西门子840d数控编程实例一本通

1、30RMB本书为工厂内部培训资料，页面为A4大小，市面上没有出售，如有需要请提前预定QQ：旺旺：zhizunzhangdalong说明SINUMERIK 840D 是西门子数控产品的突出代表。于20世纪90年代推出。它保持西门子前两代系统SINUMERIK 880和840C的三CPU结构：人机通信CPU（MMC-CPU）、数字控制CPU（NC-CPU）和可编程逻辑控制器CPU（PLC-CPU）。三部分在功能上既相互分工，又互为支持。它在复杂的系统平台上，通过系统设定而适于各种控制技术。SINUMERIK 840D数控系统适用于几乎所有的应用，可实现灵活组网，发挥机床及生产线最大效力，高度开放的

2、HMI和NCK能满足不同客户的个性化需求，无论是各种用户定制画面，还是专有技术、特殊工艺均能轻松与系统无缝连接。利用完善的SINUMERIK MDynamics （3轴/5轴） 铣削工艺包、优异的同步功能，80位浮点数纳米（NANOFP）计算精度、空间补偿系统（VCS）等创新技术的应用使机床性能更胜一筹，实现最佳的加工质量。可以说西门子系统在中国得到了广泛的运用，尤其SINUMERIK 840D数控系统以高端的性能而赢得使用者的好评本笔记以PAMA机床为例，通过整理筛选以往的实际加工零件，笔者终于完成了本书的制作，本书总结的例题皆为实际加工案例，不同于学校的教科书，只要用心学习，不出多日读者自

3、己便可熟练的编程本笔记适合初学者使用，每个程序后面都有详细的指令用法及含义解释，为笔者多年的经验总结。由于笔者水平有限，书中难免有不足之处，欢迎读者批评指出。祝读者早日掌握编程技术，步步高升。 编者 2011年8月目 录第一章 基础知识11.1西门子840D系统程序命名规则11.2 快速定位指令 G00（模态指令）11.3直线插补指令 G01（模态指令）21.4 圆弧插补 G02/G03（模态指令）21.5 暂停指令 G04 （模态指令）41.6 准确停止 G09 （非模态指令）、G60（非模态指令）41.7 G17、G18、G19 加工平面选择（模态指令）41.8 G40、G41、G42刀具

4、半径补偿（模态指令）51.9 G53、G153、G500（非模态指令）、SUPA（非模态指令）51.10 G54G57、G505G599工件坐标系（模态指令）61.11 G64/G641 连续路径加工（模态指令）71.12 G70/G71/G700/G710英制/公制（模态指令）71.13 G90/G91绝对/增量尺寸（模态指令）71.14 G94/G95 进给单位（模态指令）81.15 G110、G111、G112极坐标（非模态指令）81.16 框架指令(非模态指令)：91.17 辅助功能和部分指令111.18算术参数与程序跳转121.19子程序141.20程序段重复15第二章 测量与赋值1

5、82.1测量循环概要182.2供给参数192.3结果参数222.4参数的赋值24第三章 标准循环273.1钻孔循环CYCLE81273.2钻孔循环CYCLE82273.3钻深孔循环CYCLE83273.4刚性攻丝螺纹循环CYCLE84283.5柔性攻丝螺纹循环CYCLE840283.6精镗孔循环CYCLE86293.7射线性排列孔的钻孔循环HOLSE1293.8圆周排列孔的钻孔循环HOLES230第四章 编程实例314.1平面钻孔实例314.2椭圆加工实例344.3圆柱表面加工364.4铣圆弧面加工384.5钻孔攻丝实例404.6镗孔实例424.7背铣实例434.8深孔加工实例454.9坐标系

6、旋转加工474.10 成排孔加工494.11倒角编程实例514.12倒圆角编程实例534.13镜像编程实例544.14凸轮加工实例554.15腔体加工实例564.16综合加工实例（一）584.17综合加工实例（二）604.18综合加工实例（三）624.19综合加工实例（四）644.20综合加工实例（五）66（以下为节选）第一章 基础知识1.1西门子840D系统程序命名规则a、前一个符号必须是字母或数字（或一个字符有下划线） b、其余符号可以是字母、数字及下划线 c、程序名最多有24个字符 d、字符间不允许使用分隔符 常见程序段格式NGXYZFSDTM 说明N 程序段号 G 准备功能 XYZ 坐

