數(shù)控加工程序段的結(jié)構(gòu)與格式

1、數(shù)控車床程序的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解一個完整程序的基本構(gòu)成。2、掌握G、S、M、F、T功能的使用方法。一、加工程序結(jié)構(gòu) 數(shù)控加工中，為使機床運行而送到CNC的一組指令稱為程序。每一個程序都是由程序名、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。程序的內(nèi)容則由若干程序段組成，程序段是由若干字組成，每個字又由字母和數(shù)字組成。即字母和數(shù)字組成字，字組成程序段，程序段組成程序。二、程序代碼國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(international standard organization)美國電子工業(yè)協(xié)會EIA(electronic industries association)國際上通用的數(shù)控代碼有ISO、EIA兩種。目前

2、，數(shù)控編程廣泛采用的程序段格式是ISO。1、程序組成(1)程序編號（程序名）程序名為程序的開始部分，采用程序編號地址碼區(qū)分存儲器中的程序，每個程序都要有程序編號，在編號前采用程序編號地址碼。不同數(shù)控系統(tǒng)程序編號地址碼不同，如日本FANUC數(shù)控系統(tǒng)采用“O”作為程序編號地址碼；美國的AB8400數(shù)控系統(tǒng)采用P作為程序編號地址碼；德國的SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)采用%作為程序編號地址碼等。程序名是零件加工程序的代碼，它是加工程序的識別標(biāo)記，不同程序名對應(yīng)著不同的加工程序零件。在程序名編寫的時候要注意下面幾點： 程序名寫在程序的最前面，并且單列一行。 在同一數(shù)控機床中，程序名不可以重復(fù)使用。 FANUC

3、系統(tǒng)中，程序號的書寫格式是O××××，其中O是地址符，其后為四位數(shù)字，數(shù)值從O0000到O9999，如O0001。在書寫時起數(shù)字前的零可以省略不寫，如O0001可寫成O1。O0000在數(shù)控系統(tǒng)中通常有特殊的含義，一般應(yīng)盡量避免使用。（O0000是MDI方式下默認(rèn)的編號）(2)程序內(nèi)容（刀具的運動軌跡）程序內(nèi)容部分是整個程序的核心，由若干個程序段組成，每個程序段由一個或多個指令字構(gòu)成，每個指令字由地址符和數(shù)字組成，它代表機床的一個位置或一個動作，每一程序段結(jié)束用“；”號。程序內(nèi)容應(yīng)具備六要素：、準(zhǔn)備功能字G 、尺寸功能字X、Z、進(jìn)給功能字F、主軸功能字S、

4、刀具功能字T、輔助功能字M(3)程序結(jié)束段以程序結(jié)束指令M02或M30作為整個程序結(jié)束的符號。M02與M30的區(qū)別：M02表示程序結(jié)束，不返回到程序開始部分；M30表示程序結(jié)束且返回到程序開始部分。2、程序結(jié)構(gòu) 加工程序由若干個程序段組成。 程序段由一個或若干個指令字組成，字是數(shù)控程序的最小單位。 每個指令字由地址符和數(shù)字組成（字地址結(jié)構(gòu)），代表機床的一個位置或一個動作。地址符由字母組成，每個字母、數(shù)字、符號（正負(fù)號）稱為字符。 程序的起始符：O、%。程序結(jié)束符：M02或M30。每一行程序以分號結(jié)尾。下表為加工程序結(jié)構(gòu)舉例加工程序結(jié)構(gòu)舉例加 工 程 序加工程序的結(jié)構(gòu)說明O0006；程 序 號N

