工程科技華中世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)HNC21T編程說明書

1、數(shù)控技術培訓系列教程世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)hnc-21/22t編程說明書華中科技大學國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術研究中心武漢華中數(shù)控股份有限公司2001 年 11 月前言非常感謝您選用了本公司生產的 hnc-21/22 世紀星系列數(shù)控系統(tǒng)。本說明書詳細介紹了數(shù)控編程基本知識、指令體系、各指令功能的特點、注意事項和宏指令編程方法，并配以大量典型編程實例和圖例加以說明。既可作為世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)產品說明書，也可作為數(shù)控編程的培訓教材。在使用本產品前，請先仔細閱讀本說明書，以達到最佳使用效果。請妥善保存說明書，并交最終使用者認真閱讀。本說明書版權為武漢華中數(shù)控股份有限公司所有。華中科技大學國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術研

2、究中心武漢華中數(shù)控股份有限公司2002 年 11 月世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書目錄第一章 概述. 11.1 數(shù)控編程概述.11.2 數(shù)控編程基本知識.11.2.1 機床坐標軸. 11.2.2 機床坐標系、機床零點和機床參考點. 31.2.3 工件坐標系、程序原點和對刀點. 4第二章 零件程序的結構. 52.1 指令字的格式.52.2 程序段的格式.62.3 程序的一般結構.72.4 程序的文件名.7第三章 hnc-21t 的編程指令體系 . 83.1 輔助功能 m 代碼 .83.1.1 cnc 內定的輔助功能 . 9(1) 程序暫停 m00 . 9(2) 程序結束 m

3、02 . 9(3) 程序結束并返回到零件程序頭 m30 . 9(4) 子程序調用 m98 及從子程序返回 m99 . 93.1.2 plc 設定的輔助功能 . 11(1) 主軸控制指令 m03、m04、m05. 11(2) 冷卻液打開、停止指令 m07、m09 . 113.2 主軸功能 s、進給功能 f 和刀具功能 t . 113.2.1 主軸功能 s . 113.2.2 進給速度 f . 123.2.3 刀具功能(t 機能) . 123.3 準備功能 g 代碼 . 133.3.1 有關單位的設定. 14(1) 尺寸單位選擇 g20，g21. 14(2) 進給速度單位的設定 g94、g95.

4、153.3.2 有關坐標系和坐標的指令. 15(1) 絕對編程 g90 與增量編程 g91 指令 . 15i世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書(2) 坐標系設定 g92. 16(3) 坐標系選擇 g54g59. 18(4) 直接機床坐標系編程 g53. 19(5) 直徑方式和半徑方式編程. 203.3.3 進給控制指令. 21(1) 快速定位 g00. 21(2) 線性進給及倒角 g01. 22(3) 圓弧進給 g02/g03. 25(4) 螺紋切削 g32. 273. 3.4 回參考點控制指令. 30(1) 自動返回參考點 g28. 30(2) 自動從參考點返回 g29 .

5、 313.3.5 暫停指令 g04. 323.3.6 恒線速度指令 g96、g97. 323.3.7 簡單循環(huán). 34(1) 內（外）徑切削循環(huán) g80. 34 圓柱面內（外）徑切削循環(huán) . 34 園錐面內（外）徑切削循環(huán) . 35(2) 端面切削循環(huán) g81. 37 端平面切削循環(huán) . 37園錐端面切削循環(huán) . 38(3) 螺紋切削循環(huán) g82. 40 直螺紋切削循環(huán) . 40 錐螺紋切削循環(huán) . 413.3.7 復合循環(huán). 43(1) 內（外）徑粗車復合循環(huán) g71. 43(2) 端面粗車復合循環(huán) g72. 50(3) 閉環(huán)車削復合循環(huán) g73. 54(4) 螺紋切削復合循環(huán) g76. 5

