第三讲-数控编程步骤-方法-格式-五大功能指令分析课件.ppt

1、数控车削技术第三讲第三讲 数控车削编程准备数控车削编程准备数控车削技术任务描述：任务描述：数控车削技术任务目标：任务目标：熟悉数控编程的步骤与方法，掌握数控熟悉数控编程的步骤与方法，掌握数控车削编程的格式及五大功能指令。掌握简单车削编程的格式及五大功能指令。掌握简单零件的编制方法。零件的编制方法。任务难点重点：任务难点重点：1、数控编程的格式、数控编程的格式 2 2、数控编程的五大功能指令、数控编程的五大功能指令 3 3、编制产品零件程序、编制产品零件程序数控车削技术一、一、数控编程的步骤与方法数控编程的步骤与方法1 1、数控编程的步骤、数控编程的步骤任务准备：任务准备：数控车削技术2 2、数

2、控编程的方法、数控编程的方法 （1 1）手工编程）手工编程 （2 2）自动编程）自动编程注意：注意：数控车削加工中的几个特殊点数控车削加工中的几个特殊点 1 1、刀位点、刀位点 刀位点是在编制加工程序时用来表刀位点是在编制加工程序时用来表示刀具位置的坐标点，一般是刀具上的示刀具位置的坐标点，一般是刀具上的一点。尖形车刀的刀位点为理想的刀尖一点。尖形车刀的刀位点为理想的刀尖点，刀尖带圆弧的车刀，刀位点在圆弧点，刀尖带圆弧的车刀，刀位点在圆弧中心；钻头的刀位点为钻尖。中心；钻头的刀位点为钻尖。数控车削技术数控车削技术2 2、对刀点、对刀点 对刀点是用来确定刀具与工件相对位对刀点是用来确定刀具与工件

3、相对位置的点，是确定工件坐标系与机床坐标系置的点，是确定工件坐标系与机床坐标系关系的点。在数控机床上加工零件时，对关系的点。在数控机床上加工零件时，对刀点是刀具相对于零件运动的起点，因为刀点是刀具相对于零件运动的起点，因为数控加工程序是从这一点开始执行的，所数控加工程序是从这一点开始执行的，所以对刀点也称为起刀点。对刀就是将刀位以对刀点也称为起刀点。对刀就是将刀位点置于对刀点上，以便建立工件坐标系。点置于对刀点上，以便建立工件坐标系。数控车削技术3 3、换刀点、换刀点 所谓换刀点，就是数控程序中制定用所谓换刀点，就是数控程序中制定用于换刀位置。该点可以是某一固定点，也于换刀位置。该点可以是某一

4、固定点，也可以是任意的一点。换刀点应设在零件或可以是任意的一点。换刀点应设在零件或夹具的外部，避免刀架转位时刀具与工件、夹具的外部，避免刀架转位时刀具与工件、夹具和机床产生干涉。夹具和机床产生干涉。数控车削技术二、数控编程的格式二、数控编程的格式1.1.数控车床编程基础数控车床编程基础(1)(1)数控程序的结构与格式数控程序的结构与格式 程序结构：数控程序由程序结构：数控程序由程序编号程序编号、程序程序 内容内容和和程序结束段程序结束段组成。组成。数控车削技术 FANUC 0i-TB数控系统编制的程序无论是主程序还是子程序都是由程序开始符、程序号、程序段和程序结束语、结束符组成。一个程序是由遵

5、循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的。如图3-1所示。O1000 N10 G00 X50 Z60 N20 G01X100 Z500 F150 S300 M03 N.N200 M30 程序 程序段 指令字 图 3-1 程序的结构 数控车削技术例如：例如：O 0001O 0001；程序编号程序编号 N001 G50 X40.0 Y30.0N001 G50 X40.0 Y30.0；N002 G00 X28.0 T0101 S800 M03N002 G00 X28.0 T0101 S800 M03；N003 G01 X-8.0 Y8.0 F200N003

