數(shù)控程序編寫

1、明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行數(shù)控編程中的常用編程指令數(shù)控編程中的常用編程指令一一、程序編制的內(nèi)容與步驟、程序編制的內(nèi)容與步驟 程序編制：程序編制：是指從零件圖紙到編制零件加工程序和制作控制介質(zhì)的是指從零件圖紙到編制零件加工程序和制作控制介質(zhì)的全部過(guò)程全部過(guò)程 手工編程手工編程 自動(dòng)編程自動(dòng)編程 明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行手工編程流程明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 零件的幾何建模零件的幾何建模 加工方案與加工參數(shù)的合理加工方案與加工參數(shù)的合理選擇選擇 刀具軌跡生成刀具軌跡生成 數(shù)控加工仿真數(shù)控加工仿真 后置處理后置處理 首件試加工首件試加工 準(zhǔn)備被加工零件的幾何模型

2、根據(jù)工藝過(guò)程生成加工軌跡加工軌跡仿真校驗(yàn)滿意否？后置處理，生成NC代碼檢查加工代碼的正確性NC代碼傳至數(shù)控機(jī)床實(shí)際加工結(jié)束明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行二、程序編制的代碼標(biāo)準(zhǔn)二、程序編制的代碼標(biāo)準(zhǔn)目前廣泛應(yīng)用的八單位穿孔紙帶的代碼標(biāo)準(zhǔn)有兩種：目前廣泛應(yīng)用的八單位穿孔紙帶的代碼標(biāo)準(zhǔn)有兩種：EIA（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）標(biāo)準(zhǔn)。（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）標(biāo)準(zhǔn)。ISO標(biāo)準(zhǔn)又被稱為標(biāo)準(zhǔn)又被稱為ASCII（美國(guó)信息交換（美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼）標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)碼）標(biāo)準(zhǔn) 明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行紙帶前沿至同步孔中心距離為:9.96(0.1mm)同步孔孔徑為:

3、1.17 (-0.025)(+0.05)m信號(hào)孔孔徑為1.83(0.05mm)各信號(hào)孔與同步孔間距為2.54(0.05mm)明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行三、NC程序的結(jié)構(gòu)(一) 程序的組成加工程序的一般格式舉例：% / 開始符O1000 / 程序名N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000 N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08 N30 X90 / 程序主體N300 M30 /程序結(jié)束指令% / 結(jié)束符數(shù)控加工程序的一般格式：（1）程序開始符、結(jié)束符程序開始符、結(jié)束符是同一個(gè)字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時(shí)要單列一段。（2）

4、程序名程序名有兩種形式：一種是英文字母O和14位正整數(shù)組成；另一種是由英文字母開頭，字母數(shù)字混合組成的。一般要求單列一段。（3）程序主體程序主體是由若干個(gè)程序段組成的。每個(gè)程序段一般占一行。（4）程序結(jié)束指令程序結(jié)束指令可以用M02或M30。一般要求單列一段。數(shù)控加工程序的組成元素：1、字符字符是用來(lái)組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號(hào)，如數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、數(shù)學(xué)運(yùn)算符等。2、字（代碼字）字是指一系列按規(guī)定排列的字符，作為一個(gè)信息單元存儲(chǔ)、傳遞和操作。字是由一個(gè)英文字母與隨后的若干位十進(jìn)制數(shù)字組成，這個(gè)英文字母稱為地址符。如：“X2500”是一個(gè)字，X為地址符，數(shù)字“2500”為地址中的內(nèi)容。3、

5、程序段程序段由若干個(gè)代碼字組成。一個(gè)程序段表示一個(gè)完整的加工工步或動(dòng)作。(二) 程序段格式1分隔符固定順序式這種格式是用分隔符“HT”（在EIA代碼中用“TAB”）代替地址符，而且預(yù)先規(guī)定了所有可能出現(xiàn)的代碼字的固定排列順序，根據(jù)分隔符出現(xiàn)的順序，就可判定其功能。不需要的字或與上一程序段相同功能的字可以不寫，但其分隔符必須保留。我國(guó)數(shù)控線切割機(jī)床采用的“3B”或“4B”格式指令就是典型的分隔符固定順序格式。其3B格式的一般表示為：BX BY BJ GZ。分隔符固定順序式格式不直觀，編程不便，常用于功能不多的數(shù)控裝置（數(shù)控系統(tǒng)）中。2地址符可變程序段格式這種格式又稱字地址程序段格式。程序段中每個(gè)

