3数控编程的基础知识

江西工程职业技术学院本章重点难点内容：1、数控指令及其功能。2、各种数控机床坐标系及坐标原点的区分。3、数控加工程序格式与组成。本章授课进程与主要内容：1、数控编程的种类及方法。2、数控程序的结构与方法。3、数控机床的座标系设定。4、数控程序的基本指令。第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院一、数控编程的基本概念是指根据被加工零件的图纸和技术要求，工艺要求将零件的加工工艺顺序、工序内的工步安排，刀具运动轨迹与方向，工艺参数(主轴、进给、被吃刀量)及辅助动作，用数控系统规定的规则、代码和格式编制成文件。二、数控编程的内容和步骤第一节数控编程概述第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院二、数控编程的内容和步骤1、图纸工艺分析2、数学处理3、编写程序单及初步校验4、制备控制介质5、输入数控系统6、程序的校验和试切第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院分析零件图样工艺处理数学处理编写程序单输入数控系统程序检验数控机床修改江西工程职业技术学院三、数控编程的方法数控自动编程代表编程方法的先进水平，而手工编程是学习自动编程的基础。第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院三、数控编程的方法1、手工编程：是从分析零件图样、确定工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单，程序的输入到检验等步骤均由人工完成。车床及产品加工多数采用手工编程方式。2、自动编程：是利用计算机及编程软件进行数控加工程序编制，零件要求具有CAD模型，进行参数选择和设置，由计算机自动进行刀具轨迹计算、后置处理，千万加工程序单。第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院NC编程面向车间的编程（WOP）办公室手工编程CNC计算机外部计算机PC工作站手工交互图像编程循环加工仿真图像编程批处理CAD/CAM集成系统图像编程批处理场所计算机软件编程系统集成WOPCNC系统通用数控编程软件（如APT）系统CAD/CAM集成数控编程系统数控编程的分类江西工程职业技术学院一、数控机床坐标系的作用描述机床的运动，产生数据信息。二、数控机床坐标系确定的依据—JB3051-8（ISO841）为简化程序编制，保证数据的互换性。第二节数控机床坐标系第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院三、数控机床坐标系的确定方法1.假定刀具相对于固定的工件运动江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院2.采用右手笛卡儿坐标系直线坐标XYZ旋转坐标ABC附加坐标UVW江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院3.确定顺序：Z—X—Y4.增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院四、数控机床坐标系坐标原点江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院卧式数控车床坐标系+X+Z江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院立式数控铣床坐标系+Z+X+Y江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院一、程序的结构及格式一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。第三节数控程序编制的代码及格式第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院%0009G92X-100.Y-50.Z50.G90G00X0.Y0.M03S800G91G99G81X40.Y40.Z-13.R-47.F100X40.Y0.L3X0.Y50.X-40.Y0.L3G90G80X-100.Y-50.Z50.M05M30%程序号{程序结束{程序内容江西工程职业技术学院程序段的格式N10G01X-100.Y-50.Z50.M03S1000F500T0101;程序段序号：N10准备功能：G01坐标地址字：X-100.Y-50.Z50.(U、V、W、I、J、K)进给功能：F50主轴功能：S1000刀具功能：T0101辅助功能：M03程序段结束符：;江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院第二节G指令、M指令和其它常用指令准备功能：也叫G代码，准备功能的主要作用是指定机床的运动方式，为数控系统的插补运算作准备。CNC系统的准备功能为指令从G00-G99共100个。辅助功能：也叫M代码，主要作用是表示一些机床辅助动作及状态的指令。从M00-M99共100个。模态代码：又称续效代码，是指程序段中一但指定了G功能字，在此之后的程序段中一直有效。直到同组另一个G功能字替代或撤销它为止。非模态代码指被限定仅在指定的程序段中有效。江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识常用的M指令有：a、M00——程序停止b、M01——计划程序停止c、M02——程序结束d、M03——主轴顺时针旋转e、M04——主轴逆时针旋转f、M05——主轴停止g、M06——换刀h、M08——冷却液开i、M09——冷却液关j、M30——程序结束并返回M代码模态说明M00非模态程序停止M02非模态程序结束M03模态主轴正转(CW)M04模态主轴反转(CCW)M05模态主轴停止转动M06非模态换刀M07模态切削液开M09模态切削液关M30非模态程序结束(复位)并回到开头M98非模态子程序调用M99非模态子程序结束江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识其它常用功能指令a、T功能——刀具功能b、S功能——主轴速度功能c、F功能——进给速度进给率功能江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识1、有关坐标和坐标系的指令绝对值编程G90与增量值编程G91格式：G90GX—Y—Z—G91GX—Y—Z—注意:铣床编程中增量编程不能用U、W.如果用,就表示为U轴、W轴.江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识注意：铣床中X轴不再是直径.