第三章 數(shù)控加工編程

主講：機床數(shù)控技術(shù)NumericalControltechnologyofmachinetools第三章數(shù)控加工編程第一章緒論第二章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)第七章數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)第六章數(shù)控機床伺服系統(tǒng)第五章計算機數(shù)控裝置第四章數(shù)控機床輪廓控制原理第三章數(shù)控加工編程課程內(nèi)容目錄第八章數(shù)控機床故障診斷第一節(jié)概述第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令本章內(nèi)容第三章數(shù)控加工編程第四節(jié)數(shù)控車床程序編制第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制第六節(jié)加工中心程序編制第七節(jié)自動編程簡介第八節(jié)數(shù)控機床對刀方法3.1.1數(shù)控編程的基本概念第一節(jié)概述數(shù)控加工程序（NumericalControlMachiningProgram，簡稱NC程序）根據(jù)被加工零件的圖紙、技術(shù)要求和工藝要求等信息，按照具體數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制的加工指令序列。數(shù)控加工程序通過控制數(shù)控機床的動作，實現(xiàn)零件的全部加工過程。改變加工程序可以達(dá)到加工不同零件的目的。數(shù)控編程（NumericalControlProgramming）從零件圖的分析到制成數(shù)控加工程序單的全部過程稱為數(shù)控程序編制或數(shù)控編程。數(shù)控編程是根據(jù)被加工零件的圖紙、技術(shù)要求和工藝要求等信息，編寫加工指令序列的過程。編程員需要通曉機械加工工藝、機床、刀具、數(shù)控系統(tǒng)的性能，并能根據(jù)工廠的生產(chǎn)特點和生產(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行編程工作。數(shù)控編程的準(zhǔn)確性和可靠性直接影響到數(shù)控機床的正確使用和數(shù)控加工特點的發(fā)揮，甚至還會影響到機床和操作者的安全。3.1.2編程的內(nèi)容與步驟3.2.1數(shù)控機床的坐標(biāo)系☆坐標(biāo)和運動方向命名原則

遵照：JB/T3051-1999《數(shù)控機床坐標(biāo)和運動方向的命名》無論是刀具相對于工件運動，還是工件相對于刀具運動，都假定工件是靜止的，而刀具相對于靜止的工件而運動；并且，以刀具遠(yuǎn)離工件的運動方向為正方向?！钭鴺?biāo)軸的命名遵照：右手定則的笛卡兒坐標(biāo)系第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)3.2.1數(shù)控機床的坐標(biāo)系(續(xù))☆坐標(biāo)軸的確定

遵照：先確定Z軸，再確定X軸，最后確定Y軸第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)Z軸的確定平行于機床主軸（傳遞切削動力）軸線的刀具運動作為Z軸。對于臥式車床和銑床等有主軸的機床，以機床主軸軸線作為Z軸。對于沒有主軸的機床如牛頭刨床，規(guī)定垂直于裝夾工件的工作臺的方向為Z軸方向。對于有幾根主軸的機床如龍門銑床，選擇其中一個與工作臺面相垂直的主軸為主要主軸，并以它來確定Z軸方向。X軸的確定X軸規(guī)定為水平方向，垂直于Z軸且平行于工件的裝夾平面。對于工件旋轉(zhuǎn)的機床如車床、磨床等，X軸在工件的徑向且平行于橫向滑座。對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床，若Z軸為垂直的如立式銑床、鉆床等，面對刀具（主軸）向立柱方向看，X軸的正方向指向右邊；若Z軸是水平的如臥式銑床、鏜床等，則從刀具(主軸)后端向工件方向看，X軸的正方向指向右邊。對于沒有主軸的機床如刨床等，則選定主要切削方向為X軸方向。Y軸的確定Y軸垂直于X、Z坐標(biāo)軸，可根據(jù)右手直角笛卡爾坐標(biāo)系來確定。對于臥式車床，由于刀具無需作垂直方向運動，故不需要規(guī)定Y軸。3.2.1數(shù)控機床的坐標(biāo)系(續(xù))☆機床坐標(biāo)系第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)機床坐標(biāo)系的定義機床坐標(biāo)系是數(shù)控機床安裝調(diào)試時設(shè)定的固定坐標(biāo)系，用于確定加工運動的基準(zhǔn)點和方向。機床參考點（R表示）數(shù)控銑床、加工中心：一般選在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置處。數(shù)控車床：選在車刀退離主軸端面和旋轉(zhuǎn)中心線較遠(yuǎn)的某一固定點。機床原點（M表示）：機床原點是機床坐標(biāo)系中的固定原點，由機床制造廠確定。數(shù)控銑床、加工中心：通常將機床原點設(shè)在機床參考點處。數(shù)控車床：有的廠家將機床原點選在主軸旋轉(zhuǎn)中心線與卡盤左端面的交點處。建立機床坐標(biāo)系的流程：機床開機后，運動部件先回到機床參考點。運動部件回到機床參考點后，即建立起機床坐標(biāo)系。機床坐標(biāo)系中的機床原點與參考點的位置關(guān)系固定，并存儲在數(shù)控系統(tǒng)中。3.2.1數(shù)控機床的坐標(biāo)系(續(xù))☆工件坐標(biāo)系第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)工件坐標(biāo)系的定義：工件坐標(biāo)系（也稱為編程坐標(biāo)系）是編程人員根據(jù)零件圖紙和加工工藝等建立的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的各軸應(yīng)與所使用的數(shù)控機床相應(yīng)的坐標(biāo)軸平行，并且正方向一致。工件原點（W表示）：工件原點是工件坐標(biāo)系中的原點，也稱為編程原點。工件原點的位置可以根據(jù)零件圖紙自行確定，不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置，但應(yīng)考慮到對刀和編程的方便性。最好選擇工件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)作為工件原點的位置。加工前的工件原點偏置值：在工件安裝到機床上之前，可以通過對刀測量工件原點與機床原點之間的距離。測量得到的工件原點偏置值可以輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。加工時，數(shù)控系統(tǒng)將自動將工件原點偏置值加到工件坐標(biāo)系上，使得數(shù)控系統(tǒng)能夠按照機床坐標(biāo)系進(jìn)行加工。3.2.1數(shù)控機床的坐標(biāo)系(續(xù))☆絕對坐標(biāo)系與相對坐標(biāo)系☆脈沖當(dāng)量與編程尺寸的表示方法