6、字都以地址符開始，其后跟符號(hào)和數(shù)字，代碼字的排列順序沒(méi)有嚴(yán)格的要求，不需要的代碼字以及與上段相同的續(xù)效字可以不寫。這種格式的特點(diǎn)是：程序簡(jiǎn)單，可讀性強(qiáng)，易于檢查。因此現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床廣泛采用這種格式。四、NC程序的常用功能字一般程序段由下列功能字組成：N G X Y Z 程序號(hào) 準(zhǔn)備功能 坐標(biāo)值 F S T M 進(jìn)給速度 主軸速度 刀具 輔助功能(一一) 準(zhǔn)備功能字準(zhǔn)備功能字 G 準(zhǔn)備功能字準(zhǔn)備功能字G代碼，用來(lái)規(guī)定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌代碼，用來(lái)規(guī)定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡（即指令插補(bǔ)功能）、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、跡（即指令插補(bǔ)功能）、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)偏置等多種加工

7、操作。我國(guó)機(jī)械工業(yè)部根據(jù)坐標(biāo)偏置等多種加工操作。我國(guó)機(jī)械工業(yè)部根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)制標(biāo)準(zhǔn)制定了定了JB3208-83標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定G代碼由字母代碼由字母G及其后面的二位數(shù)及其后面的二位數(shù)字組成，從字組成，從G00到到G99共有共有100種代種代碼。準(zhǔn)備功能字的地址符是G，又稱為G功能或G指令，是用于建立機(jī)床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。后續(xù)數(shù)字一般為23位正整數(shù)。常用為G00G99，常見日本FANUC、SIEMENS、中國(guó)國(guó)標(biāo)JB3208-1983的G代碼。G代碼分模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼。表中序號(hào)（2）中的a、c、d、e、h、k、i各字母所對(duì)應(yīng)的為模態(tài)代碼（又稱續(xù)效代碼）。它表示在程序中一經(jīng)被應(yīng)

8、用（如a組的G01），直到出現(xiàn)同組（a組）的任一G代碼（如G02）時(shí)才失效。否則該指令繼續(xù)有效。模態(tài)代碼可以在其后的程序段中省略不寫。非模態(tài)代碼只在本程序中有效。表中“不指定”代碼，指在未指定新的定義之前，由數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)者根據(jù)需要定義新的功能。30352015805016020401000ZXp1p2p3p0一一. 圓弧順逆的判斷圓弧順逆的判斷圓弧插補(bǔ)指令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令（圓弧插補(bǔ)指令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令（G02）和逆時(shí)針）和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令（圓弧插補(bǔ)指令（G03）。圓弧插補(bǔ)方向的順逆判斷：沿圓）。圓弧插補(bǔ)方向的順逆判斷：沿圓弧所在平面的垂直坐標(biāo)軸的負(fù)方向看去，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)榛∷谄矫?/p>

9、的垂直坐標(biāo)軸的負(fù)方向看去，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)镚02，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)?，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)镚03，如圖，如圖。車削編程是圓弧的順逆與刀架位置有關(guān)。圖為刀架位置與車削編程是圓弧的順逆與刀架位置有關(guān)。圖為刀架位置與圓弧順逆方向的關(guān)系。圓弧順逆方向的關(guān)系。G02（G03）X（U）Z（W） R F二、二、G02、G03指令編程格式（1）：圓弧順、逆圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)確定圓心位置進(jìn)給速度絕對(duì)值 X、Z增量值 U、W混合編程 X、W刀架前置刀架后置起點(diǎn)終點(diǎn)180 用R360180 用R車床刀架前后置，圓弧順逆不相同車床刀架前后置，圓弧順逆不相同刀架后置為標(biāo)準(zhǔn)，前置順逆方向反刀架后置為標(biāo)準(zhǔn)，前置順逆方向反規(guī)定：在數(shù)控車床上，迎著規(guī)

