数控加工的程序编制培训课程.ppt

第二章数控加工的程序编制 一 数控机床的坐标系二 数控标准代码及数控程序格式三 G指令编程应用与举例四 数控加工程序编程举例五 自动编程 一 数控机床的坐标系 数控机床坐标的作用 1 用来表示数控机床各运动部件沿坐标轴的位移量和方向 2 有利于编程简单 可以使程序具有互换性 目前 国际上已采用了统一标准的坐标系 数控机床坐标系标准我国已制定了标准 数控机床坐标和运动方向命名 JB3051 82国际标准 机床数字控制 坐标轴和运动的命名 ISO841 74 坐标轴的命名1 坐标轴采用右手直角笛卡儿坐标系 2 基本坐标轴为X Y Z 三者的位置关系和正方向用右手定则来判定 3 回转坐标轴为围绕X Y Z各轴旋1 转的坐标轴 用A B C轴表示 回转轴的正方向用右手螺旋法则来判定 机床坐标轴的确定方法1 三个假设 假定工件静止 永远是刀具相对于工件运动 机床坐标轴及其正方向是指刀具运动的坐标轴及其正方向 Z轴与主轴平行 并且刀具离开工件的方向为正方向 2 基本坐标轴的确定步骤 Z轴 已在假设中确定 X轴 总是在水平面内 其正方向根据不同形式的机床而不同 对于主轴夹持工件旋转的机床 如 车床 X轴位于工件的径向 且与横向滑座平行 正方向是远离主轴轴线的方向 对于刀具旋转的立式机床 如 立式铣床 立式加工中心 X轴位于水平方向 正方向 通过主轴看立柱 X的正方向指向右边 对于刀具旋转的卧式机床 如 卧式铣床 卧式加工中心 X轴位于水平方向 正方向 顺着主轴看工件 X的正方向指向右边 Y轴 与X Z轴垂直 其正方向是根据右手定则来判断 从Z X A B C轴 分别围绕X Y Z轴旋转 其正方向根据右手螺旋定则来确定 附加坐标系 是指与基本坐标系平行的坐标系 标准规定有两组 第一组为 U V W其正方向与X Y Z相同 第二组为 P Q R其正方向与X Y Z相同 机床坐标系与工件坐标系机床坐标系 是数控机床固有的坐标系 其坐标轴的方向和原点是机床设计时或调试时确定的 是唯一的 不可以改变的 工件坐标系 是加工工件时 由编程人员确定的 该坐标系的坐标轴与机床坐标系相平行 坐标轴的方向与机床坐标系相同 工件坐标系的原点是编程人员为了编程的方便在图纸上指定的一点 它不是唯一的 是可以改变的 工件坐标系是在机床坐标系中建立的 一个工件在加工中 可以同时建立多个工件坐标系 以满足加工的需要 绝对坐标和相对坐标绝对坐标 是指刀具运动的坐标值都是相对工件坐标系的原点而计算的 相对坐标 増量坐标 是指刀具运动的坐标值都是相对运动轨迹的前一点的坐标计算的 A B点的绝对坐标 XA 30 0YA 35 0XB 12 0YB 15 0B点的相对坐标 XB 18 0YB 20 0 主轴的正转与反转判定判定方法 用右手螺旋定则将右手大姆指顺着主轴指向工件 四指环绕主轴轴线 当主轴回转方向与四指环绕方向相同时 为顺时针方向 CW 即为主轴正转 当主轴回转方向与四指环绕方向相反时 为逆时针方向 CCW 即为主轴反转 最小设定单位 是指数控系统发出一个脉冲指令后 经过伺服系统转换 放大 反馈后推动数控机床上的运动部件轴向移动的位移量 叫做最小设定单位 又称脉冲当量 目前 最小设定单位的值一般为 0 01 0 0001 最小设定单位的值越小 表明其精度越高 编程时 所有编程尺寸都应转换成与最小设定单位相对应的数值 举例 向X轴正方向移动12 56 向Y轴负方向移动5 602 机床的最小设定单位为佳0 001 用最小单位表示 X12560Y 5602用小数点表示 X12 560Y 5 602同时用最小单位和小数点表示时 X12 560Y 5 602或X12560Y 5602推荐用小数点表示 当输入最小设定单位以下数值时 按四舍五入处理 如 12 5602 12 56012 5608 12 561 二 数控标准代码及数控程序格式 一 穿孔带及其代码1 穿孔带的作用是主要的输入介质 其上以一定格式排列的代码孔代表不同的信息 输入CNC装置后均转换成二进制数字代码 供CNC装置进行处理 代码孔已标准化 我国制定的标准是 JB3052 82 数控机床七位代码字符集 等效于ISO840 1973 2 结构特点 穿孔带的宽度有两种 五单位和八单位 五单位 宽17 5mm 每排有5个孔 多用于数控线切割机床 八单位 宽25 4mm 每排有8个孔 多用于除数控线切割机床以外的其他各种数控机床 目前 八单位穿孔带有两种标准 EIA 美国电子工业协会 标准 早期的数控机床采用 目前少用 ISO 国际标准化组织 标准 现代数控机床广泛采用 将逐步取代EIA标准 目前 还有两者兼用的 2 八单位穿孔带简介每排有9个孔 1个小孔 8个大孔 1个小孔 称为中导孔或同步孔 在第3列和第4列之间 用来作为每排大孔的定位基准 并用来产生同步信号 8个大孔 称为信号孔 用来记录数字 字母或符号信息 3 穿孔带的代码 见代码表 数字码 0 9文字码 A Z符号码 各种符号这些代码根据每排孔的个数和位置排列的不同来区别 4 代码孔的排列规律ISO 每排孔的个数是偶数 第8列为补偶列 所有的数字码在第5列和第6列都有孔 字母码在第7列有孔 EIA 每排孔的个数是奇数 第5列为补奇列 补偶和补奇的作用 是检验纸带的穿孔是否有错 二 G代码 也称G功能或G指令 我国机械工业标准JB3028 