项目二数控编程基本知识

数控车床实训课程电子教案昆明理工大学工程训练中心王乾香•一坐标系•二程序基本格式•三数控车床基本指令•四一般外形零件加工一、坐标系机械原点工件原点（编程原点）参考点+X+ZG92设定起刀点返回数控机床坐标系判断方法：•前提：假定工件不动，刀具运动•1）先定Z轴，Z轴为产生主切削力的主轴轴线方向，刀具远离工件为Z轴的正方向。•ex:车床的Z轴方向为主轴的回转轴线方向•2）再定X轴，X轴一般为工件安装水平面，且与Z轴相垂直，刀具远离工件为Z轴的正方向。•3）最后根据右手定则，判断出Y轴的方向。+z+x右手定则判断：笛卡尔坐标方向返回•1）机床原点•机床上的一个固定点，数控车床一般将其定义在主轴前端面的中心。•2）机床坐标系与工件坐标系的区别•机床坐标系•数控机床出厂时，机床厂家为调整机床而设定一个机床上的一个固定位置，通常用行程开关或参数控制，用参考点表示该坐标系原点的位置。•工件坐标系•相对机床坐标系有一个固定的位置，坐标轴方向完全一致，通常距机床零点有一个偏置量，该偏置量一般通过对刀调整后预置，便于编程。返回3）机床参考点•该点与机床原点有明确的相对位置，一般在机床各轴坐标最大行程处，其固定位置由Z向与X向的机械挡块来确定。•当进行回零操作时，装在纵向和横向滑板上的行程开关碰到相应的挡块后，向数控系统发出信号，由数控系统控制滑板停止运动，完成回零动作。（由于滑板上的行程开关位置是固定的，所以每次回零机床都运动到相同的位置—参考点位置。）返回二程序基本格式•1．数控编程的种类•常见的数控编程方法有手工编程和计算机自动编程（CAM）。•2．数控加工程序编制的步骤•（1）确定工艺过程•（2）计算刀具轨迹的坐标值•（3）编写加工程序•（4）将程序输入数控机床•（5）程序检验3.数控加工程序的结构•一个完整的数控加工程序由程序开始部分(程序号)、若干个程序段、程序结束部分组成。•1）程序开始部分：•程序号(引导程序)•FANUC——OXXXX•西门子——OXXXXXXXX•华中——%XXXX•引导程序包括：预设速度，丝杠间隙等检测补偿2）程序内容（若干程序段）•一个主程序+若干子程序；•一个程序段由程序段号和若干个“字”组成；•一个“字”由地址符和数字组成。辅助功能进给速度指令坐标移动距离指令G功能指令（描述刀具轨迹:G01，控制机床状态:G95）程序段号（推荐间隔使用）主轴功能刀具功能Ｎ10Ｇ01Ｘ40.0Ｚ－25.4Ｆ200S400T0101M03；返回主轴功能：S指令•编程格式:•G96S～单位:m/min•G97S～单位:r/min。•例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。(主轴转速非恒定,需要限制主轴最高转速)•例：G97S1000表示恒线速控制取消后主轴转速1000r/min，如S未指定，将保留G96的最终值。•(恒转速控制一般在车螺纹或车削工件直径变化不大时使用)返回进给功能：F指令•格式:F~;其中~代表数字,单位:mm。•每分钟进给（G94）F~单位：~mm/min（默认）•每转进给（G95）F~单位：~mm/r•加工时使用F:100~300mm/min。•切断或加工深孔宜选较低进给速度。•刀具空行程，远距离“回零”时使用机床设定的最高速度。•注意：•G94、G95相互注销，要取消G95状态，必须重新指定•G94；断电后，系统又恢复G94状态。返回刀具功能：T指令•格式：T××××刀具号刀具补偿号功能：实现选刀，换刀和刀具补偿注：1）刀具的序号与刀盘上的刀位号相对应；2）刀具补偿包括几何形状补偿和磨损补偿；3）刀具序号和刀具补偿序号不必相同，但为了方便尽量一致；4）每次刀具加工结束后必须取消其刀具补Txx00。返回辅助功能M指令：•与机床插补的运算无关，控制机床的辅助动作和程序流向。有字母M及两位数字组成，共100种，常用的有:•控制程序流向：M00,M01,M02,M30,M98,M99•机床的辅助动作：M03,M04,M05,M07,M08,M09返回三数控车床基本指令•准备功能指令G:•用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、等多种操作，由字母G及两位数字组成，共100种常用的有以下几组：•a组：与刀具和工件的相对运动轨迹有关。