午3时0分,数控加工编程及操作,31,在华中系统数控车床上用G92设置加工原点,试切对刀步骤：1.确定编程原点；2.主轴正转；3.移动刀具试切右端面；4.记录下当前位置的机床坐标值Z-200；试切外圆，记录下当前位置的机床坐标值X-70，沿Z向退刀，主轴停，测量试切直径60。,1.计算出O3点的机床坐标。,2.程序头用G92 X80 Z100建立工件坐标系，如何操作？,直径值,X-130 Z-200,MDI方式运动到机床坐标系X-50 Z-100处,3.若加工前机床回零，程序用G92 X？ Z？建立工件坐标系？,X130 Z200,练习4：数控车床对刀设置加工原点,下午3时0分,数控加工编程及操作,32,在华中系统数控车床上用G54设置加工原点,程序头用G54建立工件坐标系，如何设置？,试切对刀步骤：1.确定编程原点；2.主轴正转；3.移动刀具试切右端面；4.记录下当前位置的机床坐标值Z-200；试切外圆，记录下当前位置的机床坐标值X-70，沿Z向退刀，主轴停，测量试切直径60。,进入G54界面，输入编程原点的机床坐标值：,X-130 Z-200,下午3时0分,数控加工编程及操作,33,G54 M03S600 G90G00X32Z2 G01Z-20F100 X42Z-35 G00Z2 X22 G01Z-15 G02X28Z-18R3 G00Z2,X0 G01Z0 X10 G03X20Z-5R5 G01Z-15 G02X30Z-20R5 G01X40Z-35 Z-45 G00X80Z100M05 M30,下午3时0分,数控加工编程及操作,34,下午3时0分,数控加工编程及操作,35,在华中系统数控车床上用T指令设置加工原点,程序头用T0404建立工件坐标系，如何设置？,试切对刀步骤：1.确定编程原点；2.主轴正转；3.移动刀具试切右端面；4.光标切换至相应刀偏号的试切长度处，输入0回车，Z偏置项自动计算出数值；试切外圆，沿Z向退刀，主轴停，测量试切直径60，光标切换至相应刀偏号的试切直径处，输入60回车，X偏置项自动计算出数值。,X-130 Z-200,下午3时0分,数控加工编程及操作,36,1.计算出O3点的机床坐标。,2.若程序用G92 X80 Z100建立工件坐标系，如何操作？,X-372.9 Z-130.123,MDI方式运动到机床坐标系X-292.9 Z-30.123处,3.若加工前机床回零，程序用G92 X？ Z？建立工件坐标系？,372.9 Z130.123,练习5：数控车床上设置加工原点,试切A面,试切B面,4.程序头用G54建立工件坐标系，如何设置？,下午3时0分,数控加工编程及操作,37,试切对刀步骤：1.确定编程原点；2.主轴正转；3.移动刀具试切右端面；4.光标切换至相应刀偏号的试切长度处，输入0回车，Z偏置项自动计算出数值；试切外圆，沿Z向退刀，主轴停，测量试切直径60，光标切换至相应刀偏号的试切直径处，输入60回车，X偏置项自动计算出数值。,X-372.9 Z-130.123,5.程序头用T指令建立工件坐标系，如何设置？,练习5：数控车床上设置加工原点,下午3时0分,数控加工编程及操作,38,40,T1对刀结果： Z偏置：-326.445 X偏置：-216.558,下午3时0分,数控加工编程及操作,39,T2刀具靠上同一外圆和同一端面的交点时，记录下的机床坐标值是（-168.452，-323.343）；,下午3时0分,数控加工编程及操作,40,T3刀具靠上同一外圆和同一端面的交点时，记录下的机床坐标值是（-165.856，-311.523）。,下午3时0分,数控加工编程及操作,41,问：1）若用T0101等指令建立工件坐标系，各把刀具的刀偏值如何设置？,用绝对、相对偏置法对刀时，各把刀具不需要取消刀具补偿。,2）若用T1作为标刀建立工件坐标系，各把刀具的刀偏值如何设置？ 总结公式：非标刀-标刀,下午3时0分,数控加工编程及操作,42,分析确定加工工艺 这一步与普通机床加工零件时的工艺分析相同，即根据图样对工件的形状、尺寸、技术要求进行分析，选择加工方案，选定机床、刀具与夹具；确定零件加工顺序、加工路线及切削用量等工艺参数等。,3.3 数控编程的内容及步骤,下午3时0分,数控加工编程及操作,43,数值计算 根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，并且按NC机床的规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的数字量，以这些坐标值作为编程尺寸。,下午3时0分,数控加工编程及操作,44,非圆曲线数学处理的基本过程,数控系统一般只能作直线插补和圆弧插补的切削运动。