02数控编程-第二单元-数控编程基础

学习重点：了解数控编程的的方法及内涵；掌握数控机床的有关标准、术语及编程功能：程序的结构与格式、机床的坐标轴及运动方向、工件坐标系的确立、常用功能指令等；,1、数控程序编制的内容及步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图所示，编程工作主要包括：,2、数控程序编制的方法数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。（1）手工编程,手工编程,（2）计算机自动编程自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成，如图2-1。,机床坐标系为了确定机床的运动方向和移动的距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫机床坐标系。（1）刀具相对于静止的工件而运动的原则在机床上始终认为工件静止，而刀具是运动的。编程人员不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。（2）机床坐标系的规定为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，必须设定一个机床坐标系。,1.机床坐标系,（2）机床坐标系的规定1）标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的关系与笛卡尔直角坐标系相同。X、Y、Z组成直角坐标，围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标轴由A、B、C表示。（若是工件运动，则坐标右上加一撇）,1.机床坐标系,（2）机床坐标系的规定1）运动方向的确定（机床坐标轴的确定）数控机床某一部件运动的正方向规定为增大刀具与工件之间距离的方向。即刀具离开工件的方向便是机床某一运动的正方向。,1.机床坐标系,卧式数控车,立式数控铣,（2）机床坐标系的规定1）运动方向的确定（机床坐标轴的确定）Z坐标的确定Z坐标的运动由传递切削力的主轴所决定，与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z轴。Z坐标的正方向是增加刀具与工件之间距离的方向。,（2）机床坐标系的规定1）运动方向的确定（机床坐标轴的确定）X坐标的确定X坐标运动一般是水平的，它平行于工件的主装夹面，是刀具或工件运动的主要坐标。若Z轴是水平的，从主轴向工件看，X轴正向指向右边；若Z轴是垂直的，从主轴向立柱看，X轴正向指向右边。,1.机床坐标系,（2）机床坐标系的规定1）运动方向的确定（机床坐标轴的确定）Y坐标的确定根据X、Z坐标，按照右手笛卡尔坐标来确定。,1.机床坐标系,思考：确定该数控卧式铣床的坐标系,1.机床坐标系,1）运动方向的确定（机床坐标轴的确定）旋转运动坐标。A、B、C相应地表示其轴线平行于X、Y、Z的旋转运动，按照右手螺旋法，也X轴正方向一致，取“+A”，与X轴负方向一致取“-A”。附加坐标。如果在X、Y、Z主要直线运动之外还有另一组平行于它们的坐标运动，就称称为附加坐标，分别用U、V、W来表示。如图2-13，龙门铣床,工件坐标系（编程坐标系）如果直接使用机床坐标系进行编程会带来很多麻烦，零件图中尺寸的标注是不考虑机床加工空间中的位置。（1）确定工件坐标系(编程坐标系)确定工件坐标轴，以及工件原点。,2.工件坐标系,工件坐标系（编程坐标系）（2）设置工件坐标系实际加时工，要把工件坐标系转化为机床坐标系中。通过对刀点和指令（G50、G92）实现。,工件坐标系（编程坐标系）（3）绝对坐标与增量（相对）坐标刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是以相对于固定的坐标原点O给出的，即称为绝对坐标。刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是相对于前一位置（起点）来计算的，即称为增量（或相对）坐标。,绝对坐标：A（10，15）B（25，26）C（18，35）,相对于A坐标：B（15，11）C（-7，9）,程序结构与程序段格式（1）程序的结构,程序结构与程序段格式（1）程序的结构加工程序的开头要有程序号，以便进行程序检索和子程序调用。常用字符“O”加4位十进制数表示，数字中前零可省略；有的系统也用字符“%”或“P”头成编号。程序结束是以辅助功能指令M02、M30或M99（子程序结束）作为整个程序的结束符号，来结束加工过程。由多个程序段组成加工程序的全部内容，用以表达数控机床要完成的全部动作。,程序结构与程序段格式（2）程序段格式零件加工程序是由多个程序段组成，每个程序段又由若干个字组成，每个字是控制系统的具体指令。,程序结构与程序段格式（2）程序段格式程序段各字形式如下：NGXYZFSTMLFN为语句字；G为准备功能字；XYZ为坐标字；F为进给功能字；S为主轴转速功能字；T为刀具功能字；M为辅助功能字。各字前有地址，各字的排列顺利一般如上；数据的位数可多可少；不需要的字以及上一程序段相同的续效字可以不写；LF为程序段结束符，一般用“；”代替。