数控机床的程序编制.ppt

内容提要 本章将讲述数控加工的工艺分析和典型的加工方法；加工程序的编制、结构及常用算法；简要介绍自动编程。,第二章 数控加工程序的编制,一.程序编制的基本概念 数控加工程序编制：从零件图纸到制成控制介质的全过程。 将零件的加工信息：加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(F、S、T)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质(磁带、磁盘、穿孔带）的整个过程。,第一节 概述,第二章 数控机床的程序编制,常用的程序编制方法有：手工编程和自动编程两种。 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） 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。,第一节 概 述,计算机自动编程系统,第二章 数控机床的程序编制,手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。 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）,第一节 概 述,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20-30%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！,第一节 概 述,二、手工编程的内容和步骤,第一节 概述,图纸工艺分析 这一步与普通机床加工零 件时的工艺分析相同，即在 对图纸进行工艺分析的基础 上，选定机床、刀具与夹具 ；确定零件加工的工艺线路 、工步顺序及切削用量等工 艺参数等。,计算运动轨迹 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。,错误,第一节 概述,编制程序及初步校验 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。,计算运动轨迹,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,第一节 概述,制备控制介质 将程序单上的内容，经 转换记录在控制介质（穿孔带、磁带或磁盘、存储器）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。,第一节 概述,计算运动轨迹,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,程序的校验和试切 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。,第一节 概述,计算运动轨迹,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,常用的校验和试切方法： 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。,第一节 概述,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。,第一节 概述,三、数控加工的工艺分析和数控加工方法 数控加工的工艺分析 数控机床加工零件和工艺除按一般方式对零件进行分析外，还必须注意以下几点： 选择合适的对刀点,第一节 概述,对刀点：确定刀具与工件相对位置的点。由于程序也是从这一点开始执行，所以对刀点也叫做“程序起点”或起刀点。 对刀点 可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。 对刀点 确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。 选择对刀点的原则： 选在零件的设计基准或工艺基准上，或与之相关的位置上。 选在对刀方便，便于测量的地方。 选在便于坐标计算的地方,第一节 概述,Y,Z,第一节 概述,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。,镗刀,钻头,立铣刀、端铣刀,面铣刀,指状铣刀,球头铣刀,车刀,第一节 概述,第一节 概述,a)钻头刀位点,c)车刀的刀位点,b)圆柱铣刀的刀位点,d)球头铣刀的刀位点,对刀：就是使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。,常用的对刀方法为试切法。,根据试切后工件的尺寸确定刀尖的位置。,相对位置检测对刀,机外对刀仪对刀,自动对刀,加工线路的确定 加工线路加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序。 孔类加工（钻孔、镗孔） 原则：在满足精度要求的前提下，尽可能减少空行程,n 个,),)(,1,),1,(,2,b,a,n,a,n,b,+,-,=,-,+,=,（,黄线长,红线长,b,a,+切入/出段,+切入/出段,第一节 概述,第一节 概述,加工线路的确定 寻求最短加工路线 如图a所示零件上的孔系，图b的走刀路线为先加工完外圈孔后再加工内圈孔。