如果工件轮廓是非圆曲线，数控系统就无法直接实现插补，而需要通过一定的数学处理。数学处理的方法是，用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为节点。 例如，对下图所示的曲线用直线逼近时，其交点A、B、C、D、E、F等即为节点。,下午3时0分,数控加工编程及操作,45,编制零件数控加工 工艺文件 根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。,下午3时0分,数控加工编程及操作,46,制备控制介质 将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。,手动输入和计算机通信可省略此步。,下午3时0分,数控加工编程及操作,47,程序校验与首件试切 所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。,下午3时0分,数控加工编程及操作,48,对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、坐标纸代替工件进行空运转空运行绘图。 对于空间曲面零件，可用蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件进行试切，以此检查程序的正确性。 在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法，则更为方便。 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工误差。首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。 当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。,相关知识：常用的校验和试切方法,下午3时0分,数控加工编程及操作,49,1.手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力） 手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。,数控编程的方法介绍：,下午3时0分,数控加工编程及操作,50,据国外统计： 用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为 30：1。 数控机床不能开动的原因中，有2030%是由于加工程序不能及时编制出造成的。,编程自动化是当今的趋势！,下午3时0分,数控加工编程及操作,51,2.自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定， 将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。 自动编程适用于：形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）,下午3时0分,数控加工编程及操作,52,3.4 程序结构及代码,字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。数控系统只能接受二进制信息，所以必须把字符转换成8bit信息组合成的字节，用“0”和“1”组合的代码来表达。国际上广泛采用两种标准代码： （1）ISO国际标准化组织标准代码 （2）EIA美国电子工业协会标准代码 这两种标准代码的编码方法不同，在大多数现代数控机床上这两种代码都可以使用，只需用系统控制面板上的开关来选择，或用G功能指令来选择。,下午3时0分,数控加工编程及操作,53,程序号O2000;,程 序 内 容,N01 G90 G92 X0 Y0 Z5 ; N02 G91 G17 G00 X-85 Y-25 ; N03 S400 M03 ; N04 Z-10 M08 ; N05 G01 X85 F300 ; N06 G03 Y50 I0 J25 ; N07 G01 X-75; N08 Y-60 ; N09 G00 Z10 M09 ; N10 G90 X0 Y0 ; N11 M05 ; N12 M30 ;,程序结束,1. 程序的结构,下午3时0分,数控加工编程及操作,54,程序号是该加工程序的标识； 程序段是一个完整的加工工步单元，它以N（程序段号）指令开头，或LF指令结尾； M02(M30)作为整个程序结束的指令，有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号，如% 、EM等。