数控编程课件(全)

1、数控加工程序编制,数控编程定义 根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件。 常用编程方法 手工编程 自动编程（图形交互式）,数控编程知识简介,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。,手工编程,编程步骤 人工完成零件加工的数控工艺 分析零件图纸 制定工艺决策 确定加工路线 选择工艺参数 计算刀位轨迹坐标数据 编写数控加工程序单 验证程序,手工编程,优点 主要用于点位加工（如

2、钻、铰孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现的情况等。 缺点 对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成。,手工编程,基 础,坐标系和运动方向命名原则,1.刀具相对于静止工件而运动原则；,2.右手笛卡儿直角坐标原则；,3. 运动的正方向增大工件和刀具之间距离的方向，即刀具远离工件的方向为正。,基 础,基 础,机床坐标轴的确定,1.先确定Z轴。以平行于机床主轴的刀具运动坐标为Z轴，若没有主轴，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为Z轴。Z轴正方向是使刀具远离工件的方向。,2.

3、再确定X轴。X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。正方向也是使刀具远离工件的方向。,3.Y坐标。在Z、X坐标确定后，用右手直角坐标系来确定。,基 础,基 础,基 础,1.编程坐标系（工件坐标系）,编程坐标系（工件坐标系）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。,基 础,程序结构和程序段格式,1.1.程序结构,O1001 M03 S600; T0101 G00 X50. Z2. G00 X100 Z100 M30 %,基 础,1.2 程序指令字,1. 顺序字 N,1）作用 （1）对程序的校对和检索修改； （2）可直

4、观地检查程序； （3）条件转向的目标。,基 础,2.准备功能字 G,作用：建立机床或控制系统工作方式的一种命令。,基 础,G功能代码 功能含义 G00 快速点定位 G01 直线插补 G02/G03 顺/逆时针圆弧插补 G04 刀具进给暂停 G28(G29) 返回机床参考点 G40 取消刀尖圆弧半径补偿 G41 / G42 刀尖圆弧半径左/右补偿,基 础,4.辅助功能字 M,功能代码 功能含义 M00 程序停止 M01 选择程序停止 M02 程序结束 M30 程序结束并返回程序头 M03 / M04 主轴正/反转 M05 主轴停转 M08 / M09 冷却开/关 M98 调用子程序 M99 子程

5、序返回,基 础,5.进给功能字 F,每分钟进给量（mm/min）,每转进给量（mm/r）,G98,G99,6.转速字 S,恒转速（r/min）,恒线速（m/min）,G97,G96,7.刀具字 T,第一节 数控车床编程基础,3.1.2 数控车床编程特点,1.数控车床的坐标方式： X轴以直径方式编程，Z轴以长度方式编程,2.数控车床的编程部分： 以零件的上半部分编程,第二节 数控车床的基本指令,1.绝对值编程(X、Z）与相对值编程（U、W）,绝对值编程： G01 X100. Z50.,相对值编程： G01 U60. W-100.,绝对值和相对值混合编程： G01 U60. Z50. G01 X1

6、00. W-100.,3.2.1 基本指令,第二节 数控车床的基本指令,2.快速点定位G00,格式：G00 X（U） Z（W） ，,0,z,x,P1,P2,10 20 30 40,10,20,第二节 数控车床的基本指令,说明： （1）G00指令刀具相对于工件从当前位置以各轴预先设定的快移进给速度移动到程序段所指定的下一个定位点； （2）G00指令中的快进速度由机床参数对各轴分别设定，不能用程序规定。由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹并不总是直线。 （3）快移速度可由面板上的快速修调旋钮修正。 （4）G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。 （5）G

7、00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。,第二节 数控车床的基本指令,3.直线插补G01,格式：G01 X（U） Z（W） F ，,P2,第二节 数控车床的基本指令,说明： （1） G01指令刀具从当前位置以联动的方式，按程序段中F指令规定的合成进给速度，按合成的直线轨迹移动到程序段所指定的终点。 （2）实际进给速度等于指令速度F与进给速度修调倍率的乘积。 （3）G01和F都是模态代码，如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度，可以不再书写这些代码。 （4）G01可由G00、G02、G03或G33功能注销。,第二节 数控车床的基本指令,4.圆弧插补G02/03,格式：G0