若改用c图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。,车削或铣削： 原则：尽量采用切向切入/出，不用径向切入/切出，以避免由于切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量，以保证工件轮廓光滑。,切向切入,径向切入,第一节 概述,刀具切入和切出时的外延,刀具应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，,空间曲面的加工,第一节 概述,加工线路的选择应遵从的原则： 尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程以提高生产率。 保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。 保证零件的工艺要求。 利于简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。,第一节 概述,在数控机床上加工零件时，从零件图上的信息开始，直到生成零件的全过程，每个环节的误差都会影响到工件的加工精度。这些误差通常分为两类： 第一类是在直接加工零件的过程中产生的误差，它是产生加工误差的主体，主要包括数控系统（伺服）的误差和整个工艺系统（机床刀具夹具毛坯）内部的各种因素对加工精度的影响。 第二类是编程时产生的误差，即用NC系统具备的插补功能去逼近任意曲线时所产生的误差。,程序编制中的误差,式中： ：编程误差a 算法误差（拟合误差）：为用近似算法逼近零件轮廓时产生的误差（称一次逼近误差）例如：用直线或圆弧去逼近某曲线时和用近似方程式去拟合列表曲线时的误差。 b计算误差：插补算出的线段与理论线段之间的误差，它与在计算时所取的字节长度有关。 c圆整误差：它是插补完成后，由于分辨率的限制，将其圆整而产生的误差。它与机床的分辨率有关。,第一节 概 述,第一节 概 述,逼近误差,数控编程的数值计算 主要计算零件轮廓基点和节点的坐标。所谓基点：就是直线段和原弧段的交点和切点。逼近直线或圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点成为节点。 非园曲线节点的计算有等间距法、等步长法和等误差法,三种误差的关系如图所示： 原则： 应小于零件精度的10%,第一节 概 述,平面孔系零件的加工方法 对这类孔的形位精度或尺寸精度要求较高的零件，采用数控钻床与镗床加工。,第一节 概 述,2、数控加工方法,旋转体类零件的加工方法 这类零件常用数控车床或数控磨床来加工，特别是在车削零件的毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，因此在编程中，粗车的加工线路是主要要考虑的问题。,先用直线程序进行粗加工，再按零件轮廓进行精加工,可先按图中的方法进行14次粗加工，再精加工成形。,第一节 概述,第一节 概 述,图(c)所示的零件为陀罗转子的示意图，其加工顺序为先加工左边部分，然后加工右边。若采用图(c)的方法，当处在轴向进刀时，切削力会陡增而且排屑不畅，极易引起崩刃。图(c)的方法，切削截面由大逐渐减小，排屑流畅，切削条件大为改善；由于没有单独的轴向进刀，程序段数可减少一半，实践证明，此法行之有效。,c,第一节 概 述,平面轮廓零件的加工方法 这类零件常用NC铣床加工。在编程时则应注意，为保证加工平滑，应增加切入和 切出程序段，若平面轮廓 为数控机床所不具备插补 功能的曲线时，则应先采 用NC机床所具备的插补线 型（直线、圆弧）去逼近 该零件的轮廓。,空间轮廓表面的加工方法 空间轮廓表面的加工可根据曲面形状、机床功能、刀具形状以及零件的精度要求，有不同加工方法。,第一节 概 述,三轴两联动加工-“行切法”。 以X、Y、Z轴中任意两轴作插补运动，另一轴（X轴）作周期性进给。这时一般采用球 头或指状铣刀，在可能的条件 下，球半径应尽可能选择大一 些，以提高零件表面光洁度。 此方法加工的表面光洁度较差。,第一节 概 述,三轴联动加工 下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线SS为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具有空间直线插补功能的三轴 联动的数控机床上 进行加工，但由于 编程计算复杂，宜 采用自动编程。,第一节 概 述,四轴联动加工方法 如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采用三座标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀周边切削方式在四轴联 动机床上进行加工。由 于计算较复杂，故一般 采用自动编程。,第一节 概 述,五轴联动加工 船用螺旋桨是五坐标联动加工的典型零件之一。由于其曲率半径较大，一般采用端铣刀进行加工，为了保证端铣刀的端面与的曲面的切平面重合，铣刀除了需要三个移动轴（X、Y、Z）外，还应作螺旋角（与坐标A），后倾角（与坐标B ）有关的摆动运动。