,下午3时0分,数控加工编程及操作,55,由前面的程序可知： 加工程序是由程序号和若干程序段有序组成的指令集。 程序是由若干程序段组成。 程序段是由干指令字组成。 指令字是由文字（地址符）或与其后所带的数字一起组成。 一个程序的最大长度取决于数控系统中零件存贮区的容量 或外存的容量。另外，有些数控系统还规定了一个程序段的字符数，如7M系统规定字符数90个。因此，这些在编程前必须了解清楚，否则数控系统便会认为你的程序有语法错误。,下午3时0分,数控加工编程及操作,56,程序段的格式是指一个程序段中指令字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统往往有不同的程序段格式，格式不符合规定，数控系统就不能接受。 目前广泛采用的是地址符可变程序段格式（或者称字地址程序段格式），其编排格式如下： N _ G _ X _ Y _ Z _ I _ J _ K _ P _ Q _ R_ A _ B _ C _ F _ S _ T _ M _ LF 这种格式的特点是： 程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。 指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写。 不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。 因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点。,2. 程序段格式,下午3时0分,数控加工编程及操作,57,准备功能G和辅助功能M代码,经过多年的发展，程序用代码已标准化，现在有ISO和EIA两种。代码又称指令是文字、数字、符号以及它们组合的总称，它是程序的最小单元。 编程指令系统操作代码的总称 G指令准备功能 作用：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀补 、刀偏、暂停等多种操作。 组成：G后带二位数字组成。100种模态（续效）指令与非模态指令。,下午3时0分,数控加工编程及操作,58,M指令辅助功能 作用：控制机床及其辅助装置的通断的指令。 组成：M后跟两位数字组成。100种。 F、S、T指令 F指令指定进给速度指令（续效指令） 组成： 直接代码法：F后带若干位数字，如F150,F350等。后面所带的数字表示实际的速度值，上述两个指令分别表示F=150mm/min；F=350mm/min。,下午3时0分,数控加工编程及操作,59,S指令（切削速度）指定主轴转速指令（续效指令） 组成：同F ，如S1、S3或S500、S800等。 单位：r/min T指令指定加工刀具号的指令。 组成：T后跟两位数字，如T11,T28等。 T11表示选择11号刀具； T28表示选择28号刀具 或T后跟四位数字，如T0101,T0203等。 T0101表示选择1号刀具1号刀补号 尺寸指令指定的刀具沿坐标轴移动的方向和目标位置的指令。 组成：由在X,Y,Z,(i,j,k,r)A,B,C后带符号的数字组成。如X100,Y-20等。 单位：数控系统规定的单位,如mm、秒、微秒、度等。,下午3时0分,数控加工编程及操作,60,常用地址符及其含义,机能 地址符 说明 程序号码 O或P或% 程序编号地址（包括子程序号码） 顺序号码 N 程序段顺序编号 地址 准备功能 G 指令动作方式 X，Y，Z；U，V，W； 直线坐标轴 P，Q，R； 坐标字 A，B，C，D，E； 旋转坐标轴 R ； I，J，K； 圆弧半径；圆弧中心坐标 进给功能 F 进给量或进给速度 主轴功能 S 主轴转速 刀具功能 T 刀具编号和刀具补偿号 辅助功能 M 开关功能,多由PLC实现 暂停 P或X 暂停时间 重复次数 L 子程序或循环程序等的循环次数 切削用量 S或V 主轴转速或切削速度 补偿号码 H或D 补偿值地址,下午3时0分,数控加工编程及操作,61,1. 绝对坐标系与增量（相对）坐标系 G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。 G91指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。 注意： 这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下,默认是前次状态。