1983 数字控制程序段中的准备功能和辅助功能M代码 对G代码和M代码作了具体规定 该标准与国际标准ISO1056 1975E基本一致 G代码见P31表2 3 1 G代码的作用 是用来设定工件坐标系和机床的控制方式 是数控程序的基础 2 G代码的组成 由字母G和后续的二位数字组成 从G00 G99共100种 3 G代码的分类 根据是否具有功能保持性 G代码可分为模态代码 又称续效代码 和非模态代码 模态代码 具有功能保持性 即该功能一经使用则一直有效 直到出现该代码同组的代码为止 非模态代码 不具有功能保持性 仅在其出现单程序段内有效 过期作废 4 模态代码的组别 对模态代码进行分组 用字母作标记 见表2 3G代码表中第二栏 相同字母标记的为一组 同组代码具有排他性 a组 G00 G03 G06 G33 G35 c组 G17 G19 G80 G81 G89 d组 G40 G42 f组 G53 G59 h组 G60 G62i组 G96 G97 j组 G90 G91k组 G93 G95 共8组 5 非模态代码用 表示 见表2 3G代码表中第三栏 它不具有排他性 6 不指定 和 永不指定 代码 用 表示 见表中第三栏 其功能可以由CNC装置制造商自行定义 不指定 作为机动G代码 用户 CNC装置制造商 在需要的时候可以自行定义新的功能 永不指定 永远作为机动G代码 留给用户 机床用户 在需要的时候可以自行定义新的功能 7 功能可以替换的G代码 用 d 表示 它表示可以用同栏中d组的代码所代替或注消 也可以用同栏中其他用 d 标记的代码所代替 三 M代码 也称M功能或M代码 M代码已标准化 见P34表2 4M代码 1 M代码的作用 用来表示数控机床辅助动作的开关或状态 如 程序停止 结束 主轴启动 停止 冷却液开 停 刀具交换等 2 M代码的组成 由字母M和后续的两位数字组成 从M00 M99共100种 3 M代码也有模态和非模态之分 在表第4栏中 用 表示的都是模态的 在表第5栏中 用 表示的都是非模态的 4 M代码根据功能开始的时间可分为两种 第一种 是与程序段指令运动同时开始 第2栏中用 表示的 第二种 是与程序段指令运动完成后开始 第3栏中用 表示的 5 M代码也有 不指定 和 永不指定 用来作为机动 留给用户 CNC制造商和机床用户 自行定义新的功能 但要在使用说明书上说明 6 几个特殊的M代码 1 M00 程序停止指令 暂停 该程序的实质 是设定了一个软件 开关 当程序运行的这个 开关 时 就自动停止 即 执行完含有M00的程序段后 主轴 进给及冷却都自动停止 程序停止后 机床的状态保持不变 当执行完某种固定操作后 按下设置在操作面板上的 循环启动 键 硬件开关 后 程序将继续执行后续的程序 该指令主要用在加工过程中 需要停机进行某种手动操作的场合 这种停机是程序事先确定的 停机过程用软件实现 恢复用硬件实现 2 M01 计划 任选 停止指令 暂停 该指令也是程序停止指令 它与M00的不同之处在于 M00是用软件实现的自动停止 而M01是用硬件配合来实现的停止 即 在操作面板上预先按下 任选停止开关 当执行完含有M01代码的程序段后 程序停止 否则 M01不起作用 程序将继续执行 程序恢复运行同M00相同 按下 循环启动 键 该指令的使用场合 在加工中随机要使机床停止运动而要进行某种手动操作的场合 如 随即抽查零件的关键尺寸 停机和恢复程序都是通过硬件开关来实现的 3 M02 程序结束指令 机床停止运动 该指令的功能 是当程序全部运行完毕后 用此指令来使主轴 进给 冷却全部停止 同时使机床复位 使程序返回 开始状态 停止的过程是自动的 停机的前提是程序已完成全部工作 该指令出现在最后一个程序段中的最后 因为机床一执行完该指令 便立即停机复位 4 几个常用的M代码M03 主轴正转M04 主轴反转M05 主轴停止M08 切削液开M09 切削液关M98 调用子程序M99 返回主程序 四 F S T代码1 F代码 又称F功能或F指令 进给速度指令 是模态代码 续效代码 单位mm min 有两种表示方法 代码法 不常用 指令格式是F后跟两位数字 该两位数字不直接表示进给速度的大小 而是进给速度数列的序号 进给速度数列可以用几何级数来表示 也可以用算术级数 序号与它代表的进给速度有一一对应的关系 直接指定法 常用 指令格式是F后直接跟数字 该数字直接表示进给速度的大小 2 S代码 S功能或S指令 用来表示主轴的转速 1 单位 r min 是续效代码 2 指令格式 字母S后跟数字组成 该数字直接表示主轴转速的大小 3 T代码 T功能或T指令 一般用来表示刀具的编号 五 程序段格式1 程序的组成一个完整的程序 由若干个程序段组成 一个程序段 由若干个按照一定顺序和规定排列的字组成 一个字 由表示地址的英文字母和数字集合而成 有以下特点 1 是一组代码符号 表示某一功能 如 X2500 0表示X方向尺寸为2500mm F1500表示进给速度为1500mm min 2 是程序的信息单位 3 字的排列顺序构成程序段格式 2 程序段格式 采用字地址程序段格式 如 N100G01X320 0Y250 0Z 150 0F150S240T24M05LF该程序段由8个字组成 每个字都有字母开头 该字母称为 地址 3 程序段中各字的意义 1 顺序号字 