且还要作相应 的附加直线运动，以保证铣刀断面 位于切削的位置。综上所述，叶 面的加工需要五轴（X、Y、Z、A 、B）联动，这种编程只能利用自 动编程系统。,第一节 概 述,四、数控编程系统,数控编程可分为机内编程和机外编程。机内编程指利用数控机床本身提供的交互功能进行编程，机外编程则是脱离数控机床本身在其他设备上进行编程。,五、利用CAM系统进行自动编程的基本步骤,1 加工工艺确定,（1）校准加工零件的尺寸、公差和精度要求；,（2）确定装卡位置；,（3）选择刀具；,（4）确定加工路线；,第一节 概 述,（5）选定工艺参数。,2加工模型建立,利用CAM系统提供的图形生成和编辑功能将零件的被加工部位绘制在计算机屏幕上，作为计算机自动生成刀具轨迹的依据。,3刀具轨迹生成,建立了加工模型后，即可利用CAM系统提供的多种形式的刀具轨迹生成功能进行数控编程。,4后置代码生成,后置处理的目的是形成数控指令文件，利用CAM系统提供的后置处理器可方便地生成和特定机床相匹配的加工代码。,5加工代码输出,第二节 程序编制的代码及格式,一、穿孔纸带和代码 穿孔带 载有数控加工所用全部信息的控制介质有穿孔带、磁盘、磁带等，过去用得最多的是穿孔纸带，随着计算机数控技术的发展，现在软磁盘用得越来越多，穿孔带趋于淘汰。现代功能较强的数控装置，输入方式可以是多样的。能用穿孔带、磁盘等输入，也可以用手动数据输入或计算机通讯输入。不管采用什么控制介质和输入方式，加工信息的代码和格式都是一样的。数控机床多采用八单位穿孔带，每行可穿9个小孔，其中一个小孔为同步孔，用来产生读带的同步控制信号，其余八个孔为信息孔，有孔表示二进制数的“1”，无孔表示二进制数的“0”，见表2-2。 .代码 经过多年的发展，数控系统中常用的代码有 ISO（InternationalStandardizationOrganization,第二节 程序编制的代码及格式,和EIA(Electronic Industries Association)两种. 代码：是文字、数字、符号以及它们组合的总称，又称指令。它是程序的最小单元。 . 编程指令系统操作代码的总称 ISO与EIA代码的区别： 1、ISO为偶数码，代码有一定的规律性，第八列为偶数校验码。EIA为奇数码，第五列孔为补奇孔。 2、 ISO为7位二进制编码， EIA为6位二进制编码，所以ISO代码表示的信息量比EIA大一倍。,二、G指令、M指令和其他代码 任何一个零件的加工程序是由一个个程序段组成，程序段又由程序字构成，程序字可分为尺寸子和功能字，功能字又称为功能指令或功能代码，常用的功能代码有G代码M代码、F、S、T代码 . G指令准备功能 作用：规定机床运动形式、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G00- G99 共100种，分模态（续效）指令与非模态（非续效）指令，见课表 2-4，2-5 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种分模态（续效）指令与非模态（非续效）指令。,第二节 程序编制的代码及格式,如M00（非模态）程序暂停，按运行键可继续 M01（非模态）计划程序结束。M02（非模态）程序结束,回加工起点，M30（非模态）关主轴和冷却程序结束 F.S.T指令 F指令指定进给速度指令（续效指令）单位：mm/min或mm/r 组成： 编码法：F带两位数字，如F05,F36等。后面所带的只是一个代码，它与某个（系统规定的速度值）速度值相对应，换而言之，这种指令所指定的进给速度是机床进给速度数列的序号（编码号），具体的进给速度需查表确定。 直接法：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。,第二节 程序编制的代码及格式,S指令（切削速度）指定主轴转速指令（续效指令） 组成：也有编码法和直接指定法两种（同F），如S05,S300等，单位：r/min T指令指定加工刀具号的指令。 组成：T后跟两(四)位数字，如T0101,T28等。 T0101表示选择01号刀具，01号刀补。 T28表示选择2号刀具，8号刀补。 T后跟两位数字的也有直接代表刀编号。 4）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X1000.0,Y2000.0等 单位：数控系统规定的单位,如mm,第二节 程序编制的代码及格式,（2）子程序标号和调用指令 数控加工中可分为主程序和子程序，作用：用于指定子程序名和在主程序中调用子程序指令。 组成： 子程序名字符N后带四位数字如N0001,N0021(有的用O)。 子程序调用字符，后带一组数字。其中，前四位数字被调用的子程序名，后面的数字为调用次数。,（3）程序段标号，程序段结束字符以及变量等。,M98调用子程序指令 M99子程序结束指令,M98,第二节 程序编制的代码及格式,. 数控加工程序的结构 程序的组成：一个完整的加工程序由程序号（名）和若干程序段组成，每个指令字又由字母、数字、符号组成。 