6、G01 X-8.0 Y8.0 F200；程序内容程序内容N004 X0 Y0N004 X0 Y0；N005 X28.0 Y30.0N005 X28.0 Y30.0；N006 G00 X40.0N006 G00 X40.0；N007 M02N007 M02；程序结束段程序结束段数控车削技术3.1 3.1 数控车床程序的结构组成数控车床程序的结构组成1 1 程序的文件名程序的文件名（1）程序起始符：%或O符；（2）程序名：FANUC 0i-TB数控系统要求每个主程序和子程序有一个程序号。O(地址O后面可以有四位数字0-9999，数值前的0可以省略)。2 2 程序段的格式程序段的格式 程序段含有执行

7、工序所需要的全部数据内容。它是由若干个字和程序段结束符“；”所组成。每个字是由地址符和数值所组成。数控车削技术 (2)程序段格式程序段格式N xN x.x.x G x x X(U)G x x X(U)x xx Z(W)xx Z(W)xx x程序段号程序段号 准备功能准备功能 坐标运动尺寸坐标运动尺寸F xF x.x S x.x S xx M x x T x x x xx M x x T x x x x ;工艺性指令工艺性指令 结束代码结束代码FANUCFANUC系统默认的程序段号从系统默认的程序段号从5 5开始，以开始，以5 5为递增数。为递增数。程序结束符程序结束符 FANUCFANUC数控

8、系统的程序结束符为数控系统的程序结束符为“%”。地址符：一般是一个字母，扩展地址符也可以包地址符：一般是一个字母，扩展地址符也可以包含多个字母。含多个字母。数控车削技术数值：数值是一个数字串，可以带正负号和小数点，正号可以省略。程序段格式及说明程序段格式:N 字1 字2 字3 ；注释.；符号和说明见表符 号说 明N程序段号数值为1-9999的正整数，一般以5或10间隔以便以后插入程序段时而无须重新编排程序段号字1表示程序段指令；注释.表示对程序段进行说明,位于程序段最后但需用分号隔开；表示程序段结束 表示中间空格数控车削技术 由于程序段中有很多指令建议程序段的顺序和格式为:N G X Z T

9、D M S F ；注释 ；3.1.3 3.1.3 指令字的格式指令字的格式 一个指令字是由地址符(指令字符)和带符号（如定义尺寸的字）或不带符号（如准备功能字G代码）的数字数据组成的。程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。在数控程序段中包含的主要指令字符如表3-2所示。数控车削技术准备功能X，Y，ZA，B，CU，V，W坐标轴的运动指令R功 能地 址意 义零件程序号O程序号：19999程序段号N程序段号：N19999G指令运动方式(直线、圆弧等)G00-G99 尺寸字圆弧的半径，固定循环的参数I，J，K圆心相对于起点的坐标表3-2 指令字符一览表数控车削技术程序号的指令P子程

10、序号的指令 进给速度F进给速度指令 主轴功能S主轴速度指令 刀具功能T刀具编号指令 辅助功能M机床辅助动作指令 M00M99补偿号D刀具半径补偿号的指令 D00-D99暂停P，X暂停时间的指令 重复次数L子程序的重复次数，固定循环的重复次数参数P,Q车削复合循环参数倒角、倒圆C,R倒角、倒圆参数指令数控车削技术数控车削技术三、数控编程的五大功能指令三、数控编程的五大功能指令1 1、准备功能（、准备功能（G G代码）代码）准备功能也称准备功能也称G G功能或功能或G G代码，是用来指代码，是用来指令机床动作方式的功能。准备功能是用地址令机床动作方式的功能。准备功能是用地址符符G G及其后面的数字

11、来指令机床的动作。及其后面的数字来指令机床的动作。注意：注意：G G功能有非模态功能有非模态G G功能和模态功能和模态G G功能二种形式：功能二种形式：非模态非模态G G功能（当段有效代码）：只在书写了该功能（当段有效代码）：只在书写了该 代码的程代码的程序段中有效；序段中有效；模态模态G G功能（续效代码）：一组可相互注销的功能（续效代码）：一组可相互注销的G G功能，这些功能，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。数控车削技术数控车削技术2 2、辅助功能（、辅助功能（M M代码）代码）数控车削技术 辅助功能是用来指令机床辅助动作的一种辅助功

