数控编程基础1和数控机床编程及加工

数控编程基础SHUKONGJICHUANGGAISHU一、程序编制的基本概念二、程序的编制一、程序编制的基本概念1、数控编程的方法介绍

2、数控程序代码介绍

3、数控程序结构返回1、数控编程的方法介绍1．手工编程：

利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程。对机床操作人员来讲必须掌握。2．自动编程：利用通用的微机及专用的自动编程软件，以人机对话方式确定加工对象和加工条件，自动进行运算和生成指令。对形状简单（轮廓由直线和圆弧组成）的零件，手工编程是可以满足要求的，但对于曲线轮廓、三维曲面等复杂型面，一般采用计算机自动编程。目前中小企业普遍采用这种方法，编制较复杂的零件加工程序效率高，可靠性好。专用软件多为在开放式操作系统环境下，在微机上开发的，成本低，通用性强。3．CAD/CAM：利用CAD/CAM系统进行零件的设计、分析及加工编程。该种方法适用于制造业中的CAD/CAM集成系统。目前正被广泛应用，该方式适应面广、效率高，程序质量好，适用于各类柔性制造系统(FMS)和集成制造系统（CIMS），但投资大，掌握起来需要一定时间。返回2、数控程序代码介绍常用的标准主要有：1．数控纸带的规格2．数控机床坐标轴和运动方向3．数控编程的编码字符4．数控编程的程序段格式5．数控编程的功能代码EIA(美国电子工业协会)和ISO(国际标准化协会)

返回八单位标准穿孔纸带EIA代码和ISO代码的主要区别在于：EIA代码每行孔数为奇数，其第5列为补奇列；ISO代码各行孔数为偶数孔，其第8列为补偶列。补奇或补偶的作用是判别纸带的穿孔是否有错。返回3、数控程序结构加工程序是由若干程序段组成；程序段是由一个或若干个指令字组成，指令字代表某一信息单元；每个指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作；每个程序段结束处应有“EOB”或“CR”表示该程序段结束转入下一个程序段；地址符由字母组成；每一个字母、数字和符号都称为字符。下一页常用地址符的含义

功能代码备注程序号O程序号程序段序号N顺序号准备功能G定义运动方式坐标地址X、Y、ZA、B、C、U、V、WRI、J、K轴向运动指令附加轴运动指令圆弧半径圆心坐标进给速度F定义进给速度主轴转速S定义主轴转速刀具功能T定义刀具号辅助功能M机床的辅助动作偏置号H、D偏置号子程序号P子程序号重复次数L子程序的循环次数参数P、Q、R固定循环参数暂停P、X暂停时间下一页常见程序段格式1234567891011NGXUQYVPZWRIJKRFSTMLF顺序号准备功能坐标字进给功能主轴功能刀具功能辅助功能结束符号下一页％开始符O1234程序号N1G90G54G00X0Y0S1000M03；第一程序段N2Z100.0；第二程序段N3G41X20.0Y10.0D01；……………N4Z2.0；N5G01Z-10.0F100；N6Y50.0F200；N7X50.0；N8Y20.0；N9X10.0；N10G00Z100.0；N11G40X0Y0M05；N12M30；程序结束程序结构举例返回二、程序的编制机床坐标系和工作坐标系的概念数控编程常用指令的含义数控机床编程步骤数控机床编程实例返回1、机床坐标系和工作坐标系的概念

1．机床坐标系

2．工作坐标系数控机床的坐标系规定已标准化，按右手直角坐标系确定，如图所示，一般假设工件静止，通过刀具相对工件的移动来确定机床各移动轴的方向。1．机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系，机床坐标系的方位是参考机床上的一些基准确定。机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线，固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工作台侧面、导轨面等，不同的机床有不同的坐标系。

1、在标准中，规定平行于机床主轴（传递切削力）的刀具运动坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为正方向（+Z）。当机床有几个主轴时，则选一个垂直于工件装夹面的主轴为Z轴。2、X轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。3、在确定了X、Z轴的正方向后，可按右手直角笛卡尔坐标系确定Y轴的正方向。4、机床原点（机械原点）是机床坐标系的原点，它的位置是在各坐标轴的正向最大极限处。立式数控铣床机床原点

2．工作坐标系工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，是程序的参考坐标系，工作坐标系的位置以机床坐标系为参考点，一般在一个机床中可以设定６个工作坐标系。工作坐标系的原点，称工作原点（或程序原点）。

数控编程常用指令的含义以下以FANUC系统的常用指令为例对常用指令作一介绍。

(一)准备功能（G指令）(二)常用辅助功能（M指令）1．绝对坐标和相对坐标指令(G90，G91)

表示运动轴的移动方式。使用绝对坐标指令(G90)，程序中的位移量用刀具的终点坐标表示。相对坐标指令(G91)用刀具运动的增量表示。如图，表示刀具从A点到B点的移动，用以上两种方式的编程分别为：