程序名：不同的数控系统，程序号地址码所用的字符不相同，法那克系统用O，AB8400系统用P,实训基地三英系统用%,%99 %为程序好的地址码，99为程序的编号 N0010 S400 M03 M08 ； N0020 G90 G00 X50 Y60； N0030 G01 X10 Y50 T01 F300 ； ; ; ; N0100 G00 X-50 Y-60 M02；,程序段,第二节 程序编制的代码及格式,上面是一个完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段组成。 程序名：%99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，以“；”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O 开头，以LF、CR、EOB结束等，三英系统程序段结束不用任何符号。,由上面的程序可知： 加工程序由程序名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 程序段是由若干指令字组成。 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系统规定字符数不大于90个，一旦大于限定的字符数时，应把它分成两个或多个程序段。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,第二节 程序编制的代码及格式,第二节 程序编制的代码及格式,. 程序段的格式 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），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。,程序段的格式：程序段号四位数字 N G X Z M S T F ； N程序段号字， G 准备功能字，M辅助功能字 X Z尺寸字， S主轴转速功能字 T刀具功能字 F进给功能字,第二节 程序编制的代码及格式,第二节 程序编制的代码及格式,主程序和子程序 有时被加工零件上，有多个形状和尺寸都相同的部位，若按通常的方法编程，则有一定量的连续程序段在几处完全重复的出现，可以将这些重复的程序串，单独地分离出来按一定格式做成子程序，程序中子程序以外的部分便称为主程序。 子程序可以被多次重复调用。而且有些数控系统中可以进行子程序的“多层嵌套”，子程序可以调用其它子程序，从而可以大大地简化编程工作，缩短程序长度，节约程序存贮器的容量。,第三节数控机床坐标系,数控机床坐标系的若干规定 在数控编程时，为了描述机床的运动，简化编程的方法及保证记录数据的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化。ISO和国标作了相应规定。 1、机床相对运动的规定 刀具相对于静止的零件而运动的原则。为了编程方便，一律规定为零件固定，刀具运动。,机床坐标系的规定,2、机床坐标系的规定 为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和方向。 标准坐标系用右手直角笛卡儿坐标系。,迪卡尔右手直角坐标系,数 控 机 床 坐 标 系 的 规 定,旋转坐标轴: 围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴A、B、C则按右手螺旋定则判定。 附加坐标轴： 平行于X、Y、Z的坐标轴分别用U、V、W坐标轴。,数 控 机 床 坐 标 系 的 规 定,3、运动方向的规定 增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。,3 各坐标轴及其正方向的确定原则,1、确定Z轴 以平行于机床主轴的刀具运动坐标为Z轴， Z轴正方向是使刀具远离工件的方向。 如果机床有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向。 如果没有主轴或主轴能摆动，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为Z轴。,2、确定X轴。 X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。正方向也是使刀具远离工件的方向。 （1）刀具做旋转运动可分为： 标准规定： 在刀具旋转的机床上（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。,各坐标轴及其正方向的确定原则,各坐标轴及其正方向的确定原则,（2）工件做旋转运动：X轴为径向方向 在工件旋转的机床上（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。 3、确定Y轴。 按右手定则定出Y轴正方向。,主轴旋转方向,从主轴后端向前端(装刀具或工件端)看,顺时针旋转方向为主轴正旋转方向.,数控机床坐标系示例,多轴数控机床坐标系示例,二、机床坐标系与工件坐标系 编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。,第三节数控机床坐标系,机床原点与机床坐标系 机床原点 机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点，不能随便改动。 