实训二 基本指令代码

1、实训二 基本指令代码实训目的与要求：1.数控车床的程序结构组成。2.掌握程序编制的格式。3.掌握M、S、T、F辅助功能的作用。4.掌握基本准备功能G代码的结构和编制注意事项。5.加工练习。1.数控编程概述零件程序是由数控装置专用编程语言书写的一系列指令组成的（应用得最广泛的是ISO 码：国际标准化组织规定的代码）。数控装置将零件程序转化为对机床的控制动作。最常使用的程序存储介质是磁盘和网络。1.1 数控编程基本知识1.1.1 机床坐标轴为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X，Y，Z 表示，常称基本坐标轴。X，Y，Z 坐标轴的相互关系用

2、右手定则决定，如图11 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。 图11 机床坐标轴围绕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。数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。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 =-

3、Y, +Z =-Z，+A =-A, +B =-B, +C =-C同样两者运动的负方向也彼此相反。机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局，对车床而言：Z 轴与主轴轴线重合，沿着Z 轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；X 轴垂直于Z 轴，对应于转塔刀架的径向移动，沿着X轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；Y 轴(通常是虚设的)与X 轴和Z 轴一起构成遵循右手定则的坐标系统。 图12车床坐标轴及其方向注：1本说明书针对数控车床进行说明,其为 X、Z 两轴联动2其中实例图形中坐标系情况如下:实线刀具代表上位刀架机床，其坐标系为：X 轴向上为正，Z轴向右为正；虚线刀具代表下位刀架机床，其

4、坐标系为：X 轴向下为正，Z轴向右为正。两种刀架方向的机床，其程序及相应设置相同。1.1.2 工件坐标系、程序原点和对刀点工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一已知点为原点（也称程序原点），建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。 一般情况下，程序原点应选在尺寸标注的基准或定位基准上。对车床编程而言，工件坐标系原点一般选在，工件轴线与工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交点上。对刀点是零件程序加工的起始点，对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的

5、位置，对刀点可与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系。可以通过CNC 将相对于程序原点的任意点的坐标转换为相对于机床零点的坐标。2.零件程序的结构一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据。一个零件程序是由遵循一定结构、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21所示。图21程序的结构2.1 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21

6、 所示。表21 指令字符一览表2.2 程序段的格式一个程序段定义一个将由数控装置执行的指令行。程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法，如图21所示。图22 程序段格式2.3 程序的一般结构一个零件程序是一组被传送到数控系统中去的指令和数据，它是由遵循一定结构、语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。华中世纪星数控系统HNC-21M的程序由以下几部分构成： 1程序起始符（程序号）：%(或O)符，后跟四位数的程序号。如：%1000；（不同的数控系统程序号地址码有所差别。例如在FANUC系统中采用英文字母“O”作为程序编号地址，SINUMERIC系统采用“%”，A

7、B8400系统采用“P”等。编程时一定要根据说明书的规定作指令否则系统是不会执行的。） 2程序体（程序的主体）：是整个程序的核心，由许多程序段组成每个程序段由一个或多个指令组成，表示数控机床要完成的全部动作。 (1) 程序段结束：每个程序段的结束用“Enter”(回车键)； (2) 程序注释符 括号( )内或分号“；”后的内容为注释文字。程序执行时将跳过这部分内容； 3程序结束符：M02或M30。 一个零件程序必须包括起始符和结束符。零件程序是按程序段的输入顺序执行的，而不是按程序段号的顺序执行的，建议按升序书写程序段号。3. 模态指令与非模态指令的区分3.1模态指令模态指令：称续效指令，一经

8、程序段中指定，便一直有效，直到后面出现同组另一指令或被其他指令取消时才有效。编写程序时，与上段相同的模态指令可以省略不写。不同组模态指令编在同一程序段内，不影响其续效。3.2非模态指令非模态指令：称非续效指令，其功能仅在出现的程序段有效。4. 常用M指令M指令是控制数控机床“开、关”功能的指令，主要用于完成加工操作时的辅助动作。M指令有模态还非模态之分，常用M指令的功能及应用如下：4.1程序停止指令：M00功能：执行完包含M00的程序段后，机床停止自动运行，此时所有存在的模态信息保持不变，用循环启动使自动运行重新开始。4.2选择停止指令：M01功能：与M00类似，执行完包含M01的程序段后，机

9、床停止自动运行，只是当机床机床操作面板上的选择停开关压下时，这个代码才有效。4.3主轴正转、反转、停止指令：M03、M04、M05功能：M03、M04可使主轴正、反转，与同段程序其他指令一起开始执行。M05指令可使主轴在该程序段其他指令执行完成后停止转动。格式：M03 S M04 S M054.4 冷却液开、关指令：M08、M09功能：M08表示开启冷却液，M09表示关闭冷却液。4.5 程序结束指令：M02或M30功能：该指令表示主程序结束，同时机床停止自动运行。CNC装置复位。M30还可使控制返回到程序的开始，故程序结束使用M30比M02方便些。说明：该指令必须编在最后一个程序段中。5. 主

