第2章-数控程序编制2

1、第二章,数控加工程序编制,Z轴（有主轴的机床） Z轴为平行主轴的进给轴，如车床、铣床、 加工中心。 Z坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。 X轴 单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边； 双立柱机床（龙门机床），从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。 Y轴 利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。,2. 坐标系的定义,二. 坐标系的定义,立式数控铣床 卧式数控铣床,+Z,+X,+Z,+X,二. 坐标系的定义,+Z,+X,+Z,+X,+Y,龙门数控铣床,二. 坐标系的定义,c,a,+C,第一节 概述 第二节 数控机床的坐标系 第三节 程序编制的

2、代码及格式 第四节 镗铣数控加工及其手工编程 第五节 车削数控加工及其手工编程 第六节 自动编程概述,第三节 程序编制的代码及格式,经过多年的发展，程序用代码已标准化，常用的有两种： ISO（International Standardization Organization） EIA （Electronic Industries Association ）,1. 代码（指令）定义 系统操作命令的总称，称为代码或编程指令。它由字母、数字、符号以及它们的组合组成，它是程序的最小功能单元。,M指令 辅助功能,F、S、T、D指令,其它指令,尺寸指令,一、代码及其分类,2. 代码（指令）分类,G指令

3、准备功能,O0001M03 S800T0101 (90外圆车刀）G00 X152 （大于毛坯直径）Z2G71 U2 （吃刀量视材质而定）G71 P1 Q2 U0.5 W0.1 F150（走刀视材质而定）N1 G01 X52 Z0 F100X60 Z-4Z-（60的长度）X84X92 W-4W-64G02 X104 W-6 R6G01 X128 G03 X140 W-6 R6G01 W-34N2 G0 X152 Z2M05M03 S1200G70 P1 Q2G0 X180 Z100T0202（4mm，切刀G0 X94 Z-(60的长度）G01 X52 F50G0 X94W -38G01 X84

4、F50G0 X94X180 Z100M05M30调头夹92，对刀时取总长。O0002M03 S800T0101（90外圆车刀)G0 X152（大于毛坯直径） Z2G71 U2（吃刀量视材质而定）G71 P1 Q2 U0.5 W0.1 F150（走刀视材质而定）G01 X0Z0G03 X100 Z-50 R50G02 X112 W-6 R6G01 X128G03 X140 W-6 R6G0 X152 Z2G70 P1 Q2G0 X180 Z100M05M30,G指令 准备功能 功能：规定机床做某种操作的指令，包括运动型、 坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。 组成：G后带2位数字组成，标准有

5、100个。有模态（续效） 指令与非模态（非续效）指令之分。 模态代码一旦执行就保持有效，直到同组另一代码出现 非模态代码只有在其所在的程序段内有效 示例：G01；G02，G03；G04；G41，G42；G90，G91； G17，G18，G19；G54等,一、代码及其分类,M指令 辅助功能 功能：控制机床及辅助装置的动作或状态。如开、停冷却泵； 开、停排屑器，主轴正反转、停转；程序结束等 。 组成：M后带2位数字组成，共有100个。有模态（续效） 指令与非模态（非续效）指令之分。 示例：M00: 程序停止 M01: 条件性停止（按钮） M02: 全段程序停止 M30: 程序停止.指针指向程序头

6、M03/M04: 主轴顺/逆时针方向 M05: 主轴停止 M06: 换刀指令 M08: 冷却液打开,一、代码及其分类,F、S、T、D指令 F 指令 指定（合成）进给速度指令 (1). 直接指定法 组成：F 后带若干位数字，如F150、F500等。 其中数字表示实际的合成速度值，F指令为模态指令。 单位：mm/min（公制）或 inch/min （英制） 。 视用户选定的编程单位而定，若为公制单位，则 上述两个指令分别表示：150mm/min；500mm/min。,一、代码及其分类,(2). 时间倒数法(进给速率数-FRN，每个插补周期进给多少) 表示: 直线插补: FRN=1/T OR FRN

7、=V/L 圆弧插补: FRN= /T OR FRN=V/R 单 位: 1/min，用G93指令指定,(3). 几何级数法（攻丝或套扣） 单位： 与主轴转速无关: mm/min 与主轴转速有关: mm/r 切螺纹/攻丝/套扣: mm/r 进给仅用于回转运动: rad/min,一、代码及其分类,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。S指令是模态指令。 单位： r/min或 mm/min。 对于具有恒线速度控制机床，用G96或G97配合 S指令使用。 G96 恒线速度指令， G96 S200 200mm/min G97