脈沖當(dāng)量：數(shù)控系統(tǒng)所能實現(xiàn)的最小位移量。

編程尺寸應(yīng)轉(zhuǎn)換成與脈沖當(dāng)量相對應(yīng)的數(shù)量，以毫米為單位，以有效位小數(shù)來表示。如某坐標(biāo)點尺寸為X=524.295㎜，Y=36.52㎜，脈沖當(dāng)量為0.01㎜，編程尺寸可表示為：X524.30，Z36.52。第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)絕對坐標(biāo)系：刀具（或機床）運動軌跡的坐標(biāo)值均是以固定的坐標(biāo)原點為基準(zhǔn)來計量的坐標(biāo)系。相對（增量）坐標(biāo)系：刀具（或機床）運動軌跡（直線或圓弧段）的終點坐標(biāo)值是相對于起點坐標(biāo)值來計量的坐標(biāo)系。(1)選定工件坐標(biāo)系，列出構(gòu)成基點的兩個幾何元素的解析方程。對于所有直線，均可轉(zhuǎn)化為一次方程的一般形式：對于所有圓弧，均可轉(zhuǎn)化為圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的形式：(2)將各基點兩相鄰幾何元素的方程聯(lián)立起來，即可解出各基點（交點或切點）的坐標(biāo)。3.2.2零件的數(shù)學(xué)處理☆基點坐標(biāo)的計算基點：由直線和圓弧組成的零件輪廓上各幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心坐標(biāo)、兩幾何元素的交點或切點。聯(lián)立方程組求解基點坐標(biāo)的方法：第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)(1)基本原理設(shè)零件輪廓曲線為

，先以點a為圓心，以

為半徑作允差圓；再作該圓與輪廓曲線公切的一條直線MN，切點分別為M、N，求出切線的斜率；過點a作MN的平行線交曲線于b點；然后以b點依同樣方法作出c點，這樣即可作出所有節(jié)點a、b、c、d……?？梢宰C明：任意兩相鄰節(jié)點間的逼近誤差相等。3.2.2零件的數(shù)學(xué)處理☆節(jié)點坐標(biāo)的計算節(jié)點：逼近非圓曲線的若干個直線段或圓弧段的交點或切點。用直線段逼近非圓曲線的等誤差法：第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)(2)計算步驟1）以起點a

為圓心，以為半徑作允差圓，標(biāo)準(zhǔn)方程：2）求允差圓與曲線公切線MN的斜率。先用以下方程聯(lián)立求M、N點坐標(biāo)：3.2.2零件的數(shù)學(xué)處理☆節(jié)點坐標(biāo)的計算

第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)則3）過a點與直線MN平行的直線方程為

4）與曲線方程聯(lián)立求解b

點坐標(biāo)

5）按以上各步驟依次求得各節(jié)點c，d……。3.2.3程序結(jié)構(gòu)與格式數(shù)控程序的最小單元是字符，包括字母A～Z、符號、數(shù)字0～9三類。其中，26個字母稱為地址碼，用作程序功能指令識別的地址；符號主要用于數(shù)學(xué)運算及程序格式的要求；數(shù)字可以組成一個十進(jìn)制數(shù)或與字母組成一個代碼?！畛绦蚪Y(jié)構(gòu)

第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)3.2.3程序結(jié)構(gòu)與格式☆程序段格式

第二節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)12345678910

11N-G-X-U-P-A-D-Y-V-Q-B-E-Z-W-R-C-I-J-K-R-D-H-F-S-T-M-;（或LF或CR）程序段號準(zhǔn)備功能尺

寸

字補償功能進(jìn)給功能主軸功能刀具功能輔助功能結(jié)束符號指

令

字例如：N160G01X32.0Z-102.0F100S800T0101M03;☆主程序和子程序3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令準(zhǔn)備功能G指令準(zhǔn)備性工藝指令，由地址碼G及其后的兩位數(shù)字組成，共100種。模態(tài)指令與非模態(tài)指令數(shù)控程序指令可分為模態(tài)指令和非模態(tài)指令兩類。模態(tài)指令在某一段程序應(yīng)用后可以一直保持有效狀態(tài)，直到撤銷這些指令。非模態(tài)指令是指單段有效指令，僅在編入的程序段中有效。模態(tài)指令與數(shù)字組號同一個數(shù)字所對應(yīng)的G指令為同一組模態(tài)指令。不同組之間的指令可以同時出現(xiàn)在一個程序段中，不影響各自指令的續(xù)效。注意事項同一組的模態(tài)指令不能出現(xiàn)在一個程序段中，否則只有最后的指令有效。FANUC系統(tǒng)銑削G指令參見本書附錄A；FANUC系統(tǒng)車削及加工中心G指令參見本書附錄B。編寫程序時需注意同組模態(tài)指令的順序和組合，以防出現(xiàn)意外情況。3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令☆快速點定位指令（G00）G00指令使刀具通過點定位控制方式快速移動到另一點模態(tài)指令，僅需在程序段中指定終點坐標(biāo)運動軌跡可以是直線、斜線或折線不進(jìn)行切削加工☆直線插補指令（G01）G01指令用于控制刀具沿直線插補加工模態(tài)指令，需要指定終點坐標(biāo)和進(jìn)給速度刀具當(dāng)前位置為起點實現(xiàn)任意斜率的直線插補注意指定進(jìn)給速度F注意事項G00指令用于快速點定位，適用于空行程運動G01指令用于直線插補加工，需要指定進(jìn)給速度FG00和G01都是模態(tài)指令程序格式：N～