6、7(5) 復合循環(huán)指令注意事項. 603.3.8 刀具補償功能指令. 60刀具偏置補償和刀具磨損補償 . 60iv世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書刀尖圓弧半徑補償 g40，g41，g42. 63編程步驟 . 67綜合編程實例. 683.4 宏指令編程. 703.4.1 宏變量及常量. 70(1) 宏變量. 70(2) 常量. 733.4.2 運算符與表達式. 73(1) 算術運算符：. 73(2) 條件運算符. 73(3) 邏輯運算符. 74(4) 函數(shù). 74(5) 表達式. 743.4.3 賦值語句. 743.4.4 條件判別語句 if， else，endif . 74

7、3.4.5 循環(huán)語句 while，endw . 74附表 1 準備功能一覽表 . 76附表 2 直徑編程注意條件 . 78附錄 1 hnc-21t 車削循環(huán)宏程序 . 78(1) 車削循環(huán)指令的實現(xiàn)及子程序調用的參數(shù)傳遞 . 78(2) 車削循環(huán)指令的宏程序實現(xiàn) . 83v世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書第一章 概述本書針對 hnc-21/22t 世紀星數(shù)控車床系統(tǒng)進行編程說明，其編程語言為廣泛使用的 iso 碼。本章旨在對本說明書中提到的一些基本概念進行解釋。1.1 數(shù)控編程概述零件程序是由數(shù)控裝置專用編程語言書寫的一系列指令組成的（應用得最廣泛的是 iso 碼：國際標準

8、化組織規(guī)定的代碼）。數(shù)控裝置將零件程序轉化為對機床的控制動作。最常使用的程序存儲介質是磁盤和網絡。1.2 數(shù)控編程基本知識1.2.1 機床坐標軸為簡化編程和保證程序的通用性，對數(shù)控機床的坐標軸和方向命名制訂了統(tǒng)一的標準，規(guī)定直線進給坐標軸用 x，y，z 表示，常稱基本坐標軸。x，y，z 坐標軸的相互關系用右手定則決定，如圖 1.2.1 所示，圖中大姆指的指向為 x 軸的正方向，食指指向為 y軸的正方向，中指指向為 z 軸的正方向。+y+x+y+b+z+x+x +y +z+c+a+z+y+a +b+c+x+z圖 1.2.1 機床坐標軸圍繞 x，y，z 軸旋轉的圓周進給坐標軸分別用 a，b，c 表

9、示，根據右手螺旋定則，如圖所示，以大姆指指向+x，+y，+z 方向，則食指、中指等的指向是圓周進給運動的+a，+b，+c 方向。1世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書數(shù)控機床的進給運動，有的由主軸帶動刀具運動來實現(xiàn)，有的由工作臺帶著工件運動來實現(xiàn)。上述坐標軸正方向，是假定工件不動，刀具相對于工件做進給運動的方向。如果是工件移動則用加“”的字母表示，按相對運動的關系，工件運動的正方向恰好與刀具運動的正方向相反，即有：+x =-x, +y =-y, +z =-z，+a =-a, +b =-b, +c =-c同樣兩者運動的負方向也彼此相反。機床坐標軸的方向取決于機床的類型和各組成部分

10、的布局，對車床而言：z 軸與主軸軸線重合，沿著 z 軸正方向移動將增大零件和刀具間的距離；x 軸垂直于 z 軸，對應于轉塔刀架的徑向移動，沿著 x軸正方向移動將增大零件和刀具間的距離；y 軸(通常是虛設的)與 x 軸和 z 軸一起構成遵循右手定則的坐標系統(tǒng)。圖 1.2.2車床坐標軸及其方向2世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書注：1、本說明書針對數(shù)控車床進行說明,其為 x、z 兩軸聯(lián)動2、其中實例圖形中坐標系情況如下:實線刀具代表上位刀架機床，其坐標系為：x 軸向上為正，z軸向右為正；虛線刀具代表下位刀架機床，其坐標系為：x 軸向下為正，z軸向右為正。兩種刀架方向的機床，其程序