7、标终点 F 进给速度 S 主轴转速 D 刀沿号 T 刀具号 M 辅助功能1.2 快速定位指令 G00（模态指令）格式G0 X Y Z G0 AP= RP= 解释X Y Z 直角坐标的终点AP= 极坐标的终点，这里指极角 RP= 极坐标的终点，这里指极半径指令用途快速运行进行刀具的快速定位，工件的绕行或者返回换刀位置。但G00不能用于工件加工！用 G00来编程的刀具运行将以可能的最快速度运行（快速运行）。在每个机床数据中，每个轴的快速运行速度都是单独定义的。如果同时在多个轴上执行快速运行，那么快速运行速度由对轨迹运行所需时间最长的轴来决定。编程实例N10 G0 X30 Y30 ；快速定位到圆心点

8、N20 L1 ；加工孔N30 G0 X-50 Y30 ；加工完快速退回N40 M30 ；程序结束1.3直线插补指令 G01（模态指令） 格式G1 X Y Z F G1 AP= RP= F 解释X Y Z 直角坐标的终点 AP= 极坐标的终点，这里指极角 RP= 极坐标的终点，这里指极半径 F 进给率单位为毫米/分钟指令用途刀具作两点间的直线运动加工时使用该指令，G01表示刀具从当前位置开始以给定的切削速度F，沿直线移动指令给出的目标位置。G01、F指令均为模态指令，有继承性，即如果上一段程序为G01，则本程序可以省略不写。X、Y、Z为终点坐标值也同样具有继承性，即如果本程序段的X（或Y或Z）的

9、坐标值与上一程序段的X（或Y或Z）坐标值相同，则本程序段可以不写X（或Y或Z）坐标。切削加工时，一般要求进给速度恒定，因此，在一个稳定的切削加工工程中，往往只在程序开头的某个插补（直线插补或圆弧插补）程序段写出F值。编程实例N10 G0 X14 Y14 ；快速定位N20 G1 Z-2 ；z切深2mmN30 X30 Y30 ；直线插补 N40 G0 Z6 ；Z快速退回N50 M30 ；程序结束1.4 圆弧插补 G02/G03（模态指令）格式G2/G3 X Y Z I J K G2/G3 AP= RP= G2/G3 X Y Z CR= G2/G3 AR= I J K G2/G3 AR= X Y Z

10、 解释G2 顺时针方向沿圆弧轨迹运行 G3 逆时针方向沿圆弧轨迹运行 X Y Z 直角坐标系的终点 I J K 直角坐标系的圆弧圆心（在 X,Y,Z方向） I值为圆心X值减去圆弧起点X值，J K分别对应AP= 极坐标的终点，这里指极角 RP= 极坐标的终点，这里极半径 CR= 圆弧半径 AR= 圆弧角 (张角) 0360度指令用途圆弧插补允许对整圆或圆弧进行加工。CR=+:角度小于或者等于 180 CR=:角度大于 180整圆（运行角度 360）不能用CR=来编程，而是通过圆弧终点和插补参数来编程。编程实例N10 G0 X60 Y60N20 G1 Z-2N30 G2 X150 Y120 CR=

11、-50N40 G0 Z6N50 M30或N10 G0 X150 Y120N20 G1 Z-2N30 G3 X60 Y60 CR=-50N40 Z6N50 M30整圆加工N10 G0 X50-40 Y50 N20 G1 Z-2N30 G2 X50-40 Y50 I50-10 J50-50N40 G1 Z6N50 M301.5 暂停指令 G04 （模态指令）格式G04 F G04 S解释F以秒为单位的时间 S用主轴旋转次数来确定暂停时间指令用途用G4指令多半是为了在加工完零件的时候停留几秒，以保证加工的光滑度。当主轴有高速、低速档切换时在M5指令后，用G4指令停顿几秒，使主轴真正停止再进行换挡，避