G00X～Y～Z～;N0120

G00X27Y-16Z39.765；程序格式：N～

G01X～Y～Z～

F～；N0120

G01X27Y-16Z39.765

F96；3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆圓弧插補指令（G02、G03）

第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆圓弧插補指令（G02、G03）

第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令逆劣βα

圓弧運動控制指令用以控制多個坐標(biāo)以聯(lián)動的方式，按程序段中規(guī)定的進(jìn)給速度F，插補加工出任意形狀的圓弧。順逆優(yōu)優(yōu)順劣

圓弧性質(zhì)圓弧順逆劣弧優(yōu)弧順圓G02

R+G02R-逆圓G03

R+G03R-(1)圓弧類別3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆圓弧插補指令（G02、G03）

第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令(2)順、逆圓弧判斷

沿垂直于要加工的圓弧所在平面的坐標(biāo)軸從正向往負(fù)向看，刀具相對于工件順時針轉(zhuǎn)動就是順圓，用G02，反之用G03。(3)半徑指定法編程格式ZXYG02輪廓軌跡終點坐標(biāo)圓弧半徑進(jìn)給速度

3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆圓弧插補指令（G02、G03）

第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令(4)圓心坐標(biāo)法編程格式ZXI、J、K中的坐標(biāo)字均為圓弧圓心相對圓弧起點在X、Y、Z軸方向上的增量值。I、J、K為零時可以省略。圓心指定法能用來加工整圓?！顣和Ｖ噶睿℅04）G04地址碼X，后面數(shù)值帶小數(shù)點，單位為s；地址碼P，后面用不帶小數(shù)點的整數(shù)，單位為ms。3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆絕對尺寸指令與相對（增量）尺寸指令（G90～G91）

G90：程序段的坐標(biāo)字按絕對坐標(biāo)編程；G91：程序段的坐標(biāo)字按增量坐標(biāo)編程。第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令絕對尺寸指令：N0020G90G01X40Y10F100；

增量尺寸指令：N0020G91G01X30Y-20F100；混合尺寸編程：N0020G01U40W-2F100；3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆例1：編制圖示零件加工程序。第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令O0010N0010G90；(絕對方式編程)N0020G02X13Y35.2R-20F50；(AB)N0030G03X23Y29.5F40R30；(BC)N0040G03X28Y14

I-3J-9.5

F15；(CD)

N0050G02X0Y0I-28J21F10；(DA)N0060M02；3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆例2：編制圖示零件加工程序。第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令使用絕對值且R方式：O0100N0010G50X0Y0；N0020G90G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-80Y-40F200；N0040G01X-80Y-20；N0050G02X-40Y20R40F100；N0060G03X20Y80R60；N0070G01X40Y80F200；N0080Y-40；N0090G00X0Y0M02；使用增量值且I、J方式：O0200N0010G50X0Y0；N0020G91G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-120Y0F200；N0040X0Y20；N0050G02X40Y40I40J0F100；N0060G03X60Y60I0J60；N0070G01X20F200；N0080Y-120；N0090G00X-40Y40M02；3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆工件坐標(biāo)系選取指令（G54～G59)第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令G54～G59指令共六個指令，可設(shè)定六個不同的工件坐標(biāo)系。是模態(tài)指令，在機床重開機時仍然存在。G54～G59指令使用方法通過對刀將所設(shè)工件原點相對于機床原點的偏置值，以MDI方式輸入原點偏置寄存器中。通過程序指令G54～G59來從相應(yīng)的存儲器中讀取數(shù)值，并按工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值運動。使用G54～G59指令可以適用于多種不同零件間隔重復(fù)批量生產(chǎn)而程序不變，或一個工作臺上同時加工幾個工件的工件坐標(biāo)系設(shè)定。注意事項使用G54～G59指令時需注意避免誤操作，確保正確輸入偏置值和坐標(biāo)值。在機床重開機時，G54～G59指令依然存在，需特別注意。3.3.1常用準(zhǔn)備功能G指令☆工件坐標(biāo)系選取指令（G54～G59)☆例3：如果預(yù)置1＃工件坐標(biāo)系偏移量：X-160.000，Y-380.000；預(yù)置3＃工件坐標(biāo)系偏移量：X-350.000，Y-240.000。第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令程序段內(nèi)容終點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值注

