数控加工程序的基本知识.ppt

第第2 2章章 数控编程基础和工艺基础数控编程基础和工艺基础 本章要点本章要点 2.1 数控加工程序的基本 知识 2.2 数控机床的坐标轴和 坐标系 2.3 数控编程中的数值计算 2.4 数控加工的工艺基础 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.1 数控加工程序的组成 2.1 数控加工程序的基本知识 数控加工程序 数控加工程序就是按规定格式描述零件几何形状和加工工艺的 数控指令集，是机床数控系统的应用软件。 数控编程 数控编程从零件图样分析到制成控制介质的全部过程。 编程示例 第2章 数控编程基础和工艺基础 O2001； (程序号) N10 G50 X200 Z150 T0100；(建立工件坐标系，选择T01号刀) N20 G96 S150 M03； (恒线速设定，主轴正转) N25 G50 S2000； (设定主轴最高转速) N30 G00 X20 Z6 T0101； (建立刀具补偿) N40 G01 Z-30 F0.25； (20圆柱加工) 第2章 数控编程基础和工艺基础 N50 X50； (50轴肩加工) N60 X60 Z-70； (50圆锥加工) N70 X90； (60轴肩加工) N80 G00 X200 Z150 T00 M05； (刀具回位) N90 M02； (程序结束) 第2章 数控编程基础和工艺基础 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.1 数控加工程序的组成 2.1 数控加工程序的基本知识 程序名 程序段 程序 组成 程序段序号 指令字 程序结束指令 程序段结束符 由地址符和 数字符组成 常用地址符及其含义常用地址符及其含义 机能机能 地址符地址符 说明说明 程序号码程序号码 O O或或P P或或% % 程序编号地址（包括程序编号地址（包括子程序号码） 顺序号码顺序号码 N N 程序段顺序编号程序段顺序编号 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 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.2 程序段的格式 2.1 数控加工程序的基本知识 程序段的格式 程序段的格式是指在同一程序段中，按照数控系统的要求和规 定，各个指令字的有序排列方法。 目前广泛采用地址符可变程序段格式。 注意：这种格式的程序段的长短、字数和字长(位数)都是可变的 ，字的排列顺序没有严格要求，不需要的字以及与上一程序段相 同的续效指令(模态指令)可以不写。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.2 程序段的格式 2.1 数控加工程序的基本知识 N030 G90G01 X20.0Z-40.0 F50 M03 S500 T0101 ； 程 序 段 序 号 准 备 功 能 尺 寸 字 进 给 功 能 辅 助 功 能 主 轴 转 速 功 能 刀 具 功 能 程 序 段 结 束 符 这种格式的特点是： q 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。 q 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。 q 不需要的指令字或者与上段相同的模态指令可以省略不写。 优点：这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.2 程序段的格式 2.1 数控加工程序的基本知识 N030 G90G01 X20.0Z-40.0 F50 M03 S500 T0101 ； 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.2 程序段的格式 2.1 数控加工程序的基本知识 数控加工程序是按照程序段 输入数控装置的顺序执行， 而不是按程序段序号的顺序 执行。 注 意 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 程序名字符程序名字符“ “O”O” 程序名：地址符“O”+后续几位整 数（程序号） 注意：必须放在程序的开头。 不同的数控系统程序名 地址符不同，一般常用O、P、% 等。 程序号单占一行。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 程序名字符程序名字符“ “O”O” 0001 程序号 程序号地址符 注意：编程时一定要按说明书所规定的符号去编写指令， 否则系统不会执行。 数字编号不允许带小数点和负号。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 程序段序号程序段序号N N 用于识别不同的程序段 程序段序号：地址符N+后续几位整数 注意：数控系统不是按顺序号的次序 来执行程序，而是按照程序段编写时 的排列顺序逐段执行。