廣東工業(yè)大學(xué)試驗教學(xué)部數(shù)控車床編程

GSK980TA、980TD11/54第一節(jié)數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機床介紹1.數(shù)控技術(shù)基本概念⑴數(shù)控技術(shù)(NumericalControl-NC)用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程中進行控制一個方法。⑵數(shù)控機床采取數(shù)控技術(shù)對加工過程進行控制機床。⑶數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）

實現(xiàn)數(shù)字化控制軟件和硬件整體稱為數(shù)控系統(tǒng)。它由程序輸入、輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、伺服裝置、反饋裝置、輔助驅(qū)動裝置組成。22/542.數(shù)控機床工作原理加工程序輸入輸出裝置數(shù)控裝置輔助控制裝置伺服驅(qū)動裝置檢測反饋裝置機床本體33/543.數(shù)控車床介紹⑴數(shù)控車床分類簡易數(shù)控車床（經(jīng)濟型數(shù)控車床）：是低級次數(shù)控車床，普通是用單板機或單片機進行控制，機械部分是在普通車床基礎(chǔ)上改進設(shè)計。多功效數(shù)控車床：也稱全功效型數(shù)控車床，由專門數(shù)控系統(tǒng)控制，具備數(shù)控車床各種結(jié)構(gòu)特點。數(shù)控車削中心：在數(shù)控車床基礎(chǔ)上增加其它附加坐標(biāo)軸。

按結(jié)構(gòu)和用途數(shù)控車床主要可分為數(shù)控臥式車床、數(shù)控立式車床和數(shù)控專用車床（如數(shù)控凸輪車床、數(shù)控曲軸車床、數(shù)控絲杠車床等）。44/542.數(shù)控車特點（1）加工生產(chǎn)效率高（2）減輕勞動強度、改進勞動條件（3）對零件加工適應(yīng)性強、靈活性好（4）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定（5）有利于生產(chǎn)管理55/54數(shù)控機床與普通機床區(qū)分？數(shù)控機床與普通機床比較：數(shù)控機床在普通機床基礎(chǔ)上增加了對機床運動和動作自動控制功效部件，使數(shù)控機床能夠自動完成對零件加工全過程。66/54加工工件方法不一樣：77/541、成型法普通車床加工方法：88/542、仿型法99/543、手動法1010/54數(shù)控車床加工方法：1111/54第二節(jié)程序編制基本概念一、

數(shù)控編程概述

編程就是將加工零件加工次序、刀具運動軌跡尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用要求文字、數(shù)字、符號組成代碼，按一定格式編寫成加工程序。數(shù)控機床程序編制過程主要包含：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗。1212/54

二、編程方法分類程序編制可分成手工編程和自動編程兩類。1、手工編程：整個程序編制過程是由人工完成。要求編程人員不但要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。1313/542、自動編程：指在編程過程中，除了分析零件圖樣和制訂工藝方案由人工進行外，其余工作均由計算機輔助完成。依據(jù)輸入方式不一樣，可將自動編程分為圖形數(shù)控自動編程、語言數(shù)控自動編程（APT）和語音數(shù)控自動編程、視覺系統(tǒng)編程等。當(dāng)前，圖形數(shù)控自動編程是使用最為廣泛自動編程方式。1414/54圖形數(shù)控自動編程軟件CAXA制造工程師-----------北航海爾軟件有限企業(yè)

1515/54Mastercam---------------------美國CNCSoftware

企業(yè)圖形數(shù)控自動編程軟件1616/54PRO/E--------------------------美國PTC企業(yè)圖形數(shù)控自動編程軟件1717/54其它：Solidworks軟件Catia軟件廣州紅地企業(yè)推出金銀花系統(tǒng)UG軟件1818/54

為了簡化編程和確保程序通用性，對數(shù)控機床坐標(biāo)軸和方向命名制訂了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，要求直線進給坐標(biāo)軸用X、Y、Z表示，常稱基本坐標(biāo)軸。X、Y、Z坐標(biāo)軸相互關(guān)系用右手定則決定，圖中大拇指指向X軸正方向，食指指向Y軸正方向，中指指向為Z軸正方向。第三節(jié)程序編制一、坐標(biāo)系右手笛卡爾坐標(biāo)系1919/541、機床原點、機床坐標(biāo)系a、機床原點

