数控编程与操作讲义

1、宜宾职业技术学院数控编程与操作数控车讲义二OO九二月一日第一讲 数控车床的特点、分类及加工对象数控车床的特点与普通车床相比，数控车床具有以下特点：1、采用了全封闭或半封闭防护装置 数控车床采用封闭防护装置可防止切屑或切削液飞出，给操作者带来意外 伤害。2、采用自动排屑装置 数控车床大都采用斜床身结构布局，排屑方便，便于采用自动排屑机。3、主轴转速高，工件装夹安全可靠。 数控车床大都采用了液压卡盘，夹紧力调整方便可靠，同时也降低了操作工人的劳动强度。4、可自动换刀 数控车床都采用了自动回转刀架，在加工过程中可自动换刀，连续完成多 道工序的加工。5、主、进给传动分离 数控车床的主传动与进给传动采用

2、了各自独立的伺服电机，使传动链变得 简单、可靠，同时，各电机既可单独运动，也可实现多轴联动。（网络查询数控车床图片）数控车床的分类 数控车床品种、规格繁多，按照不同的分类标准，有不同的分类方法。目前 应用较多的是中等规格的两坐标连续控制的数控车床。一、按主轴布置形式分1、卧式数控车床 最为常用的数控车床，其主轴处于水平位置。2、立式数控车床 其主轴处于垂直位置。 立式数控车床主要用于加工径向尺寸大，轴向尺寸相对较小，且形状较复 杂的大型或重型零件，适用于通用机械、冶金、军工、铁路等行业的直径较大的车轮、法兰盘、大型电机座、箱体等回转体的粗、精车削加工。二、按可控轴数分1、两轴控制 当前大多数数

3、控车床采用的两轴联动，即 X 轴、 Z 轴。2、多轴控制 档次较高的数控车削中心都配备了动力铣头，还有些配备了 Y 轴，使机床 不但可以进行车削，还可以进行铣削加工。三、按数控系统的功能分1、经济型数控车床 一般采用开环控制，具有 CRT 显示、程序储存、程序编辑等功能，加工 精度不高，主要用于精度要求不高，有一定复杂性的零件。2、全功能数控车床 这是较高档次的数控车床，具有刀尖圆弧半径自动补偿、恒线速、倒角、 固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能，加工能力强， 适宜加工 精度高、形状复杂、工序多、循环周期长、品种多变的单件或中小批量零件的 加工。3、车削中心 车削中心的主体是数控车

4、床，配有动力刀座或机械手，可实现车、铣复合 加工，如高效率车削、铣削凸轮槽和螺旋槽。数控车床的主要加工对象一、数控车床主要功能 不同数控车床其功能也不尽相同，各有特点，但都应具备以下主要功能。1、直线插补功能 控制刀具沿直线进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆柱面，圆锥面和倒角。2、圆弧插补功能 控制刀具沿圆弧进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆弧面和曲面。3、固定循环功能固化了机床常用的一些功能，如粗加工、切螺纹、切槽、钻孔等，使用该功 能简化了编程。4、恒线速度车削 通过控制主轴转速保持切削点处的切削速度恒定，可获得一致的加工表面。5、刀尖半径自动补偿功能 可对刀具运动轨迹进行半径

5、补偿，具备该功能的机床在编程时可不考虑刀 具半径，直接按零件轮廓进行编程，从而使编程变得方便简单。二、数控车床主要加工对象 数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用于轴类和盘类回转体工 件的加工，能自动完全内外圆面、柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工， 并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，适合复杂形状工件的加工。与常规车床 相比，数控车床还适合加工如下工件。1、轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件2、精度要求高的零件3、特殊的螺旋零件如特大螺距（或导程） 、变螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间 作平滑过渡的螺旋零件，以及高精度的模数螺旋零件和端面螺旋零件。4、淬硬工件的加工

6、 在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。这些零件热处理后 的变形量较大，磨削加工困难，可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件 进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。第二讲 数控车床的坐标系统及设定在数控编程时， 为了描述机床的运动， 简化程序编制的方法及保证纪录数据 的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化，ISO和我国都拟定了命名 的标准。 通过这一部分的学习， 能够掌握 机床坐标系、编程坐标系、 加工坐标系 的概念，具备实际动手设置机床加工坐标系的能力。一、机床坐标系1、机床坐标系的确定(1) 机床相对运动的规定在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员

