数控技术- 数控加工编程

1、主要内容CNC5.1 5.1 概述概述5.1.1 数控编程的基本概念数控编程的基本概念数控加工：数控加工：是泛指在数控机床上进行零件加工的是泛指在数控机床上进行零件加工的工工艺过程艺过程。数控编程：数控编程：是指是指编写加工指令编写加工指令的过程，即把加工零的过程，即把加工零件的件的工艺过程、工艺参数工艺过程、工艺参数和和运动要求运动要求用用数字指令的形式（数控语言）记录在介数字指令的形式（数控语言）记录在介质上。质上。第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程1CNC5.1 5.1 概述概述编辑部分编辑部分机床控制部分机床控制部分第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程25.1.2 5.1.2

2、 数控编程方法：手工编程和自动编程数控编程方法：手工编程和自动编程 5.1 5.1 概述概述手工编程：手工编程：对于对于加工尺寸较少加工尺寸较少的简单零件，可以采用手工的简单零件，可以采用手工编程。例如只加工几个孔，可以由编程人员或编程。例如只加工几个孔，可以由编程人员或机床操作者按照零件图纸，计算每个孔的坐标，机床操作者按照零件图纸，计算每个孔的坐标，直接编写出数控程序。直接编写出数控程序。自动编程自动编程：对于对于加工内容比较多、加工型面比较复杂加工内容比较多、加工型面比较复杂的零件，的零件，需要采用自动编程。需要采用自动编程。 具体采用何种编程方法取决具体采用何种编程方法取决于被加工零件

3、的特点、复杂程于被加工零件的特点、复杂程度及数控机床的性能。度及数控机床的性能。第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程3主要内容目前，大多数数控系统都支持两种标准代码：目前，大多数数控系统都支持两种标准代码：CNC5.1 5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 数控程序代码标准数控程序代码标准ISOISO（国际标准化组织）代码（国际标准化组织）代码EIAEIA（美国电子工业协会）代码（美国电子工业协会）代码。 数控系统的数控系统的参数表参数表中有一个参数，用来设中有一个参数，用来设定执行标准的种类。以定执行标准的种类。以ISOISO代码为例，其特

4、征是代码为例，其特征是用用7 7位二进制数表示一个字符或数字，如表位二进制数表示一个字符或数字，如表5.15.1所示。所示。第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程4主要内容CNC5.1.45.1.4 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤 数控编程的数控编程的主要内容主要内容有：分析零件图样，确有：分析零件图样，确定加工工艺过程，数值计算，编写零件加工程序，定加工工艺过程，数值计算，编写零件加工程序，制作控制介质，校对程序及首件试切加工等。制作控制介质，校对程序及首件试切加工等。数控编程的数控编程的一般步骤一般步骤为：为： 分析零件图纸，确定工艺过程分析零件图纸，确定工艺过程 数值计算数值

5、计算 编写加工程序单编写加工程序单 程序输入程序输入 校对检查程序校对检查程序 首件加工首件加工第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5CNC5.1.45.1.4 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程 这一步与普通机床这一步与普通机床加工零件时的工艺分析加工零件时的工艺分析相同。相同。 即在对图纸进行工即在对图纸进行工艺分析的基础上，选定艺分析的基础上，选定机床、刀具与夹具机床、刀具与夹具； 确定零件加工的确定零件加工的工工艺线路艺线路、工步工步顺序及顺序及切切削用量削用量等工艺参数等。等工艺参数等。 图纸工艺分析零件图纸 一、图纸工艺分析一、图纸

6、工艺分析6CNC5.1.45.1.4 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程 根据零件图纸上根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系求，在选定的坐标系内内计算零件轮廓和刀计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值具运动轨迹的坐标值。计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析零件图纸二、计算运动轨迹二、计算运动轨迹7CNC5.1.45.1.4 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程 根据制定的根据制定的加工路线加工路线、切削用量切削用量、刀具号码刀具号码、刀刀具补偿具补偿、辅助动作辅助动作及及刀具刀

7、具运动轨迹运动轨迹，按照数控系统，按照数控系统规定指令代码及程序格式规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个进行校核、检查上述两个步骤的错误。步骤的错误。 计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制零件图纸三、编制程序及初步校三、编制程序及初步校验验8CNC5.1.45.1.4 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程 将程序单上的内将程序单上的内容，经转换记录在控容，经转换记录在控制介质上，作为数控制介质上，作为数控系统的输入信息，若系统的输入信息，若程序较简单，也可直程序较简单，也可直接通过接通过MD

8、IMDI键盘输入。键盘输入。四、程序输入四、程序输入计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制程序输入程序输入零件图纸零件图纸9CNC5.1.45.1.4 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程 所输入的程序，必须所输入的程序，必须经过进一步的校验（经过进一步的校验（模拟模拟加工加工）和试切削，证明是）和试切削，证明是正确无误，才能用于正式正确无误，才能用于正式加工。加工。 如有错误，应分析错如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应误产生的原因，进行相应的修改。的修改。计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制程序输入程