,3.5 数控编程常用指令及其格式,模态代码与非模态代码,下午3时0分,数控加工编程及操作,62,下午3时0分,数控加工编程及操作,63,图中A、B 两点的编程值在绝对坐标编程中为：A（10，20）、B（25，50），在相对坐标编程中：A（0，0）、B（15，30）,G90、G91练习,下午3时0分,数控加工编程及操作,64,编程指令及格式： HNC-21: G21（G20） FANUC： G21（G20） SIEMENS：G71/G70,2. 公制/英制单位选择,下午3时0分,数控加工编程及操作,65,HNC-21： 每转进给量: 编程格式 G95 F 单位为mm/r 例：G95 F0.2 表示进给量为0.2 mm/r。 每分钟进给量:编程格式G94 F单位为 mm/min，默认 例：G94 F100 表示进给量为100mm/min。 FANUC： G99（默认）/G98 SIEMENS： G95 /G94 （默认）,3. 每转/每分钟进给量,下午3时0分,数控加工编程及操作,66,快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点。注意：在各坐标方向上有可能不是同时到达终点。刀具移动轨迹是几条线段的组合，不是一条直线。例如，在FANUC系统中，运动总是先沿45角的直线移动，最后再在某一轴单向移动至目标点位置，如图所示。编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，以避免加工中可能出现的碰撞。 书写格式：G00 X(U) Z(W) 式中X、Z值是快速点定位的终点坐标值 例：从A点到B点快速移动的程序段为： G00 X60.0 Z20.0 或G00 U-40.0 W-10.0,X,Z,4.G00（快速定位）点定位,下午3时0分,数控加工编程及操作,67,书写格式：G00 X Y Z 式中X、Y、Z的值是快速点定位的终点坐标值 例：从A点到B点快速移动的程序段为： G90 G00 X20 Y30,4.G00快速定位,a) 同时到达终点,b) 单向移动至终点,下午3时0分,数控加工编程及操作,68,G01是指令刀具(或工件)以输入的进给速度，直线移动到程序中的目标点，其程序段格式为： G01 X（U） Z（W） F G01是续效指令，可被G00、G02或G03取代。 如图的编程指令为： 绝对方式编程：G01 X20 Z10 F100 增量方式编程：G01 U-40 W-10 F100,5.G01直线插补,所谓插补就是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的起点和终点之间确定一些中间点的方法，这种方法称为插补方法或插补原理。,下午3时0分,数控加工编程及操作,69,G01是刀具(或工件)以输入的进给速度，直线移动到程序中的目标点，G01是续效指令，可被G00、G02或G03修正。其程序段格式为： G01 X Z（或Y） F （两坐标联动） G01 X(Z、Y) F （单坐标运动） 例：编程指令为 绝对方式编程： G90 G01 X10 Y10 F100 增量方式编程： G91 G01 X-10 Y-20 F100,5.G01直线插补,下午3时0分,数控加工编程及操作,70,例1：基本指令G00、G01训练,%2001 G54 G90 G00 Z50 M03 S500 X0 Y0； Z5； X20 Y2； G01 Z-13 F80； Y40 F100； X10 Y60 X30 X40 Y50 X50 Y60 X70 Y40 X60 Y10 X12； G00 Z5； X0 Y0； Z50 M05； M30,下午3时0分,数控加工编程及操作,71,如图所示槽形，进给速度F=100mm/min，主轴转速S=1000r/min，用6的键槽铣刀，试编写其加工程序。,例2：,下午3时0分,数控加工编程及操作,72,%1212 N1 G90 G54 G00 X0 Y0 ； N2 G43 Z50 H01； N3 M03 S1000； N4 G00 X-30 Y-25 Z2 ； N5 G01 Y25 Z-2 F50； N6 X30 F100； N7 Y-25； N8 X-30； N9 Y25； N10 G49 G00 Z100； N11 X0 Y0 ； N12 M05； N13 M30；,设置工件零点 建立刀具长度补偿 主轴正转，转速为1000 r/min 刀具快速移动至点（-30，-25，2） 刀具斜线下刀至Z-2mm处 直线插补 直线插补 直线插补 直线插补 刀具Z向快退，并取消长度补偿 刀具回起刀点 主轴停转 程序结束,下午3时0分,数控加工编程及操作,73,车削或铣削： 原则： 尽量采用切向切入/出，不用径向切入/出，以避免由于 切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量。