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1、西门子840D编程学习时间：二O二一年七月二十九日第一章基本知识之阿布丰王创作1.1 机床运动方式轴的运动方式对一般的铣削和钻削机床,轴的线性运动具有下列方式：a.工作台的左/右运动b.工作台的上/下运动c.切削头的前/后运动卧式铣削机床轴的线性运动与之非常相似,这些类型的机床经常配置附加的旋转工作台.对5轴机床,切削头也可以作旋转运动.对车床,刀具通常在两个方向的直线移动就能满足要求.直线运动轴的命名一般用字母X、Y、Z来命名各个线性运动轴的运动方向.a.X轴：工作台的左/右运动b.Y轴：工作台的前/后运动c.Z轴：工作台的上/下运动每一个线性运动轴相对应有一个旋转运动轴,旋转运动轴用下列字

2、母暗示：a.A轴：围绕X轴的旋转运动b.B轴：围绕Y轴的旋转运动c.C轴：围绕Z轴的旋转运动对只有两个线性运动轴的车削机床用下列方法来描述刀具的运动：刀具的横向运动通常叫作X轴,刀具的纵向运动通常叫作Z轴.刀具的相对运动铣削机床的加工无论是靠刀具的运动还是靠工作台的运动来满足加工要求.在数控加工技术中,通常假定刀具总是运动的.把持者不用考虑机床运动的具体执行方式.这种假定方法也适用于其它分歧类型机床的法式运行.位置数据机床运动可以通过编程使某一指定轴达到指定位置.例如：X100这暗示工作台在X方向移动100mm,或者说是刀具相对工件在X方向移动100mm.也可以通过法式来实现多轴联动.例如：X

3、100 Y1001.2 工件位置暗示机床坐标系机床必需指定一个线性运动轴在相应方向运动的参考坐标系,以使机床或切削控制在指定位置成为可能.通常以字母X、Y、Z轴构成的直角坐标系来描述.依照标准DIN 66217的规定,机床刀具运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.有时机床工作需要甚至必需用负的位置坐标数据,原点以左的位置坐标通过在坐标数据前冠以“”号暗示.位置界说为了界说一个位置,假定沿着坐标轴遵循一定的规则.那幺现在就可以用指定的坐标方向（X、Y、Z向）及三个资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

4、平面如XY平面来说明.图中的P1点至P4点用下列坐标值来暗示：P1 X100 Y50P2 X-50 Y100P3 X-105 Y-115P4 X70 Y-75在铣削把持中,进给深度也必需描述出来,另外,我们需要界说第三坐标轴的值（在这种情况下是Z轴）.例：图中的P1至P3点在这个例子中用下列坐标界说：P1 X10 Y45 Z-5P2 X30 Y60 Z-20P3 X45 Y20 Z-15极坐标系在坐标系中用点的坐标来界说点的方法叫“笛卡儿坐标”.这儿还有另外一种界说点的方法叫做“极坐标”.无论是工件还是工件的一部份用半径和角度来丈量的尺寸暗示点的位置的方法叫做“极坐标”.例如：图中的P1点至P

5、2点用参考极点的坐标值来描述其位置.P1：半径100角度30P2：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,适用于刀具的运动.它的含义为：用绝对坐标值描述的位置是刀具将要达到的位置.例如：图中的P1点至P3点的绝对坐标为：P1 X20 Y35（相对原点的坐标值）P2 X50 Y60（相对原点的坐标值）P3 X50 Y60（相对原点的坐标值）相对坐标系在加工图样中,经经常使用到相对坐标.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,采纳相对坐标来界说点的坐标就可以解决这一矛盾.相对坐标是参考前一点的位置,适用

6、于刀具的运动,它的含义是：用相对坐标值描述的是刀具移动的距离.例如：图中的P1点至P3点的相对坐标是：P1 X20 Y35（相对原点的坐标值）P2 X30 Y20（相对P1点的坐标值）P3 X20 Y-35（相对P2点的坐标值）平面界说一个平面用两个坐标轴来界说,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需要的.这个平面和某种类型的循环编程及极坐标也有一定的联系.工作平面在NC法式中用G17、G18、G19指令来界说.工作平面界说指令进给方向XYG17ZZXG18YYZG19X1.3 坐标系统的设定坐标系概述我们应该区分下列坐标系：a.