5、10 T0101；程 序 內(nèi) 容N20 M03 S600;N30 G00 X52.0 Z2.0;N100 M05；N110 M30；程 序 結(jié) 束二、程序段的格式如圖所示為程序段格式舉例N10 GXX X30.0Z20.0 FXX SXXX TXXXX MXX LF 程序段結(jié)束字輔助功能字主軸轉(zhuǎn)速字進(jìn)給功能字坐標(biāo)功能字準(zhǔn)備功能字刀具功能字程序段號1、N順序號字順序號又稱程序段號或程序段序號。順序號位于程序段之首，由順序號字N和后續(xù)數(shù)字組成。順序號字N是地址符，后續(xù)數(shù)字一般為14位的正整數(shù)。數(shù)控加工中的順序號實際上是程序段的名稱，與程序執(zhí)行的先后次序無關(guān)。數(shù)控系統(tǒng)不是按順序號的次序來執(zhí)行程序，而

6、是按照程序段編寫時的排列順序逐段執(zhí)行。順序號的作用：對程序的校對和檢索修改；作為條件轉(zhuǎn)向的目標(biāo)，即作為轉(zhuǎn)向目的程序段的名稱。有順序號的程序段可以進(jìn)行復(fù)歸操作，這是指加工可以從程序的中間開始，或回到程序中斷處開始。一般使用方法：編程時將第一程序段以N10,以后以間隔10遞增的方法設(shè)置順序號，這樣，在調(diào)試程序時，如果需要在N10和N20之間插入程序段時，就可以使用N11、N12等。程序段號規(guī)則：從大到小或從小到大排列。程序段號不一定連續(xù)程序段號為正整數(shù)，最小為1.2、G準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能字的地址符是G，又稱為G功能或G指令，準(zhǔn)備功能字是使數(shù)控機床建立起某種加工方式的指令，如插補、刀具補償、固定循環(huán)等

7、。1)G代碼的組成G功能字由地址符G和其后的兩位數(shù)字組成，從G00G99共100種功能。有的系統(tǒng)也用到0099之外的數(shù)字。如：G158指令表示可編程的偏置功能（SIEMENS 802S）2）G指令代碼的作用準(zhǔn)備功能使機床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式，只有尺寸字沒有功能字的程序段無意義，下面的程序顯示了準(zhǔn)備功能作用的重要性。如：N100 X40.0 Z2.0；（無意義）N100 G00 X40.0 Z2.0；許多G代碼在所有系統(tǒng)中功能一致（G00、G01、G02、G03），另一些則是特定系統(tǒng)或機床所特有。所以不同控制系統(tǒng)有自己可用的G代碼表。3）常用的G代碼表FANUC 0i系統(tǒng)常用G功能代碼比

8、較代 碼含 義代 碼含 義G00快速點定位G01直線插補G02順時針圓弧插補G03逆時針圓弧插補G04暫停G10可編程數(shù)據(jù)輸入G11可編程數(shù)據(jù)輸入取消G17XY平面選擇G18ZX平面選擇G19YZ平面選擇G20英制輸入G21米制輸入G27返回參考點位置G28返回參考位置G32螺紋切削G34變螺距螺紋切削G40取消刀尖圓弧半徑補償G41刀尖圓弧半徑左補償G42刀尖圓弧半徑右補償G50坐標(biāo)系或主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定G65調(diào)用宏程序G70精加工循環(huán)G71外圓粗車循環(huán)G72端面粗車循環(huán)G73多重車削循環(huán)G74深孔鉆削循環(huán)G75切槽循環(huán)G76螺紋復(fù)合循環(huán)G80固定鉆孔循環(huán)取消G83鉆孔循環(huán)G84攻螺紋循環(huán)G9

9、0外徑/內(nèi)徑車削循環(huán)G92螺紋車削循環(huán)G94端面車削循環(huán)G96恒線速度切削G97取消恒線速度切削G98每分鐘進(jìn)給G99每轉(zhuǎn)進(jìn)給說明：G代碼分為模態(tài)代碼（又稱續(xù)效代碼00組）和非模態(tài)代碼（01組）。對于模態(tài)代碼意味著必須一直保留某種模式，直到另一種模式將其取消。非模態(tài)代碼只在該代碼的程序段中有效。模 態(tài)在連續(xù)多個程序段中有效，指導(dǎo)被相同的組別代碼取代。非模態(tài)只在本程序段中有效。任何模態(tài)G代碼出現(xiàn)都將自動取代同組中的另一個G代碼。4）程序段中的G代碼彼此沒有邏輯沖突的不同組的代碼可以在同一程序段中使用。模態(tài)代碼模態(tài)代碼定義后不需要在每一段中重復(fù)使用，可以簡化編程，例：G01 X20.0 Z-20.