9、序输入校验和试切零件图纸错误错误修修改改五、程序的校验和试切五、程序的校验和试切机床加工10CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2 5.2 数控编程的基础知识数控编程的基础知识5.2.15.2.1 数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统 机床坐标系机床坐标系 机床坐标系是为了确定工件在机床中的坐标、机机床坐标系是为了确定工件在机床中的坐标、机床运动部件的特殊位置（如：换刀点、参考点）以床运动部件的特殊位置（如：换刀点、参考点）以及运动范围（如：行程范围、保护区）等所建立的及运动范围（如：行程范围、保护区）等所建立的几何坐标系，它是机床上固有的坐标系。几何坐标系，它是机床上固有的坐标

10、系。机床坐标系的基本约定机床坐标系的基本约定数控机床采用统一的数控机床采用统一的标准笛卡儿直角坐标系标准笛卡儿直角坐标系。11CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统 三个坐标轴三个坐标轴X、Y和和Z互相垂直，各坐标轴的方向互相垂直，各坐标轴的方向符合符合右手法则右手法则。大姆指的方向为。大姆指的方向为X轴的正方向，食指轴的正方向，食指为为Y轴的正方向，中指为轴的正方向，中指为Z轴的正方向。轴的正方向。+X+Z+Y-返回返回12CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程 机床坐标轴和运动方向机床坐标轴和运动方向Z轴轴:通常约定机

11、床通常约定机床主轴轴线主轴轴线为为Z轴。（轴。（车车、立铣立铣、刨刨）X轴轴:X轴是水平的，它轴是水平的，它平行于工件的装夹面平行于工件的装夹面。Y轴轴:Y轴垂直于轴垂直于X、Z坐标轴坐标轴。Y轴的正方向根据轴的正方向根据X和和Z轴的正方向，按照标准笛卡儿直角坐标系来判断。轴的正方向，按照标准笛卡儿直角坐标系来判断。旋转运动旋转运动A、B和和C 附加坐标附加坐标U、V、W工件运动的坐标方向工件运动的坐标方向主轴旋转运动方向主轴旋转运动方向运动方向：假设工件不动，刀具在坐标系内运动，坐标轴指运动方向：假设工件不动，刀具在坐标系内运动，坐标轴指向增大工件和刀具之间距离的方向向增大工件和刀具之间距离

12、的方向5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统下一页下一页显示图形显示图形13CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程车床坐标系车床坐标系 +X+X+Z+Z5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统14CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统立式数控机床坐标系立式数控机床坐标系15CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程牛头刨床牛头刨床 +Y5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统16CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床

13、的坐标系统2. 2. 机床原点与参考点机床原点与参考点机床坐标系的原点：机床坐标系的原点：机床零点或机床原点（机床零点或机床原点（X=0，Y=0，Z=0）。机床零）。机床零点是机床上的一个固定点，点是机床上的一个固定点，由机床制造厂确定由机床制造厂确定。它。它是其它所有坐标系，如工件坐标系、编程坐标系、是其它所有坐标系，如工件坐标系、编程坐标系、以及机床参考点的基准点。以及机床参考点的基准点。数控机床参考点：数控机床参考点：用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的测用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的测量系统进行标定和控制的点。参考点的位置在每个量系统进行标定和控制的点。参考点的位置在

14、每个进给轴上预先用进给轴上预先用挡铁和限位开关挡铁和限位开关进行精确地确定。进行精确地确定。因此，参考点对机床零点的坐标是一个已知数，是因此，参考点对机床零点的坐标是一个已知数，是一个固定值。一个固定值。 17CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统3. 3. 工件坐标系与工件零点工件坐标系与工件零点工件坐标系：工件坐标系： 为了确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆为了确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧）的位置而建立的坐标弧）的位置而建立的坐标 系。编程时，为了编程方便，系。编程时，为了编程方便，编程人员以工件编程人

15、员以工件 图样上的某一点为原点，即工件原点建图样上的某一点为原点，即工件原点建立工件立工件 坐标系，而编程尺寸按工件坐标系中的尺寸来坐标系，而编程尺寸按工件坐标系中的尺寸来 确定。确定。工件坐标系的原点：工件坐标系的原点： 即是工件零点。选择工件零点时，最好把工件零点设即是工件零点。选择工件零点时，最好把工件零点设置在零件图的尺寸能置在零件图的尺寸能 够方便地转换成坐标值的点处。够方便地转换成坐标值的点处。18CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程4. 4. 编程零点编程零点编程零点即是编程零点即是程序零点程序零点。 一般对于简单零件，工件零点就是编程零点。一般对于简单零件，工件零点就

16、是编程零点。而对形状复杂的零件，需要编制几个程序或子程而对形状复杂的零件，需要编制几个程序或子程序。为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编序。为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程序编制的位置上。序编制的位置上。5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统19 机床参考点通常设在加工空间的边缘上。机床参考点通常设在加工空间的边缘上。机床原点机床原点工件原点工件原点机机床床参参考考点点编程原点编程原点数控车床坐标系及相关点的关系数控车床坐标系及相关点的关系CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程

