西门子840D编程学习.docx
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西门子840D编程学习
第一章基本常识之杨若古兰创作
1.1机床活动方式
轴的活动方式
对于普通的铣削和钻削机床，轴的线性活动具有以下方式：
a.工作台的左/右活动
b.工作台的上/下活动
c.切削头的前/后活动
卧式铣削机床轴的线性活动与之非常类似，这些类型的机床经常配置附加的扭转工作台.
对于5轴机床，切削头也能够作扭转活动.
对于车床，刀具通常在两个方向的直线挪动就能满足请求.
直线活动轴的命名
普通用字母X、Y、Z来命名各个线性活动轴的活动方向.
a.X轴：
工作台的左/右活动
b.Y轴：
工作台的前/后活动
c.Z轴：
工作台的上/下活动
每一个线性活动轴绝对应有一个扭转活动轴，扭转活动轴用以下字母暗示：
a.
A轴：
环绕X轴的扭转活动
b.B轴：
环绕Y轴的扭转活动
c.C轴：
环绕Z轴的扭转活动
对于只要两个线性活动轴的车削机床用以下方法来描述刀具的活动：
刀具的横向活动通常叫作X轴，刀具的纵向活动通常叫作Z轴.
刀具的绝对活动
铣削机床的加工不管是靠刀具的活动还是靠工作台的活动来满足加工请求.在数控加工技术中，通常假定刀具老是活动的.操纵者不必考虑机床活动的具体履行方式.
这类假定方法也适用于其它分歧类型机床的程序运转.
地位数据
机床活动可以通过编程使某一指定轴到达指定地位.
例如：
X100
这暗示工作台在X方向挪动100mm，或者说是刀具绝对于工件在X方向挪动100mm.
也能够通过程序来实现多轴联动.
例如：
X100Y100
1.2工件地位暗示
机床坐标系
机床必须指定一个线性活动轴在响应方向活动的参考坐标系，以使机床或切削控制在指定地位成为可能.通常以字母X、Y、Z轴构成的直角坐标系来描述.
按照尺度DIN66217的规定，机床刀具活动用右手直角笛卡儿坐标系来描述，坐标系的交点叫零点或原点.
有时机床工作须要甚至必须用负的地位坐标数据，原点以左的地位坐标通过在座标数据前冠以“—”号暗示.
地位定义
为了定义一个地位，假定沿着坐标轴遵守必定的规则.那幺此刻就可以用指定的坐标方向（X、Y、Z向）及三个材料描述坐标系上的每一点.原点坐标为X0、Y0、Z0.
例如：
为了达到简化的目的，我们在这个例子中只用坐标系的一个平面如XY平面来说明.图中的P1点至P4点用以下坐标值来暗示：
P1X100Y50
P2X-50Y100
P3X-105Y-115
P4X70Y-75
在铣削操纵中，进给深度也必须描述出来，另外，我们须要定义第三坐标轴的值（在这类情况下是Z轴）.
例：
图中的P1至P3点在这个例子顶用以下坐标定义：
P1X10Y45Z-5
P2X30Y60Z-20
P3X45Y20Z-15
极坐标系
在座标系顶用点的坐标来定义点的方法叫“笛卡儿坐标”.
这儿还有另外一种定义点的方法叫做“极坐标”.
不管是工件还是工件的一部分用半径和角度来测量的尺寸暗示点的地位的方法叫做“极坐标”.
例如：
图中的P1点至P2点用参考极点的坐标值来描述其地位.
P1：
半径100角度30°
P2：
半径60角度75°
绝对坐标系
在绝对坐标系中，所有点的坐标都是参考坐标系原点而来的，适用于刀具的活动.它的含义为：
用绝对坐标值描述的地位是刀具将要到达的地位.
例如：
图中的P1点至P3点的绝对坐标为：
P1X20Y35（绝对于原点的坐标值）
P2X50Y60（绝对于原点的坐标值）
P3X50Y60（绝对于原点的坐标值）
绝对坐标系
在加工图样中，经经常使用到绝对坐标.它的尺寸不是参考坐标系的原点，而是参考工件上另外一点的坐标而得来的.
