数控加工技术基础课件

1、数控加工技术基础01项目一：认识数控机床03项目三：数控铣削02项目二：数控车削04项目四：加工中心Contents目录项目1认识数控机床01任务1：数控机床简介02任务2：宇龙仿真软件介绍学习任务：任务1：数控机床简介A.任务描述1)使学生明确数控设备的产生与发展。2)使学生明确数控设备的工作原理、组成与特点。B.任务分析通过本任务的学习能够知道工厂里常用的数控系统，数控机床的种类，以及数控机床加工产品的特点。C.相关知识一、数控机床的产生与发展 数控设备就是采用了数控技术 的机械设备，或者说是装备了数控 系统的机械设备。数控机床是数控 设备的典型代表，其他数控设备还 有数控冲剪机、数控压力

2、机、数控 弯管机、数控坐标测量机、数控绘 图仪、数控雕刻机等等。 1948年，美国帕森（Parsons）公司在研制加工直升机螺旋桨叶片轮廓用检查样板的机床时，首先提出计算机控制机床的设想，在麻省理工学院（MIT）的协助下，于1952年研制成功了世界上第一台三坐标直线插补且连续控制的立式数控铣床。我国于1958年由清华大学和北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床。 数控系统的发展到现在已经有了两个阶段：计算机数字控制（CNC）阶段和普通数控（NC）阶段。 计算机数字控制（CNC）阶段电子管时代（1952年）晶体管时代（1959年）小规模集成电路时代（1965年）普通数控（NC）阶段小型计算机

3、控制的计算机数控基于个人计算机（PC）平台的数控系统（称为PC数控系统）微型机数控（MNC）二 数控机床的加工原理 数控机床是数值控制的工作母机的总称。一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成。数控机床的加工原理如下图所示。输入装置输出装置计算机数控装置PLC主轴控制单元主轴机床伺服电机速度控制单元工作台位置检测反馈装置 三、数控机床的种类（一）按工艺用途可分为： 数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗铣床、数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控齿轮加工机床、数控冲床、数控液压机等各种用途的数控机床。（二）按伺服控制方式分： 开环控制数控机床：这类机床不带位

4、置检测反馈装置，通常用步进电机作为执行机构。输入数据经过数控系统的运算，发出脉冲指令，使步进电机转过一个步距角，再通过机械传动机构转换为工作台的直线移动，移动部件的移动速度和位移量由输入脉冲的频率和脉冲个数所决定。 半闭环控制数控机床：在电机的端头或丝杠的端头安装检测元件（如感应同步器或光电编码器等），通过检测其转角来间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控系统中。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可获得较稳定的控制特性。其控制精度虽不如闭环控制数控机床，但调试比较方便，因而被广泛采用。 闭环控制数控机床：这类数控机床带有位置检测反馈装置，其位置检测反馈装置采用直线位移检测元件，

5、直接安装在机床的移动部件上，将测量结果直接反馈到数控装置中，通过反馈可消除从电动机到机床移动部件整个机械传动链中的传动误差，最终实现精确定位。（三）按运动方式分： 点位控制数控机床：数控系统只控制刀具从一点到另一点的准确位置，而不控制运动轨迹，各坐标轴之间的运动是不相关的，在移动过程中不对工件进行加工。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。 直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置外，还要保证两点间的移动轨迹为一直线，并且对移动速度也要进行控制，也称点位直线控制。这类数控机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。单纯用于直线控制的数控机床已不多见。 轮廓

6、控制数控机床：轮廓控制的特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行连续相关的控制，它不仅要控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且要控制整个加工过程的每一点的速度、方向和位移量，也称为连续控制数控机床。这类数控机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、加工中心等。四、数控机床加工特点柔性好 加工精度高 加工质量稳定、可靠生产效率高 劳动条件好 利于生产管理现代化1)数控加工的优点数控机床价格较贵，加工成本高，提高了起始阶段的投资。技术复杂，增加了电子设备的维护，维修困难。对工艺和编程要求较高，加工中难以调整，对操作人员的技术水平要求高。2)数控加工的不足之处任务2：宇龙仿真软件