17、5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统205.5. 绝对尺寸与增量尺寸绝对尺寸与增量尺寸绝对尺寸绝对尺寸绝对尺寸绝对尺寸增量尺寸增量尺寸增量尺寸增量尺寸绝对尺寸绝对尺寸指零件尺寸（或指零件尺寸（或运动位移）是从某一固定运动位移）是从某一固定坐标原点，如机床坐标系坐标原点，如机床坐标系的原点进行标注的。的原点进行标注的。增量尺寸增量尺寸是指零件上后一是指零件上后一点的尺寸（位置）是根据点的尺寸（位置）是根据前一点的位置增量进行标前一点的位置增量进行标注的，即零件上后一个点注的，即零件上后一个点的位置是以前一个点为的位置是以前一个点为零零点点进行标注的。进行标注的。CNC第第5

18、5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.15.2.1数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统21数控加工程序的结构与格式数控加工程序的结构与格式 程序的组成程序的组成 一个完整的加工程序由若干个一个完整的加工程序由若干个程序段程序段组成，一个程序段又组成，一个程序段又由若干个由若干个字字组成，字是数控系统的具体指令，它由表示地组成，字是数控系统的具体指令，它由表示地址的英文字母或特殊文字和数字组合而成。例如：址的英文字母或特殊文字和数字组合而成。例如：程序号程序号/程序名程序名程序段程序段字字程程序序段段号号程序内容程序内容程序段结束符号程序段结束符号%CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编

19、程5.2.2 5.2.2 数控加工程序数控加工程序22程序段格式程序段格式1)1)可变程序段格式可变程序段格式 这种程序段中字的数量是变化的，程序段的长短随所选用这种程序段中字的数量是变化的，程序段的长短随所选用的字数与字长（位数）而发生变化，程序段中的字不是固定不的字数与字长（位数）而发生变化，程序段中的字不是固定不变的。程序段中每个字都以地址符开始，其后再跟有符号和数变的。程序段中每个字都以地址符开始，其后再跟有符号和数字。可变程序段格式如下：字。可变程序段格式如下：N01 G01 X20 Y50F150 S300 T12 M03 LFN01 G01 X20 Y50F150 S300 T1

20、2 M03 LF；CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.25.2.2数控加工程序数控加工程序232)2)分格符程序段格式分格符程序段格式 这种格式预先规定了输入时可能出现的字的顺序，这种格式预先规定了输入时可能出现的字的顺序，在每个字前写一个分隔符在每个字前写一个分隔符HTHT（在（在EIAEIA标准中为标准中为TABTAB），），这样就可以不使用地址符，只要按规定的顺序把相应这样就可以不使用地址符，只要按规定的顺序把相应的数字跟在分隔符后面就行了。的数字跟在分隔符后面就行了。3)3)固定程序段格式固定程序段格式HT01 HT01 HT125.2 HT-135 HT99 HT0

21、1 HT03 HT03 LFHT01 HT01 HT125.2 HT-135 HT99 HT01 HT03 HT03 LFCNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.2 5.2.2 数控加工程序数控加工程序N01 G01 X125.2 Y-135 F99 S01 T03 M03 LFN01 G01 X125.2 Y-135 F99 S01 T03 M03 LF；24加工程序格式加工程序格式 加工程序是由加工程序是由程序程序号号、程序段程序段和和相应的符相应的符号所组成号所组成。图所示是在某数控机床上图所示是在某数控机床上铣切半圆的零件，编制的铣切半圆的零件，编制的加工程序如下：加工程

22、序如下：CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.2 5.2.2 数控加工程序数控加工程序252. 2. 数控加工常用功能指令及其代码数控加工常用功能指令及其代码准备功能准备功能 G G指令指令准备功能准备功能G G指令，是用来规定刀具和工件的相指令，是用来规定刀具和工件的相对运动轨迹（即指令插补功能）、机床坐标系、对运动轨迹（即指令插补功能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿和坐标偏置等多种加工操坐标平面、刀具补偿和坐标偏置等多种加工操作。从作。从G00G99G00G99共共100100种代码。种代码。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程5.2.2 5.2.2 数控加工程

23、序数控加工程序26一、与坐标系相关的指令一、与坐标系相关的指令1 1绝对坐标与增量坐标指令绝对坐标与增量坐标指令G90G90、G91G91 在一般的机床数控系统中，在一般的机床数控系统中，为方便计算和编程，都为方便计算和编程，都允许绝对允许绝对坐标方式和增量坐标方式坐标方式和增量坐标方式及及其混其混合方式合方式编程编程。这就必须用。这就必须用G90G90、G91G91指令指定坐标方式。指令指定坐标方式。绝对坐标与增量坐际绝对坐标与增量坐际G90绝对坐标值绝对坐标值。G91增量坐标值。增量坐标值。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程27G91 G01 X20 Y30；练习：练习：G90