表示该程序段的执行顺序 还可以用作程序段的检索 该程序段的执行时可以在CRT上显示该顺序号 2 准备功能字 G代码 用来使数控系统作某种操作功能 3 尺寸字 用来给定各坐标轴的位移量和方向 由坐标地址及正 负号和数字组成 尺寸字的地址 X Y Z 基本坐标系U V W 第一辅助坐标系 与基本坐标系平行 P Q R 第二辅助坐标系 与基本坐标系平行 A B C 回转坐标系插补参数地址 I J K 用来表示圆心坐标相对圆弧始点的圆心矢量在X Y Z坐标上的分量 4 进给功能字 F代码 用来给定刀具的进给速度 5 主轴转速功能字 S代码 用来指定主轴的转速 6 刀具功能字 T代码 用来指定更换刀具时的刀具号 7 辅助功能字 M代码 用来指定除G功能外的种种 通断功能 8 结束符 用来表示程序段的结束 每个程序段结束后都应加上它 不同的数控系统可能有不同的结束符 FANUC公司采用 LF 作为结束符 三 G指令编程应用与举例 一 坐标指令1 G90 绝对坐标指令 1 该指令表示程序中的编程尺寸是按绝对坐标给定的 2 绝对坐标是指程序中的尺寸字是相对于编程原点的 2 G91 相对坐标指令 1 该指令表示程序中的编程尺寸是按相对坐标给定的 2 相对坐标是指程序中的尺寸字是相对于轨迹的前一点 3 坐标系设定的预置寄存指令 G92 1 该指令用来确定机床坐标系与工件坐标系的关系 2 指令格式 G92X Y X Y 表示机床坐标系的原点在工件坐标系中的位置 用G92指令可以将该坐标值存储在数控系统的内存中 3 G92指令并不使机床产生运动 只是记录坐标的设定值 并在加工前送入数控系统的内存 如果该设定值有问题 还可以更改 4 平面选择指令 G17 G18 G19 1 对于三轴以上的两两联动的数控机床 需要用该组指令设定加工平面 特别是在进行圆弧插补时 其加工方向与设定平面有密切关系 2 G17 G18 G19分别表示XY ZX 和YZ坐标平面 不得有误 3 G17为数控系统的缺省状态 4 该组指令与圆弧插补指令 刀具补偿指令配套使用 一般是出现在这两种指令的前面 二 快速移动指令 G001 该指令用来指令刀具从现时的位置 快速移动到程序段指令的下一个定位点 2 指令格式 G00X Y X Y 就是程序段指令的下一个定位点的坐标值 3 快速 是指用数控机床的最大移动速度移动 该速度是在数控系统中预先设定好的 每一个数控机床都有一个快速移动速度 它是数控机床的重要参数 4 该指令过程不参与切削 其运动速度是数控机床的最大移动速度移动 所以在该指令中不需要用F指令给定进给速度 5 是模态指令 三 直线插补指令 G011 该指令用来指令两个坐标 或三个坐标 以联动的方式按程序段给定的速度F 插补出任意给定斜率的平面 或空间 直线 2 该指令的移动过程就是切削过程 直线的始点为刀具的现时位置 不需要程序段指令 而终点必须由程序段指令 这样就满足了直线加工的必要条件 3 指令格式 G01X Y F X Y 表示的是终点坐标 F 表示的进给速度 4 该指令是模态指令 四 圆弧插补指令 G02 G031 该指令用来加工圆弧 G02为顺时针圆弧插补 G03为逆时针圆弧插补 圆弧的顺 逆方向与弧所在平面有关 G02 G03是模态指令 2 指令格式 G17G02 G03 X Y I J F LFG18G02 G03 X Z I K F LFG19G02 G03 Y Z J K F LFX Y 是圆弧的终点坐标 I J 是圆心矢量 方向指向圆弧始点 在坐标轴上的分量 F 进给速度 其方向为圆弧切线方向 3 指令过程是切削过程 进给速度由F指令指定 三 G指令编程应用与举例 五 举例一 直线插补 圆弧插补举例如图所示为加工零件的轮廓ABCDEA 图中XO工Y是工件坐标系 零件尺寸按绝对坐标标注 XO机Y是机床坐标系 O机是机床坐标系原点 两个坐标系的关系是零件在机床上的安装关系 1 绝对坐标编程G92X 10 0Y 10 0LF 设定工件坐标系 N01G90G17G00X10 0Y10 0LF 刀具快速从起刀点至进刀点 N02G01X30 0F100LF 直线插补至X30 0Y10 0 N03G03X40 0Y20 0I0 0J 10 0LF 圆弧插补CCW至X40 0Y20 0 N04G02X30 0Y30 0I0 0J 10 0LF 圆弧插补CW至X30 0Y30 0 N05G01X10 0Y20 0LF 直线插补至X10 0Y20 0 N06Y10 0LF 直线插补至X10 0Y10 0 N07G00X 10 0Y 10 0M02LF 刀具快速从进刀点返回起刀点 2 相对坐标编程N01G91G17G00X20 0Y20 0LFN02G01X20 0F100LFN03G03X10 0Y10 0I0 0J 10 0LFN04G02X 10 0Y10 0I0 0J 10 0LFN05G01X 20 0Y 10 0LFN06Y 10 0LFN07G00X 20 0Y 20 0M02LF 六 刀具半径补偿功能1 刀具半径补偿的概念 当用立铣刀加工如图所示零件的轮廓ABCDEA时 刀具必须在零件轮廓的法向偏置一个距离D D R R 刀具半径 加工余量 精加工时 0D R 如果将这个D值事先输入到CNC装置的内存中去 则CNC装置就可以根据零件的加工程序和这个D值 自动计算出刀具中心的运动轨迹A