7、介绍A.任务描述 使学生熟悉数控机床的操作面板、宇龙仿真软件的使用。B.任务分析通过本任务的学习，使学生熟悉FANUC 0i的操作面板功能，掌握宇龙仿真软件的应用。C.相关知识一、仿真软件的进入和退出（一）进入1启动加密锁管理程序：用鼠标左键依次点击“开始”-“程序”-“宇龙数控加工仿真软件”-“加密锁管理程序”，加密锁程序启动后，屏幕右下方的工具栏中将出现 “ ” 图标。2.运行宇龙数控加工仿真软件依次点击“开始”-“程序”-“宇龙数控加工仿真软件V4.8”-“宇龙控加工仿真软件”，系统将弹出如下图所示的“用户登录”界面。 此时，可以通过点击“快速登录”按钮进入宇龙数控加工仿真软件V4.8的

8、操作界面或通过输入用户名和密码，再点击“登录”按钮，进入宇龙数控加工仿真软件。（二）退出存盘后点击界面右上角关闭按钮即可退出仿真软件。二、仿真软件的工作窗口介绍以FANUC 0i Mate数控车床为例介绍仿真操作步骤（一）、选择机床类型打开菜单“机床/选择机床”，在选择机床对话框中选择控制系统类型和相应的机床并按确定按钮，此时界面如图所示。 （二）、激活机床点击电源开按钮 ，使机床总电源打开。检查“紧急停止”按钮是否松开至 状态，若未松开，将其松开。 （三）、回参考点检查操作面板，查看是否在回参考点模式，若指示灯亮，则已进入回原点模式；否则点击“回参考点”按钮 ，使系统进入回原点模式。在回原点

9、模式下，先将X轴回原点，后置刀架机床点击操作面板上的 按钮，前置刀架机床点按钮 ；然后将Z轴回原点，点击操作面板上的 按钮。养成一个好习惯：无论是仿真还是实际操作，不管是数控车床还是铣床，数控机床开机后第一步要做的事情就是回参考点。（四）、工件的定义和使用1、定义毛坯 2、放置零件 3、拆除零件1、定义毛坯打开菜单“零件/定义毛坯”或在工具条上选择图标 ，系统打开图示对话框： 毛坯的高级定义-导入/导出零件模型导入零件模型 机床在加工零件时，除了可以使用原始定义的毛坯，还可以对经过部分加工的毛坯进行再加工，这个毛坯被称为零件模型，可以通过导入零件模型的功能调用零件模型。 打开菜单“文件/导入零

10、件模型”，若已通过导出零件模型功能保存过成型毛坯，则系统将弹出“打开”对话框，在此对话框中选择并且打开所需的后缀名为“PRT”的零件文件，则选中的零件模型被放置在工作台面上。 毛坯的高级定义-导入/导出零件模型（续）导出零件模型 导出零件模型的功能是把经过部分加工的零件作为成型毛坯予以单独保存。如图所示，此毛坯已经过部分加工，称为零件模型。可通过导出零件模型功能予以保存。 打开菜单“文件/导出零件模型”，系统弹出 “另存为”对话框，在对话框中输入文件名，按保存按钮，此零件模型即被保存。可在以后需要时被调用。文件的后缀名为“prt”，请不要更改后缀名。 2、放置零件（毛坯） 打开菜单“零件/放置

11、零件” 命令或者在工具条上选择图标 ，系统弹出如左图所示的操作对话框。调整零件位置 零件可以在卡盘内移动。毛坯放进卡盘后，系统将自动弹出一个小键盘如图所示，通过按动小键盘上的方向按钮，实现零件的平移和旋转或车床零件调头。小键盘上的“退出”按钮用于关闭小键盘。选择菜单“零件/移动零件”也可以打开小键盘。请在执行其他操作前关闭小键盘。 如果进行过“导入零件模型”的操作，对话框的零件列表中会显示模型文件名，若在类型列表中选择“选择模型”，则可以选择导入零件模型文件。选择的零件模型即经过部分加工的成型毛坯被放置在卡盘上。如图所示。 3、拆除零件 如果要更换毛坯，点菜单“零件/拆除零件”将旧毛坯拆除，然

12、后才可安装新毛坯。（五）、定义或选择刀具1、选择刀具系统中数控车床允许同时安装8把刀具(后置刀架)或者4把刀具(前置刀架)。对话框图如下：1) 选择、安装车刀(1) 在刀架图中点击所需的刀位。该刀位对应程序中的T01T08（或T04）。(2) 选择刀片类型。(3) 在刀片列表框中选择刀片。(4) 选择刀柄类型。(5) 在刀柄列表框中选择刀柄。2) 变更刀具长度和刀尖半径：“选择车刀”完成后，该界面的左下部位显示出刀架所选位置上的刀具。其中显示的“刀具长度”和“刀尖半径”均可以由操作者修改。3) 拆除刀具：在刀架图中点击要拆除刀具的刀位，点击“卸下刀具”按钮。4) 确认操作完成：点击“确认”按钮