12、能是用来指令机床辅助动作的一种功能，它由地址符功能，它由地址符M M及其后的两位数字组成。及其后的两位数字组成。（1 1）M00M00程序停止程序停止 当执行有当执行有M00M00指令的程序段时，主轴的转动、指令的程序段时，主轴的转动、刀具的进给、切削液都将停止。它与单程序段刀具的进给、切削液都将停止。它与单程序段停止相同，模态信息全部被保存，以便进行某停止相同，模态信息全部被保存，以便进行某种手动操作，如换刀、测量工件的尺寸等。重种手动操作，如换刀、测量工件的尺寸等。重新启动机床后，继续执行后面的程序。新启动机床后，继续执行后面的程序。数控车削技术（2 2）M01M01选择停止选择停止 与与

13、M00M00的功能基本相同，只有在按下的功能基本相同，只有在按下“选选择停止择停止”键后，键后，M01M01才有效，否则机床继续执才有效，否则机床继续执行后面的程序段；按下行后面的程序段；按下“启动启动”键后，继续执键后，继续执行后面的程序。行后面的程序。（3 3）M02M02程序结束程序结束 该指令编在程序的最后一段，表示执行该指令编在程序的最后一段，表示执行完程序内所有指令后，主轴、进给停止，切完程序内所有指令后，主轴、进给停止，切削液关闭，机床处于复位状态，但程序结束削液关闭，机床处于复位状态，但程序结束后不返回到程序的开头位置。后不返回到程序的开头位置。数控车削技术（4 4）M30M3

14、0程序结束程序结束 使用使用M30M30时，除执行时，除执行M02M02的功能之外，还自的功能之外，还自动返回到程序的第一条语句，准备下一个工件动返回到程序的第一条语句，准备下一个工件的加工。的加工。数控车削技术3、进给功能（进给功能（F F代码）代码）进给功能是指令刀具切削进给的速度。它由地进给功能是指令刀具切削进给的速度。它由地址符址符F F及其后面的数字组成。及其后面的数字组成。F F代码用代码用G98G98和和G99G99两两G G指令来设定进给速度的指令来设定进给速度的单位。用单位。用G98G98来指令刀具每分钟移动的距离，用来指令刀具每分钟移动的距离，用G99G99来指令主轴每转一

15、转刀具移动的距离。如：来指令主轴每转一转刀具移动的距离。如：G98 G01 XG98 G01 X Z Z F12.3 F12.3；表示刀具一分钟移动表示刀具一分钟移动了了12.312.3mmmm，即进给即进给F=12.3mm/minF=12.3mm/min。G99 G01 XG99 G01 X Z Z F1.23 F1.23；表示主轴转一圈，刀表示主轴转一圈，刀具移动了具移动了1.231.23mmmm，即进给速度即进给速度F=1.23mm/rF=1.23mm/r。数控车削技术4 4、主轴功能（、主轴功能（S S代码）代码）主轴功能主要用来指令主轴的转速或速度。主轴功能主要用来指令主轴的转速或速

16、度。它由地址符它由地址符S S及其后面的数字组成。主轴转速的及其后面的数字组成。主轴转速的计量单位有两种，一种是计量单位有两种，一种是r/minr/min，另一种另一种m/minm/min。（1 1）恒线速度控制指令）恒线速度控制指令G96G96在车削端面、圆锥在车削端面、圆锥面或圆弧面时，用面或圆弧面时，用G96G96指令恒线速度，使工件上指令恒线速度，使工件上任意一点的切削速度都一样。任意一点的切削速度都一样。例如：例如：G96 S125 G96 S125 主轴恒线速度为主轴恒线速度为125125m/minm/min。数控车削技术（2 2）主轴速度直接指令）主轴速度直接指令 G97 G97

