第二章数控加工编程基础课件

1、2.1.1基本概念基本概念 根据零件图样，按规定的代码及程序格式将零件加工的全部工艺过程、工艺参数、位移数据和方向以及操作步骤等以数字信息的形式记录在控制介质上，然后输入给数控装置，从而指挥数控机床加工。 从零件图样到制成控制介质的全部过程称为从零件图样到制成控制介质的全部过程称为数控加工的程序编制，简称数控编程。数控加工的程序编制，简称数控编程。 2.1 概述概述第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC2.1.2 数控编程的内容和步骤（1）分析图样，确定加工工艺过程（2）数值计算（3）编写程序单（4）制作程序介质并输入程序信息（

2、5）程序校验和首件试切第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC2.1.3数控编程方法数控编程方法1。手工编程2。自动编程 （1）语言编程 （2）图形编程第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC手工编程举例手工编程举例第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC UG第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC UG第二章第二章 数控加工编程基础数控

3、加工编程基础CNCUGCatia第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC CAXA制造工程师制造工程师第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC2.2 2.2 编程的基本知识编程的基本知识2.2.12.2.1零件加工程序的结构零件加工程序的结构2.2.1.12.2.1.1程序的构成：程序的构成： 一个完整的零件

4、加工程序由程序号一个完整的零件加工程序由程序号（名）和若干个程序段组成，每个程序段（名）和若干个程序段组成，每个程序段由若干个指令字组成，每个指令字又由字由若干个指令字组成，每个指令字又由字母、数字、符号组成母、数字、符号组成二、程序结构与程序段格式二、程序结构与程序段格式 加工程序的结构加工程序的结构 加工程序加工程序主程序和子程序主程序和子程序 程序段程序段(block) 字字(word) 地址和数据地址和数据3. 3. 程序段格式程序段格式 N N G G X X . . Y Y. . F F S ST TM MLFLF 程序段序号程序段序号 准备机能字准备机能字 坐标字坐标字 进给功能

5、字进给功能字 主轴转速功能字主轴转速功能字 刀具功能字刀具功能字 辅助功能字辅助功能字 结束符结束符 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC举例如下：举例如下：O0012 （程序名，程序号）（程序名，程序号）N0010 G91 G00 X50 Y60 ；N0020 G01 X1000 Y5000 F150 S300 T12 M03 ； N0100 G00 X-50 Y-60 ；N0110 M02 ； （程序结束语）（程序结束语） 上例为一个完整的加工程序，它由上例为一个完整的加工程序，它由11个程序段组成，每个个程序段组成，每个

6、程序段以序号程序段以序号“N”开头，用开头，用“；”结束。结束。M02代表整个程序代表整个程序的结束。的结束。 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC （1）程序段程序段 由由程序段程序段序号若干个程序字结束符序号若干个程序字结束符 ；组成。；组成。 一个程序段表示一个完整的加工工步或动作。一个程序段表示一个完整的加工工步或动作。 （2）字符）字符 由英文字母，数字和小数点，正负号和功能符号组成。由英文字母，数字和小数点，正负号和功能符号组成。 （3）指令）指令 指令结构：程序字指令结构：程序字(地址符）数字和符号地址符）数字和符号 程序字分类：分为功能字和坐标字程序字分类：分为

7、功能字和坐标字 （4）程序名（号）程序名（号） FANUC：O +数字和文字，数字和文字， O 0123，O 0FILE SIEMENS： % +数字和文字，数字和文字， % 0012， % NAME12 （5）子程序）子程序 子程序应用范围：子程序应用范围： 1）若干相同轮廓；）若干相同轮廓；2）有相同的加工路线；）有相同的加工路线； 3）一个轮廓需要分多层加工；）一个轮廓需要分多层加工；4） 独立的加工工步独立的加工工步 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC2.2.1.2 程序段格式程序段格式文字地址程序段格式，简称字文字地址程序段格式，简称字-地址格式地址格式程序段的长短