13、。 2、自定义刀具 如果刀具库中没有合适的刀具，也可以自定义刀具。 然后进行相关的设置即可。（六）、数控程序处理1、导入数控程序 数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式（*.txt格式）文件，也可直接用FANUC 0i Mate系统的MDI键盘输入。点击操作面板上的编辑键 ，编辑状态指示灯变亮，此时已进入编辑状态。点击MDI键盘上的 ，CRT界面转入编辑页面。再按菜单软键 操作，在出现的下级子菜单中按软键 ，按菜单软键READ，然后点击MDI键盘上的数字/字母键（或电脑的键盘），输入“Ox”(x为任意不超过四位的数字)，按软键EXEC；点击菜单“机床/DNC传送”，在弹出

14、的对话框中选择所需的NC程序，按“打开”确认，则数控程序被导入并显示在CRT界面上。具体步骤详见以下的图解说明。 导入数控程序图解说明第8步：点击菜单“机床/DNC传送”，在弹出的对话框中选择所需的NC程序，按“打开”确认，则数控程序被导入并显示在CRT界面上。（如左图）2、新建程序第1步：在系统面板上按下 ，进入程序编辑机能区，再点击CRT下方的 软键，程序编辑界面如图1-2-16所示。点击“程序”按钮，则界面，如图1-2-17所示：图1-2-16图1-2-17第2步：在 里输入程序编号， 里可输入程序的注释。第3步：按“ ”键，生成新程序文件，并进入到编辑界面，如图1-2-18所示。其他说

15、明： 软键用于呼出已有程序调到编辑状态， 软键用于切换画面的字体显示，“大字体”时每行显示40个字符，“小字体”时每行显示80个字符。图1-2-18（七）、仿真加工零件1、检查运行轨迹 程序导入后，即可检查运行轨迹。将模式设为“自动” 点击操作面板上的按钮 ，指示灯变亮，系统进入自动运行状态。点击MDI键盘上的 按钮，点击数字/字母键，输入“Ox”（x为所需要检查运行轨迹的数控程序号），按开始搜索，找到后，程序显示在CRT界面上。点击按钮 ，进入检查运行轨迹模式。点击操作面板上的“循环启动”按钮 ，即可观察数控程序的运行轨迹，此时也可通过“视图”菜单中的前视图、俯视图、动态旋转、动态放缩、动态

16、平移等方式对三维运行轨迹进行全方位的动态观察。 2、仿真加工零件-自动/连续方式 检查机床是否回零，若未回零，先将机床回零。点击操作面板上的 按钮，指示灯变亮，系统进入自动运行状态。点击操作面板上的“循环启动”按钮 ，程序开始执行。3、中断程序运行 程序在运行过程中可根据需要暂停，急停和重新运行。程序在运行时，按“进给保持” 按钮 ，程序停止执行；再点击“循环启动”按钮 ，程序从暂停位置开始执行。程序在运行时，按下“急停”按钮 ，数控程序中断运行，继续运行时，先将急停按钮松开，再按“循环启动”按钮 ，余下的数控程序从中断行开始作为一个独立的程序执行。 （八）、检测零件加工完毕后，点菜单“测量”

17、，检测零件各部分尺寸是否合格。项目2数控车削01任务1：数控车床工件坐标系及对刀02任务2：阶梯轴的数控车削学习任务：00405306任务6：内孔的数控车削任务3：圆弧轴的数控车削任务4：轴类件的螺纹车削任务5：轴类零件的复合循环车削任务1：数控车床工件坐标系及对刀A.任务描述1)正确建立数控车床工件坐标系2)熟练进行对刀操作。B.任务分析在数控车床的编程和操作过程中，工件坐标系的设定和对刀是两个很重要的环节，对程序的简练和加工精度的高低会带来直接的影响，这两个环节也是初学数控编程者难以掌握的地方。C.相关知识一、标准坐标系 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定了统一