釋N0120G90G54G00X30.0Y100.0；X-130.0，Y-280.0選擇1＃坐標(biāo)系，快速定位。N0130G01X-122.0F100；X-282.0，Y-280.0直線插補。N0140G00X0Y0；X-160.0，Y-380.0快回1＃工件坐標(biāo)系原點N0150G53X0Y0；X0，Y0選擇機床坐標(biāo)系。N0160G56X30.0Y100.0；X-320.0，Y-140.0選擇3＃坐標(biāo)系，快速定位。N0170G01X-122.0；X-472.0，Y-140.0直線插補，F(xiàn)為100（模態(tài)）N0180G00X0Y0；X-350.0，Y-240.0快回3＃工件坐標(biāo)系原點3.3.2輔助功能M指令第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令M00：程序停止停止主軸、進(jìn)給和冷卻液可進(jìn)行必要的手動操作后繼續(xù)執(zhí)行M01：選擇停止只有選擇停開關(guān)接通時才起作用常用于關(guān)鍵尺寸檢驗或臨時暫停M02和M30：程序結(jié)束最后一個程序段中使用，表示加工結(jié)束M02不能返回程序起始位置，M30能使程序返回到開始狀態(tài)M03、M04和M05：主軸控制M03：主軸正轉(zhuǎn)，與C軸正向一致M04：主軸反轉(zhuǎn)，與C軸方向相反M05：主軸停轉(zhuǎn)，同時制動和關(guān)閉冷卻液M06：換刀加工中心刀庫換刀前的準(zhǔn)備動作不包括刀具選擇，可關(guān)閉冷卻液和主軸M07、M08和M09：冷卻液控制M07：2號冷卻液開，霧狀冷卻液M08：1號冷卻液開，液狀冷卻液M09：冷卻液關(guān)，注銷M07、M08、M50和M51M10和M11：運動部件控制M10：卡緊機床滑座、工件、夾具、主軸等運動部件M11：松開卡緊的運動部件M98和M99：程序調(diào)用與子程序結(jié)束子程序以M99結(jié)束，不可使用M02或M30結(jié)束主程序調(diào)用子程序格式：N～M98P～，其中P指定子程序編號3.3.3F、S、T指令第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令☆F指令:進(jìn)給速度功能每分鐘進(jìn)給量地址碼F后跟進(jìn)給速度大小。對于直線進(jìn)給：G94F100表示進(jìn)給速度為100mm/min；對于回轉(zhuǎn)軸進(jìn)給：G94F10表示每分鐘進(jìn)給速度為10°。(2)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為“mm/r”。G95F1.5表示主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)進(jìn)給1.5mm。(1)恒轉(zhuǎn)速（G97，單位r/min）。程序格式：N～G97S～；

如G97S800表示：主軸轉(zhuǎn)速為800r/min(2)表面恒線速（G96，單位m/min）。程序格式：N～G96S～；

如G96S200表示：表面恒切削速度為200m/min☆S指令：主軸轉(zhuǎn)速功能☆T指令：刀具功能T0302表示選用03號刀具和02號刀補值；T0300表示取消03號刀具的刀補值?！罾?：在數(shù)控銑床上加工如圖3-17所示零件，請用增量值尺寸方式編制數(shù)控加工程序（不考慮刀具補償）第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的指令O0020程序號N0010G91G94G97G21G17；設(shè)定初始化指令N0020G92X0Y0；建立工件坐標(biāo)系N0030G00X15.0Y10.0S500M03M08；快進(jìn)到接近AN0040G01Y15.0F100；直線工進(jìn)到BN0050X10.0；直線工進(jìn)到CN0060G03X10.0Y10.0R10.0F80；逆圓工進(jìn)到DN0070G01Y5.0F100；直線工進(jìn)到EN0080G02X30.0R15.0F80；逆圓工進(jìn)到FN0090G01Y-10.0F100；直線工進(jìn)到GN0100G02X-20.0Y-20.0R20.0F80；順圓工進(jìn)到HN0110G01X-30.0F100；直線工進(jìn)到AN0120G00X-15.0Y-10.0M09M05；取消刀偏，回至原點N0130M02；程序結(jié)束第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.1數(shù)控車削的編程特點(1)以直徑方式編程。徑向用絕對值編程時：X以直徑值表示；用增量值編程時：U以徑向?qū)嶋H位移量的兩倍值表示，并附上方向符號。(2)具備豐富的固定循環(huán)功能：內(nèi)外圓柱面循環(huán)、內(nèi)外圓錐面循環(huán)、切槽循環(huán)、端面切削循環(huán)、內(nèi)外螺紋加工循環(huán)。3.4.2數(shù)控車床的刀具補償☆刀具位置補償?shù)毒邘缀挝恢闷萍澳p的修正，用于補償不同刀具之間的刀尖位置偏移。以一把刀具的刀尖位置A點為基準(zhǔn)建立工件坐標(biāo)系，其他刀具在加工位置上相對于A點有偏移量，對其軸向和徑向偏移進(jìn)行修正，將所有刀具的刀尖位置移至對刀點A。通過手工對刀和測量工件尺寸，得到刀具的偏移值輸入到存儲器中作為補償值。第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.2數(shù)控車床的刀具補償☆刀尖圓弧半徑補償?shù)都鈭A弧半徑引起過切或欠切目的：避免過切或欠切原理：使用刀尖圓弧半徑補償功能時，按零件的實際輪廓編程，并在控制面板上手工輸入刀尖圓弧半徑及刀尖方位號，數(shù)控裝置便能自動地計算出刀尖中心軌跡，并按刀尖中心軌跡運動。刀尖圓弧半徑補償執(zhí)行過程：刀具補償建立刀具補償進(jìn)行刀具補償取消刀尖圓弧半徑補償?shù)谒墓?jié)數(shù)控車床程序編制3.4.2數(shù)控車床的刀具補償