,下午3时0分,数控加工编程及操作,74,例3：数控车床直线插补,%2002 T0101 M03 S600 G90 G00 X32 Z0 G01 X0 F80 G00 Z2 X26 G01 Z-30 F100 X32 G00 Z2 X22 G01 Z-30 X32 G00 Z2 X20 S800 G01 Z-30 F80 X32 G00 X80 Z100 M05 M30,按线速度V=100m/min计算主轴转速 1）车端面 f=0.08mm/r 2）车外圆至20 f=0.1mm/r,下午3时0分,数控加工编程及操作,75,进刀和退刀方式 对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起始点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起始点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则，如图所示。,下午3时0分,数控加工编程及操作,76,如图所示，已知毛坯为10010050的45钢，要求编制数控加工程序并完成零件的加工。,G90、G91、G00、G01练习,下午3时0分,数控加工编程及操作,77,%2003 G54 G90 G00 Z50 M03 S500 X15 Y20； Z2； G01 Z-5 F80； G91 Y25； X25； Y-25； X-25； G90 Z2； G00 X62； G01 Z-5 F80；,G91 Y25； X25； Y-25； X-25； G90 Z2； G00 X36 Y62； G01 Z-5 F80； G91 Y25； X25； Y-25； X-25； G90 Z2； G00 Z50 M05； M30,G90、G91、G00、G01练习,下午3时0分,数控加工编程及操作,78,例2：数控车床G90、G91、G00、G01指令编程举例，精加工如图所示的零件外轮廓。 %2004 T0101 M03 S800 G90 G00 X32 Z2 N10 X12 G01 X20 Z-2 F100 Z-24 X22 N20 X30 Z-44 G00 X80 Z100 M05 M30,下午3时0分,数控加工编程及操作,79,练习1、2：数控车床G90、G91、G00、G01指令编程练习，精加工零件轮廓。,下午3时0分,数控加工编程及操作,80,练习3、4：数控铣床G90、G91、G00、G01指令编程练习，精加工零件轮廓。,下午3时0分,数控加工编程及操作,81,练习5：数控铣床钻孔,下午3时0分,数控加工编程及操作,82,插补平面选择,6. G17,G18,G19插补平面选择,坐标平面指定指令。G17，G18，G19分别表示规定的操作在XY,ZX,YZ坐标平面内。 程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规定书写。 这类指令为续效指令， 缺省值为G17。 当存在刀补时，不得变换定义平面。 考虑加工方便，Z坐标可单独编程， 不必考虑平面的定义。但编入二 轴联动时，必须考虑平面选择问题。,下午3时0分,数控加工编程及操作,83,G02/G03是指定刀具（或工件）以输入的进给速度F，以圆弧形式移动到程序中的目标点，圆心点坐标通过插补参数I、J、K或圆弧半径值R确定。,程序段格式为：,G17 G02 X Y I J （R）F,G18 G02 X Z I K （R）F,G19 G02 Y Z J K （R）F,7. G02/G03顺/逆圆插补,圆弧上的终点坐标可以是绝对坐标值，也可以是增量坐标值，由G90、G91来规定；,下午3时0分,数控加工编程及操作,84,G02与G03圆弧插补的方向,除了旋转方向相反以外，其余同G02,从平面以外的第3轴的正向看圆弧的插补方向，如上图。,（1）G02/G03判别,下午3时0分,数控加工编程及操作,85,值得注意的是：,圆心的坐标值（I、J、K）也可以是绝对坐标值或增量坐标值，究竟采用哪一种形式，不受G90、G91的影响，而是由数控系统所决定的。一般的数控系统规定，圆心的坐标值（I、J、K）采用增量坐标值（是圆心相对于起点的增量）。