18、的标准，规定直线进给坐标轴用X,Y,Z表示，称基本坐标轴。X,Y,Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔法则确定。图中大拇指指向X轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指指向Z轴的正方向。小结：机床坐标系坐标轴应遵循的原则运动方向的确定 刀具相对与静止工件而运动的原则，且刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。则坐标系用加“”的字母表示，按相对运动关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，则有：+X=-X +Y=-Y +Z=-Z+A=-A +B=-B +C=-C确定机床坐标轴的正方向坐标轴方向的确定1、Z轴坐标的运动 一般取产生切削力的主轴轴线方向为Z轴方向2、X轴坐标的运动 X轴一般位于平行于工件装

19、夹面的水平面内，且垂直于Z轴，车床上是对应刀架的径向移动方向。3、轴坐标的运动 轴（车床上通常设为虚轴）于轴和轴一起构成遵循右手笛卡尔坐标系。二、 数控车床机床坐标系的确定 以机床原点为坐标原点建立起来的直角坐标系称为机床坐标系。 机床坐标系是机床固有的，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。其坐标轴及方向按标准规定，其坐标原点的位置则由各机床生产厂设定，一般情况下，不允许用户随意变动。机床坐标系刀具运动的参照坐标系三、数控车床工件坐标系的确定 工件坐标系也称编程坐标系，专供编程时使用，选择 工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。，如下图所示。工件坐标系一

20、旦建立便一直有效，直到被新的坐标系所代替为止。工件坐标系编制程序所用的参照坐标系机床坐标系工件坐标系机床坐标系和工件坐标系的对比四、绝对坐标系统与相对坐标系统1.绝对坐标系统 绝对坐标系统是指工作台位移是从固定的基准点开始计算的。2.相对坐标系统 相对坐标系统是指工作台的位移是从工作台现有位置开始计算的。五、对刀点换刀点的概念及确定原则 换刀点 换刀点是零件程序开始加工或是加工过程中相对与机床固定原点而设置的一个自动更换刀具的相关点，如下图所示。设立换刀点的目的是在更换刀具时让刀具处于一个比较安全的区域。 对刀点：对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。对刀点可以设置在被加工零件上，

21、也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置，用于确定工件坐标系与机床坐标系的相对位置。 刀具在机床上的位置是由“刀位点”的位置来表示的。 对刀点的选择原则：1）、在机床上对刀方便、便于观察和检测。2）、编程时便于数学处理和有利于简化编程。3）、对刀点可选择在零件上或夹具上。4）、为提高零件的加工精度，减少对刀误差，对刀点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的零件，应将孔的中心作为对刀点。各个基本点及关系 1、机床原点 机床坐标系的原点又称为机床原点或机床零点，这是一个固有的点，通常有机床制造厂确定。它是数控车床进行加工运动的基准参考点。数控机床车床原点的位置大多规定

22、在主轴轴心线与装夹盘端面的交点上。画龙点睛2.机床参考点 数控装置通电时并不知道机床原点，为了在机床工作时正确建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床启动时，首先要进行机动或手动的回参考点，以建立机床坐标系。机床原点实际上是通过返回（或称寻找）机床参考点来确定的。 归纳总结：机床开机后回参考点的目的就是为了找到机床原点，建立机床坐标系。3、工件编程原点 工件编程原点是由编程人员在编程时根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致 。 满足编程简单，尺寸换算少，引起的加工误差少等条件

23、。 对车床而言，工件坐标系原点一般选在工件轴线与右端面或左端面的交点上。 小结：为了便于编程所设定的坐标原点总结提炼 数控机床开机后，回参考点建立机床坐标系， 建立刀具运动参照。加工前通过对刀建立机床坐标系和工件坐标系的联系，使刀具运动参照和工件编程尺寸参照统一。从而能够完成自动加工。归纳总结D.任务实施在数控车床上加工时,工件坐标系确定好后，还需确定刀尖点在工件坐标系中的位置,即对刀问题。常用的对刀方法为试切对刀。一、Z向对刀刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿X向退刀，将右端面与加工原点距离N输入数控系统，即完成这把刀具Z向对刀过程。二、X向对刀试切对刀的具体方法是车外径一刀后Z

24、向退出,测量车件的外径是多少,然后在offshift里找到你所用刀号把光标移到X输入X（外径值），按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径对刀方法同外径一样。对刀之G50对刀之G54G59 1、试切法设置G54G59 测量工件原点，直接输入工件坐标系G54G59 1）切削外径：点击机床面板上的“JOG”（手动）按钮 ，系统进入手动操作模式，点击控制面板上的 或 ，使机床在X轴方向移动；同样按 或 ，使机床在Z轴方向移动。通过手动方式将刀具移到靠近工件的位置。 点击操作面板上的 或 按钮，使其指示灯变亮，主轴转动。再点击“Z负轴方向”按钮 ，用所选刀具来试切工件外圆。然后按按钮 ，X方向保持