为了防止这类尺寸之间的转换，采取绝对坐标来定义点的坐标就可以解决这一矛盾.
绝对坐标是参考前一点的地位，适用于刀具的活动，它的含义是：
用绝对坐标值描述的是刀具挪动的距离.
例如：
图中的P1点至P3点的绝对坐标是：
P1X20Y35（绝对于原点的坐标值）
P2X30Y20（绝对于P1点的坐标值）
P3X20Y-35（绝对于P2点的坐标值）
平面定义
一个平面用两个坐标轴来定义，第三个坐标轴垂直于这个平面，决定刀具进给的方向.
在编程过程中，为了能计算刀具的偏移量而设定工作平面是须要的.这个平面和某品种型的轮回编程及极坐标也有必定的联系.
工作平面在NC程序顶用G17、G18、G19指令来定义.
工作平面
定义指令
进给方向
XY
G17
Z
ZX
G18
Y
YZ
G19
X
1.3坐标零碎的设定
坐标系概述
我们应当区分以下坐标系：
a.机床坐标系
b.基本坐标系
c.零件坐标系
d.当前零件坐标系
在机械活动学中，编程中经常使用到坐标系的转换.
注：
本大节中关于特殊轴定义的说明见轴的类型一节.
机床坐标系
机床坐标系由机床实际存在的所有轴构成.
刀具和工作台改变的参考点在机床坐标系中被定义.
当机床坐标系用于编程（这在一些G功能的利用中是可能的）时，机床的物理轴直接用其地址.不答应参考于工作坐标系而得来.
机床坐标系的设定与机床的类型有关，坐标轴的方向遵守右手的“三手指规则”（根据尺度DIN66217）.
具体的做法是：
站在机床前面，右手的中指指向机床主轴阔别进给的方向，然后根据上面方法确定：
a.拇指指向+X方向
b.食指指向+Y方向
c.中指指向+Z方向
事实上，随着机床类型的分歧，坐标系看起来也有很大区别.
基本坐标系
基本坐标系是一个“笛卡儿”坐标系，这个“笛卡儿”坐标系是机床坐标系经过活动转换后而得来的.
假设没有活动转换，则基本坐标系与机床坐标系的独一区别是关于轴的指定上.
零点偏置、比例变换等都是在基本坐标系上完成的.
定义工件加工的工作区域的坐标也是参考基本坐标系指定的.
零件坐标系
零件的几何特征是在零件坐标系中描述的.换句话说，数控程序中的材料是参考零件坐标系确定的.
零件坐标系是一个“笛卡儿”坐标系而且标识于指定零件上的坐标系.
矩阵概念概述
矩阵概念是一个“笛卡儿”坐标系转换为另一个“笛卡儿”坐标系的自定义算术规则.
在一个矩阵中包含以下变换功能：
a.坐标系的零点偏置（平移）
b.坐标扭转
c.坐标镜像
d.比例变换
这些变换功能可以单独应用，也能够综合应用.
零件坐标系与机床轴的关系
零件坐标系的地位与基本坐标系（或机床坐标系）的关系通过矩阵变换编程来决定.
在NC程序中通过如G54等指令调出或激活零件坐标系.
当前工件坐标系
有时在一个程序中，工件须要从头定位和扭转、镜像或比例缩放而设置新的工件原点.
在工件坐标系中，矩阵变换编程经常使用于在一个合适的地位从头设置当前的工件原点以便于从头定位（扭转、镜像或比例缩放）.
在同一个程序中，答应设置若干个零点偏置.
1.4轴的类型
主坐标轴（几何坐标轴）
主坐标轴定义一个右手坐标系，刀具在这个坐标系中通过编程实现活动.
在数控加工技术中，主坐标轴被称为几何轴.在这本编程手册中经常使用这类说法.
对于车削类机床，经经常使用到X轴和Z轴，有时也用到Y轴.