機床原點也稱為機床零點，它位置通常由機床制造廠確定。在機床經(jīng)過設(shè)計、制造和調(diào)整之后，這個原點便被確定下來，它是固點。數(shù)控車床機床原點位置大多數(shù)要求在其主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面交點上。b、機床坐標(biāo)系以機床原點作為坐標(biāo)系原點建立坐標(biāo)系就是機床坐標(biāo)系，它是制造和調(diào)整機床基礎(chǔ)，普通不允許隨意變動。

2020/54機床坐標(biāo)系方向確定：對車床而言：

Z軸——與主軸軸線重合，即操作者左右方向，刀具遠離工件方向為Z軸正方向；

X軸——水平面內(nèi)垂直于Z軸，即操作者前后方向，刀具遠離工件方向為X軸正方向；

Y軸——（通常是虛設(shè)）與X軸和Z軸一起組成遵照右手定則坐標(biāo)系統(tǒng)。前置刀架坐標(biāo)系后置刀架坐標(biāo)系2121/54圖2.5車床坐標(biāo)系2222/542、

機械原點數(shù)控裝置上電時并不知道機床原點，為了正確地在機床工作時建立機床坐標(biāo)系，通常在每個坐標(biāo)軸移動范圍內(nèi)設(shè)置一個機床參考點（機械原點），機床起動時，通常要進行機動或手動回參考點，以建立機床坐標(biāo)系。經(jīng)過參數(shù)指定機械原點到機床原點距離。以機械原點為原點，坐標(biāo)方向與機床坐標(biāo)方向相同建立坐標(biāo)系叫做機械坐標(biāo)系，在實際使用中通常以參考坐標(biāo)系計算坐標(biāo)值。2323/54數(shù)控車床機床坐標(biāo)系機床原點O與機械原點O′關(guān)系2424/543、工件坐標(biāo)系、程序原點

工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時使用，編程人員選擇工件上某一已知點為原點（也稱程序原點），建立一個新坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新工件坐標(biāo)系所取代。工件坐標(biāo)系原點選擇要盡可能滿足編程簡單，尺寸換算少，引發(fā)加工誤差小等條件。普通情況下，程序原點應(yīng)選在尺寸標(biāo)注基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)上。對車床編程而言，工件坐標(biāo)系原點普通選在工件軸線與工件前端面、后端面、卡爪前端面交點上。工件原點設(shè)置普通遵照以下標(biāo)準(zhǔn)：與設(shè)計基準(zhǔn)或裝備基準(zhǔn)重合，以利于編程；盡可能選在尺寸精度高、表面粗糙度值小工件表面；最好選在工件對稱中心上；要便于測量和檢測。2525/542626/544、絕對編程與相對編程

指令軸移動距離能夠采取兩種方法——絕對值坐標(biāo)編程和相對值（增量）坐標(biāo)編程。絕對值編程是利用軸移動終點位置坐標(biāo)值編程；相對值編程是指軸移動終點坐標(biāo)相對于起點坐標(biāo)矢量值編程。

X,Z表示絕對值編程；U,W表示相對值編程從A點到B點絕對值編程和相對值編程以下：絕對值編程：X30Z25;相對值編程：U20W15;2727/54二、程序結(jié)構(gòu)加工程序由程序名和若干個程序段組成。程序段由一個或若干個指令字組成，字是數(shù)控程序最小單位。每個指令字由地址符和數(shù)字組成（字―地址結(jié)構(gòu)），代表機床一個位置或一個動作。地址符由字母組成，每個字母、數(shù)字、符號（正負號）稱為字符。程序起始符：%程序結(jié)束符：M30。每一行程序以分號結(jié)尾。注釋符：括號“（）”內(nèi)或分號“；”后內(nèi)容為注釋文字。注：一個零件程序是按程序段輸入次序執(zhí)行，而不是按程序段號大小次序執(zhí)行，但書寫或輸入程序時，提議按升序。2828/54

一個零件程序是由遵照一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則若干個程序段組成，而每個程序段是由若干個指令字組成。

程序

O1000

N01G00X50Z100;N10G01U100W500F150S300M03;N……程序段N200M30

;

指令字

2929/541、程序文件名（程序名）格式：O____

說明：1)‘O’：文件名首字母，后面必須有四位數(shù)字2)比如：O0001、O1001、O1100、O9999；2、次序號（標(biāo)識作用）格式：N____說明：1）范圍：N1～N99992）比如：N1、N01、N001、N0001等價3030/543、進給功效字：F由進給地址符和數(shù)字組成，單位普通為‘mm/min’或‘mm/r’F指令表示刀具中心運動時進給速度。由F和其后若干數(shù)字組成。數(shù)字單位取決于每個系統(tǒng)所采取進給速度指定方法。詳細內(nèi)容見所用機床編程說明書。