25、不动，刀具退出。 2）测量切削位置的直径：点击操作面板上的主轴停转按钮 ，使主轴停止转动，点击菜单“测量/剖面图测量” ，点击试切外圆时所切线段，选中的线段由红色变为黄色。记下对话框中对应的X的值。 3）按下控制箱键盘上的 键。4）把光标定位在需要设定的坐标系上（如G54）。5）光标移到X6）输入“X” （注意先输入X，然后输数值）。7）按菜单软键测量，系统自动计算应输入的数值并填入。 8）切削端面： 点击操作面板上的 或 按钮，使其指示灯变亮，主轴转动。将刀具移至合适的位置，准备切削端面。点击控制面板上的 按钮，切削工件端面。然后按 按钮，Z方向保持不动，刀具退出。9）点击操作面板上的“主轴

26、停止”按钮 ，使主轴停止转动。10）把光标定位在需要设定的坐标系上。11）光标移到Z12）输入工件坐标系原点的距离 （注意距离有正负号），格式为“Z” 。 如以工件右端面中心为坐标原点，则输入“Z0”；如以工件左端面中心为坐标原点，则先测量工件长度，然后输入“Z”。13）按菜单软键测量，系统自动计算出坐标值填入。注意：可用G53 指令清除G54G59 工件坐标系。 对刀之G54G59相关图示下图为点软键测量前后的界面。Z的设置与此类似。对刀之测量、输入刀具偏移量 2、测量、输入刀具偏移量使用这个方法对刀，在程序中直接使用机床坐标系原点作为工件坐标系原点。在程序中无需G50、G54等建立坐标系指

27、令。1）用所选刀具试切工件外圆 点击“主轴停”按钮，使主轴停止转动，点击菜单“测量/剖面图测量”，得到试切后的工件直径，记为。保持X轴方向不动，刀具退出。2）X参数输入 点击MDI键盘上的键 ，进入刀具形状补偿参数设定界面，将光标移到相应的位置，输入“X”，按菜单软键测量 输入，系统自动计算出相应数值填入。3）试切工件端面 试切工件端面，读出端面在工件坐标系中Z的坐标值，记为（此处以工件右端面中心点为工件坐标系原点，则为0，如果以工件左端面中心点为工件坐标系原点，则为工件长度（需测量得到）。保持Z轴方向不动，刀具退出。4） Z参数输入 进入形状补偿参数设定界面，将光标移到相应的位置，输入“Z”

28、，按测量软键输入到指定区域。 对刀之测量、输入刀具偏移量相关图示下图为刀具形状补正点软键测量前后的界面。Z的设置与此类似。输入完X、Z后，分别将光标移到R和T处，输入刀尖圆弧半径和刀尖方位代号。对刀之多把刀具对刀 3、多把刀具对刀 工件坐标系的建立方法不同，其它刀具的对刀方法也不同。但本质是一样的，那就是通过某种方法获得其余各刀的刀尖与第一把刀（标准刀）的刀尖在X向和Z向的偏离值。 1）方法1 坐标系是由输入刀具偏移量建立的同第一把刀的对刀方法一样，点击操作面板上的手动换刀按钮 ，分别用其余的各把刀试切工件的外圆和端面（注意切少一点，不要切伤零件。）。然后将数值分别输入到相应刀具的形状补偿参数

29、表中即可（见下图）。对刀之多把刀具对刀相关图示对刀之多把刀具对刀2、方法2 坐标系是由G54G59建立的选择一把刀为标准刀具，采用试切法或自动设置坐标系法完成对刀，把工件坐标系原点放入G54G59（见前述），然后通过设置偏置值完成其它刀具的对刀，下面介绍刀具偏置值的获取办法。点击MDI键盘上键和相对软键，进入相对坐标显示界面，如下图所示。用选定的标刀试切工件端面，将刀具当前的Z轴位置设为相对零点（设零前不得有Z轴位移）。用电脑键盘或MDI键盘，输入“W0”，按软键预定，则将Z轴当前坐标值设为相对坐标原点。标刀试切零件外圆，将刀具当前X轴的位置设为相对零点（设零前不得有X轴的位移）：用电脑键盘或