7、机床坐标系b.基本坐标系c.零件坐标系d.以后零件坐标系在机械运动学中,编程中经常使用到坐标系的转换.注：本小节中关于特殊轴界说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组成.刀具和工作台改变的参考点在机床坐标系中被界说.当机床坐标系用于编程（这在一些G功能的应用中是可能的）时,机床的物理轴直接用其地址.不允许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,坐标轴的方向遵循右手的“三手指规则”（根据标准DIN 66217）.具体的做法是：站在机床前面,右手的中指指向机床主轴远离进给的方向,然后根据下面方法确定：a.拇指指向+X方向b.食指指向+Y方向c.中指指向

8、+Z方向事实上,随着机床类型的分歧,坐标系看起来也有很年夜区别.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运动转换后而得来的.假设没有运动转换,则基本坐标系与机床坐标系的唯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.界说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,数控法式中的资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”坐标系的自界说算术规则.在一个矩阵中包括下

9、列变换功能：a.坐标系的零点偏置（平移）b.坐标旋转c.坐标镜像d.比例变换这些变换功能可以独自运用,也可以综合运用.零件坐标系与机床轴的关系零件坐标系的位置与基本坐标系（或机床坐标系）的关系通过矩阵变换编程来决定.在NC法式中通过如G54等指令调出或激活零件坐标系.以后工件坐标系有时在一个法式中,工件需要重新定位和旋转、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位置重新设置以后的工件原点以便于重新定位（旋转、镜像或比例缩放）.在同一个法式中,允许设置若干个零点偏置.1.4 轴的类型主坐标轴（几何坐标轴）主坐标轴界说一个右手坐标系,刀具在这个坐标系中通

10、过编程实现运动.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种说法.对车削类机床,经经常使用到X轴和Z轴,有时也用到Y轴.对铣削类机床,经经常使用到X轴、Y轴、Z轴.附加坐标轴相对几何轴而言,把没有一定几何关系的坐标轴界说为附加坐标轴.例如：车床转塔刀架的位置轴U,尾座轴V.第一主轴（主切削轴）机床加工运动中起决定切削作用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：这种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运用这根主轴来完成.指令：S或S0辅助主轴机床加工运

11、动中起辅助切削作用的主轴被称为第一主轴.指令：S1,S2,S3,S4轴的类型在编程时注意区别下列类型的轴：a.机床轴b.通道轴c.几何轴d.附加轴e.路径轴f.位置轴g.联动轴机床轴机床轴的名称在机床数据中被设定.标准名称：X1、Y1、Z1、A1、B1、C1、U1、V1也可以用下列标准名称来描述：AX1、AX2、Axn.通道轴在一个通道内的运动轴叫做通道轴.界说：X、Y、Z、A、B、C、U、V几何轴（直角坐标系）第二章数控法式编制的基本规则2.1 数控法式语言的构成元素文字设置下列文字在数控法式中是有效的.年夜写字母：A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、（O）、P、Q、R、

12、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：年夜、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%法式开始字符（只用于外部的PC法式编制）（用于参数或注释的符号）用于参数或注释的符号用于索引或地址的括号用于索引或地址的括号年夜于：主法式段=赋值,即是/除；法式段跳过执行*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$系统数据标识表记标帜_下划线,字母属性？保管（暂不指定）！保管（暂不指定）.小数点,逗号,

13、参数分隔符；说明、注释开始&文字格式,与空格字符相同Lp法式段结束Tab分隔符space分隔符（空白）注：无打印字符可作为空白字符.功能字数控法式是由法式段组成的,每一个法式段是由功能字组成的.数控语言中的一个功能字包括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.数字变量可以包括一个引导标识表记标帜符和一个十进制小数.这个引导字符总是呈现在地址字符和数字变量之间.正的引导字符（+）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