注意事項以下：

1)當(dāng)編寫程序時，第一次碰到直線（G01）或圓弧（G02/G03）插補指令時，必須編寫進給率F，假如沒有編寫F功效，CNC采取F0。當(dāng)工作在快速定位（G00）方式時，機床將以經(jīng)過機床軸參數(shù)設(shè)定快速進給率移動，與編寫F指令無關(guān)。

2）F指令為模態(tài)指令，實際進給率能夠經(jīng)過CNC操作面板上進給倍率旋鈕，在0～120%之間調(diào)整。3131/544、主軸轉(zhuǎn)速功效字：S由主軸地址符和數(shù)字組成，單位為‘r/min’S指令表示機床主軸轉(zhuǎn)速。由S和其后若干數(shù)字組成，其表示方法有以下三種：①轉(zhuǎn)速

S表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。如S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。

②線速

在恒線速狀態(tài)下，S表示切削點線速度，單位m/min如G96S60表示切削點線速度恒定為60m/min。

③代碼用代碼表示主軸速度時，S后面數(shù)字不直接表示轉(zhuǎn)速或線速數(shù)值，而只是主軸速度代號。如GSC980TA機床S1或S2表示，S1表示主軸轉(zhuǎn)速高速檔，S2表示主軸轉(zhuǎn)速低速檔。3232/545、刀具功效字：T

由刀具地址符和數(shù)字組成，數(shù)字表示刀具庫中刀具號。刀具和刀具參數(shù)選擇是數(shù)控編程主要內(nèi)容，其編程格式因數(shù)控系統(tǒng)不一樣而異，主要格式有：

由T和數(shù)字組成。有T××和T××××兩種格式，數(shù)字位數(shù)由所用數(shù)控系統(tǒng)決定，T后面數(shù)字用來指定刀具號和刀具賠償號。

比如：T04表示選擇4號刀；T0404表示選擇4號刀，4號偏置值；T0400表示選擇第4號刀，刀具偏置取消。

3333/546、輔助功效字：M由輔助操作地址符和兩位數(shù)字組成。M功效代碼已標(biāo)準(zhǔn)化。M指令是控制數(shù)控機床“開、關(guān)”功效指令，主要用于完成加工操作時輔助動作。

M功效有非模態(tài)M功效和模態(tài)M功效二種形式?！穹悄B(tài)M功效（當(dāng)段有效代碼）：只在書寫了該代碼程序段中有效；●模態(tài)M功效（續(xù)效代碼）：一組可相互注銷M功能，這些功效在被同一組另一個功效注銷前一直有效。如：M02或M30、M03、M04、M05等。3434/54（1）程序停頓

指令：M00

功效：執(zhí)行完包含M00程序段后，機床停頓自動運行，此時全部存在模態(tài)信息保持不變，用循環(huán)開啟使自動運行重新開始。（對于Fanuc系統(tǒng)，M00為程序無條件暫停指令。程序執(zhí)行到此進給停頓，主軸停轉(zhuǎn)。重新開啟程序，必須先回到JOG狀態(tài)下，按下CW（主軸正轉(zhuǎn)）開啟主軸，接著返回AUTO狀態(tài)下，按下START鍵才能開啟程序。）

（2）程序計劃停頓

指令：M01

功效：與M00類似，執(zhí)行完包含M01程序段后，機床停頓自動運行，只是當(dāng)機床操作面板上任選停機開關(guān)置1時，這個代碼才有效。M00和M01常慣用于加工中途工件尺寸檢驗或排屑。

3535/54（3）主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停頓

指令：M03、M04、M05

功效：M03、M04指令可使主軸正、反轉(zhuǎn)。與同段程序其它指令一起開始執(zhí)行。M05指令可使主軸在該程序段其它指令執(zhí)行完成后停轉(zhuǎn)。

格式：M03S600

M04S600

M05

說明：對于車床，沿著＋Z方向看（從主軸向尾座看），順時針方向旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)，逆時針方向旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)。

3636/54（4）程序結(jié)束指令：M02或M30功效：1)M02為主程序結(jié)束指令。執(zhí)行到此指令，進給停頓，主軸停頓，冷卻液關(guān)閉。但程序光標(biāo)停在程序末尾。2)M30為主程序結(jié)束指令。功效同M02，不一樣之處是，光標(biāo)返回程序頭位置，不論M30后是否還有其它程序段。

