1、數(shù)控編程基礎(chǔ),SHUKONG JICHUANG GAISHU,一、程序編制的基本概念 二、程序的編制,數(shù)控編程基礎(chǔ),一、程序編制的基本概念,1、數(shù)控編程的方法介紹 2、數(shù)控程序代碼介紹 3、數(shù)控程序結(jié)構(gòu),返回,1、數(shù)控編程的方法介紹,1手工編程 ： 利用一般的計(jì)算工具，通過各種數(shù)學(xué)方法，人工進(jìn)行刀具軌跡的運(yùn)算，并進(jìn)行指令編制。這種方式比較簡單，很容易掌握，適應(yīng)性較大。適用于中等復(fù)雜程度程序、計(jì)算量不大的零件編程。對(duì)機(jī)床操作人員來講必須掌握。 2自動(dòng)編程 ： 利用通用的微機(jī)及專用的自動(dòng)編程軟件，以人機(jī)對(duì)話方式確定加工對(duì)象和加工條件，自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算和生成指令。對(duì)形狀簡單（輪廓由直線和圓弧組成）的零件

2、，手工編程是可以滿足要求的，但對(duì)于曲線輪廓、三維曲面等復(fù)雜型面，一般采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程。目前中小企業(yè)普遍采用這種方法，編制較復(fù)雜的零件加工程序效率高，可靠性好。專用軟件多為在開放式操作系統(tǒng)環(huán)境下，在微機(jī)上開發(fā)的，成本低，通用性強(qiáng)。 3CAD/CAM： 利用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)、分析及加工編程。該種方法適用于制造業(yè)中的CAD/CAM集成系統(tǒng)。目前正被廣泛應(yīng)用，該方式適應(yīng)面廣、效率高，程序質(zhì)量好，適用于各類柔性制造系統(tǒng)(FMS)和集成制造系統(tǒng)（CIMS），但投資大，掌握起來需要一定時(shí)間。,返回,2、數(shù)控程序代碼介紹,常用的標(biāo)準(zhǔn)主要有： 1數(shù)控紙帶的規(guī)格 2數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向 3數(shù)

3、控編程的編碼字符 4數(shù)控編程的程序段格式 5數(shù)控編程的功能代碼,EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會(huì))和ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)),返回,八單位標(biāo)準(zhǔn)穿孔紙帶,EIA代碼和ISO代碼的主要區(qū)別在于：EIA代碼每行孔數(shù)為奇數(shù)，其第5列為補(bǔ)奇列；ISO代碼各行孔數(shù)為偶數(shù)孔，其第8列為補(bǔ)偶列。補(bǔ)奇或補(bǔ)偶的作用是判別紙帶的穿孔是否有錯(cuò)。,返回,3、數(shù)控程序結(jié)構(gòu),加工程序是由若干程序段組成； 程序段是由一個(gè)或若干個(gè)指令字組成，指令字代表某一信息單元； 每個(gè)指令字由地址符和數(shù)字組成，它代表機(jī)床的一個(gè)位置或一個(gè)動(dòng)作； 每個(gè)程序段結(jié)束處應(yīng)有“EOB”或“CR”表示該程序段結(jié)束轉(zhuǎn)入下一個(gè)程序段； 地址符由字母組成； 每一個(gè)字母

4、、數(shù)字和符號(hào)都稱為字符。,下一頁,常用地址符的含義,下一頁,常見程序段格式,下一頁, 開始符 O1234 程序號(hào) N1G90G54G00X0Y0S1000M03； 第一程序段 N2Z100.0； 第二程序段 N3G41X20.0Y10.0D01； N4Z2.0； N5G01Z-10.0F100； N6Y50.0F200； N7X50.0； N8Y20.0； N9X10.0； N10G00Z100.0； N11G40X0Y0M05； N12M30； 程序結(jié)束,程序結(jié)構(gòu)舉例,返回,二、程序的編制,機(jī)床坐標(biāo)系和工作坐標(biāo)系的概念 數(shù)控編程常用指令的含義 數(shù)控機(jī)床編程步驟 數(shù)控機(jī)床編程實(shí)例,返回,1、機(jī)