24、G90、G91G91编程编程编制图中的移动量。编制图中的移动量。绝对坐标指令：绝对坐标指令：G90 G01 X30 Y50；增量坐标指令：增量坐标指令：CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程282.2.工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令G92G92n9292模态指令模态指令n程序段格式为：程序段格式为：G92 X Y ZG92 X Y ZnX X、Y Y、Z Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置为刀位点在工件坐标系中的初始位置。图图4.14.1工件坐标系设定工件坐标系设定35010O2Z1、Z2O1X1X225G92X25.0Z350.0设定工件坐标系为设定工件坐标系为X1O1Z1G9

25、2X25.0Z10.0设定工件坐标系为设定工件坐标系为X2O2Z2CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程29G92G92用来建立工件坐标系与机床坐标系的关系用来建立工件坐标系与机床坐标系的关系 将工件坐标系中，刀具将工件坐标系中，刀具位置起始点的坐标，通过位置起始点的坐标，通过G92G92指令通知数控系统，并把这指令通知数控系统，并把这一设定值存储在数控装置的一设定值存储在数控装置的存储器中。由于存储器中。由于刀具位置起刀具位置起始点始点在机床坐标系中的坐标在机床坐标系中的坐标已知，所以已知，所以间接间接建立起工件建立起工件坐标与机床坐标系的关系。坐标与机床坐标系的关系。机床原点机床原

26、点工件原点工件原点机床参考点机床参考点数控车床坐标系、工件坐标系及相关点的关系数控车床坐标系、工件坐标系及相关点的关系CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程30 G17 G17、G18G18、G19G19是坐标平面指令，分别是坐标平面指令，分别表示在表示在XYXY、ZXZX、YZYZ坐标平面内进行加工。坐标平面内进行加工。 这种指令用作直线与圆弧插补及刀具补这种指令用作直线与圆弧插补及刀具补偿时的平面选择。偿时的平面选择。 有的数控系统只有在一个坐标平面内加有的数控系统只有在一个坐标平面内加工有功能，则在程序中，只写出坐标地址符工有功能，则在程序中，只写出坐标地址符及其后面的尺寸，不必

27、书写坐标平面指令。及其后面的尺寸，不必书写坐标平面指令。3.3.坐标平面选择指令坐标平面选择指令G17G17、G18G18、G19G19CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程31二、运动控制指令二、运动控制指令1.1.快速点定位指令快速点定位指令0000 G00 G00指令使刀具以指令使刀具以点位控制点位控制方式从刀具所在点以方式从刀具所在点以最快速度移动到坐标系的最快速度移动到坐标系的指定位置指定位置。说明：说明：1 1、 G00G00运动轨迹视具体数控机床而议；运动轨迹视具体数控机床而议； 2 2、 指令了指令了G00G00的程序段不需要指定进给速的程序段不需要指定进给速 度度F

28、F。如果指定了，无效；。如果指定了，无效； 3 3、 G00G00移动的速度已由机床生产厂家设定移动的速度已由机床生产厂家设定 好，一般不允许修改。好，一般不允许修改。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程32G00指令的运动轨迹指令的运动轨迹YYYXXXAAABBBa)b)c)CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程33. .直线插补指令直线插补指令G01G01n功用：功用：该指令是直线运动控制指令，它命令刀具从当前位置以该指令是直线运动控制指令，它命令刀具从当前位置以两坐标或三坐标联动方式按指定的两坐标或三坐标联动方式按指定的F F进给速度作任意斜率的直线运进给速度作任意斜率

29、的直线运动到达指定的位置。该指令一般用作为轮廓切削。动到达指定的位置。该指令一般用作为轮廓切削。n格式：格式：G01 XG01 X Y Y Z Z ；其中：其中：X X、Y Y、Z Z为直线终点的绝对或增量坐标为直线终点的绝对或增量坐标F F为沿插补方向的进给速度。为沿插补方向的进给速度。n注意：注意：(1) G01(1) G01指令既可二坐标联动插补运动，又可三坐标指令既可二坐标联动插补运动，又可三坐标联动插补运动，取决于数控系统的功能，当联动插补运动，取决于数控系统的功能，当G01G01指令后面只有两指令后面只有两个坐标值时，刀具将作平面直线插补。若有三个坐标值时，将个坐标值时，刀具将作平

30、面直线插补。若有三个坐标值时，将作空间直线插补。作空间直线插补。 (2(2）G01G01程序段中必须含有进给速度程序段中必须含有进给速度F F指令，否则机床指令，否则机床不动作（不动作（认为速度为零认为速度为零）。）。 (3) G01(3) G01和和F F指令均为续效指令。指令均为续效指令。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程34如图所示路径，要求用如图所示路径，要求用G01G01，坐标系原点，坐标系原点o o是程序起始点，要求是程序起始点，要求刀具由刀具由o o点快速移动到点快速移动到A A点，然后沿点，然后沿ABAB、BCBC、CDCD、DADA实现直线切实现直线切削，再由削，