說明：該指令必須編在最終一個程序段中。3737/54M代碼及功效表代碼模態(tài)功能說明代碼模態(tài)功能說明M00非模態(tài)程序暫停M03模態(tài)主軸正轉(zhuǎn)M02非模態(tài)程序結(jié)束M04模態(tài)主軸反轉(zhuǎn)M30非模態(tài)程序結(jié)束并返回程序起點M05模態(tài)主軸停頓M07模態(tài)冷卻液打開M98非模態(tài)調(diào)用子程序M08模態(tài)冷卻液打開M99非模態(tài)子程序結(jié)束M09模態(tài)冷卻液關(guān)閉3838/543、準(zhǔn)備功效（簡稱G功效）準(zhǔn)備功效G指令由G后一或二位數(shù)值組成，它用來要求刀具和工件相對運動軌跡、機床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具賠償、坐標(biāo)偏置等各種加工操作。G功效依據(jù)功效不一樣分成若干組，其中00組G功效（G04、G28、G70-G76）稱非模態(tài)G功效，其余組稱模態(tài)G功效。3939/54工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（G50）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令以程序原點為工件坐標(biāo)系中心（原點），指定刀具出發(fā)點坐標(biāo)值。輸入格式：G50X

Z

，其中X

Z

為刀具出發(fā)點坐標(biāo).比如：G50X200Z1504040/54直徑編程：A:X20,Z0;B:X30,Z-15;C:X30,Z-23;D:X38,Z-29;E:X38,Z-34;4141/54⑴快速定位指令G00格式：G00X（U）___Z（W）___說明：1）X、Z：為絕對編程時，快速定位終點在工件坐標(biāo)系中坐標(biāo)。X向為直徑編程。因為測量和圖紙上零件尺寸均以直徑值表示，所以用直徑值編程。為提升工件徑向尺寸精度，X向脈沖當(dāng)量可取Z向二分之一。4242/542）U、W：為增量編程時，快速定位終點相對于起點位移量。U向為直徑編程。3）G00指令刀具相對于工件以各軸預(yù)先設(shè)定速度，從當(dāng)前位置快速移動到程序段指令定位目標(biāo)點，不能用F-要求?？煲扑俣瓤捎擅姘迳稀翱焖傩拚{(diào)”修正。4）同一程序行中X、U、Z、W能夠混合編程。4343/54例：命令刀具從點A快速移動到點B，編程以下：N20G00X25.Z30.；或N20G00U15.W20.；或N20G00X25.W20.；或N20G00U15.Z30.；快速移動方式圖4444/54刀具移動方式有三種：

1)各軸以其最快速度同時移動，通常情況下因速度和移動距離不一樣先后抵達目標(biāo)點，刀具移動路線為任意。

2)各軸按設(shè)定速度以聯(lián)動方式移動到位，刀具移動路線為一條直線。

3)各軸按輸入坐標(biāo)字次序分別快速移動到位，刀具移動路線為階梯形。4545/54⑵直線插補指令G01格式：G01X_Z_F_；（模態(tài)）說明：1）執(zhí)行該指令時，刀具以坐標(biāo)軸聯(lián)動方式，從當(dāng)前位置插補加工至目標(biāo)點。移動路線為一直線。2）該指令為模態(tài)指令。其它說明與“G00”相同。4646/54編程舉例：命令刀具從點A直線插補至點C1）絕對編程N20 G01Z-30.F0.5；刀具由點A直線插補至點BN30 X60.Z-48.；刀具由點B直線插補至點C2）相對編程N20 G01W-30.F0.5；刀具由點A直線插補至點BN30 U20.W-18.；刀具由點B直線插補至點C4747/54⑶G02順圓插補、G03逆圓插補格式：G02/G03X__Z__R__F__說明：1)G02為順圓插補；G03為逆圓插補，用以在指定平面內(nèi)按設(shè)定進給速度沿圓弧軌跡切削;2)圓弧順時針（或逆時針）旋轉(zhuǎn)判別方式為：利用右手定則為工作坐標(biāo)系加上Y軸，沿Y軸正向往負向看去，順時針方向用G02，反之用G03，以下列圖：圖2G02/G03插補方向4848/54⑷外圓粗車循環(huán)指令G71格式：G71U(?d)R(e);G71P(ns)Q(nf)U(?u)W(?w)F_S_T_;

說明:?d—每一次背吃刀量（切削深度）(1～0.8)；

e—每一次退刀量(0.5)；

ns—精加工形狀程序段中開始程序段號；

nf—精加