7、在不 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) 机床坐标系的规定标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决在数控机床上，机床的动作是由数控装置来 控制的，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运动的方 向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被 称之为机床坐标系。例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动 以及垂向运动，如图1所示。在数控加工中就应 该用机床坐标系来描述。主轴垂图1立式数控铳床标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决疋：图2直角坐标系1)伸出右手的大拇指、

8、食指和中指，并互为90。则大拇指代表X坐标，食指代表丫坐标，中指代表Z坐标。2) 大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为 丫坐标的正方向，中指的指 向为Z坐标的正方向。3) 围绕X、丫、Z坐标旋转的旋转坐标分别用 A B、C表示，根据右手螺旋定则, 大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，贝U其余四指的旋转方向即为旋 转坐标A B、C的正向,见图2(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，如图3所示为数控车床上两个运动的正方向。图3机床运动的方向2、坐标轴方向的确定(1) Z坐标Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标

9、，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为 Z坐标 方向；如果主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向；如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。图4所示为数 控车床的Z坐标。坐标系件的装夹内。确定X两种情图4数控车床的（2）X坐标X坐标平行于工 平面，一般在水平面 轴的方向时，要考虑 况：1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立 柱看时，+X运动方向指

10、向右方。 图4所示为数控车床的X坐标。(3) Y坐标在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据 X和Z坐标的方向，按照右手直 角坐标系来确定丫坐标的方向。图4所示为数控车床的丫坐标。55图5数控立式铣床的坐标系例：根据图5所示的数控立式铣床结构图，试确定 X、丫、Z直线坐标。(1) Z坐标：平行于主轴，刀具离开工件的方向为正。(2) X坐标：Z坐标垂直，且刀具旋转，所以面对刀具主轴向立柱方向看，向 右为正。(3) 丫坐标：在Z、X坐标确定后，用右手直角坐标系来确定。3、附加坐标系为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标系。对于直线运动，通常建立的附加坐标系有：(1)指定平行于X、丫、Z的坐标轴可

11、以采用的附加坐标系：第二组 U V、W坐标，第三组P、Q R坐标 (2)指定不平行于X、Y、Z的坐标轴也可以采用的附加坐标系：第二组 U、V、W坐标，第三组P、Q、R坐标。4、机床原点的设置机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。(1)数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处， 见图6 同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在 X、Z坐标的正方向极限位 置上。a Z控车床蜃标采/机床廈点鸟2rsu图6车床的机床原点图7铣床的机床原点(2)数控铣床的原点在数控铣床上，机床

12、原点一般取在 X、Y、Z坐标的正方向极限位置上，见 图7。5、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。机床坐标系900参考点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。图8数控车床的参考点通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极 限点。图18所示为数控车床的参考点与机床原点。数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架 返回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考 点被确认后，刀

13、具（或工作台）移动才有基准。、编程坐标系编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床 上的实际装夹位置。编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致，如图9所示为车削零件的编程原点。图9确定编程原点、加工坐标系 1、加工坐标系的确定加工坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系加工原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原 点在机床坐标系中的位置。在加工过程中，数控机床是按

14、照工件装夹好后所确定的加工原点位置和程 序要求进行加工的。编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编 程原点、建立编程坐标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位 置。对于加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，将编程原点转换为加 工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定（即给出原点设定值） 设定加工坐标系后就可根据刀具当前位置，确定刀具起始点的坐标值。在加工 时，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的，这样数控机床才能按照准 确的加工坐标系位置开始加工。图 1.12中Q为加工原点。2、加工坐标系的设定数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系和编程坐标系。无论

15、哪种 坐标系统都规定与车床主轴轴线平行的方向为 Z轴，且规定从卡盘中心至尾座 顶尖中心的方向为正）在水平面内与车床主轴轴线垂直的方向为 X轴，且规定刀 具远离主轴旋转中心的方向为正方向。1机床坐标系以机床原点为坐标原点建立起来的 x, z轴直角坐标系，称为机床坐标系。 机床坐标系是机床固有的坐标系，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件 坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经调整好，一般情况下，不允许用户随 意变动。机床原点为机床上的一个固定的点。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后的端面之交点 (图中的 O 点 )参考点也是机床上的一个固定点，该点是刀具退离到一个固定不变的极限 点。2编程坐标