14、址在编程中,同一地址在呈现新的数值以前一直有效的地址叫做模态地址.模态地址在编程中,同一地址直到呈现新值的法式段以前一直有效.非模态地址只在本法式段内有效.2.1.2.3 轴的引申地址在轴的引申地址中,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：FAU=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系统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申意义的数字或由一个包括在中括号中的有效名称和一个有“=”的算术表达式组成.例如：X7不需要“=”,7是一个数值,但在这儿有一个“=”号也是允许的.X4=20将值赋给X4轴（需要“=”）

15、两个字母的地址（需要“=”）M3=53#主轴停止扩展地址暗示法只有在下列直接地址中允许使用.X、Y、Z轴地址I、J、K增量参数S主轴转速SPOS,SPOSA主轴位置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）可以通过一个有效的M、H、S地址及SPOS和SPOSA来取代.这个有效的地址名称置于中括号中.例如：SSPINU=470SPINU主轴的转速为470rpmMSPINU=3SPINU主轴顺时针旋转TSPINU=7SPINU主轴选择刀具2.1.2.5 系统固定地址下列地址是系统固定的地址.地址含义地址含义D刀具偏置号N子法式F进给功能P法式编号G准备功能R参数变量

16、H辅助功能S主轴转速L子法式调用T刀具顺序号M辅助功能：主法式法式举例：N10 G54 T9 D2引申轴的固定地址：地址含义AX轴值（在轴的法式段中可以变动）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法式举例：N10 POSX=100当用引申轴编程时,这根线性运动轴置于封闭的中括号内.2.1.2.6 地址变量地址也可以用一个地址字母（或地址字母以外的具有引申意义的数字）或者一个空余的符号界说.变量地址在一个法式的控制中必需是唯一的.相同的地址名称不允许用于分歧类型的地址.注意下列地址类型的区别：a.

17、轴值和终点地址b.插补参数地址c.进给速度地址d.迫近位置地址e.丈量地址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,具有引申意义的数字序号由一个或两个数字构成,它总是固定的.2.1.2.7 地址名称这种地址的标识表记标帜可以通过增加具有特征含义的字母加以扩展.例如：CR圆弧半径SPOS2.1.2.8 把持/算术功能代码含义+加-减*乘/除,（整数/整数）=实数；例如：DIV除,只限于可变动的整数类型（整数DIV整数）=整数；例：3/4=0MO

18、D模数相除生成一个整除后的余数.例如：3MOD4=3：链把持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()取整数部份ROUND()圆整（最后一位四舍五入）LN()自然对数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.在下列情况下,在地址名称和数值之间必需拔出一个“=”号.a.地址名称由一个以上字母组成.b.数值由一个以上常量组成.如果地址名是一个单一的字母和数值只有一个常量,则“=”号可以省略.在地址字母的后面加引导字

19、符和分隔符也是允许的.例如：X10将数值10赋给地址X,不需要“=”号.X1=10将数值10赋给地址X1,需要“=”号.FGROUP（X1,Y2）通过二维数组参数赋值AXDATAX1AXX1在法式中间接地将地址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 重要地址地址含义备注A旋转轴变量B旋转轴变量C旋转轴变量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准备功能定量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子法式调用定量M辅助功能定量N子法式定量OVR倍率定量P法式编号定量PO

20、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：主法式定量2.1.2.11 地址名称地址名称也可以用一个单词来描述（根据标准DIN66025）,在同一个NC法式中,这个单词具有相同的含义,这个地址名称必需是唯一的.同一个地址名称不能用于其它的地址.地址名可以代表下列含义：a.变量系统变量用户变量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陈规则

21、：a.一个地址名可以由32个以内的有效字符组成；b.下列字符有效：.字母.下划线.数字c.开头两个字符必需是字母或下划线,编程时把持符号不能插在分隔符之间（见后述）.例如：CMIRROR,CDON注意：留作专用的关键词不能用于地址名称,在分隔符之间禁止使用把持符号.屏幕显示对字符数量有一定的限制,在标准显示配置下,有下列限制：a.法式名：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抵触,故提供以下遵循规则：a.所有的以CYCLE或下划线开始的地址名称留作SIMENS循环用.b.所有的以CLS开头的地址名称留作SIMENS编纂循环用.c.用户编纂循环