8、 注销恒线速度指令 ，G97 S20002000mm/min,一、代码及其分类,T、D 指令 T指定刀具号和刀具长度、半径，D存放寄存器号指令。 组成：T、D 后跟两位数字，如 T11、D02等。其中数字分别表 示存放在库中的刀具号、半径补偿寄存器号。 上述两个指令分别表示后续加工将选择刀库中11号刀具和采用 D02寄存器中的数值进行补偿。 车床: (1). T后跟两位数字，如 T11，数字表示存放的在库中的刀具号 (2). T后跟四位数字, 前两位表示刀具号，后两位表示刀具补偿号 (3). T后跟六位数字，前两位表示刀具号，两位表示刀尖圆弧半 径补偿号，最后两位表示长度补偿号，补偿号00 为

9、撤销刀补 加工中心 (1). T后跟数字(14位)，均表示刀具号 (2). D(H)存储器存储刀具补偿值，D(H)00表示撤销刀补,一、代码及其分类,尺寸指令 指定的刀具沿坐标轴移动方向和目标位置的指令 X、Y、Z 、U、V、W指令指定沿直线坐标轴移动方向和目标位置指令。 组成：后带符号的数字组成。如 X100、Y-340等 ， 其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动目标位置值， 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。,一、代码及其分类,A、B、C 指令-沿回转坐标轴移动方向和目标位置 组成：后带符号的数字组成。如A100、C-340等

10、 ， 其中数字为沿由字母指定坐标轴运动的目标位置值， 符号表示运动的方向。 单位：度 、弧度。视用户选定的编程单位而定。,一、代码及其分类,（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、J-34、R30等 ， 其 中带符号数字表示圆心位置和半径值。 单位：mm、m（公制）或 inch（英制） 视用户选定的编程单位而定。,一、代码及其分类,其它指令 子程序名和子程序调用指令 用于给子程序命名和在主程序中调用该子程序，该指令的 标准化程度不高，不同系统有不同的规定。 组成： 子程序名指令：地址符（字母或符号，如O、%等） 后带若干数字组成； 子程

11、序调用指令 地址符 +调用子程序名部分 +调用次数部分。 示例：M98 P08 L12（FANUC、华中数控系统）,一、代码及其分类,程序段标号，程序段结束字符以及变量 组成： 程序段标号指令地址符 N 后带若干数字组成； 程序段号 : 查找、跳转 。 注意，程序段标号与程序的执行顺序无关， 不管有无括号，程序都是按排列的先后次序执行。 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

12、带若干数字组成。,一、代码及其分类,1. 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 %0001； 程序名 N01 G92 X50.0 Y20.0 ； N02 ； N03 ； 程序体 N04 ； N05 ； M30 ； 程序结束,二、加工程序的结构,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、德国的SINUMERIKS“%”，后面 所带的数字一般为48位。如：%2000；日本FANUC 系统为 “O”；AB8400系统“P”。 程序体 表示数控加

13、工要完成的全部动作，是整个程序的主体。 组 成：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 是以程序结束指令M02 或M30，结束整个程序的运行。,二、加工程序的结构,2、程序段的格式 定义：程序段中指令的排列顺序和书写规则。 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） 字字母（地址字符）数字（一个具体指令） 程序段: N03 G91 G01 X50 Y60 F200 S400 M03 M08；,二、加工程序的结构,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

14、序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写 。 上段相同的模态指令（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不写。,二、加工程序的结构,3、主程序、子程序 主程序、子程序 在一个零件的加工程序中， 若有一定量的连续的程序 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：N01； N02； N11 调用子程序1； N28 调用子程序8； NM02； 子程序1： N01； NM99； 子程序8： N01LF NM99；,二、加工程序的结构,G90/G91、G92、G53G59、G17 G19 1. G90/G91指令： G90指令 表示程序中的

15、编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对 坐标给定的。 G91指令 表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程 尺寸是本程序段各轴的移动增量，G91又称增量坐标指令。 注意： 这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程 序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的 情况下（即无G90又无G91），默认是在G90状态下。,三、与坐标系有关的指令,绝对尺寸及相对尺寸编程指令G90、G91举例 假设刀具的当前位置在A点，以下两段代码的功能是一样： G00 G90 X60.0 Y40.0； G00 G91 X20.0 Y30.0；,三、与坐标系有关的指令,三、与坐标系有关的指令,2. G92指令 坐标系

