第一章数控编程基础.docx

1、第一章数控编程基础第一章数控编程基础1.4编程格式及内容国际上已形成了两个通用标准：国际标准化组织（ISO）标准和美国电子工业学会（EIA）标准。我国根据ISO标准制定了JB3051-82数字控制机床坐标和运动方向的命名等国标。由于生产厂家使用标准不完全统一，使用代码、指令含义也不完全相同，因此需参照机床编程手册1.4.1数控程序的结构一个完整的数控程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。例如，0029N10 G00 Z100；N20 G17 T02；N30 G00 X70 Y65 Z2 S800；N40 G01 Z-3 F50；N50 G03 X20 Y15 I-10 J-40；N60

2、G00 Z100；N70 M30； 1.程序名 程序名是一个程序必需的标识符。组成：由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有：“%”、“O”、“P”等，视具体数控系统而定。示例：国产华中I型系统“%”，日本FANUC 系统 “O”。后面所带的数字一般为48位。如：%20002.程序体它表示数控加工要完成的全部动作，是整个程序的核心。组成：它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成。3.程序结束 它是以程序结束指令M02或M30，结束整个程序的运行。表示一个完整的加工程序，由14个程序段组成。开头有程序名O0000，结束有M02结束指令。1.4.2程序段格式零件的加工程序是由程序段组成

3、。程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的书写规则，通常有字地址程序段格式、使用分隔符的程序段格式和固定程序段格式，最常用的为字地址程序段格式。一个程序段由若干个“字”组成；字则由地址字（字母）和数值字（数字及符号）组成。如上述程序的第一个程序段，由8个字组成，其中N、G、X、Y、2、T、S、M为地址字，后面跟相应的数值字。 每个字均有一定的功能含义。如 OXX X X NXXXX GXX X _Y_ Z_I_J_K_F_S_T_MXX其中 O程序名（号），由字母O或P或符号（如）以及34位数字组成； N程序段号，后跟24位数字； G、M指令代码，后跟2位数字； XY XXXXXXX坐标值，

4、其值可正或负，小数点前4位，后3位； Z I J XXXXXXX圆弧的圆心坐标； K F进给速度功能； S主轴功能；T刀具功能。1.4.3数控系统的准备功能和辅助功能数控机床的运动是由程序控制的，而准备功能和辅助功能是程序段的基本组成部分。目前国际上广泛应用的是ISO标准，我国根据ISO标准制订了JB3208-83数控机床的准备功能G和辅助功能的代码一、准备功能（G功能）：使机床做某种操作的指令。用地址G和两位数字表示，从G00-G99共100种。如图表1-1所示1.非模态G 功能：只在所规定的程序段中有效，程序段结束时被注销；例: N10 G04 P10.0 （延时10s）N11 G91 G

5、00 X-10.0 F200 (X 负向移动10mm)N10 程序段中G04 是非模态G 代码，不影响N11 程序段的移动。2.模态G 功能：一组可相互注销的G 功能，这些功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的G 功能注销为止。例： N15 G91 G01 X-10.0 F200N16 Y10.0 （G91 ,G01 仍然有效）N17 G03 X20 Y20 R20 （G03 有效,G01 无效）二、辅助功能M代码控制机床及其辅助装置的通断的指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等。 组成：M后带二位数字组成，共有100种（M00M99），如图表1-2所示。有模态（续效）指令与非

6、模态指令之分。表1-1 JB3208-83准备功能G代码代 码功能保持到被取消或被同样字母表示的程序指令所代替功能仅在所出现的程序段内有作用功 能代码功能保持到被取消或被同样字母表示的程序指令所代替功能仅在所出现的程序段内有作用功 能（1）（2）（3）（4）（1）（2）（3）（4）G00a点定位G50#(d)#刀具偏置0/-G01a直线插补G51#(d)#刀具偏置+/0G02a顺时针方向圆弧插补G52#(d)#刀具偏置-/0G03a逆时针方向圆弧插补G53f直线偏移，注销G04*暂停G54f直线偏移XG05#不指定G55f直线偏移YG06a抛物线插补G56f直线偏移ZG07#不指定G57f直线

7、偏移XYG08*加速G58f直线偏移XZG09*减速G59f直线偏移YZG10 G16#不指定G60h准确定位1（精）G17cXY平面选择G61h准确定位2（中）G18cZX平面选择G62h快速定位（粗）G19cYZ平面选择G63*攻丝G20G32#不指定G64G67#不指定G33a螺纹切削，等螺距G68#(d)#刀具偏置，内角G34a螺纹切削，增螺距G69#(d)#刀具偏置，外角G35a螺纹切削，减螺距G70G79#不指定G36G39#永不指定G80e固定循环注销G40d刀具补偿/刀具偏置注销G81G89e固定循环G41d刀具补偿左G90j绝对尺寸G42d刀具补偿右G91j增量尺寸G43#(

