《数控编程技术》课程教学指南.ppt

中央广播电视大学 数控编程技术 课程 教学指南 一、课程的性质、目的和任务 本课程是数控技术专业的一门专业核心课， 与数控加工工艺、数控机床课程紧密联系。 通过本课程的学习，使学生能够针对被加 工零件，在合理地制定数控加工工艺的基 础上，运用数控系统所规定的编程规则和 编程方法，编制零件的加工程序，为数控 加工做准备。 一、课程的性质、目的和任务 主要培养学生的 3个方面的能力： （ 1）数控加工相关知识的运用能力。主要是机械 制造基础知识、数控加工工艺基础知识、数控机床 的基础知识和基本操作方法的应用能力。 （ 2）相关技术资料的应用能力。通过本课程的学 习，要使学生养成查阅编程手册、刀具样本等技术 资料的能力。 （ 3）综合能力和素质。针对数控加工技术属知识 技能的特点，培养学生独立分析问题和解决工程实 际问题的能力，提高学生的综合素质。 二、与相关课程的衔接及分工 本课程是数控技术专业的专业核心课。其先 修课程为 机械制图 、 机械制造基础 和 金工实习 等课程和实践环节。并行课 程为 数控加工工艺 、 数控机床 。该 课程是数控加工工艺与数控机床紧密联系的 纽带，是 CAD/CAM自动编程软件应用 课程的基础，同时也是 数控加工综合实训 实践环节的先修课程。 三、课程教学的基本要求 （ 1）了解数控编程的基本概念，掌握数控 加工程序的类型与格式，理解常用功能字的 含义，掌握续效代码与非续校代码的区别。 （ 2）理解机床坐标系与工件坐标系的关系。 （ 3）了解编程中的工艺处理内容和步骤， 掌握数控加工工艺分析方法。能正确地进行 加工方法选择，划分工序与工步，安排加工 顺序与走刀路径，选择刀具及其几何参数， 确定装夹定位方式。编制中等复杂零件的数 控加工工艺卡片，为数控编程做准备。 （ 4）了解编程中的数值计算内容与方法， 掌握简单基点坐标的计算方法。 （ 5）掌握 T、 F、 S、 M功能指令的指令 格式与编程方法；掌握常用 G功能的指令 格式与编程方法。 （ 6）了解刀具补偿的概念，理解刀具补 偿的建立、执行与取消条件。掌握刀具补 偿指令的编程方法。 （ 7）了解简化编程指令的用途，掌握固 定循环指令的编程格式和方法。 三、课程教学的基本要求 （ 8）了解车削加工编程的特点，掌握车 削加工的编程方法，独立编制中等复杂零 件的车削加工程序，为数控加工打下坚实 的基础。 （ 9）能够根据被加工零件的几何特征和 技术要求，按照数控系统所规定的程序格 式，编制中等复杂零件的数控铣床（加工 中心）加工程序。 （ 10）了解宏程序编制的基本方法，能 够利用变量，编制简单的宏程序。 三、课程教学的基本要求 四、课程教学要求的层次 本课程教学按以下 3个层次进行要求： 1.了解：了解数控编程中的有关基本 概念，不同数控系统之间的指令差异， 与本课程紧密联系的相关知识。 2. 理解：理解本课程有关的重要概念、 基本规则。 3. 掌握：掌握常用指令的编程格式和 方法。根据零件图纸要求，能够熟练编 制中等复杂零件的加工程序。 五、教学计划与安排 学时与学分 本课程为 4学分，课内学时为 72学时。 开设一学期 。 教学环节 本课程以自学和辅导助学为主。课堂 教学以讲授重点知识为主，课后做作业 巩固知识。 学时分配 见表 1。 表 1 学时分配表 章 节 课 程 内 容 学时数 理论 实践 合计 1 数控加工的编程基础 4 4 2 数控编程中的工艺分析 4 2 6 3 数控编程中的数学处理 3 1 4 4 基本功能指令的编程方法 3 1 4 5 常用准备功能指令的编程方法 6 2 8 6 刀具补偿指令及其编程方法 4 2 6 续前表 章 节 课 程 内 容 学时数 理论 实践 合计 7 简化编程指令及其编程方法 6 4 10 8 数控车削加工编程 4 4 8 9 数控铣削加工编程 6 4 10 10 宏指令编程 4 4 8 11 自动编程简介 2 2 机动 2 2 总计 48 24 72 六、教学内容和教学要求 (一 ) 目的与要求 (二 ) 教学内容 (三 ) 教学要求 (四 ) 重点与难点 (五 ) 教学建议 （一）目的与要求 使学生建立数控编程的基本概念，掌握数控编程的基本 内容、主要步骤；掌握加工程序的基本组成、程序的基本 结构和类型。 （二）教学内容 1数控加工的过程 2数控编程的内容与步骤 3数控编程的种类 4数控机床的坐标系和运动方向 5典型数控系统及其主要功能 6程序的结构 7程序段格式 8续效代码与非续效代码 第 1章 数控加工的编程基础 （三）教学要求 1了解数控加工的过程 2掌握数控编程的内容与步骤 3掌握数控编程的种类 4掌握数控机床的坐标系和运动方向的命名规则 5了解典型数控系统及其主要功能 6掌握程序的结构组成 7掌握程序段格式的书写规则 8理解地址码中英文字母的含义 9掌握续效代码与非续效代码的概念与区别 第 1章 数控加工的编程基础 （四）重点与难点 重点：数控编程的内容与步骤，数控机床的坐标系和运 动方向； 难点：续效代码与非续效代码的区别。 （五）教学指导 （ 1） 数控加工的概念 （ 2） 数控编程的内容 加工工艺分析 数值计算 编写零件加工程序单 制备控制介质 程序校对与首件试切 第 1章 数控加工的编程基础 第 1章 数控加工的编程基础 （ 3）数控编程的种类 手工编程 自动编程 （ 4）数控机床的五大功能 准备功能 G 刀具功能 T 主轴转速功能 S 进给功能 F 辅助功能 M 1.1.1 数控加工的过程 第 1章 数控加工的编程基础 图 1-1 右手笛卡儿坐标系统 （ 5）数控机床的坐标系及其命名原则 第 1章 数控加工的编程基础 图 1-2 主程序和子程序 （ 6）程序的构成 第 1章 数控加工的编程基础 图 1-3 程序段构成 （ 7）程序段结构 （ 8）完整程序的划分 开始部分 刀具准备，坐标系指定，偏置号指定，冷却指令，下 一工部刀具到位。 