B C D E A 2 刀具半径补偿功能根据编程轨迹和刀具偏置值D 由CNC装置自动计算出刀具中心的运动轨迹 并控制刀具沿着这个轨迹运动的功能称为刀具半径补偿功能 3 刀具半径补偿功能的优点当刀具偏置值D发生变化时 如 刀具的半径发生变化 即 刀具磨损或更换 加工余量 发生变化 粗加工时 加工余量 要分几次完成 会影响零件轮廓的加工 有了刀具半径补偿功能 只要重新设定一下D值 而不需要改变程序 CNC装置通过改变刀具中心轨迹的位置来补偿D值的变化 同样可以加工出合格的零件 因此 编程时可以不考虑刀具半径和加工余量 只是在加工前将刀具偏置值D直接输入CNC装置就可以 从而使编程简单 4 刀具半径补偿指令 G41 G42 G40 G41 G42 G40是模态指令 G41 左偏置 从刀具的前进方向观察 刀具始终在工件的左侧 G42 右偏置 从刀具的前进方向观察 刀具始终在工件的右侧 G40 刀具半径补偿取消 5 指令格式 G00G41 G42 D01 H01 X Y 式中 1 D01 H01 是刀具偏置值D的存储地址 该刀具偏置值D要在程序运行前送入内存D01中 2 X Y 是刀具中心切入点坐标 即 刀具偏置后 刀具中心移到该点时刀具圆周与编程轨迹相切 G00G40X Y 式中 X Y 是刀具中心切入点坐标 刀具偏置取消后 刀具中心移至该点时 取消刀具半径补偿功能 七 举例二 刀具半径补偿举例G92X0 0Y0 0LF 设定工件坐标系 两坐标系原点重合 N01G90G00G42D01X10 0Y10 0LF 刀具右偏置 快速移至进刀点 N02G01X30 0F100LF 直线插补AB段 N03G03X40 0Y20 0I0 0J 10 0LF 圆弧插补CCWBC段 N04G02X30 0Y30 0I0 0J 10 0LF 圆弧插补CWCD段 N05G01X10 0Y20 0LF 直线插补DE段 N06Y10 0LF 直线插补EA段 N07G00G40X0 0Y0 0M02LF 刀具半径补偿取消 返回工件坐标系原点 注 D01 刀具半径存储单元D1 R 为粗加工时的偏置值D2 R 为精加工时的偏置值 八 刀具长度补偿指令1 刀具长度补偿概念加工如图所示的零件时 当刀具的长度发生变化而使刀尖的实际位置偏离编程位置时 调用刀具长度补偿功能G43 G44 并将刀具长度的差值e预存在数控系统中 那么数控系统就可以使用按刀具编程位置所编制的原来的程序 加工出所要求的零件 这样就可以避免因刀具长短改变而重新编程的麻烦 2 刀具长度补偿功能当刀具的长度发生变化而使刀尖的实际位置偏离编程位置时 如果事先把刀具长度的差值e预存在数控系统中 数控系统就可以自动对刀具长度进行伸长或缩短的运算 使刀具的长度达到原来长度值的功能 这就是刀具长度补偿功能 3 刀具长度补偿的优点使用该功能 在编程时就可以不考虑刀具长度变化 而照常编制程序 只是在运行程序前将刀具的长度差值e预存在数控系统中即可 而不需要调整刀具的安装位置就可以消除这一误差 使编程简单 4 刀具长度补偿指令 G40 D00 G43 G44G40 D00 G43 G44是模态指令 G40 D00 取消刀具长度补偿指令 其作用是指令刀具移回原来的实际位置 即 作与G43 G44刀具长度补偿指令相反的运算 刀具长度偏置值e 总取正值 G43 刀具正偏置 使用场合 用于刀具的实际位置正向偏离编程位置时的补偿 即 刀具短而要进行伸长补偿 作用 该指令补偿的结果 是对刀具编程终点 刀尖 坐标值作减去一个刀具偏差值的运算 也就是使刀具编程终点 刀尖 坐标向负方向移动一个偏差量e G44 刀具负偏置 使用场合 用于刀具的实际位置负向偏离编程位置时的补偿 即 刀具长而要进行缩短补偿 作用 该指令补偿的结果 是对刀具编程终点 刀尖 坐标值作加上一个刀具偏差值的运算 也就是使刀具编程终点 刀尖 坐标向正方向移动一个偏差量e 5 刀具长度补偿指令格式 G43 G44 D G40 D00 式中 D 表示刀具长度偏差值e的存储地址及地址号 为坐标地址 一般为Z 及编程尺寸 表示刀具编程终点 刀尖 的坐标值 注 D 要紧连在需要进行长度补偿的坐标地址之前 如 在Z坐标之前 九 举例三 刀具长度补偿 1 如图所示的加工情况中 如果刀具的长度短于编程时的长时 则要用G43指令进行刀具长度正偏值补偿 已知e 3 则将该值存入内存D01中 按相对坐标编程 N01G91G00X70 0Y35 0S10M03LF 将刀具从起刀点快速移至1孔 N02G43D01Z 22 0LF 在编程位置进行正刀补 刀补后刀尖移至Z 22 0 N03G01Z 18 0F500LF 钻加工1孔 N04G04X20LF 在孔底暂停20ms N05G00Z18 0LF 快速返回进刀位置 N06X30 0Y 20 0LF 将刀具快速移至2孔 N07G01Z 33 0F500LF 钻加工2孔 N08G00D00Z55LF 取消刀补 将刀尖返回编程位置 N09X 100 0Y 15 0M02LF 返回起刀点 十 举例四 刀具长度补偿 2 加工如图所示零件的A B C三个孔 对刀点选在工件外 距工件表面35mm处 并以此为起刀点 根据孔径选用 15mm的钻头 由于其长度磨损需要进行长度补偿 补偿量b 4mm 刀补号为H01 主轴转速为600r min 