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 程序段序号程序段序号N N 一般使用方法： 1、一般不用N0。 2、不是程序段的必用字，对于整个程序，可以每个段都用， 也可部分用，也可不用。建议以N10开始, 以间隔10递增，以 便在调试程序时插入新的程序段。 规则：从大到小或从小到大排列 程序段号不一定连续 程序段号为正整数，最小为1 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 准备功能准备功能GG 使数控装置作某种操作的功能（如： 指定坐标系、定位方式、插补方式、 加工螺纹、攻螺纹和各种固定循环以 及刀具补偿等） 准备功能：地址符G+后续两位或三位 整数 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 说明： 常用的G代码的定义大多是固定。 对不同的机床系统有着不同的定义。 编程使用前必须熟悉了解所用机床的使用说明书或编程手册。 准备功能准备功能GG 第2章 数控编程基础和工艺基础 准备功能准备功能GG 说明：上表以华中数控系统为例。 常用G功能指令列表 第2章 数控编程基础和工艺基础 G功能 字 FANUC系统SIEMENS系统 G00快速移动点定位快速移动点定位 G01直线插补直线插补 G02顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补 G03逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补 G04暂停暂停 G05-通过中间点圆弧插 补 G17XY平面选择XY平面选择 G18ZX平面选择ZX平面选择 G19YZ平面选择YZ平面选择 G32螺纹切削- G33-恒螺距螺纹切削 G40刀具补偿注销刀具补偿注销 G41刀具补偿左刀具补偿左 G42刀具补偿右刀具补偿右 G43刀具长度补偿 正 - G44刀具长度补偿 负 - G49刀具长度补偿注 销 - G50主轴最高转速限 制 - G54 G59 加工坐标系设定零点偏置 G65用户宏指令- G70精加工循环英制 G71外圆粗切循环米制 G72端面粗切循环- G73封闭切削循环- G74深孔钻循环- G75外径切槽循环- G76复合螺纹切削循 环 - 第2章 数控编程基础和工艺基础 G80撤销固定循环撤销固定循环 G81定点钻孔循环固定循环 G90绝对值编程绝对尺寸 G91增量值编程增量尺寸 G92螺纹切削循环主轴转速极限 G94每分钟进给量直线进给率 G95每转进给量旋转进给率 G96恒线速控制恒线速度 G97恒线速取消注销G96 G98返回起始平面- G99返回R平面- 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 尺寸字尺寸字 尺寸字给定机床各坐标轴位移的方向 和数据。 尺寸字：各坐标轴地址符+“+”、“-”+ 绝对值数字 尺寸字地址符：直线进给运动为 XYZUVWPQR;回转运动ABCDE;插 补参数IJK;R、D、H用来指定刀具的 半径、半径补偿和长度补偿。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 尺寸字尺寸字 注意： 1、表示后跟的数字值有正负之分，正号可省略，负号不能 省略。 2、数值单位：由程序指令或系统参数设定。 有使用小数点和不使用小数点两种，有的两种都一样，要视具 体情况而定。 通常：使用小数点时，单位为 mm 如：X320.0表示320 mm （要求大家带小数点） 而不使用小数点时，单位为 m 如：X320表示 0.32 mm 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 进给功能进给功能F F 进给功能指定机床在加工时，刀具相 对于工件的进给速度。 进给功能：地址符F+后续一组数字 注意：数字可以是整数也可以是小 数加工螺纹时表示螺纹导程多轴 联动的插补过程中，指定的是合成进 给速度。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 主轴转速功能主轴转速功能S S 主轴转速功能指定机床主轴的转动速 度。 主轴转速功能：地址符S+后续一组数 字（主轴实际转速） 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 刀具功能刀具功能T T 刀具功能指定机床加工工件时刀具 的选择。 主轴转速功能：地址符T+后续一组 数字 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 刀具功能刀具功能T T 刀具功能 数控车床Txxxx 前两位数字表示：刀具号 后两位数字表示：刀具补偿寄存器 的编号（刀补号） 具有选刀、换刀和调用刀具补偿的 功能 加工中心Txx 只有选择刀具的功能，换刀用M06 实现 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 辅助功能辅助功能MM 辅助功能是规定机床做一些与机床运 动有关的辅助动作的功能。 