11、及相應設置相同。1.2.2 機床坐標系、機床零點和機床參考點機床坐標系是機床固有的坐標系，機床坐標系的原點稱為機床原點或機床零點。在機床經過設計、制造和調整后，這個原點便被確定下來，它是固定的點。數(shù)控裝置上電時并不知道機床零點，為了正確地在機床工作時建立機床坐標系，通常在每個坐標軸的移動范圍內設置一個機床參考點（測量起點），機床起動時，通常要進行機動或手動回參考點，以建立機床坐標系。機床參考點可以與機床零點重合，也可以不重合，通過參數(shù)指定機床參考點到機床零點的距離。機床回到了參考點位置，也就知道了該坐標軸的零點位置，找到所有坐標軸的參考點，cnc 就建立起了機床坐標系。機床坐標軸的機械行程是由

12、最大和最小限位開關來限定的。機床坐標軸的有效行程范圍是由軟件限位來界定的，其值由制造商定義。機床零點（om）、機床參考點（om）、機床坐標軸的機械行程及有效行程的關系如圖 1.2.3 所示。3世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書圖 1.2.3機床零點 om 和機床參考點 om1.2.3 工件坐標系、程序原點和對刀點工件坐標系是編程人員在編程時使用的，編程人員選擇工件上的某一已知點為原點（也稱程序原點），建立一個新的坐標系，稱為工件坐標系。工件坐標系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標系所取代。工件坐標系的原點選擇要盡量滿足編程簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。一般情況

13、下，程序原點應選在尺寸標注的基準或定位基準上。對車床編程而言，工件坐標系原點一般選在，工件軸線與工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交點上。對刀點是零件程序加工的起始點，對刀的目的是確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可與程序原點重合，也可在任何便于對刀之處，但該點與程序原點之間必須有確定的坐標聯(lián)系?？梢酝ㄟ^ cnc 將相對于程序原點的任意點的坐標轉換為相對于機床零點的坐標。加工開始時要設置工件坐標系，用 g92 指令可建立工件坐標系；用 g54g59 及刀具指令可選擇工件坐標系。4世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書第二章 零件程序的結構一個零件程序是一組被傳送到數(shù)控裝置中

14、去的指令和數(shù)據。一個零件程序是由遵循一定結構、句法和格式規(guī)則的若干個程序段組成的，而每個程序段是由若干個指令字組成的。如圖 2.1所示。程序%1000n01 g00 u50 w60n10 g01u100 w500 f150 s300 m03n.n200m30程序段指令字圖 2.1 程序的結構2.1 指令字的格式一個指令字是由地址符(指令字符)和帶符號（如定義尺寸的字）或不帶符號（如準備功能字 g 代碼）的數(shù)字數(shù)據組成的。程序段中不同的指令字符及其后續(xù)數(shù)值確定了每個指令字的含義。在數(shù)控程序段中包含的主要指令字符如表 2.1 所示。5世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書表 2.1指

15、令字符一覽表2.2 程序段的格式一個程序段定義一個將由數(shù)控裝置執(zhí)行的指令行。程序段的格式定義了每個程序段中功能字的句法，如圖 2.2.1所示。6機 能地 址意 義零件程序號%程序編號：序段號n程序段編號：n04294967295準備機能g指令動作方式(直線、圓弧等) g00-99尺寸字x，y，za，b，cu，v，w坐標軸的移動命令99999.999r圓弧的半徑，固定循環(huán)的參數(shù)i，j，k圓心相對于起點的坐標，固定循環(huán)的參數(shù)進給速度f進給速度的指定 f024000主軸機能s主軸旋轉速度的指定 s09999刀具機能t刀具編號的指定 t099輔助機能m機床側開/關控制的指定