10、定：在數(shù)控車床上，迎著Y軸軸箭頭箭頭方向看，順時(shí)針用方向看，順時(shí)針用G02，逆時(shí)針用，逆時(shí)針用G031.刀具補(bǔ)償?shù)囊饬x和類型 刀具補(bǔ)償功能是用來(lái)補(bǔ)償?shù)毒邔?shí)際安裝位置實(shí)際安裝位置(或?qū)嶋H刀尖圓弧半徑)與理論編程位置理論編程位置(或刀尖圓弧半徑)之差的一種功能。使用刀具補(bǔ)償功能后，改變刀具，只需要改變刀具位置補(bǔ)償值，而不必變更零件加工程序。刀具補(bǔ)償分為刀具位置補(bǔ)償?shù)毒呶恢醚a(bǔ)償(即刀具偏移補(bǔ)償)和刀尖圓弧刀尖圓弧半徑補(bǔ)償半徑補(bǔ)償兩種功能。工件坐標(biāo)系設(shè)定是以刀具基準(zhǔn)點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱基準(zhǔn)點(diǎn))為依據(jù)的，零件加工程序中的指令值是刀位點(diǎn)(刀尖)的位置值。刀位點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)的矢量，即刀位點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)的矢量，即刀具位置補(bǔ)償

11、值刀具位置補(bǔ)償值。刀具位置補(bǔ)償基準(zhǔn)設(shè)定刀具位置補(bǔ)償基準(zhǔn)設(shè)定 當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行過(guò)返回參考點(diǎn)操作后，刀架位于參考點(diǎn)上，此時(shí)，刀具基準(zhǔn)點(diǎn)與參考點(diǎn)重合。刀具基準(zhǔn)點(diǎn)在刀架上的位置，由操作者設(shè)定。一般可以設(shè)在刀夾更換基準(zhǔn)位置或基準(zhǔn)刀具刀位點(diǎn)上。有的機(jī)床刀架上由于沒(méi)有自動(dòng)更換刀夾裝置，此時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)可以設(shè)在刀架邊緣上；也有用第一把刀作為基準(zhǔn)刀具，此時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在第一把刀具的刀位點(diǎn)上，如圖所示。 1 1）絕對(duì)補(bǔ)償）絕對(duì)補(bǔ)償 當(dāng)機(jī)床回到機(jī)床零點(diǎn)時(shí)，工件坐標(biāo)系零點(diǎn)，相對(duì)于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向距離。當(dāng)執(zhí)行刀偏補(bǔ)償時(shí)，各刀以此值設(shè)定各自的加工坐標(biāo)系。如圖所示。補(bǔ)償量可以用機(jī)外對(duì)刀儀測(cè)量或試切對(duì)刀方式得到。2 2）相對(duì)補(bǔ)

12、償）相對(duì)補(bǔ)償 如圖所示，在對(duì)刀時(shí)，確定一把刀為標(biāo)準(zhǔn)刀具，并以其刀尖位置A為依據(jù)建立工件坐標(biāo)系。這樣，當(dāng)其他各刀轉(zhuǎn)到加工位置時(shí)，刀尖位置B相對(duì)標(biāo)刀刀尖位置A就會(huì)出現(xiàn)偏置，原來(lái)建立的坐標(biāo)系就不再適用，因此應(yīng)對(duì)非標(biāo)刀具相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)刀具之間的偏置值x、z進(jìn)行補(bǔ)償，使刀尖位置B移至位置A。標(biāo)準(zhǔn)刀具偏置值為機(jī)床回到機(jī)床零點(diǎn)時(shí)，工件坐標(biāo)系零點(diǎn)相對(duì)于工作位上標(biāo)準(zhǔn)刀具刀尖位置的有向距離。刀具位置補(bǔ)償可分為刀具幾何形狀補(bǔ)償幾何形狀補(bǔ)償(G)(G)和和刀具磨損補(bǔ)償?shù)毒吣p補(bǔ)償(W)(W)兩種，需分別加以設(shè)定。刀具幾何形狀補(bǔ)償實(shí)際上包括刀具形狀幾何偏移補(bǔ)償和刀具安裝位置幾何偏移補(bǔ)償，而刀具磨損偏移補(bǔ)償用于補(bǔ)償?shù)都饽p，