辅助功能：地址符M+后续数字 说明：不同的数控系统中大部分的M指 令相同。 FANUC15系统的编程指令M功能代码 第2章 数控编程基础和工艺基础 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 程序段结束符；程序段结束符； 每一个程序段结束后，都加上程序段 结束符“；” 说明：不同的数控系统中程序段结束 符不同。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 模态指令和非模态指令模态指令和非模态指令 模态指令 模态指令表示该指令在一个程序段中被指定后，就在后面的程 序段一直有效，此时可以省略不写，直到同组的另外一个模态 指令或其他指令把它取消后才失效。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.3 程序指令简介 2.1 数控加工程序的基本知识 模态指令和非模态指令模态指令和非模态指令 非模态指令 非模态指令表示该指令只在被指定的程序段中有效，当程序段 结束后就自动失效（M00）。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.4 主程序和子程序 2.1 数控加工程序的基本知识 主程序是零件加工程序的主体部分, 它是一个完整的零件加工程序,不同 的零件或不同的加工要求,都有惟一 的主程序。 主程序 为了简化编程,有时可以将一个程序 或多个程序中的重复的动作,编写为 单独的程序,并通过程序调用的形式 来执行这些程序,这样的程序称为子 程序。 子程序 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.4 主程序和子程序 2.1 数控加工程序的基本知识 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.4 主程序和子程序 2.1 数控加工程序的基本知识 子程序 就程序结构和组成而言, 子程序和主程序并无本质区别,但在 使用上,子程序具有以下特点: 子程序可以被任何主程序或其他子程序所调用,并且可以多次 循环执行。 被主程序调用的子程序,还可以调用其他子程序,这一功能称 为子程序的嵌套。 子程序执行结束,能自动返回到调用的程序中。 子程序一般都不可以作为独立的加工程序使用,它只能通过调 用来实现加工中的局部动作。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.4 主程序和子程序 2.1 数控加工程序的基本知识 子程序的调用 在大多数数控系统中,子程序的程序号和主程序号的格式相同, 即:也用O后缀数字组成。但其结束标记必须使用M99 (或M17) ,才能实现程 序的自动返回功能。对于采用M99作为结束标记的子程序,其调用可以通过辅 助机能中的M98代码指令进行。但在调用指令中子程序的程序号由地址P规定 ,常用的子程序调用指令有以下三种格 式: 格式一: M98 P口口口口;作用:调用子程序。口口口口一次 格式二: M98 P口口口口Lx x x X; 作用:连续调用子程序。口口口口多次, 地址L后缀的x x x x代表调用次数。 格式三: M98 P x x x x口口口口;作用:调用子程序。口口口口多次,地址P 后缀的数字中,前四位x x x x代表调用次 数,后四位口口口口代表子程序号 。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.5 数控编程的步骤 2.1 数控加工程序的基本知识 零件图纸分析 数值计算 加工工艺分析 编写程序单 制作控制介质 程序校验与首件试切 错误 修 改 数控机床 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.5 数控编程的步骤 2.1 数控加工程序的基本知识 零件图样分析零件图样分析 根据零件图样，分析零件的形状、 尺寸、精度要求、毛坯形式、材料 与热处理技术要求，以便确定该零 件是否适宜在数控机床上加工,并选 择合适的数控机床。 零件图纸分析 数值计算 加工工艺分析 编写程序单 制作控制介质 程序校验与首件试切 错误 修 改 数控机床 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.5 数控编程的步骤 2.1 数控加工程序的基本知识 加工工艺分析加工工艺分析 零件图纸分析 数值计算 加工工艺分析 编写程序单 制作控制介质 程序校验与首件试切 错误 修 改 数控机床 根据图样对工件的形状、尺寸、根据图样对工件的形状、尺寸、 技术要求进行技术要求进行分析分析，选择加工选择加工 方案方案，选定机床、刀具与夹具选定机床、刀具与夹具； 确定零件加工顺序、确定零件加工顺序、走刀路线走刀路线 及及切削用量切削用量等工艺参数等工艺参数等。