8、、字数和字长（位数）都是可变程序段的长短、字数和字长（位数）都是可变的，字的排列顺序没有严格要求，不需要的字的，字的排列顺序没有严格要求，不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写。以及与上一程序段相同的续效字可以不写。优点：程序简短、直观、可读性强、易于检验优点：程序简短、直观、可读性强、易于检验和修改。和修改。常用地址字符常用地址字符地址字地址字意意 义义A 、B、 C围绕围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角度尺寸字轴旋转的旋转轴角度尺寸字F 、S、T进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能G准备机能准备机能I、J、K插补参数插补参数M辅助机能辅助机能

9、N程序段序号程序段序号U、V 、W与与X、Y、Z轴平行的第轴平行的第2移动坐标尺寸字移动坐标尺寸字X 、Y、 Z主坐标轴主坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字移动坐标尺寸字第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC三、数控程序指令代码三、数控程序指令代码 1. 程序段号程序段号 N0001N9999 正整数，可不连续正整数，可不连续 2. 准备功能字准备功能字 G 模态指令（续效指令），非模态指令模态指令（续效指令），非模态指令 3. 主轴转速功能字主轴转速功能字 S S1200 主轴转速功能，主轴转速主轴转速功能，主轴转速1200r/min S200 主轴恒线速功能，主轴线速度主轴恒线速

10、功能，主轴线速度200m/min 4. 进给功能字进给功能字 F F100 每分钟进给每分钟进给 100mm/min F100 每转进给每转进给 100mm/r 5. 刀具功能字刀具功能字 T T0404 选选4号刀号刀4号刀偏，号刀偏，T0200 选选2号刀刀偏取消号刀刀偏取消 T5D2 选选5号刀号刀2号刀偏，号刀偏，T5D7 选选5号刀号刀7号刀偏号刀偏 6. 辅助功能字辅助功能字 M第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC主要内容1.1.坐标轴的命名及方向坐标轴的命名及方向 标准规定，在加工过程中无论是刀具移动，工标准规定，在加工过程中无论是刀具移动，工件静止，还是工件移动

11、，刀具静止，一般都假定工件静止，还是工件移动，刀具静止，一般都假定工件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀具刀具远离工件的方向远离工件的方向作为坐标轴的作为坐标轴的正正方向。方向。 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC2.2.22.2.2数控机床的坐标系数控机床的坐标系统一规定数控机床坐标轴名称及其运动的正负方向，是为了使所编程序对同类型机床有互换性，同时也使程序编制简便国际标准化组织ISO841:1974中国：JB/T3051-1999主要内容+ Y+ Y+ Y+ X+ Z+ X+ Z+ C+ B+ A+ X+ Z+ X+ Z+ Y

12、+ A+ B+ C+ C+ A+ B+ A、+ B 或+ C+ X、+ Y 或+ ZX、Y、Z U、V、WP、Q、R A、B、C D、E 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC右手直角笛卡儿坐标系Z Z坐标坐标 方位方位 标准规定：标准规定：Z Z坐标坐标机床主轴机床主轴。 刀具旋转的机床，刀具旋转的机床， Z坐标坐标旋转刀具轴线；工件旋转旋转刀具轴线；工件旋转的机床，的机床， Z坐标坐标工件轴线工件轴线 若没有主轴若没有主轴( (牛头刨床牛头刨床) )或者有多个主轴，则选择垂直于或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为工件装夹面的方向为Z Z坐标。坐标。 Z Z坐标正方向

13、的规定：坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向刀具远离工件的方向。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC1、数控机床坐标轴的确定方法、数控机床坐标轴的确定方法第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNCZCXZZXZXYXWYO一根主轴时，平行于主轴轴线的坐标轴作为一根主轴时，平行于主轴轴线的坐标轴作为Z轴轴第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC无主轴时，与装夹工件的工作台面相垂直的直线作为无主轴时，与装夹工件的工作台面相垂直的直线作为Z轴方向轴方向第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC有多根主轴时，可选其中一个与工作台面相垂直的主轴有多根主轴时