详细情况见课本P10-11，表2-1、2-2。,程序段各字形式如下：NGXYZFSTM；,程序指令代码国家标准JB/T3208-1999中对G指令、M指令功能作了简单介绍。但与有些国家或数控机床生产集团所制定的G、M代码的功能含义不完全相同，所以必须按照用户使用说明书中的规定进行编程。（1）准备功能指令（G代码）该指令的作用是指定数控机床的加工方式，插补运算、刀补运算、固定循环等作用。简称G代码或G指令,准备功能指令（G代码）（FANUCOi为例）见表2-6,（1）准备功能指令（G代码）1）绝对坐标指令G90和相对坐标指令G91使用G90编程时，以后所有的坐标值都是以指定的工件坐标系原点为基准；使用G91编程时，以后所有的坐标值都是刀具运动的终点相对于起点的增量值。机床通电时，系统处于G90状态，以后G91和G90可以相互取代。2）快速点定位指令G00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。执行指令后，刀具按参数设定的速度同时沿着各个坐标方向移动，最后减速到达终点,编程格式：G00XYZ例：从A点到B点快速移动的程序段为：G90G00X20Y30,3）直线插补指令直线插补指令用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。程序格式：G01XYZF其中：X、Y、Z的值是直线插补的终点坐标值。F为进给速度,例：右图A点到B点直线插补运动，程序为：绝对方式：G90G01X10Y10F100增量方式：G91G01X-10Y-20F100,4）圆弧插补指令G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。G03为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。圆弧顺逆方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03，如图所示。,圆弧方向判别,XY平面：G17G02XY（IJ）(R)FG17G03XY（IJ）(R)FZX平面：G18G02XZ（IK）(R)FG18G03XZ（IK）(R)FYZ平面：G19G02ZY（JK）(R)FG19G03ZY（JK）(R)F,X、Y、Z的值是指圆弧插补的终点坐标值；I、J、K是指圆弧圆心相对于圆弧起点的增量坐标，与G90,G91无关；R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角180时，R值为正，当圆弧的圆心角180时，R值为负。,各平面内圆弧情况,5）坐标系偏置指令（工件坐标系建立指令）指令格式：G54（G54G59）工件安装后，机床原点与编程原点的偏置量事先输入数控系统中，再通过G54G59指令调用，从而机械坐标系转入到编程坐标系。,练习：用增量坐标编程完成下图轨迹，起刀点为A点,沿顺时针方向。,N00G00X30Y10;N10G91G01Y25F200;N30G03X15Y15R15;N40G02X30Y0R15;N50G03X15Y-15R15;N60G01Y-25;N70X-30Y10;N80X-30Y-10;N90G90G00X0Y0;N100M02;,（2）常用辅助功能（M代码）M00程序暂停指令。程序执行到此进给停止，主轴停转，主要用于在加工过程中进行检验、调整、排屑等。重新按启动按钮后，再继续执行下面的程序。M01程序选择性暂停指令。控制面版上的“选择停止”键处于“开”的位置才有效，否则视为无效指令。其他与M00指令一样。,M02主程序结束指令，机床一切动作停止。程序光标停在程序末尾。M30主程序结束指令。程序光标回到程序头位置，不管其后是不是还有其他程序。,（4）T、S、F功1）选择刀具与刀具偏置TTxxxx，前两位是刀具号，后两位是刀具补偿号。例：T0404、T0400T、D一起编程，T后面接刀具编号，D后面接刀补编号例：T5D12,2）主轴转速功能S例：S260主轴转速默认单位为：r/min,5数控铣床常用指令,（2）T、S、F功3）进给功能F例：F60进给速度默认单位为：mm/min如果没有设定加工进给量F，则系统视为F0，不进给。快速移动指令G00的设定的移动速度，与编程是F无关，是数控系统默认的。F功能是模态功能，并且实际进给速度可通过面版上的进给倍频来进行调整。,例1：对照图形，读程序,O0001%N00G90G00X0Y0Z100.0S300M03；N02Y-50.0；N04Z3.0；N06G01Z-5.0F100；N08X100.0；N10Y50.0；N12X-100.0；N14Y-50.0；N16X0；N18G00Z100.0；N20Y0M05；N22M30,O1000%N10G54G90G00X0Y0Z20（到A点）N20X-60Y-60Z20M03S800（到B点）N30Z5（Z向接近工件）N40G01Z-5F80（完成切深）N50X-68Y-40（到C点）N60Y0（到D点）N70G02X-30Y38R38（到E点）N80G01X30（到F点）N90G02X30Y-38R38（到G