課件 數(shù)控加工編程基礎(chǔ)課件

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)（2012版）楊澤云

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.1基本概念1.1.1數(shù)控編程的概念1.1.2坐標(biāo)系1.2程序與程序的結(jié)構(gòu)1.2.1程序的結(jié)構(gòu)1.2.2程序段1.2.3直徑編程方式1.2.4絕對編程與增量編程

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.3坐標(biāo)系1.3.1工件坐標(biāo)系設(shè)定G921.3.2工件坐標(biāo)系選擇G54-G591.4

快速定位指令G00/G01.5直線插補(bǔ)指令（G01/G1）1.6圓弧插補(bǔ)指令1.7其它指令1.8常見的輔助功能M代碼

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.1.1數(shù)控編程的概念編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序，通過輸入到機(jī)床裝置中，用以控制機(jī)床完成零件的加工。

1.1基本概念

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.1.2坐標(biāo)系1.基本坐標(biāo)軸

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和方向的命名制訂了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸用X，Y，Z表示，常稱基本坐標(biāo)軸。

第二章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)2.旋轉(zhuǎn)軸

圍繞X，Y，Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A，B，C表示，根據(jù)右手螺旋定則，如圖1所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，則食指、中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的+A，+B，+C方向。

第一章數(shù)控機(jī)床概述1.3.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的作用

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置、機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件特殊位置及運(yùn)動(dòng)范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生據(jù)信息而建立的幾何坐標(biāo)系。

1.3.2數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定的依據(jù)—JB3051-8（ISO841）

為簡化程序編制，保證數(shù)據(jù)的互換性。1.3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

第一章數(shù)控機(jī)床概述1.3.3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定方法

1.假定刀具相對于固定的

工件運(yùn)動(dòng)

第一章數(shù)控機(jī)床概述2.采用右手笛卡兒坐標(biāo)系

拇指為X向

食指為Y向

中指為Z向。

直線坐標(biāo)XYZ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)ABC附加坐標(biāo)UVW

第一章數(shù)控機(jī)床概述3.確定順序：Z—X—Y

4.增大工件和刀具之間距離的方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的正方向

第一章數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)

1.3.4

第一章數(shù)控機(jī)床概述立式數(shù)控銑床坐標(biāo)系+Z+X+Y

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)Z軸——機(jī)床主軸；X軸——裝夾平面內(nèi)的水平向；Y軸——由右手笛卡兒直角坐標(biāo)系確定。1.3.5坐標(biāo)判斷順序：先Z軸，再X軸，最后Y軸?；据S正方向：退刀即遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎较颉；剞D(zhuǎn)軸+A、+B、+C的正方向：由右手定則判定。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)4.機(jī)床坐標(biāo)系、機(jī)床零點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)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)面確定的。機(jī)床上有一些固定的基準(zhǔn)線，如主軸軸線、固定的基準(zhǔn)面(工作臺(tái)面、主軸端面、工作臺(tái)側(cè)面、導(dǎo)軌面等)。

（1）機(jī)床坐標(biāo)系

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)也稱機(jī)床原點(diǎn)或零點(diǎn)。這個(gè)原點(diǎn)在機(jī)床一經(jīng)設(shè)計(jì)和制造調(diào)整后，便被確定下來，它是固定的點(diǎn)。（2）機(jī)床原點(diǎn)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系中一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)，其固定位置由各軸向的機(jī)械檔來確定。

機(jī)床參考點(diǎn)可以與機(jī)床原點(diǎn)重合也可以不重合，通過機(jī)床參數(shù)指定該參考點(diǎn)到機(jī)床原點(diǎn)的距離。

數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，先進(jìn)行回機(jī)床參考點(diǎn)的操作，就可以建立機(jī)床坐標(biāo)系了。（3）機(jī)床參考點(diǎn)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)數(shù)控銑床（加工中心）的機(jī)床原點(diǎn)與參考點(diǎn)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)（4）數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)的作用數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)有兩個(gè)主要作用：

a是建立機(jī)床坐標(biāo)系；

b是消除由于飄移變形等造成的誤差。

機(jī)床使用了一段時(shí)間后，工作臺(tái)會(huì)造成一些飄移，使加工有誤差，回一次機(jī)床參考點(diǎn)，就可以使機(jī)床工作臺(tái)回到準(zhǔn)確位置，消除誤差.所以在機(jī)床加工前，經(jīng)常要進(jìn)行回機(jī)床參考點(diǎn)的操作。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)5.編程坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系和對刀點(diǎn)

編程坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí),在零件圖上建立的坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點(diǎn)稱為程序原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系是零件加工時(shí)，根據(jù)編程坐標(biāo)系的位置關(guān)系，在工件上建立的坐標(biāo)系。