30、MDI键盘，输入“U0”，按软键预定，则将X轴当前坐标值设为相对坐标原点。此时CRT界面如下图所示。手动换刀后，移动刀具使刀尖分别与标准刀切削过的表面接触。接触时显示的相对值，即为该刀相对于标刀的偏置值X, Z。（为保证刀准确移到工件的基准点上，可采用手动脉冲进给方式）此时CRT界面如下图所示，所显示的值即为偏置值。将偏置值输入到刀具磨耗参数补偿表或形状参数补偿表内。注1：MDI键盘上的 键用来切换字母键，如 键，直接按下输入的为“W”，按键 ，再按 ，输入的为“V”。注2：在本仿真软件上用此方法（即用“靠”的方法）其实是有较大误差的（一般在0.6mm左右），最好采用“切”的方法，但“切”的方

31、法所输数值还需将其它刀具的所切表面与标刀所切表面在X向和Z向的距离计算在内。对刀之螺纹刀对刀外螺纹刀与外圆车刀对刀方法相同内螺纹刀与内圆车刀对刀方法相同对刀之切断刀对刀切断刀的对刀方法与外圆车刀相同，但切断刀有两个刀尖，只需一个刀尖的数据即可（此刀尖即是编程所用刀尖）对刀之钻头对刀对刀之内圆车刀对刀内圆车刀的对刀前必须有孔，并且该孔能保证内圆车刀能吃进，其他同外圆车刀。任务2：阶梯轴的数控车削A.任务描述学生能够运用所学G00、G01等指令完成图示工件的编程、加工，并能选择最优加工方案。B.任务分析该零件为阶梯轴类零件，具有圆柱、倒角等工艺结构，该零件结构并不复杂，完成该零件加工需掌握FANU

32、C-0I系统的常用编程指令G00、G01，并能够合理安排走刀路线。C.相关知识 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。一、程序的文件名 程序起始符：%或O符； 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)。二、程序段的格式 程序段含有执行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

33、所组成。 地址符：一般是一个字母，扩展地址符也可以包含多个字母。程序段的构成主要是由程序段序号和各种功能指令构成的：N G X（U） Z（W） F M S T ；其中：N 为程序段序号，范围为1-9999，顺序号是任意给定的，可以不连续，可以在所有的程序段中都指定顺序号，也可只在必要的程序段指明顺序号； G 为准备功能，准备功能就是控制机床运动方式的指令，它是用地址字G和后面的数字组合起来表示格式是：GXX； X（U） Z（W） 为工件坐标系中X，Z轴移动终点位置； F 为进给功能指令，F功能表示刀具的进给速度，它是所有移动坐标轴速度的矢量和； M 为辅助功能指令，辅助功能就是用于控制零件程序

34、的走向，以及机床各种辅助功能动作（如冷却液的开关、主轴正反转等）的指令。辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成； S 为主轴功能指令，主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度； T 为刀具功能指令，T代码用于选刀，其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。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三、坐标的选取 1.直径编程方式在车削加工的数控程序中，X 轴的坐标值取为零件图样上的直径编程方式。与设计、标注一

35、致，减少换算。2.坐标选取数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的端点的坐标来进行的。绝对编程：指令轮廓终点相对于工件原点绝对坐标值的编程方式。增量编程：指令轮廓终点相对于轮廓起点坐标增量的编程方式。有些数控系统还可采用极坐标编程。在越来越多车床中X、Z表示绝对编程，U、W表示增量编程，允许同一程序段中二者混合使用。绝对: G01 X100.0 Z50.0; 相对: G01 U60.0 W-100.0;混用: G01 X100.0 W-100.0; 或 G01 U60.0 Z50.0; 3.X、Z 取值原则：1)方便数学计算和简化编程；2)容易找正对刀；3)不要与机床、工件发生碰撞；4)方便

36、拆卸工件；5)空行程不要太长；四、常用编程指令1.准备功能（G功能）准备功能就是控制机床运动方式的指令，它是用地址字G和后面的数字组合起来表示各式是：GXX；准备功能分为模态指令和非模态指令；模态指令就是在同一G指令出现之前一直有效的G指令，非模态指令就是只在程序段中有效的G指令。FANUC 0i-TB数控系统常用G功能指令见下表。G代码组功能参数（后续地址字）G00、G01、G02、G0301 快速定位直线插补顺时针圆弧插补逆时针圆弧插补X， Z同上X，Z，I，K，R同上G0400暂停PG20、G2106英寸输入毫米输入X， Z同上G27、G2800返回参考点检查返回参考点 G3201恒螺纹

