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1、2023/6/1,1、概述和指令代码2、数控坐标系相关概念3、数控编程中的数据处理和工艺处理4、车床编程5、铣床编程6、自动编程,第二章数控程序编制,2023/6/1,1 普通机床零件加工 在普通机床上加工工件时，一般是由工艺人员按照设计图纸事先制订好零件的加工工艺规程，在工艺规程给出零件的加工路线、切削参数、机床的规格及刀具、夹具、量具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤手工操作机床，加工出图样给定的零件。也就是说零件的加工过程是由人手工操作的。,2.1 数控编程概述和指令代码,一 数控编程概述,2023/6/1,2 数控编程 按照事先编制好的加工程序自动地对被加工零件进行加工，把零件的加工
2、工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)。按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单再把程序输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。称为数控编程。,一 数控编程概述,2.1 数控编程概述和指令代码,2023/6/1,3 数控编程的内容1）分析零件图纸，确定加工工艺过程；2）确定机床，工件材料和刀具；3）确定走刀轨迹，计算刀位数据；4）编写零件加工程序；5）制作控制介质；6）校对程序及首件试加工。,一 数控编程概述,2.1 数控编程概述和指令代码,2023/6/1,1 数控程序的组
3、成1）程序的构成 在数控装置中，程序的记录是由程序号来辩别的，调用某个程序可通过程序号来调出，编辑程序也要首先调出程序号。程序号由字母“O”接4位数（19999）表示。程序编号方式为：O；2）程序段的构成程序段的构成主要是由程序段序号和各种功能指令构成的：N_ G _ X（U）_ Z（W）_ F _ M _ S_ T _；其中，N_为程序段序号；,二 数控编程指令代码,2.1 数控编程概述和指令代码,2023/6/1,（起始行程序号）,程序内容（程序段）,结束行（程序结束）,起始行（程序号）,程序内容（程序段）,结束行（程序结束）,主程序,子程序,3）主程序和子程序,2.1 数控编程概述和指令
4、代码,2023/6/1,2 指令代码1）模态代码或者续效代码；2）准备功能指令：G指令；3）地址指令符；4）辅助功能指令：M指令；5）F，S，T指令；6）最小设定单位或脉冲当量。,2.1 数控编程概述和指令代码,2023/6/1,1）模态代码,1.如：G00、G01、G02/G032.注意：同组的任意两个代码不能同时出现在一个程序段中。3.刀具补偿指令：G40/G41/G42、G43/G44、4.准备功能（G）指令、辅助功能（M）指令、FST指令都存在模态代码。,模态代码表示这种代码一经在一个程序段中指定，便保持有效到以后的程序段中同组的另一代码时才失效。,2023/6/1,2）G代码准备功能
5、指令,1.基本移动指令：G00、G01、G02/G032.与坐标系有关指令：G90、G91、G17/G18/G193.刀具补偿指令：G40/G41/G42、G43/G44、4.螺纹切削指令：G33、G34、G355.进给速度设置指令：G94、G956.其他：G04、G81G89、G96、G97,由G和其后的2位数字组成，从G00G99共100种。它指令机床将作何种加工操作。,2023/6/1,G00 快速点定位,命令刀具（或工件）从所在点以快速进给方式移动到目标点。移动速度已由工厂预先设定，不能用程序指令来改变，其后不需F地址符及数字。只是快速定位，不能用于切削加工。G00一般用于刀具快速趋近
6、加工目标或快速退刀。,范例：N0070 N0080 G00 X32.0 Z2.0N0090,2023/6/1,G01 直线插补,用于产生直线或斜线运动。指令刀具（或工件）沿X、Y、Z方向执行单轴运动或在各坐标平面内执行具有任意斜率的直线运动，以输入的进给速度直线移动到程序中的目标点。也可使机床三轴联动，沿任意空间直线运动。,范例：（单位：mm）N0070 N0080 G00 X10.0 Z2.0（刀具起始点）N0090 G01 Z-10.0 F0.1（目标点1）N0100 X30.0 Z-25.0（目标点2）N0110,2023/6/1,G02/G03 圆弧插补：格式,指令刀具（或工件）在各坐