補償指令判斷

后置刀架假定刀尖方位號刀具偏置與刀具方位界面指令：左補償G41；右補償G42；取消G40判斷方法：沿垂直于加工平面的第三軸反方向看去，再沿刀具運動方向看，若刀具偏在工件輪廓左側(cè)，用G41指令；反之G42。程序格式：刀具補償?shù)膶崿F(xiàn)：每個刀具補償號，有X、Z、R、T參數(shù)；補償寄存器中預(yù)置的包括基本尺寸和磨損尺寸兩分量；刀補方向取決于程序段中的G41/G42。

☆刀尖圓弧半徑補償?shù)谒墓?jié)數(shù)控車床程序編制3.4.3簡化編程功能指令

☆外徑/內(nèi)徑車削固定循環(huán)（G90）圓柱面圓錐面第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.3簡化編程功能指令

☆端面車削固定循環(huán)（G94）錐形端面垂直端面第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.3簡化編程功能指令

☆單行程螺紋切削（G32/G33）第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.3簡化編程功能指令程序格式：☆精車循環(huán)（G70）程序格式：N～G70P(ns)Q(nf);☆外徑/內(nèi)徑粗車復(fù)合循環(huán)（G71）地址含

義ns指定精加工程序第一個程序段的段號nf指定精加工程序最后一個程序段的段號Δi粗車時，徑向（X軸方向）切除的余量（半徑值）Δk粗車時，軸向（Z軸方向）切除的余量Δu徑向（X軸方向）的精車余量（直徑值）Δw軸向（Z軸方向）的精車余量Δd每次車削深度（在外徑和端面粗車循環(huán)）；或粗車循環(huán)次數(shù)（在固定形狀粗車循環(huán)）e退刀量第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.4數(shù)控車床編程實例☆例3-5在FANUC0iMateTC系統(tǒng)數(shù)控車床上加工如圖3-33所示軸類零件，毛坯為45號圓鋼棒料，試編制數(shù)控加工程序。加工工藝分析走刀路線：車右端面→粗車外廓→精車外廓→切退刀槽→車M16螺紋→切斷。精車外廓：倒角→車螺紋外徑圓柱面→車Ф20右端面→車圓錐面→車Ф30圓柱面→車R20圓弧面→車Ф30圓柱面→車R5圓弧面→車Ф40圓柱面。(2)選擇刀具及確定切削參數(shù)第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.4數(shù)控車床編程實例(3)數(shù)學(xué)處理(4)編制加工程序第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.4數(shù)控車床編程實例程

序說

明O0030程序號N0010G90G97G21G40;設(shè)定初始化指令N0020G00X50.0Z50.0T0101;快速定位到起刀點N0030G00X50.0Z10.0S800M04;選01號刀具和01號刀具補償值，預(yù)啟動。N0040G50S1800;限制主軸最高轉(zhuǎn)速。N0050G96S100;設(shè)定粗車主軸恒線速度加工100m/minN0060G98F120;設(shè)定進(jìn)給速度120mm/minN0070G41G00X45.0Z2.0M08; 刀尖圓弧半徑左補償N0080G94X-0.5Z-1.0F120; 車工件左端面循環(huán)，F(xiàn)120可以省略。N0090G40G00X50.0Z2.0;取消刀補N0100G42G99G00X45.0Z0.0;刀具半徑右補償，快進(jìn)至粗車循環(huán)起始點N0110G71U2.0R0.5;G71外徑粗車復(fù)合循環(huán)N0120G71P0130Q0230U0.5W0.25F0.15;N0130G00X11.0;開始定義精車軌跡，Z軸不移動N0140G97G01X16Z-2.5F0.08S1000;倒角1.5×45°，工進(jìn)到B點第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.4數(shù)控車床編程實例程

序說

明N0140G97G01X16Z-2.5F0.08S1000;倒角1.5×45°，工進(jìn)到B點N0150Z-21.0;車螺紋外徑Φ16mm圓N0160U4.0;工進(jìn)到F點N0170U9.99W-15.0;工進(jìn)到G點N0180W-5.0;工進(jìn)到H點N0190G02X29.99Z-61.0R20.0;工進(jìn)到I點N0200G01W-10.0;工進(jìn)到J點N0210G03U9.998W-5.0I0.0K-5.0;工進(jìn)到K點N0220G01Z-92.0;工進(jìn)到L點N0230G01U3.0;徑向退刀，完成精車程序段N0240G00G40X50.0Z50.0T0100M05M09;快速返回?fù)Q刀點，取消刀補N0250X60.0T0202M04;選用02號刀具和02號刀具補償值N0260G42G00Z0.0M08;快進(jìn)至循環(huán)起點，刀具半徑右補償N0270G70P130Q0220;精車循環(huán)第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.4數(shù)控車床編程實例程

序說

明N0280G00G40X100.0Z100.0T0200M05M09;快速返回?fù)Q刀點，取消刀補N0290G96S60;設(shè)定切槽恒線速度60m/minN0300G99G00X25.0T0303M04;選用03號刀具和03號刀具補償值N0310G42Z-18.0M08;快進(jìn)至切槽起點，刀具半徑右補償N0320G01X14.0F0.05;切槽N0330G01X22.0F0.2;退刀N0340G00G40X50.0Z50.0T0300M05M09;快速返回?fù)Q刀點，取消刀補N0350G97S100;設(shè)定主軸恒轉(zhuǎn)速400r/minN0360X20.0T0404M04;選用04號刀具和04號刀具補償值N0370G42G00Z2.0M08;快進(jìn)至螺紋循環(huán)起點，刀具半徑右補償N0380G92X15.2Z-19.5F1.5;螺紋切削第一次循環(huán)，切深0.4mmN0390X14.6;螺紋切削第二次循環(huán)，切深0.3mmN0400X14.376;螺紋切削第三次循環(huán)，切深0.112mmN0410G00G40X50.0Z50.0T0400M05M09;快速返回?fù)Q刀點，取消刀補第四節(jié)數(shù)控車床程序編制3.4.4數(shù)控車床編程實例程

