第3章数控编程基础

返回主页退出第3章数控机床的程序编程基础返回主页退出水平床身数控车床返回主页退出倾斜床身数控车床返回主页退出垂直床身结构返回主页退出立式数控车床返回主页退出立式数控铣床返回主页退出卧式数控铣床返回主页退出龙门数控铣床返回主页退出固定立柱立式加工中心返回主页退出固定立柱立式加工中心返回主页退出滑枕立式加工中心返回主页退出O形整体床身立式加工中心返回主页退出移动立柱卧式加工中心返回主页退出移动立柱卧式加工中心返回主页退出移动立柱卧式加工中心返回主页退出移动立柱卧式加工中心返回主页退出工作台移动式龙门加工中心返回主页退出落地式5坐标加工中心返回主页退出3.1.1数控编程的基本概念数控机床是按事先编好的程序进行工作的。应把待加工零件的工艺参数、刀具轨迹、切削参数等等，按照规定的代码及格式编写程序单，并输入到的数控装置里用于控制数控机床。3.1概述返回主页退出3.1.2编程的内容及步骤返回主页退出零件的：材料选择：合适的数控机床形状合适的刀具尺寸合适的夹具精度要求合适的装夹方法热处理硬度1.确定加工方案返回主页退出确定以下参数：1）对刀点2）换刀点3）走刀路线4）切削参数：主轴转速下刀深度2.工艺处理返回主页退出数学处理有两个含义：1）编程中需知道工件每段轮廓的起点、终点及线形。其中一些参数是不能从零件的设计图纸直接得出的，需要计算，如某些角度的直线到圆弧的切点。2）数控机床一般只能加工直线或圆弧。若工件表面的轮廓是其它线形，则应该用直线和圆弧去拟合。更加复杂的轮廓面需要用计算机才能进行拟合并进而进行数学处理。（求起点、终点、线形等）3.数学处理返回主页退出4.编写程序根据所用机床和刀具以及指令格式，按照轮廓段逐段编写程序，一段轮廓一句程序。5.制备程序控制介质程序可以用Windows的写字板平台编制，并保存在内存中，用软盘或U盘作为附件带出来返回主页退出6程序校验和首件试切削①程序校验与修改手工编程采用的程序校验手段有：人工对数控程序进行检查；利用机床空运行功能对数控程序进行检查；利用数控加工模拟软件对数控程序进行检查；利用塑料或木材进行试加工。返回主页退出7.通过数控机床备有的RS232串行口将程序输入到数控机床里就完成了编程工作。②首件试加工与现场问题处理加工程序经过校验后还无法确定能否符合精度要求的零件，要进行首件试加工。在试加工过程中可以发现程序是否有错，可以知道零件加工精度是否合格以及加工现场会不会出现问题。在首件试加工中，要特别注意刀具与工件、夹具以及机床干涉的问题。大部分的加工事故都是在首件试切削时发生的。返回主页退出有3种编程方法：1.手工编程：2.APT语言编程：3.交互式图形编程：3.1.3数控编程方法当零件比较简单时可以用手工编程此种方法现在已走下坡路，这里不作介绍有的软件能在三维造型的基础上通过交互式对话自动生成数控程序。常用的软件有CAXA、ProE、UG、Mastercam等返回主页退出1.机床坐标系机床使用笛卡尔直角坐标系。实行右手定则。3.2数控编程基础3.2.1编程的几何基础ABC为旋转坐标X、Y、Z为移动坐标返回主页退出一个假设：假设工件不动，刀具进给采用右手笛卡儿坐标系直线坐标XYZ旋转坐标ABC附加坐标UVW确定顺序：Z—X—Y增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向返回主页退出1）Z轴：与机床主轴线平行的坐标轴为Z轴，远离工件的方向为Z轴的正向2.轴及方向的规定+Z卧式数控车床返回主页退出立式数控铣床坐标系+Z返回主页退出+Z卧式数控铣床坐标系返回主页退出+Z龙门式数控铣床坐标系返回主页退出工件旋转刀具旋转立式卧式工件的径向为X轴，刀具远离工件方向为正从主轴看向刀具，右手为正X单立柱双立柱从刀具看向立柱，右手为正X从右立柱看向左立柱，右手为正X2）X轴：X轴一般是最长的运动轴,它垂直于Z轴，平行于工件装夹表面。