7、标平面内，以输入的进给速度，以圆弧形式移动到程序中的目标点，圆心点坐标通过插补参数I、J、K确定，半径由地址R或（B）后的数值确定。执行圆弧运动。G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补。,程序格式为：G17 G18 X（U）Y（V）Z（W）F G19注：G17、G18、G19指定圆弧加工所在的平面。当机床只有一个坐标平面时，平面指令可省略；当机床具有三个坐标时，G17可省略。G02、G03为圆弧旋转方向。,G02,G03,I J K,R,2023/6/1,G02/G03 圆弧插补：方向定义,2023/6/1,G02/G03 圆弧插补：起点定义,I，J，K圆弧插补的圆心参数。为圆弧的起点
8、到圆心分别在X，Y，Z坐标轴上的投影值。绝大多数是以增量值规定的。,2023/6/1,G02/G03 圆弧插补:举例,范例：（单位：mm）N0070 N0080 G01 X28 Z-20 F0.3（起点）N0090 G03 X38 Z-25 I0 K-5 N0100,注：SP：圆弧加工的起点ZP：圆弧加工的终点MP：圆弧中心,2023/6/1,G02/G03 圆弧插补：注意事项,当使用半径编程时应注意：对整圆而言，圆弧起始点就是终点，不能使用半径编程。输入半径若为正值则表示小半圆圆弧；若为负值则表示大半圆圆弧。因为由起点到目标点，按同一方向（顺时针方向或逆时针方向）以半径R作圆，有两种答案，故
9、规定圆心角180时，R值用负值表示；180时，R值用正值表示。,2023/6/1,G90 绝对值编程,在绝对测量编制中，所有尺寸参照一个固定点（在许多情况下是工件零点W）。数字值结合一个给定的路径命令（如G00，G01，G02，G03等）指示坐标系统中的目标点的位置。一般数控系统在初态（开机时状态）时自动设置为G90绝对值编程状态。,范例：N10N20 G90 G00 X80 Z60N30,2023/6/1,G91 相对值（增量值）编程,相对编程（也就是零点浮动的编程），坐标的数字值与移动的路径等距离值。符号指明移动的方向。,范例：N10N20 G91 G00 X50 Z-30N30,2023
10、/6/1,G90/G91混合,有的数控系统为了编程尺寸计算方便，可以允许采用绝对尺寸和相对尺寸混合编制，即允许在同一程序段内即可用绝对尺寸来表示，也有用相对尺寸来表示。这样就不用G90或G91来进行绝对或相对编程设定，而采用地址符X、Y、Z表示绝对尺寸，地址符U、V、W表示相对尺寸。,范例：N10N20 G91 G00 X50 Z-30N30,G00 X70 W30 或G00 U50 Z70 或 G00 U50 W30,2023/6/1,这种指令用作选择平面，在那些主要平面（或平行于主要平面的平面）上作直线与圆弧插补及刀具补偿。有的数控系统只有在一个坐标平面内加工的功能，则在程序中，只写出坐标
11、地址符及其后面的尺寸，不必书写坐标平面指令。G17指定零件进行XY平面加工。对于立式铣床，G17是缺省的设置。机床开启自动激活G17命令。选择G18，G19分别为ZX，YZ平面上的加工。,G17/G18/G19坐标平面选择,2023/6/1,刀具半径补偿是指铣刀刀具半径或车刀刀尖圆弧半径的补偿。在数控机床的加工中，数控系统所控制的刀具运动轨迹并不是切削点的轨迹，而是刀具刀位点的运动轨迹。在一个NC程序中的路径信息通常是描述所需的工件形状（外形）。为了外形被精确地加工，刀具的中心点必须沿一个与工件外形保持常量距离（刀具半径）的路径。这是一个等距离路径。若不进行刀具补偿，则要根据零件图计算出刀具刀
12、位点的运动轨迹，使编程复杂化。使用G41或G42后，数控系统可根据刀具号调出存储的相应刀具参数和输入的工件轮廓尺寸，自动计算出相应刀具刀位点的运动轨迹。,G40/G41/G42刀具半径(或直径)补偿,2023/6/1,G41 左偏刀具半径补偿（或直径补偿）。沿刀具运动方向看(假设工件不动)，刀具位于零件左侧时的刀具半径(或直径)补偿。,G40/G41/G42刀具半径(或直径)补偿,2023/6/1,G40/G41/G42刀具半径(或直径)补偿,G42 右偏刀具半径补偿(或直径补偿)。沿刀具运动方向看(假设工件不动)，刀具位于零件右侧时的刀具半径(或直径)补偿。,2023/6/1,G40 刀具半