序說

明N0420G96S60;設(shè)定切槽恒線速度60m/minN0430G00X45.0T0303M04;選用03號刀具和03號刀具補償值N0440G42Z-94.0M08;快進(jìn)至切斷起點，刀具半徑右補償N0450G01X-0.5F0.05;切斷，過切0.5mm。N0460G01X50.0;徑向退刀N0470G00G40Z50.0T0300M05M09;快速返回起刀點，取消刀補N0480M30;程序結(jié)束第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制3.5.1數(shù)控銑削的編程特點(1)數(shù)控銑床上沒有刀庫和自動換刀裝置，如需換刀，由人工手動換刀。(2)具備豐富的固定循環(huán)功能，特別是孔加工固定循環(huán)指令。3.5.2數(shù)控銑床的刀具補償☆刀具長度偏置（補償）指令（G43、G44、G49）指令：正偏置G43；負(fù)偏置G44；取消G49功能作用:(1)實現(xiàn)在不改變程序的情況下，自動調(diào)整刀具Z向位置；(2)解決刀具長度尺寸變化引起的加工誤差問題；(3)無需考慮刀具的實際長度及各把刀具的不同長度尺寸；

(4)使用MDI方式輸入刀具長度偏置值到系統(tǒng)中的存儲器。程序格式：

第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制3.5.2數(shù)控銑床的刀具補償☆刀具半徑補償指令（G41、G42、G40）實際的銑刀或鉆刀等都是有半徑的，加工平面內(nèi)零件輪廓時，刀位點不能簡單地沿零件輪廓曲線加工，否則將使工件尺寸縮?。ɑ蚍糯螅┮粋€刀具半徑值。指令：左補償G41；右補償G42；取消G40判斷方法：沿垂直于加工平面的第三軸反方向看去，再沿刀具運動方向看，若刀具偏在工件輪廓左側(cè)，用G41指令；反之G42。程序格式：

第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制3.5.2數(shù)控銑床的刀具補償☆孔加工固定循環(huán)指令（1）孔加工固定循環(huán)動作動作1：X、Y平面內(nèi)快速定位于初始點B；動作2：快速移動到加工表面上方參考點R；動作3：孔加工；動作4：孔底動作，包括暫停、主軸準(zhǔn)停、刀具偏移等；動作5：退回到參考點R；動作6：快速返回初始點B。（2）孔加工中有三個作用平面初始平面：B參考平面：R孔底平面：Z第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制3.5.2數(shù)控銑床的刀具補償☆孔加工固定循環(huán)指令（3）孔加工固定循環(huán)指令G指令孔加工動作（-Z方向）孔底動作Z軸返回動作（+Z方向）應(yīng)用G73間歇進(jìn)給—快速移動高速深孔往復(fù)排屑鉆G74切削進(jìn)給暫?！鬏S正轉(zhuǎn)快速移動攻左旋螺紋G76切削進(jìn)給主軸準(zhǔn)停→刀具偏移快速移動精鏜孔G80———取消孔加工固定循環(huán)G81切削進(jìn)給—快速移動鉆孔G82切削進(jìn)給暫?？焖僖苿鱼@孔、锪孔、鏜孔G83間歇進(jìn)給—快速移動深孔往復(fù)排屑鉆G84切削進(jìn)給暫?！鬏S反轉(zhuǎn)切削進(jìn)給攻右旋螺紋G85切削進(jìn)給—切削進(jìn)給精鏜孔G86切削進(jìn)給主軸停止快速移動鏜孔G87切削進(jìn)給主軸準(zhǔn)?！毒咂瓶焖僖苿臃寸M孔G88切削進(jìn)給暫?！鬏S停止手動/快速鏜孔G89切削進(jìn)給暫停切削進(jìn)給精鏜階梯孔第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制3.5.2數(shù)控銑床的刀具補償☆孔加工固定循環(huán)指令（4）孔加工固定循環(huán)程序格式參考面坐標(biāo)值（R）：R：參考面的Z坐標(biāo)值G90模態(tài)下為絕對坐標(biāo)值G91模態(tài)下與B點平面的增量坐標(biāo)值相關(guān)其他參數(shù)：Q：每次切削深度（G73或G83），或孔底刀具偏移量（G76或G87）P：刀具在孔底的暫停時間（單位：毫秒）K：重復(fù)加工次數(shù)（非續(xù)效代碼）G98和G99：加工完成后的返回方式G98：返回初始點BG99：返回參考平面（無動作6）孔加工方式由以下指令指定：G73～G89：孔加工指令位置坐標(biāo)與底部坐標(biāo)值：X、Y：孔的位置坐標(biāo)Z：孔底坐標(biāo)值3.5.3簡化編程功能指令

☆高速深孔往復(fù)排屑鉆循環(huán)（G73）☆攻右旋螺紋循環(huán)（G84）第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制

3.5.3簡化編程功能指令

☆精鏜孔循環(huán)（G76）☆反鏜孔循環(huán)（G87）第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制

