数控编程基础知识

1、一、程序编制的基本概念一、程序编制的基本概念二、程序的编制二、程序的编制一、程序编制的基本概念一、程序编制的基本概念1、数控编程的方法介绍、数控编程的方法介绍 2、数控程序代码介绍、数控程序代码介绍 3、数控程序结构、数控程序结构返回1、数控编程的方法介绍、数控编程的方法介绍n1手工编程手工编程 ： 利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进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。握，适应性较大。适用于中等复

2、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。对机床操作人员来讲必须掌握。n2自动编程自动编程 ： 利用通用的微机及专用的自动编程软件，以人机对利用通用的微机及专用的自动编程软件，以人机对话方式确定加工对象和加工条件，自动进行运算和生成指令。对形状话方式确定加工对象和加工条件，自动进行运算和生成指令。对形状简单（轮廓由直线和圆弧组成）的零件，手工编程是可以满足要求的，简单（轮廓由直线和圆弧组成）的零件，手工编程是可以满足要求的，但对于曲线轮廓、三维曲面等复杂型面，一般采用计算机自动编程。但对于曲线轮廓、三维曲面等复杂型面，一般采用计算机自动编程。目前中小企业普遍采用这种方法，编

3、制较复杂的零件加工程序效率高，目前中小企业普遍采用这种方法，编制较复杂的零件加工程序效率高，可靠性好。专用软件多为在开放式操作系统环境下，在微机上开发的，可靠性好。专用软件多为在开放式操作系统环境下，在微机上开发的，成本低，通用性强。成本低，通用性强。n3CAD/CAM： 利用利用CAD/CAM系统进行零件的设计、分析及加系统进行零件的设计、分析及加工编程。该种方法适用于制造业中的工编程。该种方法适用于制造业中的CAD/CAM集成系统。目前正被集成系统。目前正被广泛应用，该方式适应面广、效率高，程序质量好，适用于各类柔性广泛应用，该方式适应面广、效率高，程序质量好，适用于各类柔性制造系统制造系

4、统(FMS)和集成制造系统（和集成制造系统（CIMS），但投资大，掌握起来需），但投资大，掌握起来需要一定时间。要一定时间。 返回2、数控程序代码介绍、数控程序代码介绍常用的标准主要有：常用的标准主要有：n 1数控纸带的规格n 2数控机床坐标轴和运动方向n 3数控编程的编码字符n 4数控编程的程序段格式n 5数控编程的功能代码 EIA(美国电子工业协会)和ISO(国际标准化协会) 返回八单位标准穿孔纸带 EIA代码和ISO代码的主要区别在于：EIA代码每行孔数为奇数，其第5列为补奇列；ISO代码各行孔数为偶数孔，其第8列为补偶列。补奇或补偶的作用是判别纸带的穿孔是否有错。返回3、数控程序结构、

5、数控程序结构n加工程序是由若干程序段组成若干程序段组成；n程序段是由一个或若干个指令字组成一个或若干个指令字组成，指令字代表某一信息单元；n每个指令字由地址符和数字组成地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作；n每个程序段结束处应有“EOB”或“CR”表示该程序段结束转入下一个程序段；n地址符由字母组成；n每一个字母、数字和符号都称为字符字符。下一页下一页下一页下一页下一页下一页 开始符O1234 程序号N1G90G54G00X0Y0S1000M03； 第一程序段N2Z100.0； 第二程序段N3G41X20.0Y10.0D01； N4Z2.0；N5G01Z-10.0F100；N6Y5

6、0.0F200；N7X50.0；N8Y20.0；N9X10.0；N10G00Z100.0；N11G40X0Y0M05；N12M30； 程序结束程序结构举例返回二、程序的编制二、程序的编制n机床坐标系和工作坐标系的概念n数控编程常用指令的含义n数控机床编程步骤n数控机床编程实例返回1、机床坐标系和工作坐标系的概念n 1机床坐标系 n 2工作坐标系 数控机床的坐标系规定已标准化，按右手直角坐标系确定，如图所示，一般假设工件静止一般假设工件静止，通过刀具相对工件的移动来确定机床各移动轴的方向。1机床坐标系n机床坐标系是机床上固有的坐标系，机床坐标系的方位是参考机床上的一些基准确定基准确定。机床上有一

7、些固定的基准线，如主轴中心线，固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工作台侧面、导轨面等，不同的机床有不同的坐标系。 1、在标准中，规定平行于机床主轴（传递切削力）的刀具运动坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为正方向（+Z）。当机床有几个主轴时，则选一个垂直于工件装夹面的主轴为Z轴。2、X轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。 3、在确定了X、Z轴的正方向后，可按右手直角笛卡尔坐标系确定Y轴的正方向。 4、机床原点（机械原点） 是机床坐标系的原点，它的位置是在各坐标轴的正向最大极限处。立式数控铣床机床原点 2工作坐标系n工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，是程序的参考坐标系

8、，工作坐标系的位置以机床坐标系为参考点，一般在一个机床中可以设定个工作坐标系。工作坐标系的原点，称工作原点（或程序原点）。 数控编程常用指令的含义n以下以FANUC系统的常用指令为例对常用指令作一介绍。 (一) 准备功能 （G指令）(二)常用辅助功能（M指令 ）1绝对坐标和相对坐标指令(G90，G91) 表示运动轴的移动方式。使用绝对坐标指令(G90)，程序中的位移量用刀具的终点坐标表示。相对坐标指令(G91)用刀具运动的增量表示。如图，表示刀具从A点到B点的移动，用以上两种方式的编程分别为： 图2 -9 X Y O 8 0 2 0 0 1 5 0 6 0 A B G90 X80.0 Y150