机床原点的建立：用回零方式建立。 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程,第三节数控机床坐标系,数控车床原点,数控铣床的坐标原点在 XYZ坐标正方向的极限位置,机床参考点 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。 （1）机床坐标系 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。 注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。,第三节数控机床坐标系,机床参考点的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。,（2）工件原点与工件坐标系 工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。 工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。 工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。 现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行切换。,第三节数控机床坐标系,三、绝对坐标编程和相对坐标编程. 定义 绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件） 零点计量的编程方式。 相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。 表达方式：G90/G91； X.Y.Z绝对，U.V.W相对 选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。 注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无意义的 ，在编程中绝对坐标系和增量坐标系均可采用，,第三节数控机床坐标系,四、分辨率（Resolution） 分辨率：两个相邻分散细节之间可以分辨的最小间隔。 分辨率对控制系统而言，它是可以控制的最小位移量。 数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最小指令增量，脉冲当量（步进电机）是指数控控机床的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为0.0001-0.01mm，视具体机床而定。） 脉冲当量对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）机床位移部件的运动量。,第三节数控机床坐标系,第四节 G指令编程方法,前面已介绍有关程序编制的预备知识，这节将通过一些编程实例，对编程方法和某些常用指令的用法作进一步介绍，尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必须认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编制出正确的程序。,第四节 G指令编程方法,程序指令说明： 程序号， %，加工工件的文件名，00-99、A-Z 程序段号，N，程序段的顺序号，0000-9999 准备功能G,辅助功能M 刀具功能： 车床T为换刀指令，铣床T刀具半径补偿参数编号H长度补偿编号。 坐标字，XU ZW分别为X轴Z轴坐标值。 圆心坐标，I J K分别为X轴Y轴Z轴圆心坐标增量值 圆弧半径，R 为圆弧半径或刀具半径值。 延时时间，D制定延时的延时时间，0.001-65S 程序入口，P调用转移的入口程序段号 0000-9999 重复次数，L指定循环此书或子程序的调用次数。,一、与坐标系相关的指令 G92指令 (亦称绝对坐标系设定指令，非模态） G92是用来建立工件坐标系的，它规定了工件坐标系的原点位置。以工件原点为准，确定了起刀点的坐标值，并把这个设定值记忆在数控装置的存储器内，它只有在采用绝对坐标编程时才有意义（不能使用增量坐标值）执行该指令后，就确定了起刀点与工件原点的相对位置。 编程格式： G92 X a_ Y_b Z_c_ a、b、c为 刀位点在所设定工件坐标系中的坐标位置。 G92指令不产生动作，只用来建立绝对坐标系。 G92以后程序段可以使用相对方式编程,第四节 G指令编程方法,G92指令（非模态) 使用该指令，便建立了工件坐标系，数控系统在加工之前送入系统的某个单元，其后的加工程序中的编程尺寸都是在这个工件坐标系的尺寸。 该指令还有补偿工件在机床上安装误差的功能，即当首件零件加工完成后，测量工件尺寸精度。如果发现是由于工件安装不准引起的误差，则不必重新安装工件，只需修改所设的坐标值，即可消除这一加工误差。,第四节 G指令编程方法,G53,G54-G57：工件坐标系设置指令 G53选择机床坐标系； G54-G57建立相应的工件坐标系，并执行到相应坐标系的X,Y,Z位置。 使用该指令后，其后的编程尺寸都是相对于相应坐标系而言的。 