数控编程步骤 方法 格式 五大功能指令

第三讲数控车削编程准备,主讲：赫焕丽,任务描述：,任务目标：熟悉数控编程的步骤与方法，掌握数控车削编程的格式及五大功能指令。掌握简单零件的编制方法。,任务难点重点：1、数控编程的格式2、数控编程的五大功能指令3、编制产品零件程序,一、数控编程的步骤与方法,1、数控编程的步骤,任务准备：,2、数控编程的方法（1）手工编程（2）自动编程,注意：数控车削加工中的几个特殊点1、刀位点刀位点是在编制加工程序时用来表示刀具位置的坐标点，一般是刀具上的一点。尖形车刀的刀位点为理想的刀尖点，刀尖带圆弧的车刀，刀位点在圆弧中心；钻头的刀位点为钻尖。,2、对刀点对刀点是用来确定刀具与工件相对位置的点，是确定工件坐标系与机床坐标系关系的点。在数控机床上加工零件时，对刀点是刀具相对于零件运动的起点，因为数控加工程序是从这一点开始执行的，所以对刀点也称为起刀点。对刀就是将刀位点置于对刀点上，以便建立工件坐标系。,3、换刀点所谓换刀点，就是数控程序中制定用于换刀位置。该点可以是某一固定点，也可以是任意的一点。换刀点应设在零件或夹具的外部，避免刀架转位时刀具与工件、夹具和机床产生干涉。,二、数控编程的格式,1.数控车床编程基础,(1)数控程序的结构与格式,程序结构：数控程序由程序编号、程序内容和程序结束段组成。,FANUC0i-TB数控系统编制的程序无论是主程序还是子程序都是由程序开始符、程序号、程序段和程序结束语、结束符组成。一个程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的。如图3-1所示。,例如：O0001；程序编号N001G50X40.0Y30.0；N002G00X28.0T0101S800M03；N003G01X-8.0Y8.0F200；程序内容N004X0Y0；N005X28.0Y30.0；N006G00X40.0；N007M02；程序结束段,3.1数控车床程序的结构组成,1程序的文件名（1）程序起始符：%或O符；（2）程序名：FANUC0i-TB数控系统要求每个主程序和子程序有一个程序号。O(地址O后面可以有四位数字0-9999，数值前的0可以省略)。2程序段的格式程序段含有执行工序所需要的全部数据内容。它是由若干个字和程序段结束符“；”所组成。每个字是由地址符和数值所组成。,(2)程序段格式,Nx.xGxxX(U)xxZ(W)xx程序段号准备功能坐标运动尺寸Fx.xSxxMxxTxxxx;工艺性指令结束代码FANUC系统默认的程序段号从5开始，以5为递增数。程序结束符FANUC数控系统的程序结束符为“%”。地址符：一般是一个字母，扩展地址符也可以包含多个字母。,数值：数值是一个数字串，可以带正负号和小数点，正号可以省略。程序段格式及说明程序段格式:N字1字2字3；注释.；符号和说明见表,由于程序段中有很多指令建议程序段的顺序和格式为:NGXZTDMSF；注释；3.1.3指令字的格式一个指令字是由地址符(指令字符)和带符号（如定义尺寸的字）或不带符号（如准备功能字G代码）的数字数据组成的。程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。在数控程序段中包含的主要指令字符如表3-2所示。,表3-2指令字符一览表,三、数控编程的五大功能指令,1、准备功能（G代码）,准备功能也称G功能或G代码，是用来指令机床动作方式的功能。准备功能是用地址符G及其后面的数字来指令机床的动作。,注意：G功能有非模态G功能和模态G功能二种形式：非模态G功能（当段有效代码）：只在书写了该代码的程序段中有效；模态G功能（续效代码）：一组可相互注销的G功能，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。,2、辅助功能（M代码）,辅助功能是用来指令机床辅助动作的一种功能，它由地址符M及其后的两位数字组成。（1）M00程序停止当执行有M00指令的程序段时，主轴的转动、刀具的进给、切削液都将停止。它与单程序段停止相同，模态信息全部被保存，以便进行某种手动操作，如换刀、测量工件的尺寸等。重新启动机床后，继续执行后面的程序。,（2）M01选择停止与M00的功能基本相同，只有在按下“选择停止”键后，M01才有效，否则机床继续执行后面的程序段；按下“启动”键后，继续执行后面的程序。,（3）M02程序结束该指令编在程序的最后一段，表示执行完程序内所有指令后，主轴、进给停止，切削液关闭，机床处于复位状态，但程序结束后不返回到程序的开头位置。,（4）M30程序结束使用M30时，除执行M02的功能之外，还自动返回到程序的第一条语句，准备下一个工件的加工。,3、进给功能（F代码）,进给功能是指令刀具切削进给的速度。它由地址符F及其后面的数字组成。F代码用G98和G99两G指令来设定进给速度的单位。用G98来指令刀具每分钟移动的距离，用G99来指令主轴每转一转刀具移动的距离。如：G98G01XZF12.3；表示刀具一分钟移动了12.3mm，即进给F=12.3mm/min。