16、系 在编写加工程序时使用的坐标系，一般是零件图上的设计基准。3工件坐标系 工件坐标系是加工时使用的坐标系，零件加工时，首先应该装夹好毛坯， 然后在毛坯上确定工件坐标系和工件原点。零件在设计中有设计基准。加工坐标系应和设计基准重合，即工件坐标 系和编程坐标系重合。尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工 件原点。三坐标系的关系：作图表示。3工件坐标系设定(1 执行G(50) X( a ) Z( B )后，系统内部即对(a, B )进行记忆， 并显示在显示器上，这就相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点 的工件坐标系。同一工件由于工件原点变了，所以程序段中的坐标尺寸也随之 改变。因

17、此，在编制加工程序前必须首先确定工件坐标系(编程坐标系 )和工件原点(编程原点 )。( 2) .使用 G54 设定工件坐标系：介绍具体操作方法与步骤。第三讲 数控车床加工工艺制定方法及步骤 数控编程前必须做的事情 在数控车床上加工零件时，应该遵循如下原则：一、选择适合在数控车床上加工的零件。选择原则： 主要用于轴类和盘类回转体工件的加工，能自动完全内外圆面、柱面、锥 面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，适 合复杂形状工件的加工。与常规车床相比，数控车床还适合加工如下工件。1、轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件2、精度要求高的零件3、特殊的螺旋零件如特大螺距

18、（或导程）、变螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间 作平滑过渡的螺旋零件，以及高精度的模数螺旋零件和端面螺旋零件。4、淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。这些零件热处理后 的变形量较大，磨削加工困难，可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件 进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。二、分析被加工零件图样，明确加工内容和技术要求。1、零件图样尺寸的正确标注2. 保证基准统一的原则3 分析材料、热处理、公差、技术要求等。三、确定工件坐标系原点位置。原点位置一般选择在工件右端面和主轴回转中心交点P，也可以设在主轴回转中心与工件左端面交点0上，如图1所示。四、制定加工工艺

19、路径，应该考虑加工起始点位置，起始点一般也作为加工 结束的位置，起市点应便于检查和装夹工件；应该考虑粗车、半精车、精车路 线，在保证零件加工精度和表面粗糙度的前提下，尽可能以最少的进给路线完 成零件的加工，缩短单件的加工时间；应考虑换刀点的位置，换刀点是加工过 程中刀架进行自动换刀的位置，换刀点位置的选择应考虑在换刀过程中不发生 干涉现象，且换刀路线尽可能短，加工起始点和换刀点可选同一点或者不选同 占八、图 1 编程原点五、选择切削参数。在加工过程中，应根据零件精度要求选择合理的主 轴转速、进给速度、和切削深度。六、合理选择刀具。根据加工的零件形状和表面精度要求，选择合适的 刀具进行加工。七、

20、编制加工程序，调试加工程序，完成零件加工。第四讲 数控车床编程如何确定加工方案（一）确定加工方案的原则 加工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走 刀路线等内容。在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形 状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体 零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样， 才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段 最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。（1）先粗后精为了提高生产效率并保证零件的精

21、加工质量，在切削加工时，应先安排 粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量 （如图 3-4 中的虚线 内所示部分 ）去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。 其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工 要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最 后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在 连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹 性变形，致使光滑连接轮廓上

22、产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。（2）先近后远这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在 一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀 点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工， 先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。（3）先内后外对既要加工内表面 （内型、腔 ），又要加工外表面的零件，在制定其加工方 案时，通常应安排先加工内型和内腔，后加工外表面。这是因为控制内表面的 尺寸和形状较困难，刀具刚性相应较差，刀尖 （刃 ）的耐用度易受切削热影响而降 低，以及在加工中清除切屑较困难等。（ 4）走刀路