这类指令是续效指令， 注意：这类指令只在绝对坐标下有意义（G90），在G91下无效。,第四节 G指令编程方法,G17,G18,G19指令（模态，G17模态，初态） 坐标平面选择指令。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。若数控 系统只有一个平面的加工能力， 可不必书写（如车床加工）。 这类指令为续效指令， 缺省值为G17。,第四节 G指令编程方法,第四节 G指令编程方法,绝对坐标与增量坐标指令 G90,G91 一般数控系统允许绝对坐标方式和增量坐标方式及混合方式编程。 G90程序段中的尺寸为绝对坐标值，G91则表示为增量坐标值，绝对坐标编程时终点的坐标值在绝对坐标系中确定。 如G90 G01 X30 Y37 终点坐标值是在绝对坐标系中确定的。 G91 G01 X20 Y25 终点坐标值是在相对坐标系中确定的。 三英数控系统车床采用相对编程时不用写G91,直接用U,W，表明使用增量方式编程。,二、与控制方式有关的指令 G00指令快速定位指令（模态，初态） 编程格式：G00 X（U)_Z(W)_车床编程格式 编程格式：G00 X_Y_Z_A_铣床编程格式 功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的进给速度，快速移动到程序段所指定的定位点。 注意：G00的运动轨迹不一定是直线（空间折线），若不注意则容易干涉（要避免刀具与工件或夹具碰撞）。 G00中不需要指定速度，即F指令无效。 G00只是快速到位，不进行切削加工。 G00可用增量编程、绝对编程或混合编程,第四节 G指令编程方法,G01指令直线插补指令（模态） 编程格式：G01 X（U)_Z(W)_F_车床编程格式 编程格式：G01 X_Y_Z_F_铣床编程格式 功能：命令刀具从当前位置以两坐标或三坐标联动的方式，按指定的进给速度使刀具相对于工件作直线运动到达程序段中指定的坐标值位置。即终点坐标位置。 注意：G01的运动可单轴、两轴或多轴联动，G01 F均为模态指令 G01需要指定速度F，否则机床不动作 G01可用增量编程、绝对编程 G01指令后面只有两个坐标值时刀具做平面直线插补，若三坐标值时作空间直线插补。,第四节 G指令编程方法,第五节 编程实例,绝对方式编程 G92 X90 Z100 (设定编程原点） N0010 G00 X40 Z80 S600 T01 M03 N0020 G01 Z60 F120 N0030 X60 Z50 F80 N0040 Z0 F80 N0050 M02,相对方式编程 G92 X90 Z100 (设定编程原点） N0010 G00 U-50 W-20 S600 T01 M03 N0020 G1 W-20 F120 N0030 U20 W-10 N0040 W-50 F80 N0050 M2,G02,G03指令圆弧插补令（模态）G02：顺时针圆弧插补。 G03：逆时针圆弧插补。 顺、逆方向判别规则： 沿垂直于要加工的圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，刀具相对于工件的转动方向是顺时针为G02,否则为G03来判别圆顺、逆时针方向如图所示。 注意：按ISO标准坐标方向规定，车床 平面XZ的-Y方向由纸面指向观察者，所 以，数控车床的标准坐标系XOZ中，圆弧 顺逆与我们的习惯方向正好相反。,第四节 G指令编程方法,车床编程格式： G02 X(U) _Z(W)_I_K_F G02 X(U) _Z(W)_R_F G03 X(U) _Z(W)_R_F G03 X(U) _Z(W)_I_K_F 坐标中X,Z是圆弧终点坐标（可增量或绝对编程）, I为起点到圆心在X方向的增量值乘2（直径编程）, K为起点到圆心Z方向的增量坐标值,也可不用I，K编程，而用R编程，当圆弧大于180度时R用负值表示。 整圆不能用R编程,第四节 G指令编程方法,圆弧CD段程序为： 相对编程 N0000 G02 U20 W-10 R10 F80 或 G02 U20 W-10 I20 K0 F80 绝对编程 N0000 G02 X60 Z50 R10 F80 或 G02 X60 Z50 I20 K0 F80,第四节 G指令编程方法,铣床编程格式： G17G02（G03）X _Y_I_J_F XY平面（模态） G18G02(G03) X _Z_I_K_F XZ平面（模态） G19G02(G03) Y _Z_J_K_F YZ平面（模态） 铣床圆弧插补必须明确插补平面，坐标中X,Y,Z是圆弧终点坐标（可增量或绝对编程）I,J,K分别是X,Y,Z轴上起点到圆心的增量坐标值，也就是说起点为零，圆心在起点的正方向为正，在起点的负方向为负。也可用R编程，当圆弧大于180度时R用负值，整圆不能用R编程 注意在不同的平面内进行圆弧插补时顺逆的判断。,XY平面圆弧,XZ平面圆弧,ZY平面圆弧,圆心指向起点的向量在X,Y,Z轴上的分量用I,J,K表示 形式如图,由起点指向圆心的向量在 X,Y,Z轴上的分量用I,J,K表示,第四节 G指令编程方法,R表示法：用半径R带有符号的数值来表示： AB180 R 0 R100； BA180 R 0 R-100,说明： 1。