数控程序编写课件

明德明德 砺志砺志 博学博学 笃行笃行数控编程中的常用编程指令数控编程中的常用编程指令一一、程序编制的内容与步骤、程序编制的内容与步骤 程序编制：程序编制：是指从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的是指从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程全部过程 手工编程手工编程 自动编程自动编程 明德明德 砺志砺志 博学博学 笃行笃行手工编程流程明德明德 砺志砺志 博学博学 笃行笃行零件的几何建模零件的几何建模加工方案与加工参数的合理加工方案与加工参数的合理选择选择刀具轨迹生成刀具轨迹生成数控加工仿真数控加工仿真后置处理后置处理首件试加工首件试加工 准备被加工零件的几何模型根据工艺过程生成加工轨迹加工轨迹仿真校验满意否？后置处理，生成NC代码检查加工代码的正确性NC代码传至数控机床实际加工结束明德明德 砺志砺志 博学博学 笃行笃行二、程序编制的代码标准二、程序编制的代码标准目前广泛应用的八单位穿孔纸带的代码标准有两种：目前广泛应用的八单位穿孔纸带的代码标准有两种：EIA（美国电子工业协会）标准（美国电子工业协会）标准ISO（国际标准化组织）标准。（国际标准化组织）标准。ISO标准又被称为标准又被称为ASCII（美国信息交换（美国信息交换标准码）标准标准码）标准 明德明德 砺志砺志 博学博学 笃行笃行纸带前沿至同步孔中心距离为:9.96(0.1mm)同步孔孔径为:1.17(-0.025)(+0.05)m信号孔孔径为1.83(0.05mm)各信号孔与同步孔间距为2.54(0.05mm)明德明德 砺志砺志 博学博学 笃行笃行三、NC程序的结构(一)程序的组成加工程序的一般格式举例：%/开始符O1000 /程序名N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000 N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08 N30 X90 /程序主体N300 M30 /程序结束指令%/结束符数控加工程序的一般格式：（1）程序开始符、结束符程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP，书写时要单列一段。（2）程序名程序名有两种形式：一种是英文字母O和14位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字混合组成的。一般要求单列一段。（3）程序主体程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。（4）程序结束指令程序结束指令可以用M02或M30。一般要求单列一段。数控加工程序的组成元素：1、字符字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。2、字（代码字）字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。3、程序段程序段由若干个代码字组成。一个程序段表示一个完整的加工工步或动作。(二)程序段格式1分隔符固定顺序式这种格式是用分隔符“HT”（在EIA代码中用“TAB”）代替地址符，而且预先规定了所有可能出现的代码字的固定排列顺序，根据分隔符出现的顺序，就可判定其功能。不需要的字或与上一程序段相同功能的字可以不写，但其分隔符必须保留。我国数控线切割机床采用的“3B”或“4B”格式指令就是典型的分隔符固定顺序格式。其3B格式的一般表示为：BX BY BJ GZ。分隔符固定顺序式格式不直观，编程不便，常用于功能不多的数控装置（数控系统）中。2地址符可变程序段格式这种格式又称字地址程序段格式。程序段中每个字都以地址符开始，其后跟符号和数字，代码字的排列顺序没有严格的要求，不需要的代码字以及与上段相同的续效字可以不写。这种格式的特点是：程序简单，可读性强，易于检查。因此现代数控机床广泛采用这种格式。四、NC程序的常用功能字一般程序段由下列功能字组成：N G X Y Z 程序号 准备功能 坐标值 F S T M 进给速度 主轴速度 刀具 辅助功能(一一)准备功能字准备功能字 G 准备功能字准备功能字G代码，用来规定刀具和工件的相对运动轨迹代码，用来规定刀具和工件的相对运动轨迹（即指令插补功能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、（即指令插补功能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。我国机械工业部根据坐标偏置等多种加工操作。我国机械工业部根据ISO标准制定标准制定了了JB3208-83标准，规定标准，规定G代码由字母代码由字母G及其后面的二位数字及其后面的二位数字组成，从组成，从G00到到G99共有共有100种代种代码。准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。后续数字一般为23位正整数。常用为G00G99，常见日本FANUC、SIEMENS、中国国标JB3208-1983的G代码。G代码分模态代码和非模态代码。