有G00,G01,G02,G03•c组：与坐标平面选择有关：G17,G18,G19•d组：与刀具补偿有关。G40,G41,G42,G43•e组：与加工循环有关。G71,G72,G73,G76,G80,G81,G82•f组：与坐标系设定有关。G53~G59•h组：宏程序。60段•j组：与坐标形式有关。G90,G91•k组：与进给速度单位有关G94,G95•i组：与切削速度有关：G96,G97返回•指令分组。•即将系统中不能同时执行的指令分为一组并编号以区别。如G01,G02,G03就属于同组指令。同组指令具有相互替代的作用，同一组指令在一个程序段中只能有一个生效。当一程序段中出现两个或两个以上的同组指令，只执行最后输入的指令。有些机床会报警。•模态指令。•又称续效指令，表示该指令在某一程序段中一经指定，在接下来的程序段中持续有效，直到出现同组的另一个指令，该指令才失效。—这避免了程序段中出现大量重复指令，使程序变得清晰明了。同样，当尺寸功能字在前后段程序中重复出现，该尺寸功能字在后程序段中可省略。常用功能指令的属性：代码组功能华中数控车床格式G0001快速定位G00X（U）------Z（W）------X，Z：为直径编程时，快速定位终点在工件坐标系中的坐标U，W：为增量编程时，快速定位终点相对于起点的位移量√G01直线插补G01X(U)-----Z(W)-----F-----X，Z：绝对编程时，终点在工件坐标系中的坐标U，W：增量编程时，终点相对于起点的位移量F：合成进给速度倒角加工G01X(U)-----Z(W)-----C-----G01X(U)-----Z(W)-----R-----X，Z：绝对编程时，为未倒角前两相邻程序段轨迹的交点G的坐标值U，W：增量编程时，为G点相对于起始直线轨迹的始点A点的移动距离C：倒角终点C，相对于相邻两直线的交点G的距离R：倒角圆弧的半径值G02顺圆插补X，Z：绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标U，W：增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移量I，K：圆心相对于圆弧起点的增加量，在绝对，增量编程时都以增量方式指定；在直径，半径编程时I都是半径值R：圆弧半径F：倍编程的两个轴的合成进给速度G03逆圆插补同上FWZUXGKIR)()(02G0400暂停G04P-----P：暂停时间，单位为sG20√G2108英寸输入毫米输入G20X-----Z-----同上G28G2900返回刀参考点由参考点返回G28X-----Z-----X,Z：中间点坐标G29X-----Z-----G3201螺纹切削G32X(U)-----Z(W)-----R-----E-----P-----F-----X，Z：绝对编程时，有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标U，W：增将编程时，有效螺纹终点相对于螺纹切削起点的位移量F：螺纹导程，即主轴每转一圈，刀具相对于工件的进给量R，E：螺纹切削的退尾量，R表示Z向退尾量；E表示X向退尾量P：主轴基准脉冲楚距离螺纹切削起点的主轴转角√G36G3717直径编程半径编程√G40G41G4209刀尖半径补偿取消左刀补右刀补G40G00(G01)X----Z----G41G00(G01)X----Z----G42G00(G01)X----Z----X，Z为建立刀补或取消刀补的终点，G41/G42的参数由T代码指定√G54G55~G5911坐标系选择G7106内（外）径粗车复合循环（无凹槽加工时）内（外）径粗车复合循环（有凹槽加工时）G71U(△d)R(r)P(ns)Q(nf)X(△x)Z(△z)F(f)S(s)T(t)G71U(△d)R(r)P(ns)Q(nf)E(e)F(f)S(s)T(t)△d：切削深度（每次切削量），指定时不加符号。