加工部分 执行先粗后精，先内后外，先面后孔的原则。 如：铣端面 铣侧面 粗镗孔 NC点钻 铣外轮廓 铣内轮廓 钻孔 攻丝 精镗孔。 结束部分 加工结束 退刀 停冷却 取消半径补偿，取消刀具 长度偏置 到达下一工步开始点 回参考点换刀。 第 1章 数控加工的编程基础 （ 9）代码表的查阅 第 2章 数控编程中的工艺分析 （一）目的与要求 使学生了解数控编程前工艺处理的主要内 容，掌握数控工艺分析的基本方法，为数控 编程做准备。该部分内容与 数控加工工艺 课程紧密联系。 第 2章 数控编程中的工艺分析 （二）教学内容 1数控编程中工艺处理的主要内容 2数控机床的合理选用 3数控加工零件的工艺性分析 4加工方法的选择与加工方案的确定 5工序与工步的划分 6零件的装卡方法与夹具的选择 7加工路线的确定 8刀具的选择 9切削用量的确定 10对刀点与换刀点的确定 11数控加工工艺文件的内容 （三）教学要求 1了解数控编程中工艺分析的主要内容 2掌握数控机床的合理选用方法 3掌握数控加工零件的工艺性分析方法 4能够正确选择加工方法与确定加工方案 5掌握工序与工步的划分方法 6掌握零件的装卡方法与夹具的选择原则 7掌握加工路线的确定方法 8能够根据被加工零件的要求，合理地选择刀具 9能够根据工艺条件，选择切削用量 10理解对刀点与换刀点的概念 11掌握数控加工工艺文件的编制方法 第 2章 数控编程中的工艺分析 （四）重点与难点 重点： 加工方法的选择；工序与工步的划分；刀具的合理 选择；加工路线的确定。 难点： 对刀点与换刀点的确定，切削参数的确定。 （ 五）教学建议 结合典型零件，与工程实际紧密联系。 第 2章 数控编程中的工艺分析 第 2章 数控编程中的工艺分析 （ 1）零件图的阅读 第 2章 数控编程中的工艺分析 （ 2）加工方法的选择 孔加工实例 第 2章 数控编程中的工艺分析 （ 3） 零件的结构工艺 性 第 2章 数控编程中的工艺分析 a）内轮廓加工 外形面定位 b）外轮廓加工 以内形面定位 （ 4）零件的装夹定位 第 2章 数控编程中的工艺分析 图 2-5 外圆铣削 图 2-6 内圆铣削 （ 5）刀具路线 -1 第 2章 数控编程中的工艺分析 孔加工时的引 伸距离的确定 （ 5）刀具路线 -2 图 2-18 钻尖对编程的影响 第 2章 数控编程中的工艺分析 图 2-19 切削螺纹时的引入与超越距离 （ 5）刀具路线 -3 第 2章 数控编程中的工艺分析 图 2-20 孔加工路线的确定 （ 5）刀具路线 -4 第 2章 数控编程中的工艺分析 图 2-21 凹槽加工走刀路线 （ 5）刀具路线 -5 第 2章 数控编程中的工艺分析 （ 6）刀位点与对刀 第 3章 数控编程中的数学处理 （一）目的与要求 通过本章内容的学习，使学生了解数控编程前数学 处理的主要内容和基本方法，掌握利用三角函数计算 基点坐标，为数控编程做准备。 （二）教学内容 1三角函数法计算基点坐标 2非圆曲线节点坐标的概念 3辅助坐标点的设定与计算 第 3章 数控编程中的数学处理 （三）教学要求 1掌握利用三角函数计算基点坐标的方法 2了解非圆曲线节点坐标的概念 3掌握辅助坐标点的计算 （四）重点与难点 重点：利用三角函数计算基点坐标 难点：辅助坐标点的设定与计算 第 3章 数控编程中的数学处理 图 3-1 基点坐标计算 图 3-2 孔位坐标计算 第 4章 基本功能指令的编程方法 （一）目的与要求 通过本章的学习，使学生掌握刀具功能、主轴功能、 进给功能、常用的辅助功能指令的编程格式和编程方法。 （二）教学内容 1刀具功能（ T指令）的编程 2主轴功能（ S指令）的编程 3进给功能（ F指令）的编程 4常用辅助功能（ M指令）的编程 第 4章 基本功能指令的编程方法 （三）教学要求 1理解刀具功能（ T指令）的用途，掌握指令格式和编 程方法，并能够正确应用。 2理解主轴功能（ S指令）的用途，掌握指令格式和编 程方法，并能够正确应用。 3理解进给功能（ F指令）的用途，掌握指令格式和编 程方法，并能够正确应用。 4理解常用辅助功能（ M指令）的用途，掌握指令格式 和编程方法，并能够正确应用。 （四）重点与难点 重点：功能指令的编程格式与方法。 难点：不同数控系统之间的指令与编程格式差别。 （五）教学指导 1、刀具功能的编程格式 （ 1） T（ T2+2） 例如： T0404 ；表示选择第 4号刀， 4号偏置。 T0403 ； 表示选择第 4号刀， 3号偏置。 T0200 ； 表示选择第 2号刀，刀具偏置取消。 （ 2） T、 D（ H） 例如： T3 D3 ；选择 3号刀， 3号刀偏生效； D0 ；仍然是 3号刀具， 3号刀取消 D5 ；仍然是 3号刀具， 5号刀偏生效 T5 D6 ；换 5号刀具， 6号刀偏生效 （ 3） T、 M06 例如： N010 T02 M06 ；选择 2号刀，立即换 2号刀 N090 G01 Z T03 ；预选 3号刀 N100 G28 Z0 M06 ；换 3号刀 2、主轴功能 S的编程格式 （ 1）主轴恒转速功能控制编程格式为： G97 S S的单位为转速单位（ r/min）。 例如： G97 S320 ；表示主轴转速为 320 r/min。 （ 2）主轴恒线速度功能编程格式为： G96 S S的单位为线速度单位（ m/min）。 例如： G96 S150 ；表示切削速度为 150 m/min。 （ 3）最高转速限制。