23、线最短 确定走刀路线的工作重点，主要用于确定粗加工及空行程的走刀路线， 因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。走刀路线泛指刀具从对刀点 （或机床固定原点 ）开始运动起，直至返回该 点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非 切削空行程。在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以 节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机 构滑动部件的磨损等。优化工艺方案除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以 一些简单计算。上述原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，则需要采取灵活可变的 方案。如有的工件

24、就必须先精加工后粗加工，才能保证其加工精度与质量。这 些都有赖于编程者实际加工经验的不断积累与学习。（二）加工路线与加工余量的关系 在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯件上过多的余量， 特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加 工时，则要注意程序的灵活安排。安排一些子程序对余量过多的部位先作一定 的切削加工。（1）对大余量毛坯进行阶梯切削时的加工路线（2）分层切削时刀具的终止位置（三）车螺纹时的主轴转速 数控车床加工螺纹时，因其传动链的改变，原则上其转速只要能保证主 轴每转一周时，刀具沿主进给轴 （多为 Z 轴） 方向位移一个螺距即可，不应受到 限制。但

25、数控车床加工螺纹时，会受到以下几方面的影响：（1）螺纹加工程序段中指令的螺距 （导程） 值，相当于以进给量（ mm/r） 表示的进给速度 F,如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度 （mm/mi n）则必定大大超过正常值；（2）刀具在其位移的始 /终，都将受到伺服驱动系统升 /降频率和数控装 置插补运算速度的约束，由于升 /降频特性满足不了加工需要等原因，则可能因 主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求；（3）车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有 主轴脉冲发生器 （编码器）。当其主轴转速选择过高，通过编码器发出的定位脉 冲（即主轴每转

26、一周时所发出的一个基准脉冲信号 ）将可能因“过冲” （特别是当 编码器的质量不稳定时 ）而导致工件螺纹产生乱扣。因此，车螺纹时，主轴转速的确定应遵循以下几个原则： （1）在保证生产效率和正常切削的情况下，宜选择较低的主轴转速；（2）当螺纹加工程序段中的导入长度 S 1和切出长度S 2 （如图所示）考 虑比较充裕，即螺纹进给距离超过图样上规定螺纹的长度较大时，可选择适当 高一些的主轴转速；（ 3）当编码器所规定的允许工作转速超过机床所规定主轴的最大转速 时，则可选择尽量高一些的主轴转速；（4）通常情况下，车螺纹时的主轴转速 （n 螺）应按其机床或数控系统说 明书中规定的计算式进行确定，其计算式多

27、为：n 螺w n允/L（r / min）式中n允一编码器允许的最高工作转速（r /min） ；L 一工件螺纹的螺距 （或导程， mm。）第五讲 数控车床编程常用指令介绍F、S、T、M指令一、数控车床编程要点1、 在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸可以采用绝对值编程或增 量值编程，也可以采用混合编程。2、被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示，所以 采用直径尺寸编程更为方便。3、由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，常用 采用不同形式的固定循环。4、编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工 件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧。为提高

28、工件的加工精度， 编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。使用刀具半径补偿后，编程时 可直接按工件轮廓尺寸编程。5、为了提高加工效率， 车削加工的进刀与退刀都采用快速运动。 进刀时， 尽量接近工件切削开始点，切削开始点的确定以不碰撞工件为原则。二、F、S T、M指令1. F 功能F 功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。(1)每转进给量编程格式 G95 FF 后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r 。例：G95 F0.2表示进给量为0.2 mm/r。(2)每分钟进给量编程格式 G94 FF 后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/min。例： G94 F100

29、表示进给量为 100mm/min。2. S 功能S功能指令用于控制主轴转速。编程格式 SS后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S 功能指令还有如下作用。(1)最高转速限制编程格式 G50 SS 后面的数字表示的是最高转速： r/min 。例：G50 S3000表示最高转速限制为3000r/min。(2) 恒线速控制编程格式G96 SS 后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例： G96 S150 表示切削点线速度控制在 150 m/min。(3) 恒线速取消编程格式 G97 SS后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留 G96 的最终

30、值。例： G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速 3000 r/min。3. T 功能T 功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式 T T 后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有 T 后面用四位数字， 前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。例： T0303 表示选用 3 号刀及 3 号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿 值。T0300 表示取消刀具补偿。4. M 功能M00 :程序暂停，可用NC启动命令(CYCLE START)使程序继续运 行；M01 :计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮” 选择是否有效；M03 :主轴顺时针旋转