對刀點(diǎn)是零件程序加工的起始點(diǎn)，對刀的目的是確定程序原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，對刀點(diǎn)可與程序原點(diǎn)重合，也可在任何便于對刀之處，但該點(diǎn)與程序原點(diǎn)之間必須有確定的坐標(biāo)聯(lián)系。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)●三個(gè)軸的正方向定義的原則相同：笛卡爾直角坐標(biāo)系?！駲C(jī)床坐標(biāo)系是工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)；●就某一零件的加工而言，編程坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系服務(wù)的對象都是被加工零件；●編程坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系通過工件坐標(biāo)系聯(lián)系起來。6、機(jī)床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的關(guān)系

第二章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

程序（完整）主程序子程序程序內(nèi)容程序名若干程序段（程序內(nèi)容）若干指令字程序結(jié)束

...............數(shù)值指令字符...............程序名程序結(jié)束

1.2程序與程序的結(jié)構(gòu)1.2.1程序的結(jié)構(gòu)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)程序可分為主程序和子程序，它們都是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。O1234%1234G17G54G90G0Z50S3000M3X0Y0Z5#4=0M98P0001G90G0Z50M30O0001%0001#1=100#2=7#3=8G90G0X[-#1/2]Y[-[#2-1]/2*#3]G01Z-#4F500WHILE[#2GE0]G91X#1F1000Y#3#1=-#1#2=#2-1ENDWG90G0Z5#4=#4+1M99

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)程序段是可以作為一個(gè)單位來處理的連續(xù)字組。程序段的一般形式如下：1.2.2程序段

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.2.3絕對編程與增量編程絕對編程：指令輪廓終點(diǎn)坐標(biāo)是相對于工件原點(diǎn)的編程方式。增量編程：指令輪廓終點(diǎn)是相對于輪廓起點(diǎn)坐標(biāo)的編程方式。在車床中，X、Z表示絕對編程，U、W表示增量編程，允許同一程序段中二者混合使用。在銑床和加工中心中中，絕對編程與增量編程由指令G90和G91設(shè)定。在銑床和加工中心：絕對值編程G90與增量值編程G91絕對坐標(biāo)指令（G90）編程:程序段中的尺寸數(shù)字以程序原點(diǎn)為基準(zhǔn)。相對坐標(biāo)指令（G91）編程:程序段中的尺寸數(shù)字以前一點(diǎn)坐標(biāo)為基準(zhǔn)。指令格式：

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)例：刀具由原點(diǎn)按順序向1、2、3點(diǎn)移動(dòng),用G90、G91指令編程。

G90編程G91編程

需要注意的是：在編制程序時(shí)，在程序數(shù)控指令開始的時(shí)候，必須指明編程方式，缺省為G90。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.3.2工件坐標(biāo)系選擇G54-G59

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

工件坐標(biāo)系選擇(G54～G59)

機(jī)床原點(diǎn)

工件零點(diǎn)偏置

X

Y

Z

X

Y

Z

G54原點(diǎn)

G59原點(diǎn)

G59工件坐標(biāo)系

G54工件坐標(biāo)系

。。。

1）一般的數(shù)控機(jī)床可以預(yù)置的六個(gè)坐標(biāo)系（G54～G59），可根據(jù)需要選用。（西門子系統(tǒng)銑床為可以預(yù)置的四個(gè)坐標(biāo)系。）2）工作坐標(biāo)系儲(chǔ)器在機(jī)床的存儲(chǔ)器內(nèi)，都以機(jī)械原點(diǎn)為參考點(diǎn)，分別以各自坐標(biāo)軸與機(jī)械原點(diǎn)的偏移量來表示。3）G54～G59為模態(tài)指令，沒有缺省方式，可相互注銷。4）使用該組指令前，必須先回參考點(diǎn)。5）該指令執(zhí)行后，所有坐標(biāo)值指定的坐標(biāo)尺寸都是選定的工件加工坐標(biāo)系中的位置。6）若程序中沒有給出工作坐標(biāo)系，則數(shù)控系統(tǒng)默認(rèn)缺省程序原點(diǎn)為機(jī)械原點(diǎn)。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

說明●指令格式：G17G18G19XYZG17G18G19G17、G18、G19為模態(tài)功能，可相互注銷，G17為缺省值。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

●指令用途：用于選擇圓弧插補(bǔ)的平面或刀具補(bǔ)償平面的。3.坐標(biāo)平面選定G17，G18，G191.4

快速定位指令G00/G0指令格式：G00X_Y_Z_

其中，X、Y、Z、為快速定位終點(diǎn)，在絕對編程方式時(shí)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在增量編程方式時(shí)為終點(diǎn)相對于起點(diǎn)的位移量。只能用于快速定位，不能用于切削加工，進(jìn)給速度F對G00指令無效。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