5、床坐標(biāo)系和工作坐標(biāo)系的概念,1機(jī)床坐標(biāo)系 2工作坐標(biāo)系,數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系規(guī)定已標(biāo)準(zhǔn)化，按右手直角坐標(biāo)系確定，如圖所示，一般假設(shè)工件靜止，通過刀具相對(duì)工件的移動(dòng)來確定機(jī)床各移動(dòng)軸的方向。,1機(jī)床坐標(biāo)系,機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，機(jī)床坐標(biāo)系的方位是參考機(jī)床上的一些基準(zhǔn)確定。,機(jī)床上有一些固定的基準(zhǔn)線，如主軸中心線，固定的基準(zhǔn)面，如工作臺(tái)面、主軸端面、工作臺(tái)側(cè)面、導(dǎo)軌面等，不同的機(jī)床有不同的坐標(biāo)系。,1、在標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定平行于機(jī)床主軸（傳遞切削力）的刀具運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸為Z軸，取刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较颍?Z）。當(dāng)機(jī)床有幾個(gè)主軸時(shí)，則選一個(gè)垂直于工件裝夾面的主軸為Z軸。 2、X軸為水平方向，且垂直于

6、Z軸并平行于工件的裝夾面。 3、在確定了X、Z軸的正方向后，可按右手直角笛卡爾坐標(biāo)系確定Y軸的正方向。 4、機(jī)床原點(diǎn)（機(jī)械原點(diǎn)） 是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，它的位置是在各坐標(biāo)軸的正向最大極限處。,立式數(shù)控銑床機(jī)床原點(diǎn),2工作坐標(biāo)系,工作坐標(biāo)系是編程人員在編程和加工時(shí)使用的坐標(biāo)系，是程序的參考坐標(biāo)系，工作坐標(biāo)系的位置以機(jī)床坐標(biāo)系為參考點(diǎn)，一般在一個(gè)機(jī)床中可以設(shè)定個(gè)工作坐標(biāo)系。工作坐標(biāo)系的原點(diǎn)，稱工作原點(diǎn)（或程序原點(diǎn)）。,數(shù)控編程常用指令的含義,以下以FANUC系統(tǒng)的常用指令為例對(duì)常用指令作一介紹。,(一) 準(zhǔn)備功能 （G指令） (二)常用輔助功能（M指令 ）,1絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)指令(G90，G91)

7、,表示運(yùn)動(dòng)軸的移動(dòng)方式。使用絕對(duì)坐標(biāo)指令(G90)，程序中的位移量用刀具的終點(diǎn)坐標(biāo)表示。相對(duì)坐標(biāo)指令(G91)用刀具運(yùn)動(dòng)的增量表示。,如圖，表示刀具從A點(diǎn)到B點(diǎn)的移動(dòng)，用以上兩種方式的編程分別為：,G90 X80.0 Y150.0； G91 X-120.0 Y90.0；,2工作坐標(biāo)系的選取指令 (G54G59),G54 可以確定工作坐標(biāo)系1 G55 可以確定工作坐標(biāo)系2 G56 可以確定工作坐標(biāo)系3 G57 可以確定工作坐標(biāo)系4 G58 可以確定工作坐標(biāo)系5 G59 可以確定工作坐標(biāo)系6,6個(gè)工作坐標(biāo)系皆以機(jī)床原點(diǎn)為參考點(diǎn)，分別以各自與機(jī)床原點(diǎn)的偏移量表示，需要提前輸入機(jī)床內(nèi)部。,3、平面選擇

8、指令(G17，G18，G19),4、快速定位(G00),刀具從當(dāng)前位置快速移動(dòng)到切削開始前的位置，在切削完了之后，快速離開工件。一般在刀具非加工狀態(tài)的快速移動(dòng)時(shí)使用，該指令只是快速到位，其運(yùn)動(dòng)軌跡因具體的控制系統(tǒng)不同而異，進(jìn)給速度F對(duì)G00指令無效。,G00 X Y Z ； G90G00 X40.0 Y20.0,5、直線插補(bǔ)指令(G01),刀具作兩點(diǎn)間的直線運(yùn)動(dòng)加工時(shí)用該指令，G01指令表示刀具從當(dāng)前位置開始以給定的速度(切削速度F)，沿直線移動(dòng)到規(guī)定的位置。 格式： G01 X Y Z F ；,G01 X40.0 Y20.0 F100；,6、圓弧插補(bǔ)指令(G02，G03),圓弧插補(bǔ)，G02為