13、径补偿(或直径补偿)撤消。不能直接切换G41和G42。,对于车削加工为刀尖半径补偿，刀具运动轨迹指的不是刀尖，而是刀尖上刀刃圆弧的中心位置，这在程序原点设置时就需要考虑。对于数控加工使用的车刀，刀尖通常是一段半径Rs很小的圆弧，而假设的刀尖点P（一般是通过对刀仪测量出来的）并不是刀刃圆弧上的一点。因此，在车削锥面、刀角或圆弧时，可能会造成切削加工不足（不到位）或切削过量（过切）的现象。,G40/G41/G42刀具半径(或直径)补偿,2023/6/1,在很多情况下，建立刀具路径校正通常必须结合一个直线移动命令（G00，G01）。刀具由起刀点以一定的进给速度接近工件，补偿偏置方向由G41或G42确
14、定。刀具撤离工件，回到退刀点，取消刀具半径补偿。起刀点与退刀点应位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓切入点与推出点较近且偏置于零件轮廓延长线上，2点可相同，也可不同。,范例：N00 N10 G00 X25 Z2 G42（点1）N20 G01 X26 Z0（点2）N30 X30 Z-2（点3）N40 Z-30（点4）N50 X50 Z-50（点5）N60 G00 X80 Z20 G40N70,刀具半径补偿执行的建立与取消,2023/6/1,G33/G34/G35螺纹切削指令,只有在主轴上安装脉冲编码器或通过同步齿形带脉冲编码器的数控机床，才能进行螺纹切削，此时该指令确定了主轴转速和刀具进给速度间的
15、相互关系，从而使工作进给速度与主轴转速直接联系起来。在数控机床上加工螺纹时，沿螺距方向（Z向）进给速度与主轴转速有严格的匹配关系。开始加工螺纹时有一个加速过程，而退出时有一个减速过程，为避免在进给机构加减速过程中切削，因此要求加工螺纹时，应留有一定的导进与导出距离。导进量与导出量的数值与进给系统的动态特性和螺纹精度及螺距有关。一般导进量P12mm5mm，导出量P2（1/41/2）P1。当螺纹收尾处没有退刀槽时，可按45退刀收尾。,2023/6/1,左螺纹和右螺纹通过指定主轴旋转的方向（M03顺时针，M04逆时针）被编制。,螺纹螺距的单位是mm/r，在I，J，K地址下，相应于轴向X，Y，Z。,G
16、33/G34/G35螺纹切削指令,2023/6/1,G33 等螺距螺纹切削,使用指令G33可以进行单线或多线的普通螺纹、端面螺纹和锥螺纹的加工。在G33命令保持有效时，最后的进给设置，也就是设置的进给速度（显示在控制面板）不考虑。主轴的旋转方向和旋转速度必须被输入到实际螺纹切削操作程序前的程序块中，这样主轴加速到设置的速度优于其他任何刀具的动作。,2023/6/1,G33 等螺距螺纹切削,使用G33切削一个纵向螺纹。在调用G33前，主轴的旋转方向和旋转速度必须被设置（程序块10：G97常量的旋转速度；M03主轴顺时针；S500500r/min）。螺纹螺距是1mm。,范例1：纵向螺纹（圆柱）（单
17、位：mm）N10 G97 M03 S500N20 G00 X32 Z3（点1）N30 X28（点2）N40 G33 Z-33 K1.0（点3）N50 G00 X32（点4）N60,2023/6/1,G33 等螺距螺纹切削,范例2：锥螺纹（纵向）（单位：mm）N10 G97 M03 S500N20 G00 X55 Z3（点1）N30 X30（点2）N40 G33 X49.8 Z-37 K2（点3）N50 G00 X55（点4）N60,锥螺纹，目标点的坐标（X，Z）必须被说明。螺纹的螺距被输入到地址K的下面。在此范例中螺距是2mm。,2023/6/1,G33 等螺距螺纹切削,范例3：端面螺纹（单位
18、：mm）N10 G97 M04 S500N20 G00 X56 Z3（点1）N30 Z-1（点2）N40 G33 X14 I2（点3）N50 G00 Z3（点4）N60,端面螺纹，必须注意进给方向与X轴向是相同的。因此螺纹螺距必须设置在地址I下。螺纹是2mm。,2023/6/1,G34 增螺距螺纹切削,范例:初始螺距2mm螺距改变：0.1mm/rev（单位：mm）N10N20 G34 Z50 K2 F0.1N30,螺纹的每个螺纹距通过设置地址F的值被恒定增长。,2023/6/1,G35 减螺距螺纹切削,范例:初始螺距：10mm螺距改变：0.5mm/rev（单位：mm）N10N20 G35 Z5