31、；M04 ：主轴逆时针旋转；M05 :主轴旋转停止；M08 :冷却液开；M09 :冷却液关；M30 ：程序停止，程序复位到起始位置。5. 加工坐标系设置 G50编程格式G50 XZ式中 X、Z 的值是起刀点相对于加工原点的位置。 G50 使用方法与 G92 类似。在数控车床编程时，所有 X 坐标值均使用直径值，如图所示。 例：按图设置加工坐标的程序段如下：G50 X128.7 Z375.1第六讲 数控车床编程常用指令介绍GO0 G01、G02 指令一 . 快速定位指令 G00G00 指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置，运动过程中有加 速和减速，该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式：G0

32、0 X(U) Z(W) ；当用绝对值编程时， X、 Z 后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。 当用相对值编程时， U、W 后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。 如图所示的定位指令如下：G50 X200.0 Z263.0; 设定工件坐标系G00 X40.0 Z212.0;绝对值指令编程 AC或G00 U-160.0 W-51.0; 相对值指令编程 A C因为 X 轴和 Z 轴的进给速率不同，因此机床执行快速运动指令时两轴的 合成运动轨迹不一定是直线，因此在使用 G00 指令时，一定要注意避免刀具和 工件及夹具发生碰撞。如果忽略这一点，就容易发生碰撞，而快速运动状态下 的碰撞就更加危

33、险G00 指令是模态代码，它命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动 到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求。指令书写格式是：G00 X(U)Z(W) ； 当用绝对值编程时，刀具分别以各轴的快速进给速度运动到工件坐标 系 X 、Z 点。当用增量值编程时， 刀具以各轴的快速进给速度运动到距离现有位 置为 X、Z 的点。刀具整个运动轨迹一般不是直线，而是两条线段的组合。二、 . 直线插补指令 G01G01 指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到 指令给出的目标位置。指令格式： G01 X(U)Z(W)F ；其中 F 是切削进给率或进给速度， 单位为 mm/r 或

34、 mm/min ，取决于该指 令前面程序段的设置。使用 G01 指令时可以采用绝对坐标编程，也可采用相对 坐标编程。当采用绝对坐编程时，数控系统在接受 G01 指令后，刀具将移至坐 标值为 X、Z 的点上；当采用相对坐编程时，刀具移至距当前点的距离为U、W值的点上。如图所示的直线运动指令如下：G01 X40.0 Z20. F0.2;绝对值指令编程G01 U20.0 W-25.9 F0.2;相对值指令编程直线插补指令是直线运动指令。它命令刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的F进给速度作任意斜率的直线运动。G01指令是模态(续效)指令。 其指令格式是 :G01 X(U)2(W) F；几点说

35、明1) G01 指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程， 由尺寸字地址决 定，有的数控车床由数控系统当时的状态 (G90、G91)决定。2) 进给速度由 F 指令决定。 F 指令也是模态指令，它可以用 GOO 指令取 消。如果在G01程序段之前的程序段没有 F指令，而现在的G01程序段中也没 有F指令，则机床不运动。因此，G01程序中必须含有F指令。三、 . 圆弧插补指令 G02、 G03圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的 F 进给速度作圆弧插补运 动，用于加工圆弧轮廓。圆弧插补命令分为顺时针圆弧插补指令 G02 和逆时针 圆弧插补指令 G03 两种。其指令格式如下：顺 时 针 圆

36、弧 插 补 的 指 令 格 式 ：G02X(U)Z(W)IKF ；G02 X(U)Z(W)_R_ F ；逆时针圆弧插补的指令格式：G03 X(U)Z(W) IKF ；G03 X(U)Z(W)_R_ F ；使用圆弧插补指令，可以用绝对坐标编程，也可以用相对坐标编程。绝 对坐标编程时， X、Z 是圆弧终点坐标值；增量编程时， U、W 是终点相对始点 的距离。圆心位置的指定可以用 R，也可以用I、K, R为圆弧半径值；I、K为 圆心在 X 轴和 Z 轴上相对于圆弧起点的坐标增量 ;F 为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。当用半径 R 来指定圆心位置时，由于在同一半径 R 的情况下，从圆弧的 起点到终