31、再由A A点快速返回程序起始点点快速返回程序起始点O O，其程序如下：，其程序如下： OXYADCB12281042练习：练习：G00G00、G01G01编程编程%0001%0001 N01 G92N01 G92X0X0Y0Y0；N10 G90 N10 G90 G00 G00 X10 Y12 S600 T01 M03X10 Y12 S600 T01 M03；N20 N20 G01G01 Y28 F100 Y28 F100；N30 X42N30 X42；N40 Y12N40 Y12；N50 X10N50 X10；N60 N60 G00G00 X0 Y0 X0 Y0；N70 MO5N70 MO5；

32、N80 M02N80 M02；CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程353 3圆弧插补指令圆弧插补指令G02G02、G03G03功用：功用：G02G02：顺时针圆弧：顺时针圆弧( (顺圆顺圆) )插补。插补。G03G03：逆时针圆弧：逆时针圆弧( (逆圆逆圆) )插补。插补。圆弧运动控制指令，用圆弧运动控制指令，用以实现圆弧插补加工。以实现圆弧插补加工。圆弧顺、逆方向判断：圆弧顺、逆方向判断： 沿垂直于要加工的圆弧沿垂直于要加工的圆弧所在平面的坐标轴从正向往所在平面的坐标轴从正向往负向看：负向看： 由圆弧起点到终点，半由圆弧起点到终点，半径转动方向是顺时针方向为径转动方向是顺时针方向为

33、0202，是逆时针方向为，是逆时针方向为G03G03。G02G02G02G03G03G03ZXYO圆弧插补方向判别圆弧插补方向判别CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程36G17G19G18书写格式书写格式: : (1) XY平面圆弧平面圆弧 (2) XZ平面圆弧平面圆弧 (3) YZ平面圆弧平面圆弧 第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程CNC37OXY153878R2048R23301025ABCDE58F%0001%0001N10N10G92 X0G92 X0Y0Y0；N20N20G90 G17 M03G90 G17 M03；N30N30GOO X15 Y10GOO X15 Y

34、10；N40N40G91 G01 X43 F180 S400;G91 G01 X43 F180 S400;N50N50G02G02 X20 Y20 I20 F80; X20 Y20 I20 F80; N60N60G01 Y18 F180; G01 Y18 F180; N70N70X-40; X-40; N80 N80 G03 G03 X-23 Y-23 J-23 F80; X-23 Y-23 J-23 F80; N90N90G01 Y-15 F180; G01 Y-15 F180; N100 G00 X-15 Y-10;N100 G00 X-15 Y-10;N110 M02; N110 M02

35、; 如图，设刀具由坐标原点如图，设刀具由坐标原点O O相对相对工件快速进给到工件快速进给到A A点，从点，从A A点开始点开始沿着沿着A A、B B、C C、D D、E E、F F、A A的线的线路切削，最终回到原点路切削，最终回到原点O O。 练习：练习： G02G02、G03G03编程编程使用使用R R格式编程格式编程 N50 G90 G02 X78 Y30 R20 F80N50 G90 G02 X78 Y30 R20 F80；N80 G90 G03 X15 Y25 R23 F80N80 G90 G03 X15 Y25 R23 F80；R R表示圆心角表示圆心角180180的圆弧的圆弧用用

36、R-R-表示圆心角表示圆心角180180的圆弧的圆弧 （程序名）（程序名）（确定起刀点的位置）（确定起刀点的位置）（绝对坐标，（绝对坐标，xy，正转），正转）（快进（快进OA）（程序结束）（程序结束）（AB）（顺圆（顺圆BC）（CD）（DE）（EF逆圆）逆圆）（FA）（快退（快退AO）注意：整圆只能用圆心坐标编程注意：整圆只能用圆心坐标编程 CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程38. .暂停暂停( (延迟延迟) )指令指令G04G04功用：功用： G04G04指令可使刀具作短时间的无进给运动指令可使刀具作短时间的无进给运动( (主轴仍然在转动），主轴仍然在转动），经过指令的暂停时间后

37、经过指令的暂停时间后再继续执行下一程序段，以获得平整而光滑再继续执行下一程序段，以获得平整而光滑的表面。的表面。钻头在孔底暂停在槽底暂停切断或切槽刀具 此功能常用于切槽、钻孔到孔底、锪平底此功能常用于切槽、钻孔到孔底、锪平底孔等对粗糙度有要求的场合。孔等对粗糙度有要求的场合。例如，车削环形槽时，若进给完立即退刀，例如，车削环形槽时，若进给完立即退刀，则其环槽外形为螺旋面，用暂停指令使工件则其环槽外形为螺旋面，用暂停指令使工件空转几秒钟，即能光整成圆。空转几秒钟，即能光整成圆。格式：格式： G04 注意：注意： 其中，符号其中，符号表示地址符，常用的地址符有表示地址符，常用的地址符有X、U、P、