14、，可选其中一个与工作台面相垂直的主轴为为Z轴轴龙门铣床龙门铣床主要内容 X X坐标：坐标：X X坐标轴为水平方向，且垂直于坐标轴为水平方向，且垂直于Z Z轴并平行于工件的装夹轴并平行于工件的装夹面面 a. a.在工件旋转的机床上（在工件旋转的机床上（车床车床、磨床等）（图、磨床等）（图2-4） X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。轴的正方向。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC主要内容 X X坐标：坐标：X X坐标轴为水平方向，且垂直于坐标轴为水平方向，且

15、垂直于Z Z轴并平行于工轴并平行于工件的装夹面件的装夹面 b. 刀具旋转的机床（铣床、镗床）刀具旋转的机床（铣床、镗床）（1）Z轴水平，从刀具主轴看向工件，主轴右侧为X正向。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC卧式升降台铣床卧式镗铣床主要内容 X X坐标：坐标：X X坐标轴为水平方向，且垂直于坐标轴为水平方向，且垂直于Z Z轴并平行于工轴并平行于工件的装夹面件的装夹面 b. 刀具旋转的机床（铣床、镗床）刀具旋转的机床（铣床、镗床）（2）Z轴竖直，从刀具主轴看向立柱，主轴右侧为X正向。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC立式升降台铣床主要内容ZYXYWUXBOYX

16、ZOXYCWZ第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC主要内容Y Y轴的确定轴的确定X X、Z Z轴的正方向确定后，轴的正方向确定后，Y Y轴可按右手直角笛卡尔轴可按右手直角笛卡尔直角坐标系来判定。直角坐标系来判定。 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC除X、Y、Z主坐标系外（第一坐标系），平行于主坐标系的其他坐标系称为附加坐标系，分别指定为U、V、W，第三组P、Q、R.第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC主要内容1 1、机床坐标系与机床原点、机床坐标系与机床原点 机床坐标系是机床上固有的坐标系，用于确定被加工是机床上固有的坐标系，用于确定被加工零件

17、在机床中的坐标、机床运动部件的位置（如换刀点、参零件在机床中的坐标、机床运动部件的位置（如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围、保护区）等。考点）以及运动范围（如行程范围、保护区）等。 机床原点是机床坐标系的零点是机床坐标系的零点, , 是机床上固定的点，是机床上固定的点，一般不允许用户改变。数控车一般在卡盘前后端面的中心，一般不允许用户改变。数控车一般在卡盘前后端面的中心，数控铣各厂家不一样，有的在工作台中心，有的在行程终点数控铣各厂家不一样，有的在工作台中心，有的在行程终点等。等。 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC二、机床坐标系和工件坐标系二、机床坐标系和工件坐标系

18、L+X+ZOO+Xd第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC主要内容2、工件坐标系与工件原点、工件坐标系与工件原点 1) 1) 由编程人员确定由编程人员确定, , 在编程时以工件图样上的某在编程时以工件图样上的某一点为原点所建立的坐标系一点为原点所建立的坐标系; ;编程尺寸都按工件坐标系编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。故工件坐标系也称为编程坐标系。工件中的尺寸确定。故工件坐标系也称为编程坐标系。工件坐标系的原点也称工件原点、编程原点。坐标系的原点也称工件原点、编程原点。 2) 2)工件坐标系的原点称为工件原点或工件零点，可工件坐标系的原点称为工件原点或工件零点，可用程序指令来设