16、设定的预置寄存指令，它只有在采用绝对坐标编程时才有意义。 编程格式：G92 X a_ Y_b Z_c_ a、b、c为当前刀位点在所设定工件坐标系中的坐标值（刀具位置不动） 使用该指令，便建立了工件坐标系，其后的加工程序中的编程尺寸都是在这个工件坐标系的尺寸。 该指令还有补偿工件在机床上安装 误差的功能，即当首件零件加工完成 后，测量工件尺寸精度。如果发现是 由于工件安装不准引起的误差，则不 必重新安装工件，只需修改所设的坐 标值，即可消除这一加工误差。,3. G53、G54、G59：坐标系选择指令 G53 选择机床坐标系，取消工件坐标系； G54G59 选择工件坐标系1工件坐标系6。 在使用该

17、指令后，其后的编程尺寸都 是相对于相应坐标系的。 这类指令是续效指令，缺省值是G53。 注意：这类指令只在绝对坐标 下有意义（G90），在G91下 无效。,三、与坐标系有关的指令,4. G17、G18、G19指令 坐标平面指定指令。G17、G18、G19分别表示规定的操作在XY、ZX、YZ坐标平面内。 程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规定书写。若数控系统只有一个平面的加工能力可不必书写。 这类指令为续效指令，缺省值为G17。,三、与坐标系有关的指令,1. G00指令 快速定位指令 编程格式：G00 X_ Y_ Z_ ； 功能：刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度， 快速移动到程序段所指

18、的目标位置点，无轨迹要求。 进给速度不能由程序改变，不同的系统有不同的速度 一般都在1030m/min之间. 注意：G00的运动轨迹不一定是直线， 若不注意则容易干涉。,四、与控制方式有关的指令,2. G01指令直线插补指令 编程格式：G01 X _a_ Y _b_ Z _c_ F _ f_； 功能：指令多坐标（2、3坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度f，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a、b、c）。 当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。,四、与控制方式有关的指令,3. G02、G03指令圆弧插补指令 G02：顺时针

19、圆弧插补。 G03：逆时针圆弧插补。 顺、逆方向判别规则： 沿垂直于圆弧所在平面的 坐标轴的负方向观察，来判 别圆弧的顺、逆时针方向。,四、与控制方式有关的指令,编程格式举例： XY平面：G17 X_a_ Y_b_ ( ) F_f_ ； ZX平面：G18 X_a_ Z_c_ ( ) F_f_ ； YZ平面：G19 Y_b_ Z_c_ ( ) F_f_ ；,注意: R编程不能用于加工整圆，由于圆弧的起点和终点相同，数控系统无法确定圆弧的中心位置，只能 用I、J、K确定圆心的方式来编程，F为沿着切向。,四、与控制方式有关的指令,圆弧的终点坐标，由a、b、c的数值指定。 圆心的位置通常有以下几种方法

20、： 由圆心相对于起点在X、Y、Z轴 上的分量， 用I、J、K表示 R表示法：用半径R带有符号的数值来表示： AB180 ： R 0 R100； BA180 ： R 0 R-100,说明： a. I、J、K 始终为增量尺寸。 b. G00、G01、G02、G03是同组续效指令，缺省值为G01。 c. 本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，则可省略。,四、与控制方式有关的指令,用半径R表示法编写圆弧加工程序时应注意： 在使用同一半径R的情况下，从起点A到终点B的圆弧可能有两个，即圆弧a与圆弧b，编程时它们的起始点及半径都一样。 为区分二者规定： 圆弧所对应的圆心角小于180

21、时 （红色圆弧段）用“R”表示半径； 圆心角大于180时（绿色圆弧）用 “-R”表示半径； 圆心角等于180时用“R”或 “-R”均可。,四、与控制方式有关的指令,四、与控制方式有关的指令,圆弧小于180：G17 G90 G02 X79.0 Y58.5 R40. F100.; G17 G90 G02 X79.0 Y58.5 I39.0 J8.5 F100.; 圆弧大于180：G17 G90 G02 X79.0 Y58.5 R-40. F100.; G17 G90 G02 X79.0 Y58.5 I-11.0 J38.5 F100.;,1. G40 、G41、 G42指令刀具半补偿指令,其中：G41 ：左刀补，即沿加工方向看刀具在左边 G42 ：右刀补，即沿加工方向看刀具在右边 G40：取消刀补 D： 偏置值寄存器选用指令。 xx：刀具补偿偏置值寄存器号,刀补指令的程序段格式： 1）G00（或G01） G41（或G42）Dxx X_Y_F_ 2）G00（或G01） G40 X_Y_（取消刀补）,五、与刀具补偿有关的指令,2. G40 、G41、 G42指令刀具半补偿指令,刀具右补偿 G42,刀具左补偿 G41,五、与刀具补偿有关的指令,3. G40、G43、G44指令刀具长度补偿指令 该指令可以根据储存在偏