G00為模態(tài)功能，可由G01、G02、G03或G33功能注銷。說明：1）G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。2）為避免干涉，通常的做法是：不輕易進(jìn)行三軸聯(lián)動(dòng)。一般先移動(dòng)一個(gè)軸，再在其它兩軸構(gòu)成的面內(nèi)聯(lián)動(dòng)。如：進(jìn)刀時(shí)，先在安全高度Z上，移動(dòng)（聯(lián)動(dòng)）X、Y軸，再下移Z軸到工件附近。

退刀時(shí)，先抬Z軸，再移動(dòng)X/Y軸。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

刀具作兩點(diǎn)間的直線運(yùn)動(dòng)加工時(shí)使用該指令。G01表示刀具從當(dāng)前位置開始以給定的切削速度F，沿直線移動(dòng)指令給出的目標(biāo)位置。格式：G01X_Y_Z_F_其中，X、Y、Z為終點(diǎn)，在G90時(shí)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為終點(diǎn)相對于起點(diǎn)的位移量。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

1.5直線插補(bǔ)指令（G01/G1）說明：（1）指令G01刀具從當(dāng)前位置以程序段中F指令規(guī)定進(jìn)給速度，按直線軌跡移動(dòng)到程序段所指定的終點(diǎn)。（2）G01與坐標(biāo)平面的選擇無關(guān)；（3）實(shí)際進(jìn)給速度等于指令速度F與進(jìn)給速度修調(diào)倍率的乘積。切削加工時(shí)，一般要求進(jìn)給速度恒定，因此，在一個(gè)穩(wěn)定的切削加工工程中，往往只在程序開頭的某個(gè)插補(bǔ)（直線插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)）程序段寫出F值。（4）G01是模態(tài)代碼，如果后續(xù)的程序段不改變加工的線型和進(jìn)給速度，可以不再書寫這些代碼。可由G00、G02、G03或G33功能注銷。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

G01/G00編程舉例（銑削）：G17G54G90G0Z50S3000M3X0Y0Z5#1=1M98P0001G90G0Z50M30O0001G01Z-#1F500G41D1X40Y40Y60F1000X30X40Y90X80X90Y60X80Y40X40G40X0Y0G90G0Z5M99O0001G91G01Z[-#1-5]F500G41D1X40Y40Y20F1000X-10X10Y30X40X10Y-30X-10Y-20X-40G40X-40Y-40G90G0Z5M99第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

G00/G01編程練習(xí)：F_

F_

指令格式：或G02:順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03:逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

1.6圓弧插補(bǔ)指令G02/G03判斷：

G02為順時(shí)針方向圓弧插補(bǔ)，G03為逆時(shí)針方向圓弧插補(bǔ)。順時(shí)針或逆時(shí)針是從垂直于圓弧加工平面的第三軸的正方向看到的回轉(zhuǎn)方向。平面圓弧插補(bǔ)第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

終點(diǎn)X起點(diǎn)KIZ圓心終點(diǎn)Y起點(diǎn)IJX圓心

終點(diǎn)Z起點(diǎn)JKY圓心I，J，K分別表示X，Y，Z軸圓心的坐標(biāo)減去圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)，如下圖所示。某項(xiàng)為零時(shí)可以省略。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

例：編制圓弧程序段

每段圓弧可有四個(gè)程序段表示大圓弧AB小圓弧ABG17G90G03X0Y25R-25F80G17G90G03X0Y25I0J25F80G91G03X-25Y25R-25F80G91G03X-25Y25I0J25F80G17G90G03X0Y25R25F80G17G90G03X0Y25I-25J0F80G91G03X-25Y25R25F80G91G03X-25Y25I-25J0F80第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

……G54X200.Y40.G90G03X140.Y100.R60.F300G02X120.Y60.R50.……例、整圓編程要求由A點(diǎn)開始，實(shí)現(xiàn)逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)并返回A點(diǎn)。①G90G03X20Y0I-20J0F80②G91G03X0Y0I-20J0F80③G90G03X-20Y0R20F80G03X20Y0R20④G91G03X-40Y0R20F80G03X40Y0R20①

G90G03X20Y20I-20J0F80②

G91G03X0Y0I-20J0F80③

G90G03X-20Y20R20F80G03X20Y0R20④G91G03X-40Y0R20F80G03X40Y0R20第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