表中序号（2）中的a、c、d、e、h、k、i各字母所对应的为模态代码（又称续效代码）。它表示在程序中一经被应用（如a组的G01），直到出现同组（a组）的任一G代码（如G02）时才失效。否则该指令继续有效。模态代码可以在其后的程序段中省略不写。非模态代码只在本程序中有效。表中“不指定”代码，指在未指定新的定义之前，由数控系统设计者根据需要定义新的功能。30352015805016020401000ZXp1p2p3p0一一.圆弧弧顺逆的判断逆的判断圆弧插弧插补指令分指令分为顺时针圆弧插弧插补指令（指令（G02）和逆时针）和逆时针圆弧插补指令（圆弧插补指令（G03）。圆弧插补方向的顺逆判断：沿圆）。圆弧插补方向的顺逆判断：沿圆弧所在平面的垂直坐标轴的负方向看去，顺时针方向为弧所在平面的垂直坐标轴的负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为，逆时针方向为G03，如图，如图。车削削编程是程是圆弧的弧的顺逆与刀架位置有关。逆与刀架位置有关。图为刀架位置与刀架位置与圆弧弧顺逆方向的关系。逆方向的关系。G02（G03）X（U）Z（W）R F二、二、G02、G03指令编程格式（1）：圆弧顺、逆圆弧终点坐标确定圆心位置进给速度绝对值 X、Z增量值 U、W混合编程 X、W刀架前置刀架后置180 用R360180 用R车床刀架前后置，圆弧顺逆不相同车床刀架前后置，圆弧顺逆不相同刀架后置为标准，前置顺逆方向反刀架后置为标准，前置顺逆方向反规定：在数控车床上，迎着规定：在数控车床上，迎着Y轴轴箭头箭头方向看，顺时针用方向看，顺时针用G02，逆时针用，逆时针用G031.刀具补偿的意义和类型 刀具补偿功能是用来补偿刀具实际安装位置实际安装位置(或实际刀尖圆弧半径)与理论编程位置理论编程位置(或刀尖圆弧半径)之差的一种功能。使用刀具补偿功能后，改变刀具，只需要改变刀具位置补偿值，而不必变更零件加工程序。刀具补偿分为刀具位置补偿刀具位置补偿(即刀具偏移补偿)和刀尖圆弧刀尖圆弧半径补偿半径补偿两种功能。工件坐标系设定是以刀具基准点(以下简称基准点)为依据的，零件加工程序中的指令值是刀位点(刀尖)的位置值。刀位点到基准点的矢量，即刀位点到基准点的矢量，即刀具位置补偿值刀具位置补偿值。刀具位置补偿基准设定刀具位置补偿基准设定 当系统执行过返回参考点操作后，刀架位于参考点上，此时，刀具基准点与参考点重合。刀具基准点在刀架上的位置，由操作者设定。一般可以设在刀夹更换基准位置或基准刀具刀位点上。有的机床刀架上由于没有自动更换刀夹装置，此时基准点可以设在刀架边缘上；也有用第一把刀作为基准刀具，此时基准点设在第一把刀具的刀位点上，如图所示。1 1）绝对补偿）绝对补偿 当机床回到机床零点时，工件坐标系零点，相对于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向距离。当执行刀偏补偿时，各刀以此值设定各自的加工坐标系。如图所示。补偿量可以用机外对刀仪测量或试切对刀方式得到。2 2）相对补偿）相对补偿 如图所示，在对刀时，确定一把刀为标准刀具，并以其刀尖位置A为依据建立工件坐标系。这样，当其他各刀转到加工位置时，刀尖位置B相对标刀刀尖位置A就会出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用，因此应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏置值x、z进行补偿，使刀尖位置B移至位置A。标准刀具偏置值为机床回到机床零点时，工件坐标系零点相对于工作位上标准刀具刀尖位置的有向距离。刀具位置补偿可分为刀具几何形状补偿几何形状补偿(G)(G)和和刀具磨损补偿刀具磨损补偿(W)(W)两种，需分别加以设定。刀具几何形状补偿实际上包括刀具形状几何偏移补偿和刀具安装位置几何偏移补偿，而刀具磨损偏移补偿用于补偿刀尖磨损，如图所示。刀具位置补偿功能是由程序段中的T代码来实现。T代码后的4位数码中，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号，该寄存器中放有刀具的几何偏置量和磨损偏置量(X轴偏置和Z轴偏置)。刀具偏移号有两种意义，既用来开始偏移功能，刀具偏移号有两种意义，既用来开始偏移功能，又指定与该号对应的偏移距离又指定与该号对应的偏移距离。当刀具补偿号为00时，表示不进行刀具补偿或取消刀具补偿。（1 1）刀具磨损偏移建立动作轨迹）刀具磨损偏移建立动作轨迹 刀具磨损偏移动作轨迹指刀具轨迹对编程轨迹偏移X、Z的磨损偏移值。在每个程序段的位置加上或减去与T代码指定号的对应偏移距离，如图所示。（2 2）刀具磨）刀具磨损偏移取消损偏移取消动作动作轨迹轨迹 当选择T代码偏移号为0或00时为取消偏移。在取消程序段的终点，偏移矢量为0，如图所示。（1 1）刀具几何偏移建立动作）刀具几何偏移建立动作 工件坐标系移动X、Y、Z的几何偏移量，称为刀具的几何偏移，即在当前位置上加上或减去与代码指定号相对应的偏移量，如图所示。（2 2）刀具几何偏移取消动作）刀具几何偏移取消动作 当选择T代码偏移号为0或00时为取消偏移，刀具运动如图所示。在N1段，指令刀具几何形状偏置时，刀具不移动，刀具位置从基准点B变更到刀位点PG，刀具从PG点移到程序段终点。在N2段，PG点沿指令位置移动。