8、d)#刀具偏置正G92*预置寄存G44#(d)#刀具偏置负G93k时间倒数，进给率G45#(d)#刀具偏置+/+G94k每分钟进给G46#(d)#刀具偏置+/-G95k主轴每转进给G47#(d)#刀具偏置-/-G96I恒线速度G48#(d)#刀具偏置-/+G97I每分钟转数（主轴）G49#(d)#刀具偏置0/+G98G99#不指定注：#号：如选作特殊用途，必须在程序格式说明中说明。如在直线切削控制中没有刀具补偿，则G43至G52可指定作其他用途。在表中左栏括号中的字母（d）表示：可以被同栏中没有括号的字母d所注销或代替，亦可被有括号的字母（d）所注销或代替。G45到G52的功能可用于机床上任意

9、两个预定的坐标。控制机上没有G53到G59、G63功能时，可以指定作其他用途。表1-2 JB3208-83准备功能M代码代码功能开始时间功能保持到被注销或被适当程序指令代替功能仅在所出现的程序段内有作用功 能代码功能开始时间功能保持到被注销或被适当程序指令代替功能仅在所出现的程序段内有作用功 能与程序段指令运动同时开始在程序段指令运动完成后开始与程序段指令运动同时开始在程序段指令运动完成后开始（1）（2）（3）（4）（5）（6）（1）（2）（3）（4）（5）（6）M00*程序停止M36*#进给范围1M01*计划停止M37*#进给范围2M02*程序结束M38*#主轴速度范围1M03*主轴顺时针方

10、向M39*#主轴速度范围2M04*主轴逆时针方向M40M45#如有需要作为齿轮换档，此外不指定M05*主轴停止M46M47#不指定M06#*换刀M48*注销M49M07*2号冷却液开M49*#进给率修正旁路M08*1号冷却液开M50*#3号冷却液开M09*冷却液关M51*#4号冷却液开M10#*夹紧M52M54#不指定M11#*松开M55*#刀具直线位移，位置1M12#不指定M56*#刀具直线位移，位置2M13*主轴顺时针方向，冷却液开M57M59#不指定M14*主轴逆时针方向，冷却液开M60*更换工作M15*正运动M61*工件直线位移，位置1M16*负运动M62*工件直线位移，位置2M17M

11、18#不指定M63M70#不指定M19*主轴定向停止M71*工件角度位移，位置1M20M29#永不指定M72*工件角度位移，位置2M30*纸带结束M73M89#不指定M31#*互锁旁路M90M99#永不指定M32M35#不指定注：#号表示：如选作特殊用途，必须在程序说明中说明。M90M99可指定为特殊用途。1.4.4 F、S、T功能指令1.进给速度FF 指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度。F的单位取决于G94(每分钟进给量mm/min)或G95(每转进给量mm/r)。当工作在G01、 G02 或G03 方式下，编程的F 一直有效直到被新的F 值所取代；而工作在G00、 G60 方

12、式下快速定位的速度是各轴的最高速度，与所编F 无关。借助操作面板上的倍率开关，F 可在一定范围内进行倍率修调。当执行攻丝循环G84 、螺纹切削G33 时倍率开关失效，进给倍率固定在100%。2.主轴功能S主轴功能S 控制主轴转速。是由地址码S和在其后面的若干数字组成，单位为转/每分钟(r/min)；S 是模态指令，S 功能只有在主轴速度可调节时有效。（1）恒线速度控制（G96）当数控机床的主轴为伺服主轴时，可以通过指令G96来设定恒线速度控制 。系统执行G96指令后，便认为用S指定的数值表示切削速度。例如G96 S200，表示切削速度为200m/min。（2）主轴转速控制（G97） G97是取

13、消恒线速度控制指令。编程G97后，S指定的数值表示主轴每分钟的转速。例如G97 S1200，表示主轴转速为1200r/min。 3.刀具功能(T 机能)T 代码用于选刀，其后的数值表示选择的刀具号。T 代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的。在加工中心上执行T 指令刀库转动，选择所需的刀具，然后等待直到M06 指令作用时自动完成换刀。T 指令同时调入刀补寄存器中的刀补值(刀补长度和刀补半径)。 T 指令为非模态指令，但被调用的刀补值一直有效直到再次换刀调入新的刀补值。1.5常用的M指令和G指令1.5.1常用的M功能M功能也叫辅助功能，它是控制机床或系统开关功能的一种命令，常用的辅助功能代码见表1

14、-3所示注意：各种机床的M代码规定有差异，编程时必须根据说明书的规定进行。表1-3常用的辅助功能的M代码、含义及用途功能含义用途M00程序停止当执行有M00的程序段后，主轴旋转、进给、冷却液送进都将停止。此时可执行某一手动操作，如工件调头、手动变速等。如果再重新按下控制而板上的循环启动按钮，继续执行下一程序段。M01选择停止与M00的功能基本相似，只有在按下“选择停止”后，M01才有效，否则机床继续执行后面的程序段；按“启动”键，继续执行后面的程序。M02程序结束当全部程序结束时使用该指令，它使主轴、进给、冷却液送进停止，并使机床复位。M03主轴正转用于主轴顺时针方向转动。M04主轴反转用于主