对于铣削类机床，经经常使用到X轴、Y轴、Z轴.
附加坐标轴
绝对于几何轴而言，把没有必定几何关系的坐标轴定义为附加坐标轴.
例如：
车床转塔刀架的地位轴U，尾座轴V.
第一主轴（主切削轴）
机床加工活动中起决定切削感化的主轴被称为第一主轴.这根主轴在机床数据中被称为主切削轴.根据规定，主切削轴与第一主轴的说法等效.
注：
这类主轴的分配可以通过指令SETMS（主轴数字）（详见第5节中的有关说明）来改变.特定功能如螺纹切削应用这根主轴来完成.
指令：
S或S0
辅助主轴
机床加工活动中起辅助切削感化的主轴被称为第一主轴.
指令：
S1，S2，S3，S4
轴的类型
在编程时留意区别以下类型的轴：
a.机床轴
b.通道轴
c.几何轴
d.附加轴
e.路径轴
f.地位轴
g.联动轴
机床轴
机床轴的名称在机床数据中被设定.
尺度名称：
X1、Y1、Z1、A1、B1、C1、U1、V1
也能够用以下尺度名称来描述：
AX1、AX2、……、Axn.
通道轴
在一个通道内的活动轴叫做通道轴.
定义：
X、Y、Z、A、B、C、U、V
几何轴（直角坐标系）
第二章数控程序编制的基本规则
2.1数控程序说话的构成元素
文字设置
以下文字在数控程序中是无效的.
大写字母：
A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、（O）、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Z.
小写字母：
a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、o、p、q、r、s、t、u、v、w、x、y、z.
注：
大、小写字母之间没有明显的区别.
阿拉伯数字：
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9.
特殊字符：
字符
含义
%
程序开始字符（只用于内部的PC程序编制）
（
用于参数或正文的符号
）
用于参数或正文的符号
[
用于索引或地址的括号
]
用于索引或地址的括号
<
小于
>
大于
：
主程序段
=
赋值，等于
/
除；程序段跳过履行
*
乘
+
加
-
减
“
双引号；字符串标识表记标帜
‘
单引号；特殊数值标识表记标帜；十六进制数
$
零碎数据标识表记标帜
_
下划线，字母属性
？
保存（暂不指定）
！
保存（暂不指定）
.
小数点
，
逗号，参数分隔符
；
说明、正文开始
&
文字格式，与空格字符不异
Lp
程序段结束
Tab
分隔符
space
分隔符（空白）
注：
无打印字符可作为空白字符.
功能字
数控程序是由程序段构成的，每一个程序段是由功能字构成的.
数控说话中的一个功能字包含一个地址字符和一个数字或表达一个数值的数字变量.
这个功能字的地址字符通常是一个字母.数字变量可以包含一个引诱标识表记标帜符和一个十进制小数.这个引诱字符老是出此刻地址字符和数字变量之间.
正的引诱字符（+）可以省略不写.
2.1.2.1地址功能字
地址有固定地址或可变地址.例如轴（X、Y、Z）、主轴转速（S）、进给速度（F）、圆的半径（CR）等等.
2.1.2.2模态地址/非模态地址
在编程中，同一地址在出现新的数值之前不断无效的地址叫做模态地址.
模态地址在编程中，同一地址直到出现新值的程序段之前不断无效.
非模态地址只在本程序段内无效.
2.1.2.3轴的引伸地址
在轴的引伸地址中，坐标轴名称拔出在地址后面的中括号内.这个坐标轴名称代表这根轴.
例如：
FA[U]=400；指定轴U的进给速度.
2.1.2.4扩展地址
扩展地址使在一个零碎中同时存在几个坐标轴和几个主轴称为可能.
一个扩展地址由一个具有引伸意义的数字或由一个包含在中括号中的无效名称和一个有“=”的算术表达式构成.
例如：
X7
不须要“=”，7是一个数值，但在这儿有一个“=”号也是答应的.
X4=20
将值赋给X4轴（须要“=”）
两个字母的地址（须要“=”）
M3=5
3#主轴停止
扩展地址暗示法只要在以下直接地址中答应使用.