具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定。 2。G00,G01,G02,G03是同组续效指令，不能出现在同一程序段中，,第四节 G指令编程方法,作业,三、与刀具补偿有关的指令 G40 G41 G42指令刀具半补偿指令 G41 ：左刀补，即沿加工方向看刀具在左边 G42 ：右刀补，即沿加工方向看刀具在右边 G40 ：取消刀补 说明：1）刀补建立： 2）刀补取消： 3)拐角过渡： 当拐角锐角时， 为减少刀具的空行程， 往往要插入一段程序。,第四节 G指令编程方法,左偏刀具半径补偿,右偏刀具半径补偿,车床编程格式（三英）（圆头车刀加工） G40-刀具半径补偿取消（模态，初态） G41R-左偏刀具半径补偿指令（模态） G42R-右偏刀具半径补偿指令（模态） G41,G42中的左偏，右偏使指沿切削方向看，刀具在工件的左侧或右侧。刀具半径用R指定。执行偏置是在G41,G42所在程序行开始。 铣床编程格式（三英） G40-刀具半径补偿取消（模态，初态） G41T-左偏刀具半径补偿指令（模态） G42T-右偏刀具半径补偿指令（模态） 刀具半径值用T01-T16调用 刀具偏置只对G00,G01,G02,G03有效。,第四节 G指令编程方法,第四节 G指令编程方法,其它数控机床编程的一般格式,D：偏置值寄存器选用地址。 xx：刀具补偿偏置值寄存器号 上式中用D功能字指定刀具补偿值寄存器的地址号 加工前手动输入相应的寄存器，如果刀具半径磨损变小，手工输入新的半径值到D功能字指定的存储器即可，如果粗加工留出余量，可在粗加工前输入数值为刀具半径加余量值，加工时用D指令调用。,N0000 G41 R3 ；刀具在工件左侧，半径为3 N0010 G01 U25 F100 ；AB，在B点产生外尖角过渡补偿 N0020 G3 W-20 U0 R15 ；BC，实际执行R15+3的圆弧，C点产生过渡圆 N0030 G2 W-50 U0 R30 ；CD，实际执行R30-3的圆弧 N0040 G1 W-35 ；DE，在D点产生外尖角过渡补偿 N0050 G40 ；取消刀具补偿 N0060 G0 U10 N0070 W99 N0080 G26 N0090 M02,三英车床 刀具半径 补偿实例,加工程序为： N0000 G91 G01 Z-10 F400 ;Z周下刀 N0010 G17 G41 T01 G02 X10 Y10 R5；A-B产生圆弧的刀具偏移 N0020 G03 X10 Y0 R5； B-C两圆相切不产生尖角过渡，只刀具偏移 N0030 G02 X10 Y0 R5； C-D两圆相切不产生尖角过渡，只刀具偏移 N0040 G01 Y-15 X-10 ; D点产生尖角过渡原弧，DE走直线 N0050 G02 X-10 Y0 R5 ； E点产生尖角过渡原弧，E走直线 N0060 G40 G01 X-10 Y15 N0070 G26 M02,三英铣床 刀具半径 补偿实例,G40（49）、G44、G43指令刀具长度补偿指令 刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（Z方向）的补偿，它可以使刀具在Z方向的实际位移大于或小于程序给定值。即： 实际位移量=程序给定值+补偿值 刀具长度补偿指令的编程格式为 G43 Z-Hxx （三英铣床 G43 H 用H调用刀具长度补偿值） G44 HxxZ- G44 ZHxx-（G44 H用H调用刀具长度补偿值） 该指令可以根据储存在偏置寄存器D01-D99中的设定值 （与终点坐标值进行加法（正补偿G43）或减法（负补偿G44）运算后）使刀具的实际移动距离增加或减少一个偏置值。 Z为程序中给定的坐标值 G40取消刀补，三英用G49,第四节 G指令编程方法,第四节 G指令编程方法,四、其它指令 G04暂停(延迟）指令 功能：可使刀具作短时的无进给运动 编程格式：G04 X（U)(P)(D)_ 或G04F_ 其中：X、U、D、P,F其后的数值表 示暂停的时间，单位为ms或S ;或者 是刀具工件的转数，视具体数控系统而定。 用途： 用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工用作时间匹配：为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。 在车床上倒角或车顶尖孔时,为表面平整，使用该指令使工件转过一转后再退刀。 G04为非续效指令，只在本程序段有效。,第四节 G指令编程方法,第四节 G指令编程方法,回程序起点指令G26,G27,G28,G29,G30,G60,G61 指令格式:G26坐标轴都返回起始点（X,Y,Z,A) G27X坐标轴返回起始点 G28Y坐标轴返回起始点 G29Z坐标轴返回起始点 G30A轴回起始点 G60返回上段程序起点 G61返回到G25设定的点 G25存储当前运行的机床坐标,五、固定循环指令 在用NC机床上加工零件，一些典型加工工序，如钻孔、攻丝、深孔钻削、切螺纹等，所完成的动作循环十分典型，将这些动作预先编好程序并存储在存储器中，并用相应的G代码来指令。固定循环中的G代码所指令的动作程序，要比一般G代码所指令的动作要多得多，因此使用固定循环功能，可以大大简化程序编制。 