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第2章数控机床加工程序编制基础2.1数控编程中的有关标准与代码由于各个数控机床生产厂家所用的标准尚未完全统一，其所用的代码指令及其含义不完全相同，因此在编程时必须按所用数控机床编程手册中的规定进行。•2.1.1数控机床的坐标系统•1.数控机床的坐标系•（1）标准坐标系和运动方向•标准坐标系——右手直角笛卡尔定则。•直角坐标系——由X、Y、Z基本坐标轴成•正方向用右手直角定则判定•对应XYZ的旋转坐标——A、B、C回转运动•正方向用右手螺旋定则判定•ISO标准和我国的JB3052-1982部分标准都做了如下规定：•1）刀具相对静止的工件运动。•2）判断顺序是：先Z轴，再X轴,最后按右•手定则判定Y轴。•3）坐标轴名X,Y,Z,A,B,C不带“'”表示刀•具运动；带“'”表示工件运动。•4）增大刀具与工件之间距离（刀具远离工•件）的方向为该坐标轴的正方向。（2）坐标轴判定方法和步骤1）Z轴——平行于机床主轴轴线的坐标轴。2）X轴——对于数车X轴在工件的半径上且平行于横滑座指向刀架为+X轴方向对于立铣从刀具向立柱看，+X轴方向指向右边对于卧铣从刀具向工件看，+X轴方向指向右边3）Y轴——根据+Z和+X方向按照右手直角笛卡儿定则来判断。•2.机床坐标系与工件坐标系•(1)机床坐标系与机床原点、机床参考点•机床坐标系——•用来确定工件坐标系的基本坐标系，机床出厂前就已确定的固定坐标系。•机床原点——即机床零点或机械原点•是机床坐标系的原点。一个固定点。•是工件坐标系、机床参考点的基准点。•机床参考点——•机床坐标系中一个固定点，设置在各轴正向极限位置，对机床原点的坐标是一个已知定值。•数控车床的参考点一般在刀架正向移动的极限位置。数控铣床的参考点一般与机床原点重合•回零点操作——•又称为返回参考点操作，表明机床坐标系已自动建立，是对基准的重新核定，可消除由于种种原因产生的基准偏差。•（2）工件坐标系与工件原点•工件坐标系——也称为编程坐标系•编程时根据工件形状特点和尺寸，在工件图上建立的，使工件上所有几何元素都有确定的位置，也决定了工件在机床上的安装方向。工件原点——由编程人员根据编程计算方便、机床调整方便、对刀方便等具体情况定义在工件上的几何基准点，一般为工件图上最重要的设计基准点。通过试切对刀确定工件原点与机床原点之间的距离（零点偏置值），预存到数控系统中，用G92或G54--G59指令指定，在加工中偏置值自动加到工件坐标系上使机床实现准确的坐标运动。（3）装夹原点——工件在机床上安放时的一个重要参考点（固定点）。常见于回转（摆动）工作台上的回转中心。一般与机床参考点重合。3.绝对坐标编程与增量坐标编程如图2-8绝对坐标——以“工件原点”为基准来表示坐标位置的。增量坐标——以相对于“前一点”坐标为基准的增量来表示坐标位置的。•2.1.2程序的格式•“程序”“程序段”“字”“地址字母+数字”见表2-1•程序名=字母“O”+4位数字0001程序字：•准备功能G、辅助功能F、主轴功能S等•程序的结束符操作键“EOB”、“LF”、“CR”程序段“；”•O0001；程序名•N10G92X0Y0Z10.0；程序段号N10,N20…•N20M03S300；程序段结束符“；”•N30G90G00X-5.5Y-6.0；•..........•N160M30；程序结束1.程序号——即程序名地址码FANUC系统用“O”，SINUMERIK系统用“%”。2.可变程序段格式——由程序段号（字）、地址、数字、符号组成。•地址、字的排列顺序不严格要求，数据位数可多可少，不需要的字及与上一程序段相同的模态（续效）字可以不写。优点：是程序简短、直观及容易检查和修改。例如:N60G01X100Y200Z50F150M03S800;(或LF)，程序段号，坐标值，辅助功能，结束符，主轴功能，进给功能，准备功能指令。3.程序结束符FANUC系统的结束符为“%”，SIEMENS系统的结束符为“RET”。2.2数控编程的功能指令国际上采用ISO-1056-1975E标准，我国等效制定了JB/T3028-1999标准。有些指令代码的功能含义不完全相同，所以必须按照使用说明书中的规定编程。•2.2.1准备功能指令•G指令——•建立起某种加工方式的指令，为插补运算、刀•具补偿、固定循环等做好准备。参见表2-2•M指令——•是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、冷•却液的开关、工件或刀具的夹紧或松开等功能•参见表2-3•模态G代码——•又称为续效代码，一经在一个程序段中指定，•便保持到以后程序段中，直到出现同组的另一•代码时才失效。•非模态G代码——•是一次性代码，只是在所出现的程序段中有效。（1）坐标系有关指令1）绝对尺寸与增量尺寸指令（G90/G91）N30G00X100.Z80.；N40G90G01X40.Z10.F100；绝对尺寸编程N30G00X100.Z80.；N40G91G01X-60.Z-70.F100；增量尺寸编程（或N40G01U-60.W-70.F100）；2）平面选择指令（G17、G18、G19）G17——XY平面；G18——ZX平面；G19——YZ平面；3）工件坐标系设定指令（G92/G50）刀具不动设定工件坐标系XYZ—刀位点在当前坐标系中的坐标值。