數(shù)控編程培訓siemens840d

1、數(shù)控編程培訓簡明自學手冊第一章基礎(chǔ)知識一、數(shù)控技術(shù)基本知識：數(shù)控技術(shù)是柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing system X計 算機集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System）和工廠自動化（Factory Automation）的基礎(chǔ)技術(shù)之一。（一）數(shù)控、數(shù)控機床及數(shù)控系統(tǒng)的概念（1）數(shù)控：就是數(shù)字控制（NC）,是用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進 行控制的一種方法。（2）數(shù)控機床：是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有特 定代碼和其他符號編碼指令規(guī)定的程序。（3）數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控機床裝有的程序控制系統(tǒng)

2、，它能夠邏輯地處理輸入到系統(tǒng)中 的具有特定代碼的程序，并將其譯碼，使機床運動并加工零件。（二）數(shù)控程序、數(shù)控編程的概念（1）數(shù)控程序：輸入數(shù)控系統(tǒng)中的、使數(shù)控機床執(zhí)行一個確定的加工任務(wù)、具有 特定代碼和其他符號編碼的一系列指令，稱為數(shù)控程序。（2）數(shù)控編程：生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控程序的過程。二、數(shù)控機床的組成：數(shù)控機床一般由CNC系統(tǒng)、伺月服系統(tǒng)和機械系統(tǒng)三大部分組成。（一）CNC系統(tǒng)：CNC系統(tǒng)的主要功能包括：多軸聯(lián)動、準備功能（G功能X多種函 數(shù)的插補運動（包括直線插補、圓弧插補、螺旋線插補等）、可編程偏置值的設(shè) 定、固定循環(huán)加工、進給功能、主軸功能、刀具功能、各種補償功能、子程

3、序功 能、宏程序功能等。（二）伺月服系統(tǒng)：用于實現(xiàn)數(shù)控機床的進給伺服控制與主軸伺服控制。它包括進給伺服 控制系統(tǒng)與主軸伺服控制系統(tǒng)。（三）機械系統(tǒng)：數(shù)控機床的機械系統(tǒng)除包括機床基礎(chǔ)件以外，還包括主軸部件、進給 系統(tǒng)、實現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)與定位的附件、刀庫與自動換刀裝置、機械手等。三、數(shù)控機床的工作方式：以FANUC及SIEMENS系統(tǒng)為例簡要介紹6種工作方式：（一）返回參考點方式：數(shù)控機床開機之后，正式工作之前，必須先確定機床參考點， 即確定刀具與機床原點的相對位置，這樣刀具運動就有了基準點。返回參考點就 是數(shù)控系統(tǒng)接通電源之后，操作人員使機床的所有運動坐標回到機床參考點，以 后刀具的運動就以機床參考

4、坐標系為基準。（二）自動加工（AUTOMATIC）:數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序員編制的零件加工程序，自動控 制機床對零件進行加工。在自動加工方式中，內(nèi)存中可以存放多個程序，通過鍵 盤可以選擇并輸入需要的程序，然后啟動操作按鈕，數(shù)控系統(tǒng)即可按選擇的程序 驅(qū)動機床進行自動加工。（三）連續(xù)點動方式（JOG ）：即由手動控制機床，而不是由程序控制機床運動。該方式 主要用于對刀、換刀、安裝工件、測量工件以及對加工刀具進行幾何數(shù)據(jù)測量。（四）增量點動方式（INCREMENT JOG）:其工作方式同點動，只是移動的步距按設(shè) 定的增量進行，一般包括5種，1、10、100、1000、10000mm。（五）手動輸入/自動加

5、工（MDA）:即操作人員能夠在CNC的控制下，一段程序一段 程序地進行操作。輸入的字符最大長度為256個字符。數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)與原點偏置（一）坐標系：采用右手直角笛卡兒坐標系，基本坐標軸為X、Y、Z，相對于每個坐 標軸的旋轉(zhuǎn)坐標為A、B、C。（二）坐標軸及其運動方向：數(shù)控機床的坐標運動均指刀具相對于工件的運動。（1）Z軸：定義為平行機床主軸的坐標軸，其正方向定義為刀具遠離工作臺的運 動方向。（2）X軸：為水平的平行于工件裝夾平面的坐標軸，它平行于主要切削方向，由 刀具朝工件方向觀測，右手側(cè)為正向。（3）Y軸：其正方向則根據(jù)X、Z的右手法則確定。（4）旋轉(zhuǎn)坐標軸A、B、C的正向相應地在X、Y、