当采用恒线速度切削时， G50（ G92） S S的单位为转速单位（ r/min）。 例如： G96 S150 ；主轴恒线速度控制，线速度为 150 m/min。 G50（ G92） S1800 ；主轴最高转速限制，最高转速为 1800 r/min。 3、进给功能 F的编程格式 （ 1）直线进给编程格式为： G94（ G98） F F的单位为 mm/min。 例如： G94（ G98） F240 ；进给率为 240 mm/min。 （ 2）旋转进给编程格式为： G94（ G98） F F的单位为 mm/r。 例如： G95（ G99） F0.2 ；进给率为 0.2 mm/r。 （ 3）注意事项 直线进给 /旋转进给的选择指令，因数控系统不同而有差别。上 电 默认值由机床参数设定，二者均可。 当编写程序时，第一次遇到插补指令时，必须编写进给率 F。 F功能为模态指令，实际进给率可以通过进给倍率旋钮进行调 整，在 0%120%（ 150%）之间控制。 4、常用辅助功能 M的编程格式 （ 1）程序控制： M00 程序暂停； M01 “选择” 停止。 M02程序结束。 M30 程序结束，指针返回。 （ 2）主轴控制： M03主轴顺时针转动。 M04主轴逆时针转动。 M05 主轴停止。 （ 3）冷却控制： M07冷却液 1开。 M08冷却液 2开。 M09冷却液关。 （ 4）换刀控制： M06换刀。 （ 5）自程序控制： M98自程序调用。 M99自程序返回。 （ 6）其他控制 ： M41、 M42、 M43 等。 （一）目的与要求 通过本章的学习，使学生了解常用准备功能的类型、 特点，掌握常用准备功能指令的编程格式和编程方法。 （二）教学内容 1坐标系设定指令 （ 1）工件坐标系设定（ G50/G92） （ 2）坐标系零点偏置（ G54G59） （ 3）平面选择（ G17、 G18、 G19） （ 4）回参考点操作（ G27、 G28、 G29、 G30） 2尺寸指令 公 /英制转换指令；绝对 /增量指令；直径 /半径指令 3基本运动控制指令 G00、 G01、 G02/G03 4暂停指令 G04 第 5章 常用准备功能指令的编程方法 （三）教学要求 1理解与坐标相关指令的含义，掌握指令的格式和编 程方法；掌握 G50/G92、 G54G59指令的区别和联系； 掌握平面选择指令（ G17、 G18、 G19）的用法，理解回 参考点操作及其指令的用法。 2掌握公 /英制转换、绝对 /增量指令、直径 /半径指令 3掌握移动 G00、 G01、 02/G03的编程格式及编程方 法，理解圆心坐标向量 I、 J、 K的含义，掌握圆心坐标 的 I、 J、 K的计算方法。 4掌握暂停指令 G04用途、编程格式及方法 （四）重点与难点 重点：运动控制指令的编程格式、编程方法及注意事项。 难点：圆弧插补时圆心坐标向量 I、 J、 K的计算。 第 5章 常用准备功能指令的编程方法 （五）教学指导 1、与坐标系相关的 G指令编程方法 （ 1）工件坐标系设定 以刀具当前位置建立工件坐标系。编程格式如下： 数控车削： G50 X Z 。 X、 Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置。 数控铣削： G92 X Y Z 。 X、 Y、 Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置。 利用坐标系偏置指令建立工件坐标系 坐标平移 有的数控系统直接采用零点偏置指令 （ G54G59） 建 立工件坐标系。 （ 2）坐标平面选择指令（ G17、 G18、 G19） 指令 G17、 G18、 G19用于平面选择。 G17选择 XY平面， G18选择 ZX平面， G19选择 YZ平面。 数控车床的刀架在 XZ平面运动，因此，默认值为在 XZ平面；立式 数控铣床大都在 X、 Y平面内加工，故默认值为 G17。 （ 3）绝对和增量尺寸编程（ G90/G91） 根据零件图的尺寸标注方式和编程习惯，可以选择绝 对、增量位置数据输入方式。 G90表示绝对位置数据输 入， G91表示增量位置数据输入。 （ 4）公制尺寸 /英制尺寸指令 注意：数控系统不同，公制 /英制尺寸指令不同。 FANUC系统采用 G21/G20代码， SIEMENS和 FAGOR系 统采用 G71/G70代码。 （ 5）半径 /直径数据尺寸 SIEMENS 802S/C： G22/G23为半径 /直径编程。 HNC-21/22T ： G36/G37为直径 /半径编程。 2、运动路径控制指令的编程 （ 1）快速移动指令 G00 G00用于刀具的快速定位，可以在几个轴上同时执行 快速移动，由此产生一线性轨迹。 1）编程格式 G00 X（ U） Y（ V） Z（ W） 式中： X、 Y、 Z为刀具移动的目标点坐标。 2）注意事项 使用 G00指令时，刀具的实际运动路线并不一定是 直线，而是一条折线。因此，要注意刀具是否与工件和 夹具发生干涉。 使用 G00指令时，机床的进给率由轴机床参数指定， G00指令是模态代码。 （ 2）直线插补指令 G01 直线插补指令命令刀具在两坐标间以插补联动方式， 按指定的进给速度作任意直线运动，该指令是模态（续 效）指令。 1）编程格式 G01 X（ U） Y（ V） Z（ W） F 式中： X、 Y、 Z为刀具移动的目标点坐标， F为进给 速度。 2）注意事项 G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编 程由 G90/G91决定。 F指令也是模态指令， F的单位由直线进给率或旋转 进给率指令确定。 （ 3）圆弧插补指令 G02/G03 1）圆弧顺逆的判断 （ a）刀架在外侧时 G02、 G03方向 （ b）刀架在内侧时 G02、 G03方向 图 5-4 圆弧的顺逆方向与刀架位置的关系 2） G02/G03的编程格式 用 I、 K指定圆心位置： 数控车： G02/ G03 X Z I K F 数控铣： G02 /G03 X Y I J F 用圆弧半径 R指定圆心位置： 数控车： G02/ G03 X Z R F 数控铣： G02/ G03 X Y R F 3）注意事项 采用绝对编程时， X、 Y、 Z 表示圆弧终点相对工件 坐标系原点的坐标值；当采用增量编程时， X、 Y、 Z为 圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。 圆心坐标为 I、 J、 K表示圆弧起点到圆弧中心所作 矢量分别在 X、 Y、 Z坐标轴方向上的分矢量（矢量方向 指向圆心）。 当用半径指定圆心位置时，由于在同一半径 R的情 况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区 别二者，规定圆心角 180时，用“ R”表示，如图 5- 13中的圆弧 1； 180时，用 “ R”表示，图中的圆弧 2。 用半径 R指定圆心位置时， 不能描述整圆。 3、暂停指令 G04 G04指令可使刀具作暂短的无进给光整加工，一般用 于切槽、锪孔等场合。 （ 1）编程格式 G04 X（ P） 地址码 X或 P为暂停时间。其中： X后面可用带小数点 的数，单位为 s，如 G04 X5.表示前面的程序执行完后， 要经过 5s的暂停，下面的程序段才执行；地址 P后面不 允许用小数点，单位为 ms。 如 G04 P1000表示暂停 ls。 （ 2）注意事项 该指令为非模态代码，只在本程序段有效。 注意暂停的时间单位，与数控系统的格式有关。 第 6章 刀具补偿指令及其编程方法 （一）目的与要求 通过本章的学习，使学生了解刀具补偿功能的概念， 理解刀具补偿的建立、执行、取消的过程，掌握刀具 半径补偿和刀具长度补偿的编程格式和编程方法。 （二）教学内容 1刀具补偿功能的作用 2刀具半径补偿 3刀具长度补偿 第 6章 刀具补偿指令及其编程方法 （三）教学要求 1掌握刀具补偿功能的作用，掌握刀具补偿的建立、 执行和取消的过程和条件。 2掌握刀具半径补偿的编程方法，能够合理应用 G41、 G42、 G40代码编制刀具半径补偿程序。 3掌握刀具长度补偿的编程方法，能够正确应用 G43、 G44、 G49代码编制刀具长度补偿程序。 （四）重点与难点 重点： 刀具半径补偿的编程方法，刀具长度补偿的编 程方法。 难点：刀具补偿的的过程和条件。 （五）教学指导 1. 刀具半径补偿指令及其编程 （ 1） 车削时不用刀具半径补偿功能编程会造成误差 S 2 c o t1 2 rX 2t a n1 rZ （ 2） 按轮廓等距线编程时计算麻烦 只有当刀位点与轮廓呈等距线时，才能保证加工精 度，其解决办法是利用刀具半径补偿指令。 图 6-3 刀心轨迹编程 （ 3） 刀具半径补偿指令 （ G41、 G42、 G40） 图 6-4 刀具半径补偿的偏置方向 （ 4）刀具半径补偿的 3个过程 刀补的建立，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与 编程轨迹偏离一个偏置量的过。 刀补进行，执行有 G41、 G42指令的程序段后，刀 具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量。 刀补的取消，刀具离开工件，刀具中心轨迹要过渡 到与编程重合的过程。 （ 5）刀具半径补偿的建立与取消条件 只有在移动指令 G00（ G01）下，才能生效。并编写 在辅助程序段中。 例如： G00（ G01） G41/G42 X Z D ；刀具半径补偿的建立 G00（ G01） G40 X Z ；刀具半径补偿的取消 （ 6）典型实例 图 6-5 刀具半径补偿的实例 2、刀具长度补偿 （ 1）概念 对于 FANUC系统，刀具长度补偿指令为 G43、 G44、 G49， G43 为刀具长度正补偿； G44为刀具长度负补偿； G49为撤消刀具长 度补偿指令。 刀具全缩进位置 机床零点 Z0 工件零点 Z0 工件 刀具 1偏置 刀具 2偏置 图 6-6 不同刀具的长度偏置 （ 2）刀具长度补偿的编程方法 G00（ G01） G43/G44 Z H ；建立刀具长度补偿 G00（ G01） G49 Z ；取消刀具长度补偿 Z 值为编程值， H为长度补偿值的寄存器号码。偏 置量与偏置号相对应，由 CRT/MDI操作面板预先设在 偏置存储器中。 执行 G43时： Z实际值 = Z指令值 +（ H ） 执行 G44时： Z实际值 = Z指令值（ H ） 式中： H 是指编号为 寄存器中的刀具长度补 偿量。 （ 3）典型实例 图 6-7 刀具长度补偿实例 （一）目的与要求 通过本章的学习，使学生了解简化编程指令的特点、 类型，掌握车削复合固定循环、铣削孔加工固定循环的 编程格式和编程方法。 （二）教学内容 1车削固定循环指令 （ 1）单一固定循环；（ 2）复合固定循环 2铣削固定循环指令 （ 1）固定循环的动作步序；（ 2）固定循环的工作平面 （ 3） 常用指令的编程方法 3子程序 4其他简化编程指令 旋转功能指令；镜像功能指令；比例缩放指令 第 7章 简化编程指令及其编程方法 （三）教学要求 1了解车削固定循环的概念及动作步序；掌握车削复合固 定循环 G71、 G72、 G73指令的应用场合和编程方法。 