数控车床编程入门知识

模块二数控车床编程入门知识数控车床的程序编制必须严格遵守相关的标准，数控编程是一项很严格的工作，首先必须掌握一些基础知识，才能学好编程的方法并编出正确的程序。一、数控车床的坐标系与运动方向的规定（一）建立坐标系的基本原则1．永远假定工件静止，刀具相对于工件移动。2．坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-28所示大拇指的方向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。在确定了X、Y、Z坐标的基础上，根据右手螺旋法则，可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。图1-28右手笛卡尔直角坐标系3、规定Z坐标的运动由传递切削动力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z轴，X轴为水平方向，平行于工件装夹面并与Z轴垂直。4、规定以刀具远离工件的方向为坐标轴的正方向。依据以上的原则，当车床为前置刀架时，X轴正向向前，指向操作者，如图1-29所示；当机床为后置刀架时，X轴正向向后，背离操作者，如图1-30所示。学习目标知识目标：●掌握数控车床坐标系的定义。●掌握数控加工程序的格式与组成。●熟悉数控车床编程常用符号及指令代码。能力目标：●掌握数控车床编程的入门知识，并能灵活运用。图1-29水平床身前置刀架式数控车床的坐标系图1-30倾斜床身后置刀架式数控车床的坐标系（二）机床坐标系机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的ZOX轴直角坐标系。1．机床原点机床原点（又称机械原点）即机床坐标系的原点，是机床上的一个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。数控车床的机床原点一般为主轴回转中心与卡盘后端面的交点，如图1-31所示。图1-31机床原点2．机床参考点机床参考点也是机床上的一个固定点，它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。作用主要是用来给机床坐标系一个定位。因为如果每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定成（0，0），这就会造成基准的不统一。数控车床在开机后首先要进行回参考点（也称回零点）操作。机床在通电之后，返回参考点之前，不论刀架处于什么位置，此时CRT上显示的Z与X的坐标值均为0。只有完成了返回参考点操作后，刀架运动到机床参考点，此时CRT上显示出刀架基准点在机床坐标系中的坐标值，即建立了机床坐标系。（三）工件坐标系数控车床加工时，工件可以通过卡盘夹持于机床坐标系下的任意位置。这样一来在机床坐标系下编程就很不方便。所以编程人员在编写零件加工程序时通常要选择一个工件坐标系，也称编程坐标系，程序中的坐标值均以工件坐标系为依据。工件坐标系的原点可由编程人员根据具体情况确定，一般设在图样的设计基准或工艺基准处。根据数控车床的特点，工件坐标系原点通常设在工件左、右端面的中心或卡盘前端面的中心。二、数控车床加工程序结构与格式（一）程序段结构一个完整的程序，一般由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。1．程序名FANUC系统程序名是O××××。××××是四位正整数，可以从0000-9999。如O2255。程序名一般要求单列一段且不需要段号。2．程序主体。程序主体是由若干个程序段组成的，表示数控机床要完成的全部动作。每个程序段由一个或多个指令构成，每个程序段一般占一行，用“；”作为每个程序段的结束代码。3．程序结束指令。程序结束指令可用M02或M30。一般要求单列一段。（二）程序段格式现在最常用的是可变程序段格式。每个程序段由若干个地址字构成，而地址字又由表示地址字的英文字母、特殊文字和数字构成，见表1-2。表1-2可变程序段格式12345678910注意机床坐标系与工件坐标系的区别，注意机床原点、机床参考点和工件坐标系原点的区别。NGXUYVZWIJKRFSTM程序段号准备功能坐标尺寸字进给功能主轴功能刀具功能辅助功能例如：N50G01X30.0Z40.0F100说明：1、N××为程序段号，由地址符N和后面的若干位数字表示。