在N3段，指令取消几何形状补偿，在该段指令值终点，偏移一个几何补偿值，刀具按该值运动到终点，在终点处，刀具不移动，仅恢复原坐标位置。理想刀具是具有理想刀尖A的刀具。但实际使用的刀具，在切削加工中，为了提高刀尖强度，降低加工表面粗糙度，通常在车刀刀尖处制有一圆弧过渡刃；一般的不重磨刀片刀尖处均呈圆弧过渡，且有一定的半径值；即使是专门刃磨的“尖刀”，其实际状态还是有一定的圆弧倒角，不可能绝对是尖角。因此，实际上真正的刀尖是不存在的，这里所说的刀尖只是一“假想刀尖假想刀尖”。数控程序是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺寸编制的。车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖点或刀尖圆弧圆心点。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。当加工与坐标轴平行的圆柱面和端面轮廓时，刀尖圆弧并不影响其尺寸和形状，但当加工锥面、圆弧等非坐标方向轮廓时，由于刀具切削点在刀尖圆弧上变动，刀尖圆弧将引起尺寸和形状误差，造成少切或多切。这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧，造成的加工误差，可用刀尖圆弧半径补偿功能来消除。（1 1）刀具半径左补偿）刀具半径左补偿 从垂直于加工平面坐标轴的正方向朝负方向看过去，沿着刀具运动方向（假设工件不动）看，刀具位于工件左侧的补偿为刀具半径左补偿。用G41G41指令表示。（2 2）刀具半径右补偿）刀具半径右补偿 从垂直于加工平面坐标轴的正方向向负方向看过去，沿着刀具运动方向（假设工件不动）看，刀具位于工件右侧的补偿为刀具半径右补偿。用G42G42指令表示。后置刀架刀尖圆弧半径补偿 前置刀架刀尖圆弧半径补偿(1)(1)刀具半径补偿的建立刀具半径补偿的建立 刀具补偿的建立使刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀尖圆弧半径。刀补程序段内必须有刀补程序段内必须有GOOGOO或或G01G01功能才有效功能才有效，偏移量补偿必须在一个程序段的执行过程中完成，并且不能省略。(2)(2)刀具半径补偿的执行刀具半径补偿的执行 执行含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移量。G41、G42指令不能重复规定使用，即在前面使用了G41或G42指令之后，不能再直接使用G42或G41指令。若想使用，则必须先用G40指令解除原补偿状态后，再使用G42或G41，否则补偿就不正常了。(3)(3)刀具半径补偿的取消刀具半径补偿的取消 在G41、G42程序后面，加入G40程序段即是刀具半径补偿的取消。如图表示取消刀具半径补偿的过程。刀具半径补偿取消G40程序段执行前，刀尖圆弧中心停留在前一程序段终点的垂直位置上，G40程序段是刀具由终点退出的动作。(二)坐标功能字坐标功能字（又称尺寸字）用来设定机床各坐标的位移量。它一般使用X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E等地址符为首，在地址符后紧跟“”（正）或“”（负）及一串数字。一个程序段中有多个尺寸字时，一般按上述地址符顺序排列。例：某数控铣床，要求将工作台快速定位到X轴100mm处，程序段指令如下：直接指定坐标值时：G00 X100.0以脉冲当量为单位给定坐标值时：G00 X10000（脉冲当量为0.01mm）G00 X100000（脉冲当量为0.001mm）(三)进给功能字 F该功能字用来指定进给速度（刀具相对工件运动的速度），它是续效代码。其单位一般为mm/min，当进给速度与主轴转速有关时，如车螺纹、攻丝等，使用的单位为mm/r。进给功能字以地址符“F”为首，其后跟一串数字代码。F代码常有两种表示方法：编码法：即在地址符F后跟一串数字代码，这些数字不直接表示进给速度的大小，而是机床进给速度数列的序号，具体的进给速度需要查表确定。直接指定法：即F后面跟的数字就是进给速度的大小(四)主轴功能字 S该功能字用来指定主轴速度，该代码为续效代码，单位为r/min，它以地址符“S”为首，后跟一串数字。(五)刀具功能字 T当系统具有换刀功能时，刀具功能字用以选择替换的刀具。它以地址符“T”为首，其后一般跟二位数字，代表刀具的编号。(六)辅助功能字辅助功能字M代码主要用于数控机床的开关量控制，如主轴的正、反转，切削液开、关，工件的夹紧、松开，程序结束等。M代码从M00-M99共100种。我国标准JB3208-83的有关规定见后表所示。表中“#”号表示若选作特殊用途，必须在程序说明中注明；“*”号表示对该具体情况起作用。几种常用的M代码功能：（1）M00程序停止。执行M00后，机床所有动作均被切断，以便进行手动操作。重新按动程序启动按钮后，再继续执行后面的程序段（2）M01选择停止。与执行M00相同，不同的是只有按下机床控制面板上“任选停止”开关时，该指令才有效，否则机床继续执行后面的程序。该指令常用于抽查工件的关键尺寸。（3）M02程序结束。执行该指令后，表示程序内所存指令均以完成，因而切断机床所有动作，机床复位，但程序结束后，不返回到程序开头的位置。（4）M30纸带结束。执行该指令后，除完成M02的内容外，还自动返回到程序开头的位置。为加工下一个工件做好准备。