第章数控车床编程基础

数控技术天津市信息工程学校李广才一.数控技术的发展1.1946年世界上诞生了第一台电子计算机。2.第一台计算机诞生6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上。1952在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统的机床产生了质的变化。第一台数控机床诞生至今五十年以来，数控机床的核心—数控系统的发展经历了二个阶段和六代的发展。1.数控（NC）阶段2.计算机数控（CNC）阶段数控（NC）阶段(1952—1970年)早期的计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理影响不大，但它不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路，搭成机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD—WIREDNC）,简称为数控（NC）。随着电子元器件的发展，这个阶段又历经三代:1952年的第一代—电子管计算机组成的数控系统；1959年的第二代—晶体管计算机组成的数控系统；1965年的第三代—小规模的集成电路计算机组成的数控系统。计算机数控（CNC）阶段这一阶段从1970年开始至今。1970年研制成功大规模集成电路，并将其用于通用小型计算机。此时的小型计算机，其运算速度比五、六十年代的计算机有了大幅度的提高。比专门搭成的专用计算机成本低，可靠性高。于是，小型计算机被用作数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段。计算机数控阶段也经历了三代:1970年第四代—小型计算机数控系统；1974年第五代—微处理器组成的数控系统1990年第六代—基于PC的数控系统。数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解决了数控系统可靠性低，价格极为昂贵，应用很不方便等极为关键的问题，因此即使在工业发达国家，数控机床大规模地得到应用和普及也是在上世纪的七十年代末、八十年代初以后的事情，也就是说数控技术经过了近三十年的发展才走向普及应用．我国数控技术起步于20世纪50年代末期，经历了初期的封闭式开发阶段。现代数控技术发展趋势1高速、高精加工2数控系统具有多轴控制、多轴联动和复合加工的控制功能3数控系统开放化、智能化和网络化HNC华中数控的发展过程HNC华中数控的发展过程第一代－－华中Ｉ型第二代－－华中２０００华中“世纪星”ＨＮＣ－２１／２２－－分别经历１２３４代其中４代扩展到６轴精简版“世纪星”ＨＮＣ－１８i/１９i数控车床编程基础数控车床概述1-1数控车床编程基本知识1-2数控车床编程基本指令1-3数控车床编程实例1-4用户宏程序1-5数控车床操作基础第一章数控车床概述1-1概述本节主要介绍CJK6032数控车床。该车床为两坐标连续控制的数控车床，系统是HNC-21T系统，其人机界面、操作面板、操作步骤及编程方法与当前国际主流基本一致1-2数控车编程基本知识1、机床坐标轴2、机床原点、参考点、机床坐标系3、工件原点和工件坐标4、绝对编程、增量编程5、直径编程、半径编程1、机床坐标轴1）基本坐标轴数控机床的坐标轴和方向的命名制订了统一的标准，规定直线进给运动的坐标轴用X，Y，Z表示，常称基本坐标轴。X，Y，Z坐标轴的相互关系用右手定则决定，如图1所示，图中大姆指的指向为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。2）旋转轴围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则，如图1所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A，+B，+C方向。上述坐标轴正方向，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的方向。如果是工件移动则用加“′”的字母表示，按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，即有：+X=-X′,+Y=-Y′,+Z=-Z′，+A=-A′,+B=-B′,+C=-C′同样两者运动的负方向也彼此相反。+X+X+Y’+Z+Y+Z+Y+C+Z’+A+B+C+X+Y+Z+A+B+X’图1机床坐标轴3）附加坐标轴：在基本的线性坐标轴X，Y，Z之外的附加线性坐标轴指定为U，V，W和P，Q，R。这些附加坐标轴的运动方向，可按决定基本坐标轴运动方向的方法来决定。CJK6032坐标轴ZX+Y+X图2华中I型ZJK7532铣床坐标系统+ZZJK7532坐标轴2、机床原点、参考点、机床坐标系ZX参考点机床原点oo3、工件原点和工件坐标系ZX参考点机床原点oo)(编程原点工件原点ZX4、绝对编程与增量编程绝对编程时：用G90指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的坐标值；增量编程时：用U、W或G91指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的增量值；注：1：车床的默认状态为G90%0001N1T0101N2G00X25Z2N3G01X7.5（Z2）N4（X7.5）Z-30N5X12.5Z-40N6X25Z2N7M30绝对编程%0001N1G91N2G01X-17.5（Z0）N3（X0）Z-32N4X5Z-10N5X12.5Z42N6M30增量编程混合编程%0001N1T0101N2G00X25Z2N3G01X7.5（Z2）N4Z-30N5U5Z-40N6X25W42N7M301Φ15Φ25304043215、直径、半径编程注意：1、使用直径、半径编程时，系统参数设置要求与之对应%0001N1G37N2T0101N3G00X25Z2N4G01X7.5（Z2）N5（X7.5）Z-30N6X12.5Z-40N7X25Z2N8M30绝对编程%0001N1G37N2G91N3G01X-17.5（Z0）N4（X0）Z-32N5X5Z-10N6X12.5Z42N7M30增量编程混合编程%0001N1G37N2T0101N3G00X25Z2N4G01X7.5（Z2）N5Z-30N6U5Z-40N7X25W42N8M301Φ15Φ2530404321%0001N1G36N2T0101N3G00X50Z2N4G01X15（Z2）N5（X15）Z-30N6X25Z-40N7X50Z2N8M30半径编程%0001N1G36N2G91N3G01X-35（Z0）N4（X0）Z-32N5X10Z-10N6X25Z42N7M30%0001N1G36N2T0101N3G00X50Z2N4G01X15（Z2）N5Z-30N6U10Z-40N7X50W42N8M30直径编程第二章程序的结构2-1程序的构成•程序（完整）•主程序•子程序•程序段•.....