刀具进给速度为1000mm min 走刀路线见图 N01G91G00X120 0Y80 0LF 快速定位到A孔 N02G43Z 32 0T11H01S600M03LF 在编程平面进行刀具长度正补偿 补偿值预存在H01中 刀具快速移动到R平面 主轴正转 N03G01Z 21 0F1000LF 加工A孔 N04G04P2000LF 在孔底暂停2S N05G00Z21 0LF 返回R平面 N06X30 0Y 50 0LF 在R平面快速定位到B孔 N07G01Z 38 0F1000LF 加工B孔 B孔为通孔 N08G00Z38 0LF 返回R平面 N09X50 0Y30 0LF 在R平面快速定位到C孔 N10G01Z 25 0F1000LF 加工C孔 N11G04P2000LF 在孔底暂停2S N12G00Z57 0H00LF 返回编程平面 取消刀具长度补偿 N13X 200 0Y 60 0M02LF 返回起刀点 十一 暂停指令 G041 用于使刀具作短时间停止 2 指令格式 G04 为地址符 常用X或F 和暂停时间 单位 ms 第四节数控加工程序编制举例 一 数控钻 镗 攻丝程序的编制 一 孔加工工序的特点1 常用的工序 钻 铰 镗 攻丝2 动作相似 可以概括为 刀具快速移动到定位点 初始点 刀具快速移动到切削点 R点平面 刀具作切削进给 刀具在孔底做动作 Z点平面 刀具快速返回到切削点 刀具快速返回到初始点 二 固定循环的概念 将上述动作编制成子程序 事先存入数控系统的内存中 使用时用G指令来调用 使编程更简单 三 固定循环的本质 是标准化级别较高的子程序 使用起来更方便 用G指令来调用 但固定循环的使用不统一 不同的数控系统具有不同的规定 四 固定循环指令1 FANUC0MC数控系统的固定循环代码 P49页表2 5 G73 高速啄式深孔钻循环 G74 攻左螺纹循环 G76 精镗孔循环 G80 固定循环取消 G81 钻孔 点钻孔循环 G82 钻孔 反镗孔循环 G83 啄式钻孔循环 G84 攻丝循环 G85 镗孔循环 G86 镗孔循环 G87 反镗孔循环 G88 镗孔循环 G89 镗孔循环 上述固定循环的区别在于钻孔方式 在孔底的动作和逃离方式不同 2 固定循环的数据形式 地址R和地址Z中的数据指定与G90 G91的方式选择有关 G90时 R Z一律取刀具终点 刀尖 的坐标值 G91时 R为I R点的距离 Z为R Z点的距离 G90G91I 初始点R 切入点Z 孔底点 3 返回点平面G98 G99 由G98或G99决定刀具在返回时到达的平面 G98 返回初始平面 I点所在平面 G99 返回切削平面 R点所在平面 G98G99 4 固定循环的指令格式G90 G91 G98 G99 G X Y Z R P Q F L LF式中 X Y 表示要加工孔的位置 其坐标值取决于G90 G91的选择 Z 表示孔底平面位置 其坐标值取决于G90 G91的选择 R 表示R点的平面位置 其坐标值取决于G90 G91的选择 P 表示刀具在孔底的暂停时间 单位为ms Q 用在G73 高速深孔钻循环 G83 深孔钻循环 中 表示每次的加工深度 F 孔加工时的进给速度 它是模态的 即使固定循环 在其后的加工中仍然有效 L 孔加工的重复次数 缺省时表示1次 五 固定循环编程举例例1 用固定循环G81 钻孔循环 刀具长度补偿G43在如图所示的工件上钻孔 机床坐标系 工件坐标系和起刀点相重合 并在图中示出 G90 绝对编程 G54G90G00X 80 0Y 62 0LF 刀具快速定位孔1 G43Z100 0H01S200M03LF 在编程位置进行刀具长度正补偿 偏置值预存在地址H01中 G99G81Z 90 0R2 0F50LF 钻孔循环开始 每次钻完孔后返回R平面 R平面距加工平面2mm 孔1深85 5 孔底平面在Z 90 0处 X 250 0LF 加工孔2 孔2深85 5 孔底平面不变 X 375 0Y 80 0Z 120 0LF 加工孔3 孔3深115 5 孔底平面在Z 120 0处 X 355 0Y 133 0LF 加工孔4 孔4深115 5 孔底平面不变 X 355 0Y 185 0LF 加工孔5 孔5深115 5 孔底平面不变 X 160 0Z 50 0LF 加工孔6 孔6深45 5 孔底平面在Z 50 0处 X 80 0Y 150 0LF 加工孔7 孔6深45 5 孔底平面不变 G80G00Z100 0M05LF 取消固定循环G81 刀尖速移至Z100 0处 例2 用固定循环G84 攻丝循环 攻如图所示的螺纹 O机 O工如图所示 用刀具长度补偿G43 螺纹攻至深度后 主轴自动反转 并带着刀具返回至R点 主轴转速仍为S200r min 进给仍为F250mm min G90 绝对编程 G54G90G00X120 0Y30 0LF 刀具快速移至孔1 G43Z50 0H03LF 在编程位置Z50 0处 进行刀具长度补偿 补偿值预存在H03中 Z10 0S200 0M03LF 刀具 刀尖 快速移至Z10 0处 G99G84Z 20 0R10 0F250LF 攻丝循环开始 每次完成孔加工后 返回R平面 加工孔1 孔底平面在Z 20 0处 R平面距加工平面10 0mm X70 0Z 42 0R 10 0LF 加工孔2 孔底平面在Z 42 0处 重新设立R平面 R平面距新的加工平面 