10、轴功能、进给功能和刀具功能5.1主轴功能S主轴转速功能表示机床主轴的转速大小，由S和后面的若干数字组成。格式：M03 S600 主轴以600r/min的速度正转。5.2 恒线速度指令G96、G97 格式：G96 S_ ； G97 S_ ； 说明： G96：恒线速度有效。G97：取消恒线速度功能。 S：G96后面的S值为切削的恒定线速度，单位为 m/min；G97后面的S值为取消恒线速度后，指定的主轴转速，单位为 r/min；若缺省，则为执行G96指令前的主轴转速度。 注意： 使用恒线速度功能，主轴必须能自动变速。（如：伺服主轴、变频主轴）在系统参数中设定主轴最高限速。 5.3进给功能F进给功能

11、表示刀具中心运动时的进给速度，由F和其后的若干数字组成。数字的单位取决于数控系统所采用的进给速度的指定方式。每分钟进给量格式：G94 F-说明：G94为数控车床的初始状态。每转进给量格式：G95 F-使用下式可以实现每转进给量和每分钟进给量的转化。Fm=Fr×SFm为每分钟的进给量Fr为每转的进给量S为主轴转速6. 刀具功能刀具功能用于指定刀具和刀具参数，由T和其后的四位数字组成。格式：T XX XX说明：前两位不表示刀具序号，后面两位表示刀具补偿号。刀具的序号要与刀架上的刀位号相对应。刀具序号和刀具补偿号不必相同，但为了方便通常他们一致。取消刀具补偿的T指令格式为：T0000。7有

12、关坐标系和坐标的G功能 7.1绝对值编程G90与相对值编程G91格式：G90； G91； 说明： G90：绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的。G91：相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。 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； 其中表示增量的字符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。 G90、G91为模态功能，可相互注销，G90为缺省值。增量编程时，用

13、U、W或G91指令后面的X、Z 表示X 轴、Z轴的增量值。 分析下例如图71所示使用G90、G91编程：要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3 点，然后回到原点。图717.2坐标系设定G92 格式：G92 X_ Z_ ；说明： X、Z：对刀点到工件坐标系原点的有向距离。 当执行G92 X Z指令后，系统内部即对(，)进行记忆，并建立一个使刀具当前点坐标值为(，)的坐标系，系统控制刀具在此坐标系中按程序进行加工。执行该指令只建立一个坐标系，刀具并不产生运动。G92指令为非模态指令。 执行该指令时，若刀具当前点不在工件坐标系的和坐标值上，则加工原点与程序原点不一致，加工出的产品就有误差或报废，甚至出

14、现危险。因此执行该指令时，刀具当前点必须恰好在对刀点上即工件坐标系的和坐标值上。 由上可知要正确加工，加工原点与程序原点必须一致，故编程时加工原点与程序原点考虑为同一点。实际操作时怎样使两点一致，由操作时对刀完成。在执行程序段 G92 X Z前，必须先对刀。例如，如图72所示坐标系的设定，当以工件左端面为工件原点时，应按G92 X180 Z254建立工件坐标系。当以工件右端面为工件原点时，应按G92 X180 Z44建立工件坐标系。图72坐标系的设定显然，当、不同，或改变刀具位置时，既刀具当前点不在对刀点位置上，则加工原点与程序原点不一致。因此在执行程序段 G92 X Z前，必须先对刀。 X、

15、Z 值的确定，即确定对刀点在工件坐标系下的坐标值。应遵循的一般原则为： 方便数学计算和简化编程； 容易找正对刀 便于加工检查； 引起的加工误差小； 避免与机床、工件发生碰撞； 方便拆卸工件； 空行程不要太长。7.3 直接机床坐标系编程G53 格式：G53说明：G53是机床坐标系编程，在含有G53的程序段中，绝对值编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值。其为非模态指令。7.4 直径方式G36和半径方式编程G37格式：G36 G37说明： G36为直径编程，G37为半径编程。 数控车床的工件外形通常是旋转体，其X轴尺寸可以用两种方式加以指定：直径方式和半径方式。G36为缺省值，机床出厂一般设为直径

16、编程。本书中例题，未经说明均为直径编程。例：按同样的轨迹分别用直径、半径编程，加工如图73所示工件。图73直径编程 半径编程%0003 %0004N1 G92 X180 Z254 N1 G92 X90 Z254N2 G36 G01 X20 W-44 N2 G37 G01 X10 W-44N3 U30 Z204 N3 U15 Z204N4 G00 X180 Z254 N4 G00 X90 Z254 N5 M30 N5 M308. 基本G功能代码8.1快速定位G00G00指令使刀具快速移动到指定的位置。指令格式：G00 X（U） Z（W）；其中X（U） Z（W）为指定的坐标值。快速定位指令的实例：