2理解铣削固定循环 6个动作步序、 3个工作平面的概念。 掌握 G81、 G73、 G83、 G82钻孔指令的应用场合和编程方法。 3了解子程序的格式，理解子程序嵌套的概念，掌握子程 序的调用与返回指令的格式和编程方法。 4了解旋转、镜像、比例缩放等功能指令的编程格式及其 编程方法。 （四）重点与难点 重点：车削复合固定循环指令的编程方法，铣削固定循环中 的钻孔加工指令的编程方法。 难点：固定循环编程中的参数合理设置。 第 7章 简化编程指令及其编程方法 （五）教学指导 1、车削固定循环 （ 1） 外径粗车固定循环 G71 适用于圆柱毛坯料粗车外圆和圆筒毛坯料粗车内径。 编程格式 1为 （ 以直径编程 ） ： G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) D(d) F S T 编程格式 2为： G71 U(d) R(e) G71 P(ns) Q (nf) U(u) W(w) F S T （ 2）端面粗车固定循环 G72 G72适用于圆柱毛坯端面方向粗车，图所示为从外径方向 往轴心方向车削端面时的走刀路径。 编程格式 1为 : G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) D(d) F S T 编程格式 2为： G72 W(d) R(e) G72 P(ns) Q (nf) U(u) W(w) F S T （ 3）固定形状粗车循环 G73 编程格式 1为： G73 P(ns) Q(nf) I(i) K(k) U(u) W(w) D(d) F S T 编程格式 2为： G73 U(i) W(k) R(d) G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) D(d)F S T 2、 FANUC铣削固定循环的特征 （ 1）固定循环动作 固定循环通常由 6个动作组成： X轴和 Y轴的快速定位； 刀具快速从初始点进给到 R点； 以切削进给的方式执行孔加工 的动作； 在孔底相应的动作； 返回到 R点； 快速返回到初始点。 （ 2）固定循环的定义平面 初始平面 。初始平面是为了安全下刀而规定的一个平 面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全 的高度上，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存 在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时，才使用 G98功能使 刀具返回到初始平面上的初始点。 R点平面 。 R点平面又叫 R参考平面，这个平面是刀具 下刀时自快进转为工进的高度平面。距工件表面的距离主 要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取 2 5mm。使用 G99时，刀具将返回到该平面上的 R点。 孔底平面 。加工盲孔时孔底平面就是孔底的 Z轴高度， 加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，主要 是保证全部孔深都加工到尺寸，钻削加工时还应考虑钻头 钻尖对孔深的影响。 （ 3）沿钻孔轴的移动距离 （ 4）返回点平面 图 7-5 G90和 G91的坐标计算 图 7-6 G90和 G91的返回平面 3、常用的铣削固定循环编程方法 （ 1）钻孔循环 (G81) 指令功能。该循环用作正常钻孔。切削进给 执行到孔底，然后刀具从孔底快速移动退回，该 指令的动作步序如图 7-7所示。 指令格式： G81 X Y Z R F K ； 其中： X Y ：孔位置数据 Z ：从 R点到孔底的距离 R ：从初始位置面到 R点的距离 F ：切削进给速度 K ：重复次数（如果需要的话） 图 7-7 钻孔循环 (G81)的动作步序 （ 2）高速深孔钻循环 (G73) 指令功能。该循环执行高速深孔钻 不易断屑的 孔加工。它执行间歇切削进给直到孔的底部，同时从孔 中排出切屑，该指令的动作步序如图 7-8所示。 指令格式： G73 X Y Z R Q F K ； 其中： Q ：每次切削进给的深度，其他与 G81相同。 注意：该指令与 G81的区别。 （ 3）锪孔循环 (G82) 指令功能。该循环用于锪孔加工。孔切削进给到孔 底时执行暂停，然后刀具从孔底快速移动退回，该指令 的动作步序如图 7-9所示。 指令格式： G82 X Y Z R P F K ； 其中： P ：孔底暂停时间，其他与 G81相同。 注意：该指令与 G81的区别。 （ 4）排屑钻孔循环 (G83) 指令功能。该循环执行深孔钻 适宜不易排屑的孔 加工。间歇切削进给到孔的底部，钻孔过程中从孔中排除 切屑。该指令的动作步序如图 7-10所示。 指令格式： G83 X Y Z R Q F K ； 其中： Q ：每次切削进给的深度，其他与 G81相同。 注意：该指令与 G81的区别。 （ 5）精镗循环 (G76) 指令功能。精镗循环用于镗削精密孔。当到达孔底时 主轴停止切削，刀具离开工件的被加工表面并返回，该指 令的动作步序如图 7-12所示。 指令格式： G76 X Y Z R Q P F K ； 其中： Q ：孔底的偏移量； P ：孔底暂停时间， 其他与 G81相同。 4、子程序及其调用 （ 1）子程序的编程格式 子程序的格式与主程序相同，在子程序的开头编制子程 序号，在子程序的结尾用 M99指令（有些系统用 RET）返 回。 