19、0 K10 F0.5N30,由地址F设置的值确定螺纹的每个螺距的减少。,2023/6/1,G94 进给速度单位为mm/min,范例:N10N20 G94 F300（进给速度是300mm/min）N30,当使用命令G94时，在地址F下的所有数字值被理解成单位为mm/min。进给值保留在程序中除非新的进给值被设置。由于铣床的进给速率单位通常描述为mm/min，对于此机床G94是缺省的设置。G94命令保持生效直到被同组的命令（如G95）所取消。,2023/6/1,G95 进给速度单位为mm/rev,如果命令G95被使用，在地址F下的所有数字值被理解成单位为mm/re。在车或钻操作下，进给速率单位常给
20、定为mm/r，因此对于这些机床G95命令是缺省的设置。,2023/6/1,G04 暂停,例如：锪平底孔加工，孔底有粗糙度要求，为满足要求，可用G04指令，使锪钻在锪到孔底时空转几转。,该指令使刀具暂停一段时间间隔。此功能只在本程序段内有效。适用于车削环槽、锪平面。钻孔等光整加工。,2023/6/1,G81G89 固定循环,包括钻孔循环，纵向切削循环，横向切削循环，车螺纹循环等，不同的数控系统定义的固定循环代码不尽相同。,2023/6/1,海德汉系统手册 P40,固定循环参数化,2023/6/1,G96 恒切削速度,众所周知，在常量的主轴速度下，切削速度将根据工件直径更改。较大的直径（在常量速度
21、下），切削速度将高一些。当端面在常量速度，逼近中心切削速度将显著下降直到最后到达0（如果切削刀具从外部移动到内部）。然而，如果使用命令G96，控制系统将根据工件直径调整主轴的速度。当直径减少时，主轴速度将增加。因此，在整个直径范围下一个常量切削速度被获得。,G96保证刀具与工件表面的切削速度恒定，提高工件表面光洁度和生产率。用于工件精度、表面粗糙度要求较高或工件的精加工、半精加工。在使用G96之前，必须对机床的主轴转速加以限制。此命令主要应用于车床。,2023/6/1,G97 恒转速,G97用于粗加工或工件直径变化不大的工件加工。命令G97取消命令G96。对于铣床和钻床，此命令为缺省设置，因此
22、不需设置。数字值设置在地址S下，单位为r/min。,范例:N10N20 G97 S1000（主轴速度是1000 rev/min）N30,2023/6/1,M代码辅助功能指令,1.程序相关的：M00、M01、M302.主轴相关的：M03/M04、M05、M193.其他：M08/M09、M10/M11、M12/M13、M32/M33、M41/M42/M43/M44,M指令表示机床各种辅助动作及其状态。由M和其后的2位数字组成，从M00M99共100种。M功能常因生产厂家及机床结构和规格不同而异。,2023/6/1,M00 程序暂停,该指令使程序暂停执行；用于加工过程中测量刀具和工件的尺寸、工件调头
23、、手动变速等固定操作。当执行M00指令时，主轴停转、进给停止，冷却液关闭，程序停止。当重新按下控制面板上的循环启动按钮时，才继续执行下一段程序。,2023/6/1,M01 计划（任选）停止,M01命令的效果同M00。但是仅在“条件停止激活”功能已在控制系统中生效的条件下（例如通过按键或开关）执行。此指令常用于工件关键尺寸的停机抽样检查等情况，当检查完成后，按启动键执行以后的程序。,2023/6/1,M30程序结束并且回到程序起点,M30告知控制系统主程序结束，使主轴、进给和冷却液停，使控制器和机床复位，将程序指针返回到第一个程序段并停下来。M30被写入主程序的最后程序块中。,2023/6/1,
24、M03/M04主轴顺时针转/主轴逆时针转,命令生效时，主轴开始以设置的速度（或设置的切削速度），顺时针方向或逆时针方向运行。,2023/6/1,M05 主轴停止转动,此命令被使用在加工中主轴从顺时针方向切换到逆时针旋转方向（或反之）。直接从顺时针到逆时针（或反之）旋转的切换应该避免。主轴停转是在该程序段其他指令执行完成后才能停止，一般在主轴停止的同时，进行制动和关闭切削液。,2023/6/1,M19 主轴定向停止,使主轴停止在预定的角度位置上，主要用于点位控制数控机床和自动换刀数控机床，如数控坐标镗床、加工中心等换刀前的准备。相关角度被设置在地址S下，并且单位为度。此角度是从零点测量的，逆时针旋转为正。,范例：主轴停在角度20 N10N20 M19 S20N30,2023/6/1,M08/M09冷却液开/冷却液关,M08,M09,2023/6/1,其他M功能,M10/M11 尾座控制指令,M12/M13 卡盘控制指令,M32/M33润滑控制指令,M41/M42/M43/M44主轴档位控制指令,2023/6/1,END,THE,
