1、主講主講 鄭鄭 才才 國國第二章第2章數(shù)控機床編程基礎數(shù)控編程的概念數(shù)控編程的基礎知識 數(shù)控機床的坐標系常用編程指令 程序編制中的數(shù)學處理 第2章數(shù)控機床編程基礎2.2.1 1 數(shù)控程序編制的概念數(shù)控程序編制的概念 數(shù)控程序的編制方法及步驟數(shù)控程序的編制方法及步驟 工件圖樣工藝設計數(shù)學處理編制程序制作介質(zhì)校驗修改手工編程過程 1、手工編程2、自動編程 第2章數(shù)控機床編程基礎2.2.1 1 數(shù)控程序編制的概念數(shù)控程序編制的概念 數(shù)控程序的編制方法及步驟數(shù)控程序的編制方法及步驟 分析加工圖樣編程開始制作控制介質(zhì)運行調(diào)試程序編寫程序單數(shù)值計算確定工藝過程滿足要求編程結(jié)束NY 編程的內(nèi)容和步驟 第2章

2、數(shù)控機床編程基礎2.2.2 2 編程的基礎知識編程的基礎知識 2.2.2.1 2.1 程序的構(gòu)成及格式程序的構(gòu)成及格式國際標準化組織（ISO）對數(shù)控機床的數(shù)控程序的編碼字符和程序段格式、準備功能和輔助功能等制定了若干標準和規(guī)范。一個完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段組成。程序名程序名是該加工程序的標識；程序段程序段是一個完整的加工工步單元，它以N（程序段號）指令開頭，LF指令結(jié)尾； M02作為整個程序結(jié)束的指令，有些數(shù)控系統(tǒng)可能還規(guī)定了一個特定的程序開頭和結(jié)束的符號，如% 、EM等 第2章數(shù)控機床編程基礎2.2.2 2 編程的基礎知識編程的基礎知識 2.2.2.2 2.2 程序段格

3、式程序段格式程序段的格式程序段的格式:指一個程序段中指令字的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式，格式不符合規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)就不能接受。目前廣泛采用的是地址符可變程序段格式（或者稱字地址程序段格式），格式：N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_ LF這種格式的特點： 程序段中的每個指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟符號和數(shù)字。指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫 。不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫。 因此，這種格式具有程序簡單、可讀性強，易于檢查等優(yōu)點。 第2章數(shù)控機床編程基礎2.2.2 2 編程的基礎知識編程的基礎知

4、識 2.2.2.3 2.3 字與字的功能字與字的功能 常用地址符及其含義常用地址符及其含義 機能地址符說明程序號O或P或%程序編號地址程序段號N程序段順序編號地址坐標字X，Y，Z；U，V，W；P，Q，R；A，B，C；D，E；R；I，J，K；直線坐標軸旋轉(zhuǎn)坐標軸圓弧半徑圓弧中心坐標準備功能G指令動作方式輔助功能M，B；開關功能，工作臺分度等補償值H或D補償值地址暫停P或X或F暫停時間重復次數(shù)L或H子程序或循環(huán)程序的循環(huán)次切削用量S或VF主軸轉(zhuǎn)數(shù)或切削速度進給量或進給速度刀具號T刀庫中刀具編號 第2章數(shù)控機床編程基礎2.2.2 2 編程的基礎知識編程的基礎知識 2.2.2.4 2.4 程序編制中的

5、基本指令程序編制中的基本指令(1) G指令指令準備功能指令準備功能指令是使CNC機床準備好某種運動方式的指令分為模態(tài)指令和非模態(tài)指令。模態(tài)指令表示在程序中一經(jīng)被應用，直到出現(xiàn)同組其它任一G指令時才失效。否則該指令繼續(xù)有效，直到被同組指令取代為止。非模態(tài)指令只在本程序段中有效。組成：G后帶二位數(shù)字組成，從G00到G99共100種 第2章數(shù)控機床編程基礎 （2）M指令指令輔助功能指令輔助功能指令作用：用于控制CNC機床開關量，如主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液的開停、工件的夾緊松開等。組成：M后帶二位數(shù)字組成。 （3）F指令指令進給速度指令進給速度指令續(xù)效代碼，一般直接指定，即F后跟的數(shù)字就是進給速度的大小，如

