數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí)

1、一、程序編制的基本概念一、程序編制的基本概念二、程序的編制二、程序的編制一、程序編制的基本概念一、程序編制的基本概念1、數(shù)控編程的方法介紹、數(shù)控編程的方法介紹 2、數(shù)控程序代碼介紹、數(shù)控程序代碼介紹 3、數(shù)控程序結(jié)構(gòu)、數(shù)控程序結(jié)構(gòu)返回1、數(shù)控編程的方法介紹、數(shù)控編程的方法介紹n1手工編程手工編程 ： 利用一般的計(jì)算工具，通過各種數(shù)學(xué)方法，人工進(jìn)利用一般的計(jì)算工具，通過各種數(shù)學(xué)方法，人工進(jìn)行刀具軌跡的運(yùn)算，并進(jìn)行指令編制。這種方式比較簡(jiǎn)單，很容易掌行刀具軌跡的運(yùn)算，并進(jìn)行指令編制。這種方式比較簡(jiǎn)單，很容易掌握，適應(yīng)性較大。適用于中等復(fù)雜程度程序、計(jì)算量不大的零件編程。握，適應(yīng)性較大。適用于中等復(fù)

2、雜程度程序、計(jì)算量不大的零件編程。對(duì)機(jī)床操作人員來講必須掌握。對(duì)機(jī)床操作人員來講必須掌握。n2自動(dòng)編程自動(dòng)編程 ： 利用通用的微機(jī)及專用的自動(dòng)編程軟件，以人機(jī)對(duì)利用通用的微機(jī)及專用的自動(dòng)編程軟件，以人機(jī)對(duì)話方式確定加工對(duì)象和加工條件，自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算和生成指令。對(duì)形狀話方式確定加工對(duì)象和加工條件，自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算和生成指令。對(duì)形狀簡(jiǎn)單（輪廓由直線和圓弧組成）的零件，手工編程是可以滿足要求的，簡(jiǎn)單（輪廓由直線和圓弧組成）的零件，手工編程是可以滿足要求的，但對(duì)于曲線輪廓、三維曲面等復(fù)雜型面，一般采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程。但對(duì)于曲線輪廓、三維曲面等復(fù)雜型面，一般采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程。目前中小企業(yè)普遍采用這種方法，編

3、制較復(fù)雜的零件加工程序效率高，目前中小企業(yè)普遍采用這種方法，編制較復(fù)雜的零件加工程序效率高，可靠性好。專用軟件多為在開放式操作系統(tǒng)環(huán)境下，在微機(jī)上開發(fā)的，可靠性好。專用軟件多為在開放式操作系統(tǒng)環(huán)境下，在微機(jī)上開發(fā)的，成本低，通用性強(qiáng)。成本低，通用性強(qiáng)。n3CAD/CAM： 利用利用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)、分析及加系統(tǒng)進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)、分析及加工編程。該種方法適用于制造業(yè)中的工編程。該種方法適用于制造業(yè)中的CAD/CAM集成系統(tǒng)。目前正被集成系統(tǒng)。目前正被廣泛應(yīng)用，該方式適應(yīng)面廣、效率高，程序質(zhì)量好，適用于各類柔性廣泛應(yīng)用，該方式適應(yīng)面廣、效率高，程序質(zhì)量好，適用于各類柔性制造系統(tǒng)制造系

4、統(tǒng)(FMS)和集成制造系統(tǒng)（和集成制造系統(tǒng)（CIMS），但投資大，掌握起來需），但投資大，掌握起來需要一定時(shí)間。要一定時(shí)間。 返回2、數(shù)控程序代碼介紹、數(shù)控程序代碼介紹常用的標(biāo)準(zhǔn)主要有：常用的標(biāo)準(zhǔn)主要有：n 1數(shù)控紙帶的規(guī)格n 2數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向n 3數(shù)控編程的編碼字符n 4數(shù)控編程的程序段格式n 5數(shù)控編程的功能代碼 EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會(huì))和ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)) 返回八單位標(biāo)準(zhǔn)穿孔紙帶 EIA代碼和ISO代碼的主要區(qū)別在于：EIA代碼每行孔數(shù)為奇數(shù)，其第5列為補(bǔ)奇列；ISO代碼各行孔數(shù)為偶數(shù)孔，其第8列為補(bǔ)偶列。補(bǔ)奇或補(bǔ)偶的作用是判別紙帶的穿孔是否有錯(cuò)。返回3、數(shù)控程序結(jié)構(gòu)、