37、点有两种圆弧的可能性，大于 180和小于 180两个圆弧。为区分起 见，特规定圆心角a 180。时，用“ -R”。注意： R 编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工。例如，图 3-13 中所 示的圆弧从起点到终点为顺时针方向，其走刀指令可编写如下：G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3；绝对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/rG02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3； 相对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/rG02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3； 绝对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/rG02 U20.0 W-20.0 R2

38、5.0 F0.3； 相对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r第七讲 数控车床编程常用指令介绍G04 G20 G21、G50 G96 G97 G98 G99 指令. 暂停指令 G04G04 指令用于暂停进给，其指令格式是：G04 P或 G04 X(U)暂停时间的长短可以通过地址 X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数， 单位是ms； X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为 s。有些机床，X(U)后面 的数字表示刀具或工件空转的圈数。该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用， 也可用于拐角轨迹控制。例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽 外形为螺旋面，用暂停

39、指令 G04 可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光 整圆，例如欲空转2.5s时其程序段为：G04 X2.5 或 G04 U2.5 或 G04 P2500;G04为非模态指令，只在本程序段中才有效。二、 . 英制和米制输入指令 G20、G21G20 表示英制输入， G21 表示米制输入。 G20 和 G21 是两个可以互相取 代的代码。机床出厂前一般设定为 G21 状态，机床的各项参数均以米制单位设 定，所以数控车床一般适用于米制尺寸工件加工，如果一个程序开始用 G20 指 令，则表示程序中相关的一些数据均为英制(单位为英寸);如果程序用G21指令, 则表示程序中相关的一些数据均为米制(单位

40、为mm)。在一个程序内，不能同时 使用G20或G21指令，且必须在坐标系确定前指定。G20或G21指令断电前后 一致，即停电前使用 G20 或 G21 指令，在下次后仍有效，除非重新设定。三、最高转速限制编程格式G50 SS后面的数字表示的是最高转速：r/min。例： G50 S3000 表示最高转速限制为 3000r/min。四、恒线速控制编程格式 G96 SS 后面的数字表示的是恒定的线速度： m/min。 例： G96 S150 表示切削点线速度控制在 150 m/min。对图3仃中所示的零件，为保持 A、B、C各点的线速度在150 m/min，则 各点在加工时的主轴转速分别为：A: n

41、=1000X 150* ( nX 40)=1193 r/minB: n=1000X 150* ( nX 60)=795r/minC: n=1000X 150* ( nX 70)=682 r/min恒线速取消编程格式G97 SS后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。例：G97 S3000表示恒线速控制取消后主轴转速 3000 r/min。五、.进给速度量纲控制指令G98、G99在数控车削中有两种切削进给模式设置方法，即进给率（每转进给模式）和进给速度（每分钟进给模式）。（1）进给率，单位为mm/r，其指令为：G99 ；进给率转换指令G01X Z F；F 的

42、单位为 mm/r（2）进给速度，单位为mm/min，其指令为：G98;进给速度转换指令G01X Z F；F 的单位为 mm/minG98和G99都是模态指令，一旦指定就一直有效，直到指定另一方式为止。车削CNC系统缺省的进给模式是进给率，即每转进给模式，只有在用动力 刀具铣削时才采用每分钟进给模式。12. 参考点返回指令 G27、 G28、G30参考点是 CNC 机床上的固定点， 可以利用参考点返回指令将刀架移动到 该点。可以设置最多四个参考点，各参考点的位置利用参数事先设置。接通电 源后必须先进行第一参考点返回，否则不能进行其它操作。参考点返回有两种 方法：(1)手动参考点返回。(2)自动参

43、考点返回。该功能是用于接通电源已进行手动参考点返回后， 在程序中需要返回参考点进行换刀时使用的自动参考点返回功能。自动参考点返回时需要用到如下指令：( 1)返回参考点检查 G27G27 用于检验 X 轴与 Z 轴是否正确返回参考点。指令格式为：G27 X(U) Z(W)X(U) 、Z(W) 为参考点的坐标。执行 G27 指令的前提是机床通电后必须手 动返回一次参考点。执行该指令时，各轴按指令中给定的坐标值快速定位，且系统内部检查 检验参考点的行程开关信号。如果定位结束后检测到开关信号发令正确，则参 考点的指示灯亮，说明滑板正确回到了参考点位置；如果检测到的信号不正确， 系统报警，说明程序中指令