38、S、F等，不同等，不同系统系统有有不同的规定，不同的规定， 为数字，表示暂停时间为数字，表示暂停时间(以秒或毫秒为单位以秒或毫秒为单位)，或表示工件或表示工件或刀具的或刀具的转数，视具体机床而定。转数，视具体机床而定。 G04为非续效指令，只在本程序段有效。为非续效指令，只在本程序段有效。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程39三三. 刀具补偿指令刀具补偿指令 1.1.刀具半径补偿指令（刀具半径补偿指令（G41G41、G42G42、G40G40）CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程G41G41为刀具左补偿，指顺着刀具前进方向看，刀具偏在工件轮廓为刀具左补偿，指顺着刀具前进方

39、向看，刀具偏在工件轮廓的左边；的左边；G42G42为刀具右补偿，指顺着刀具前进方向看，刀具偏在工件轮廓为刀具右补偿，指顺着刀具前进方向看，刀具偏在工件轮廓的右边；的右边；G40G40为取消刀补为取消刀补, ,使刀具中心与编程轨迹重合。使刀具中心与编程轨迹重合。格式：格式：G41G42D(H)D(H)； 使用使用G41G41、G42G42时，用时，用D D功能字指定刀具半径补偿值功能字指定刀具半径补偿值寄存器寄存器的地址号的地址号。刀具半径补偿值在加工前用。刀具半径补偿值在加工前用MDIMDI方式输入相应的寄方式输入相应的寄存器，加工时由存器，加工时由D(H)D(H)指令调用。指令调用。40刀具

40、半径补偿示意图刀具半径补偿示意图CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程41练习练习：G41G41、G42G42、G40G40编程编程 如图为铣刀半径补偿编程示如图为铣刀半径补偿编程示例，图中虚线表示刀具中心例，图中虚线表示刀具中心运动轨迹。设刀具半径为运动轨迹。设刀具半径为10mm10mm，刀具半径补偿号为，刀具半径补偿号为D01D01，起刀点在原点，起刀点在原点，Z Z轴方轴方向无运动。向无运动。nO01000100nN01 G92 X0 Y0 Z0N01 G92 X0 Y0 Z0；nN02 S1000 T01 M03N02 S1000 T01 M03；nN03 G90 N03 G9

41、0 G42G42 G01 X30.0 G01 X30.0 Y30.0 D01 F150.0 Y30.0 D01 F150.0；nN04 X50.0N04 X50.0；nN05 Y60.0N05 Y60.0；nN06 X80.0N06 X80.0；nN07 X100.0 Y40.0N07 X100.0 Y40.0；nN08 X140.0N08 X140.0；nN09 X120.0 Y70.0N09 X120.0 Y70.0；nN10 X30.0N10 X30.0；nN11 Y30.0N11 Y30.0；nN12 N12 G40 G40 G00 X0 Y0 M05 G00 X0 Y0 M05 M0

42、2M02；ABHCEDGFOCNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程422.2.刀具长度补偿指令（刀具长度补偿指令（G43G43、G44G44）功用：功用： 刀具长度补偿指令一般用于刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向刀具轴向(Z(Z方向方向) )的补偿，它可的补偿，它可使刀具在使刀具在Z Z方向上的实际位移大于或小于程序给定值，即方向上的实际位移大于或小于程序给定值，即: : 实际位移量程序给定值实际位移量程序给定值补偿值补偿值 上式中，二值相加称为上式中，二值相加称为正偏置正偏置，用，用G43G43指令来表示；二值相减称指令来表示；二值相减称为为负偏置负偏置，用，用G44G44指令来表示

43、。指令来表示。给定的程序坐标值和输入的补偿给定的程序坐标值和输入的补偿值本身都可正可负，由需要而定。值本身都可正可负，由需要而定。格式：格式：G43G43G44G44Z Z H H 其中其中Z Z值是程序中给定的坐标值。值是程序中给定的坐标值。H H值是刀具长度补偿值寄存器值是刀具长度补偿值寄存器的地址号，该寄存器中存放着补偿值。的地址号，该寄存器中存放着补偿值。 刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令G43G43、G44G44的注销也用取消刀补指令的注销也用取消刀补指令G40G40。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程43Z向 实 际 位 移 量 程 序 给 定 值 补 偿 值 可 正

44、可 负 CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程44四、固定循环指令四、固定循环指令 数控加工中，一般一个动作就要编制一条加工程序，数控加工中，一般一个动作就要编制一条加工程序，但在许多情况下，但在许多情况下，常常重复一组固定的动作常常重复一组固定的动作。如能用一。如能用一条固定循环指令去执行，则程序段数就会大为减少。条固定循环指令去执行，则程序段数就会大为减少。 例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作动作已经预先编好程序，存储在内存中已经预先