6、F100表示進給速度為100mm/min。在程序啟動第一個G01或G02或G03功能時，必須同時驅(qū)動F功能。 (4）S指令指令主軸速度功能指令主軸速度功能指令S代碼后的數(shù)值為主軸轉(zhuǎn)速，要求為整數(shù)。在零件加工之前一定要啟動主軸運轉(zhuǎn)（M03或M04）。 （5）T指令指令刀具功能指令刀具功能指令Tnn代碼用于選擇刀具庫中的刀具，nn表示刀號。 2.2.3 3 數(shù)控機床坐標系數(shù)控機床坐標系 2.2.3.1 3.1 機床坐標系及運動方向機床坐標系及運動方向第2章數(shù)控機床編程基礎右手笛卡爾坐標系 2.2.3 3 數(shù)控機床坐標系數(shù)控機床坐標系 機床坐標系及運動方向的確定方法機床坐標系及運動方向的確定方法第2

7、章數(shù)控機床編程基礎1.假定刀具相對于固定的工件運動2.采用右手笛卡兒坐標系直線坐標 X Y Z旋轉(zhuǎn)坐標 A B C附加坐標 U V W3.確定順序：ZXY4.增大工件和刀具之間距離的方向為運動的正方向2.2.3 3 數(shù)控機床坐標系數(shù)控機床坐標系 第2章數(shù)控機床編程基礎臥式數(shù)控車床坐標系+X+Z2.2.3 3 數(shù)控機床坐標系數(shù)控機床坐標系 第2章數(shù)控機床編程基礎立式數(shù)控銑床坐標系+Z+X+Y 2.2.3 3 數(shù)控機床坐標系數(shù)控機床坐標系 2.2.3.2 3.2 機床原點與機床參考點機床原點與機床參考點 第2章數(shù)控機床編程基礎 機床原點又稱為機械原點，它是機床坐標的原點。該點是機床上的一個固定的點

8、，其位置是由機床設計和制造單位確定的，通常不允許用戶改變。機床原點是工件坐標系、編程坐標系、機床參考的基準點。這個點不是一個硬件點，而是一個定義點。 機床參考點是采用增量式測量的數(shù)控機床所特有的，機床原點是由機床參考點體現(xiàn)出來的。機床參考點是一個硬件點 2.2.3 3 數(shù)控機床坐標系數(shù)控機床坐標系 2.2.3.3 3.3 工件坐標系工件坐標系 第2章數(shù)控機床編程基礎 工件坐標系的原點就是工件原點，也叫做工件零點。與機床坐標系不同，工件坐標系是人為設定的，選擇工件坐標系的原點的一般原則是： 1盡量選在工件圖樣的基準上，便于計算，減少錯誤，以利于編程。 2盡量選在尺寸精度高，粗糙度值低的工件表面上

9、，以提高被加工件的加工精度。 3要便于測量和檢驗。 4對于對稱的工件，最好選在工件的對稱中心上。 5對于一般零件，選在工件外輪廓的某一角上。 6Z軸方向的原點，一般設在工件表面。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.1 1 絕對尺寸和相對尺寸指令絕對尺寸和相對尺寸指令 第2章數(shù)控機床編程基礎G90以絕對值編程G91以增量值編程在ISO代碼中，絕對尺寸指令和增量尺寸指令分別用G90和G91準備功能代碼指定。G90表示程序段中的尺寸字為絕對坐標值，G9l則表示增量值。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.2 2 設定工件坐標系指令設定工件坐標系指令指令指令

10、G92G92第2章數(shù)控機床編程基礎當用絕對尺寸編程時，必須先建立刀具相對于工件起始位置的坐標系。即確定零件的絕對坐標原點(又稱程序原點或編程原點)設定在距刀具現(xiàn)在位置多遠的地方。也就是以程序原點為準，確定刀具起始點的坐標值，并把這個設定值記憶在數(shù)控裝置的存儲器內(nèi)，作為后續(xù)各程序段絕對尺寸的基準。在一個零件的全部加工程序中，根據(jù)具體需要，可以只設定一次或多次設定。G92為續(xù)效指令，只是在重新設定時，先前的設定才無效。用G92指令設定：即用刀架或刀具主軸在參考點位置時的起刀點建立工件坐標系。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令如左圖，“G92 XA ZAG92 XA ZA”表明起刀點A處在工

11、件坐標系正向XA與ZA處，亦即在距離起刀點A的XA、ZA處為工件零點；此后程序都按工件坐標系編程。 XA與ZA被記憶在系統(tǒng)中并建立工件坐標系但不運動。如右圖，“G92 -X1 -Y1G92 -X1 -Y1”表明工件坐標系設定在距起刀點（X1，Y1）處，或起刀點在（-X1，-Y1）處。第2章數(shù)控機床編程基礎 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.3 3 坐標平面選擇指令坐標平面選擇指令 G17/G18/G19G17/G18/G19第2章數(shù)控機床編程基礎G17XY坐標平面G18ZX坐標平面G19YZ坐標平面對于三坐標運動的銑床和加工中心鏜銑床，常用這些指令命令機床按哪一平面進行運