44、的参考点坐标值不对或机床定位误差过大。( 2)参考点返回指令 G28、 G30G28 X(U) Z(W) ；第一参考点返回，其中 X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标， U、 W 为相对坐标。参考点返回过程如图 3-14 所示。G30 P2 X(U) Z(W);第二参考点返回，P2可省略G30 P3 X(U) Z (W)；第三参考点返回G30 P4 X(U) Z(W)； 第四参考点返回第二、第三和第四参考点返回中的 X(U)、Z (W)的含义与G28中的相同。如图 3-14 所示为刀具返回参考点的过程，刀具从当前位置经过中间点(190， 50)返回参考点，其指令为：G30

45、 X190 Z50；G30 U100 W30;如图3-14中的虚线路径所示，如果参考点返回时不经过中间点，贝U刀具会与工件发 碰撞，引起事故。第八讲数控车床编程常用指令介绍G90 G94指令一、数控车床单一形状固定循环 G90该循环主要用于圆柱面和圆锥面的循环切削。1 外圆切削循环1)指令格式：G90X(U)-Z(W) F 一;如图4 29所示，刀具从循环起点开始按矩形循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按 R快速运动，实线表示按F指定的工作进给速度运 动。x、z为圆柱面切削终点坐标值；U、W为圆柱面切削终点相对循环起点的增量值。其加工顺序按1、2、3、4进行2)编程举例；加工如图4 30所

46、示的工件，其有关程序如下:N05 G90 X35. O Z30. 0 F60. O;N06X30. O ;N07X25. 0;2锥面切削循环 1)指令格式：G90 X(U) Z(W) I F;如图4 31所示，I为锥体大小端的半径差。采用编程时，应注意I的符号，确定的方法是：锥面起点坐标大于终点坐标时为正，反之为负S*-ll料颐2)编程举例：加工如图4 32所示的工件，其有关程序如下:N05 G90 X40. Z 40. I5. F40.;N06X35.；N07X30.:二.端面切削循环G94指令格式：G94 X (U) _ Z (W) _ R_ F_指令功能：实现端面切削循环和带锥度的端面切

47、削循环。刀具从循环起点，按图3.23与图3.24所示走刀路线，最后返回到循环起 点，图中虚线表示按R快速移动，实线按F指定的进给速度移动。图住23端面切削循环图3. 24带锥度的端面切削循环图3.23端面切削循环图3.24带锥度的端面切削循环指令说明： X、Z表示端平面切削终点坐标值； U、W表示端面切削终点相对循环起点的坐标分量； R表示端面切削始点至切削终点位移在 Z轴方向的坐标增量，端面切 削循环时R为零，可省略； F表示进给速度。例题：如图3.25所示，运用端面切削循环指令编程。A-B-C-D-AA-E-F-D-AA-G-H-D-AG94 X20 Z16 F30Z13Z10Ko 34-

48、图3.26带锥度的端面切削循环例题G94 X20 Z34 R-4 F30A-B-C-D-AZ32A-E-F-D-AZ29A-G-H-D-A图3.25端面切削循环例题例题：如图3.26所示，运用带锥度端面切削循环指令编程。第九讲数控车床编程常用指令介绍G71、G70 指令数控车外圆粗加工复合循环（G71）指令格式：G71 U dReG71 Pns Qnf U A u W w Ff Ss Tt指令功能：切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z轴方向进行, 如图3.27所示。A为循环起点，A-A-B为精加工路线。B图3.27外圆粗加工复合循环指令说明： A d表示每次切削深度（半径值），无正负号；

49、 e表示退刀量（半径值），无正负号； ns表示精加工路线第一个程序段的顺序号； nf表示精加工路线最后一个程序段的顺序号； A u表示X方向的精加工余量，直径值； A w表示Z方向的精加工余量。例题：如图3.29所示，运用外圆粗加工循环指令编程。、精加工循环指令G70格式：G70 Pns Qnf图3.29外圆粗加工复合循环例题N010 G50 X150 Z100N020 G00 X41 Z0N030 G71 U2 R1N040 G71 P50 Q120 U0.5 W0.2 F100N050 G01 X0 Z0N060 G03 X11 W-5.5 R5.5N070 G01 W-10N080 X仃