O （或 ： 、 P 、 % ） M99； （ 2）子程序的调用格式 常用的子程序调用格式有以下几种： M98 P P后面的前 3位为重复调用次数，省略时为调用一次；后 4位为子程序 号。 M98 P L P后面的 4位为子程序号； L后面的 4位为重复调用次数，省略时为调 用一次。 CALL 子程序的格式为： （ SUB） （ RET） （ 3）子程序的嵌套 可以让子程序调用另一个子程序，称为子程序的嵌套。子程序的嵌 套不是无限次的，子程序结束时，如果用 P指定顺序号，不返回到上一 级子程序调出的下一个程序段，而返回到用 P指定的顺序号 n程序段， 但这种情况只用于存储器工作方式，图 7-15是子程序的嵌套及执行顺 序。 5、其他特殊功能指令 （ 1）镜像功能 编程格式： G51 X Y Z I J K G50 其中： G51镜像加工指令 X、 Y、 Z镜像轴的中心坐标 I X轴的镜像比例 JY轴的镜像比例 KZ轴的镜像比例 G50撤销镜像 （ 2）旋转加工 指令： G68建立旋转； G69撤销旋转 编程格式： G68 X Y R G69 其中： X、 Y、 Z旋转中心坐标 R旋转角度（逆时针转为正，顺时针转为负） 注意事项：在有刀具补偿的情况下，先旋转后刀补，在有 缩放功能的情况下，先缩放后旋转。 第 8章 数控车削加工编程 （一）目的与要求 通过本章的学习，使学生了解数控车削加工的特点， 掌握数控车削加工的主要内容和方法，掌握数控车削加 工的编程方法，能够编制中等复杂典型零件的加工程序， 为数控加工实训奠定基础。 （ 二）教学内容 1数控车削的编程特点 2数控车削加工的要素 3数控车削编程中的工艺处理 4轮廓车削与镗削的编程 5切槽加工的编程 6螺纹加工的编程 7综合实例 第 8章 数控车削加工编程 （三）教学要求 1了解数控车削的编程特点 2了解数控车削加工的要素 3掌握数控车削编程中的工艺处理内容和方法 4掌握轮廓车削与镗削的编程方法，能够运用固定循环 指令编制内外轮廓的粗、精加工程序。 5掌握切槽、螺纹加工的编程方法 6能够编制中等复杂典型车削零件（轴类、盘类、套类） 的加工程序。 （四）重点与难点 重点：按装夹顺序，编制典型零件加工程序的方法。 难点：轮廓加工编程时，刀具半径补偿指令的应用；螺纹 加工编程时，相关参数的选择。 （五）教学指导 1、数控车削的编程特点 （ 1）数控车削加工的内容 数控车削加工的几何要素包括端面车削、外形面车削、 内形面车削（镗孔）、钻孔加工、切槽与切断加工、螺纹 加工等。 （ 2）数控车削加工的编程特点 数控车床的编程具有如下特点。 在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采 用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。 被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用 直径值表示。所以采用直径尺寸编程更为方便。 由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量 较大，为简化编程，可利用固定循环指令进行粗车。 轮廓编程时，以刀尖圆弧半径为刀位点，利用刀具 半径补偿功能，直接按工件轮廓尺寸编程。 2、数控车床编程时的工艺处理 （ 1）正确地设定工件坐标系 （ 2）数控车削刀具的选择 数控加工的刀具及其参数的选择，是编程前的重要工艺 内容，选择刀具及其参数的步骤为： 根据工件材料和加工类型（外圆、孔或螺纹）确定刀 具材料和刀片形状。 根据粗、精加工要求和加工条件确定刀片的牌号和几 何槽形。 选定刀片材料后，从相应的刀具手册中查找切削用量 的推荐值，以最大限度的发挥刀具的切削性能。 根据刀架尺寸、刀片类型和尺寸选择刀杆。 从编程的的角度讲，在选择刀具几何角度时，要特别注 意主偏角和副偏角的选择，前者影响刀具的切削范围，后 者则可对已加工轮廓造成干涉。 （ 3）装夹与定位方法的确定 根据被加工零件的特征及技术要求，合理选择装夹定位 方式。数控车削加工的编程，通常是按装夹次数及其每次 装卡的加工内容编写加工程序。 （ 4）加工路线与加工余量的确定 （ 5）加工参数的选择 合理选择切削用量。粗车时，首先考虑选择尽可能大的 背吃刀量 aP，其次选择较大的进给量 f，最后确定一个合适 的的切削速度 v。增大背吃刀量 aP可使走刀次数减少，增大 进给量 f有利于断屑。 精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不 大且较均匀，因此选择精车的切削用量时，应着重考虑如 何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此， 精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量 aP和进给量 f， 并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提 高切削速度 v。 3、螺纹车削加工指令 数控系统提供的螺纹加工指令包括：单一螺纹指令和螺 纹固定循环指令。前提条件是主轴上有主轴编码器，保证 在多次切削不乱牙。 （ 1）螺纹加工指令 单一螺纹加工指令 G32（ G33） 编程格式： G32（ G33） X Z F 螺纹固定循环指令 G92 编程格式： G92 X Z F 螺纹复合固定循环 G76了解，不要求掌握。 （ 2）几点注意事项 进行横螺纹加工时，其进给速度 F的单位采用旋转进 给率，即 mm/r（或 inches/r）； 为避免在加减速过程中进行螺纹切削，要设引入距离 1和超越距离 2， 螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定。螺纹加工中的 编程大径应根据螺纹尺寸标注和公差要求进行计算，并由 外圆车削来保证。 4、典型零件的综合编程 具体要求： （ 1）能够根据零件的几何特征和技术要求，编制中等复杂零 件的轮廓粗、精加工程序。 （ 2）能够编制切槽加工程序。 （ 3）利用螺纹加工指令 G33、 G92，能够编制恒螺距螺纹加 工程序。 （ 4）能够根据零件图纸，进行编制好的加工程序的阅读。 （一）目的与要求 通过本章的学习，使学生了解数控铣削（数控铣床 /加 工中心）加工的特点，掌握数控铣削加工的主要内容和方 法，掌握数控铣削加工的编程方法，能够编制中等复杂典 型零件的加工程序，为数控加工实训奠定基础。 （二）教学内容 1数控铣床的编程特点 2数控铣削的加工要素 3铣削编程时的工艺处理 4铣削轮廓加工的编程 5腔槽程序的编制 6孔加工程序的编制 7加工中心换刀指令 8综合实例 第 9章 数控铣削加工编程 （三）教学要求 1了解数控铣床 /加工中心的编程特点 2掌握铣削编程时的工艺处理方法 3掌握轮廓铣削加工的编程方法，会利用刀具半径补偿 功能，编制轮廓铣削程序。 4掌握腔槽程序、加工程序的编制方法 5掌握加工中心换刀指令的编程方法 6能够编制适宜数控铣床（加工中心）加工的中等复杂 典型零件的加工程序。 （四）重点与难点 重点：刀具半径补偿与刀具长度补偿指令的应用，固定 循环指令的应用。 难点：数控铣床与加工中心的编程差别，固定循环指令 的应用。 第 9章 数控铣削加工编程 （五）教学指导 1、数控铣削的编程特点 数控铣削加工是通过主轴带动刀具旋转，工件装夹在工 作台上，靠两轴联动加工零件的平面轮廓，通过两轴半控 制、三轴或多轴联动来加工空间曲面零件。数控铣削加工 编程具有如下特点。 数控铣床尽量按刀具集中法安排加工工序，减少换 刀次数。 加工中心具有刀库和自动换刀装置，能够通过程序 或手动控制自动更换刀具，在一次装夹中完成铣、镗、钻、 扩、铰、攻丝等加工，工序高度集中。 合理设计进、退刀辅助程序段，选择换刀点的位置， 是保证加工正常进行，提高零件加工的重要环节。 2、铣削加工的主要加工对象 铣削的加工要素包括：平面铣削、曲面铣削、轮廓铣削、 型腔铣削、沟槽铣削、孔系加工、螺纹铣削等。 从零件特征上看，铣削加工的零件主要包括箱体类零件、 复杂曲面类零件、以孔系为主的零件、异形零件和特殊加工 零件等。 3、编程中相关注意事项 数控机床自动运行，执行的是预先编制的加工程序，编 制方法有多种，但最终目的是在最短时间内，以最合理的刀 具路径，最佳经济手段完成零件加工。 最短时间：要根据零件特点和加工余量合理地安排， 分配粗、精加工余量，根据铣削特点选择顺逆铣，根据精度 选择镗孔顺序等。 最合理刀具路径：根据零件外形和夹压位置，选择刀 具路径，就近定位，减少空行程，在确保加工精度条件下， 选择最短运行轨迹，刀具半径补偿建立，贯彻垂直原则等。 4、在对铣削零件进行编程时，需要注意以下几个问题。 坐标系正确设定； 快速定位中的刀具路径确认，防止出现干涉现象； 旋转轴指令是否正确； 公 /英制转换格式是否正确； 恒线速控制是否超出允许速度； 绝对 /增量代码输入是否正确； 在刀补、圆弧插补及（螺旋线插补）中，平面是否正确 指定； 在刀编、刀补及镜像功能有效时，刀具位置是否正确； 数控系统功能，如图形旋转、极坐标代码输入是否正确。 5、编程一般作法 一个完整的程序由 3部分组成。 开始部分 ： 刀具准备，坐标系指定，偏置号指定，冷却指令，下 一工步刀具到位。 加工部分 ： 执行先面后孔，先粗后精的原则。 铣端面 铣侧面 粗镗孔 NC点钻 铣外轮廓 铣内轮 廓 钻孔 攻丝 精镗孔。 结束部分 ： 加工结束 Z轴退到安全高度 停冷却 取消半径补偿， 取消刀具长度偏置 到达下一工步开始点 回参考点换刀。 6、铣削加工程序的类型 数控加工是按照编制的程序实现零件加工，编程水平 决定着零件加工效率和精度。程序形式有多种多样，为了 适应不同零件加工需要，编程内容有以下几种形式。 （ 1） 以孔类加工为主 。零件程序应以子程序为主，即把 孔的坐标位置作为子程序，由主程序确定加工内容，由子 程序执行加工，这种程序逻辑性强，可以用框图表示程序 结构和内容，较为直观。 6、铣削加工程序的类型 （ 2） 以平面和腔槽为主 。零件加工程序应以单一程序 为主，粗精加工可用宏指令来划分。循环加工中背吃刀量、 重复次数都利用宏指令的判断比较功能，这样程序虽然长， 但清晰流畅，具有连续等特点。在编程和自动运行中，不 需要进行繁琐检索等。 6、铣削加工程序的类型 （ 3） 型腔加工 。型腔加工由于加工件形状复杂，而且 大都是三维型面，因此程序内容长，刀具运行轨道复杂， 加工时间长，刀具单一等。因此程序应以原程序为主，利 用机床中的 DNC功能，直接运行比较可靠。 第 10章 宏指令编程 （一）目的与要求 通过本章的学习，使学生了解宏程序的概念、变量 及其表示方法，能够利用算术运算、逻辑运算、控制 指令编制简单宏程序。 （二）教学内容 1宏程序的基本概念 2变量及其类型 3算术与逻辑运算指令 4控制类指令 5典型零件的宏程序编制 第 10章 宏指令编程 （三）教学要求 1了解宏程序的概念 2理解变量的概念，掌握变量的类型及其表示方法、 变量的赋值方式。 3掌握常用的算术与逻辑运算指令功能、编程方法 4掌握控制类指令的功能、编程方法 5能够应用变量，编制简单的宏程序 （四）重点与难点 重点：变量的两种赋值关系，算术运算、逻辑运算、 控制指令的编程方法。 