返回主页退出工件旋转机床－后置刀架数控车床返回主页退出刀具旋转机床－卧式铣镗床返回主页退出刀具旋转机床－立式铣床返回主页退出刀具旋转机床－龙门铣床左右+Z+X返回主页退出3）Y轴用右手定则确定之。车床没有Y轴4）回转轴绕X、Y、Z轴旋转的刀具（工件）称为A、B、C轴，其+方向由右手定则确定。返回主页退出卧式数控车床坐标系+X+Z返回主页退出立式数控铣床坐标系+Z+X+Y返回主页退出+Z+X+Y卧式数控铣床坐标系返回主页退出+Z+X+Y龙门式数控铣床坐标系返回主页退出3.坐标系机床坐标系：工件坐标系（编程坐标系）：将工件坐标系的原点同机床坐标系的位置关系（相对差值）记录下来---这就是确定了工件坐标系。工件坐标系可以有多个，这可以方便几个工件的编程。机床坐标系的原点在机床的固定位置由于机床坐标系的原点固定，往往在编程时不方便计算位置坐标值，人们习惯于以图纸设计基准为参考点，故采用工件坐标系进行位置计算返回主页退出数控机床坐标系坐标原点返回主页退出绝对坐标：增量坐标：4.绝对坐标系及增量坐标系以前一段程序的终点为参考点。如下图，其相对坐标Ub=-15，Vb=-20每一个位置点均以工件坐标原点为参考点返回主页退出坐标数：可以用数字单独控制的坐标轴的数目。有的坐标不能参与联动，但可以作周期进给，称为半个坐标，0.5轴。5.坐标数和多坐标加工返回主页退出(a)2坐标加工（b）2.5坐标加工（c）3坐标加工典型多坐标加工图例返回主页退出3.3数控系统的指令代码我国参照国际标准对数控程序里代码的含义及格式制定了标准。（但是该标准无强制性，各厂家独出心裁花样百出）我们学习的是一般情况下的指令。真正工作时需参考机床厂的使用说明书返回主页退出1.程序的地址、数据和字：地址：英文字母及字符数字：1~9、+、-、.2.程序段与程序组成一句程序一段轮廓------程序段3.3.1程序结构与格式返回主页退出％O0024N10G54G90G49G80;N20M06T01;N30S1000M03;N40G00X0.0Y0.0M08;N50Z20.;N60G01Z-6.F100.;N70X10.Y10.;N80G00Z100.;N90M09;N95M30;%以％开始程序编号（程序名）以绝对坐标编程换1#刀具启动主轴其转速1000rpm快速移刀到X=0Y=0处抬刀（向上）20mm向下进刀26mmf＝100---------加工程序已完成以％收尾返回主页退出指令代码模态功能说明指令代码模态功能说明G001快速定位运动G441刀具长度负补偿G011直线插补G54~591选定工件坐标系1～6G021顺时针圆弧插补G73~851固定循环用指令G031逆时针圆弧插补G901用绝对坐标编程G04#暂停G911用相对坐标编程G17~191XY/XZ/YZ平面选择G92#设定工件临时坐标系G201英制G981固定循环后返初点G211公制G991固定循环后返R点G401取消刀补G1001取消镜像G411刀具左补偿G1011镜像G421刀具右补偿G110~1291选定工件坐标系7～30G431刀具长度正补偿返回主页退出G00快速定位指令G90绝对坐标编程G91相对坐标编程G01直线插补指令G02顺时针圆弧插补指令G03逆时针圆弧插补指令G04暂停指令G17/G18/G19平面选择指令G41、G42左偏、右偏刀具半径补偿G54工件坐标系设定指令1.主要G代码说明返回主页退出G00；G01；G02；G03；G041）与刀具运动相关的指令返回主页退出快速点定位：G00XYZ；刀具从定位点快速移动到指定点。“快速”的作用是节省刀具运动时间（提高效率）。例如：G00X20.Y30.；含义是令刀具快速从现在点到达X=20.00Y=30.00的坐标点。1）与刀具运动相关的指令运用此代码时要特别注意把刀具升起来以避免打刀事故发生返回主页退出数控指令分为模态指令和非模态指令。如：N10G00X0Y0Z0;N20X10;...返回主页退出直线插补：G01XYZF；机床以指定的速度从现在位置直线加工至指定作标点。例如：G01X20.Y24.Z15.F100.