在G指令中，常用G80-89作为固定循环指令，而在有些车床中用G33-G35与G76-G79作为固定循环指令。固定循环指令一般随机床的型号、厂家而变，不通用。,第四节 G指令编程方法,针对三英车床介绍 G33 螺纹加工指令 格式：G33Z(W)-X(U)-K(E)-L- Z/W为螺纹的长度，X/U为锥螺纹加工X方向的长度，K为公制导程，范围0.25-24mm，E为英制导程,L为螺纹的头数，缺省值为1 如:N0000 G33 W-30 K1.5 长度为30导程为1.5的直螺纹 N0010 G33 W-30 U10 K3 锥度为1:6导程为3的锥螺纹 N0020 G33 W-30 E10.2 加工每英寸101/2的螺纹 G76 螺纹固定循环指令 用于公英制、直螺纹、锥螺纹、多头螺纹、内外螺纹、正反螺纹粗精加工。 格式：G76 Z(W)-X(U)-K(E)-L- 各功能字的意义与G33相同，二者的区别：G33是一次性加工，执行完停在终点，适合有退刀槽工件的加工；G76是固定循环，执行过程为：切削、X提前快速退刀，Z退回，X退回进刀点，用于Z方向无退刀槽的螺纹加工。,第四节 G指令编程方法,第四节 G指令编程方法,G31为定义G76的 X、Z方向的退刀长度和的退刀速度 未定义时X的退刀长度为K+2 例： N0000 G00 U-19 ； 到进刀点， N0010 G31 U3 W8 L4；定义X退刀3，Z8，L退刀速度 N0020 G76 W-50 K1.5；车长度50螺距为1.5的螺纹 N0030 U-0.75 ；X进刀0.75，再执行循环 N0040 U-0.25 ；X进刀0.25，再执行循环 N0050 G0 U20 ；X回起刀点 N0060 M02 ；程序结束 G74攻丝固定循环指令， 格式：G74 Z(W)-K(E)- Z为攻丝深度，K/E为螺距 执行过程为：Z轴进刀攻丝、主轴停、主轴反转、Z轴退回起点、关主轴。 如;N0000 G74 W-50 K1.5 攻丝深度为50螺距为1.5的螺纹。,G24 锥面固定循环指令，用于加工锥面。运动轨迹为三角形，先加工锥面切削再退刀。 格式:G24 X(U)-Z(W)-F-,N0000 G0 X40 ；快速到B点 N0010 G24 X50 W-55 F150 ；执行BCAB循环 N0020 U-8 ；到B1，执行B1C1A1B1循环 N0030 U-8 ；进刀B2，执行B2C2A2B2循环 N0040 G0 X70 ；快速返回起点 N0050 M2 ；程序结束 其中：执行BC为F速度， CAB为G00速度。,G77 柱面固定循环指令 用于加工相互垂直的两个表面，运动轨迹为矩形 格式：G77 X(U)-Z(W)-F- 进行切削加工时执行F进给速度，退刀时为G00速度,N0000 G0 X40 ；起刀点快速到A点 N0010 G77 X34 Z50 F150 ；执行ABCDA循环 N0020 U-4 ；进刀A1，执A1B1C1D1A1循环 N0030 X32 ；进刀A2，执A2B2C2D2A2循环 N0040 G0 X60 ；快速到起刀点 N0050 M2 ；程序结束 其中：执行AB为G00速度，BC为F速度，CDA为G00速度。,G83钻深孔指令 格式：G83 Z(W)-F-D- D为延时时间，单位S,N0000 G00 X0 ；到中心A N0010 Z65 ；到B点 N0020 G83 Z40 F20 D1 ；执行BCB，C点延时1秒 N0030 W-5 ； BDED循环 N0040 W-5 ；DFGF循环 N0050 G29 ；Z返回起点 N0060 M02 ；程序结束 其中：执行BC为F速度，CB为G00速度，BDE为F速度， ED为G00速度。,G75 车槽固定循环指令。实际上是类似G77指令的矩形循环，只是把相邻的两个切削面改为三个切削面 格式：G75X(U)-Z(W)-F 同样进行切削加工时执行F进给速度，退刀时为G00速度,N0000 G00 X70 ；到A点 N0010 G75 U-10 Z47.5 F30 ；执行ABCDA N0020 U-8 ；执行AA1B1C1D1A1 N0040 U-8 ；执行A1A2B2C2D2A2 N0050 M02 ；程序结束 其中：执行ABC为F速度，CDA为G00速度。,G22程序循环指令，G80循环结束指令，二者必须成对使用，用于零件加工中需要反复加工的场合。 指令格式：G22 L- L为循环次数 循环体 三英铣床加工实例 G80,N0000 G17 G91 G01 Z-10 M03 F250 N0010 G22 L4 N0020 G01 X20 N0030 G03 X10 Y0 I5 J0 N0040 G80 N0050 G01 X20 N0060 Y-30 N0070 G11X Y 设置X、Y轴镜像 N0080 G22 L4 N0090 G01 X20 N0100 G03 X10 Y0 I5 J0,N0110 G80 N0120 G01 X20 N0130 G12 N0140 G01 Y30 N0150 G26 M02 三英铣床循环指令 G81 钻孔循环，主要用于Z轴方向的固定钻孔，减少编程量。 格式：G81 Z-F-D- Z为钻孔深度， F为钻孔速度，D为钻孔到位与快速返回起点之间的延时时间。 如N0010