8、2/03 X（U） Z（W） R F ， G02/03 X （U） Z（W） I K F ,P1,0,z,x,P2,10 20 30 40,10,20,第二节 数控车床的基本指令,说明： (1) G02、G03时，刀具相对工件以F指令的进给速度从当前点向终点进行插补加工，G02为顺时针方向圆弧插补，G03为逆时针方向圆弧插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向。 (2) 圆弧半径编程时，当加工圆弧段所对的圆心角为 0180时，R取正值，当圆心角为180 360时，R取负值，在同一程序段中I、K、R同时指令时，R优先，I、K无效。 (3) X、Z同时省略时，表示起

9、、终点重合，若用I、K指令圆心，相当于指令了360的弧，若用R编程时，则表示指令为0的弧。 G02 (G03) I. ; 整圆。 G02 (G03) R. ; 不动。 (4) 无论用绝对还是用相对编程方式，I、K都为圆心相对于圆弧起点的坐标增量，为零时可省略。,第二节 数控车床的基本指令,5.暂停指令G04,格式：G04 X（P） ,说明： （1） G04在前一程序段的速度降到零之后才开始暂停动作。 （2）在执行含G04指令的程序段时，先执行暂停功能。 （3）G04为非模态指令 （4）G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。该指令除用于切槽、钻镗孔外，还可用于拐角轨迹控制。,第二节

10、数控车床的基本指令,3.2.2 编程例题,坐标： O（45，5） 1 （20，0） 2 （20，-20） 3 （40，-20） 4 （40，-50）,例1,第二节 数控车床的基本指令,T0101 S1000M03 G00X45.Z5. G01X20.Z0F0.5 Z-20.F0.1 X40. Z-50. G00X45.Z5. M05 M30,第二节 数控车床的基本指令,例2,第二节 数控车床的基本指令,T0101 S1000M03 G00X45.Z5. G00X18. G01Z0.F0.3 X20.Z-1. Z-10. G02X40.Z-20.R10. G01Z-50. G00X45.Z5.

11、M05 M30,第三节 刀具补偿功能,第三节 刀具补偿功能,第三节 刀具补偿功能,1.刀具补偿指令 G41刀具半径左补偿 G42刀具半径右补偿 G40刀具半径补偿取消,格式： G41/G42/G40 G00/G01 D_ X(U)_ Z(W)_ (F_),第三节 刀具补偿功能,2.刀尖圆弧半径对加工的影响,第三节 刀具补偿功能,1）欠切现象,第三节 刀具补偿功能,2）过切现象,实际切削刃轨迹,第三节 刀具补偿功能,3.补偿方向的判断,按程序路径前进方向， 刀具偏在零件左侧进给为左补偿；刀具偏在零件右侧进给，为右补偿。,第三节 刀具补偿功能,4.刀具假想位置,第三节 刀具补偿功能,5.刀具补偿注

12、意事项,1）刀补的引入和取消要求必须在G00或G01程序段 ，不应在G02/G03程序段上进行。 2）当刀补数据为负值时，则G41、G42功效互换。 3）G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。 4）G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。,第三节 刀具补偿功能,6.例题（例2）,T0101 S1000M03 G00X45.Z5. G42G00X18. G01Z0.F0.2 X20.Z-1. Z-10. G02X40.Z-20.R10. G01Z-50. X42. G40G00X45.Z5. M05 M30,第三节 刀具补偿功能,例3,第四节 车削固定循环,3.4.1