难点：变量的应用 第 10章 宏指令编程 （五）教学指导 本章可按辅导材料组织教学。 1基本概念 利用变量编程的方法。 用户利用数控系统提供的变量、数学运算功能、逻 辑判断功能、程序循环等功能，来实现一些特殊的用 法。 宏指令既可以在主程序体中使用， 也可以当作子程 序来调用。 2宏程序中变量的类型 空 变 量： #0； 局部变量： #1#33，用在宏程序中存储数据； 公共变量： #100#149，断电时初始化为空； #500#509，断电后数据保存，不丢失。 系统变量： #1000#5335，用于读写 CNC的各种数 据，如刀具当前位置、 补偿值等。 3、变量的引用 为在程序中使用变量值，指定后跟变量号的地 址。当用表达式指定变量时，把表达式放在括号 中。 例如： G01 X#1 F#2+#3 4、引导变量与局部变量的 2种对应关系 程序中的地址 在宏程序体中的 变量 程序中的地址 在宏程序体中的 变量 A #1 Q #17 B #2 R #18 C #3 S #19 D #7 T #20 E #8 U #21 F #9 V #22 H #11 W #23 I #4 X #24 J #5 Y #25 K #6 Z #26 M #13 变量的赋值（对应）关系 1 变量的赋值（对应）关系 2 程序中的地址 在宏程序体 中的变量 程序中的地址 在宏程序体 中的变量 程序中的地址 在宏程序体中 的变量 A #1 J4 #14 K8 #27 B #2 K4 #15 I9 #28 C #3 I5 #16 J9 #29 I1 #4 J5 #17 K9 #30 J1 #5 K5 #18 I10 #31 K1 #6 I6 #19 J10 #32 I2 #7 J6 #2 K10 #33 J2 #8 K6 #21 K2 #9 I7 #22 I3 #10 J7 #23 J3 #11 K7 #24 K3 #12 I8 #25 I4 #13 J8 #26 5、算术和逻辑运算 （ 1）算数式 赋值： #i=#j 加法： #i=#j + #k 减法： #i=#j - #k 乘法： #i=#j * #k 除法： #i=#j / #k （ 2）逻辑运算： 等于： EQ 格式： #j EQ #k 不等于： NE 格式： #j NE #k 大于： GT 格式： #j GT #k 小于： LT 格式： #j LT #k 大于等于： GE 格式： #j GE #k 小于等于： LE 格式： #j LE #k 6、控制指令 转移与循环指令 （ 1）无条件转移指令 GOTO 10 GOTO 10 （ 2）条件转移指令 I F 条件表达式 GOTO n （ 3）循环语句： WHILE 条件表达式 DO m END m 7、参数编程实例 椭圆的解析方程： 椭圆的参数方程： 12 2 2 2 b y a x )s in ( )c os ( tby tax t a b x y 第 11章 自动编程简介 （一）目的与要求 通过本章的学习，使学生了解复杂零件编程的概念 和方法，了解自动编程的过程及步骤。 （二）教学内容 1常用的自动编程软件及其特点 2自动编程的过程及步骤 （三）教学要求 1了解常用的自动编程软件及其特点 2了解自动编程的过程及步骤 1、注意与工艺课程相关知识的基密结合。 2、针对零件讲编程，注重综合能力培养。 3、 由于数控系统的配置不同，功能和指令上存在 一定差异，在学习中要注意了解数控系统之间的 同异内容，以便在今后工作中，能够举一反三， 灵活应用。 4、可以根据各办学点学生的实际情况，采用灵活 的教学方式，提倡项目教学法、模块式教学法， 但要注重理论联系实际。 5、必须要求学生按时完成作业。 七、几点建议 八 、 考核说明 1考核方式 期末考核分为终结性考核和形成性考核两部分。两 者比例为 8 2。终结性考核一般为笔试，占 80%；形 成性考核主要检验学生的平时作业，占 20%，由地方 电大根据课程要求组织实施。 2试题题型及配分 （ 1）填空题：（每空 2分，本题共 10分） （ 2）选择题：（每题 3分，共 45分） （ 3）判断题（每题 1分，共 10分） （ 4）简答与计算题：（每题 5分，共 10分） （ 5）综合题（ 23道题，共 25分） 3考试方式及时间 考试形式为笔试，考试时间为 90分钟。 样题 ： 1、 在数控机床的坐标系中 ， 永远假定刀具相对于静止的 运动 。 2、 对于同一 G代码而言 ， 不同的数控系统所代表的含义 不完全一样；对于同一功能 ， 系统不同采用的代码也 有差异 。 （ ） 3、刀具功能称为 T功能，它是（ ）的功能。 （ A）进行刀具路径选择； （ B）进行刀具选择和刀具补偿号选择； （ C）进行刀具补偿； （ D）进行换刀操作。 4、在数控系统中，用于控制机床或系统开关功能的指令 是（ ）。 （ A） G代码 （ B） F代码 （ C） M代码 （ D） T代码 5、 解释模态代码与非模态代码的含义，并举例 说明。 6、简述数控加工程序的步骤。 7、数控加工程序的编制方法有哪些？它们分别 适用什么场合？ 8、基点计算。 9、用一毛坯尺寸为 102mm 62mm 12mm板料，加工成尺寸如图 1 所示的盖板零件。用 10mm的立铣刀加工外轮廓，主轴转速为 1000r/min，进给速度为 120mm/min。工件坐标系原点（ X0、 Y0） 设定在 40mm的孔中心位置，其 Z坐标定在毛坯表面，利用刀具 半径补偿功能，编写零件外轮廓加工程序。（本题共 13分） 九、对教材的说明 1、教学大纲以网上公布的为准。 2、数值计算部分，除概念外，重点会用三角函数求基点 坐标。 3、线切割编程内容不讲。 谢谢大家 ！