37、切削X，Z，U,W,G3401变螺纹切削X，Z，U,W,G40、G41、G4206刀尖半径补偿取消左刀补右刀补 TTG54、G55、G5614 坐标系选择 G6500宏指令简单调用P，AZG70、G71、G72、G73、G76 06精车循环外径/内径车削复合循环端面车削复合循环闭环车削复合循环螺纹切削复合循环X，Z，U，W，C，P， Q，R，EG90、G9103 绝对编程相对编程 G9200工件坐标系设定X，ZG96、G9702恒线速度切削恒转速度切削 G98、G9905每分钟进给每转进给S注： 00组中的G代码是非模态的，其他组的G代码是模态的；1） 快速定位G00 格式：G00 X（U）_

38、 Z（W）_ 说明： X、Z：绝对编程时，快速定位终点在工件坐标系中的坐标； U、W：增量编程时，快速定位终点相对于起点的位移量；例：如图所示快速进刀指令 G00 X50.0 Z6.0；或 G00 U-70.0 W-84.0；说明：(1)该指令使刀具按照点位控制方式快速移动到指定位置。移动过程中不得对工件进行加工； (2)所有编程轴同时以参数所定义的速度移动，当某轴走完编程值便停止，而其他轴继续运动； (3)不运动的坐标无须编程； (4)G00可以写成G02)直线插补指令（G01）格式：G01 X(U)_Z(W)_F_(mm/r)其中X(U)_Z(W)_为直线终点位置F进给指令单位：mm/r（

39、毫米/转）该指令用于直线或斜线运动，可沿X轴、Z轴方向执行单轴运动，也可沿XZ平面内任意斜率的直线运动。G01指令刀具以联动的方式，按F规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程序段指令的终点。G01是模态代码，可由G00、G02、G03或G32功能注销。G01 X60.0 Z-80.0 F0.3；或 G01 U0 W-80.0 F0.3；*此例为单轴切削，故X、U指令可省略不写3）暂停指令 （G04）格式：G04 X_；或G04 P_(使用P不能有小数点) 说明：加工运动暂停，时间到后，继续加工。暂停时间由X或P后面的数据指定。单位是秒或毫秒。范围是0.0

40、1秒到300秒。4）自动回原点 （G28）格式：G28 X（U）_Z（W）_； 该指令使刀具自动返回机械原点或经过某一中间位置，再回到机械原点； X，Z（或U，W）为中间点坐标； 该指令以G00的速度运动。5) 倒角和倒圆角指令C、R在零件轮廓拐角处如倒角或倒圆，可以插入倒角或倒圆指令C.或者R.与加工拐角的轴运动指令一起写入到程序段中。直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间都可以用倒角或倒圆指令进行倒角或倒圆。格式： （1）倒角：G01 X_Z_C_；（2）倒圆：G01 X_Z_R_；说明：其中X、Z是倒角或倒圆切削后的位置，、是倒圆或倒角终点相对于起点的方向。 G01 Z-2

41、0.0 C4.0 F0.4；X50.0 C-2.0； Z-40.0； G01 Z-20.0 R4.0 F0.4； X50.0 R-2.0； Z-40.0；3.进给功能指 （F功能）F功能表示刀具的进给速度，它是所有移动坐标轴速度的矢量和。F功能在G01、G02、G03等插补指令中生效，在程序中第一次出现插补指令之前或同时，应设定F功能指令。F指令一旦设定就一直有效直到被新的F指令取代。 G99：每转进给量格式：G99_（F_）；G99使进给量F的单位为mm/r。G98：每分钟进给量格式：G98_（F_）；G98使进给量F的单位为mm/min。说明：数控车床中，当接入电源时，机床进给方式默认G9

42、9。 4.主轴转动功能 (S功能) 主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，单位为r/min。恒线速度功能时S指定切削线速度，其后的数值单位为米m/min。（G96恒线速度有效、G97取消恒线速度） S是模态指令，S功能只有在主轴速度可调节时有效。 S所编程的主轴转速可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行修调。G97：主轴转速直接设定格式：(G97)_S_； 设定主轴转数恒定（r/min）G96：主轴转速线速度恒定设定格式：(G96)_S_；设定主轴线速度，即切削速度恒定（m/min)5.刀具功能指令 (T功能) T代码用于选刀，其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。执行T