13、 单一形状的固定循环,1.内外直径的切削循环(G90),直线切削循环: G90 X(U)_Z(W)_F_ ;,第四节 车削固定循环,2.锥体切削循环:G90 X(U)_Z(W)_R_ F_ ;必须指定锥体的 “R” 值。切削功能的用法与直线切削循环类似 。,第四节 车削固定循环,2.台阶切削循环 (G94),1） 格式 平台阶切削循环:G94 X(U)_Z(W)_F_ ;锥台阶切削循环:G94 X(U)_Z(W)_R_ F_ ;,第四节 车削固定循环,第四节 车削固定循环,3.4.2 多重固定循环,1.外圆粗车固定循环(G71),1）格式 G71U(d)R(e) G71P(ns)Q(nf)U(

14、u)W(w)F(f)S(s)T(t),d:切削深度(半径指定) e:退刀行程 ns:精加工形状程序的第一个段号 nf:精加工形状程序的最后一个段号。u：X方向精加工预留量的距离及方向。w: Z方向精加工预留量的距离及方向,第四节 车削固定循环,2）功能如果在下图用程序决定A至A至B的精加工形状,用d(切削深度)车掉指定的区域,留精加工预留量u/2及w。,第四节 车削固定循环,T0101; S800M03; G00X120.Z2.; G71U3.R0.5; G71P10Q20U1.W0.2F0.2; N10G42G00X40.; G01Z0F0.1; X60.Z-30.; W-20.; G02U

15、40.W-20.R20.; G01X110.; X112.; N20G40X120.; G00X200.Z100.; M05; M30;,例6,第四节 车削固定循环,例7,T0202 S800M03 G00X28.Z2. G71U2.R0.5 G71P10Q20U-0.5W0.1F0.15 N10G41G00X46. G01Z0F0.08 U-4.Z-2. Z-46.5 G03U-7.W-3.5R3.5 G01X32. G01Z-70. N20G40G01X28. M05 M30,第四节 车削固定循环,2.端面车削固定循环(G72),1）格式 G72W（d）R(e)G72P(ns)Q(nf)U

16、(u)W(w)F(f)S(s)T(t),t,e,ns,nf, u, w，f,s及t的含义与G71相同,第四节 车削固定循环,2）功能如下图所示，除了是平行于X轴外，本循环与G71相同。,第四节 车削固定循环,3.成型加工复式循环(G73),1） 格式 G73U(i)W(k)R(d)G73P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t),i:X轴方向退刀距离(半径指定) k: Z轴方向退刀距离(半径指定) d:分割次数,第四节 车削固定循环,2）功能本功能用于重复切削一个逐渐变换的固定形式,用本循环,可有效的切削一个用粗加工段造或铸造等方式已经加工成型的工件。,第四节 车削固定循环,

17、例8（图3）,T0303 S1000M03 G00X45.Z5. G73U20.W2.R20 G73P10Q20U0.5W0F0.2 N10G42G00X0 G01Z0F0.2 G03X28.692Z-19.28R15. G02X40.Z-40.R20.,G01W-10. G01X42. N20G40X44. M05 M30,第四节 车削固定循环,4.精加工循环(G70),1) 格式 G70 P(ns) Q(nf),2) 功能 用G71、G72或G73粗车削后，G70精车削。,第四节 车削固定循环,5.端面啄式钻孔循环(G74),1. 格式 G74 R(e);G74 X(u) Z(w) P(i

18、) Q(k) R(d) F(f)e:后退量 X:B点的X坐标 Z:C点的Z坐标i:X方向的移动量k:Z方向的移动量d:在切削底部的刀具退刀量。d的符号一定是（+）。但是，如果X（U）及I省略，可用所要的正负符号指定刀具退刀量。,第四节 车削固定循环,第四节 车削固定循环,6.外经/内径啄式钻孔循环(G75) 宽槽循环,1） 格式 G75 R(e);G75 X(u) Z(w) P(i) Q(k) R(d) F(f),第四节 车削固定循环,2）功能可在X轴割槽及X轴啄式钻孔。,第五节 螺纹加工指令,1.螺纹加工指令G32,1）格式 G32 X(U)_Z(W)_F_ ; G32 X(U)_Z(W)_