5、數(shù)控程序結(jié)構(gòu)n加工程序是由若干程序段組成若干程序段組成；n程序段是由一個(gè)或若干個(gè)指令字組成一個(gè)或若干個(gè)指令字組成，指令字代表某一信息單元；n每個(gè)指令字由地址符和數(shù)字組成地址符和數(shù)字組成，它代表機(jī)床的一個(gè)位置或一個(gè)動(dòng)作；n每個(gè)程序段結(jié)束處應(yīng)有“EOB”或“CR”表示該程序段結(jié)束轉(zhuǎn)入下一個(gè)程序段；n地址符由字母組成；n每一個(gè)字母、數(shù)字和符號(hào)都稱為字符字符。下一頁下一頁下一頁下一頁下一頁下一頁 開始符O1234 程序號(hào)N1G90G54G00X0Y0S1000M03； 第一程序段N2Z100.0； 第二程序段N3G41X20.0Y10.0D01； N4Z2.0；N5G01Z-10.0F100；N6Y5

6、0.0F200；N7X50.0；N8Y20.0；N9X10.0；N10G00Z100.0；N11G40X0Y0M05；N12M30； 程序結(jié)束程序結(jié)構(gòu)舉例返回二、程序的編制二、程序的編制n機(jī)床坐標(biāo)系和工作坐標(biāo)系的概念n數(shù)控編程常用指令的含義n數(shù)控機(jī)床編程步驟n數(shù)控機(jī)床編程實(shí)例返回1、機(jī)床坐標(biāo)系和工作坐標(biāo)系的概念n 1機(jī)床坐標(biāo)系 n 2工作坐標(biāo)系 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系規(guī)定已標(biāo)準(zhǔn)化，按右手直角坐標(biāo)系確定，如圖所示，一般假設(shè)工件靜止一般假設(shè)工件靜止，通過刀具相對(duì)工件的移動(dòng)來確定機(jī)床各移動(dòng)軸的方向。1機(jī)床坐標(biāo)系n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)確定基準(zhǔn)確定。機(jī)床上有一

7、些固定的基準(zhǔn)線，如主軸中心線，固定的基準(zhǔn)面，如工作臺(tái)面、主軸端面、工作臺(tái)側(cè)面、導(dǎo)軌面等，不同的機(jī)床有不同的坐標(biāo)系。 1、在標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定平行于機(jī)床主軸（傳遞切削力）的刀具運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸為Z軸，取刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较颍?Z）。當(dāng)機(jī)床有幾個(gè)主軸時(shí)，則選一個(gè)垂直于工件裝夾面的主軸為Z軸。2、X軸為水平方向，且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。 3、在確定了X、Z軸的正方向后，可按右手直角笛卡爾坐標(biāo)系確定Y軸的正方向。 4、機(jī)床原點(diǎn)（機(jī)械原點(diǎn)） 是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，它的位置是在各坐標(biāo)軸的正向最大極限處。立式數(shù)控銑床機(jī)床原點(diǎn) 2工作坐標(biāo)系n工作坐標(biāo)系是編程人員在編程和加工時(shí)使用的坐標(biāo)系，是程序的參考坐標(biāo)系

8、，工作坐標(biāo)系的位置以機(jī)床坐標(biāo)系為參考點(diǎn)，一般在一個(gè)機(jī)床中可以設(shè)定個(gè)工作坐標(biāo)系。工作坐標(biāo)系的原點(diǎn)，稱工作原點(diǎn)（或程序原點(diǎn)）。 數(shù)控編程常用指令的含義n以下以FANUC系統(tǒng)的常用指令為例對(duì)常用指令作一介紹。 (一) 準(zhǔn)備功能 （G指令）(二)常用輔助功能（M指令 ）1絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)指令(G90，G91) 表示運(yùn)動(dòng)軸的移動(dòng)方式。使用絕對(duì)坐標(biāo)指令(G90)，程序中的位移量用刀具的終點(diǎn)坐標(biāo)表示。相對(duì)坐標(biāo)指令(G91)用刀具運(yùn)動(dòng)的增量表示。如圖，表示刀具從A點(diǎn)到B點(diǎn)的移動(dòng)，用以上兩種方式的編程分別為： 圖2 -9 X Y O 8 0 2 0 0 1 5 0 6 0 A B G90 X80.0 Y150