16、m099補償號d刀具半徑補償號的指定 0099暫停p，x暫停時間的指定 秒程序號的指定p子程序號的指定 復次數(shù)l子程序的重復次數(shù)，固定循環(huán)的重復次數(shù)參數(shù)p, q, r, u, w, i, k,c,a車削復合循環(huán)參數(shù)倒角控制c,r世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書程序段主軸功能字輔助功能字工藝功能字尺寸字準備功能程序段號圖 2.2.1 程序段格式2.3 程序的一般結構一個零件程序必須包括起始符和結束符。一個零件程序是按程序段的輸入順序執(zhí)行的，而不是按程序段號的順序執(zhí)行的，但書寫程序時，建議按升序書寫程序段號。華中世紀星數(shù)控裝置 hnc-21t 的程序結

17、構：程序起始符：%(或 o)符，%(或 o)后跟程序號；程序結束：m02 或 m30；注釋符：括號( )內或分號；后的內容為注釋文字；2.4 程序的文件名cnc 裝置可以裝入許多程序文件，以磁盤文件的方式讀寫。文件名格式為(有別于 dos 的其他文件名)：o(地址 o 后面必須有四位數(shù)字或字母)本系統(tǒng)通過調用文件名來調用程序，進行加工或編輯。7n.g.x.f.m.s.世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書第三章 hnc-21/22t 數(shù)控系統(tǒng)的編程指令體系3.1 輔助功能 m 代碼輔助功能由地址字 m 和其后的一或兩位數(shù)字組成，主要用于控制零件程序的走向，以及機床各種輔助功能的開

18、關動作。m 功能有非模態(tài) m 功能和模態(tài) m 功能二種形式。非模態(tài) m 功能 (當段有效代碼) ：只在書寫了該代碼的程序段中有效；模態(tài) m 功能(續(xù)效代碼)：一組可相互注銷的 m 功能，這些功能在被同一組的另一個功能注銷前一直有效。模態(tài) m 功能組中包含一個缺省功能（見表 3.1），系統(tǒng)上電時將被初始化為該功能。另外，m 功能還可分為前作用 m 功能和后作用 m 功能二類。前作用 m 功能：在程序段編制的軸運動之前執(zhí)行；后作用 m 功能：在程序段編制的軸運動之后執(zhí)行。華中世紀星 hnc-21t 數(shù)控裝置 m 指令功能如表 3.1 所示（記者為缺省值）：標表 3.1m 代碼及功能其中：m00、m

19、02、m30、m98、m99 用于控制零件程序的走向，是 cnc 內定的輔助功能，不由機床制造商設計決定，也就是說，與 plc 程序無關；其余 m 代碼用于機床各種輔助功能的開關動作，其功能不由 cnc 內定，而是由 plc 程序指定，所以有可能因機8代 碼模態(tài)功 能 說 明代 碼模態(tài)功 能 說 明m00非模態(tài)程序停止m03模態(tài)主軸正轉起動m02非模態(tài)程序結束m04模態(tài)主軸反轉起動m30非模態(tài)程序結束并返回程序起點m05模態(tài)主軸停止轉動m06非模態(tài)換刀m98非模態(tài)調用子程序m07模態(tài)切削液打開m99非模態(tài)子程序結束m09模態(tài)切削液停止世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書床制造廠

20、不同而有差異(表內為標準 plc 指定的功能)，請使用者參考機床說明書。3.1.1 cnc 內定的輔助功能(1) 程序暫停 m00當 cnc 執(zhí)行到 m00 指令時，將暫停執(zhí)行當前程序，以方便操作者進行刀具和工件的尺寸測量、工件調頭、手動變速等操作。暫停時，機床的進給停止，而全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變，欲繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序，重按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵。m00 為非模態(tài)后作用 m 功能。(2) 程序結束 m02m02 一般放在主程序的最后一個程序段中。當 cnc 執(zhí)行到 m02 指令時，機床的主軸、進給、冷卻液全部停止，加工結束。使用 m02 的程序結束后，若要重新執(zhí)行該程序，就得重新調用該程