45、编好程序，存储在内存中，可用包含，可用包含G G代代码的一个程序段调用，从而简化编程工作。这种包含了码的一个程序段调用，从而简化编程工作。这种包含了典型动作循环的典型动作循环的G G代码称为循环指令，通常用代码称为循环指令，通常用G80G80G89G89。 在有些车床中，常用在有些车床中，常用G33-G35G33-G35和和G76-G79G76-G79作为固定循作为固定循环指令。固定循环指令一般随机床的种类、型号、生产环指令。固定循环指令一般随机床的种类、型号、生产厂家等而变，是不通用的。厂家等而变，是不通用的。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程45 1 1M00M00程序停止指令

46、程序停止指令 M00M00指令实际上是一个暂停指令实际上是一个暂停指令。功能是执行此指令后，机床停止指令。功能是执行此指令后，机床停止一切一切操作。按下操作。按下操作面板上的操作面板上的“启动启动”按钮后，机床重新启动，继续执按钮后，机床重新启动，继续执行后面的程序。行后面的程序。 2 2M01M01选择停止指令选择停止指令 M01M01指令的功能与指令的功能与M00M00相似，相似，不同的是，不同的是，M01M01只有在预先按下操作面板上只有在预先按下操作面板上“选择停止选择停止”按钮的情况下，程序才会停止。按钮的情况下，程序才会停止。 3 3M02M02程序结束指令程序结束指令 M02M0

47、2指令的功能是程序全部指令的功能是程序全部结束。此时主轴、进给及切削液结束。此时主轴、进给及切削液全部停止全部停止，数控装置和数控装置和机床机床复位复位。该指令写在程序的最后一段。该指令写在程序的最后一段。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程 辅助功能辅助功能M指令指令464. 4. 与主轴有关的指令与主轴有关的指令 （M03M03、M04M04、M05M05） M03M03表示主轴正转；表示主轴正转； M04M04表示主轴反转；表示主轴反转； 所谓主轴正转，是从主轴向所谓主轴正转，是从主轴向Z Z轴正向看，主轴顺时轴正向看，主轴顺时针转动；而逆时针转动则为反转。针转动；而逆时针转动

48、则为反转。 M05M05为主轴停止，它是在该程序段其它指令执行完为主轴停止，它是在该程序段其它指令执行完后才执行的。后才执行的。 5. 5. 换刀指令（换刀指令（M06M06） M06M06为手动或自动换刀指令。当为手动或自动换刀指令。当执行执行M06M06指令时，进给停止，主轴停转、切削液关闭。指令时，进给停止，主轴停转、切削液关闭。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程478. 8. 主轴定向停止指令（主轴定向停止指令（M19M19） M19M19使主轴准确地停止在预定的角度位置上。使主轴准确地停止在预定的角度位置上。 6. M076. M07、M08M08、M09M09冷却液开关

49、指令冷却液开关指令 M07 M07表示表示2 2号冷却液（雾状冷却液）开；号冷却液（雾状冷却液）开； M08M08表示表示1 1号冷却液（液状冷却液）开；号冷却液（液状冷却液）开； M09M09表示关闭冷却液开关表示关闭冷却液开关。 7. 7. 运动部件夹紧与松开指令（运动部件夹紧与松开指令（M10M10、M11M11） M10M10为运动部件的夹紧，为运动部件的夹紧，M11M11为运动部件的松开。为运动部件的松开。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程48 M30M30指令与指令与M02M02指令的功能基本相同，不同的是，指令的功能基本相同，不同的是，M30M30能自动返能自动返回程

50、序起始位置，为加工下一个工件作好准备。回程序起始位置，为加工下一个工件作好准备。9. M309. M30程序结束指令程序结束指令 10. M9810. M98、M99M99子程序调用与返回指令子程序调用与返回指令 M98 M98为调用子程序指令，为调用子程序指令，M99M99为子程序结束并返回到主程序的指令。为子程序结束并返回到主程序的指令。例：例：O10101010N0010 G92 X85 Y120;N0010 G92 X85 Y120;N0020 G90 G00 X30 Y45;N0020 G90 G00 X30 Y45;N0030 G01 X54 Y58 F150;N0030 G01

51、X54 Y58 F150;N0080 N0080 M98M98 P100 L2; P100 L2;N0100 M02;N0100 M02;O100100N010 G41 G00 X10 Y15;N010 G41 G00 X10 Y15;N020 G01 X35 Y35 F150;N020 G01 X35 Y35 F150;N090 N090 M99M99调用调用子程子程 序序返回返回主程主程 序序CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程49 F、S、T指令指令1. 1. 进给速度指令进给速度指令F F 也称也称F F功能，表示进给速度，属于模态代码。功能，表示进给速度，属于模态代码。 在