X、Y、Z…
轴地址
I、J、K
增量参数
S
主轴转速
SPOS，SPOSA
主轴地位
M
辅助功能
H
辅助功能
T
刀具顺序号
F
进给速度
在扩展地址暗示法中的数字（指针）可以通过一个无效的M、H、S地址及SPOS和SPOSA来代替.这个无效的地址名称置于中括号中.
例如：
S[SPINU]=470
SPINU主轴的转速为470rpm
M[SPINU]=3
SPINU主轴顺时针扭转
T[SPINU]=7
SPINU主轴选择刀具
2.1.2.5零碎固定地址
以下地址是零碎固定的地址.
地址
含义
地址
含义
D
刀具偏置号
N
子程序
F
进给功能
P
程序编号
G
筹办功能
R
参数变量
H
辅助功能
S
主轴转速
L
子程序调用
T
刀具顺序号
M
辅助功能
：
主程序
程序举例：
N10G54T9D2
引伸轴的固定地址：
地址
含义
AX
轴值（在轴的程序段中可以变更）
ACC
轴的加速度
AF
轴的进给
FDA
轴的手轮进给倍率
FL
轴的进给速度限制
IP
插补参数
OVRA
轴的进给倍率
POS
轴的定位
PO
多项式系数
POSA
程序举例：
N10POS[X]=100
当用引伸轴编程时，这根线性活动轴置于封闭的中括号内.
2.1.2.6地址变量
地址也能够用一个地址字母（或地址字母之外的具有引伸意义的数字）或者一个空余的符号定义.
变量地址在一个程序的控制中必须是独一的.不异的地址名称不答应用于分歧类型的地址.
留意以下地址类型的区别：
a.轴值和起点地址
b.插补参数地址
c.进给速度地址
d.迫近地位地址
e.测量地址
f.轴和主轴的地址
g.……
变量地址字母有：
A、B、C、E、I、J、K、Q、U、V、W、X、Y、Z.
用户在机床数据中可以改变这些变量地址的具体含义.
例如：
X1，Y30，U2，I25，E25，E1=90，……
具有引伸意义的数字序号由一个或两个数字构成，它老是固定的.
2.1.2.7地址名称
这类地址的标识表记标帜可以通过添加具有特征含义的字母加以扩展.例如：
CR
圆弧半径
SPOS
2.1.2.8操纵/算术功能
代码
含义
+
加
-
减
*
乘
/
除，（整数/整数）=实数；例如：
DIV
除，只限于可变更的整数类型（整数DIV整数）=整数；例：
3/4=0
MOD
模数相除生成一个整除后的余数.例如：
3MOD4=3
：
链操纵
SIN（）
正弦函数
COS（）
余弦函数
TAN（）
正切函数
ASIN（）
反正弦函数
ACOS（）
反余弦函数
SQRT（）
平方根
ABS（）
绝对值
POT（）
平方
TRUNC（）
取整数部分
ROUND（）
圆整（最初一名四舍五入）
LN（）
天然对数
EXP（）
指数输入功能
2.1.2.9地址赋值
在编程中，可以给地址赋一个值.赋值的类型根据地址名称的类型而定.
在以下情况下，在地址名称和数值之间必须拔出一个“=”号.
a.地址名称由一个以上字母构成.
b.数值由一个以上常量构成.
如果地址名是一个单一的字母和数值只要一个常量，则“=”号可以省略.在地址字母的后面加引诱字符和分隔符也是答应的.例如：
X10
将数值10赋给地址X，不须要“=”号.
X1=10
将数值10赋给地址X1，须要“=”号.
FGROUP（X1，Y2）
通过二维数组参数赋值
AXDATA[X1]
AX[X1]
在程序两头接地将地址X1的值赋给地址AX.
X=10*（5+SIN（37.5））
通过带有“=”号的算术表达式赋值.