9、順時(shí)針加工，G03為逆時(shí)針加工， 刀具進(jìn)行圓弧插補(bǔ)時(shí)必須規(guī)定所在平面，然后再確定回轉(zhuǎn)方向，如圖，沿圓弧所在平面(如xy平面)的另一坐標(biāo)軸的負(fù)方向(-z)看去，瞬時(shí)針方向?yàn)镚02，逆時(shí)針方向?yàn)镚03。,7、暫停功能(G04),G04暫停指令可使刀具作短時(shí)間無進(jìn)給加工或機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)使加工表面降低表面粗糙度。 格式： G04 X1.6或G04 P1600； 1.6或1600表示1.6秒，G04為非續(xù)效指令。,8、自動(dòng)機(jī)床原點(diǎn)返回指令(G28),機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床各移動(dòng)軸正向移動(dòng)的極限位置。如刀具交換時(shí)常用到Z軸參考點(diǎn)的返回。 格式：G28 X Y Z ；,G90G28 X500.0 Y350.0；,9、刀

10、具的補(bǔ)償與偏置指令,（1） 刀具半徑補(bǔ)償指令(G40，G41，G42),G40 刀具補(bǔ)償取消 G41 刀具左補(bǔ)償 G42 刀具右補(bǔ)償,9、刀具的補(bǔ)償與偏置指令,（2）刀具長度偏置指令(G43，G44，G49),G43 正向偏置 G44 負(fù)向編置 G49 偏置取消,當(dāng)使用G43時(shí)，與程序給定移動(dòng)量的代數(shù)值做加法。使用G44時(shí)做減法，從而得到實(shí)際的移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)，G43稱正偏置，G44稱負(fù)偏置。,10、固定循環(huán)(G73，G74，G76，G80G89),快速移動(dòng)到（X，Y）坐標(biāo) 沿Z軸快速移動(dòng)，并達(dá)R點(diǎn) 切削進(jìn)給加工 加工至孔底位置(暫停，主軸停，主軸返轉(zhuǎn)等) 返回到R點(diǎn)(快速返回和切削進(jìn)給返回)

11、快速返回到起始點(diǎn),10、固定循環(huán)(G73，G74，G76，G80G89),G73指令的格式：,(二)常用輔助功能（M指令 ）,1M00 程序停止,執(zhí)行含有M00指令的語句后，機(jī)床自動(dòng)停止。如編程者想要在加工中使機(jī)床暫停（檢驗(yàn)工件、調(diào)整、排屑等），使用M00指令，重新啟動(dòng)后，才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。,(二)常用輔助功能（M指令 ）,2M01 選擇停止,執(zhí)行含有M01的語句時(shí)，如同M00一樣會(huì)使機(jī)床暫時(shí)停止，但是，只有在機(jī)床控制盤上的“選擇停止”鍵處在“ON”狀態(tài)時(shí)此功能才有效，否則，該指令無效，常用于關(guān)鍵尺寸的檢驗(yàn)或臨時(shí)暫停。,(二)常用輔助功能（M指令 ）,3M02 程序結(jié)束,該指令表明主程序結(jié)

12、束，機(jī)床的數(shù)控單元復(fù)位，如主軸、進(jìn)給、冷卻停止，表示加工結(jié)束，但該指令并不返回程序起始位置。,(二)常用輔助功能（M指令 ）,4M03 主軸正轉(zhuǎn) 5M04 主軸反轉(zhuǎn) 6M05 主軸停轉(zhuǎn) 7M06換刀指令 8M07 冷卻液開 9M08 冷卻液開 10M09 冷卻液關(guān) 11M19主軸定向停止,(二)常用輔助功能（M指令 ）,12M21 X軸鏡像 使X軸運(yùn)動(dòng)指令的正負(fù)號(hào)相反，這時(shí)X軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是程序指定方向的反方向。 13M22 Y軸鏡像 使Y軸運(yùn)動(dòng)指令的正負(fù)號(hào)相反，這時(shí)Y 軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是程序指定方向的反方向。 14M23 鏡像取消,(二)常用輔助功能（M指令 ）,15M30程序結(jié)束 與M02同樣，

13、表示主程序結(jié)束，區(qū)別是M30執(zhí)行后使程序返回到開始狀態(tài)。,(二)常用輔助功能（M指令 ）,18M98 調(diào)用子程序、M99子程序結(jié)束指令 M98 P L ； 其中，P為程序號(hào)，L為調(diào)用次數(shù)。,數(shù)控機(jī)床編程步驟,1分析零件圖 2數(shù)控機(jī)床的選擇 3工件的裝夾方法 4加工工藝確立 5刀具的選擇 6程序編制 7加工操作,數(shù)控機(jī)床編程實(shí)例,實(shí)例1 設(shè)刀具由坐標(biāo)原點(diǎn)O快進(jìn)至a，從a點(diǎn)開始沿a，b，c，d，e，f，a切削，最終回到點(diǎn)O。,數(shù)控機(jī)床編程實(shí)例1,G92 X0 Y0； G90 G00 X30 Y30 ； G01 X120 F120； Y55； G02 X95 Y80 I0 J25 F100； G03