6、Z坐標軸正方向上，按右手螺 紋前進的方向確定。（三）坐標原點：在數(shù)控編程中有四種類型的坐標原點（1 ）機床原點：數(shù)控機床的基準位置，是機床制造商設(shè)置在機床上的一個物理 位置，其作用是使機床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機床運動坐標的起始點。（2 ）機床參考點：與機床原點相對應的還有一個機床參考點，用R表示，它是機 床制造商在機床上用行程開關(guān)設(shè)置的一個物理位置，與機床原點的相對位置是 固定的。一般來講，加工中心的參考點為機床的自動換刀位置。（3 ）程序原點：也稱為工件原點，用W表示。是指編程員在編程時定義在工件上 的幾何基準點。程序原點的確定一般用G92 （普通數(shù)控銑）、G54-G59 （加工中 心）

7、及G50 （數(shù)控車）代碼確定。（4 ）夾原點：裝夾原點常見于帶回轉(zhuǎn)（或擺動）工作臺的數(shù)控機床或加工中心。其 與機床參考點的偏移量可通過測量，存入CNC系統(tǒng)原點偏置寄存器中，供CNC 系統(tǒng)原點偏移計算用。（四）程序原點的設(shè)置與偏移：現(xiàn)代CNC系統(tǒng)一般都要求機床進行完回零（ZERO ）操 作之后，才能啟動。當工件固定在機床上之后，程序原點與機床參考點的偏移量必須通過測量來確定，并將其存儲到G54-G59原點偏移寄存器中。例1 ：以G92實現(xiàn)原點偏移：N1 G90N2 G92 X6 Y6 Z10N5 G00 X0 Y0N6 G92 X16 Y6 Z5N8 G00 X0 Y0例2 ：以G54-G59實

8、現(xiàn)原點偏移:絕對坐標編程，刀具位于機床參考點 將程序原點定義在（6，6，10）點處 加工第一個零件 快速回到程序原點將程序原點定義在（16，6，5）點處 加工第二個零件 快速回到程序原點首先進行測量確定原點偏移量，然后在原點偏移寄存器中輸入測量值G54 : X-10 Y-5 Z6 ； G55 : X-20 Y5 Z-30 ；G56 X-40 Y30 Z10N1 G90G54加工第一個零件N3 G55加工第二個零件 N6 G56加工第三個零件注意：在加工深度的確定上，可以通過修改原點偏置寄存器中Z坐標數(shù)值，來進 行不同深度的加工，而無需修改程序。絕對坐標編程與增量坐標編程（1）絕對坐標編程：刀具

9、運動過程中所有的刀具位置坐標以一個固定的程序原點為基 準，即刀具的運動位置坐標是指刀具相對于程序原點的坐標，在程序中用G90指 定，在西門子840D系統(tǒng)中，也可以用AC（）指令來確定，例如：N10 G0G17G54X=AC（ 10）Y=AC（40）N20 G0G90X50 Y60（2）增量坐標編程：刀具運動的位置坐標是指刀具從當前位置到下一個位置之間的增 量，在程序中用G91指定，在西門子840D系統(tǒng)中，也可以用IC（）指令來確 定，例如：N10 G0G17G54X=AC（ 10）Y=AC（40）N20 G0X=IC（ 50）Y=IC（ 60）N30 G91X30 Y20需要注意的是：絕對坐標