10 0mm X0 0LF 加工孔3 孔底平面 R平面不变 Y 30 0LF 加工孔4 孔底平面 R平面不变 X 70 0R10 0LF 加工孔5 孔底平面不变 R平面再次设立 距加工平面10 0mm X 120 0Z 20 0LF 加工孔6 孔底平面改变 重新设立在Z 20 0处 R平面不变 G80G00Z50 0M05LF 取消攻丝循环 刀尖返回编程位置Z50 0处 例3 用固定循环G86 镗孔循环 镗如图所示工件上的孔 工件坐标系 机床坐标系如图示 G54G90G00X75 0Y 80 0LF 绝对编程 快速移至孔1 G43Z50 0H01LF 在编程位置Z50 0处进行正刀补 补偿值存储在H01中 Z2 0S300M03LF 刀具 刀尖 快速移动到Z2 0处 G99G86Z 52 0R2 0F80LF 镗孔循环开始 每次完成孔加工后 返回R平面 加工孔1 孔底平面在Z 52 0处 R平面距加工平面2mm X200 0Y 50 0LF 加工孔2 孔底平面 R平面不变 X370 0LF 加工孔3 孔底平面 R平面不变 G80G00Z50 0M05LF 取消固定循环 刀具 刀尖 快速移动到编程位置Z50 0处 六 钻削加工举例加工如图所示零件的A B C三个孔 对刀点选在工件外 距工件表面35mm处 并以此为起刀点 根据孔径选用 15mm的钻头 由于其长度磨损需要进行长度补偿 补偿量b 4mm 刀补号为H01 主轴转速为600r min 刀具进给速度为1000mm min 走刀路线见图 N01G91G00X120 0Y80 0LF 快速定位到A孔 N02G43Z 32 0T11H01S600M03LF 在编程平面进行刀具长度正补偿 补偿值预存在H01中 刀具快速移动到R平面 主轴正转 N03G01Z 21 0F1000LF 加工A孔 N04G04P2000LF 在孔底暂停2S N05G00Z21 0LF 返回R平面 N06X30 0Y 50 0LF 在R平面快速定位到B孔 N07G01Z 38 0F1000LF 加工B孔 B孔为通孔 N08G00Z38 0LF 返回R平面 N09X50 0Y30 0LF 在R平面快速定位到C孔 N10G01Z 25 0F1000LF 加工C孔 N11G04P2000LF 在孔底暂停2S N12G00Z57 0H00LF 返回编程平面 取消刀具长度补偿 N13X 200 0Y 60 0M02LF 返回起刀点 第四节数控加工程序编制举例 二 数控车削加工程序的编制 一 数控车削的编程特点1 机床坐标系纵向 为Z轴 与主轴平行 离开件的方向为正 径向 为X轴 与Z轴垂直并平行于径向进给导轨 也是离开工件的方向为正 机床坐标系的原点 在Z轴离开工件的最远处与X轴离工件的最远处的交点 2 工件坐标系用G50来设定 工件坐标系的原点 常选在Z轴与工件左 右 端面的交点上或与卡盘端面的交点上 右端面 G50X100 0Z123 0左端面 G50X100 0Z253 0卡盘端面 G50X100 0Z263 03 编程坐标在一个程序段中 即可以用绝对坐标 也可以用相对 增量 坐标 4 关于X坐标的表示法绝对坐标 以直径值表示 增量坐标 以增量值的2倍表示 4 毛坯材料常用棒料 锻件 加工余量大 5 具有多种固定循环 可以进行多次重复循环切削 二 FANUC0TC系统的固定循环 P52页表2 6 1 该表共列出了10个固定循环指令G71 横向车削循环 G72 纵向车削循环 G73 成形车削固定循环 G70 精车加工循环 G74 Z轴啄式钻孔循环 G75 X轴切槽循环 G76 螺纹切削固定循环 G90 外径自动切削循环 G92 螺纹自动切削循环 G94 端面自动切削循环 其中 G90 G92 G94是单一固定循环 G70 G76是多重固定循环 2 单一固定循环只能一次一次的完成某一个固定循环 例如 G90 G92 G94可以完成 切入 切削 退刀 返回 四个程序 1 G90 外径自动切削循环 外圆切削循环 该功能可用于外圆 内孔和锥面的加工循环 刀具从起始点按规定的路线运动 按F指令的速度进行切削 而后快速返回起始点 指令格式 G90X U Z W R F 式中 U X方向的坐标值 直径值 W Z方向的坐标值 R 工件为锥面时 锥面的大 小端直径差的1 2 F 进给速度 G90是模态代码 一经指定 一直有效 在完成该功能的固定循环后 要用另一个G代码来取消G90 如常用G00 G90举例1 圆柱面切削循环如图所示为加工一个 50mm的工件 起始点在X55 0 Z2 0 吃刀量为2 5mm 编程如下 N010100M41 选择1号刀 将主轴置于低速档 N02G97S695M08 主轴恒转速控制 切削液开 N03G00X55 0Z10 0M03 刀具快速靠近进刀点 N04G01G96Z2 0F2 5S120 主轴恒线速控制 刀具移至进刀点 N05G90X45 0Z 25 0F0 35 路经 N06X40 0 路经 N07X35 0 路经 N08G00G97X200 0Z200 0S695 取消G90 主轴恒线速控制 刀具返回 N09M01 程序停止 G90举例2 圆锥面切削循环如图所示为加工一个 60mm的工件 固定循环的起始点为X65 0 Z2 0 吃刀量为5mm R为工件被加工锥面大小端直径差的1 2 其值为5mm 