r：每次退刀量ns：精加工路径第一程序段的顺序号nf：精加工路径最后程序段的顺序号△x：X方向精加工余量△z：Z方向精加工余量f，s，t：粗加工时G71种编程的F，S，T有效，而精加工时处于ns到nf程序段之间的F，S，T有效e：精加工余量，其为X方向的等高距离；外径切削时为正，内径切削时为负G72端面粗车复合循环G72W(△d)R(r)P(ns)Q(nf)X(△x)Z(△z)F(f)S(s)T(t)参数含义同上G73闭环车削复合循环G73U(△I)W(△K)R(r)P(ns)Q(nf)X(△x)Z(△z)F(f)S(s)T(t)△I：X方向的粗加工总余量△K：Z方向的粗加工总余量r：粗切削次数ns：精加工路径第一程序段的顺序号nf：精加工路径最后程序段的顺序号△x：X方向精加工余量△z：Z方向精加工余量f，s，t：粗加工时G71种编程的F，S，T有效，而精加工时处于ns到nf程序段之间的F，S，T有效G76螺纹切削复合循环G76C(c)R(r)E(e)A(a)X(x)Z(z)I(i)K(k)U(d)V(△dmin)Q(△d)P(p)F(L)c：精整次数（1----99）为模态值r：螺纹Z向退尾长度（00-----99）为模态值e：螺纹X向退尾长度（00-----99）为模态值a：刀尖角度（二位数字）为模态值；在80，60，55，30，29，0六个角度中选一个x，z：绝对编程时为有效螺纹终点的坐标增量编程时为有效螺纹终点相对于循环起点的有向距离i：螺纹两端的半径差k：螺纹高度△dmin：最小切削深度d：精加工余量（半径值）△d：第一次切削深度（半径值）P：主轴基准脉冲处距离切削切削起始点的主轴转角L：螺纹导程G8006圆柱面内（外）径切削循环圆锥面内（外）径切削循环G80X-----Z-----F-----G80X-----Z-----I-----F-----I：切削起点B与切削终点C的半径差G81端面车削固定循环G81X-----Z-----F-----G82直螺纹切削循环锥螺纹切削循环G82X-----Z-----R-----E-----C-----P-----F-----G82X-----Z-----I-----R-----E-----C-----P----F---R，E：螺纹切削的退尾量，R，E均为向量，R为Z向回退量；E为X向回退量，R，E可以省略，表示不用回退功能C：螺纹头数，为0或1时切削单头螺纹P：单头螺纹切削时，为主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转角（缺省值为0）；多头螺纹切削时，为相邻螺纹头的切削起始点之间对应的主轴转角F：螺纹导程I：螺纹起点B与螺纹终点C的半径差√G90G9113绝对编程相对编程G9200工件坐标系设定G92X-----Z-----√G94G9514每分钟进给速率每转进给G94[F-----]G95[F-----]F：进给速度G96G9716恒线速度切削G96-----(m/min)G97-----(r/min)坐标系的设定（G92）•数控车床在自动运行加工时，需要用程序来控制刀具与工件的相对位置，一般情况下，通常用手工编程；这就要求程序要十分简单、易懂，便于修改。◆简单的方法是将编程原点与工件坐标零点设为重合，即使用•G92X-Z-•参数说明：X、Z、为当前刀具位置相对于将要建立的工件原点的坐标值。（其中X、Z后数值为编程原点与工件零点之间的偏置量）。执行G92指令时，是通过刀具当前所在位置（刀具起始点）来设定工件坐标系的。G92设置的工件原点是随刀具当前位置（起始位置）的变化而变化的。说明1、一旦执行G92指令建立坐标系，后续的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。2、G92指令必须跟坐标地址字，须单独一个程序段指定。且一般写在程序开始。3、执行此指令刀具并不会产生机械位移，只建立一个工件坐标系.4、执行此指令之前必须保证刀位点与程序起点（或对刀点）符合。