3.5.4數(shù)控銑床編程實例☆例3-6圖示蓋類零件，材料為45鋼，上表面及Φ14mm、Φ10mm兩孔已加工到尺寸，凸臺周邊輪廓完成了粗加工，留2mm精加工余量。現(xiàn)利用FANUC0iMateMC系統(tǒng)數(shù)控銑床精加工凸臺周邊輪廓，并鉆削兩組8×Φ8.5mm孔，請編制數(shù)控加工程序。加工工藝分析分兩道工序。工序10，精銑凸臺周邊輪廓，走刀路線為：起刀點①→下刀點②→沿ABCDEFGHA精銑輪廓→抬刀→返回起刀點。工序20，鉆削兩組8×Φ8.5mm孔。這里可利用定點鉆孔循環(huán)指令（G81）、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)功能指令（G68）和比例縮放功能指令（G51）的鏡像功能進(jìn)行簡化編程。(2)選擇刀具及確定切削參數(shù)第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制刀具號刀具名稱主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度（mm/min）T01Φ10mm立銑刀55040T02Φ8.5mm麻花鉆250203.5.4數(shù)控銑床編程實例第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制(3)數(shù)學(xué)處理(4)編制程序3.5.4數(shù)控銑床編程實例第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制精銑凸臺周邊輪廓程序程

序說

明O0060程序號（自動運行前，手工安裝好Φ10mm立銑刀）N0010G90G94G97G21G40G49；

設(shè)定初始化指令N0020G54G00X115.0Y60.0Z40.0;設(shè)定工件坐標(biāo)系N0030G43G00Z-10.0H01S550M03;絕對尺寸方式編程，刀具長度偏置，下刀。N0040G42X90.0Y40.0D01M08;刀具半徑右補償，快進(jìn)至接近工件。N0050G01X57.446F40;切線方向從A點切入，切削進(jìn)給至B點。N0060G03X-57.446Y40.0R70.0;逆圓切削進(jìn)給至C點N0070G01X-70.0Y40.0; 切削進(jìn)給至D點N0080G91Y-80.0; 改為增量尺寸編程方式，切削進(jìn)給至E點。N0090X30.0Y-30.0;切削進(jìn)給至F點N0100X80.0;切削進(jìn)給至G點N0110X30.0Y30.0;切削進(jìn)給至H點N0120Y85.0;切削進(jìn)給至A點，并沿切線方向切出N0130G90G49G00Z40.0M09;改為絕對尺寸編程方式，抬刀，取消刀具長度偏置。N0140G40X115.0Y60.0M05;返回起刀點，取消刀具半徑補償。N0150M30;程序結(jié)束。3.5.4數(shù)控車床編程實例第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制鉆削16×Φ8.5mm孔程序程

序說

明O0070程序號（自動運行前，手工安裝好Φ8.5mm麻花鉆）N0010G90G94G97G21G40G49G80;設(shè)定初始化指令N0020G54G00X115.0Y60.0Z40.0;設(shè)定工件坐標(biāo)系N0030M98P0071;調(diào)用子程序0071，鉆削第一象限四個孔N0040G51X0.0Y0.0I-1000J1000;關(guān)于Y軸鏡像加工N0050M98P0071;調(diào)用子程序0071，鉆削第二象限四個孔N0060G51X0.0Y0.0I-1000J-1000;關(guān)于工件原點鏡像加工N0070M98P0071;調(diào)用子程序0071，鉆削第三象限四個孔N0080G51X0.0Y0.0I1000J-1000;關(guān)于X軸鏡像加工N0090M98P0071;調(diào)用子程序0071，鉆削第四象限四個孔N0100G50;取消比例縮放（鏡像）N0110G00X115.0Y60.0Z40.0;返回起刀點N0120M30;程序結(jié)束。3.5.4數(shù)控車床編程實例第五節(jié)數(shù)控銑床程序編制鉆削16×Φ8.5mm孔程序一級子程序說

明O0071程序號（鉆削第一象限四個孔程序）N0010G90G43G00Z20.0H02;絕對尺寸方式編程，下刀至B平面。N0020M98P0072;調(diào)用子程序0072，鉆孔J和孔K。N0030G00Z20.0;刀具返回B平面。N0040G17G68X0.0Y0.0R45.000;坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)45°N0050M98P0072;調(diào)用子程序0072，鉆孔L和孔M。N0060G69;取消坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)N0070G49;取消刀具長度偏置N0080M99;子程序結(jié)束二級子程序說

明O0072程序號（鉆削孔J和孔K）N0010G90G00X66.519Y27.533S250M03M08;XY平面內(nèi)定位，準(zhǔn)備重復(fù)鉆孔固定循環(huán)。N0020G91G99G81X-22.173Y-9.184Z-45.0R-10.0F5K2;重復(fù)鉆孔固定循環(huán)，鉆削孔J和孔K。N0030G80;取消孔加工固定循環(huán)N0040G00Z40;避免撞刀N0050G90M09M05;恢復(fù)絕對尺寸編程N0060M99;子程序結(jié)束第六節(jié)加工中心程序編制3.6.1加工中心的編程特點(1)具有刀庫和自動換刀裝置，可一個工序中多次換刀，實現(xiàn)工序集中。(2)自動換刀要留足夠的換刀空間，注意避免發(fā)生撞刀事故。(3)不同工藝內(nèi)容應(yīng)編制不同的子程序，可選用不同的工件坐標(biāo)系，主程序主要完成換刀及子程序的調(diào)用。3.6.2加工中心的自動換刀換刀程序說