17、 直接指令主轴速度。直接指令主轴速度。例如：例如：G97 S1000 G97 S1000 主轴速度为主轴速度为10001000r/minr/min。（3 3）主轴最高转速限制指令）主轴最高转速限制指令G50G50恒线速度指令后，恒线速度指令后，随着工件直径变小，主轴转速会随之自动提高，随着工件直径变小，主轴转速会随之自动提高，为防止飞车，在用为防止飞车，在用G96G96指令恒线速度的同时，要指令恒线速度的同时，要用用G50G50指令来限制主轴最高转速。例如：指令来限制主轴最高转速。例如：G50 S1800G50 S1800（指令主轴最高转速指令主轴最高转速18001800r/minr/min）

18、G96 S100 G96 S100（指令恒线速度为指令恒线速度为100100m/minm/min）数控车削技术 G功能或G指令，是用于数控机床做好某些准备动作的指令。它由地址G和后面的两位数字组成，从G00G99共100种，虽然从G00G99共有100种G指令，但并不是每种指令都有实际意义.M功能或M指令。它由地址M和后面的两位数字组成，从M00M99共100种。在同一程序段中，既有M指令又有其他指令时，M指令与其他指令执行的先后次序由机床系统参数设定。数控车削技术 T功能。（1）T4位数法 T后的4位数中前两位数用于指定刀具号，后两位数用于指定刀具补偿存储器号，刀具号与刀具补偿存储器号不一定

19、要相同。（2）T2位数法 目前FANUC系统和国产系统数控车床采用T4位数法；绝大多数的加工中心及SIEMENS系统数控车床采用T2位数法。1.坐标功能2.刀具功能数控车削技术 （1）每分钟进给 直线运动的单位为mm/min；如果主轴是回转轴，则其单位为/min。准备功能字G98（数控铣床及部分数控车床系统采用G94）来指定。（2）每转进给 单位为mm/r，准备功能字G99（数控铣床及部分数控车床系统采用G95）来指定。3.进给功能数控车削技术 S功能（1）转速S 单位是r/min,准备功能G97来指定（2）恒线速度v 单位为m/min，用准备功能G96来指定。式中 v 切削线速度，单位为m/

20、min；D 刀具直径，单位为mm；n 主轴转速，单位为r/min。在实际操作过程中，可通过机床操作面板上的主轴倍率开关来对主轴转速值进行修正，一般其调整范围为50%-120%。DvnDnv/10001000/4.主轴功能数控车削技术 图3-10 线速度与转速关系数控车削技术 （3）主轴的启、停 辅助功能M03/M04/M05进行控制（1）指令分组 就是将系统中不能同时执行的指令分为一组，并以编号区别。对于不同组的指令，在同一程序段内可以进行不同的组合。而同组指令则应避免编入同一程序段内，以免引起混淆。数控车削技术 （2）模态指令 （又称为续效指令）表示该指令一经在一个程序段中指定，在接下来的程

21、序段中一直持续有效，直到出现同组的另一个指令时，该指令才失效。对于模态指令与非模态指令的具体规定，通常情况下，绝大部分的G指令与所有的F、S、T指令均为模态指令，M指令的情况比较复杂，请查阅有关系统出厂说明书。（3）开机默认指令数控车削技术 (1)FANUC系统中的绝对坐标与增量坐标 直接以地址符X、Z组成的坐标功能字表示绝对坐标，而用地址符U、W组成的坐标功能字表示增量坐标。FANUC数控车床可不能用G90/G91指令来指定绝对坐标与增量坐标。(2)SIEMENS系统中的绝对坐标与增量坐标 绝对坐标用指令G90表示，增量坐标用G91表示。数控车削技术 数字单位以米制为例分为两种，一种是以mm

22、为单位，另一种是以脉冲当量即机床的最小输入单位为单位，现在大多数机床常用的脉冲当量为0.001mm。数控编程时，不管那种系统，为保证程序的正确性，最好不要省略小数点的输入。如FANUC系统采用G21/G20来进行米、英制的切换，而SIEMENS系统和A-B系统则采用G71/G70来进行米、英制的切换。数控车削技术5 5、刀具功能（、刀具功能（T T代码）代码）刀具功能主要用来选择刀具，也可用来刀具功能主要用来选择刀具，也可用来选择刀具的长度补偿和刀具半径补偿。它由选择刀具的长度补偿和刀具半径补偿。它由地址符地址符T T及其后面的数字组成。及其后面的数字组成。刀具号和刀具补偿号的形式：刀具号和刀