G99G01XZF1.23；表示主轴转一圈，刀具移动了1.23mm，即进给速度F=1.23mm/r。,4、主轴功能（S代码）主轴功能主要用来指令主轴的转速或速度。它由地址符S及其后面的数字组成。主轴转速的计量单位有两种，一种是r/min，另一种m/min。（1）恒线速度控制指令G96在车削端面、圆锥面或圆弧面时，用G96指令恒线速度，使工件上任意一点的切削速度都一样。例如：G96S125主轴恒线速度为125m/min。,（2）主轴速度直接指令G97直接指令主轴速度。例如：G97S1000主轴速度为1000r/min。（3）主轴最高转速限制指令G50恒线速度指令后，随着工件直径变小，主轴转速会随之自动提高，为防止飞车，在用G96指令恒线速度的同时，要用G50指令来限制主轴最高转速。例如：G50S1800（指令主轴最高转速1800r/min）G96S100（指令恒线速度为100m/min）,一、准备功能,G功能或G指令，是用于数控机床做好某些准备动作的指令。它由地址G和后面的两位数字组成，从G00G99共100种，虽然从G00G99共有100种G指令，但并不是每种指令都有实际意义.,二、辅助功能,M功能或M指令。它由地址M和后面的两位数字组成，从M00M99共100种。在同一程序段中，既有M指令又有其他指令时，M指令与其他指令执行的先后次序由机床系统参数设定。,三、其他功能,T功能。（1）T4位数法T后的4位数中前两位数用于指定刀具号，后两位数用于指定刀具补偿存储器号，刀具号与刀具补偿存储器号不一定要相同。（2）T2位数法目前FANUC系统和国产系统数控车床采用T4位数法；绝大多数的加工中心及SIEMENS系统数控车床采用T2位数法。,1.坐标功能,2.刀具功能,三、其他功能,（1）每分钟进给直线运动的单位为mm/min；如果主轴是回转轴，则其单位为/min。准备功能字G98（数控铣床及部分数控车床系统采用G94）来指定。（2）每转进给单位为mm/r，准备功能字G99（数控铣床及部分数控车床系统采用G95）来指定。,3.进给功能,三、其他功能,S功能（1）转速S单位是r/min,准备功能G97来指定（2）恒线速度v单位为m/min，用准备功能G96来指定。,式中v切削线速度，单位为m/min；D刀具直径，单位为mm；n主轴转速，单位为r/min。在实际操作过程中，可通过机床操作面板上的主轴倍率开关来对主轴转速值进行修正，一般其调整范围为50%-120%。,4.主轴功能,三、其他功能,图3-10线速度与转速关系,三、其他功能,（3）主轴的启、停辅助功能M03/M04/M05进行控制,（1）指令分组就是将系统中不能同时执行的指令分为一组，并以编号区别。对于不同组的指令，在同一程序段内可以进行不同的组合。而同组指令则应避免编入同一程序段内，以免引起混淆。,四、常用功能指令的属性,（2）模态指令（又称为续效指令）表示该指令一经在一个程序段中指定，在接下来的程序段中一直持续有效，直到出现同组的另一个指令时，该指令才失效。对于模态指令与非模态指令的具体规定，通常情况下，绝大部分的G指令与所有的F、S、T指令均为模态指令，M指令的情况比较复杂，请查阅有关系统出厂说明书。（3）开机默认指令,四、常用功能指令的属性,第五节数控机床的编程规则,一、绝对坐标与增量坐标,(1)FANUC系统中的绝对坐标与增量坐标直接以地址符X、Z组成的坐标功能字表示绝对坐标，而用地址符U、W组成的坐标功能字表示增量坐标。FANUC数控车床可不能用G90/G91指令来指定绝对坐标与增量坐标。(2)SIEMENS系统中的绝对坐标与增量坐标绝对坐标用指令G90表示，增量坐标用G91表示。,第五节数控机床的编程规则,数字单位以米制为例分为两种，一种是以mm为单位，另一种是以脉冲当量即机床的最小输入单位为单位，现在大多数机床常用的脉冲当量为0.001mm。数控编程时，不管那种系统，为保证程序的正确性，最好不要省略小数点的输入。,二、米制与英制编程,如FANUC系统采用G21/G20来进行米、英制的切换，而SIEMENS系统和A-B系统则采用G71/G70来进行米、英制的切换。,三、小数点编程,5、刀具功能（T代码）,刀具功能主要用来选择刀具，也可用来选择刀具的长度补偿和刀具半径补偿。它由地址符T及其后面的数字组成。,刀具号和刀具补偿号的形式：,在FANUC0i系统中，这两种形式均可通用。例如：T0101表示采用1号刀具和1号刀补。,F、S、T代码均为模态代码。,绝对编程方式和增量编程方式,GxxX(U)xxZ(W)xx注：FANUC系统中，用X、Z表示绝对坐标编程；用U、W表示相对坐标编程。,直径编程和半径编程,注：FANUC系统中，采用的都是直径编程,半径编程：G00X5.Z5.；直径编程：G00X10.Z5.；,考虑使用上的方便，一般采用直径编程。CNC系统缺省的编程方式为直径编程。