数控编程(全)

数控加工程序编制数控编程定义根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件。常用编程方法手工编程自动编程（图形交互式）数控编程知识简介利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。手工编程编程步骤人工完成零件加工的数控工艺分析零件图纸制定工艺决策确定加工路线选择工艺参数计算刀位轨迹坐标数据编写数控加工程序单验证程序手工编程优点主要用于点位加工（如钻、铰孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现的情况等。缺点对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成。手工编程基础坐标系和运动方向命名原则1.刀具相对于静止工件而运动原则；2.右手笛卡儿直角坐标原则；3.运动的正方向——增大工件和刀具之间距离的方向，即刀具远离工件的方向为正。基础基础机床坐标轴的确定1.先确定Z轴。以平行于机床主轴的刀具运动坐标为Z轴，若没有主轴，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为Z轴。Z轴正方向是使刀具远离工件的方向。2.再确定X轴。X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。正方向也是使刀具远离工件的方向。3.Y坐标。在Z、X坐标确定后，用右手直角坐标系来确定。基础基础+Z+Y+X+W+B基础1.编程坐标系（工件坐标系）编程坐标系（工件坐标系）是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。基础程序结构和程序段格式1.1.程序结构O1001M03S600;T0101G00X50.Z2.……G00X100Z100M30%程序开始符程序名程序主体程序结束指令程序结束符基础1.2程序指令字1.顺序字N1）作用（1）对程序的校对和检索修改；（2）可直观地检查程序；（3）条件转向的目标。基础2.准备功能字G作用：建立机床或控制系统工作方式的一种命令。基础G功能代码功能含义G00快速点定位G01直线插补G02/G03顺/逆时针圆弧插补G04刀具进给暂停G28(G29)返回机床参考点G40取消刀尖圆弧半径补偿G41/G42刀尖圆弧半径左/右补偿基础4.辅助功能字M功能代码功能含义M00程序停止M01选择程序停止M02程序结束M30程序结束并返回程序头M03/M04主轴正/反转M05主轴停转M08/M09冷却开/关M98调用子程序M99子程序返回基础5.进给功能字F每分钟进给量（mm/min）每转进给量（mm/r）G98G996.转速字S恒转速（r/min）恒线速（m/min）G97G967.刀具字T第一节数控车床编程基础3.1.2数控车床编程特点1.数控车床的坐标方式：X轴以直径方式编程，Z轴以长度方式编程2.数控车床的编程部分：以零件的上半部分编程第二节数控车床的基本指令1.绝对值编程(X、Z）与相对值编程（U、W）绝对值编程：G01X100.Z50.相对值编程：G01U60.W-100.绝对值和相对值混合编程：G01U60.Z50.G01X100.W-100.3.2.1基本指令第二节数控车床的基本指令2.快速点定位G00格式：G00X（U）Z（W），0zxP1P2102030401020第二节数控车床的基本指令说明：（1）G00指令刀具相对于工件从当前位置以各轴预先设定的快移进给速度移动到程序段所指定的下一个定位点；（2）G00指令中的快进速度由机床参数对各轴分别设定，不能用程序规定。由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹并不总是直线。（3）快移速度可由面板上的快速修调旋钮修正。（4）G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。（5）G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。第二节数控车床的基本指令3.直线插补G01格式：G01X（U）Z（W）F，P20zxP1102030401020第二节数控车床的基本指令说明：（1）G01指令刀具从当前位置以联动的方式，按程序段中F指令规定的合成进给速度，按合成的直线轨迹移动到程序段所指定的终点。（2）实际进给速度等于指令速度F与进给速度修调倍率的乘积。（3）G01和F都是模态代码，如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度，可以不再书写这些代码。（4）G01可由G00、G02、G03或G33功能注销。第二节数控车床的基本指令4.圆弧插补G02/03格式：G02/03X（U）Z（W）RF，G02/03X（U）Z（W）IKF,P10zxP2102030401020第二节数控车床的基本指令说明：(1)G02、G03时，刀具相对工件以F指令的进给速度从当前点向终点进行插补加工，G02为顺时针方向圆弧插补，G03为逆时针方向圆弧插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向。(2)圆弧半径编程时，当加工圆弧段所对的圆心角为0～180°时，R取正值，当圆心角为180～360°时，R取负值，在同一程序段中I、K、R同时指令时，R优先，I、K无效。(3)X、Z同时省略时，表示起、终点重合，若用I、K指令圆心，相当于指令了360°的弧，若用R编程时，则表示指令为0°的弧。G02(G03)I...;整圆。G02(G03)R...;不动。(4)无论用绝对还是用相对编程方式，I、K都为圆心相对于圆弧起点的坐标增量，为零时可省略。第二节数控车床的基本指令5.暂停指令G04格式：G04X（P）,说明：（1）G04在前一程序段的速度降到零之后才开始暂停动作。（2）在执行含G04指令的程序段时，先执行暂停功能。（3）G04为非模态指令（4）G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。