17、如图81所示。 20 Z轴 B30 40 A X轴图81 快速定位直径编程：快速从A点移动到B点。绝对编程：G00 X20 Z0；相对编程：G00 U60 W40；注：1G00时各轴单独以各自设定的速度快速移动到终点，互不影响。任何一轴到位自动停止运行，另一轴继续移动直到指令位置。2G00各轴快速移动的速度由参数设定，用F指定的进给速度无效。3G00是模态指令，下一段指令也是G00时，可省略不写。G00可编写成G0。G0与G00等效。8.2 直线插补G01G01是使刀具以指令的进给速度沿直线移动到目标点。指令格式为：G01 X(U)_Z(W)_F_；其中：X、Z表示目标点绝对值坐标；U、W表示

18、目标点相对前一点的增量坐标，F表示进给量，若在前面已经指定，可以省略。通常，在车削端面、沟槽等与x轴平行的加工时，只需单独指定X(或U)坐标；在车外圆、内孔等与Z轴平行的加工时，只需单独指定Z(或W)值。图82为同时指令两轴移动车削锥面的情况，用G01编程为：图82绝对坐标编程方式：G01 X80.0 Z-80.0F0.25增量坐标编程方式：G01 U20.0 W-80.0F0.25说明：G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由尺寸字地址决定，有的数控车床由数控系统当时的状态(G90、G91)决定。进给速度由F指令决定F指令也是模态指令，它可以用GOO指令取消。如果在G01程序段之

19、前的程序段没有F指令，而现在的G01程序段中也没有F指令，则机床不运动。因此，G01程序中必须含有F指令。9. 编程实例如图91所示，编写其精加工程序。图91%1234N1 M03 S500 G95 T0101 选择转速，选择刀具N2 G00 X18 Z1 定位至倒角延长线N3 G01 X26 Z-3 F0.15 倒3×45°角N4 Z-48 车26外圆N5 X60 Z-58 车削第一段锥N6 X80 Z-73 车削第二段锥N7 G00 X100 Z100 退刀至换刀点N8 M30 程序结束，并回起点10. 圆弧插补指令G02、G03指令格式：G02/G03 X(U)_Z(

20、W)_I_K_F_； G02/G03 X(U)_Z(W)_R_F_；10.1 圆弧顺逆的判断圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03。圆弧插补的顺逆可按图101给出的方向判断：沿圆弧所在平面(如XZ平面)的垂直坐标轴的负方向(Y)看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。数控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴，按右手定则的方法将Y轴也加上去来考虑。观察者让Y轴的正向指向自己(即沿Y轴的负方向看去)，站在这样的位置上就可正确判断X-Z平面上圆弧的顺逆时针了。图101 圆弧顺逆的判断说明：采用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值，用X、Z表示。当

21、采用增量值编程时；圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值，用U、W表示。圆心坐标I、K为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、Z坐标轴方向上的分矢量(矢量方向指向圆心)。本系统I、K为增量值，并带有“±”号，当分矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取“”号。当用半径只指定圆心位置时，由于在同一半径只的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定圆心角180°时，用“R”表示。若圆弧圆心角>180°时，用“R”表示。用半径只指定圆心位置时，不能描述整圆。图102 G02应用实例图103 G03应用实例如图102所示G02应用实例：用I、K表示

22、圆心位置，绝对值编程：N03 G00 X20.O Z2.O；N04 G01 Z-30.0 F80；N05 G02 X40.0 Z-40.0 IO.O KO F60；用I、K表示圆心位置，增量值编程：N03 G00 U-80.O W-98.0；N04 G01 UO W-32.0 F80；N05 G02 U20.O W-10.0 I0.0 K0 F60；用R表示圆心位置N04 G01 Z-30.O F80；N05 G02 X40.0 Z-40.O R10 F60，如图103所示G03应用实例：用I、K表示圆心位置，采用绝对值编程。N04 G00 X28.0 Z2.O；N05 G01 Z-40.0

23、F80；N06 G03 K40.O Z-46.0 I0 K-6.0 F60；采用增量值编程N04 G00 U-150.O W-98.0；N05 G01 W-42.O F80；N06 G03 U12.0 W-6.0 10 K-6.0 F60；用R表示圆心位置，采用绝对值编程。N04 G00 X28.0 Z2.O；N05 G01 Z-40.0 F80；10.2 G02/G03车圆弧的方法：应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。下面介绍车圆弧常用加工路线。图104 车锥法图105

24、车圆法图104为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。确定方法如图105所示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。图105为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量ap后，对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但空行程时间较长。10.3 编程实例图108图107图106图106所示加工程序 图107所示加工程序 图108所示加工程序%123 %1 %2M3S800G95T0101 M3S600G95T0101 M3S700T0