12、動。由于大都運動于XY平面，故G17可省略。對于車床總是在XZ平面內(nèi)運動，故無需編寫平面指令。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.4 4 點定位指令點定位指令 G00G00第2章數(shù)控機床編程基礎G00為快速定位指令，刀具以點位控制方式從刀具所在位置以各軸設定的最高允許速度移動到指定位置，屬于模態(tài)指令。程序段格式為：G00X_Y_Z_，X 、Y 、Z為目標點坐標。指令F對G00程序段無效 。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.5 5 直線插補指令直線插補指令 G01G01第2章數(shù)控機床編程基礎G01指令即直線插補指令，按程序段中規(guī)定的進給速度F，由某坐

13、標點移動到另一坐標點，插補加工出任意斜率的直線。機床在執(zhí)行G01指令時，在該程序段中必須具有或在該程序段前已經(jīng)有F指令，如無F指令則認為進給速度為零。G01和F均為模態(tài)代碼。程序段格式為：G01 _ Y_ Z_ F_ X、Y、Z為目標點坐標。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.4 4 直線插補指令直線插補指令 G01G01第2章數(shù)控機床編程基礎如圖為G01程序例，P點為刀具起點，刀具由P點快速移至A沿AB、BO、OA切削，再快速返回P點。其程序如下：用絕對值編程N001 G92 X28 Y20.0；N002 G90 G00 X16.0 S_T_M_；N003 G01 X-

14、8.0 Y8.0 F_；N004 X0 Y0；N005 X16.0 Y20.0；N006 G00 X28.0 M02； 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.6 6 圓弧插補指令圓弧插補指令 G02G02、G03G03第2章數(shù)控機床編程基礎G02、G03為圓弧插補指令，該指令的功能是使機床在給定的坐標平面內(nèi)進行圓弧插補運動。 圓弧插補指令首先要指定圓弧插補的平面，插補平面由G17、G18、G19選定。 圓弧插補有兩種方式，一是順時針圓弧插補02，一是逆時針插補03。 編程格式有兩種，一是I、J、K格式，另一種是R格式。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.

15、6 6 圓弧插補指令圓弧插補指令 G02G02、G03G03第2章數(shù)控機床編程基礎其程序格式為：G17G18G19G02G03X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ R_F_ 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.6 6 圓弧插補指令圓弧插補指令 G02G02、G03G03第2章數(shù)控機床編程基礎當機床只有一個坐標平面時，平面指令可省略(如車床)，當機床有具有三個坐標時(如銑床)，G17G17可省略。終點坐標可以用絕對值，也可用終點相對于起點的增量值，決定于程序中已指定的G90G90或G91G91。圓心坐標I,J、K一般用圓心相對于圓弧起點(矢量方向指向圓心)在X、Y、Z坐標的分矢

16、量確定，且總是為增量值，而與已指定的G90G90無關。圓心參數(shù)也可用半徑值。由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點到終點有兩個圓弧的可能性，為區(qū)別二者，當圓心角180的圓弧用+R，圓心角180的圓弧用-R。用R參數(shù)時，不能描述整圓（原因是此時圓心角為0或360，不能確定）。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.6 6 圓弧插補指令圓弧插補指令 G02G02、G03G03第2章數(shù)控機床編程基礎OXY153878R2048R23301025G02、G03編程圖例ABCDE58F如左圖所示圖例，設刀具由坐標原點O相對工件快速進給到A點，從A點開始沿著A、B、C、D、E、F、A的線

17、路切削，最終回到原點O。%0001N10G92X0Y0N20G90G17 M03N30GOOX15Y10N40G01X58F180 S400N50G02X78Y30 I20F80 N60G01X78 Y48 F180 N70X38 N80G03 X15 Y25 J-23F80 N90G01Y10F180 N100G00X0 Y0N110M02 使用R格式編程 N50G02X78Y30R20F80N80G03X15Y25R23F80R表示圓心角小于180的圓弧用R-表示圓心角大于180的圓弧 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.7 7 暫停指令暫停指令 G04G04第2章數(shù)控

18、機床編程基礎G04為暫停指令，該指令的功能是使刀具作短暫的無進給加工(主軸仍然在轉(zhuǎn)動)， 經(jīng)過指令的暫停時間后再繼續(xù)執(zhí)行下一程序段，以獲得平整而光滑的表面。G04指令為非模態(tài)指令。其程序段格式為：G04X（或P或F或S） 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.8 8 刀具半徑補償指令刀具半徑補償指令 G41G41、G42G42、G40G40第2章數(shù)控機床編程基礎l當用圓形刀具編程時，利用刀具半徑補償功能，只需向系統(tǒng)輸入刀具半徑值，即可按零件輪廓尺寸編程，而不必計算刀心軌跡與按刀心軌跡編程。l數(shù)控機床一般都具備刀具半徑自動補償機能，以適應用圓頭刀具(如銑刀、圓頭車刀)加工時，可