方向为负值 编程如下 N01T0100M41 选择1号刀 将主轴置于低速档 N02G97S695M08 主轴恒转速控制 切削液开 N03G00X65 0Z10 0M03 主轴正转 刀具快速靠近进刀点 N04G01G96Z2 0F2 5S120 主轴恒线速 刀具移至进刀点 N05G90Z 35 0R 5 0F0 3 路经 N06X50 0 路经 N07G00G97X200 0Z200 0S695 取消G90 主轴恒线速 刀具返回 N08M01 程序停止 2 G94 端面自动切削循环 端面切削循环 该功能主要用于端面和侧面的圆锥面加工循环 刀具从起始点按规定的路线运动 按F指令的速度进行切削 而后快速返回起始点 指令格式 G94X U Z W R F 式中 U X方向的坐标值 直径值 W Z方向的坐标值 R 工件为锥面时 锥面的大 小端直径差的1 2 F 进给速度 G94是模态代码 一经指定 一直有效 在完成该功能的固定循环后 要用另一个G代码来取消G94 如常用G00 G94举例1 端面加工循环工件如图所示 编程如下 N01T0100M41 选择1号刀 将主轴置于低速档 N02G97S450M08 主轴恒转速控制 切削液开 N03G00X85 0Z10 0M03 主轴正转 刀具快速靠近进刀点 N04G01G96Z5 0F3 0S120 主轴恒线速控制 刀具移至进刀点 N05G94X30 0Z 5 0F0 2 路经 N06Z 10 0 路经 N07Z 15 0 路经 N08G00G97X200 0Z200 0S450 取消G94 主轴恒转速控制 刀具返回 N09M01 程序停止 G94举例2 斜面加工循环工件如图所示 编程如下 N01T0100M41 选择1号刀 将主轴置于低速档 N02G97S450M08 主轴恒转速控制 切削液开 N03G00X55 0Z10 0M03 主轴正转 刀具快速靠近进刀点 N04G01G96Z2 0S120 主轴恒线速控制 刀具移至进刀点 N05G94X20 0R 5 0F0 2 路经 N06Z 5 0 路经 N07Z 10 0 路经 N08G00G97X200 0Z200 0S450 取消G94 主轴恒转速控制 刀具返回 N09M01 程序停止 单一固定循环的缺点 这些循环虽然可以把切削中的一些固定动作用一个G指令来表示 简化了程序 但是 它还不能有效的简化加工程序 故需要引入多重固定循环 3 多重固定循环可以将某一个单一循环多次重复使用 在循环中 只须指定精加工路线和粗加工的切削深度 数控系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数 可以进一步简化编程 常用的多重固定循环 G71 外径粗加工循环 横向车削循环 即 横向进给G72 端面粗加工循环 纵向车削循环 即 纵向进给G73 固定形状粗加工循环 成形车削固定循环 即 横向 纵向同时进给G70 精加工循环 精车加工循环 G76 螺纹复合加工循环 螺纹切削固定循环 1 G71 外圆粗加工循环该指令主要用来切除棒料毛坯外圆余量的粗加工 指令格式 G71U d R e G71P ns Q nf U u W w F f S s T t d 切削深度 半径值 无正负号 E 每次进给后的退刀量 可用参数设定 Ns 精加工路线的第一个程序段序号 Nf 精加工路线的最后一个程序段序号 u X方向的精加工余量 直径值 w Z方向的精加工余量 F 进给速度 S 主轴转速 T 刀具号 G71举例 N01T01M41LF 刀具号为01 将主轴置于低速档 N02G97S240M08LF G97为恒转速切削 冷却液开 N03G00X120 0Z10 0M03LF 将刀具快速定位于切削点 N04G96S120LF G96为恒线速切削 转速为120 N05G71U4 0R1LF 粗加工切削深度4 退刀量设为1 N06G71P07Q13U4 0W2 0F0 3LF 精加工余量 X为4 Z为2 N07G00X40 0F0 15S150LF 循环开始 N08G01Z 30 0LFN09X60 0Z 60 0LFN10Z 80 0LFN11X100 0Z 90 0LFN12Z 110 0LFN13X120 0Z 130 0LF 循环结束 N14G70P07Q13LFN15G00G97X200 0Z140 0S500LFN16M02LF 2 G72 端面粗加工循环该指令主要用于毛坯端面的粗加工 指令格式 G72W d R e G72P ns Q nf U u W w F f S s T t 式中 d 是沿Z方向的切削深度 半径值 无正负号 E 每次进给后的退刀量 可用参数设定 Ns 精加工路线的第一个程序段序号 Nf 精加工路线的最后一个程序段序号 u X方向的精加工余量 直径值 w Z方向的精加工余量 F 进给速度 S 主轴转速 T 刀具号 G72举例 N01T01M41LF 选择01号刀具 将主轴置于低速档 N02G97S220M08LF 恒转速控制 冷却液开 N03G00X176 0Z2 0M03LF 刀具快速移动到切削点 N04G96S120 0LF 恒线速控制 线速度为120m min N05G72W2 0R1 0LF Z向切削深度为2 退刀量为1 N06G72P07Q12U2 0W0 5F0 3LF 精加工余量X