G92X___Y___Z___；（数控铣床、加工中心）G50X___Z___；（数控车床）4）零点偏置指令（G54——G59）通过对刀求出偏移量（工件零点以机床零点为基准的偏移量），并通过操作面板输入到数据区（OFFSETSETING键），程序可通过选择相应的功能（G54——G59）建立工件坐标系。图2-9G90G54G00X100.Y50.Z200.；（2）快速点定位指令（G00）——模态（续效）指令，可被同组指令（a）如G01，G02,G03等取代失效。快速进给速度指令生产厂家已设定好。G00X0Y0Z100.（3）直线插补指令（G01）—在G01程序段中必须指定进给速度F,且G01与F都是模态（续效）指令。G01X100.Y100.Z50.F100（4）圆弧插补指令（G02/G03）顺逆圆弧的判别方法：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向看（逆着第三根轴看)刀具相对工件转动顺时针方向为G02，逆时针方向G03。（5）暂停（延迟）指令（G04）——软件暂停，延时启动（刀不动，主轴不停）常用于切槽、钻孔到孔底、锪平孔等对表面粗糙度有要求的的场合。例如：G04X2.；暂停2秒（单位为S秒后带小数点）G04P2000；暂停2秒（单位为mS秒后不带小数点）（6）刀具半径补偿指令（G41/G42/G40）——沿工件表面法线方向偏离一个刀具半径称为刀具半径补偿。刀具半径补偿的应用：1）利用刀具半径补偿指令可不必求出刀具中心轨迹，只按工件的轮廓曲线编程（刀补编程），使编程工作大大简化。2）当刀具磨损直径变小时，只需用键盘手工输入方式改变刀具半径补偿值即可（不必修改已编好的程序）。3）通过改变刀具半径补偿值，可用同一把刀（同一个程序）进行粗、精加工。4）使用同一个加工程序，只改变刀补方向即可加工内、外轮廓的阴、阳模具。G41刀具半径左补偿：逆着第三根轴沿着刀具运动方向看刀具在工件的左侧。G42刀具半径右补偿：逆着第三根轴沿着刀具运动方向看刀具在工件的右侧。G40（或D00）取消刀具半径补偿。G41/G42G01/G00X___Y___D___；建立刀具半径补偿（7）刀具长度补偿指令（G43/G44/G49）刀具长度补偿——刀具的轴向补偿，用来补偿标准刀具长度与实际刀具长度的差值，对于加工中心而言利用刀具长度补偿，可使不同长度的刀具使用同一个工件坐标系编程。G43刀具长度正补偿—H值=实际刀长–标准刀长程序给定值（Z值）加上偏差补偿值（H值）G44刀具长度负补偿—H值=标准刀长–实际刀长程序给定值（Z值）减去偏差补偿值（H值）G49(或H00)——取消刀具长度补偿。G43/G44G00/G01X___Y___H___；（8）固定循环指令（见表2-2）(G80—G89)、（G33—G35）、（G70—G79）—可简化程序（程序段数减少），提高编程质量。2.2.2辅助功能指令M指令——用于指定主轴的旋转方向、启动、停止冷却液的开关、工件或刀具的夹紧或松开等功能。见表2-3（1）程序停止指令（M00）——软件暂停，硬件启动程序停止后，用于测量工件尺寸、工件调头、手动变速等操作。按“启动”键，便可继续执行后续的程序。（2）计划（选择）停止指令（M01）——作用与M00相似当按下选择停止按钮（OPTSTOP）时，程序中M01有效，程序暂停，当再次按“启动”按钮时，程序继续执行；否则M01无效，程序不停。（3）程序结束指令（M02、M30）M02——程序结束，机床停止，光标停在程序未尾。M30——程序结束，机床停止，光标停在程序头位置。（4）与主轴有关的指令（M03、M04、M05）M03——主轴正转，逆着Z轴正向看，逆时针或顺着Z轴正向看，顺时针。M04——主轴反转，与M03反向。M05——主轴停止，在该程序段其它指令都执行完以后才执行M05。（5）换刀指令（M06）M06—手动或自动换刀不包括选刀功能但有主轴停转和关闭切削液功能。（6）与切削液有关的指令（M07、M08、M09）M07——2号切削液（雾状）开或切屑收集器开。M08——1号切削液（液状）开或切屑收集器开。M09——切削液关。（7）与主轴、切削液有关的复合指令（M13、M14）M13——主轴正转、切削液开。M14——主轴反转、切削液开。（8）运动部件的夹紧及松开指令（M10、M11）M10——运动部件的夹紧。M11——运动部件的松开。（9）主轴定向停转指令（M19）M19——主轴准停在预定位置上，用于点位控制和自动换刀数控机床上。（10）与子程序有关的指令（M98、M99）M98——调用子程序指令。子程序可嵌套4层。M99——子程序结束并返回主程序指令。或返回到上一层子程序。2.2.3F、S、T功能指令——在一个程序段中F、S、T代码中只能有一个指令执行。（1）进给功能F——华中用进给速度；FANUC用进给量直接指定法F100（mm/min），F0.1（mm/r）为续效代码。（2）主轴转速功能S——必须有M03或M04时，主轴才开始转动。恒线速度：G96S200(M03)；S单位（m/min）恒转速度：G97S800(M03)；S单位（r/min）（3）刀具功能T—刀位补偿确定每把刀位点在工件坐标系原点的零点偏置用于选择所需的刀具，同时用来指定刀具位置补偿号。数铣：T01M06；刀库选择1号刀，自动换1号刀。数车：T0202；选2号刀，调用2号刀具位置补偿号。小结1.内容：本2.1和2.2两节主要讲述了数控编程中的有关标准及代码和数控编程的功能指令。2.要求：了解并熟悉：机床原点、机床参考点、回零操作、工件坐标系、机床坐标系、绝对和增量编程、模态和非模态代码等数控编程的基本概念。掌握：常用G代码，M代码的指令含义，各代码间的区别及联系。3.作业：复习思考题：1——13