在大部分系统中，程序段号仅作为“跳转”或“程序检索”的目标位置指示。因此，它的大小及次序可以颠倒，也可以省略。程序段在存储器内以输入的先后顺序排列，而程序的执行是严格按信息在存储器内的先后顺序逐段执行，也就是说，执行的先后次序与程序段号无关。但是，当程序段号省略时，该程序段将不能作为“跳转”或“程序检索”的目标程序段。2．程序段的中间部分是程序段的内容，主要包括准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字等。但并不是所有程序段都必须包含这些功能字，有时一个程序段内可仅含有其中一个或几个功能字，如下列程序段都是正确的程序段。N10G01X100.0F100；N80M05；3．程序段号也可以由数控系统自动生成，程序段号的递增量可以通过“机床参数”进行设置，一般可设定增量值为10，以便在修改程序时方便进行“插入”操作。三、数控车床的编程指令体系FANUC0i系统为目前我国数控机床上采用较多的数控系统，其常用的功能指令分为准备功能指令、辅助功能指令及其它功能指令三类。1．准备功能指令常用的准备功能指令见表1-3表1-3FANUC系统常用准备功能一览表G指令组别功能程序格式及说明▲G0001快速点定位G00X(U)Z(W)；G01直线插补G01X(U)Z(W)F；G02顺时针方向圆弧插补G02X(U)Z(W)RF；G02X(U)Z(W)IKF；G03逆时针方向圆弧插补G0400暂停G04X；或G04U；或G04P；G2006英制输入G20；G21米制输入G21；G2700返回参考点检查G27XZ；G28返回参考点G28XZ；G30返回第2、3、4参考点G30P3XZ；或G30P4XZ；G3201螺纹切削G32XZF；(F为导程)G34变螺距螺纹切削G34XZFK；▲G4007刀尖半径补偿取消G40G00X(U)Z(W)；G41刀尖半径左补偿G41G01X(U)Z(W)F；G42刀尖半径右补偿G42G01X(U)Z(W)F；G500014坐标系设定或主轴最大速度设定G50XZ；或G50S；G52局部坐标系设定G52X__Z__；G53选择机床坐标系G53X__Z__；▲G54选择工件坐标系1G54；G55选择工件坐标系2G55；G56选择工件坐标系3G56；G57选择工件坐标系4G57；G58选择工件坐标系5G58；G59选择工件坐标系6G59；G6500宏程序调用G65PL自变量指定；G6612宏程序模态调用G66PL自变量指定；▲G67宏程序模态调用取消G67；G70精车循环G70PQ；G7100粗车循环G71UR；G71PQUWF；G72端面粗车复合循环G72WR；G72PQUWF；G73多重车削循环G73UWR；G73PQUWF；G74端面深孔钻削循环G74R；G74X(U)Z(W)PQRF；G7500外径/内径钻孔循环G75R；G75X(U)Z(W)PQRF；G76螺纹切削复合循环G76PQR；G76X(U)Z(W)RPQF；G9001外径/内径切削循环G90X(U)Z(W)F；G90X(U)Z(W)RF；G92螺纹切削复合循环G92X(U)Z(W)F；G92X(U)Z(W)RF；G94端面切削循环G94X(U)Z(W)F；G94X(U)Z(W)RF；G9602恒线速度控制G96S；▲G97取消恒线速度控制G97S；G9805每分钟进给G98F；▲G99每转进给G99F；说明：①打▲的为开机默认指令。②00组G代码都是非模态指令。③不同组的G代码能够在同一程序段中指定。如果同一程序段中指定了同组G代码，则最后指定的G代码有效。④G代码按组号显示，对于表中没有列出的功能指令，请参阅有关厂家的编程说明书。2．辅助功能指令FANUC系统常用的辅助功能指令见表1-4表1-4常用M指令一览表资料卡模态指令：一经指定就一直有效，直到被同组的G代码取消为止。非模态指令：只在本程序段中有效，下一段程序需要时必须重写。序号指令功能序号指令功能1M00程序暂停7M30程序结束并返回程序头2M01程序选择停止8M08冷却液开3M02程序结束9M09冷却液关4M03主轴顺时针方向旋转10M98调用子程序5M04主轴逆时针方向旋转11M99返回主程序6M05主轴停止3．其他功能指令常用的其他功能指令有刀具功能指令、主轴转速功能指令、进给功能指令，这些功能指令的应用，对简化编程十分有利，将在后面的内容中详细介绍。