15、轴逆时针方向转动。M05主轴停转用于主轴停止转动。M06换刀用于加工中心的自动换刀动作。M08冷却液开用于切削液开M09冷却液关用于切削液关M30程序结束M30 和M02 功能基本相同，只是M30 指令还兼有控制返回到零件程序头的作用。使用M30 的程序结束后若要重新执行该程序只需再次按操作面板上的循环启动键。M98子程序调用用于调用子程序M99子程序返回用于子程序结束及返回。1.5.2常用的G功能指令一、与坐标系相关的编程指令1.工件坐标系的设定指令（G92/G50）编程格式：G92 X_ Y_ Z_（数控铣床、加工中心）G50 X_ Z_（数控车床）坐标值X、Y、Z为刀位点在工件坐标系中的

16、坐标。G92/G50只建立工件坐标系刀具并不产生运动。如图1-5所示，建立工件坐标系。G92 X30 Y30 Z20；2.坐标平面选择指令（G17、G18、G19） 图1-5工件坐标系的建立坐标平面选择指令G17、G18、G19分别用来指定程序段中刀具的圆弧差补偿平面和刀具半径补偿平面。在笛卡尔直角坐标系中，三个互相垂直的轴X、Y、Z分别构成三个平面，如图1-6所示。G17选择在XY平面内加工G18选择在XZ平面内加工G19选择在YZ平面内加工3.绝对值编程G90 与相对值编程G91 格式：G90 G91 平面的选择： G90 绝对值编程，终点坐标值是相对于编程原点的绝对坐标； G91 相对值

17、编程，终点坐标值是相对于本次运动起点的增量值，该值等于沿轴移动的距离。 G90 G91 为模态功能可相互注销，G90 为缺省值。二、运动路径控制指令的编程方法 1. 快速定位方式G00（模态） 格式：G00 X Y Z ； G00速度由系统确定，是以系统的最高速度进给，后面的坐标值为终点坐标值。应用于空行程、快进、快退，节省时间，提高效率。2.直线插补指令G01（模态） 格式：G01 X Y Z F ； X、Y、Z坐标值为直线终点坐标值，可为绝对坐标值或相对坐标值由G90/G91决定。F为速度指令，改变F值可以改变直线插补速度。 注意：程序中首次出现的插补指令（G01、G02、G03）一定要有

18、F指令，否则出错！后续程序中如速度相同可省略。如速度改变不可省略。例：分别用绝对和增量方式编程（如图1-7所示）绝对方式： 增量方式：N1 M03 S640； 主轴正转 N1 M03 S640； N2 G90； 选绝对（增量） N2 G91；N3 G00 X20 Z60； 快进A-B N3 G00 X-60 Z-20；N4 G01 X30 Z40 F100； 工进B-C N4G01 X10 Z-20 F100；N5 G01 X30 Z20； C-D N5 G01 X0 Z-20；N6 G01 X40 Z20； D-E N6 G01 X10 Z0；N7 M02； 程序结束 N7 M02； 图1-

19、7轴类零件四、圆弧插补指令G02、G03（模态）G02-顺圆插补G03-逆圆插补格式：G17 G02/G03 X Y I J或（R ）F；G18 G02/G03 X Z I J或（R ）F；G19 G02/G03 Y Z I J或（R ）F； 说明： X、Y、Z值为圆弧终点坐标值（G90），或是终点相对起点的增量值（G91）；I、J、K值为圆心相对于圆弧起点的增量值，且总为增量值；R值为圆弧半径，该值的正负取决于圆弧的大小，若圆弧小于或等于180度，则R为正值，若圆弧大于180度，则R值为负。F值为圆弧插补的进给速度。例1（如图1-9所示）： 绝对方式：M03 S500；G90 G00 X42

20、 Y32；G02 X30 Y20 I-12 J-12 F80；G03 X10 Y20 I-10 J0；增量方式：G91 G00 X-8 Y-10；G02 X-12 Y-12 I-12 J-12 F80；G03 X-20 Y0 I-10 J0；用R编程：G90 G00 X42 Y32G02 X30 Y20 R-12 F80 图1-9零件图G03 X10 Y20 R10例2：综合运用G01、G02、G03等基本指令按照下图编写程序（路径O-A-B-C-D-E-F-G-O），如图1-10所示。N1 M03 S300；N2 G90 G54 G00 X0 Y0； 快速定位到O点N3 G01 X0 Y15

21、 F100； O-AN4 G01 X10 Y15； A-B N5 G02 X15 Y10 I0 J-5； B-CN6 G03 X18 Y7 I3 J0； C-DN7 G01 X20 Y7； D-EN8 G01 X23 Y5； E-FN9 G01 X23 Y0； F-GN10 G01 X0 Y0； G-ON11 M02；课后习题： 图1-10零件图1简述数控技术、数控加工、数控机床和数控编程的含义。2数控编程的编程方法有哪些，手工编程的编程步骤。 3数控加工的特点是什么？数控加工的主要应用范围有哪些？4数控机床的坐标系是怎样确定的?5.数控编程的指令格式6.编写根据下图编写加工程序加工路径为A-B-C-D-A