12、免损伤主轴的伺服马达。1.6 准确停止 G09 （非模态指令）、G60（非模态指令） 指令用途如果在一个切削进给的程序段中有G09指令给出，则刀具接近指令位置 时会减速，NC检测到位置到达信号后才会继续执行下一程序段。这样，在两个程序段之间的衔接处刀具将走出一个非常尖锐的角，所以需要加工非常尖锐的角时可以使用这条指令。使用G60可以实现同样的功能，G60与G09的区别就是G09是一条非模态的指令，而G60是模态的指令，即G09只能在它所在的程序段中起作用，不影响模态的变化，而G60可以在它以后的程序段中一直起作用，直到程序中出现G64为止。1.7 G17、G18、G19 加工平面选择（模态指令

13、）G17: XY平面 进给方向ZG18: XZ平面 进给方向YG19: YZ平面 进给方向X1.9 G53、G153、G500（非模态指令）、SUPA（非模态指令）解释G53 以程序段方式取消当前可设定零点偏移和可编程零点偏移。G153 和G53一样，并且抑制整个基本框架SUPA 和G153一样，并且包括编程的偏移、手轮偏移（DRF）、外部零点偏移和 PRESET偏移G500 取消可设定零点偏移/框架（G54到G599），直至下一次调用指令用途G53指令一般用于程序结束如N10 G0 G90 X10 Y10 F500 T1 返回 N20 G54 S1000 M3 ；调用第一个零点偏移，主轴右旋

14、 N30 L1 ；调子程序N40 G55 G0 Z200 ；调用第二个零点偏移Z，在障碍物之后 N50 L1 ；调子程序 N60 G56 ；调用第三个零点偏移 N70 L1 ；调子程序N80 G53 X200 Y300 M30 ；零点偏移抑制，程序结束G153指令不常用SUPA指令一般用于程序开始如N10 G0 G17 G40 G71 G90 G94；N20 GEOAX() ；取消轴转换N30 TRANS ；取消所有的FRAMEN40 STOPRE ；预处理停止，等待上面指令全部执行完以后再执行下面指令，防止程序发生混乱N50 SUPA G500指令在没有赋值的时候为机床坐标系，可以把机床从工

15、件坐标系转换到机床坐标系1.10 G54G57、G505G599工件坐标系（模态指令）指令用途在加工复杂零件的时候，往往需要加工多个面，这样每个加工面都需要一个坐标系，我们现在就来讲讲坐标系是如何建立的。首先编程人员会根据工件的图纸尺寸编出一个探测程序（在后面章节会讲探测程序），那么这里就有问题了，编程人员根据图纸编出的程序只是工件坐标系，大家应该知道工件坐标系和机床坐标系不一样，很多时候两者的原点是不重合的。在实际加工中我们会在编程之前把工件的工装每个定位点的机床坐标系值测出来，工装是根据工件而设计的，测出了工装坐标我们就可以推出工件在机床坐标系中的位置，这样编程人员就可以顺利的编出探测程序

16、了。 探测程序把工件的坐标探测出来，就需要赋值，举个例子在探测程序开始会清空坐标系的指令：$P_UIFR1=CTRANS():CFINE()$P_UIFR2=CTRANS():CFINE()$P_UIFR3=CTRANS():CFINE()$P_UIFR4=CTRANS():CFINE()表示把G54G57中的Coarse和Fine中的值全部清0，如图在探测程序中会有个赋值，这个赋值就是把工件原点探测出来后，用机床坐标系表示，即零点偏移。什么叫零点偏移，比如说工件坐标系原点在机床坐标系中探出的值为（200，200，200），那么我们只需要把Coarse中的值对应的改为200 200 200即可

17、，这时候机床坐标系的原点和工件原点重合，在这里简单的体一下，下面的章节再具体讲解。1.16 框架指令(非模态指令)：可编程零点偏置TRANS ATRANS，可编程的旋转，ROT，AROT，可编程的比例因子，SCALE,ASCALE，可编程的镜像，MIRROR，AMIRRORTRANS/ATRANS常常被用于对于在指定轴的方向上所有路径轴与位置轴的平移编程。这个指令允许你用不同的零点操作，例如在工件的不同位置重复相同的加工过程。如图要加工一个空，而孔的圆心不在原点这时候我们可以用TRANS指令N10 G0 G17 G40 G71 G90 G94N20 TRANS X15 Y40 ；零点偏移N30