19、置和改变用程序指令来设置和改变; ; 3) 3)根据编程需要，在一个加工程序中可一次或多次根据编程需要，在一个加工程序中可一次或多次设定或改变工件原点。设定或改变工件原点。 第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC主要内容第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC3.机床坐标系与工件坐标系的关系主要内容工件原点偏置：工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。件原点与机床原点间的距离。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC两者关系对刀 三、绝对坐标和增量坐标系三、绝对坐标和增量坐标系 绝对坐标系绝对坐标系

20、坐标点均以固定的坐标原点固定的坐标原点为起点确定坐标值。 增量坐标系增量坐标系 运动轨迹的终点以起点开始计算，坐标原点是移动的，坐运动轨迹的终点以起点开始计算，坐标原点是移动的，坐标值和运动方向有关。常用标值和运动方向有关。常用UVW表示增量坐标。表示增量坐标。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC若刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时，两种不同指令为： 绝对值输入方式绝对值输入方式 G90G90 G00 X20.0 Y15.0 G00 X20.0 Y15.0 G00 X45.0 Y55.0 G00 X45.0 Y55.0 G00 X70.0 Y35.0 G00 X70.0 Y3

21、5.01152002520Y25X2023第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC增量值输入方式增量值输入方式 G91G91 G00 X20.0 Y15.0G00 X20.0 Y15.0 GOO X25.0 Y40.0 GOO X25.0 Y40.0 G00 X25.0 Y-20.0 G00 X25.0 Y-20.01152002520Y25X2023第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC四、最小设定单位与编程尺寸表示方法四、最小设定单位与编程尺寸表示方法机床的最小设定单位，即数控系统能实现的最小位移量，称最小指令增量或脉机床的最小设定单位，即数控系统能实现的最小位移

22、量，称最小指令增量或脉冲当量。是机床的一个重要技术指标。冲当量。是机床的一个重要技术指标。数控机床中，相对于控制系统发出的每个脉冲信号，机床移动部件的位移量叫数控机床中，相对于控制系统发出的每个脉冲信号，机床移动部件的位移量叫脉冲当量。坐标计算的最小单位是一个脉冲当量，它标志着数控机床的精度。脉冲当量。坐标计算的最小单位是一个脉冲当量，它标志着数控机床的精度。如果机床的脉冲当量为如果机床的脉冲当量为0.001mm/脉冲，则沿脉冲，则沿XYZ轴移动的最小单位为轴移动的最小单位为0.001mm。编程尺寸有两种表示方法：一种以最小设定单位为最小单位来表示，另一种是编程尺寸有两种表示方法：一种以最小设

23、定单位为最小单位来表示，另一种是以毫米为单位，以有效位小数来表示。以毫米为单位，以有效位小数来表示。如坐标尺寸如坐标尺寸X=125.30mm，Z=405.25mm,最小设定单位为最小设定单位为0.01mm,第一种表示方法：第一种表示方法：X12530 Z40525第二种表示方法第二种表示方法: X1255.30 Z405.25第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC 例如，若脉冲当量为例如，若脉冲当量为0.001，向，向X轴正方向轴正方向12.34mm、Y轴负方向轴负方向5.6mm移动时，有下列几种坐标输入方式：移动时，有下列几种坐标输入方式： X12340 Y- 5600 X12

24、.34 Y- 5.6 当输入最小设定单位以下位数坐标时，则进行四舍五当输入最小设定单位以下位数坐标时，则进行四舍五入。如入。如X1.2345，就变为就变为X1.235。另外，最大指令位另外，最大指令位数不能超过数不能超过8位数（包括小数点在内）。位数（包括小数点在内）。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC注意：注意： 数控机床控制系统的脉冲当量一般有数控机床控制系统的脉冲当量一般有0.01mm/脉冲、脉冲、0.005mm/脉冲、脉冲、0.001mm/脉冲等几种脉冲等几种类型。为防止输入错误，提倡用带小数点的坐类型。为防止输入错误，提倡用带小数点的坐标输入方式。这样可以不必考虑机