19、E_ ; F 螺纹导程设置 E 螺距 (毫米),第五节 螺纹加工指令,G00 X29.4; G32 Z-23. F2.; G00 X32; Z4.; X29.; G32 Z-23. F2.; G00 X32.; Z4.,第五节 螺纹加工指令,2.切削螺纹循环 (G92) 1）直螺纹切削循环:G92 X(U)_Z(W)_F_ ;,第五节 螺纹加工指令,2)锥螺纹切削循环:G92 X(U)_Z(W)_R_F_ ;,第五节 螺纹加工指令,第五节 螺纹加工指令,第五节 螺纹加工指令,3.螺纹切削循环(G76) 1）格式 G76 P(m)(r)(a) Q(dmin) R(d)G76 X(u) Z(w)

20、R(i) P(k) Q(d) F(l)m:精加工重复次数（1至99）r:倒角量（0至99，表示0.19.9个螺距） a:刀尖角度：可选择80度、60度、55度、30度、29度、0度，用2位数指定。如：P（02/m、12/r、60/a）dmin:最小切削深度i:螺纹部分的半径差k:螺纹高度：这个值在X轴方向用半径值指定。 d:第一次的切削深度（半径值）l：螺纹导程（与G32）,第五节 螺纹加工指令,第五节 螺纹加工指令,例9,第五节 螺纹加工指令,T0101 S800M03 G00X32.Z2. G71U3.R0.5 G71P10Q20U0.5W0F0.3 N10G00X20. G01Z0F0.

21、1 X24.Z-2. Z-40. X30. N20W-10. S1500M03,G70P10Q20 G00X100.Z100. M05 T0202 S400M03 G00X32.Z2. G00Z-33. G75R0.5 G75X20.Z-40.P1.Q2.5R0F0.08 G00X100.Z100. M05 T0303,第五节 螺纹加工指令,S400M03 G00X26.Z2. G92X23.5Z-32.F1.5 X23. X22.6 X22.36 X22.16 X22.04 G00X100.Z100. M05 M30,第六节 数控编程实例,第六节 数控车床加工实例,T0101 S1000M0

22、3 G00X105.Z2. G71U2.R0.5 G71P1Q2U0.5W0F0.2 N1G00X96. G01Z0F0.1 X100.Z-2. N2Z-21. S1500M03 G70P1Q2 G00X120.Z100.,M05 T0404 S800M03 G00X36.Z2. G71U2.R0.5 G71P10Q20U0.4W0F0.2 N10G41G00X84. G01Z0F0.1 U-4.W-2. Z-10. X70. G02U-10.W-5.R5.,左端：,第六节 数控车床加工实例,G01W-15. G03U-10.W-5.R5. G01X40. W-15. X37. N20G40X

23、36. S1000M03 G70P10Q20 G00Z100. X100. M05 M30,第六节 数控车床加工实例,右端,T0101 S800M03 G00X110.Z2. G73U20.W0.R40 G73P10Q20U0.5W0F0.2 N10G42G00X0 G01Z0F0.1 G03X40.Z-20.R20. G01X56. X60.W-2.,Z-53. X90. W-10. G02W-27.R20. G01W-10. X101. N20G40G01X102. S1500M03 G70P10Q20 G00X120.Z100. M05,第六节 数控车床加工实例,T0202 S400M0

24、3 G00X110.Z2. G00Z-48. G75R0.5 G75X50.Z-53.P1.Q2.5R0F0.08 G00X110. Z100. T0303 G00X110.Z2. Z-18.,G92X59.4Z-47.F2. X58.9 X58.5 X58.2 X57.9 X57.7 X57.56 X57.44 G00X110.Z100. M05 M30,第六节 数控车床加工实例,例11,第六节 数控车床加工实例,右端： T0101 S1000M03 G00X65.Z2. G71U3.R0.5 G71P10Q20U0.5W0.1F0.3 N10G42G00X0 G01Z0F0.08 X16.