18、 G0 X0 Y0 Z6 M3 ；（15,40）相当于原点（0,0）N40 L1 ；加工子程序N50 G0 Z6 M5N60 TRANS ；取消零点偏移N70 M30ATRANS为附加的零点偏移，即上面程序段中出现框架指令（TRANS,ROT,SCALE,MIRROR）的一个，则用ATRANS，表示在上个框架指令的基础上本指令继续执行，同理AROT,ASCALE,AMIRROR用法也一样。ROT RPL=平面内选择N10 G0 G17 G40 G71 G90 G94 N20 TRANS X20 Y10 ；绝对平移N30 L1 ；子程序调用N40 TRANS X55 Y35 ；绝对平移N50 A

19、ROT RPL=45 ；坐标系旋转45角N60 L1 ；子程序调用N70 TRANS X20 Y40 ；增量平移N80 AROT RPL=60 ；增量旋转60角N90 L1 ；子程序调用N100 TRANS ；取消零点偏移和旋转指令N110 G0 G53 Z6 M5 M30N120 M30空间旋转N10 G0 G17 G40 G71 G90 G94N20 TRANS X10 Y10 ；绝对平移N30 L1 ；子程序调用N40 ATRANS X35 ；增量平移N50 AROT Y30 ；关于Y轴旋转N60 ATRANS X5 ；增量平移N70 L1 ；子程序调用N80 TRANS ；取消零点偏移

20、和旋转指令N90 M30各轴旋转顺序如图区别：ROT X-90 Z45和ROT X-90 AROT Z45的区别ROT X-90 Z45为坐标系绕X逆时针旋转90度，绕Z顺时针旋转45度。注意此时绕的Z轴是机床的实际Z轴ROT X-90 AROT Z45为坐标系绕X逆时针旋转90度后绕Z顺时针旋转45度。这里绕的Z轴为机床的实际Y轴，因为ROT X-90时已经把Z轴转换为Y轴了SCALE,ASCALEN10 G0 G17 G40 G71 G90 G94N20 TRANS X15 Y15 ；绝对平移N30 L1 ；加工大型腔N40 TRANS X40 Y20 ；绝对平移N50 AROT RPL=

21、35 ；工件平面旋转35角N60 ASCALE X0.7 Y0.7 ；小型腔的比例因子N70 L1 ；加工小型腔N80 G0 Z6 M5 M30N90 ROT ；取消零点偏移、旋转比例缩放指令N100 M30MIRROR，AMIRRORN10 G0 G17 G40 G71 G90 G94N20 L1 ；加工第一个轮廓，右上角N30 MIRROR X0 ；关于Y轴镜像，对于X轴方向相反N40 L1 ；加工第二个轮廓，左上角N50 AMIRROR Y0 ；关于X轴镜像，对于Y轴方向相反N60 L1 ；加工第三个轮廓，左下角N70 MIRROR Y0 ；关于X轴镜像，对于X轴方向相反N80 L1 ；

22、加工第四个轮廓，右下角N90 MIRROR ；注销镜像N100 G0 G53 Z6 M5N110 M30第二章 测量与赋值2.4参数的赋值探测程序的目的就是要把工件坐标系和机床坐标系重合，便于加工。上面我们讲了探测参数，现在我们来讲讲如何把探测的值赋值到机床中看图中的坐标值为原始的机床坐标，如果工件坐标系和机床坐标系不重合的话，那么是无法直接按图纸程序加工工件的。下面请看一个例子：例1执行完下面指令$P_UIFR1,X,TR=110.001$P_UIFR1,Y,TR=120.002$P_UIFR1,X,FI=11.001面板内的值将变为：参数说明：那么$P _UIFR1,X,TR =110.0

