数控机床编程知识基础

第三节常用准备功能指令编程方法教案31.绝对坐标指令与增量坐标指令（G90、G91）G90—绝对坐标指令G91—增量坐标指令例

编制图中的移动量。绝对尺寸指令：G90G01X30Y50；增量尺寸指令：G91G01X20Y30； 或G01U20V30；2.坐标系设定指令（G92）例

设置图中工件坐标系坐标系设定指令：G92X400Z200；3.坐标平面选择指令（G17、G18、G19）G17、G18、G19指令分别表示在XY、ZX、YZ坐标平面内进行加工。其中，G17可缺省。200400OpX

Z一.与坐标系有关指令第三节常用准备功能指令编程方法教案31.快速点定位指令（G00）G00使刀具以点位控制方式从其所在点以最快速度移动到坐标系的另一点。书写格式:Ｇ００Ｘ___Ｙ__Ｚ___

目标点坐标2.直线插补指令（G01）G01用以指令两个坐标(或三个坐标)以联动的方式，按程序段中规定的进给速度F，插补加工出任意斜率的直线。书写方式：ＧＯ１Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｆ＿＿

进给速度目标点坐标二.运动控制指令第三节常用准备功能指令编程方法教案3

(1)XY平面圆弧

(2)XZ平面圆弧

(3)YZ平面圆弧

3.圆弧插补指令（G02、G03）G02表示顺时针圆弧插补；G03表示逆时针圆弧插补。(1)圆弧顺、逆方向判断：沿垂直于要加工的圆弧所在平面的坐标轴从正向往负向看，刀具相对于工件的转动方向是顺时针用G02，反之用G03。(2)书写格式为：______030217FJIRYXGGGþýüîíìþýüîíì______030218FKIRZXGGGþýüîíìþýüîíì______030219FKJRZYGGGþýüîíìþýüîíì第三节常用准备功能指令编程方法教案3

例编出加工图所示零件程序。

1.使用绝对值且R方式：O0100N0010G92X0Y0；N0020G90G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-80Y-40F200；N0040G01X-80Y-20；N0050G02X-40Y20R40F100；N0060G03X20Y80R60；N0070G01X40Y80F200；N0080Y-40；N0090G00X0Y0M02；第三节常用准备功能指令编程方法教案3

2.使用增量值且I、J方式：O0200N0010G92X0Y0；N0020G91G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-120Y0F200；N0040X0Y20；N0050G02X40Y40I40J0F100；N0060G03X60Y60I0J60；N0070G01X20F200；N0080Y-120；N0090G00X-40Y40M02；4.暂停(延迟)指令（G04）主要用于光整加工书写格式为：G0410第三节常用准备功能指令编程方法教案41.刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）1.1刀具半径补偿概念实际的刀具都是有半径的。使刀具的刀尖沿零件轮廓曲线加工，刀位点的运动轨迹即加工路线应该与零件轮廓曲线有一个半径值大小的偏移量。使刀具的刀位点正确运动有两种方式：1)加工前计算出刀位点运动轨迹，再编程加工；2)按零件轮廓的坐标数据编程，由系统根据工件轮廓和刀具半径R自动计算出刀具中心轨迹。三.刀具补偿指令第三节常用准备功能指令编程方法教案41.2刀具半径补偿指令G41为刀具左补偿，指顺着刀具前进方向看，刀具偏在工件轮廓的左边；G42为刀具右补偿，指顺着刀具前进方向看，刀具偏在工件轮廓的右边；G40为取消刀补。书写格式：1．G41、G42与G00，G01配合使用。

2．G41、G42与G02，G03配合使用。X—Y—D；úûùêëéúûùêëé42410100GGGGD—；úûùêëé4241GGX—Y—R—；úûùêëé0302GG第三节常用准备功能指令编程方法教案41.3刀具半径补偿过程刀具半径补偿执行过程一般分为三步：(1)刀具补偿建立(2)刀具补偿进行(3)刀具补偿撤消刀具补偿功能还可以利用同一加工程序去适应不同的情况，如：1．利用刀具补偿功能作粗、精加工余量补偿；2．刀具磨损后，重输刀具半径，不必修改程序；3．利用刀补功能进行凹凸模具的加工。第三节常用准备功能指令编程方法教案4例铣削加工图所示的轮廓，采用20㎜的立式铣刀。O0010N010G92X0Y0；N020G91G00G42X70Y40D01S800M03M08；N030G01X80Y0F100；N040G03X40Y40I0J40；N050G01Y60；N060X-20；N070G02X-80I-40；N080G01X-20；N090Y-100；N100G00G40X-70Y-40M05M09M02；