13、如圖所示。刀具位置補(bǔ)償功能是由程序段中的T代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。T代碼后的4位數(shù)碼中，前兩位為刀具號(hào)，后兩位為刀具補(bǔ)償號(hào)。刀具補(bǔ)償號(hào)實(shí)際上是刀具補(bǔ)償寄存器的地址號(hào)，該寄存器中放有刀具的幾何偏置量和磨損偏置量(X軸偏置和Z軸偏置)。刀具偏移號(hào)有兩種意義，既用來(lái)開始偏移功能，刀具偏移號(hào)有兩種意義，既用來(lái)開始偏移功能，又指定與該號(hào)對(duì)應(yīng)的偏移距離又指定與該號(hào)對(duì)應(yīng)的偏移距離。當(dāng)?shù)毒哐a(bǔ)償號(hào)為00時(shí)，表示不進(jìn)行刀具補(bǔ)償或取消刀具補(bǔ)償。（1 1）刀具磨損偏移建立動(dòng)作軌跡）刀具磨損偏移建立動(dòng)作軌跡 刀具磨損偏移動(dòng)作軌跡指刀具軌跡對(duì)編程軌跡偏移X、Z的磨損偏移值。在每個(gè)程序段的位置加上或減去與T代碼指定號(hào)的對(duì)應(yīng)偏移距離，如

14、圖所示。（2 2）刀具磨損偏移取消動(dòng)作軌跡）刀具磨損偏移取消動(dòng)作軌跡 當(dāng)選擇T代碼偏移號(hào)為0或00時(shí)為取消偏移。在取消程序段的終點(diǎn)，偏移矢量為0，如圖所示。（1 1）刀具幾何偏移建立動(dòng)作）刀具幾何偏移建立動(dòng)作 工件坐標(biāo)系移動(dòng)X、Y、Z的幾何偏移量，稱為刀具的幾何偏移，即在當(dāng)前位置上加上或減去與代碼指定號(hào)相對(duì)應(yīng)的偏移量，如圖所示。（2 2）刀具幾何偏移取消動(dòng)作）刀具幾何偏移取消動(dòng)作 當(dāng)選擇T代碼偏移號(hào)為0或00時(shí)為取消偏移，刀具運(yùn)動(dòng)如圖所示。在N1段，指令刀具幾何形狀偏置時(shí)，刀具不移動(dòng)，刀具位置從基準(zhǔn)點(diǎn)B變更到刀位點(diǎn)PG，刀具從PG點(diǎn)移到程序段終點(diǎn)。在N2段，PG點(diǎn)沿指令位置移動(dòng)。在N3段，指令

15、取消幾何形狀補(bǔ)償，在該段指令值終點(diǎn)，偏移一個(gè)幾何補(bǔ)償值，刀具按該值運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)，在終點(diǎn)處，刀具不移動(dòng)，僅恢復(fù)原坐標(biāo)位置。理想刀具是具有理想刀尖A的刀具。但實(shí)際使用的刀具，在切削加工中，為了提高刀尖強(qiáng)度，降低加工表面粗糙度，通常在車刀刀尖處制有一圓弧過(guò)渡刃；一般的不重磨刀片刀尖處均呈圓弧過(guò)渡，且有一定的半徑值；即使是專門刃磨的“尖刀”，其實(shí)際狀態(tài)還是有一定的圓弧倒角，不可能絕對(duì)是尖角。因此，實(shí)際上真正的刀尖是不存在的，這里所說(shuō)的刀尖只是一“假想刀尖假想刀尖”。數(shù)控程序是針對(duì)刀具上的某一點(diǎn)即刀位點(diǎn)，按工件輪廓尺寸編制的。車刀的刀位點(diǎn)一般為理想狀態(tài)下的假想刀尖點(diǎn)或刀尖圓弧圓心點(diǎn)。但實(shí)際加工中的車刀，由