23、具补偿号的形式：在在FANUC 0iFANUC 0i系统中，这两种形式均可通用。系统中，这两种形式均可通用。例如：例如：T0101T0101表示采用表示采用1 1号刀具和号刀具和1 1号刀补。号刀补。F F、S S、T T代码均为模态代码。代码均为模态代码。数控车削技术绝对编程方式和增量编程方式绝对编程方式和增量编程方式G x x X(U)G x x X(U)x xx Z(W)xx Z(W)xx x注：注：FANUCFANUC系统中，用系统中，用X X、Z Z表示表示绝对坐标编程；用绝对坐标编程；用U U、W W表示相表示相对坐标编程。对坐标编程。直径编程和半径编程直径编程和半径编程注：注：F

24、ANUC系统中，采用的都是直径编程系统中，采用的都是直径编程数控车削技术半径编程：G00 X5.Z5.；直径编程：G00 X10.Z5.；考虑使用上的方便，一般采用直径编程。考虑使用上的方便，一般采用直径编程。CNC系统缺省的编程方式为直径编程。系统缺省的编程方式为直径编程。数控车削技术G00G00快速点定位指令快速点定位指令格式：格式：G00 XG00 X（U U）_ Z_ Z（W W）_ _说明：说明：（1 1）G00G00指令是模态代码指令是模态代码 X X、Z Z：为绝对编程时，快速定位终点在工：为绝对编程时，快速定位终点在工件坐标系中的坐标；件坐标系中的坐标；U U、W W：为增量编

25、程时，快速定位终点相对：为增量编程时，快速定位终点相对于起点的位移量；于起点的位移量；数控车削技术 （2 2）刀具以点位控制方式从当前点快速移动）刀具以点位控制方式从当前点快速移动 到目标点。到目标点。（3 3）快速定位，无运动轨迹要求，）快速定位，无运动轨迹要求，移动速度移动速度是机床设定的空行程速度，与程序段中指定的进是机床设定的空行程速度，与程序段中指定的进给速度无关。给速度无关。（4 4）车削时快速定位目标点不能直接选在工）车削时快速定位目标点不能直接选在工件上，一般要离开工件表面件上，一般要离开工件表面1 12mm2mm。数控车削技术如图所示，从起点如图所示，从起点A A快速运动到目

26、标点快速运动到目标点B B，其绝对坐标方式编程为：其绝对坐标方式编程为：G00 X60.Z100.G00 X60.Z100.；其增量坐标方式编程为：其增量坐标方式编程为：G00 U40G00 U40.W80 W80.；执行上述程序段时，执行上述程序段时，刀具快速运动到点（刀具快速运动到点（6060，6060），再运动到点（），再运动到点（6060，100100），所以使用），所以使用G00G00指指令时要注意刀具是否和令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉，工件及夹具发生干涉，忽略这一点，就容易发忽略这一点，就容易发生碰撞。生碰撞。数控车削技术 直线插补指直线插补指G01G01说明：说明：（1

27、 1）刀具从当前点出发，在两坐标或三）刀具从当前点出发，在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的进给速度直坐标间以插补联动方式按指定的进给速度直线移动到目标点。线移动到目标点。G01G01指令是模态指令。指令是模态指令。格式：格式：G01 XG01 X（U U）Z Z（W W）；（2 2）进给速度由）进给速度由F F指定。它可以用指定。它可以用G00G00指指令取消。在令取消。在G01G01程序段中或之前必须含有程序段中或之前必须含有F F指指令。令。数控车削技术G00 X200.Z100.；如图所示，选右端面如图所示，选右端面O O为编程原点，绝对坐标编程为：为编程原点，绝对坐标编程为：G0