Z均为0 5 N07G00Z 70 0F0 15S150LF 循环开始 N08G01X120 0Z 60 0LFN09Z 50 0LFN10X80 0Z 40 0LFN11Z 20 0LFN12X36 0Z2 0LF 循环结束 N13G70P07Q12LFN14G00G97X200 0Z140 0S500LFN15M02LF 3 G73固定形状的粗加工循环该功能适用于铸 锻件毛坯零件的粗加工 由于铸 锻件毛坯的形状与零件的形状基本接近 只是外径和长度较成品大一些 形状较为固定 故称之为固定形状的粗加工循环 指令格式 G73U i W k R d G73P ns Q nf U u W w F f S s T t i X方向粗加工的切除量 半径值 k Z方向粗加工的切除量 d 切削次数 Ns 精加工路线的第一个程序段序号 Nf 精加工路线的最后一个程序段序号 u X方向的精加工余量 直径值 w Z方向的精加工余量 F 进给速度 S 主轴转速 T 刀具号 G73举例N01G50S2000 将主轴的最高转速限定为2000r min N02G00T0202M42 将主轴置于高档位 并选择2号刀 N03G96S130M03 恒线速度控制 主轴正转 速度为130m min N04X220 0Z40 0 刀具快速移动到进刀点 N05G73U14 0W16 0R3 设定粗加工余量 N06G73P07Q12U0 4W0 2F0 3 设定精加工余量 N07G00X80 0Z1 0 循环开始 N08G01Z 20 0F0 15 80圆柱 N09X120 0Z 30 0 80 120圆锥体 N10Z 50 0 120圆柱 N11G02X160 0Z 70 0R20 0 R20顺圆倒角 N12G01X180 0Z 80 0 160 180圆锥体 N13G70P07Q12 精加工循环 N14G00X260 0Z100 0M05 刀具返回 N15T0200 取消2号刀 N16M03 主轴正转 4 G76螺纹切削固定循环 指令格式G76P m r Q dmin R d G76X U Z W R i P k Q d F L 式中 m 精车次数r 倒角长度的倍数 刀尖角度 牙型角 80 60 55 30 29 0 dmin 最小切削量 每一车削之间的差距 d 精车预留量U 螺纹终点X方向的坐标值 直径值 W 螺纹终点Z方向的坐标值i 螺纹始点与终点的半径差k 螺纹牙型高度 半径值 d 第一次切削的深度L 导程 G76举例 N001N002G00T0202M41 将主轴置于低档M41 N003G97S500M03 主轴正转 恒转速控制 N004X80 0Z10 0 刀具快速移动到进刀点 N005G76P011060Q100R0 1 设置螺纹参数 N006G76X60 64Z 105 0P3680Q1800F6 0 设置螺纹参数 N007G00X200 0Z100 0 刀具快速返回到起刀点 N008M30 程序结束 第四节数控加工程序编制举例 三 手工数控编程的内容与基本步骤 四 车削轴类带中心孔工件的编程步骤举例 加工如图所示工件 需要进行精加工 其中 85外圆不加工 毛坯为 85mmX340mm棒料 材料为45钢 编程步骤 1 根据图纸要求 毛坯及前道工序加工情况 确定工艺方案及加工路线 装夹 以 85外圆及右中心孔为工艺基础 用三爪自定心卡盘夹 85外圆 用机床尾座顶尖顶住右中心孔 工步顺序 自右向左进行外轮廓面加工 倒角 切削螺纹外圆 车 62外圆 倒角 车 80外圆 车R70圆弧 车 80外圆 切槽 车螺纹 查手册 分4次车 螺纹外径为48 34 第一次切深0 8 第二次切深0 6 第三次切深0 4 第四次切深0 16至螺纹底径为46 38 2 选择刀具 并画出刀具布置图根据加工要求 选用三把刀具 1号刀车外圆 2号刀切槽 3号刀车螺纹 3 确定切削用量根据工艺手册确定 详见程序中 4 编制程序以三爪自定心卡爪前断面中心O点为工件原点 并以A点为换刀点 0003 程序代号 N01G50X200 0Z350 0T0101 设定工件坐标系 调用1号刀 N02S630M03 主轴正转 N03G00X42 34Z292 0M08 刀具快速接近工件 切削液开 N04G01X48 34Z289 0Z289 0F0 15 刀具进给至X 48 34 Z 289 0 进给量为0 15r min倒角 N05Z230 0 精车螺纹外径 N06X50 0 X向退刀至X 50mm N07X62 0W 60 0 车锥面 N08Z155 0 车 62外圆 N09X78 0 X向退刀至X 78mm 准备切倒角 N10X80 0W 1 0 倒角1X45 N11W 19 0 车 80外圆 N12G02W 60 0I3 25K 30 0 顺时针圆弧插补 车R70圆弧 N13G01Z65 0 车 80外圆 N14X90 0 X向退刀 完成车小台阶面 N15G00X200 0Z350 0T0100M09 返回换刀点 取消1号刀 切削液关 N16T0202 调用2号刀 N17S315M03 主轴正转 N18G00X51 0Z227 0M08 刀具快速移至切槽处 切削液开 N19G01X45 0F0 16 切空刀槽 N20G04X5 0 暂停5s N21G00X51 0 退刀 N22X200 0Z350