数控机床基本编程方法

136绝对坐标编程和相对坐标编程当运动轨迹的终点坐标是相对于线段的起点来计量的话，称为相对坐标编程。当所有坐标点的坐标值均从某一固定的坐标原点计量的话，即为绝对坐标编程。例如，要从图1-18中的A点走到B点。图1-18绝对坐标和相对坐标用绝对坐标编程为：120Y150；若用相对坐标编程则为：-180Y-200。353绝对值编程G90与相对值编程G91G90：绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的。G90为缺省值。G91：相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。绝对编程时，用G90指令后面的、表示轴、轴的坐标值；增量编程时，用U、W或G91指令后面的、表示轴、轴的增量值。如图331所示，使用G90、G91编程：要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3点，然后回到原点。绝对编程增量编程混合编程

%0001N1G92X0Z0N2G01X15Z20N3X45Z40N4X25Z60N5X0Z0N6M30%0001N1G91N2G01X15Z20N3X30Z20N4X-20Z20N5X-25Z-60N6M30%0001N1G92X0Z0N2G01X15Z20N3U30Z40N4X25W20N5X0Z0N6M30图331G90/G91编程采用绝对坐标编程时，程序指令中的坐标值随着程序原点的不同而不同；而采用相对坐标编程时，程序指令中的坐标值则与程序原点的位置没有关系。同样的加工轨迹，既可用绝对编程也可用相对编程，但有时候，采用恰当的编程方式，可以大大简化程序的编写。因此，实际编程时应根据使用状况选用合适的编程方式。351尺寸单位选择G20，G21G20：英制输入；G21：公制（米制）输入，其为缺省值。

尺寸输入制式及其单位线性轴旋转轴英制（G20）英寸度公制（G21）毫米度352进给速度的单位设定G94、G95G94：每转进给。G94对于线性轴，F的单位依据G20/G21的设定而分别为mm/min或in/min；对于旋转轴，F的单位为度/min。G95为每转进给，即主轴转一周时刀具的进给量。F的单位依据G20/G21的设定而分别为mm/r或in/r。此功能只在主轴装有编码器时才能使用。356直接机床坐标系编程G53G53是机床坐标系编程，绝对编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值。357直径方式和半径方式编程G36：直径编程G37：半径编程G36为缺省值，机床出厂一般设为直径编程。按同样的轨迹分别用直径、半径编程，加工图335所示工件。一、直径编程%3351N1G92X180Z254（起刀点）N2G01X20W-44N3U30Z50N4G00X180Z254N5M30二、半径编程%3352N1G37N2G92X90Z254（起刀点）N3G01X10W-44N4U15Z50N5G00X90Z254N6M30数控编程人工编程基本指令及应用一工件坐标系设定二基本移动指令构成的程序段三刀具半径补偿四编程示例数控编程初步结束直线、圆弧平面轮廓的基点计算6-1RABDCEaO一个零件的轮廓曲线可能由不同的几何元素构成，如直线、圆弧、非圆曲线等。基点就是构成零件轮廓的各相邻几何元素的交点或切点，如右图所示。显然，相邻基点间只能是一个几何元素。坐标系设定程序段5-1坐标系设定程序段是将零件坐标系原点程序原点告诉数控系统，以确定工件在机床上的位置。可以用两种方法之一来进行工件坐标系设定，即：1、用G92指令2、用G54～G59指令返回坐标系设定程序段5-21、用G92指令G92指令用以设定刀具在工件坐标系里的位置。坐标系设定程序段5-3实际加工中，机床数控系统通过对刀已知道刀具在机床上的位置，工件是通过夹具固定在机床上，而工件坐标系是由数控编程人员根据零件形状及加工要求和工件安装情况来设定，数控系统并不知道工件坐标系的设定情况。