2.1.2.10主要地址
地址
含义
备注
A
扭转轴
变量
B
扭转轴
变量
C
扭转轴
变量
D
刀偏顺序号
定量
F
进给速度
定量
FA
轴的进给
定量
FL
轴的进给极限
定量
G
筹办功能
定量
H
辅助功能
定量
I
插补参数
变量
IP
插补参数
变量
J
插补参数
变量
K
插补参数
变量
L
子程序调用
定量
M
辅助功能
定量
N
子程序
定量
OVR
倍率
定量
P
程序编号
定量
PO
多项式系数
定量
POS
轴定位
定量
POSA
轴的鸿沟定位
定量
SPOS
主轴定向
定量
SPOSA
在限制区域内主轴定向
定量
Q
轴
变量
R
数学参数
定量
S
主轴转速
定量
T
刀具顺序号
定量
U
轴
变量
V
轴
变量
W
轴
变量
X
轴
变量
Y
轴
变量
Z
轴
变量
AC
圆弧角度
变量
CR
圆的半径
变量
AP
极坐标角度
变量
RP
极坐标半径
变量
：
主程序
定量
2.1.2.11地址名称
地址名称也能够用一个单词来描述（根据尺度DIN66025），在同一个NC程序中，这个单词具有不异的含义，这个地址名称必须是独一的.同一个地址名称不克不及用于其它的地址.
地址名可以代表以下含义：
a.变量
—零碎变量
—用户变量
b.常量
c.关键词
d.一些字母暗示的DIN地址
e.跳转标识表记标帜
构成规则：
a.一个地址名可以由32个之内的无效字符构成；
b.以下字符无效：
.字母
.下划线
.数字
c.开头两个字符必须是字母或下划线，编程时操纵符号不克不及插在分隔符之间（见后述）.
例如：
CMIRROR，CDON
留意：
留作公用的关键词不克不及用于地址名称，在分隔符之间禁止使用操纵符号.
屏幕显示对字符数量有必定的限制，在尺度显示配置下，有以下限制：
a.程序名：
24个字符
b.轴名：
3个字符
c.变量名：
32个字符
地址名称分配规则
为了防止地址名称之间发生冲突，故提供以下遵守规则：
a.所有的以CYCLE或下划线开始的地址名称留作SIMENS轮回用.
b.所有的以CLS开头的地址名称留作SIMENS编辑轮回用.
c.用户编辑轮回的地址名称以CC开头.
d.我们建议用户选择以字母U或某种下划线和分歧于零碎、编辑轮回和SIMENS轮回开头的地址名称.
2.1.2.12变量名
在用于零碎的变量中，开头字符采取“$”符号.这个字符不克不及用于用户定义的变量.
例如：
$P_IFRAME，$AC_F
在用引伸含义的数字暗示的变量中，零可以忽略不写.（例如R01可以用R1代替）.
2.1.2.13矩阵名
基本变量命名规则也适用于矩阵命名.以矩阵名称暗示的算术变量也是无效的.
例如：
R（10）=……
2.1.2.14数据类型
一个变量可由某一个数值（或一些数值）或一个字符（或几个字符）构成，例如一个地址字母.
数据答应的类型由定义的变量类型决定，零碎变量和预定义的变量数据类型的关系是确定的.
基本变量类型/数据类型
类型
含义
取值范围
INT
整数
=（2
-1）
REAL
实数
=（10
～10
）
BOOL
布尔运算符：
真1和假0
1，0
CHAR
ASCII码
0～255
STRING
字符串，字符数量在[]暗示，不超出200字符
序列号0～255
AXIS
只用于坐标轴
轴数
FRAME
矩阵，用于坐标偏移、扭转、比例、镜像的几何参数
上述基本类型也可在一个阵列中联合起来使用，也能够使用二维阵列.
常量
a.整数常量
有引诱字符或没有引诱字符的整数.例如将一个数值赋给一个地址.
例如：
X100将值+100赋给X轴
Y-100将值-100赋给Y轴
b.实数常量
实数例如十进制小数，有或没有引诱字符的实数，例如将一个数值赋给一个地址.
