数控技术第2章2.5节.ppt

1、0,2.12.4 概述及其他 2.5 指令及程序结构 2.6 编程应用举例 2.7 自动编程,第2章 数控加工程序编制,1,主要内容,2.5 指令及程序结构,2.5.1 指令字和地址 2.5.2 程序结构 2.5.3 部分指令详解,2,1) 指令字,程序的最小功能单元,由文字、数字、符号以及它们的组合组成,数控系统操作指令的总称，又称指令、编程指令、字,2.5.1 指令字和地址,2) 地址,指令中的信息单位，如G、M、X、Y、Z等。,3,主要内容,2.5.1 指令字和地址,4,主要内容,常用地址码及其含义,2.5.1 指令字和地址,5,主要内容,功能：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、补偿、

2、暂停等操作。 组成：G后带二位数字组成，共有100种（G00G99）。有模态（续效）指令与非模态指令之分。 示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18，G54等。,1 准备功能G指令,说明：随着数控技术的发展，一些数控系统中G指令已有用三位数字表示，超过100种。,2.5.1 指令字和地址,6,主要内容,2 辅助功能M指令,功能：控制机床及其辅助装置的通断的指令。 如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等。 组成：M后带二位数字组成，共有100种（M00M99）。有模态（续效）指令与非模态指令之分。 示例：M02，M03，M08等。,说明：随着数控技术的发展，一些数控系统中M指令

3、已有用三位数字表示，超过100种。,2.5.1 指令字和地址,7,主要内容,F 指令 指定（合成）进给速度指令 组成：F 后带若干位数字，如F150、F3500等。 其中数字表示实际的合成速度值。它是摸态指令。,3 F、S、T指令,S指令（切削速度）指定主轴转速指令 组成：S 后带若干位数字，如S500、S3500等。 其中数字表示实际的主轴转速值。它是摸态指令。,T、D 指令 组成：T、D 后跟两位数字，如 T11、D02等。 指定刀具号和半径存放寄存器号指令。,2.5.1 指令字和地址,8,尺寸指令 X、Y、Z 、U、V、W指令 指定直线坐标轴、移动方向和目标位置指令。 组成：后带符号的数

4、字组成。如X100.987、 Y-340.6542等 ，其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值,符号表示运动的方向。 单位：mm、m（公制）或 inch（英制） 。视用户 选定的编程单位而定。,4 其他指令,2.5.1 指令字和地址,9,I、J、K、R 指令 圆弧插补圆心位置和半径指定指令。 组成：后带符号的数字组成。如I10.321、J-34.542、R30.839等 ，其中带符号数字表示圆心位置或半径值。 单位：mm、m（公制）或 inch（英制） 。 视用户选定的编程单位而定。,2.5.1 指令字和地址,10,主要内容,程序段标号，程序段结束字符以及变量 组成： 程序段标号指令

5、:地址符 N 后带若干数字组成； 程序段结束指令:每一个程序段都应有结束符，它是数控系统编译程序的标志。常用的有：“ * ” 、“；”、“LF”、“NL”、“CR”等, 视具体数控系统而定。 变量: 为简化编程有些系统还允许采用变量编程，从而可简化编程。它由地址符（字母或符号，如#、R等）后带若干数字组成。,2.5.1 指令字和地址,11,主要内容,程序的组成 一个完整的数控加工程序由程序名、程序体和程序结束三部分组成. O0001； 程序名 N01 G92 X50.0 Y20.0 ； N02 ； N03 ； 程序内容 N04 ； N05 ; M30 ； 程序结束,2.5.2 程序结构,程序的

6、结构,12,主要内容,程序名 程序名是一个程序必需的标识符。 组成：由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有： “%”、“O”、“P”等，视具体数控系统而定。 示例：国产华中I型系统 “%”，日本FANUC 系统 “O”。 后面所带的数字一般为48位。 如：%2000, O2000,2.5.2 程序结构,13,主要内容,程序体 它表示数控加工要完成的全部动作，是整个程序的核心。 组成：它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成。 程序结束 它是以程序结束指令M02 或M30，结束整个程序的运行。,2.5.2 程序结构,14,主要内容,程序段的一般格式 程序段中指令的排列顺序和书写规则

7、，不同的数控系统往往有不同的程序段格式。 目前广泛采用地址符可变程序段格式（字地址程序段格式） N03 G91 G01 X50 Y60 F200 S400 M03 M08 ；,程序段号,G指令,尺寸指令,进给速度指令,主轴转速指令,M指令,程序段结束符,2.5.2 程序结构,15,主要内容,地址符可变程序段格式的特点： 程序段中的每个指令均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。 指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写 。 上段相同的摸态指令（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不写。,2.5.2 程序结构,16,主要内容,在一个零件的加工程序中，若有一定量的

