数控车床基本指令编程

数控车床基本指令编程一、数控车床编程标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。1．绝对值编程与增量值编程（1）●数控车床编程时，可采用绝对值编程、增量值编程或两者混合编程。●由于被加工零件的径向尺寸在图样上标注和测量时，都是以直径值表示，因此直径方向用绝对值编程时，X以直径值表示；用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并带上方向符号。1．绝对值编程与增量值编程（2）（1）绝对值编程绝对值编程是根据预先设定的编程原点（即工件坐标系原点）计算出工件轮廓基点或节点绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。首先找出编程原点的位置，并用地址X、Z表示工件轮廓基点或节点绝对坐标，然后进行编程。例如程序段“G01X50.0Z80.0；”中，X和Z后面的坐标值表示轮廓终点的绝对值坐标（即轮廓终点相对于工件坐标系原点的值）。1．绝对值编程与增量值编程（3）（2）增量值编程相对值●增量值编程是根据与前一位置的坐标值增量来表示位置的一种编程方法，即程序中的终点坐标是相对于起点坐标而言的。●采用增量值编程时，用U、W代替X、Z进行编程。U、W的正负由行程方向来确定，行程方向与机床坐标方向相同时为正，反之为负。●程序段“G01U50.0W80.0；”表示终点相对于前一加工点的坐标差值在X轴方向为50㎜，Z轴方向为80㎜。1．绝对值编程与增量值编程（4）（3）混合编程设定工件坐标系后，绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程。数控编程时采用绝对值编程、增量值编程或混合编程，取决于数据处理的方便程度。1．绝对值编程与增量值编程（5）1)绝对值编程…N10G01X30.0Z0F100；（以工件右端面中心为工件坐标系原点，刀具至P0点）N15X40.0Z-25.0；（刀具至P1点）N20X60.0Z-40.0；（刀具至P2点）…1．绝对值编程与增量值编程（6）2）增量值编程…N10G01U10.0W-25.0F100；（刀具至P1点）N15U20.0W-15.0；（刀具至P2点）…1．绝对值编程与增量值编程（7）3）混合编程…N10G01U10.0Z-25.0F100；N15X60.0W-15.0；2．脉冲数编程与小数点编程（1）（1）脉冲数编程与数控系统最小设定单位(脉冲当量)有关。当系统脉冲当量为0.001时，表示对应一个脉冲，运动部件移动0.001mm。程序中移动距离数值以μm为单位，例如X60000表示移动60000μm，即移动60mm。若小数点后面的数位超过4位时，数控系统则按四舍五入处理。2．脉冲数编程与小数点编程（2）（2）小数点输入编程表明以mm为单位，要特别注意小数点的输入。例如，X60.0表示采用小数点编程移动距离为60mm；而X60则表示采用脉冲数编程，移动距离为60μm(0.06mm)。小数点编程时，小数点后的零可省略，如X60.0与X60．是等效的。1.1.2字与字的功能1、字符与代码字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。2、字在数控加工程序中，字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。3、字的功能组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以FANUC数控系统的规范为主来介绍的。（1）顺序号字N顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序号字N和后续数字组成。（2）准备功能字G准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。（3）尺寸字尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。其中，第一组X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组A，B，C，D，E用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组I，J，K用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。（4）进给功能字F进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。（5）主轴转速功能字S主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为r/min。（6）刀具功能字T刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。（7）辅助功能字M辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为1～3位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作。程序段格式一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。程序段格式举例：N30G01X88.1Z30.2F500S3000T02M08N40X90（本程序段省略了续效字“G01，Z30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：移动目标：终点坐标值X、Y、Z；沿怎样的轨迹移动：准备功能字G；进给速度：进给功能字F；切削速度：主轴转速功能字S；使用刀具：刀具功能字T；机床辅助动作：辅助功能字M。二、快速点定位指令编程（G00）1．指令格式G00X（U）Z（W）；GOO指令是模态代码，它命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求，也无切削加工过程。●绝对值编程时，刀具分别以各轴的快速进给速度运动到工件坐标系X、Z点；●增量值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到距离现有位置为U、W的点。