28、0 U-150.W-98.S800 M03；G01 W-42.F80；U30.W-20.；G00 U120.W160.；G00 X50 Z2.S800 M03；G01 Z-40.F80；X80.0 Z-60.；增量坐标编程为：增量坐标编程为：数控车削技术圆锥的车削圆锥的车削切削原理切削原理 圆锥分为正锥和倒锥，在数控车床上车外圆锥圆锥分为正锥和倒锥，在数控车床上车外圆锥时，有两种加工路线。时，有两种加工路线。数控车削技术圆弧插补指令圆弧插补指令G02/G03G02/G03 圆弧插补指令是使刀具在指定平面内按圆弧插补指令是使刀具在指定平面内按给定的进给速度作圆弧插补运动，切削出圆给定的进给速度作

29、圆弧插补运动，切削出圆弧曲线。顺时针圆弧插补用弧曲线。顺时针圆弧插补用G02G02指令，指令，逆时逆时针圆弧插补用针圆弧插补用G03G03指令。指令。数控车削技术 从与圆弧所在平面相垂直的坐标轴的正方向向从与圆弧所在平面相垂直的坐标轴的正方向向负方向看，顺时针圆弧插补指令为负方向看，顺时针圆弧插补指令为G02G02，逆时针圆弧，逆时针圆弧插补指令为插补指令为G03G03。数控车削技术指令格式为：指令格式为：G02/G03 G02/G03 X X（U U）-Z Z（W W）-R R-F F-说明：说明：首先应分清圆弧的加工方向，确定是顺时针圆首先应分清圆弧的加工方向，确定是顺时针圆弧还是逆时针圆

30、弧，选择圆弧加工指令。弧还是逆时针圆弧，选择圆弧加工指令。X X、Z Z后跟绝对尺寸，表示圆弧终点的坐标值；后跟绝对尺寸，表示圆弧终点的坐标值；U U、W W后跟增量尺寸，表示圆弧终点相对于圆弧起点的后跟增量尺寸，表示圆弧终点相对于圆弧起点的增量值；增量值；X X、U U均采用直径值编程。均采用直径值编程。数控车削技术 用圆弧半径用圆弧半径R R和终点坐标来加工圆弧时，由于和终点坐标来加工圆弧时，由于在同一半径的情况下，从圆弧的起点在同一半径的情况下，从圆弧的起点A A到终点到终点B B有两个有两个圆弧的可能性。为区分两者，圆弧的可能性。为区分两者，规定圆心角小于等于规定圆心角小于等于1801

31、80时，用时，用“+R+R”表示，反之，表示，反之，用用“-R-R”表示。表示。数控车削技术车圆法车圆法 车圆法就是用不同半径的同心圆来车削，最终车圆法就是用不同半径的同心圆来车削，最终将所需的圆弧车出来将所需的圆弧车出来数控车削技术任务实施：任务实施：1 1、分析零件图纸，从图纸中可以确定，、分析零件图纸，从图纸中可以确定，选择工件毛坯为选择工件毛坯为5050130mm130mm的棒料；的棒料；数控车削技术2 2、工艺分析、工艺分析 一号刀一号刀9393度外圆车刀，分三次加工完成，度外圆车刀，分三次加工完成，每次的背吃刀量为每次的背吃刀量为2.5mm2.5mm。工件坐标系建立在工件右端面的中

32、心，起工件坐标系建立在工件右端面的中心，起刀点在工件外面（刀点在工件外面（X52X52，Z2),Z2),换刀点在换刀点在（X100,Z100),X100,Z100),主轴转速主轴转速800r/min,800r/min,进给速度进给速度0.2mm/rad.0.2mm/rad.数控车削技术3 3、加工程序、加工程序采用采用G01G01编制程序编制程序O0001O0001；G99G99；T0101T0101；M03 S1000M03 S1000；G00 X52 Z2G00 X52 Z2；X45X45；G01 Z-50 F0.2G01 Z-50 F0.2；X52X52；G00 Z2G00 Z2；X40X40；G01 Z-30 F0.2G01 Z-30 F0.2；X52X52；G00 Z2G00 Z2；X35X35；G01 Z-10 F0.2G01 Z-10 F0.2；X52X52；G00 Z2G00 Z2；G00 X100 Z100G00 X100 Z100；T0100T0100；M30M30；%数控车削技术任务拓展：任务拓展：数控车削技术数控车削技术