G92坐标系设定程序段通过说明刀具在工件坐标系的位置来告诉数控系统工件坐标系在数控机床上的位置。坐标系设定程序段5-4坐标系设定程序段格式为：G923000Y4500应用功能字G92时应注意：1上例中，以原点为准，刀具起始点的坐标值为：=3000，Y=4500；2坐标系设定程序段只是设定程序原点，并不产生运动，刀具仍在原位置；3G92程序段中只能采用绝对坐标方式，而不能使用增量方式；4G92为模态指令（续效指令），一般安排在程序段的起始部位。在一个零件的全部加工过程中，根据需要，可以重复设定改变程序逻辑原点。坐标系设定程序段5-5例：如左图所示为数控车床的工件坐标系设定的例子。图中，工件坐标系原点OP为编程原点。坐标系设定程序段为：G92-600-400300400坐标系设定程序段5-6数控车床编程时，为方便编程，通常将坐标系原点设定在主轴的轴线上，也可以设定在工件的设计基准或工艺基准上，且径向坐标的数值采用坐标值的2倍，即用刀尖相对于回转中心的直径值来编程。返回坐标系设定程序段5-72、G54～G59指令工件装夹好后，先测出工件零点亦即编程坐标系原点在机床坐标系中的位置，并输入到相应的偏置寄存器中。编程中需要不同的工件零点时，只需调用相应寄存器存放的偏置量即可。G54～G59指令可指定六个不同的工件坐标系。返回正确地选择对刀点3-1在数控加工中要确定对刀点。对刀点是刀具加工零件时，刀具相对零件运动的起点，因此，对刀点也叫程序的坐标零点或程序原点。对刀点必须与零件的定位基准有一定的关系，这样才能确定机床坐标与零件坐标之间的关系。对刀点的选择原则如下：1、所选择的对刀点（即程序起点）应使程序编制简单。2、对刀点应选择在容易找正，并在加工过程中便于检查的位置。3、引起的加工误差小。154对刀点与换刀点的确定在进行数控加工编程时，往往是将整个刀具浓缩视为一个点，那就是“刀位点”。它是在刀具上用于表现刀具位置的参照点。一般来说，立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点为球心；镗刀、车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；钻头是钻尖或钻头底面中心；线切割的刀位点则是线电极的轴心与零件面的交点。对刀操作就是要测定出在程序起点处刀具刀位点即对刀点，也称起刀点相对于机床原点以及工件原点的坐标位置。如图1-23所示，对刀点相对于机床原点为0，Y0，相对于工件原点为1，Y1，据此便可明确地表示出机床坐标系、工件坐标系和对刀点之间的位置关系。图1-23对刀点与换刀点数控机床对刀时常采用千分表、对刀测头或对刀瞄准仪进行找正对刀，具有很高的对刀精度。对有原点预置功能的CNC系统，设定好后，数控系统即将原点坐标存储起来。在编程时，应正确地选择“对刀点”的位置。其大致选择原则是：1便于数学处理和简化程序编制。2在机床上找正容易，加工中便于检查。3引起的加工误差小。对刀点可以设置在零件、夹具上或机床上面，尽可能设在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。成批生产时，为减少多次对刀带来的误差，常将对刀点既作为程序的起点，也作为程序的终点。换刀点则是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。换刀点往往设在工件的外部，以能顺利换刀、不碰撞工件和其他部件为准。如在铣床上，常以机床参考点为换刀点；在加工中心上，以换刀机械手的固定位置点为换刀点；在车床上，则以刀架远离工件的行程极限点为换刀点。选取的这些点，都是便于计算的相对固定点。基本移动指令构成的程序段1、快速移动程序段2、直线进给程序段3、圆弧进给程序段返回快速移动程序段2-1用快速移动功能字G00命令刀具快速移动到所需的位置上，一般作为空行程运动。它只是快速到位，其运动轨迹视具体系统设计而定。