21、序，或在自動加工子菜單下按子菜單 f4 鍵（請參考 hnc-21t操作說明書），然后再按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵。m02 為非模態(tài)后作用 m 功能。(3) 程序結束并返回到零件程序頭 m30m30 和 m02 功能基本相同，只是 m30 指令還兼有控制返回到零件程序頭(%)的作用。使用 m30 的程序結束后，若要重新執(zhí)行該程序，只需再次按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵。(4) 子程序調用 m98 及從子程序返回 m99m98 用來調用子程序。m99 表示子程序結束，執(zhí)行 m99 使控制返回到主程序。(i) 子程序的格式%*m99在子程序開頭，必須規(guī)定子程序號，以作為調用入口地址。在子程序的結尾用

22、 m99，以控制執(zhí)行完該子程序后返回主程序。9世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書(ii) 調用子程序的格式m98 p_ l_p：被調用的子程序號l：重復調用次數(shù)注：可以帶參數(shù)調用子程序，請參考附錄 1。g65 指令的功能和參數(shù)與 m98 相同。例 1：如圖 3.1.1（該例為半徑編程）r60r8r40492344873436圖 3.1.1%3110n1 g92 x16 z1（主程序程序名）（設立坐標系，定義對刀點的位置）n2 g37 g00 z0 m03（移到子程序起點處、主軸正轉）n3 m98 p0003 l6n4 g00 x16 z1n5 g36n6 m05n7 m30%

23、0003n1 g01 u-12 f100（調用子程序，并循環(huán) 6 次）（返回對刀點）（取消半徑編程）（主軸停）（主程序結束并復位）（子程序名）（進刀到切削起點處，注意留下后面切削的余量）n2 g03 u7.385 w-4.923 r8（加工 r8 園弧段）n3 u3.215 w-39.877 r60 （加工 r60 園弧段）102414.7721. 2世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書n4 g02 u1.4 w-28.636 r40（加工切 r40 園弧段）n5 g00 u4n6 w73.436n7 g01 u-4.8 f100n8 m99（離開已加工表面）（回到循環(huán)起點 z

24、 軸處）（調整每次循環(huán)的切削量）（子程序結束，并回到主程序）3.1.2 plc 設定的輔助功能(1) 主軸控制指令 m03、m04、m05m03 啟動主軸以程序中編制的主軸速度順時針方向（從 z 軸正向朝 z 軸負向看）旋轉。m04 啟動主軸以程序中編制的主軸速度逆時針方向旋轉。m05 使主軸停止旋轉。m03、m04 為模態(tài)前作用 m 功能；m05 為模態(tài)后作用 m 功能，m05 為缺省功能。m03、m04、m05 可相互注銷。(2) 冷卻液打開、停止指令 m07、m09m07 指令將打開冷卻液管道。m09 指令將關閉冷卻液管道。m07 為模態(tài)前作用 m 功能；m09 為模態(tài)后作用 m 功能，

25、m09為缺省功能。3.2 主軸功能 s、進給功能 f 和刀具功能 t3.2.1 主軸功能 s主軸功能 s 控制主軸轉速，其后的數(shù)值表示主軸速度，單位為轉/每分鐘(r/min)。恒線速度功能時 s 指定切削線速度，其后的數(shù)值單位為米/每分鐘(m/min)。（g96 恒線速度有效、g97 取消恒線速度）s 是模態(tài)指令，s 功能只有在主軸速度可調節(jié)時有效。s所編程的主軸轉速可以借助機床控制面板上的主軸倍率開關進行修調。11世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書3.2.2 進給速度 ff 指令表示工件被加工時刀具相對于工件的合成進給速度，f的單位取決于 g94(每分鐘進給量 mm/min