10、0 F0.2； G01 X20.0 Z-20.0 F0.2； G01 X26.0； X26.0； G01 X30.0 Z-22.0； X30.0 Z-22.0； G01 Z-40.0； Z-40.0；程序中的指令沖突為避免程序中的指令沖突，同組代碼不在同一程序段中使用，如果在同一程序段內(nèi)使用互相沖突的G代碼，后一個G代碼有效。例：N100 G00 G01X20.0 Z-10.0 F0.2；（G00無效）程序段中的字順序G代碼通常位于程序段的開始，即在程序名的后面，在其他重要數(shù)據(jù)的前面。例：N100 G01X30.0 Z-20.0 F0.1;（正確）N100 X30.0 Z-20.0 F0.1

11、G01 ;（錯誤）3、M輔助功能輔助功能字的地址符是M,又稱為M指令或M代碼。輔助功能字是用于指定主軸的旋轉(zhuǎn)方向、啟動、停止、冷卻液的開關(guān)，工件或刀具的夾緊和松開，刀具的更換等功能。1）輔助功能字的組成輔助功能字由地址符M和其后的兩位數(shù)字組成。M00M99共100條，目前有的數(shù)控系統(tǒng)也用到三位數(shù)字的M功能，例如FANUC系統(tǒng)。2）M功能特點該指令和控制系統(tǒng)插補器運算無關(guān)，一般書寫在段尾，是對加工中一些輔助器件進(jìn)行控制用的工藝性指令，例如：主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻呀開關(guān)、刀具更換、零部件的夾緊松開等。3）常用的M功能指令代碼表FANUC 0i系統(tǒng)常用M功能代碼比較代 碼含 義代 碼含 義M00程序暫停M

12、01程序選擇停止M02程序結(jié)束M03主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)M04主軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)M05主軸停止M06換刀M08切削液開M09切削液關(guān)M10工件夾緊M11工件松開M30主軸停止，程序結(jié)束M98調(diào)用子程序M99子程序結(jié)束返主程序說明：M00程序暫停在完成該程序段中的其它指令后，用以停止主軸轉(zhuǎn)動、進(jìn)給和冷卻液，以便執(zhí)行某一固定的手動操作。如手動變速、換刀、工件調(diào)頭等。當(dāng)程序運行停止時，全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變。固定操作完成后，重按“循環(huán)啟動”，繼續(xù)執(zhí)行下一段程序段。該指令為非模態(tài)功能，在程序段指令運行完成后開始。M01計劃停止又稱任選（計劃）停止，該指令與M00基本相似。所不同的是，只有在操作面板上

13、的“任意停止”按鍵被按下時，M01才有效，否則這個指令不起作用。該指令主要用于工件關(guān)鍵尺寸的停機抽樣檢查或其他需要臨時停車的場合。當(dāng)檢查完成后，按啟動鍵繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。M02程序結(jié)束當(dāng)全部程序結(jié)束后，用此指令使主軸、進(jìn)給、冷卻全部停止，并使數(shù)控系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)。該指令必須出現(xiàn)在程序的最后一個程序段中。該指令為非模態(tài)功能，在程序段指令運行完成后開始。M30程序結(jié)束M30指令與M02指令功能基本相同，不同的是，M30能自動返回程序起始位置，為加工下一個工件做好準(zhǔn)備。主軸旋轉(zhuǎn)方向判斷：車削方向：從Z軸負(fù)方向朝Z軸正方向看，順時針轉(zhuǎn)動方向為正轉(zhuǎn)，逆時針轉(zhuǎn)動方向則為反轉(zhuǎn)。車床即：從床頭箱觀看主軸旋轉(zhuǎn)