9、.0； G91 X-120.0 Y90.0； 2工作坐标系的选取指令 (G54G59) n G54 可以确定工作坐标系1n G55 可以确定工作坐标系2n G56 可以确定工作坐标系3n G57 可以确定工作坐标系4n G58 可以确定工作坐标系5n G59 可以确定工作坐标系66个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，使用前需提前输入机床。 3、平面选择指令(G17，G18，G19) X? Y? Z? G19? G18? G17? 4、快速定位(G00) 刀具从当前位置快速移动到切削开始前的位置，在切削完了之后，快速离开工件。一般在刀具非加工状态的快速移动时使用，

10、该指令只是快速到位，其运动轨迹因具体的控制系统不同而异，进给速度F对G00指令无效。 X Y (40， 20) O 45 刀 具 轨 迹 G00 X Y Z ；G90G00 X40.0 Y20.0 5、直线插补指令(G01) 刀具作两点间的直线运动加工时用该指令，G01指令表示刀具从当前位置开始以给定的速度(切削速度F)，沿直线移动到规定的位置。 格式： G01 X Y Z F ； G01 X40.0 Y20.0 F100； O X Y (40,20) 6、圆弧插补指令(G02，G03) 圆弧插补，G02为顺时针加工，G03为逆时针加工， 刀具进行圆弧插补时必须规定所在平面，然后再确定回转方向

11、，如图，沿圆弧所在平面(如xy平面)的另一坐标轴的负方向(-z)看去，瞬时针方向为G02，逆时针方向为G03。 圆弧顺逆方向 X? Y? Z? G19? G18? G17? G02G02G037、暂停功能(G04) G04暂停指令可使刀具作短时间无进给加工或机床空运转使加工表面降低表面粗糙度。格式： G04 X1.6或G04 P1600； 1.6或1600表示1.6秒，G04为非续效指令。 8、自动机床原点返回指令(G28) 机床原点是机床各移动轴正向移动的极限位置。如刀具交换时常用到Z轴参考点的返回。 格式：G28 X Y Z ； X Y O 当前位置 经过位置 机床原点 500 350 G

12、90G28 X500.0 Y350.0； 9、刀具的补偿与偏置指令 （1） 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令(G40，G41，G42)G40 刀具补偿取消G41 刀具左补偿G42 刀具右补偿G41 G42 补偿量 沿前进方向右侧补偿 沿前进方向左侧补偿 补偿量 刀具旋转方向 刀具旋转方向 刀具前进方向 刀具前进方向 9、刀具的补偿与偏置指令 n（2）刀具长度偏置指令刀具长度偏置指令(G43，G44，G49)T03 T03 刀具偏置量 程序给定值 实 际 移 动 量 G43 正向偏置 G44 负向编置 G49 偏置取消 当使用G43时，与程序给定移动量的代数值做加法。使用G44时做减法，从而得到

13、实际的移动的终点坐标，G43称正偏置，G44称负偏置。 10、固定循环(G73，G74，G76，G80G89) 固定循环 起始点 Z 点 R 点 快速移动到（X，Y）坐标沿Z轴快速移动，并达R点切削进给加工加工至孔底位置(暂停，主轴停，主轴返转等)返回到R点(快速返回和切削进给返回)快速返回到起始点10、固定循环(G73，G74，G76，G80G89) 图 2-22 G73(G99) 起始点 起始点 R 点 R 点 Z 点 Z 点 G73(G98) G73指令的格式：指令的格式：; F_ Q_ R_ Z_Y_ G73X_G99G98G81、G73、G83区别与用途 G81G73G83; F_

14、R_ Z_Y_ G81X_G99G98; F_ R_ Q_ Z_Y_ X_ G83G99G98(二二)常用辅助功能（常用辅助功能（M指令指令 ）n 1M00 程序停止 执行含有M00指令的语句后，机床自动停止。如编程者想要在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等），使用M00指令，重新启动后，才能继续执行后续程序。 (二二)常用辅助功能（常用辅助功能（M指令指令 ）n 2M01 选择停止 执行含有M01的语句时，如同M00一样会使机床暂时停止，但是，只有在机床控制盘上的“选择停止”键处在“ON”状态时此功能才有效，否则，该指令无效，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。 (二二)常用辅助功能（常用

15、辅助功能（M指令指令 ）n 3M02 程序结束 该指令表明主程序结束，机床的数控单元复位，如主轴、进给、冷却停止，表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。 (二二)常用辅助功能（常用辅助功能（M指令指令 ）n4M03 主轴正转主轴正转 n5 5M04 主轴反转主轴反转n6 6M05 主轴停转主轴停转n7M06换刀指令换刀指令 n8M07 冷却液开冷却液开 n 9M08 冷却液开冷却液开n1010M09 M09 冷却液关冷却液关n11M19主轴定向停止主轴定向停止 (二二)常用辅助功能（常用辅助功能（M指令指令 ）n12M21 X轴镜像轴镜像使使X轴运动指令的正负号相反，这时轴运动指令的正负号相反，这时X轴的轴的实际运动是程序指定方向的反方向。实际运动是程序指定方向的反方向。 n13M22 Y轴镜像轴镜像 使使Y轴运动指令的正负号相反，这时轴运动指令的正负号相反，这时Y 轴轴的实际运动是程序指定方向的反方向。的实际运动是程序指定方向的反方向。n14M23 镜像取消镜像取消(二二)常用辅助功能（常用辅助功能（M指令指令 ）n15M30程序结束 与M02同样，表示主程序结束，区别是M30执行后使程序返回到开始状态。 (二二)常用辅助功能（常用