9、.0； G91 X-120.0 Y90.0； 2工作坐標(biāo)系的選取指令 (G54G59) n G54 可以確定工作坐標(biāo)系1n G55 可以確定工作坐標(biāo)系2n G56 可以確定工作坐標(biāo)系3n G57 可以確定工作坐標(biāo)系4n G58 可以確定工作坐標(biāo)系5n G59 可以確定工作坐標(biāo)系66個(gè)工作坐標(biāo)系皆以機(jī)床原點(diǎn)為參考點(diǎn)，分別以各自與機(jī)床原點(diǎn)的偏移量表示，使用前需提前輸入機(jī)床。 3、平面選擇指令(G17，G18，G19) X? Y? Z? G19? G18? G17? 4、快速定位(G00) 刀具從當(dāng)前位置快速移動(dòng)到切削開始前的位置，在切削完了之后，快速離開工件。一般在刀具非加工狀態(tài)的快速移動(dòng)時(shí)使用，

10、該指令只是快速到位，其運(yùn)動(dòng)軌跡因具體的控制系統(tǒng)不同而異，進(jìn)給速度F對(duì)G00指令無效。 X Y (40， 20) O 45 刀 具 軌 跡 G00 X Y Z ；G90G00 X40.0 Y20.0 5、直線插補(bǔ)指令(G01) 刀具作兩點(diǎn)間的直線運(yùn)動(dòng)加工時(shí)用該指令，G01指令表示刀具從當(dāng)前位置開始以給定的速度(切削速度F)，沿直線移動(dòng)到規(guī)定的位置。 格式： G01 X Y Z F ； G01 X40.0 Y20.0 F100； O X Y (40,20) 6、圓弧插補(bǔ)指令(G02，G03) 圓弧插補(bǔ)，G02為順時(shí)針加工，G03為逆時(shí)針加工， 刀具進(jìn)行圓弧插補(bǔ)時(shí)必須規(guī)定所在平面，然后再確定回轉(zhuǎn)方向

11、，如圖，沿圓弧所在平面(如xy平面)的另一坐標(biāo)軸的負(fù)方向(-z)看去，瞬時(shí)針方向?yàn)镚02，逆時(shí)針方向?yàn)镚03。 圓弧順逆方向 X? Y? Z? G19? G18? G17? G02G02G037、暫停功能(G04) G04暫停指令可使刀具作短時(shí)間無進(jìn)給加工或機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)使加工表面降低表面粗糙度。格式： G04 X1.6或G04 P1600； 1.6或1600表示1.6秒，G04為非續(xù)效指令。 8、自動(dòng)機(jī)床原點(diǎn)返回指令(G28) 機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床各移動(dòng)軸正向移動(dòng)的極限位置。如刀具交換時(shí)常用到Z軸參考點(diǎn)的返回。 格式：G28 X Y Z ； X Y O 當(dāng)前位置 經(jīng)過位置 機(jī)床原點(diǎn) 500 350 G

12、90G28 X500.0 Y350.0； 9、刀具的補(bǔ)償與偏置指令 （1） 刀具半徑補(bǔ)償指令刀具半徑補(bǔ)償指令(G40，G41，G42)G40 刀具補(bǔ)償取消G41 刀具左補(bǔ)償G42 刀具右補(bǔ)償G41 G42 補(bǔ)償量 沿前進(jìn)方向右側(cè)補(bǔ)償 沿前進(jìn)方向左側(cè)補(bǔ)償 補(bǔ)償量 刀具旋轉(zhuǎn)方向 刀具旋轉(zhuǎn)方向 刀具前進(jìn)方向 刀具前進(jìn)方向 9、刀具的補(bǔ)償與偏置指令 n（2）刀具長度偏置指令刀具長度偏置指令(G43，G44，G49)T03 T03 刀具偏置量 程序給定值 實(shí) 際 移 動(dòng) 量 G43 正向偏置 G44 負(fù)向編置 G49 偏置取消 當(dāng)使用G43時(shí)，與程序給定移動(dòng)量的代數(shù)值做加法。使用G44時(shí)做減法，從而得到