19、簡化程序編制。l按刀心軌跡編程時，其數(shù)據(jù)的計算有時是相當復雜的，特別是當?shù)毒吣p、重磨以及換新刀而導致刀具直徑變化時，必須重新計算，這就更加繁瑣，又不易保證加工精度。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.8 8 刀具半徑補償指令刀具半徑補償指令 G41G41、G42G42、G40G40第2章數(shù)控機床編程基礎圖示為銑刀半徑自動補償示例。由于數(shù)控裝置具備了刀具半徑的自動補償，只需按已知的起刀點P和輪廓A、B、C、D的圖紙數(shù)據(jù)進行編程。在程序中只給出刀具偏置方向的指令G41G41（左偏）或G42G42（右偏）以及偏置號D，而刀偏半徑值由操作者根據(jù)需要輸給CNC裝置并由D指令調(diào)用，

20、CNC裝置便能自動計算刀心軌跡并按刀心軌跡運動，使編程十分簡便。 G41G41左偏指令是指順著刀具前進方向觀察，刀具偏在工件輪廓的左邊，若偏在右邊則用G42G42右偏指令。G41G41、G42G42、D D為續(xù)效指令。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.8 8 刀具半徑補償指令刀具半徑補償指令 G41G41、G42G42、G40G40第2章數(shù)控機床編程基礎圖示的程序如下(按絕對值編程）PA G90 G00 G41 XA YA T01 D01； AB G01 XB YB； BC BC YC； CD XD YD；DA XA YA； AP G40 XP YP M02；G40為注

21、銷指令。即當G41或G42程序段完成后，用G40程序段消去偏置值，使刀具中心與編程軌跡重合。T01為1號刀，D01為存放刀具半徑值于01號補償寄存器的補償號。也有機床用T0101。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.9 9 刀具長度補償指令刀具長度補償指令 G43G43、G44G44、G49G49第2章數(shù)控機床編程基礎刀具長度補償指令一般用于刀具軸向（Z方向）的補償。它可使刀具在Z方向上的實際位移量大于或小于程序給定值。即實際位移量 = 程序給定值 補償值上式中，二代數(shù)值相加(“+”)稱正偏置，用G43指令表示，相減(“-”)稱負偏置，用G44指令表示。給定的程序值與輸入

22、的補償值都可正可負(+Z向為正，-Z向為負)，根據(jù)需要選取。 2.4.9 刀具長度補償指令刀具長度補償指令 G43、G44、G49第2章數(shù)控機床編程基礎圖為鉆頭快速接近工件時的長度補償例。設Al為程序值且為-Z方向(-A1)，A2為補償值且為-Z方向(-A2)，A3為實際位移值。圖(b)用G43指令，圖(c)用G44指令，其實際位移量及其程序分別為(用增量值)：圖(b) -A3=-A1+(-A1)=-(Al+A2) G00 G91 G43 Z-A1 H01；(補償號H01中存-A2值)圖(c) -A3=-A1-(-A2)=-(A1-A2) G00 G91 G44 Z-A1 H01;(補償號H0

23、2中存-A2值)G43與G44的注銷仍用G40注銷指令。 2.4 2.4 常用編程指令常用編程指令2.4.2.4.9 9 刀具長度補償指令刀具長度補償指令 G43G43、G44G44、G49G49第2章數(shù)控機床編程基礎采用G43和G44指令后，程編人員就不一定要知道實際使用的刀具長度，可按假定的刀 具長度進行編程。或者在加工過程中，若刀具長度發(fā)生了變化或更換新刀具時，不需要變更程序，只要把實際刀具長度與假定值之差值輸至CNC系統(tǒng)的D存儲器中即可。 2.2.5 5 程序編制中的數(shù)學處理程序編制中的數(shù)學處理2.2.5.1 5.1 數(shù)學處理的概念數(shù)學處理的概念第2章數(shù)控機床編程基礎根據(jù)零件圖樣，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，根據(jù)零件圖樣，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計算編程時所需要的資料，稱為數(shù)控加工的數(shù)值計算。數(shù)計算編程時所需要的資料，稱為數(shù)控加工的數(shù)值計算。數(shù)值計算的內(nèi)容包括計算零件輪廓的基點和節(jié)點的坐標以及值計算的內(nèi)容包括計算零件輪廓的基點和節(jié)點的坐標以及刀具中心運動軌跡的坐標。刀具中心運動軌跡的坐標。 2.2.5 5 程序編制中的數(shù)學處理程序編制中的數(shù)學處理2.2.5