25、 X20.Z-2. Z-50. G02U10.W-5.R5. G03U20.W-10.R10.,G02U10.W-5.R5. G01U1. N20G40G01U2. S1500M03 G70P10Q20 G00X100.Z100. T0202 S400M03 G00X22.Z2. G00Z-18. G75R0.5 G75X16.Z-20.P1.Q2.5F0.08,第六节 数控车床加工实例,G00Z-28. G75R0.5 G75X16.Z-20.P1.Q2.5F0.08 G00Z-38. G75R0.5 G75X16.Z-20.P1.Q2.5F0.08 G00Z-48. G75R0.5 G75

26、X16.Z-20.P1.Q2.5F0.08 G00X100.Z100. T0303 G00X22.Z2.,G92X18.5Z-17.F1.5 X18. X17.6 X17.3 X17.16 X17.04 G00X100.Z100. M05 M30,第六节 数控车床加工实例,左端： T0104 S1000M03 G00X65.Z2. G71U3.R0.5 G71P10Q20U0.5W0.1F0.2 N10G42G00X0 G01Z0F0.08 G03X60.Z-16.056R36.056 N20G01X62. G70P10Q20 G00X100.Z100. M05 M30,第七节 数控铣床编程基

27、础,1.坐标系设定指令 （1）机床坐标系选择指令G53 格式：（G90）G53 IP； 该指令使刀具以快速进给速度运动到机床坐标系中IP指定的坐标值位置，一般地，该指令在G90模态下执行。G53指令是一条非模态的指令，也就是说它只在当前程序段中起作用。 例：G90G53X-40.0Y-25.0Z31.0； 到达机床坐标系点（-40.0,-25.0,31.0）,第七节 数控铣床编程基础,（2）返回参考点（机械原点）指令G28 格式：G28IP_； 该指令使指令轴以快速定位进给速度经由IP指定的中间点返回机床参考点。 例：G28X-40.0Y-25.0Z-31.0；中间点坐标值（-40.0,-25

28、.0,-31.0） G91G28X0Y0Z0； 直接返回机床原点（铣床） 注意： 为了安全起见，在执行该命令以前应该取消刀具半径补偿和长度补偿。,第七节 数控铣床编程基础,（3）预置的工件坐标系 G54G59 格式：G54（G59） IP； 在机床中，我们可以预置六个工件坐标系，通过在面板上的操作，设置每一个工件坐标系原点相对于机床坐标系原点的偏移量，然后使用G54G59指令来选用它们，G54G59都是模态指令，分别对应16预置工件坐标系 。 例：预置4工件坐标系偏移量：X-430. Y-330. Z-120. G57 X50. Y50. ； 选择4坐标系并移动到机床坐标点X-380, Y-2

29、80,第七节 数控铣床编程基础,（4）坐标值和尺寸单位,1.绝对值和增量值编程 在绝对值指令模态下，我们指定的是运动终点在当前坐标系中的坐标值；而在增量值指令模态下，我们指定的则是各轴运动的距离。 G90绝对值指令 G91增量值指令,2.尺寸单位 G20英制尺寸 G21公制尺寸,第七节 数控铣床编程基础,（5） 数控铣床基本指令,1.快速点定位G00 G00指令的功能即命令刀具中心的刀端点快速移动到X、Y、Z所指定的座标位置。 2.直线插补G01 工件的轮廓为直线世纪，皆以G01指令切削之。X、Y、Z座标位置为切削之终点，可三轴同动或二轴同动或单轴移动，而由F值指定切削时的进给速率，单位一般设

30、定为mm min。,第七节 数控铣床编程基础,3. 圆弧插补G02/G03,第七节 数控铣床编程基础,4.平面选择指令 X-Y平面：G17 Z-X平面：G18 Y-Z平面：G19,5.暂停指令G04,6.刀具半径补偿指令G40/G41/G42,第七节 数控铣床编程基础,7.刀具长度补偿指令G43/G44/G49,格式：G43/G44 Z_ H_ G43刀具长度正向补偿 G44刀具长度负向补偿 Z指令欲定位的Z轴位置坐标 H刀具长度补偿号,第七节 数控铣床编程基础,铣例1,深度3mm,G40G80G49 G90G21G17 G54 T01 G90G00X0Y0 G43Z50.H01 Z10. Z