52、在G01G01、G02G02、G03G03和循环指令程序段中，必须要有和循环指令程序段中，必须要有F F指令，或者在这些程序段之前已经写入了指令，或者在这些程序段之前已经写入了F F指令。指令。 进给功能用地址符进给功能用地址符F F和其后和其后1 1至至5 5位数字表示，通常位数字表示，通常（F F）表示。）表示。 单位一般为单位一般为mm/minmm/min，当进给速度与主轴转速有关，当进给速度与主轴转速有关时（如车削螺纹），单位为时（如车削螺纹），单位为mm/rmm/r。 CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程502. 2. 主轴转速指令主轴转速指令S S 也称也称S S功能，主

53、要表示主轴转速或速度，属于模态功能，主要表示主轴转速或速度，属于模态代码。代码。 主轴转速功能用地址符主轴转速功能用地址符S S加二到四位数字表示。用加二到四位数字表示。用 G96G96和和G97G97分别指令单位为分别指令单位为m/min m/min 或或r/min r/min ，通常使用，通常使用G97(r/min)G97(r/min)。 G96G96S300S300；主轴转速为；主轴转速为300 m/min300 m/min G97 G97S1500S1500 ；主轴转速为；主轴转速为1500 r/min1500 r/min在车床系统里：在车床系统里：G97G97表示主轴恒转速；表示主轴

54、恒转速； G96G96表示恒切削速度。表示恒切削速度。 CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程513. 3. 刀具号指令刀具号指令T T 在自动换刀的数控机床中，该指令用以选择所在自动换刀的数控机床中，该指令用以选择所需的需的刀具号和刀补号刀具号和刀补号。 刀具用字母刀具用字母T T及其后面的及其后面的两位或四位两位或四位数字表示。数字表示。 例如：例如： T06T06表示表示6 6号刀具；（刀具的编号）号刀具；（刀具的编号） T0602T0602表示表示6 6号刀具，选用号刀具，选用2 2号刀补号。号刀补号。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程525.3 工艺分析与数值计算

55、工艺分析与数值计算5.3.1 5.3.1 数控加工工艺概述数控加工工艺概述CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程 数控加工与普通机床加工在方法与内容上有相似之处，数控加工与普通机床加工在方法与内容上有相似之处，最大区别在控制方式上。最大区别在控制方式上。以切削加工为例：以切削加工为例： 通用机床加工零件，某道工序，其通用机床加工零件，某道工序，其工步、机床运动先工步、机床运动先后次序、位移量、行走路线、切削参数的选择后次序、位移量、行走路线、切削参数的选择等，由操作等，由操作者自行考虑。手工完成。者自行考虑。手工完成。 数控加工时，将加工过程中所需的多种操作及刀具的数控加工时，将加工过

56、程中所需的多种操作及刀具的切削用量、走刀方向、切削速度都用数字化的代码表示，切削用量、走刀方向、切削速度都用数字化的代码表示，编成程序。编成程序。531.1.机床的合理选用机床的合理选用零件复杂程度与零件批量的关系零件复杂程度与零件批量的关系零件批量与综合费用的关系零件批量与综合费用的关系CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程54 多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。 轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。 用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备( (

57、工具、工具、夹具和模具夹具和模具) )的零件。的零件。 需要多次改型的零件。需要多次改型的零件。 价格昂贵，加工中不允许报废的关键零件。价格昂贵，加工中不允许报废的关键零件。 需要最短生产周期的急需零件。需要最短生产周期的急需零件。适于数控机床加工的零件适于数控机床加工的零件CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程552.2.数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析（1 1）零件图的尺寸标注应符合编程方便的原则）零件图的尺寸标注应符合编程方便的原则 1 1）零件图上的尺寸标注方法应适应数控加工的特点；）零件图上的尺寸标注方法应适应数控加工的特点； 2 2）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。

58、）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。 在手工编程时，要计算每个节点坐标。在自动编程时在手工编程时，要计算每个节点坐标。在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程56（2 2）零件的结构工艺性应符合数控加工的特点）零件的结构工艺性应符合数控加工的特点 1 1）零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸；）零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸； 2 2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。角半径不应过小。CNC第第

59、5 5章章 数控加工编程数控加工编程573 3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r r 不应过大。不应过大。4 4）应采用统一的基准定位。）应采用统一的基准定位。零件上最好有合适的孔作为定位基准孔。若没有，要设置工艺零件上最好有合适的孔作为定位基准孔。若没有，要设置工艺孔作为定位基准孔。孔作为定位基准孔。CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程583. 3. 加工方法的选择与加工方案的确定加工方法的选择与加工方案的确定 加工方法的选择加工方法的选择 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度加工精度和和表面粗糙度表面粗糙度的

60、要求。的要求。外外圆圆表表面面加加工工方方法法的的选选择择CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程59内孔表面加工方法的选择内孔表面加工方法的选择CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程60平面加工方法选择平面加工方法选择CNC第第5 5章章 数控加工编程数控加工编程61 加工方案确定的原则加工方案确定的原则 先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，确定为达先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，确定为达到这些要求所需要的最终加工方法；到这些要求所需要的最终加工方法； 再确定半精加工和粗加工的加工方法。再确定半精加工和粗加工的加工方法。4. 4. 工序与工步的划分工序与工步的划