8、连续的程序段在几处完全重复出现，则可将这些重复的程序串单独抽出来，按一定的格式做成子程序。,主程序：O1000; N01； N02 M98 P10 L03(调用名为O10的子程序3次)； N03 ； N04 M98 P20 L05(调用名为O20的子程序5次) ； NM02 ； 子程序1：O10; N01； NM99 ； 子程序2： O20; N01; NM99 ；,主程序与子程序,2.5.2 程序结构,17,主要内容,主程序和子程序的关系,O1000； M98P0020; M30;,O0020； M98P0010 M99;,O0010； M99;,子程序,主程序,子程序,2.5.2 程序结构

9、,18,O2002 N01 G91 G00 G41 D01 X-50 Y25 S400 M03 M08 ； N02 M98 P01 L10 ； N03 G40 M02 ； O0001 N01 G00 Z-25 ； N02 G01 Y-50 F100 ； N03 X50 ； N04 G03 Y50 J25 ； N05 G01 X-50 ； N06 G00 Z25 ； N07 X160 ； N08 M99 ；,50,160,R25,50,190,70,10,16010=1600,对刀点,2.2 指令及程序结构,19,1 与坐标系有关的指令,作用：规定是绝对值编程还是相对值编程。,G90功能:绝对值

10、编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的距离。,G91功能: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。,性质：G90、G91为模态功能，可相互注销，G90为缺省值。,1）坐标编程方式指令:G90/G91,2.5.3 部分指令详解,20,要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3点,G90/G91 应用举例：,2.5.3 部分指令详解,21,2）工件坐标系设定指令：G92,用于设定工件坐标系原点到刀具起点(当前点)的有向距离。,示例: G92 X100 Y100 含义： 人为地把刀具起刀点(当前点)调节到在工件坐标系下的坐标值为: (100, 100)

11、，并执行G92指令之后，从而建成工件坐标系，刀具以工件坐标系原点为运动基点。,2.5.3 部分指令详解,22,主要内容,G92X160.0Y-20.0；,2.5.3 部分指令详解,23,主要内容,3）工件坐标设定指令：G54-G59 操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之间的偏置值，并在数控系统中预先设定。这个值叫做“工件零点偏置”。从而建立工件坐标系。,2.5.3 部分指令详解,24,4）坐标平面选择指令G17、G18、G19,2.5.3 部分指令详解,在XOY平面加工时,用G17；铣床默认G17，不用设 在X0Z平面加工时,用G18；车床默认G18，不用设 在Y0Z平面加工时,用G1

12、9；,25,说明： 指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点 示例： G90 G00 X100 Y10 Z150 G91 G00 X10 Y-100 Z-130,2 与控制方式有关的指令,1） 快速定位指令： G00,2.5.3 部分指令详解,26,G90 G00 X100 Y100 Z100 G90 G00 X200 Y100 Z100 G90 G00 X200 Y200 Z100 G90 G00 X100 Y200 Z100 G90 G00 X100 Y100 Z100,G90 G00 X100 Y100 Z100 X200 Z200 X100 Y

13、100,模态指令与非模态的含义 （续效字与非续效字）,非模态G功能:只在所规定的程序段中有效，程序段结束时被注销。 模态G功能：一组可相互注销的G功能，这些功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的G功能注销为止。,2.5.3 部分指令详解,27,格式： G01 X _Y_ Z_F_ X_ Y_ Z_ :终点位置 F_ :合成的进给速度 说明： 指令刀具以联动的方式，按F规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程序段指令的终点. 示例： G90 G01 X100 Y100 Z100 F200 G91 G01 X-100 Y130 Z110 F200,2）直线

14、进给指令：G01,2.5.3 部分指令详解,28,G01 与 G00 的区别 G00 各轴独自以最大速度运动 G01 各轴联动以指令速度为合成速度运动,2.5.3 部分指令详解,29,2.5.3 部分指令详解,30,课堂练习：试用G01完成下图轨迹O点为起刀点，A点为第一点,2.5.3 部分指令详解,31,作用：圆弧进给，G02：顺时针圆弧；G03: 逆时针圆弧 性质：模态功能 格式：,3）圆弧进给指令:G02、G03,XY平面,XZ平面,YZ平面,2.5.3 部分指令详解,32,格式说明: G17 XY平面 G18 XZ平面 G19 YZ平面 XYZ:圆弧终点坐标。可用绝对坐标（G90），也

15、可用相对坐标（G91）。 IJK:圆弧起点相对于圆心的偏移值,即圆弧起点到圆心在X、Y、Z轴向的矢量值（投影值）。 R: 圆弧半径，当圆弧圆心角小于180时，R为正值，否则R为负值。180时可正可负。 F:加工圆弧的进给速度,2.5.3 部分指令详解,33,圆弧编程示例,2.5.3 部分指令详解,圆弧顺时针（G02）、逆时针（G03），旋转方向的确定要从第三轴的正轴往负轴看过去。,34,N10 G03 X25 Y60 I-50 J-5 F100;,2.5.3 部分指令详解,圆弧编程示例,N10 G03 X25 Y60 R55 F100;,35,O0002; N10 G92 X0 Y0; N20