10、編程與增量坐標編程在程序中是可以混合使用的，G90是系統(tǒng) 默認的，而G91指令則不是系統(tǒng)默認的，只要輸入G91代碼，增量坐標就一直起作用， 除非用用G90代碼將其取消。六、數(shù)控加工的刀具半徑補償（一）銑削加工刀具半徑補償（1）刀具半徑補償?shù)哪康模旱毒甙霃窖a償概念的引入，確保編程時只需按工件實際輪 廓進行編程，消除刀具半徑對編程的影響并簡化編程，而刀具的中心軌跡則由系 統(tǒng)自動計算。（2）刀具半徑補償?shù)慕ⅲ恒娤骷庸さ毒甙霃窖a償分為刀具半徑左補償與刀具半徑右 補償，分別用G41與G42代碼建立，并用非零的D#號碼選擇正確的刀具半徑偏 置寄存器號。刀具半徑補償功能只能在G00指令或G01指令中建立，

11、并用G40代 碼在G00指令或G01指令中取消。G41 :刀具半徑左補償：沿刀具前進方向，刀具中心軌跡位于加工零件左側(cè)。G42 ：刀具半徑右補償：沿刀具前進方向，刀具中心軌跡位于加工零件右側(cè)。 注：刀具半徑補償?shù)慕?，與刀具前進方向有關(guān)。例子：N10 G90G92 X-10 Y5:定義程序原點，起刀點（10，-5）N15 G17G01G41X0Y0D1S30M03F100 :建立刀具半徑左補償，刀具半徑偏置寄存 器號為D1:定義零件輪廓N30 G01G40X-10Y5:取消刀具半徑補償，返回程序原點（3）刀具半徑補償功能的應用：刀具因磨損、重磨、換刀而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀

12、具半 徑偏置寄存器中輸入變化后刀具直徑，既方便又快捷。同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補償，可以進行粗、精加工。通過在 刀具半徑偏置寄存器中設(shè)置不同的數(shù)值可以進行粗、精加工。（二）車削加工刀尖半徑補償：對于車削數(shù)控加工，由于車刀的刀尖通常是一段半徑很 小的圓弧，而假設(shè)的刀尖點并不是刀刃圓弧上的一點，因此在車削錐面、倒角、 圓弧時，可能會造成切削加工不足或切削過量。在進行車削時，必須將假設(shè)的刀尖點的路徑做適當?shù)男拚?，使之切削加工出來?工件能獲得正確尺寸，這種修正方法稱為刀尖半徑補償（ Tool Nose Radius Compensation，簡稱TNRC），車削加工刀尖半徑補償也分為左

13、補償和右補償。采用刀尖半徑補償時，刀具運動軌跡指的不是刀尖，而是刀尖上刀刃圓弧的中 心位置，這在程序原點設(shè)置時就需要考慮。七、刀具長度補償：刀具長度補償功能使刀具垂直于走刀平面偏移一個刀具長度修正 值，確保編程與刀具長度尺寸無關(guān)。刀具長度補償一般對于兩坐標及三坐標聯(lián)動 是有效的，而對于四坐標、五坐標聯(lián)動的數(shù)控加工則無效。對于數(shù)控銑床，刀具長度補償指令由G43和G44實現(xiàn)，G43為刀具長度正補償， G44為刀具長度負補償，分別表示離開工件及趨向工件的補償，使用非零的Hnn 代碼選擇正確的刀具長度偏置寄存器，取消刀具長度補償用G49指令。舉例：在刀具長度偏置寄存器H01中存放刀具長度值為12mm，

14、執(zhí)行如下語句：N10 G01 G43 Z-15 H01 : 表明刀具端面實際運動到：Z=（ -15+12）=-3mm處N20 G01 G44 Z-15 H01 : 表明刀具端面實際運動到：Z=（ -15-12）=-27mm處 因此，在程序命令方式下，可以通過修改刀具長度偏置寄存器中的值而達到控制 切削深度的目的，而無須修改零件加工程序。第二章西門子840D數(shù)控編程相關(guān)知識：（一）常見編程指令（1）快速定位指令G00 ：刀具以點位控制方式從當前所在位置快速移動到指令給 定的目標位置。該指令只用于快速定位，不能用于加工。（2）直線插補G01 :刀具以一定的進給速度從當前所在位置沿直線運動到指令給