该指令除用于切槽、钻镗孔外，还可用于拐角轨迹控制。第二节数控车床的基本指令3.2.2编程例题5030Φ40Φ20XZ1234坐标：O（45，5）1（20，0）2（20，-20）3（40，-20）4（40，-50）例1第二节数控车床的基本指令T0101S1000M03G00X45.Z5.G01X20.Z0F0.5Z-20.F0.1X40.Z-50.G00X45.Z5.M05M30第二节数控车床的基本指令例2第二节数控车床的基本指令T0101S1000M03G00X45.Z5.G00X18.G01Z0.F0.3X20.Z-1.Z-10.G02X40.Z-20.R10.G01Z-50.G00X45.Z5.M05M30第三节刀具补偿功能第三节刀具补偿功能第三节刀具补偿功能1.刀具补偿指令G41——刀具半径左补偿G42——刀具半径右补偿G40——刀具半径补偿取消格式：G41/G42/G40G00/G01D_X(U)_Z(W)_(F_)第三节刀具补偿功能2.刀尖圆弧半径对加工的影响第三节刀具补偿功能1）欠切现象假想刀尖实际切削刃轨迹编程轨迹第三节刀具补偿功能2）过切现象编程轨迹假想刀尖实际切削刃轨迹第三节刀具补偿功能3.补偿方向的判断按程序路径前进方向，刀具偏在零件左侧进给为左补偿；刀具偏在零件右侧进给，为右补偿。刀具运动方向工件实体第三节刀具补偿功能4.刀具假想位置第三节刀具补偿功能5.刀具补偿注意事项1）刀补的引入和取消要求必须在G00或G01程序段，不应在G02/G03程序段上进行。2）当刀补数据为负值时，则G41、G42功效互换。3）G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。4）G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。第三节刀具补偿功能6.例题（例2）T0101S1000M03G00X45.Z5.G42G00X18.G01Z0.F0.2X20.Z-1.Z-10.G02X40.Z-20.R10.G01Z-50.X42.G40G00X45.Z5.M05M30第三节刀具补偿功能例3第四节车削固定循环3.4.1单一形状的固定循环1.内外直径的切削循环(G90)直线切削循环:G90X(U)___Z(W)___F___;第四节车削固定循环2.锥体切削循环:G90X(U)___Z(W)___R___F___;必须指定锥体的“R”值。切削功能的用法与直线切削循环类似。第四节车削固定循环2.台阶切削循环(G94)1）格式平台阶切削循环:G94X(U)___Z(W)___F___;锥台阶切削循环:G94X(U)___Z(W)___R___F___;第四节车削固定循环第四节车削固定循环3.4.2多重固定循环1.外圆粗车固定循环(G71)1）格式G71U(△d)R(e)G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)△d:切削深度(半径指定)e:退刀行程ns:精加工形状程序的第一个段号nf:精加工形状程序的最后一个段号。△u：X方向精加工预留量的距离及方向。△w:Z方向精加工预留量的距离及方向第四节车削固定循环2）功能如果在下图用程序决定A至A’至B的精加工形状,用△d(切削深度)车掉指定的区域,留精加工预留量△u/2及△w。第四节车削固定循环T0101;S800M03;G00X120.Z2.;G71U3.R0.5;G71P10Q20U1.W0.2F0.2;N10G42G00X40.;G01Z0F0.1;X60.Z-30.;W-20.;G02U40.W-20.R20.;G01X110.;X112.;N20G40X120.;G00X200.Z100.;M05;M30;例6第四节车削固定循环例7T0202S800M03G00X28.Z2.G71U2.R0.5G71P10Q20U-0.5W0.1F0.15N10G41G00X46.G01Z0F0.08U-4.Z-2.Z-46.5G03U-7.W-3.5R3.5G01X32.G01Z-70.N20G40G01X28.M05M30第四节车削固定循环2.端面车削固定循环(G72)1）格式G72W（△d）R(e)G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)△t,e,ns,nf,△u,△w，f,s及t的含义与G71相同第四节车削固定循环2）功能如下图所示，除了是平行于X轴外，本循环与G71相同。第四节车削固定循环3.成型加工复式循环(G73)1）格式G73U(△i)W(△k)R(d)G73P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)△i:X轴方向退刀距离(半径指定)△k:Z轴方向退刀距离(半径指定)d:分割次数第四节车削固定循环2）功能本功能用于重复切削一个逐渐变换的固定形式,用本循环,可有效的切削一个用粗加工段造或铸造等方式已经加工成型的工件。第四节车削固定循环例8（图3）T0303S1000M03G00X45.Z5.G73U20.W2.R20G73P10Q20U0.5W0F0.2N10G42G00X0G01Z0F0.2G03X28.692Z-19.28R15.G02X40.Z-40.R20.G01W-10.G01X42.N20G40X44.M05M30第四节车削固定循环4.精加工循环(G70)1)格式G70P(ns)Q(nf)2)功能用G71、G72或G73粗车削后，G70精车削。第四节车削固定循环5.端面啄式钻孔循环(G74)1.格式G74R(e);G74X(u)Z(w)P(△i)Q(△k)R(△d)F(f)e:后退量X:B点的X坐标Z:C点的Z坐标△i:X方向的移动量△k:Z方向的移动量△d:在切削底部的刀具退刀量。△d的符号一定是（+）。但是，如果X（U）及△I省略，可用所要的正负符号指定刀具退刀量。第四节车削固定循环第四节车削固定循环6.外经/内径啄式钻孔循环(G75)《宽槽循环》1）格式G75R(e);G75X(u)Z(w)P(△i)Q(△k)R(△d)F(f)第四节车削固定循环2）功能可在X轴割槽及X轴啄式钻孔。第五节螺纹加工指令1.螺纹加工指令G321）格式G32X