；；

2．工作坐标系的选取指令(G54～G59)

G54可以确定工作坐标系1G55可以确定工作坐标系2G56可以确定工作坐标系3G57可以确定工作坐标系4G58可以确定工作坐标系5G59可以确定工作坐标系66个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，使用前需提前输入机床。

3、平面选择指令

(G17，G18，G19)

4、快速定位(G00)

刀具从当前位置快速移动到切削开始前的位置，在切削完了之后，快速离开工件。一般在刀具非加工状态的快速移动时使用，该指令只是快速到位，其运动轨迹因具体的控制系统不同而异，进给速度F对G00指令无效。

G00X

Y

Z

；

5、直线插补指令(G01)

刀具作两点间的直线运动加工时用该指令，G01指令表示刀具从当前位置开始以给定的速度(切削速度F)，沿直线移动到规定的位置。

格式：G01X

Y

Z

F

；

G01X40.0Y20.0F100；

6、圆弧插补指令(G02，G03)

圆弧插补，G02为顺时针加工，G03为逆时针加工，

刀具进行圆弧插补时必须规定所在平面，然后再确定回转方向，如图，沿圆弧所在平面(如xy平面)的另一坐标轴的负方向(-z)看去，瞬时针方向为G02，逆时针方向为G03。

7、暂停功能(G04)

G04暂停指令可使刀具作短时间无进给加工或机床空运转使加工表面降低表面粗糙度。格式：或G04P1600；

或1600表示秒，G04为非续效指令。

8、自动机床原点返回指令(G28)

机床原点是机床各移动轴正向移动的极限位置。如刀具交换时常用到Z轴参考点的返回。

格式：G28X

Y

Z

；

；

9、刀具的补偿与偏置指令

（1）

刀具半径补偿指令(G40，G41，G42)G40刀具补偿取消G41刀具左补偿G42刀具右补偿9、刀具的补偿与偏置指令

（2）刀具长度偏置指令(G43，G44，G49)

G43正向偏置G44负向编置G49偏置取消

当使用G43时，与程序给定移动量的代数值做加法。使用G44时做减法，从而得到实际的移动的终点坐标，G43称正偏置，G44称负偏置。

10、固定循环(G73，G74，G76，G80～G89)

快速移动到（X，Y）坐标沿Z轴快速移动，并达R点切削进给加工加工至孔底位置(暂停，主轴停，主轴返转等)返回到R点(快速返回和切削进给返回)快速返回到起始点10、固定循环(G73，G74，G76，G80～G89)

G73指令的格式：G81、G73、G83区别与用途G81 G73 G83(二)常用辅助功能（M指令）

1．M00程序停止

执行含有M00指令的语句后，机床自动停止。如编程者想要在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等），使用M00指令，重新启动后，才能继续执行后续程序。

(二)常用辅助功能（M指令）

2．M01选择停止

执行含有M01的语句时，如同M00一样会使机床暂时停止，但是，只有在机床控制盘上的“选择停止”键处在“ON”状态时此功能才有效，否则，该指令无效，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。

(二)常用辅助功能（M指令）

3．M02程序结束

该指令表明主程序结束，机床的数控单元复位，如主轴、进给、冷却停止，表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。

(二)常用辅助功能（M指令）4．M03主轴正转

5．M04主轴反转6．M05主轴停转7．M06换刀指令

8．M07冷却液开

9．M08冷却液开10．M09冷却液关11．M19主轴定向停止

(二)常用辅助功能（M指令）12．M21X轴镜像使X轴运动指令的正负号相反，这时X轴的实际运动是程序指定方向的反方向。

13．M22Y轴镜像使Y轴运动指令的正负号相反，这时Y轴的实际运动是程序指定方向的反方向。14．M23镜像取消(二)常用辅助功能（M指令）15．M30程序结束与M02同样，表示主程序结束，区别是M30执行后使程序返回到开始状态。

(二)常用辅助功能（M指令）18．M98调用子程序、M99子程序结束指令

M98P

L

；其中，P为程序号，L为调用次数。

数控机床编程步骤1．分析零件图

2．数控机床的选择

3．工件的装夹方法

4．加工工艺确立

5．刀具的选择

6．程序编制

7．加工操作

数控机床编程实例实例1实例2数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。机械工程实验教学中心数控编程的目的数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。机械工程实验教学中心数控编程的内容数控编程的基本原理机械工程实验教学中心数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍机械工程实验教学中心为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定义开关1有效M20√M21自定义开关1无效M21√8M22自定义开关2有效M22√M23自定义开关2无效M23√9S主轴转速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC软件介绍在程序管理界面下，可进行有关数控加工程序文件的各种操作，如读入程序、编辑修改及查错编译等。每一个工件