14、 X70 Y105 I-25 J0； G01 X30 Y105 F120； Y30； G00 X0 Y0 ； M02,2.2 手工程序編制,1.數(shù)控編程的工藝處理 1)加工方法的選擇 2)加工工序的劃分 (1)按粗精加工劃分 (2)按先面后孔劃分 (3)按所用刀具劃分 3)工件的裝夾方式 4)對(duì)刀點(diǎn)和換刀的確定 (1)選定的對(duì)刀點(diǎn)位置,應(yīng)便于數(shù)學(xué)處理和使程序編制簡單 (2)在機(jī)床上容易找正 (3)加工過程中容易檢查 (4)引起加工誤差小,2.2 手工程序編制,5)進(jìn)給路線的選擇 6)刀具及切削用量的選擇 (1)刀具的選擇 (2)切削用量的選擇 n=1000v/D (3)背吃刀量的確定,2.2

15、手工程序編制,2.數(shù)控編程的數(shù)學(xué)處理 數(shù)學(xué)處理:主要是按照已確定的加工路線和允許的編程誤差,計(jì)算工件加工軌跡的尺寸,即計(jì)算工件輪廓的基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo). 基點(diǎn):是指工件輪廓各幾何元素之間的交點(diǎn)或切點(diǎn). 節(jié)點(diǎn):逼近直線段和圓弧段與輪廓曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱節(jié)點(diǎn),2.2 手工程序編制,1.基點(diǎn)計(jì)算： 直線方程：AX+BY+C=0 圓方程：(X-X0)2+(Y-Y0)2=R2 2.非圓曲線節(jié)點(diǎn)計(jì)算: 1)等間距直線逼近法 2)圓弧分割逼近法 (1)圓弧分割法(2)三點(diǎn)圓法(3)相切圓法,2.2.5車削編程,2.2.5車削編程,數(shù)控車床固定循環(huán) 單一外圓固定循環(huán) G90 X_ Z_ F_; G90 X_ Z

16、_ I(R) _ F_; 復(fù)合外圓固定循環(huán) G71 U_ R_; G71 P_ Q_ U_ W_ F_; 復(fù)合端面固定循環(huán) G72 W_ R_; G72 P_ Q_ U_ W_ F_; 封閉型車固定循環(huán) G73 U_ W_ R_; G73 P_ Q_ U_ W_ F_; 精車循環(huán) G70 P_ Q_;,2.2.5車削編程,2.2.5車削編程,H=0.866P H-螺紋全高 P-螺紋螺距(導(dǎo)程) 螺紋牙深=0.6495 X P 螺紋內(nèi)徑=螺紋外徑-2 X 螺紋牙深 G32 IP F; G92 X(U)_ Z(W)_ F_; G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;(車削錐螺紋),2.2.5車

17、削編程,關(guān)于G71指令的特點(diǎn)： 1）在G71指令所包含的指令單元，不能呼叫子程序 2）在G71指令所包含的指令單元，若有刀尖補(bǔ)正之指令將無效，但刀尖補(bǔ)正之值將加入預(yù)留中 3）在G71指令中最后的加工是包含的指令單元減去預(yù)留量而依序切削 4） G71指令內(nèi)第一個(gè)單節(jié)ns不能有Z軸移動(dòng)指令 5）U、W有正負(fù)值,練 習(xí) 一,G00G40G97G99S500M03T0101F0.2； X42.0Z2.0； G71U1.5R0.5; G71P10Q11U0.5W0.05; N10G00G42X0; G01Z0; X13.0； X16.0W-1.5; Z-20.0; X23.0 X26.0Z-50.0;

18、Z-57.0; G02X33.0Z-60.0R3.0; N11G01G40X42.0; G00X100.0Z50.0 M05;,練 習(xí) 一,G00G40G97G99S800M03T0101F0.05； X42.0Z2.0； G70P10Q11; G28U0W0 M05; G00G40G97G99S300M03T0202F0.05； X25.0Z-20.0； G01X11.0; X25.0F0.2; G00X100.0; Z50.0: M05;,練 習(xí) 一,G00G40G97G99S300M03T0303； X18.0Z5.0； G92X15.8Z-17.0F1.5; X15.3; X14.8;