OXYAR20OXYAR20指令參數(shù)說明：●圓弧插補(bǔ)只能在某平面內(nèi)進(jìn)行。●G17代碼進(jìn)行XY平面的指定，省略時(shí)就被默認(rèn)為是G17；當(dāng)在ZX（G18）和YZ（G19）平面上編程時(shí)，平面指定代碼不能省略?！癞?dāng)圓弧圓心角小于180°時(shí)，R為正值，當(dāng)圓弧圓心角大于180°時(shí),R為負(fù)值?！裼靡粋€(gè)程序段進(jìn)行整圓編程時(shí)，不可以使用R，只能用I、J、K。使用R進(jìn)行整圓編程時(shí)，須將整圓分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的圓弧進(jìn)行分別編程?！馞為編程的兩個(gè)軸的合成進(jìn)給速度。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

完成下面圓弧的編程，其中B點(diǎn)為圓弧的起點(diǎn)，E為圓弧的終點(diǎn)。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.7.1主軸轉(zhuǎn)速功能S1、恒線速控制

指令格式G96S～

S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度，單位：m/min。一般在工件直徑變化較大時(shí)使用。

例：G96S150表示切削點(diǎn)線速度控制在150m/min。(主軸轉(zhuǎn)速非恒定)1.7其它指令

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)2.恒轉(zhuǎn)速指令格式：G97S～S后面的數(shù)字表示主軸恒定的轉(zhuǎn)速，單位:r/min。一般在車螺紋或車削工件直徑變化不大時(shí)使用,G97為缺省值

。例：G97S1000表示主軸轉(zhuǎn)速1000r/min。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)3、主軸最高轉(zhuǎn)速限定：指令格式：G50—在使用恒線速度時(shí)，往往用G50指令來限制主軸的最高轉(zhuǎn)速。

例如：G96S300M03G50S2000表示切削點(diǎn)的恒定線速度為300m/min，但主軸的最高轉(zhuǎn)速為2000r/min.

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.7.2進(jìn)給功能指令或F功能表示插補(bǔ)進(jìn)給（G01、G02、G03）速度，屬于模態(tài)代碼。指令格式：G98F--單位為mm/min,為缺省值

G99F--單位為mm/r例如：G98F1000表示插補(bǔ)進(jìn)給的速度為1000mm/min；G99F0.5表示插補(bǔ)進(jìn)給的速度為0.5mm/r。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.7.3刀具功能T、DT××××T××D×× 刀補(bǔ)存儲(chǔ)器號 刀補(bǔ)存儲(chǔ)器號 刀具號 刀具號 指令格式有兩種：T0103T02D01 刀補(bǔ)存儲(chǔ)器號為03 刀補(bǔ)存儲(chǔ)器號為01 01#刀具 02#刀具 例如：

1.7.4暫停指令G04為暫停指令，該指令的功能是使刀具作短暫的無進(jìn)給加工(主軸仍然在轉(zhuǎn)動(dòng))，經(jīng)過指令的暫停時(shí)間后再繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。G04指令為非模態(tài)指令。其程序段格式為：G04X（或P或F或S）N05G90G1F120Z-50S300M03N10G04X2.5；暫停2.5秒N15Z70N20G04P30；暫停0.030秒N30G00XOY0；進(jìn)給率和主軸轉(zhuǎn)速繼續(xù)有效N40……第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)程序注釋O2009文件（程序）名G97G99G21單位狀態(tài)設(shè)置G00X100.Z100定位刀架在安全的位置S1000M03工件轉(zhuǎn)動(dòng)T0101換刀、指定刀具參數(shù)設(shè)置地址X70Z35定位到圖中的初始位置X20.Z5定位到圖中的待加工位置G01Z0F0.1直線切削到圖中的初始切削位置G02X30Z-5R5.順時(shí)針圓弧插補(bǔ)切削G01W-10直線插補(bǔ)切削G03X50W-10I10.順時(shí)針圓弧插補(bǔ)切削到切削終了位置G01X100切出工件G0Z100刀具遠(yuǎn)離工件M05M30主軸停轉(zhuǎn)，程序結(jié)束第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

1.7.5米制尺寸/英制尺寸指令

工程圖紙中的尺寸標(biāo)注有公制和英制兩種形式。同樣進(jìn)給率F的單位也分別為mm/min(in/min)或mm/r(in/r)

FANUC數(shù)控系統(tǒng):G20：英制，單位：inG21：公制，單位：mmSiemens數(shù)控系統(tǒng):G70：英制，單位：inG71：公制，單位：mm兩者換算：1mm=0.0394in1in=25.4mm

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)常見功能指令一覽表

M00指令是一個(gè)暫停指令。功能是執(zhí)行此指令后，機(jī)床停止