31、2. G01Z-3.F100 G41G01X20.D31 G01Y45. X40. G02Y15.R15. G1X15. G40G00X0Y0 G01Z2.F500 G00Z150.M5 M30,第七节 数控铣床编程基础,（6） 数控铣床特殊指令,1.图形比例及镜像功能指令 G51比例编程指令 G50比例编程取消指令 格式1：G51IP_ P_ 格式2：G51IP_I_J_K_ IP比例参考点 P比例因子 I、J、K各方向的比例因子（单位0.001),第七节 数控铣床编程基础,G40G80G49 G90G21G17 G54 T01 G90G00X0Y0 G43Z50.H01 Z10. Z2.

32、G01Z-3.F100 G51X0Y0I1000J-1000 G41G01X20.D31 G01Y45. X40. G02Y15.R15. G1X15. G40G00X0Y0 G50 G01Z2.F500 G00Z150.M5 M30,铣例2,第七节 数控铣床编程基础,2.坐标旋转指令 G68坐标旋转指令 G69坐标旋转取消指令 格式：G68IP_R_ R旋转角度,第七节 数控铣床编程基础,G40G80G49 G90G21G17 G54 T01 G90G00X0Y0 G43Z50.H01 Z10. Z2. G01Z-3.F100 G68X40.Y30.R45. G41G01X20.D31 G0

33、1Y45. X40. G02Y15.R15. G1X15. G40G00X0Y0 G69 G01Z2.F500 G00Z150.M5 M30,铣例3,第八节 孔加工固定循环,1 孔加工基本动作,4）孔底动作,第八节 孔加工固定循环,2 孔加工循环的格式,G90(G91) G98(G99) G81(G73G89) X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_,第八节 孔加工固定循环,第八节 孔加工固定循环,1.钻削循环G81,格式： G81X_Y_Z_R_F_L_,应用： 中心钻点孔、脆性材料的孔加工,第八节 孔加工固定循环,2.锪孔循环G82,格式： G82X_Y_Z_R_P_F_L_ 应用

34、： 有表面质量要求的孔,第八节 孔加工固定循环,3.深孔钻削循环G83,格式：G83X_Y_Z_R_Q_P_F_L_ 应用： 深孔或有位置要求的孔,第八节 孔加工固定循环,4.高速深孔钻削循环 G73,格式： G73X_Y_Z_R_Q_P_F_L_ 应用： 扩孔,第八节 孔加工固定循环,5.攻丝循环G84,格式： G84X_Y_Z_R_P_F_L_ 应用： 右旋螺纹的加工,第八节 孔加工固定循环,6.左螺纹攻丝循环 G74,格式： G74X_Y_Z_R_P_F_L_ 应用： 左旋螺纹的加工,第八节 孔加工固定循环,铣例4,第八节 孔加工固定循环,G40G80G49 G90G21G17 G56

35、T01 G90 G00 X0 Y0 G43 Z50. H01 S1500 M03 Z10. G81 Z-2.5 F80 R3. L00 M98P1001 G80,G00 Z50. M05 G91 G28 Z0 G91 G28 Y0 X0 M00 T02 G90 G00 X0 Y0 G43 Z50. H02 S1000 M03 Z10. G83 Z-15. F100 Q1. L00 P200 R3. M98P1001,第八节 孔加工固定循环,G80 G00 Z50. M05 G91 G28 Z0 G91 G28 Y0 X0 M00 T03 G90 G00 X0 Y0 G43 Z50. H0 S300 M03 Z10. G82 Z-3.8 F100 L00 P200 R3. M98P1001,G80 G00 Z50. M05 G91 G28 Z0 G91 G28 Y0 X0 M00 T04 G90 G00 X0 Y0 G43 Z50. H04 S400 M03 Z10. G84 Z-15. F500 L00 P200 R5.,X11. G80 G00 Z50. M05 G91 G28 Z0 G91 G28 Y0 X0 M30,第八节 孔加工固定循环,O1001 X22Y0. X11.Y19.0