格式为：G00▁▁Y▁▁▁▁（适用于三坐标联动）G00▁▁Y▁▁（适用于二坐标联动）快速移动程序段2-2应用功能字G00时应注意：（1）坐标值为绝对尺寸，其起点在前程序段中已规定；（2）G00功能字中不需给定速度，即F功能字无效。移动速度通常由系统自动设定。（3）只有一个坐标值时，刀具将沿该方向运动；有两个坐标值时，刀具的运动轨迹视系统设定而定，一般以1∶1步数两坐标联动，然后单坐标运动至终点。返回直线进给程序段2-1直线进给用直线插补进给功能字G01编程。格式为：G01▁▁Y▁▁▁▁F▁▁（适用于三联坐标联动）G01▁▁Y▁▁F▁▁（适用于二联坐标联动）例：如图所示，由A到B进行铣削，其程序段的两种编程分别为：G90G0150Y-30F200S500或：G91G01-60Y-40F200S500Y050-30AB-70110直线进给程序段2-2应用功能字G01时应注意：G90、G91、F、S功能字为续效功能字，若在前面程序段中已有G90、G91、F、S功能字，则本程序段可省略。返回圆弧进给程序段7-1圆弧进给程序段用圆弧插补进给功能字G02（顺时针方向插补）和G03（逆时针方向插补）编程。圆弧的顺、逆判断方法为：沿圆弧所在平面的另一坐标负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。圆弧进给程序段7-2当为两坐标加工（如铣床Y平面、车床平面）时，顺时针圆弧加工G02如下图所示，反方向即为G03。YOO铣床车床圆弧进给程序段7-3圆弧进给程序段的格式为：G17G18G19G02G03▁▁Y▁▁I▁▁J▁▁▁▁▁▁I▁▁▁▁Y▁▁▁▁J▁▁▁▁（或R）F▁▁圆弧进给程序段7-4应用功能字G02或G03时应注意：（1）G17、G18、G19用于指定加工平面；（2）、Y、为圆弧段的终点坐标值，可以用G90或G91指定为绝对坐标或增量坐标值；（3）I、J、为圆心坐标的增量值，与G90、G91无关；（4）可以不用圆心坐标值而采用圆弧半径R来编程，且用R来表示加工小于或等于180°的圆弧；用-R来表示加工大于180°的圆弧。圆弧进给程序段7-5例：如右图所示为铣削加工，设A点为起刀点，加工顺序为A→B→C→D，进给速度为100mm/min。根据圆弧加工方向判断方法判断，右图中AB为顺时针圆弧，BC为逆时针圆弧，CD为大于180°的顺时针圆弧。YOR25R25R18ABCD圆弧进给程序段7-6按不同方法编程，程序如下表所示。绝对坐标方式圆心坐标法G92X0Y18G90G02X18Y0I0J-18F100G03X68Y0I25J0G02X88Y20I0J20M02半径R法G92X0Y18G90G02X18Y0R18F100G03X68Y0R25G02X88Y20R-20M02YOR25R25R18ABCD圆弧进给程序段7-7按不同方法编程，程序如下表所示。相对坐标方式圆心坐标法G92X0Y18G91G02X18Y-18I0J-18F100G03X50Y0I25J0G02X20Y20I0J20M02半径R法G92X0Y18G91G02X18Y-18R18F100G03X50Y0R25G02X20Y20R-20M02YOR25R25R18ABCD返回刀具半径补偿6-1刀具半径补偿（也称为刀具半径偏置），其功能是使立铣刀铣削时，铣刀始终偏离被加工轮廓一个刀具半径r的距离。此偏置的半径可事先人工输入。这就简化了数值计算，使编程人员可按零件轮廓编程，而不必计算刀具中心的轨迹。刀具半径补偿6-2刀具半径补偿相应的准备功能字为G40、G41、G42，其功能为：G41：表示刀具左偏，即顺着刀具前进方向观察,，刀具偏在工件轮廓的左边；G42：表示刀具右偏，即顺着刀具前进方向观察,，刀具偏在工件轮廓的右边；G40：表示注销刀具左、右偏指令。刀具半径补偿6-3例：铣削加工如右图所示的工件轮廓。设刀具的起点在原点O，刀心轨迹如图中虚线所示。如运用刀具自动补偿功能字，则可按零件图上数据实线进行编程。