例：刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时用G90、G91指令编程。123XYO204060152545%0001N1G92X0Y0N2G90G01X20Y15N3X40Y45N4X60Y25N5X0Y0N6M30G90编程%0002N1G91G01X20Y15N2X20Y30N3X20Y-20N4X-60Y-25N5M30G91编程江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识2、工件坐标系设定G92格式：G92X_Y_Z_X、Y、Z、为当前刀位点在工件坐标系中的坐标。G92指令通过设定刀具起点相对于要建立的工件坐标原点的位置建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识G92指令说明：G92设置加工坐标系ZYWXXXYX5454Y机机9292YGG92543040AXY59593030G59B45152035G523535CDXY机床原点MZ2X2工件原点M机床原点X1Z1Y2Y1G92XX2YY2ZZ2则将工件原点设定到距刀具起始点距离为X=-X2，Y=-Y2，Z=-Z2的位置上。江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识3、工件坐标系选择G54-G59GGGGGG545556575859工件零点偏置机床原点XYZXYZ工件坐标系选择(G54~G59)G54原点G59原点G59工件坐标系G54工件坐标系。。。江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识指令说明：1、G54～G59是系统预置的六个坐标系，可根据需要选用。2、该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。1～6号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用MDI方式输入，系统自动记忆。4、使用该组指令前，必须先回参考点。5、G54～G59为模态指令，可相互注销。江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识4、G53--选择机床坐标系编程格式：G53G90X～Y～Z～；G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值。例：G53X-100Y-100Z-20G53为非模态指令,只在当前程序段有效.5、G52–局部坐标系设定编程格式：G52X～Y～Z～；式中X、Y、Z后的值为局部原点相对工件原点的坐标值。江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识几个坐标系指令应用举例如图所示从A-B-C-D行走路线ZYWXXXYX5454Y机机9292YGG92543040AXY59593030G59B45152035G523535CDXY机床原点MZ2X2工件原点M机床原点X1Z1Y2Y1江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识编程如下N01G54G00G90X30.0Y40.0快速移到G54中的A点N02G59将G59置为当前工件坐标系N03G00X30.0Y30.0移到G59中的B点N04G52X45.0Y15.0在当前工件坐标系G59中建立局部坐标系G52N05G00G90X35.0Y20.0移到G52中的C点N06G53X35.0Y35.0移到G53（机械坐标系）中的D点……江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识6、坐标平面选择G17，G18，G19格式：G17G18G19XYZG17G18G19江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识G17——XY平面，G18——ZX平面，G19——YZ平面。坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。G17、G18、G19为模态功能，可相互注销，G17为缺省值。XYZG17G18G19江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识7、自动返回参考点G28格式：G28X_Y_Z_其中，X、Y、Z为指定的中间点位置。工件原点W中间点参考点返回点WXYXY中间点MZ中间点ZZYX(X,Y,Z)11221ZXX333MZ2yy江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识说明：执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。在使用上经常将XY和Z分开来用。先用G28Z...提刀并回Z轴参考点位置，然后再用G28X...Y...回到XY方向的参考点。在G90时为指定点在工件坐标系中的坐标；在G91时为指令点相对于起点的位移量G28指令前要求机床在通电后必须(手动)返回过一次参考点。使用G28指令时，必须预先取消刀具补偿。G28为非模态指令。江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识8、尺寸单位选择G20，G21，G22格式：G20英制G21公制尺寸输入制式G22脉冲当量线性轴旋转轴英制(G20)英寸度公制(G21)毫米度脉冲当量(G22)移动轴脉冲当量旋转轴脉冲当量这3个G代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的程序段指令或通过系统参数设定。程序运行中途不能切换。江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识10、快速定位指令G00格式：G00X_Y_Z_其中，X、Y、Z、为快速定位终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。（空间折线移动）江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章数控编程基础知识说明：1、G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。2、为避免干涉，通常的做法是：不轻易三轴联动。一般先移动一个轴，再在其它两轴构成的面内联动。如：进刀时，先在安全高度Z上，移动（联动）X、Y轴，再下移Z轴到工件附近。退刀时，先抬Z轴，再移动X-Y轴。江西工程职业技术学院江西工程职业技术学院第三章