25、床控制系统标输入方式。这样可以不必考虑机床控制系统的脉冲当量是多少。的脉冲当量是多少。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC四、功能代码简介四、功能代码简介1.准备功能G代码准备功能字：G00G99，前置“0”可省略模态（续效）代码模态（续效）代码：表示该代码在一个程序段中被使用后就一直有效，直到出现同组中的其它任一G代码时才失效。同一组的模态代码在同一个程序段中不能同时出现，否则只有最后的代码有效。非模态代码：非模态代码：只在该代码的程序段中有效。G代码通常位于程序段中尺寸字之前尺寸字：X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R； A

26、、B、C、D、E； I、J、K。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC准备功能准备功能G代码代码第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC举例说明模态代码的用法举例说明模态代码的用法N001 G00 G17 X- M03 M08;N002 G01 G42 X- Y F-;N003 X- Y-;N004 G02 X- Y- I- J-;N005 X- Y- I- J-;N006 G01 X- Y-;N007 G00 G40 X- Y- M05 M09;第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC2.辅助功能M代码

27、组成：地址码M和其它两位数字组成，M00-M99功能：控制机床辅助动作的指令，主要用作机床加工时的工艺性指令。M00 程序停止 执行完含有M00的程序段以后，用以停止机床主轴转动、进给和冷却液，以便执行某一固定的手动操作，如手动变速、换刀等。程序运行停止时，全部现存的模态信息保持不变。此后，重新启动，继续加工。用于加工过程中的手动变速、换刀等。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNCM01-计划停止。它于M00相似，所不同的是，除非操作人员预先按下面板上的“任意停止”按钮确认这个指令，否则这个指令不起作用，继续执行以下程序。用于关键尺寸的抽样检查或需要临时停车时。按“启动”键继续。

28、M02 程序结束。它编在最后一条程序段中，用以表示加工结束。它使主轴、进给、切削液都停止，并使数控系统处于复位状态。该指令出现在程序的最后一个程序段中。第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNCM03-主轴正转（从主轴往Z方向看去，主轴顺时针方向旋转为正转）M04-主轴反转 （逆时针）M05-主轴停止主轴停止旋转是在该程序段其它指令执行完成后才能停止。一般在主轴停止的同时，进行制动和关闭冷却液。M06-自动换刀 与 T代码同用M07、 M08 -切削液2号（雾）/1号（液）开 ，冷却泵启动M09-切削液停M10、M11-运动部件的夹紧与松开M30- 程序结束。使程序返回到开始状态区别

29、M00，M01，M02,M30第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC3. F 、S、T指令指令F、 S 代码都是续效代码，后面的数字有两种给定方法（1）代码法 （2）直接指定法 主轴实际转速常用数控机床操作面板上的主轴速度倍率开关来调整，50%-200%之间有很多档，编程时总是假定倍率开关指在100%的位置上。T代码刀具功能代码，一般与M06连用T的格式有两位代码和四位代码格式例如：T0101第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC第三节 常用编程指令1.绝对坐标与增量坐标指令-G90、G91例：已知AB和BC两个直线插补程序段的运动方向及坐标值，现假定AB已加工完毕，要加工BC段，刀具在B点，则加工程序段：绝对坐标方式：G90 G01 X30 Y40;增量坐标方式:G91 G01 X-50 Y-0;或 G01 U-50 V-30;G90、G91是一对模态指令，在同一程序段中只能用一种；是一对模态指令，在同一程序段中只能用一种；无论是绝对尺寸还是增量尺寸，同一轴向的尺寸字的地址符要相同。无论是绝对尺寸还是增量尺寸，同一轴向的尺寸字的地址符要相同。有些系统可直接用地址符来区分：有些系统可直接用地址符来区分：X、Y、Z绝对尺寸绝对尺寸 U、V、W相对尺寸相对尺寸第二章第二章 数控加工编程基础数控加工编程基础CNC2.坐标系设定指