23、01的含义为：把X轴的G54粗设定（TR）为110.001$P_UIFR1,Y,TR=120.002的含义为：把Y轴的G54粗设定（TR）为120.002$P_UIFR1,X,FI=11.001的含义为：把X轴的G54精设定（FI）为11.001$P_UIFR1,Y,TR中的1表示G54，如果是2表示G55，可参考下面参数：$P_UIFR0等同于G500 $P_UIFR1等同于G54 $P_UIFR2等同于G55 $P_UIFR3等同于G56 $P_UIFR4等同于G57 $P_UIFR5等同于G505 $P_UIFR99等同于G599例2执行$P_UIFR1=cfine（y,22.002）结

24、果如下：$P_UIFR1=cfine（y,22.002）表示把G54中的X Y Z轴值全部清空后，把 Y轴中的精设定为22.002执行$P_UIFR1 =ctrans（x,110.111,y,120.222）：cfine（x,11.111,y,22.222）结果如下：把G54中X Y Z轴清空后重新赋值，这里我就就解释含义了，相信大家已经明白了。$P_UIFR1=CTRANS():CFINE()是把G54X Y Z 值全部清空看下面一段探测的赋值程序：$P_UIFR1,X,TR=110 $P_UIFR1,Y,TR=120 $P_UIFR1,Z,TR=0$P_UIFR2,X,TR=3 $P_UI

25、FR2,Y,TR=120 $P_UIFR2,Z,TR=0轻读者自己在面板中填写赋值第四章 编程实例4.4铣圆弧面加工（1）分析：工厂中铣圆弧面是非常常见的，一般用于装配，对于圆弧加工精度一般要求不是太高，设70洗面刀为一号刀编程如下：（2）编程：N10 G0 G17 G40 G71 G90 G94；设定XY加工平面，取消刀补，公制，绝对尺寸，直线进给率N20 GEOAX() ；取消轴转换N30 TRANS ；取消所有的FRAMEN40 STOPRE ；预处理停止，等待上面指令全部执行完以后再执行下面指令，防止程序发生混乱N50 SUPA ；仰制当前零点偏移N60 L106(1) ；调70铣面刀

26、N70 G0 G17 G90 G54 X30 Y-10 S850 F1100 D1 T1 M7 ；G54加工坐标系，T1 长度补偿，1号刀沿N80 G0 Z20 M3N90 G1 Z0N100 L1 ；调用L1子程序N110 G0 Z20N120 G0 X30 Y-10N130 G1 Z-2.5N140 L1N150 G0 Z20N160 G0 X30 Y-10 S1000 ；最一刀提高主轴速度，保证表面光滑度N170 G1 Z-4N180 L1N190 G0 Z60 D0 M5 M9N200 M30L1.SPFN10 G1 X30 Y0N20 G3 X-30 Y0 CR=30 ；把刀具半径计

27、算到走刀路径中，先铣半径30mm半圆弧N30 G1 X-65 Y0N40 G2 X65 Y0 CR=140 ；铣半径140mm圆弧N50 G1 Y-10N60 M17 ；子程序结束4.7背铣实例（1）分析：在减速箱内部铣一个直径140mm深4mm的沉孔，因为减速箱内腔比较大，刀具从正面直接伸进去加工沉孔很困难，这时候背铣刀就派上用场了，使用背铣刀可以轻松解决这个问题。设70背铣刀为1号刀，程序如下（2）编程：N10 G0 G17 G40 G71 G90 G94；设定XY加工平面，取消刀补，公制，绝对尺寸，直线进给率N20 GEOAX() ；取消轴转换N30 TRANS ；取消所有的FRAMEN40 STOPRE ；预处理停止，等待上面指令全部执行完以后再执行下面指令，防止程序发生混乱N50 SUPA ；仰制当前零点偏移N60 L106(1) ；调70背铣刀N70 TRANS Z=-4 ；Z的原点偏移到-4，即图纸中的Z- 4等于程序中的Z 0N80 G0 G17 G90 G54 X0 Y0 S523 F470 D2 T1 M7 ；G54加工坐标系，T1 长度补偿，2号刀沿N90 G0 Z100 M3N100 G1 Z-4 ；Z轴伸到加工平面N110 L1 ；调用子程序N120 G1 Z-2 ；Z轴向正方向切深2mmN130 L1 ；调用子程序N1