22、的地址名称以CC开头.d.我们建议用户选择以字母U或某种下划线以及分歧于系统、编纂循环和SIMENS循环开头的地址名称.2.1.2.12 变量名在用于系统的变量中,开头字符采纳“$”符号.这个字符不能用于用户界说的变量.例如：$P_IFRAME ,$AC_F在用引申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取代）.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有效的.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）组成,例如一个地址字母.数据允许的类型由界说的变量类型决定,系统变

23、量和预界说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=（1010）BOOL布尔运算符：真1和假01,0CHARASCII码0255STRING字符串,字符数量在暗示,不超越200字符序列号0255AXIS只用于坐标轴轴数FRAME矩阵,用于坐标偏移、旋转、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,也可以使用二维阵列.常量a.整数常量有引导字符或没有引导字符的整数.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,有或没有引导字符的实数,例

24、如将一个数值赋给一个地址.例如：X10.25 将值赋给轴XX-10.25 将值赋给轴XX0.25 将值赋给轴XX.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可以在十六进制格式中用十六进制数暗示.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.字母和数字间也可以使用把持符.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可以使用二进制数来暗示.在这种情况下,只使用数

25、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.字母和数字间也可以使用把持符.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.法式段和法式结构一个NC法式由各个自力的NC法式段组成,一个NC法式段一般由各功能字组成.一个NC法式段包括一个把持步伐的所有需要的数据和一个检拆字符“LF”（换行）.注：“LF”字符不用手动拔出,它一般在你改变行的时候自动生成.2.1.3.1 法式段长度一个法式段最多包括242个字符（包括注释和结束字符“LF”在内）.注：在以后的把持法式显示区,一般可以显示三个法式段

26、,每一个法式段不超越66个字符,注释也显示出来.在独自的信息显示区显示机床把持信息.2.1.3.2 法式段中各个功能字的顺序为了保证法式段结构的清晰性,法式段中功能字一般按下列顺序排列.例如：N10 G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ D_ M_ H_各功能字说明地址含义N子法式段的顺序号地址10法式段号G准备功能X、Y、Z位置数据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（主要）注：一些地址在同一法式段中可以屡次使用.（例如G_,H_,M_）2.1.3.3 主法式段/子法式段在NC法式中,有两种法式段.a.主法式段b.子法式段在以主法式段开始的NC法式部份中,主法

27、式段必需包括所有的完成把持所需要的信息的功能字.注：主法式和子法式之间也可包括主法式段,在此,控制系统不检测主法式段中是否包括所有的完成把持所需要的信息.一个子法式段包括每一个把持步伐的所有需要的信息.2.1.3.4 NC法式段的顺序号主法式段通过一个主法式段序号来界说.一个NC主法式段的顺序号包括字符“：”和一个整数（法式段顺序号）,这个法式段序号总是呈现在法式段的开始.注：主法式段顺序号在一个法式文档中必需是唯一的.例如： :10 D2 F200 S900 M3子法式段通过一个法式段顺序号来界说.一个NC子法式段的顺序号包括字符“N”和一个整数（法式段顺序号）,这个法式段顺序号总是呈现在法

28、式段的开头.例如： N20 G1 X14 Y35 N30 X20 Y40为了当系统搜索法式时,只有唯一的结果,子法式段顺序号在一个法式中必需是唯一的.注：主法式段顺序号是任意的,建议采纳递增的顺序号.根据实际情况,在法式中也可以不使用法式段顺序号.2.1.4 NC法式构成一个NC法式由一个主法式段和若干个子法式段构成.例如：:10 D2 F200 S900 M3N20 G1 X14 Y35N30 X20 Y40N40 Y-10在任何法式运行时,不需要执行的法式段可以跳过.跳过不需要执行的法式段通过在该法式段前用字符“/”指定.一些连续执行的法式段也可以跳过执行,跳过的法式段部份不执行,下一个没有跳过的法式段继续执行.例如：N10 执行/N20 跳过 N