•若干程序段•若干指令字•.....•.........•.........•.........•数值•指令字符•.........2-2程序格式%8001%0003N01G37N01G91G01X-12F100N02G92X16Z1N02G03X7.385Z-4.923R8N03G90G00Z0N03X2.215Z-39.877R60N04M03N04G02X2.4Z-28.636R40N05M98P0003L6N05G00X4N06G90G00X16Z1N06Z73.436N07M05N07X-4.8N08M30N08M99第三章数控车床编程指令体系3-1M指令(或辅助功能)3-2S．F．T指令3-3G指令(准备功能)1、坐标系相关G指令2、运动相关G指令3、单一循环G指令4、复合循环G指令3-1M指令(或辅助功能)表3-2指令功能说明备注M00程序暂停执行M00后，机床所有动作均被切断，重新按程序启动按键后，再继续执行后面的程序段。M01任选暂停执行过程和M00相同，只是在机床控制面板上的“任选停止”开关置于接通位置时，该指令才有效。*M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停M07切削液开*M09切削液关*M30主程序结束切断机床所有动作，并使程序复位。M98调用子程序其后P地址指定子程序号，L地址指定调运次数。M99子程序结束子程序结束，并返回到主程序中M98所在程序行的下一行*暂无此功能。1、S指令(主轴功能)1）转/每分钟（M03后）2）米/每分钟（G96恒线速有效）3）转/每分钟（G97取消恒线速）2、F指令(进给功能)：1）每分钟进给(G94)2）每转进给(G95)3-2S．F．T指令2、T指令(刀具功能)%0012N01T0101(此时换刀，设立坐标系，刀具不移动)N02G00X45Z0（当有移动性指令时，加入刀偏）N03G01X10F100N04G00X80Z30N05T0202(此时换刀，设立坐标系，刀具不移动)N06G00X40Z5（当有移动性指令时，执行刀偏）N07G01Z-20F100N08G00X80Z30N09M303-3G指令(准备功能)表3-3代码组号意义代码组号意义G57G58G5911零点偏置G00G01G02G0301快速定位直线插补圆弧插补（顺时针）圆弧插补（逆时针）G6500宏指令简单调用G0400暂停延时G66G6712宏指令模态调用宏指令模态调用取消G20G2108英制输入公制输入G90G9113绝对值编程增量值编程G9200坐标系设定G27G28G2900参考点返回检查返回到参考点由参考点返回G3201螺纹切削G80G81G8201内、外径车削单一固定循环端面车削单一固定循环螺纹车削单一固定循环G40G41G4209刀具半径补偿取消刀具半径左补偿刀具半径右补偿G94G9514每分进给每转进给G5200局部坐标系设定G54G55G5611零点偏置G71G72G73G7606内、外径车削复合固定循环端面车削复合固定循环封闭轮廓车削复合固定循环螺纹车削复合固定循环3-3-1有关单位设定G功能1、英制输入G20(单位in)和公制输入G21(单位mm)指令2、进给量的设定G94和G95指令3-3-2坐标系相关的G指令1）绝对编程与增量编程绝对编程时：用G90指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的坐标值；增量编程时：用U、W或G91指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的增量值；注：1：车床的默认状态为G902：表示增量的字符U、W不能用于循环指令G80、G81、G82、G71、G72、G73、G76程序段中，但可用于定义精加工轮廓的程序中%0001N1T0101N2G00X50Z2N3G01X15（Z2）N4（X15）Z-30N5X25Z-40N6X50Z2N7M30绝对编程%0001N1G91N2G01X-35（Z0）N3（X0）Z-32N4X10Z-10N5X25Z42N6M30增量编程混合编程%0001N1T0101N2G00X50Z2N3G01X15（Z2）N4Z-30N5U10Z-40N6X50W42N7M301Φ15Φ25304043212）坐标系设定G92指令G92X___Z___；X、Z取值原则：1、方便数学计算和简化编程；2、容易找正对刀；3、便于加工检查；4、引起的加工误差小；5、不要与机床、工件发生碰撞；6、方便拆卸工件；7、空行程不要太长；3）零点偏置G54~G59指令4）直接机床坐标系编程G53指令注：使用该类指令前须回过一次参考点。5）直径、半径编程G36、G37指令格式：G36直径编程G37半径编程注意：1、使用直径、半径编程时，系统参数设置要求与之对应Φ20Φ180160+X44254Φ50二、直径编程%3351N1G92X180Z254N2G36G01X20W-44N3U30Z50N4G00X180Z254N5M30一、半径编程%3352N1G37N2G92X90Z254N3G01X10W-44N4U15Z50N5G00X90Z254N6M303-3-3进给控制指令1）快速点定位G00指令G00X（U）_Z（W）_%1008T0202G00X90Z253G00X30Z173X90Z253M05M3032060309040253ABCXZ83图D2、直线插补G01指令G01X（U）__Z（W）__F__%1008T0303G00X90Z253G90G01X30Z173G00X90Z253M05M30380309040253ADCXZ83图501003533100例