例如：
X10.25将值赋给轴X
X-10.25将值赋给轴X
X0.25将值赋给轴X
X.25将值赋给轴X，“0”可以省略
X=-.1EX-3将值×10
赋给轴X
注：
十六进制常量
常量也能够在十六进制格式顶用十六进制数暗示.字母“A”到“F”分别代表数字“10”到“15”.
十六进制常量用单引号暗示，起始字母为“H”，后面跟十六进制数.字母和数字间也能够使用操纵符.
例如：
SMC_TOOL_MANAGEMENT_MASK=‘HFFFF’将十六进制的数值赋给机床数据.字符的数量受到整数类型数据取值范围的限制.
二进制常量
常量在二进制格式中也能够使用二进制数来暗示.在这类情况下，只使用数字“0”和“1”.
二进制常量用单引号暗示，起始字母为“B”，后面跟二进制数.字母和数字间也能够使用操纵符.
例如：
SMN_AUXFU_GROUP_SPEC=‘B1000001’0到7位赋值.字符的数量受到整数类型数据取值范围的限制.
程序段和程序结构
一个NC程序由各个独立的NC程序段构成，一个NC程序段普通由各功能字构成.
一个NC程序段包含一个操纵步调的所有须要的数据和一个检测字符“LF”（换行）.
注：
“LF”字符不必手动拔出，它普通在你改变行的时候主动生成.
2.1.3.1程序段长度
一个程序段最多包含242个字符（包含正文和结束字符“LF”在内）.
注：
在当前的操纵程序显示区，普通可以显示三个程序段，每一个程序段不超出66个字符，正文也显示出来.在单独的信息显示区显示机床操纵信息.
2.1.3.2程序段中各个功能字的顺序
为了包管程序段结构的清晰性，程序段中功能字普通按以下顺序排列.
例如：
N10G__X__Y__Z__F__S__T__D__M__H__
各功能字说明
地址
含义
N
子程序段的顺序号地址
10
程序段号
G
筹办功能
X、Y、Z
地位数据
F
轴的进给速度
S
主轴转速
T
刀具号
D
刀具偏置号
M
辅助功能
H
辅助功能（次要）
注：
一些地址在同一程序段中可以多次使用.
（例如G__，H__，M__）
2.1.3.3主程序段/子程序段
在NC程序中，有两种程序段.
a.主程序段
b.子程序段
在以主程序段开始的NC程序部分中，主程序段必须包含所有的完成操纵所须要的信息的功能字.
注：
主程序和子程序之间也可包含主程序段，在此，控制零碎不检测主程序段中是否包含所有的完成操纵所须要的信息.
一个子程序段包含每一个操纵步调的所有须要的信息.
2.1.3.4NC程序段的顺序号
主程序段通过一个主程序段序号来定义.一个NC主程序段的顺序号包含字符“：
”和一个整数（程序段顺序号），这个程序段序号老是出此刻程序段的开始.
注：
主程序段顺序号在一个程叙文档中必须是独一的.
例如：
:
10D2F200S900M3
子程序段通过一个程序段顺序号来定义.一个NC子程序段的顺序号包含字符“N”和一个整数（程序段顺序号），这个程序段顺序号老是出此刻程序段的开头.
例如：
N20G1X14Y35
N30X20Y40
为了当零碎搜索程序时，只要独一的结果，子程序段顺序号在一个程序中必须是独一的.
注：
主程序段顺序号是任意的，建议采取递增的顺序号.根据实际情况，在程序中也能够不使用程序段顺序号.
2.1.4NC程序构成
一个NC程序由一个主程序段和若干个子程序段构成.
例如：
:
10D2F200S900M3
N20G1X14Y35
N30X20Y40
N40Y-10
在任何程序运转时，不须要履行的程序段可以跳过.
跳过不须要履行的程序段通过在该程序段前用字符“/”指定.
一些连续履行的程序段也能够跳过履行，跳过的程序段部分不履行，下一个没有跳过的程序段继续履行.
例如：
N10……履行
/N
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