YXO

70602020ABCDEFGR40R4012010040

O第三节常用准备功能指令编程方法教案42.刀具长度补偿指令（G43、G44）用于刀具轴向（Z方向）补偿，可使刀具在Z方向上的实际位移大于或小于程序给定值。即：书写格式：

执行结果：正偏置G43：Z实际值=Z指令值+（H—）负偏置G44：Z实际值=Z指令值-（H—）G40为取消刀补。

Z向实际位移量＝程序给定值±补偿值可正可负Z—H—；

úûùêëé4443GG第三节常用准备功能指令编程方法教案4数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序段调用，从而简化编程工作。这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令，通常用G80～G89。四.固定循环指令第四节数控编程的工艺处理教案41．数控加工工艺的内容十分具体

通用机床上由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多工艺问题，在数控加工时转变成为编程人员必须事先具体设计和具体安排的内容。2．数控加工的工艺处理相当严密

在进行数控加工的工艺处理时，必须注意到加工过程中的每一个细节，考虑要十分严密。编程人员不仅必须具备较扎实的工艺基础知识和较丰富的工艺设计经验，而且必须具有严谨踏实的工作作风。

二.数控编程中工艺处理的内容一.数控加工工艺特点

数控加工的合理性分析、零件的工艺性分析、工艺过程和工艺路线的确定、零件安装方法的确定、选择刀具和确定切削用量。第四节数控编程的工艺处理教案41.合理确定零件的加工路线

零件的加工路线：数控机床加工过程中刀具刀位点相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向。确定加工路线的原则：1．应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求；2．应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间；3．应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。a)

b)

c)

三.数控编程中工艺处理的几个问题第四节数控编程的工艺处理教案42.合理选择对刀点、换刀点(1)刀位点：用来表示刀具在机床上的位置。如图,立铣刀指刀具轴线与刀具底面的交点，球头铣刀指球头铣刀的球心，车刀和镗刀指刀尖，钻头指钻尖。第四节数控编程的工艺处理教案4

刀架转位换刀时的位置，用符号表示。在数控机床上加工零件时，刀具刀位点相对零件运动的起始点。用符号表示。选择对刀点的原则：1.要便于数学处理和简化编程；2.在机床上找正容易，加工中检查方便；3.引起的加工误差小。(2)起刀点(对刀点、程序起点)：(3)换刀点：第四节数控编程的工艺处理教案43.合理选择工件的装夹方法、刀具和切削用量(1)选用和设计夹具应遵循的原则(2)数控加工的刀具要求精度高、刚性好、耐用度高、尺寸稳定、安装调整方便，因而需采用优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。(3)选择切削用量的原则四.合理编制工艺文件数控加工工艺文件主要有：工序卡、刀具调整单、零件的加工程序单等。1.工序卡2.刀具调整单3.机床调整单4.数控加工程序单第五节编程中的数值计算教案51.基点和节点的计算基点：构成零件轮廓的两相邻几何元素的交点或切点。节点：在误差允许范围内，逼近非圆曲线的若干个直线段或圆弧段的交点。2.刀位点轨迹的计算刀位点运动轨迹与零件轮廓曲线不完全重合，对没有刀具半径补偿功能的经济型数控机床，编程时需计算出刀位点运动轨迹。3.辅助计算辅助计算包括：辅助程序计算、脉冲数计算、尖角过渡计算、增量计算。一.数值计算的主要内容第五节编程中的数值计算教案5方法：选定零件坐标系，列出各直线和圆弧的解析方程：将两相邻几何元素的方程联立起来，可解出各交点或切点的坐标。若数控机床没有刀具半径补偿功能，由直线和圆弧组成的零件轮廓，需要根据零件轮廓和刀具半径计算出刀位点轨迹上的基点坐标。方法为：选定零件坐标系，列出各直线和圆弧的等距线解析方程：将两相邻几何元素的等距线方程联立起来，可求出刀位点轨迹的基点坐标值。222)()(0RyxcByAx=-+-=++hx，圆弧：直线：22222()()(），圆弧：直线：刀刀rRyxBArcByAx±=++±=++hx二.直线和圆弧组成的零件轮廓的基点计算第五节编程中的数值计算教案51．以起点A为圆心，以为半径作圆2．求PT的斜率以下方程联立求Ｐ点坐标:、Ｔ则()()222允d=-+-aayyxx允d()ppyx,()ttyx,()()()()ïïïïîïïïïíì=¢=--=-+----=--曲线方程曲线切线方程圆方程（）（圆切线方程允)()()222tttptptapapapapptptxfyxfxxyyxxyyyyxxxxyydptptxxyyk--=三.非圆曲线的节点计算a）基本原理b)计算步骤第五节编程中的数值计算教案53.过A点与直线PT平行的直线方程为：4.与曲线联立求解B点