50、 W-10N090 W-15N100 G02 X29W-7.348R7.5N110 G01 W-12.652N120 X41N130 G70P50 Q120F30第十讲数控车床编程常用指令介绍G72、G70指令端面粗切循环复合固定循环图3.36端面粗加工切削循环图3.37G72程序例图端面粗切循环是一种复合固定循环。端面粗切循环适于Z向余量小，X向余量大的棒料粗加工，如图3.36所示编程格式G72 U( d) R(e)G72 P(ns) Q(nf) U( u) W( w) F(f) S(s) T(t)式中： d-背吃刀量；e-退刀量；ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程

51、序段中结束程序段的段号； u-X轴向精加工余量； w-Z轴向精加工余量；f、s t-F、S、T 代码。(1) nsnf程序段中的F、S T功能，即使被指定对粗车循环无效(2) 零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调增大或单调减少。 例：按图3.37所示尺寸编写端面粗切循加工程序。N10 G50 X200 Z200 T0101N20 M03 S800N30 G90 G00 G41 X176 Z2 M08N40 G96 S120N50 G72 U3 R0.5N60 G72 P70 Q120 U2 W0.5 F0.2N70 G00 X160 Z60 /nsN80 G01 X120 Z70 F0.15

52、N90 Z80N100 X80 Z90N110 Z110N120 X36 Z132 /nfN130 G00 G40 X200 Z200N140 M30第十一讲 数控车床编程常用指令介绍圭寸闭循环G73 G70指令一、封闭循环的特点及应用范围圭闭循环是一种复合固定循环，适合对铸铁、锻毛坯切削，对零件轮廓的单 调性没有要求。二、格式及含义圭闭循环加工指令 -G73数控车固定形状切削复合循环（ G73）指令格式：G73 U i W k RdG73 Pns Qnf U A u W w Ff Ss Tt指令功能 ：适合加工铸造、锻造成形的一类工件，见图 3.31 所示。指令说明 ：A i 表示 X 轴向

53、总退刀量（半径值） ；A K表示Z轴向总退刀量；d 表示循环次数；ns 表示精加工路线第一个程序段的顺序号；nf 表示精加工路线最后一个程序段的顺序号；A u表示X方向的精加工余量（直径值）； w表示Z方向的精加工余量。 固定形状切削复合循环指令的特点:a. 刀具轨迹平行于工件的轮廓，故适合加工铸造和锻造成形的坯料；b. 背吃刀量分别通过X轴方向总退刀量 i和Z轴方向总退刀量 K除以 循环次数d求得；c. 总退刀量 i与厶K值的设定与工件的切削深度有关。 使用固定形状切削复合循环指令， 首先要确定换刀点、循环点A、切削 始点A和切削终点B的坐标位置。分析上图，A点为循环点，AB是工件 的轮廓线

54、，A-AB为刀具的精加工路线，粗加工时刀具从A点后退至C点, 后退距离分别为 i + u/2， k + w,这样粗加工循环之后自动留出精加工余量 u /2、 w。 顺序号ns至nf之间的程序段描述刀具切削加工的路线。图1固定形状切削复合循环例题图2复合固定循环举例、应用1 例题：如图1所示，运用固定形状切削复合循环指令编程。N010 G50 X100 Z100N020 G00 X50 Z10N030 G73 U18 W5 R10N040 G73 P50 Q100 U0.5 W0.5 F100N050 G01 X0 Z1N060 G03 X12 W-6 R6N070 G01 W-10N080 X20 W-15N090 W-13N100 G02 X34 W-7 R7N110 G70 P50 Q100 F302.数控车床复合固定循环应用举例：G73与G70当工件毛坯为锻件或铸件时，往可以使用 G73和G70循环功能。G73是 粗加工循环和GTI功能一样，也是一种具有自动加工分配的固定循环，但分配 的方式不同。执行G73功能时，每一刀的加工路线的轨迹形状是相同的，