26、)或 g95(主軸每轉一轉刀具的進給量 mm/r)。使用下式可以實現(xiàn)每轉進給量與每分鐘進給量的轉化。fm=frsfm：每分鐘的進給量：(mm/min )fr：每轉進給量：(mm/r )s：主軸轉數(shù)，(r/min)當工作在 g01，g02 或 g03 方式下，編程的 f 一直有效，直到被新的 f 值所取代，而工作在 g00 方式下，快速定位的速度是各軸的最高速度，與所編 f 無關。借助機床控制面板上的倍率按鍵，f 可在一定范圍內進行倍率修調。當執(zhí)行攻絲循環(huán) g76、g82，螺紋切削 g32 時，倍率開關失效，進給倍率固定在 100。注 1、當使用每轉進給量方式時，必須在主軸上安裝一個位置編碼器。

27、2、直徑編程時，x 軸方向的進給速度為：半徑的變化量/分、半徑的變化量/轉3.2.3 刀具功能(t 機能)t 代碼用于選刀，其后的 4 位數(shù)字分別表示選擇的刀具號和刀具補償號。t 代碼與刀具的關系是由機床制造廠規(guī)定的，請參考機床廠家的說明書。執(zhí)行 t 指令，轉動轉塔刀架，選用指定的刀具。當一個程序段同時包含 t 代碼與刀具移動指令時：先執(zhí)行 t代碼指令，而后執(zhí)行刀具移動指令。t 指令同時調入刀補寄存器中的補償值。刀具補償功能將在 3.3.5 節(jié)詳述。12世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書3.3 準備功能 g 代碼準備功能 g 指令由 g 后一或二位數(shù)值組成，它用來規(guī)定刀具和工

28、件的相對運動軌跡、機床坐標系、坐標平面、刀具補償、坐標偏置等多種加工操作。g 功能根據功能的不同分成若干組，其中 00 組的 g 功能稱非模態(tài) g 功能，其余組的稱模態(tài) g 功能。非模態(tài) g 功能：只在所規(guī)定的程序段中有效，程序段結束時被注銷；模態(tài) g 功能：一組可相互注銷的 g 功能，這些功能一旦被執(zhí)行，則一直有效，直到被同一組的 g 功能注銷為止。模態(tài) g 功能組中包含一個缺省 g 功能，上電時將被初始化為該功能。沒有共同地址符的不同組 g 代碼可以放在同一程序段中，而且與順序無關。例如，g90、g17 可與 g01 放在同一程序段。華中世紀星 hnc-21t 數(shù)控裝置 g 功能指令見表

29、3.2。表 3.2準備功能一覽表g 代碼g00g01g02g03g04g20g21g28g29g32g36g37g40g41組01000800011609功能快速定位直線插補順圓插補逆圓插補暫停英寸輸入毫米輸入返回到參考點由參考點返回螺紋切削直徑編程半徑編程刀尖半徑補償取消左刀補參數(shù)（后續(xù)地址字）x， z同上x， z， i， k，r同上px，z同上x，z，r, e, p, fd13世紀星車床數(shù)控系統(tǒng)(hnc-21/22t)編程說明書g42右刀補dg53g54g55g56g57g58g59g710011直接機床坐標系編程坐標系選擇坐標系選擇坐標系選擇坐標系選擇坐標系選擇坐標系選擇外徑/內徑車削復合循環(huán)g72g73g76g80g81g82g90g91g92g94g95g96g970601130014端面車削復合循環(huán)閉環(huán)車削復合循環(huán)螺紋切削復合循環(huán)內/外徑車削固定循環(huán)端面車削固定循環(huán)螺紋切削固定循環(huán)絕對值編程增量值編程工件坐標系設定每分鐘進給每轉進給恒線速度有效取消恒線速度x, z, u, w, c, p, q, r, ex，z，i，k c, p, r, ex，zs注意：1 00 組中的 g 代碼是非模態(tài)的，