等。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.5 数控编程的步骤 2.1 数控加工程序的基本知识 数值计算数值计算 零件图纸分析 数值计算 加工工艺分析 编写程序单 制作控制介质 程序校验与首件试切 错误 修 改 数控机床 根据零件图纸上尺寸及工艺线路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的要求，在选定的坐标系内计算 出零件轮廓和刀具中心运动的轨迹出零件轮廓和刀具中心运动的轨迹 坐标。坐标。 编程示例 第2章 数控编程基础和工艺基础 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.5 数控编程的步骤 2.1 数控加工程序的基本知识 数值计算数值计算 零件图纸分析 数值计算 加工工艺分析 编写程序单 制作控制介质 程序校验与首件试切 错误 修 改 数控机床 对于形状简单的零件，要计算 出各几何元素的起点、终点、圆 心点、交点和切点的坐标值。 对于形状比较复杂的零件（非 圆曲线、曲面）需要用直线段或 圆弧段逼近，根据要求的精度计 算出节点的坐标值。这种情况一 般要用计算机来完成。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.5 数控编程的步骤 2.1 数控加工程序的基本知识 编写程序单编写程序单 零件图纸分析 数值计算 加工工艺分析 编写程序单 制作控制介质 程序校验与首件试切 错误 修 改 数控机床 根据制定的加工路线、切削用量、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，编写规定指令代码及程序格式，编写 零件加工程序单。零件加工程序单。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.5 数控编程的步骤 2.1 数控加工程序的基本知识 制作控制介质制作控制介质 零件图纸分析 数值计算 加工工艺分析 编写程序单 制作控制介质 程序校验与首件试切 错误 修 改 数控机床 将程序单上的内容，经转换记录在将程序单上的内容，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，也可直接通信息，若程序较简单，也可直接通 过键盘输入。（应根据所用机床过键盘输入。（应根据所用机床 能识别的控制介质类型制备相应能识别的控制介质类型制备相应 的控制介质。）的控制介质。） 手动输入和计算机通信可省略此 步。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.5 数控编程的步骤 2.1 数控加工程序的基本知识 程序校验与首件试切程序校验与首件试切 零件图纸分析 数值计算 加工工艺分析 编写程序单 制作控制介质 程序校验与首件试切 错误 修 改 数控机床 所制备的控制介质，必须经过进所制备的控制介质，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，有错误，应分析错误产生的原因， 进行相应的修改。进行相应的修改。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.6 数控编程的方法 2.1 数控加工程序的基本知识 手工编程手工编程 编程工作均由人工完成的过程称为手工编程。 适用于：几何形状不太复杂、编程计算较简单、程序量 不大的零件。 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.6 数控编程的方法 2.1 数控加工程序的基本知识 手工编程手工编程 确定 加工 方案 工艺处理 数学处理 编写 程序 清单 制备 控制 介质 程序检验 修改 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.6 数控编程的方法 2.1 数控加工程序的基本知识 手工编程手工编程 零 件 图 样 工 艺 人 员 夹具表 机床表 刀具表 工 艺 规 程 编 程 人 员 加 工 程 序 初 稿 加 工 程 序 修 改 编程手册 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.6 数控编程的方法 2.1 数控加工程序的基本知识 自动编程自动编程 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） 第2章 数控编程基础和工艺基础 2.1.6 数控编程的方法 2.1 数控加工程序的基本知识 自动编程自动编程 自动编程过程的框图 零件几何造型 加 工