,（2） I、J、K的使用,下午3时0分,数控加工编程及操作,86,（2）I、J的使用练习,G17 G3 X20 Y40 I-30 J-10 F100,下午3时0分,数控加工编程及操作,87,逆时针圆弧插补例,G17 G90 G03 X5.00 Y25.00 I-20.00 J-5.00 LF G17 G91 G03 X-25.00 Y15.00 I-20.00 J-5.00 LF,G18 G90 G02 X5.00 Z25.00 I-20.00 K-5.00 LF G18 G91 G02 X-25.00 Z15.00 I-20.00 K-5.00 LF,下午3时0分,数控加工编程及操作,88,：,1）对整圆而言，圆弧起始点就是终点，不能使用半径编程。,2）输入半径若为正值如R30则表示小半圆弧，若为负值如R-30则表示大半圆弧。因为由起点到目标点，按同一方向（顺时针方向或逆时针方向）以半径R作圆，有两种答案，故规定圆心角180时，R值用负值表示，180时，R值以正值表示，如下页图所示。,（3）使用半径R编程时应注意,下午3时0分,数控加工编程及操作,89,半径R正、负号规定,G90 G02 X70Y20R50F100；,下午3时0分,数控加工编程及操作,90,顺圆弧例： 1.圆心坐标和终点坐标,2.半径和终点坐标,G2 X50 Y40 I10 J-7,G2 X50 Y40 R12.207,下午3时0分,数控加工编程及操作,91,圆弧插补实例：起点为A，终点为B 的圆弧插补程序,G17 G90 G02 X55.00 Y15.00 R15.00 LF G17 G90 G02 X55.00 Y15.00 I15.00 J0.00 LF G17 G91 G02 X30.00 Y0.00 I15.00 J0.00 LF,下午3时0分,数控加工编程及操作,92,例3：数控铣床G00、G01、G02、G03指令编程举例。,下午3时0分,数控加工编程及操作,93,例3：数控铣床G00、G01、G02、G03指令编程举例。,%2003 G54 G90 G00 Z50 M03 S500 X0 Y0； Z5； X60 Y30； G01 Z-27 F80； G91 Y50 F100； G03 X40 Y40 R40； G01 X80； Y-60； G02 X-20 Y-20 R20； G01 X-110；11 G90 G00 Z5；12 X0 Y0；13 Z50 M05； M30,下午3时0分,数控加工编程及操作,94,G02/G03的插补方向：从Y轴的正方向看,凹圆弧,凸圆弧,（4）数控车床圆弧插补G02/G03,下午3时0分,数控加工编程及操作,95,数控车床圆弧指令练习,G03 X35 Z-103 R18,G02 X24 Z-48 I0 K-5,G03 X20 Z90 I0 K-10,G02 X40 Z-88.17 R25,图 5-31 (P129),G03 X40 Z-58.17 R36,下午3时0分,数控加工编程及操作,96,例4：数控车床G00、G01、G02、G03指令编程举例，精加工如图所示的零件外轮廓。,%2004 T0101 M03 S800 G90 G00 X32 Z2 N10 X12 G01 Z-8.202 F100 G02 X18 Z-11.202 R3 G01 X20 Z-25.202 G03 X28 Z-35 R14 N20 G01 Z-48 G00 X32 X80 Z100 M05 M30,下午3时0分,数控加工编程及操作,97,常用数控指令G02、G03编程训练1,下午3时0分,数控加工编程及操作,98,常用数控指令G02、G03编程训练2,%1005 G54 G90 G00 Z30 M03 S600 G00 X-5 Y0 M08 G43 Z3 H01 G41X0Y50D01 G01 Z-3 F100 Y70 G91G02 X10 Y10 I10 J0 G01 X20 G03 X80 R60 G01 X20 G02X10 Y-10 I0 J-10 G01Y-10 G02X-10Y-10R10 G01X-10 G03X-20Y-20I0J-20 G01Y-20 G02X-10Y-10I-10J0 G01X-40 G02X-10Y10I0J10 G01Y20 G03X-20Y20I-20J0 G01X-10 G02X-10Y10I0J10 G03X-10Y10I-10J0 G01Z2 G40G00X0Y0 G49G00 Z30 M09 M05 M30,下午3时0分,数控加工编程及操作,99,常用数控指令G02、G03编程训练3,下午3时0分,数控加工编程及操作,100,常用数控指令G02、G03编程训练3,下午3时0分,数控加工编程及操作,101,常用数控指令G02、G03编程训练3,下午3时0分,数控加工编程及操作,102,常用数控指令G02、G03编程训练4,下午3时0分,数控加工编程及操作,103,常用数控指令G02、G03编程训练5,下午3时0分,数控加工编程及操作,104,镗刀,钻头,立铣刀、端铣刀,面铣刀,指状铣刀,球头铣刀,8.G41、G42、G40刀具半径补偿,对立铣刀来说，刀位点是刀具轴线与刀具底面的交点；对球头铣刀来说，刀位点是球头刀的球心。