15、定的目標位置。該指令為模態(tài)指令，所謂模態(tài)就是指該指令功能具有繼承性， 只要不出現(xiàn)其他指令，該指令會一直起作用。注意：G01指令與坐標平面選擇無關(guān)。（3）圓插補指令G02、G03 ：刀具在各坐標平面內(nèi)以一定的進給速度進行圓弧插 補運動：從圓弧的起點處，沿圓弧運動到指令給定的目標位置，加工出圓弧 輪廓。G02 :順時針圓弧插補；G03 :逆時針圓弧插補，兩者均為模態(tài)指令， 而且與坐標平面選擇有關(guān)，如下：在 G17 平面內(nèi)：G02（ G03）X_ Y_ !_ J_在 G18 平面內(nèi)：G02（ G03）X_ Z_ I_ K_在 G19 平面內(nèi)：G02（ G03）Y_ Z_ J_ K_I,J,K 圓弧插

16、補參數(shù)，用以確定圓弧的中心點，定義為：圓弧起點相對 于圓心的矢量值。此外，也可以用CR來確定圓弧插補參數(shù)，CR值為正：表示圓弧圓周角 180； CR值為負表示圓弧圓周角180在 G17 平面內(nèi)：G02 （ G03 ） X_ Y_ CR=_在 G18 平面內(nèi)：G02 （ G03 ） X_ Y_ CR=_在 G19 平面內(nèi)：G02 （ G03 ） X_ Y_ CR=_（4）平面選擇指令：G17 : XY 平面；G18 : ZX 平面；G19 : YZ 平面（5 ）可調(diào)零點偏置指令G54 , G56 , G55 , G57 :需要在相應的零點偏置寄存器中 設(shè)置對刀點數(shù)值。（6）主軸控制指令：M03

17、:主軸順時針旋轉(zhuǎn)；M04 :主軸逆時針旋轉(zhuǎn)；M05 :主軸停轉(zhuǎn)S# :表示主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）（二）Frame（框架結(jié)構(gòu)）指令：（1）TRANS/ATRANS :坐標零點偏移指令編程格式：TRANS/ATRANS X=_ Y=_ Z=_亟二坐標零點偏移至編程給定的目標點處TRANS指令：絕對坐標零點偏移；ATRANS指令：相對坐標零點偏移取消該指令的方法是：單獨寫入該指令舉例：N10 G54G17G90X0Y0Z10S300F1000M03 :刀具位于程序原點（0，0，10）點N20 TRANS X10Y20Z30 :坐標原點偏移至（10，20，30）點處:加工第一個零件N40 ATRANS X

18、20Y10Z10 :坐標原點偏移至（30,30,40）點處以（10，20，30）點為參考點進行偏移:加工第二個零件N60 TRANS:取消絕對零點偏移指令.（2）ROT/AROT :坐標旋轉(zhuǎn)指令編程格式:ROT/AROT X=（ Y=_ /Z=_）意義一坐標系繞程序指定的軸矗轉(zhuǎn)給定的角度ROT指令：絕對坐標旋轉(zhuǎn)；ATROT指令：相對坐標旋轉(zhuǎn)取消該指令的方法是:單獨寫入該指令舉例：N10 G54G17G90X0Y0Z10S300F1000M03 :刀具位于程序原點（0，0，10）點N20 ROT Z15 :坐標系繞Z軸旋轉(zhuǎn)15:加工第一個零件N40 ROT: 取消坐標旋轉(zhuǎn)N45 TRANS X5Y20: 坐標原點偏移至（5,20）點處N60 AROT Z30 :坐標系在已偏移的原點處，繞Z軸旋轉(zhuǎn)30:加工第二個零件N80 ROT :取消坐標旋轉(zhuǎn)（3）MIRROR/AMIRROR:坐標軸鏡向指令編程格式：MIRROR/AMIRROR X=0（ Y=0 /Z=0） 意義:一坐標系按程序指定的軸產(chǎn)生鏡向MIRROR指令：絕對鏡向；ATROT指令：相對鏡向 取消該指令的方法是：單獨寫入該指令（4）SCALE/ASCALE:輪廓尺寸縮放指令編程格式：SCALE/ASCALE X=_ Y=_ Z=_ 亟坐標系以程序指定的軸為鏡向軸產(chǎn)生鏡向MIRROR指令：