明......T01刀具加工內(nèi)容。N0120......T02;T01刀具切削加工同時，選下一把將用刀具T02。......仍為T01刀具加工內(nèi)容。N0190G28Z～M05;Z軸返回參考點（換刀點），主軸停轉(zhuǎn)。N0200G28X～Y～;X、Y軸返回參考點，擴大換刀空間，以避免撞刀。N0210M06;換刀。將刀庫中刀具T02與主軸中刀具T01交換。N0220G29X～Y～Z～M03T03;從參考點返回T02加工起始點，主軸啟動，選用刀具T03。......T02刀具加工內(nèi)容。3.6.3加工中心編程實例☆例3-7利用FANUC0iMateMC系統(tǒng)立式加工中心，對其中8個螺紋孔進(jìn)行鉆、倒角和攻螺紋等加工，請編制數(shù)控加工程序。加工工藝分析加工工序為：鉆中心孔→鉆底孔→倒角→攻螺紋。因此，可以把各工序分別編制成子程序，在主程序中調(diào)用加工。每一工序中各孔的加工順序為：A→B→C→D→E→F→G→H。(2)選擇刀具及確定切削參數(shù)第六節(jié)加工中心程序編制刀具號刀具名稱主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度T01中心鉆200010mm/minT02Φ9.5mm麻花鉆100010mm/minT03倒角鉆頭200020mm/minT04M12絲錐2002r/min3.6.3加工中心編程實例(3)數(shù)學(xué)處理(4)編制數(shù)控車削加工程序主程序主

程

序說

明O0080程序號N0010G94G97G21G40G49G80;設(shè)定初始化指令。N0020G54G91G28Z0.0T01;選擇工件坐標(biāo)系，Z軸返回參考點，選中心鉆T01。N0030G91G28X0.0Y0.0;X、Y軸返回參考點，以避免撞刀。N0040M06;換中心鉆T01。N0050G90G29X0.0Y0.0Z40.0S2000M03M08T02;從參考點返回，啟動主軸，開冷卻液，選麻花鉆T02。N0060M98P0081;調(diào)鉆中心孔子程序0081。N0070G49;取消刀具長度偏置N0080G91G28Z0.0M05M09;Z軸返回參考點，主軸停轉(zhuǎn)。N0090G91G28X0.0Y0.0;X、Y軸返回參考點，以避免撞刀。N0100M06;換Φ9.5mm麻花鉆T02。

N0110G90G29X0.0Y0.0Z100.0S1000M03M08T03;從參考點返回，啟動主軸，開冷卻液，選倒角鉆T03。

N0120M98P0082;調(diào)鉆孔子程序0082。N0130G49;取消刀具長度偏置N0140G91G28Z0.0M05M09;Z軸返回參考點，主軸停轉(zhuǎn)。N0150G91G28X0.0Y0.0;X、Y軸返回參考點，以避免撞刀。第六節(jié)加工中心程序編制主程序（續(xù)）程

序說

明N0160M06;換倒角鉆頭T03。N0170G90G29X0.0Y0.0Z100S2000M03M08T04;從參考點返回，啟動主軸，開冷卻液，選絲錐T04。

N0180M98P0083;調(diào)倒角子程序0083。N0190G49;取消刀具長度偏置N0200G91G28Z0.0M05M09;Z軸返回參考點，主軸停轉(zhuǎn)。N0210G91G28X0.0Y0.0;X、Y軸返回參考點，以避免撞刀。N0220M06;換M12絲錐T04。N0230G90G29X0.0Y0.0Z100S200M03M08;從參考點返回，啟動主軸，開冷卻液。N0240M98P0084;調(diào)攻螺紋子程序0084。N0250G49;取消刀具長度偏置N0260G91G28Z0.0M05M09;Z軸返回參考點，主軸停轉(zhuǎn)。N0270G91G28X0.0Y0.0;X、Y軸返回參考點，方便卸下工件。N0280M30;程序結(jié)束。第六節(jié)加工中心程序編制3.6.3加工中心編程實例子程序第六節(jié)加工中心程序編制3.6.3加工中心編程實例鉆中心孔子程序說

明O0081程序號N0010G43H01;建立T01刀具長度補償。N0020G99G81X50.0Y0.0Z-2.0R3.0F10;中心孔A鉆循環(huán)。N0030M98P0085;調(diào)孔位置二級子程序0085，繼續(xù)鉆孔B～H。N0040G80;取消孔加工固定循環(huán)N0050M99;子程序結(jié)束鉆孔子程序說

明O0082程序號N0010G43H02;建立T02刀具長度補償。N0020G99G73X50.0Y0.0Z-25.926R3.0Q5.0F10;孔A鉆循環(huán)。N0030M98P0085;調(diào)孔位置二級子程序0085，繼續(xù)鉆孔B～H。N0040G80;取消孔加工固定循環(huán)N0050M99;

子程序結(jié)束倒角子程序說

明O0083程序號N0010G43H03;建立T03刀具長度補償。N0020G99G82X50.0Y0.0Z-2.0R3.0P1500F20;孔A倒角循環(huán)。N0030M98P0085;調(diào)孔位置二級子程序0085，繼續(xù)倒角孔B～H。N0040G80;取消孔加工固定循環(huán)N0050M99;

子程序結(jié)束子程序第六節(jié)加工中心程序編制3.6.3加工中心編程實例攻螺紋子程序說

明O0084程序號N0010G43H04;建立T04刀具長度補償。N0020G99G84X50.0Y0.0Z-1