5.按以上各步骤依次求得各节点C，D……。c）特点各程序段误差均相等，程序段数目最少，但数值计算过程较复杂，需借助计算机。îíì=-=-)()(xfyxxkyyaa)(aaxxkyy-=-()bbyx,第五节编程中的数值计算教案5数控加工误差△数加是由编程误差△编、机床误差△机、定位误差△定、对刀误差△刀等误差综合形成。即：△数加=f(△编+△机+△定+△刀)其中：（1）编程误差△编由逼近误差δ、圆整误差组成。（2）机床误差△机由数控系统误差、进给系统误差等原因产生。（3）定位误差△定是当工件在夹具上定位、夹具在机床上定位时产生的。（4）对刀误差△刀是在确定刀具与工件的相对位置时产生。四.数控加工误差的组成第六节自动编程简介教案51.自动编程的类型及特点(1)语言式自动编程2.自动编程系统的信息处理过程(1)语言式自动编程系统的信息处理过程(2)图形交互式自动编程系统的信息处理过程3.自动编程的发展趋势

(1)发展具有完善的工艺处理功能的自动编程(2)实物模型自动编程(4)在线编程一.数控编程的方法二.自动编程1.手工编程2.自动编程(2)图形交互式自动编程(3)语音式自动编程(5)视觉编程第一节数控车床的程序编制第三章数控加工编程第二节数控铣床的程序编制第一节数控车床的程序编制教案７车削零件编程原点的X向零点应选在零件的回转中心。Z向零点一般应选在零件的右端面、设计基准或对称平面内。二.设定编程原点一.数控车削加工编程的特点第一节数控车床的程序编制教案７1.外圆车削循环指令G90书写格式：G90X（U）—Z（W）—F—；例1编写车削如图零件程序N0050G90X50Z-30F50；执行结果：刀具从A点快进到B点，再从B点切削到C点，然后从C点退刀至D点，最后刀具又快速返回到A点。

90f

60f

50fABCDZX

pO3010三.车削固定循环指令第一节数控车床的程序编制教案７2.外圆锥面循环指令G90

书写格式：G90X（U）—Z（W）—I—F—；

X、Z为切削终点的坐标值，U、W为切削终点相对于循环起点的增量值，I（或R）为锥体两端的半径之差，即，F为进给速度。2dDI-=例2编写车削如图零件程序N0050G90X40Z20I-5F30；N0060X30；N0060X20；执行结果：刀具从A点快进到B点，再从B点切削到C点，然后从C点退刀至D点，最后刀具又快速返回到A点；如此又走刀：……，每次循环都退回到A点。第一节数控车床的程序编制教案７3.螺纹切削循环指令G92螺纹切削应注意在两端设切入和切出的空刀行程、，用以避免升降速过程对螺纹质量的影响。实际刀具行程：（1）书写格式：G92X（U）—Z（W）—F—；G92X（U）—Z（W）—I—F—；第一节数控车床的程序编制教案７例

在数控机床上加工如图零件的外螺纹，先用1号刀精车螺纹的外表面，再用2号刀加工螺纹，试编写程序。解：1）计算螺纹尺寸螺纹外径≈40-0.866×2÷4=39.6；螺纹牙深=0.6495×2=1.299；螺纹内径≈39.6-2×1.299=37.0。

（2）螺纹加工尺寸计算螺纹标注为：M40×2令螺纹全高Ｈ＝0.866Ｐ；螺纹外径≈公称直径-Ｈ/４；螺纹牙深=0.6495Ｐ；螺纹内径≈螺纹外径-2×螺纹牙深。第一节数控机床的程序编制教案72.编程如下：（螺纹分4次切削）O0010N0010G92X200.0Z100.0；N0020G00X39.6Z2.0S600T0101M03；N0030G01Z-31.5F100；N0040G00X200.0Z100.0；N0050M01；计划停止（停机检查）N0060T0202；N0070G00X41.0Z5.0S200M08M03；N0080G92X38.7Z-31.5F2.0；加工螺纹N0090X37.8；N0100X37.3；N0110X37.0；N0120G00X200.0Z100.0M09；M09关切削液N0130M30；纸带结束