,G00快速点定位指令格式：G00X（U）_Z（W）_说明：（1）G00指令是模态代码X、Z：为绝对编程时，快速定位终点在工件坐标系中的坐标；U、W：为增量编程时，快速定位终点相对于起点的位移量；,（2）刀具以点位控制方式从当前点快速移动到目标点。（3）快速定位，无运动轨迹要求，移动速度是机床设定的空行程速度，与程序段中指定的进给速度无关。（4）车削时快速定位目标点不能直接选在工件上，一般要离开工件表面12mm。,如图所示，从起点A快速运动到目标点B，其绝对坐标方式编程为：,G00X60.Z100.；,其增量坐标方式编程为：,G00U80.W80.；,执行上述程序段时，刀具快速运动到点（60，60），再运动到点（60，100），所以使用G00指令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉，忽略这一点，就容易发生碰撞。,直线插补指G01,说明：（1）刀具从当前点出发，在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的进给速度直线移动到目标点。G01指令是模态指令。,格式：G01X（U）Z（W）；,（2）进给速度由F指定。它可以用G00指令取消。在G01程序段中或之前必须含有F指令。,G00X200.Z100.；,如图所示，选右端面O为编程原点，绝对坐标编程为：,G00U-150.W-98.S800M03；G01W-42.F80；U30.W-20.；G00U120.W160.；,O0001;G99G97G21;S800M03；T0101;,G01Z-40.F80；,X80.0Z-60.；,增量坐标编程为：,例21工件如图所示，刀尖从A点移动到B点，完成车外圆、车槽、车倒角的操作。,车外圆,G00X20.Z2.；,绝对坐标方式：G01Z-26.F80；,增量坐标方式：G01U0W-28.F80；,增量坐标方式：G01U-17.F50；,车槽,G00X35.-26.；,绝对坐标方式：G01X18.F50；,增量坐标方式：G01U6.W-3.F80；,车倒角,G00X24.Z2.；,绝对坐标方式：G01X30.Z-1.F80；,四、圆弧插补指令G02G03,格式：G02G03X（U）Z(W)IKF；或：G02G03X（U）Z(W)RF；,说明：（1）G02：顺时针圆弧插补，G03：逆时针圆弧插补。,（2）采用绝对坐标编程时，圆弧终点坐标为工件坐标系中的坐标值，用X、Z表示，当用增量坐标编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量值，用U、W表示。,圆弧插补指令G02/G03,圆弧插补指令是使刀具在指定平面内按给定的进给速度作圆弧插补运动，切削出圆弧曲线。顺时针圆弧插补用G02指令，逆时针圆弧插补用G03指令。,从与圆弧所在平面相垂直的坐标轴的正方向向负方向看，顺时针圆弧插补指令为G02，逆时针圆弧插补指令为G03。,（4）用半径R指定圆心位置时（它不能与I、K同时使用），由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧路径。为区别二者，规定圆心角180时，用“+R”表示，正号可省略；圆心角180时用“-R”表示。用半径R指定圆心位置时，不能进行整圆加工。,（3）I为圆弧起点至圆弧中心在X方向上的距离（以半径值表示），K为圆弧起点至圆弧中心在Z方向上的距离。I、K是增量值，并带有“+、-”号。I、K方向是从圆弧起点指向圆心，其正负取决于该方向与坐标轴方向是否相同，相同为正，反之为负。,G02X40.Z-40.I10.K0F60；,增量坐标编程方式：G00U-80.W-18.；G01U0W-32.F80；G02U20.W-10.I10.K0F60；,使用圆弧半径R编程G00X20.Z2.；G01Z-30.F80；G02X40.Z-40.R10.F60；,使用圆心坐标I、K编程绝对坐标编程方式：,G00X20.Z2.；,G01Z-30.F80；,如图所示，刀具从A点开始沿BCD移动的程序段如下：,使用圆心坐标I、K编程绝对坐标编程方式：,G00U-72.W-18.；G01W-42.F80；G03U12.W-6.I0K-6.F60；,G00X28.Z2.；G01Z-40.F80；G03X40.Z-46.R6.F60；,G00X28.Z2.；,G01Z-40.F80；,G03X40.Z-46.I0K-6.F60；,增量坐标编程方式,使用圆弧半径R编程，绝对坐标编程方式：,选择刀具，确定安装位置：选择60刀，安装于T01号位置；,确定加工路线：粗车、精车18外圆、半球SR7至图纸尺寸。,编程,例22编制图示零件的加工程序。,设置编程坐标原点、换刀点：原点在右端面中心，换刀点A（30，10）。,计算刀具轨迹坐标值,O0001；,S800M03T0101；,G00X19.Z1.；,G01Z-23.F80；,G00X20.Z1.；,X15.；,G01Z-13.F60；,G00X16Z1.5；,X0；,G03X16.Z-7.I0K-8.5F40；,G01X1