；含义是刀具以规定速度（100mm/min）运动到终点坐标处（X＝20；Y＝24；Z＝15）1）与刀具运动相关的指令返回主页退出圆弧插补G02和G03圆弧加工是从刀具现在位置作为起点，加工所需尺寸的圆弧。一个平面上的同一段圆弧，根据起点和终点的顺序不同分为顺时针圆弧和逆时针圆弧。应用圆弧切削应当首先判断圆弧顺逆。返回主页退出顺圆切削G02XYIJ/RR=(1)圆弧=1800R0(2)圆弧1800R0逆圆切削G03XYIJ/RX10.0Y40.0I-30.0(R30.0)终点坐标圆心相对于圆弧起点的增量整圆可不写终点坐标，但必须写I()J()（不能用R）返回主页退出或者：G02X79.0Y58.5I39J8.5F100.G02X79.0Y58.5I-11J38.5F100.第一条圆弧第二条弧圆弧插补的例子第一条：G02X79.0Y58.5R40F100.第二条：G02X79.0Y58.5R-40F100.返回主页退出暂停指令：G04格式：G04X__；后面数值带小数点，单位为sG04P__；使用不带小数点的整数，单位ms例：G04X1.0；或G04P1000；表示主轴停转1s后执行下一个程序段有些机床P后面的数值表示刀具或工件的空转圈数；SINUMERIK系统暂停时间地址码用F，也有系统用U、K做地址码上一页下一页主要用于一些精加工及孔底加工，非模态返回主页退出（1）英制/米制编程指令：G20~G21G20：英制尺寸，单位为英寸G21：米制尺寸，单位为毫米2）与尺寸单位和坐标值有关的的指令（2）绝对尺寸编程和相对（增量）尺寸编程:G90和G91AB加工完成，现加工BC段程序：G90G01X40Y10F100;G91G01X30Y-20F100;ABC返回主页退出机床坐标系选择：G53（非模态）格式为G90G53X_Y_Z_;执行该命令，可使刀具快速定位到机床坐标系中该位置上。3）与坐标有关的指令返回主页退出加工前工件坐标系原点以MDI方式输入机床中，当选用该坐标系作为编程基准时，用G54～G59选定即可。如在程序中调用G54即可确定该工件坐标系的原点。模态指令。工件坐标系选取G54~G59例：先在机床设定项目G54下输入X=66.79Y=35.84Z=0.0返回主页退出返回主页退出工件坐标系设定：G50，G92(非模态)格式：G50/92X_Y_Z_;机床执行该指令不产生运动，只设定工件坐标系。一般使用G54-G59指令后，就不再使用G92指令。但如果使用时，则原来由G54-G59设定的程序原点将被移动G92后面X、Y值车床铣床返回主页退出例G50X200.0Z100.0指定了该工件的坐标系原点在图中“O”点处返回主页退出G17/G18/G19在3坐标联动机床里（大部分机床）有时其插补平面仅需一个平面，我们用G17/G18/G19来指定在哪一个平面内进行插补。4）与平面有关的指令返回主页退出（1）返回参考点:G28、G30N_G28X_Y_Z_；返回机床参考点G30P返回第2、3、4参考点（2）从参考点返回G29N_G29X_Y_Z_；（3）返回参考点检查G27N_G27X_Y_Z_；5）与参考点有关的G代码此处为终点坐标参考点在工件坐标系中的位置返回主页退出请大家思考后作答1、G50/G92同G54-G59指令的异同？2、G53指令执行后，如果刀具仍然有运动，这个运动坐标值是在哪个坐标系下给出的？返回主页退出3、试分析下面的例子中各个点的含义以及如何正确对参考点相关指令编程？AB（50，10）M（40，20）RXY返回主页退出4、如果预置1#工件坐标系偏移量为X-160，Y-380；3#X-350，Y-240.终点在坐标系中情况如何？N110G90G54G00X30Y100;N120G01X-122F100;N130G00X0Y0;N140G53X0Y0;N150G56X30Y100;N160G01X-122;N170G00X0Y0;返回主页退出5、如果预置1#工件坐标系偏移