19、 X14.4; X14.2; X14.05; X14.05; G00X100.0; Z50.0 M05; M30;,練 習(xí) 二,練 習(xí) 二,G00G40G97G99S500M03T0101F0.2； X42.0Z2.0； G71U1.5R0.5; G71P10Q11U0.5W0.05; N10G00G42X0; G01Z0; X14.0； X18.0W-2.0; Z-20.0； X21.0; X24.0W-1.5; Z-32.0;,練 習(xí) 二,G03X24.0Z-50.0R15.0; G01X32.0W-20.0; Z-80.0; N11G01G40X42.0; G28U0W0; M05; G

20、00G40G97G99S800M03T0101F0.05； X42.0Z2.0； G70P10Q11; G28U0W0; M05;,練 習(xí) 二,G00G40G97G99S300M03T0202F0.05； X27.0Z-20.0; G01X13.0; X27.0F0.2; G00 X100.0 G28U0W0; M05; G00G40G97G99S300M03T0303； X20.0Z5.0； G92X17.8Z-17.0F2.5; G92X17.3Z-17.0F2.5;,練 習(xí) 二,X17.0; X16.7; X16.4; X16.0; X15.5; X15.0; X14.75; G00X1

21、00.0; G28U0W0; M05； M30；,練 習(xí) 三,練 習(xí) 三,G00G40G97G99S500M03T0101F0.2； X67.0Z2.0； G71U1.5R0.5; G71P10Q11U0.5W0.05; N10G00G42X0; G01Z0; G03X20.0Z-10.0R10. G01Z-15.0 X30.0 Z-43.0； G02X36.0Z-46.0R3.0 X40.0 Z-66.0 X60.0 Z-90.0 N11G01G40X65.0;,練 習(xí) 三,G28U0W0; M05; G00G40G97G99S800M03T0101F0.05； X67.0Z2.0； G96

22、S150； G70P10Q11; G28U0W0; M05;,練 習(xí) 三,G00G40G97G99S300M03T0202F0.05； X31.0Z-29.0; G01X26.0; X31.0F0.2; G00Z-34.0； G01X26.0; X31.0F0.2; G00 X100.0 G28U0W0; M05; M30;,加工中心編程,加工中心編程的特點(diǎn) 1.首先應(yīng)進(jìn)行工藝分析,合理的安排各工序加工的順序,有利于提高加工精度和提高生產(chǎn)效率. 2.根據(jù)加工情況決定采取自動(dòng)換刀或手動(dòng)換刀. 3.為提高機(jī)床的利用率,應(yīng)盡量采取刀具機(jī)外預(yù)調(diào). 4.盡量把不同工序內(nèi)容的程序,分別安排到不同的子程序中

23、.主程序主要完成換刀及子程序的調(diào)用. 5.孔加工盡量采取固定循環(huán)指令,以簡化編程工作量.,加工中心編程,機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng) 1.機(jī)床坐標(biāo)系 2.工件坐標(biāo)系 3.工件坐標(biāo)系的設(shè)定,加工中心編程,子程序調(diào)用 M98 P L； 注意事項(xiàng)： 1）主程序中模態(tài)G代碼可被子程序中同組的其它G代碼代替。 2）最好不在,練 習(xí) 一,練 習(xí) 一,O1234 G91G28Z0； T1M06； G90G54G00X0Y0S700M03； G43H1Z100.0； X51.5Y0； Z5.0； G01Z-7.0F50； D1M98P100F120；（D1=6.2） G01Z-14.0F50； D1M98P100F120；（

24、D1=6.2） G01Z-20.0F50； D1M98P100F120；（D1=6.2） G00Z100.0； M05；,練 習(xí) 一,G91G28Z0； T3M06； G90G54GX0Y0S1500M03； G43H3Z100.0； G00X0Y0； Z10.0； G01Z-5.0F80； G00Z100.0；,練 習(xí) 一,G91G28Z0； T4M06； G90G54G00X0Y0S800M03； G43H4Z100.0； Z5.0； G98G73X0Y0Z-36.0R5.0Q2.0F60； G80； G00Z100.0； M05；,練 習(xí) 一,G91G28Z0； T5M06； G90G5

25、4G00X0Y0S200M03； G43H5Z100.0； Z5.0； G01Z-35.0F50； G00Z100.0； M05；,練 習(xí) 一,T2M06； G90G54G00X0Y0S1100M03； G43H2Z100.0； X51.5Y0； Z5.0； G01Z-7.0F50； D1M98P100F120；（D2=4.0） G01Z-14.0F50； D1M98P100F120；（D2=4.0） G01Z-20.0F50； D1M98P100F120；（D2=4.0） G00Z100.0； M05；,練 習(xí) 一,O100 X51.5Y0； G01G41Y30.0； G03X21.5Y0R30