,(1)刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。,下午3时0分,数控加工编程及操作,105,如果在编程中不选用G4l或G42进行刀具补偿，则要根据零件图计算出刀具刀位点的运动轨迹，使编程复杂化。使用G4l或G42后，数控系统就可根据刀具号调出存储的相应刀具参数和输入的工件轮廓尺寸，自动计算出相应刀具刀位点的运动轨迹。,下午3时0分,数控加工编程及操作,106,(2)刀具半径补偿的工作过程,刀补建立 刀补进行 刀补撤销,下午3时0分,数控加工编程及操作,107,(3) 书写格式,G17 G00/G01 G41/G42 X Y D /建立补偿程序段 G18 G00/G01 G41/G42 X Z D G19 G00/G01 G41/G42 Y Z D /轮廓切削程序段 G00/G01 G40 X Y /补偿撤消程序段 G00/G01 G40 X Z G00/G01 G40 Y Z,X、Y 、Z 值是建立补偿直线段的终点坐标值； D 为刀补号地址，用D00D99来指定，它用来调用内 存中刀具半径补偿的数值。,下午3时0分,数控加工编程及操作,108,G41为左偏刀具半径补偿,定义为假设工件不动，从第三根轴的正向沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿，如图。,(4) 左右补偿的判别,下午3时0分,数控加工编程及操作,109,G42为右偏刀具半径补偿,(4) 左右补偿的判别,定义为假设工件不动，从第三根轴的正向沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿，如图。,下午3时0分,数控加工编程及操作,110,（5）刀具半径补偿指令的几点说明,1）建立补偿的程序段，必须是在补偿平面内不为零的直线移动。 2）建立补偿的程序段，一般应在切入工件之前完成；撤消刀具半径补偿的程序段，一般应在切出工件之后完成。 3）在进行刀径补偿前，必须用G17或G18、G19指定刀径补偿是在哪个平面上进行。平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进行，否则将产生报警。 4）刀补的引入和取消要求应在G00或G01程序段 ，不要在G02/G03程序段上进行。 5）当刀补数据为负值时，则G41、G42功效互换。 6）G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。 7）G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。,下午3时0分,数控加工编程及操作,111,（6）数控铣削的两种加工方式,顺铣时切削力F的水平分力FX的方向与进给运动Vf的方向相同。通常，由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动间隙很小，顺铣的工艺性就优于逆铣。,逆铣时切削力F的水平分力FX的方向与进给运动Vf方向相反。但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬而且余量一般较大，这时采用逆铣较为合理。,下午3时0分,数控加工编程及操作,112,刀具半径补偿实例1,使用半径为R5mm的立铣刀加工如图所示的零件，加工深度为2mm，加工程序编制如下： %1000 G54 G17 G90 G00 Z50 /进入1号加工坐标系 M03 S600 /主轴启动 X-50 Y0 /到达X，Y坐标起始点 Z5 G01 Z-2 F100 /到达Z坐标起始点 G42 X-10 D01 /建立右偏刀具半径补偿 X60 /切入轮廓 G03 X60 Y20 R20 /切削轮廓 X40 Y60 R40 G01 X0 Y40 Y-10 /切出轮廓 G40 X0 Y-40 /撤消刀具半径补偿 G00 Z30 M05 /Z坐标退刀，主轴停 M30 /程序停 MDI设置G54：X-400，Y-150，Z-50； D015,下午3时0分,数控加工编程及操作,113,图 刀具半径补偿点,图 铣削内沟槽的侧面,总结提示,下午3时0分,数控加工编程及