14、方向。銑削方向：從操作人員的位置，面向立式機床的前部觀看，順時針轉(zhuǎn)動方向為正轉(zhuǎn)；逆時針轉(zhuǎn)動方向為反轉(zhuǎn)。M03主軸正轉(zhuǎn)（主軸順時針轉(zhuǎn)動） 啟動主軸以程序中編制的主軸速度順時針方向旋轉(zhuǎn)，與程序段指令運動同時開始。M04主軸反轉(zhuǎn)（主軸逆時針轉(zhuǎn)動） 啟動主軸以程序中編制的主軸速度逆時針方向旋轉(zhuǎn)，與程序段指令運動同時開始。M05主軸停止命令主軸停止旋轉(zhuǎn)，在程序段指令運動完成后開始。M03、M04、M05均為模態(tài)指令，可相互注銷。M06換刀指令該指令為手動或自動換刀指令，當(dāng)執(zhí)行M06時，進(jìn)給停止，但主軸、切削液不停。該指令不包括刀具選擇功能，常用于加工中心等換刀前的準(zhǔn)備工作。該指令為非模態(tài)指令。4、S主軸

15、轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速功能也稱為S功能，該功能字用來選擇主軸轉(zhuǎn)速，它由地址 “S”和在其后面的若干位數(shù)字構(gòu)成。屬于模態(tài)指令代碼。主軸速度單位用r/min表示。有變速箱用S1（第一檔）、S2（第二檔）S12（第十二檔）例：CKA6150 0i mate（大連機床），轉(zhuǎn)速調(diào)整為710r/min。具體操作應(yīng)將手柄調(diào)至H檔。L低檔（M41）M中檔（M42）H高檔（M43）N空擋LS1S2S3S4456390125MS5S6S7S8180250355500HS9S10S11S12710100014002000注：數(shù)控機床銘牌上無S1、S2S12檔位數(shù)字顯示。無變速箱直接輸入轉(zhuǎn)速，例如S100、S210、S500等

16、。1)最高轉(zhuǎn)速限制編程格式 G50 SS后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。例：G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min。2)恒線速控制    編程格式 G96 S    S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。    例：G96 S150 表示切削點線速度控制在150 m/min。如圖所示的零件，為保持A、B、C各點的線速度在150 m/min，則各點在加工時的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A：n=1000×150×÷（×

17、40）r/min=1193r/minB: n=1000×150×÷（×60）r/min=795r/minC: n=1000×150×÷（×70）r/min=682r/min公式：Vc= n=采用恒線速度可以提高工件的加工質(zhì)量，但G96轉(zhuǎn)速過高，容易引起事故。3)恒線速取消   編程格式 G97 S   S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速。例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min。G96 S：恒線速度指令，使工件上任

18、何位置上的切削速度都是一樣的。單位是m/min或m/s.G97 S：轉(zhuǎn)速指令，定義和設(shè)置每分鐘的轉(zhuǎn)速。單位是r/min.5、F進(jìn)給速度它給定刀具對于工件的相對速度，由地址碼“F”和其后面的若干位數(shù)字構(gòu)成。這個數(shù)字取決于每個數(shù)控裝置所采用的進(jìn)給速度指定方法。進(jìn)給功能字應(yīng)寫在相應(yīng)軸尺寸字之后，對于幾個軸合成運動的進(jìn)給功能字，應(yīng)寫在最后一個尺寸字之后。一般單位為：mm/min或mm/r。在數(shù)控車削中有兩種切削進(jìn)給模式設(shè)置方法，即進(jìn)給率(每轉(zhuǎn)進(jìn)給模式)和進(jìn)給速度(每分鐘進(jìn)給模式)。1)進(jìn)給率（進(jìn)給量fr），單位為mm/r，其指令為：  G99（G95）； / 進(jìn)給量轉(zhuǎn)換指令，   G01 X Z F ； / F的單位為mmr2)進(jìn)給速度（fm），單位為mmmin，其指令為：  G98（G94）； / 進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換指令  G01 X Z F ； / F的單位為mmmin進(jìn)給量與進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換關(guān)系式：fm=fr·n式