16、 G91 G17 M03 S400; N30 G00 X15 Y10; N40 G01 X43 Y0 F180; N50 G02 X20 Y20 R20 F80; N60 G01 X0 Y18 F180; N70 G01 X-40 Y0; N80 G03 X-23 Y-23 R23 F80; N90 G01 X0 Y-15 F180; N100 G00 X-15 Y-10; N110 M02;,2.5.3 部分指令详解,36,圆弧1 G90 G02 X50 Y40 R-30 F120；,2.5.3 部分指令详解,圆弧2 G90 G02 X50 Y40 R30 F120；,圆弧圆心角大于180，

17、R值取负值。,37,2.5.3 部分指令详解,整圆加工，圆的起点和终点重合，用半径R编程无法定义，只能用矢量方法编程。,G90 G02 X80 Y50 I-35 J0 F120；,38,3 刀具补偿指令,刀具半径补偿G40，G41，G42,2.5.3 部分指令详解,立铣刀,200,200,200,39,3 刀具补偿指令,刀具半径补偿G40，G41，G42,2.5.3 部分指令详解,编程时的刀位点是铣刀的下端中心点，而加工时使用的是铣刀的外圆周，必须进行半径补偿。 顺着刀具前进方向，如果刀具在工件左边为左补偿G41，刀具在工件右边为右补偿G42。 G41刀具半径左补偿、 G42刀具半径右补偿、

18、G40取消刀具半径补偿。,40,2.5.3 部分指令详解,41,3 刀具补偿指令,2.5.3 部分指令详解,刀具半径补偿（G41 G42 G40） 指令格式：G41 G00(G01) X Y D ； D后面的数字表示刀具半径补偿值的编号； G41或G42、G40是特殊的模态指令。必须成对使用。G41指令之后不能直接使用G42，必须先用G40取消刀补；反之也是一样的。 使用了刀具半径补偿功能，只需按零件轮廓进行编程，不需计算出刀位点的实际位置，系统会自动向实际刀位点上的偏移。,42,3 刀具补偿指令,2.5.3 部分指令详解,必须直接与G00或G01配对使用，不能直接使用G02或G03。 由于半

19、径补偿的建立需要一个过程，所以补偿点的选择非常重要，到加工的第一个起始点时，刀具半径必须完成。,43,3 刀具补偿指令,2.5.3 部分指令详解,车削圆柱面、端面时，车刀刀尖半径不会引起加工误差，故不需要刀具半径补偿。 车削圆弧、锥面时，车刀刀尖半径会引起误差；粗加工（或自由尺寸）圆弧、锥面时，刀尖半径引起的加工误差在可接受的范围内，所以不需要半径补偿；有尺寸精度要求的精加工，需要进行刀尖半径补偿。车刀半径补偿时和车刀方位有关。,44,3 刀具补偿指令,2.5.3 部分指令详解,可巧妙使用刀具半径补偿来进行粗、精加工的编程，减少编程计算量。,45,4 暂停指令,N05G90G01F120Z-5

20、0S300M03 N10G04 P 2.5；暂停2.5秒 N15Z70,作用：使刀具作短暂的无进给加工。,格式： G04P xx,说明： P后跟的数据表示暂停的时间，各系统的规定有所不同，其单位可以是秒(P3.0)或者毫秒(P3000)。,主要用途：保证得到光滑的加工面，如在进行清根、倒角、孔底、深切钻、切槽等加工时。,示例：,2.5.3 部分指令详解,46,辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作 。 辅助功能有模态、非模态、前作用、后作用等属性，使用时要注意。,5 辅助功能指令,2.5.3 部分指令详解,47,程序暂停M00 功

21、能：暂停执行当前程序 作用：方便操作者进行刀具和工件的尺寸测量、工件调头、手动变速等操作 特点：暂停时，机床的主轴、进给及冷却液停止，而全部现存的模态信息保持不变，欲继续执行后续程序，重按操作面板上的“循环启动”键 非模态指令,2.5.3 部分指令详解,48,计划停止指令M01 与M00相似，不同是只有预先按下机床控制面板上的“选择停止”开关时，该指令才有效，否则继续执行后面的程序。 使用M01指令停止执行程序之后，按面板上的启动按钮，可继续执行后面的程序。,2.5.3 部分指令详解,49,程序结束M02 功能：结束机床的一切动作。主轴、进给、冷却液全部停止 作用：结束加工过程 特点：M02的程序结束后，语句光标停止在程序尾。若要重新执行该程序，需把光标重新移动程序头。 性质：非模态指令,2.5.3 部分指令详解,50,M30 功能：程序结束并返回到零件程序头 作用：结束加工过程. 特点：程序结束，语句光标返回到零件程序头。若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上的“循环启动”键，不需要人工把光标移动到程序头。 性质：非模态,2.5.3 部分指令详解,51,M03、M04、M05 功能：主轴控制 作用： M03主轴正向旋转； M04主轴反转； M05使主轴停止旋转； 后置刀架机床：从尾座端往主轴端看顺时针方向为正转，逆时针