16、于工藝或其他要求，刀尖往往不是一理想點(diǎn)，而是一段圓弧。當(dāng)加工與坐標(biāo)軸平行的圓柱面和端面輪廓時(shí)，刀尖圓弧并不影響其尺寸和形狀，但當(dāng)加工錐面、圓弧等非坐標(biāo)方向輪廓時(shí)，由于刀具切削點(diǎn)在刀尖圓弧上變動(dòng)，刀尖圓弧將引起尺寸和形狀誤差，造成少切或多切。這種由于刀尖不是一理想點(diǎn)而是一段圓弧，造成的加工誤差，可用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能來(lái)消除。（1 1）刀具半徑左補(bǔ)償）刀具半徑左補(bǔ)償 從垂直于加工平面坐標(biāo)軸的正方向朝負(fù)方向看過(guò)去，沿著刀具運(yùn)動(dòng)方向（假設(shè)工件不動(dòng)）看，刀具位于工件左側(cè)的補(bǔ)償為刀具半徑左補(bǔ)償。用G41G41指令表示。（2 2）刀具半徑右補(bǔ)償）刀具半徑右補(bǔ)償 從垂直于加工平面坐標(biāo)軸的正方向向負(fù)方向看過(guò)去

17、，沿著刀具運(yùn)動(dòng)方向（假設(shè)工件不動(dòng)）看，刀具位于工件右側(cè)的補(bǔ)償為刀具半徑右補(bǔ)償。用G42G42指令表示。后置刀架刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 前置刀架刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 (1)(1)刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒌毒甙霃窖a(bǔ)償?shù)慕?刀具補(bǔ)償?shù)慕⑹沟毒咧行膹呐c編程軌跡重合過(guò)渡到與編程軌跡偏離一個(gè)刀尖圓弧半徑。刀補(bǔ)程序段內(nèi)必須有刀補(bǔ)程序段內(nèi)必須有GOOGOO或或G01G01功能才有效功能才有效，偏移量補(bǔ)償必須在一個(gè)程序段的執(zhí)行過(guò)程中完成，并且不能省略。_;_4001/00_;_)(_42/4101/00YXGGGFHDYXGGGG(2)(2)刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行 執(zhí)行含G41、G42指令的程序段后，刀具中心

18、始終與編程軌跡相距一個(gè)偏移量。G41、G42指令不能重復(fù)規(guī)定使用，即在前面使用了G41或G42指令之后，不能再直接使用G42或G41指令。若想使用，則必須先用G40指令解除原補(bǔ)償狀態(tài)后，再使用G42或G41，否則補(bǔ)償就不正常了。(3)(3)刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠毒甙霃窖a(bǔ)償?shù)娜∠?在G41、G42程序后面，加入G40程序段即是刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠?。如圖表示取消刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程。刀具半徑補(bǔ)償取消G40程序段執(zhí)行前，刀尖圓弧中心停留在前一程序段終點(diǎn)的垂直位置上，G40程序段是刀具由終點(diǎn)退出的動(dòng)作。_;4901/00_;_44/4301/00ZGGGFHHZGGGG;_92ZYXG_;)(/04UXPG

19、(二) 坐標(biāo)功能字坐標(biāo)功能字（又稱尺寸字）用來(lái)設(shè)定機(jī)床各坐標(biāo)的位移量。它一般使用X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E等地址符為首，在地址符后緊跟“”（正）或“”（負(fù)）及一串?dāng)?shù)字。一個(gè)程序段中有多個(gè)尺寸字時(shí)，一般按上述地址符順序排列。例：某數(shù)控銑床，要求將工作臺(tái)快速定位到X軸100mm處，程序段指令如下：直接指定坐標(biāo)值時(shí)：G00 X100.0以脈沖當(dāng)量為單位給定坐標(biāo)值時(shí)：G00 X10000（脈沖當(dāng)量為0.01mm）G00 X100000（脈沖當(dāng)量為0.001mm）(三) 進(jìn)給功能字 F該功能字用來(lái)指定進(jìn)給速度（刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的速度），它是續(xù)效代碼。其單位一般為mm/min，當(dāng)進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時(shí)，如車螺紋、攻絲等，使用的單位為mm/r。進(jìn)給功能字以地址符“F”為首，其后跟一串?dāng)?shù)字代碼。F代碼常有兩種表示方