2．指令应用说明1）GOO为模态指令，可由G01、G02、G03等指令注销。2）移动速度不能用程序指令设定，各轴的快移速度可以相同，可以不相同。3）GOO的执行过程为刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。4）在执行G00指令时，由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，联动直线轴的合成轨迹多数情况是折线，操作者要十分小心，避免刀具与工件发生碰撞。5）G00指令一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。3．G00指令应用举例绝对值编程：G00X120.0Z100.0；增量值编程：GOOU80.0W80.0；三、直线插补指令编程（G01）1．指令格式G01X（U）Z（W）F；●G01指令是模态代码，它是直线运动的命令，规定刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按F指定的进给速度作任意斜率的直线运动。●绝对值编程时，刀具以F指令的进给速度进行直线插补，运动到工件坐标系X、Z点；●增量值编程时，刀具以F进给速度运动到距离现有位置为U、W的点。●F进给速度在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。2．指令应用说明1）GO1为模态指令，可由G00、G02、G03等指令注销。2）G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由尺寸字（X、Z）或（U、W）决定。3）进给速度由F指令决定。F指令也是模态指令，可由GOO指令取消。如果在G01程序段之前的程序段没有F指令，而现在的G01程序段中也没有F指令，则机床不运动。因此，G01程序中必须含有F指令。3．G01指令应用举例（1）O2001T0101；M03S450；G00X16.0Z2.0；G01X26.0Z-3.0F60；Z-48.0；X60.0Z-58.0；X80.0Z-73.0；X90.0；G00X100.0Z10.0；M05；M30；3．G01指令应用举例（2）O2002(已调试)T0101;M03S400;G00X31.0Z3.0;G01Z-50.0F80.0;X36.0;Z3.0;X30.0;Z-50.0;X36.0;G00X100.0Z50.0;M05;M30;四、圆弧插补指令编程（G02/G03）1．数控车床加工圆弧顺圆、逆圆判断（1）●圆弧插补指令可指令刀具沿圆弧移动，圆弧有顺圆与逆圆之分。对于数控车床，根据X、Z轴的正方向，用右手法则判断出Y轴的正方向。●从Y轴正方向向Y轴负方向看过去，顺着加工方向，是顺时针方向的圆弧即为顺圆，逆时针方向的圆弧即为逆圆。1．数控车床加工圆弧顺圆、逆圆判断（2）后置刀架前置刀架2．指令格式（1）__;________0302FKIWZUXGG__;______0302FRWZUXGG2．指令格式（2）（2）指令中字符含义指令中符号含义如下：1）指令格式中G02表示顺圆插补，G03表示逆圆插补。2）采用绝对值编程时，用X、Z表示圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；采用增量编程时，用U、W表示圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。3）圆心坐标I、K为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、Z轴方向上的分矢量(矢量方向指向圆心)，当分矢量方向与坐标轴的方向一致时为“+”号，反之为“一”号，圆心坐标I、K正负取值如图所示。编程时I0、K0可以省略不写。2．指令格式（3）2．指令格式（4）4）用半径R指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧（优弧和劣弧）的可能性，因此，在编程的时候规定圆心角小于或等于180°圆弧时R值为正；圆心角大于180°圆弧时R值为负，如图所示。2．指令格式（5）5）程序段中同时给出I、K和R值，以R值优先，I、K无效。6）G02、G03用半径指定圆心位置时，不能描述整圆，如果需要用指令描述整圆时，只能使用分矢量编程，同时终点坐标可以省略不写，如“G02（G03）IK；”。但在数控车床上，由于刀具结构的原因，一般不超过180°。7）F为圆弧切削时的圆弧切线方向进给速度。3．G02/G03指令应用举例（1）（1）采用后置刀架加工时：1）绝对值编程：G02X50.0Z-20.0R25.0F0.3；2）增量值编程：G02U20.0W-20.0R25.0F0.3；3．G02/G03指令应用举例（2）（2）采用前置刀架加工时：1）绝对值编程：G02X50.0Z-20.0R25.0F0.3；2）增量值编程：G02U20.0W-20.0R25.0F0.3；3．G02/G03指令应用举例（3）O2003T0101；M03S400；G50S1500；G96S40；G00X0.0Z5.0；G01Z0.0F60.0；G03X24.0Z-24.0R15.0；G02X26.0Z-31.0R5.0；G97S400；G01Z-40.0；X40.0；G00X100.0Z50.0；M05;M30；3．G02/G03指令应用举例（4）●选择内孔为φ25，外形尺寸为φ50×100的毛坯棒料；●选择内孔车刀作为孔加工刀具3．G02/G03指令应用举例（5）建立工件系（对刀方式）●装夹毛坯●在工件内表面试切一刀；●保持刀具位置不变●测量刀具所在位置X、Z方向坐标尺寸（注意Z坐标带符号）；●进行形状补正设定，通过“测量”方式输入测量参数；●工件坐标系由此建立。3．G02/G03指令应用举例（6）试切及测量画面3．G02/G03指令应用举例（7）刀具形状补正参数设定3．G02/G03指令应用举例（8）O2004(已调试);T0101;M03S400;G00X30.0Z3.0;G01Z-20.0F50.0;G02X26.0Z-22.0R2.0;G01Z-40.0;X24.0;G00Z50.0;X100.0;M05;M30;3．G02/G