13、實(shí)際的移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)，G43稱正偏置，G44稱負(fù)偏置。 10、固定循環(huán)(G73，G74，G76，G80G89) 固定循環(huán) 起始點(diǎn) Z 點(diǎn) R 點(diǎn) 快速移動(dòng)到（X，Y）坐標(biāo)沿Z軸快速移動(dòng)，并達(dá)R點(diǎn)切削進(jìn)給加工加工至孔底位置(暫停，主軸停，主軸返轉(zhuǎn)等)返回到R點(diǎn)(快速返回和切削進(jìn)給返回)快速返回到起始點(diǎn)10、固定循環(huán)(G73，G74，G76，G80G89) 圖 2-22 G73(G99) 起始點(diǎn) 起始點(diǎn) R 點(diǎn) R 點(diǎn) Z 點(diǎn) Z 點(diǎn) G73(G98) G73指令的格式：指令的格式：; F_ Q_ R_ Z_Y_ G73X_G99G98G81、G73、G83區(qū)別與用途 G81G73G83; F_

14、R_ Z_Y_ G81X_G99G98; F_ R_ Q_ Z_Y_ X_ G83G99G98(二二)常用輔助功能（常用輔助功能（M指令指令 ）n 1M00 程序停止 執(zhí)行含有M00指令的語句后，機(jī)床自動(dòng)停止。如編程者想要在加工中使機(jī)床暫停（檢驗(yàn)工件、調(diào)整、排屑等），使用M00指令，重新啟動(dòng)后，才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。 (二二)常用輔助功能（常用輔助功能（M指令指令 ）n 2M01 選擇停止 執(zhí)行含有M01的語句時(shí)，如同M00一樣會(huì)使機(jī)床暫時(shí)停止，但是，只有在機(jī)床控制盤上的“選擇停止”鍵處在“ON”狀態(tài)時(shí)此功能才有效，否則，該指令無效，常用于關(guān)鍵尺寸的檢驗(yàn)或臨時(shí)暫停。 (二二)常用輔助功能（常用

15、輔助功能（M指令指令 ）n 3M02 程序結(jié)束 該指令表明主程序結(jié)束，機(jī)床的數(shù)控單元復(fù)位，如主軸、進(jìn)給、冷卻停止，表示加工結(jié)束，但該指令并不返回程序起始位置。 (二二)常用輔助功能（常用輔助功能（M指令指令 ）n4M03 主軸正轉(zhuǎn)主軸正轉(zhuǎn) n5 5M04 主軸反轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)n6 6M05 主軸停轉(zhuǎn)主軸停轉(zhuǎn)n7M06換刀指令換刀指令 n8M07 冷卻液開冷卻液開 n 9M08 冷卻液開冷卻液開n1010M09 M09 冷卻液關(guān)冷卻液關(guān)n11M19主軸定向停止主軸定向停止 (二二)常用輔助功能（常用輔助功能（M指令指令 ）n12M21 X軸鏡像軸鏡像使使X軸運(yùn)動(dòng)指令的正負(fù)號(hào)相反，這時(shí)軸運(yùn)動(dòng)指令的正負(fù)號(hào)相反，這時(shí)X軸的軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是程序指定方向的反方向。實(shí)際運(yùn)動(dòng)是程序指定方向的反方向。 n13M22 Y軸鏡像軸鏡像 使使Y軸運(yùn)動(dòng)指令的正負(fù)號(hào)相反，這時(shí)軸運(yùn)動(dòng)指令的正負(fù)號(hào)相反，這時(shí)Y 軸軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是程序指定方向的反方向。的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是程序指定方向的反方向。n14M23 鏡像取消鏡像取消(二二)常用輔助功能（常用輔助功能（M指令指令 ）n15M30程序結(jié)束 與M02同樣，表示主程序結(jié)束，區(qū)別是M30執(zhí)行后使程序返回到開始狀態(tài)。 (二二)常用輔助功能（常用