43、指令，转动转塔刀架，选用指定的刀具。当一个程序段同时包含T代码与刀具移动指令时：先执行T代码指令，而后执行刀具移动指令。T指令同时调入刀补寄存器中的补偿值。格式：T 前两位指定刀具序号，后两位指定刀具补偿号。说明1）刀具序号尽量与刀塔上的刀位号相对应；2）刀具补偿包括几何补偿和磨损补偿；3）为使用方便，尽量使刀具序号和刀具补偿号保持一致；4）取消刀具补偿，T指令格式为：T 或 T 00。6.辅助功能指令（M功能） 辅助功能就是用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能动作（如冷却液的开关、主轴正反转等）的指令。辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成，M功能有非模态M功能和模态M功能两种形

44、式。非模态M功能 (当段有效代码) ：只在书写了该代码的程序段中有效；模态M功能(续效代码)：一组可相互注销的M功能，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。FANUC 0i-TB系统常用辅助功能见下表。M代码功能M代码功能M00程序停止M12尾顶尖伸出M01计划停止M13尾顶尖缩回M02程序结束M21门打开可执行程序M03主轴顺时针转动M22门打开无法执行程序M04主轴逆时针转动M30程序结束返回程序头M05主轴停止M98调用子程序M08冷却液开M99子程序结束M09冷却液关 D.任务实施：编程实例图刀具表 T0193 外圆正偏刀 切削用量主轴转速S粗加工500r/min精加工800

45、r/min进给速度F粗加工0.2mm/r精加工0.1mm/r切削深度a粗加工不大于4mm精加工0.3mm加工程序程序注释O001主程序名N10 G54 G99 S500 M03 T0101设定工件坐标系，主轴正转转速为500r/min，选择1号刀,用G99设定进给量F单位N20 G00 X17.3 Z2快速移动点定位,留出精加工余量0.3mmN30 G01 Z-20 F0.2车17.3外圆，长20mm进给量F=0.2 mm/rN40 U2X方向退刀N50 G00 Z2Z方向退刀N60 X15.3X方向进刀，15.外圆留出精加工余量0.3mmN70 G01 Z-10车15.3外圆，长10mmN8

46、0 U2X方向退刀N90 G00 Z2Z方向退刀N100 S800精加工转速800 r/minN110 G00 X12 Z0快速移动点定位N120 G01 X15 Z-1.5 C1.5 F0.1加工倒角，精加工进给量F=0.1 mm/rN130 Z-10车15外圆，长10mmN140 X17车台阶面N150 Z-20车17外圆，长20mmN160 X20车台阶面N170 Z-63.5车20外圆长63.5mm(比零件总长加切断刀宽度略长)N180 U2X方向退刀N190 G00 X100 Z100快速移动点定位至换刀点N200 M05主轴停止N210 M30程序结束E.实践训练任务3：圆弧轴的数

47、控车削A.任务描述学生能够运用所学G02、G03等指令完成图示工件的编程、加工。B.任务分析该零件为阶梯轴类零件，具有圆柱、圆弧等工艺结构，该零件结构并不复杂，完成该零件加工需掌握FANUC-0I系统的常用编程指令G02、G03，并能够合理安排走刀路线。C.相关知识 一、常用编程指令1.圆弧插补指令（G02/G03）圆弧插补指令使刀具以圆弧轨迹从起始点移动到终点，模态有效。G02指令表示圆弧插补方向为顺时针，G03指令表示圆弧插补方向为逆时针。圆弧编程格式如下： 其中：X、 Z：为绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标；U、W： 为增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移量；I、 K： 圆心

48、相对于圆弧起点的增加量(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，在绝对、增量编程时都是以增量方式指定，在直径、半径编程时I都是半径值；R： 圆弧半径，同时编入R与I、K时，R有效，当圆弧圆心角180 时R取正值；当圆弧圆心角180 时R取负值；F： 进给速度。G02/G03参数说明2.圆弧插补方向判别如图所示，从Y轴正方向去观察顺时针就用顺时针圆弧插补指令G02，逆时针就用逆时针圆弧插补指令G03；从Y轴负方向去观察顺时针就用逆时针圆弧插补指令G03，逆时针就用顺时针圆弧插补指令G02。二、圆弧的加工工艺分析1.圆弧分层切削法1) 圆弧始点、终点坐标变化，半径R不变如图所示，在零件上加工一个凹圆弧，

49、为了合理分配吃刀量，保证加工质量，采用等半径圆弧递进切削，编程思路简单。N10 G01 X54 Z-30 F0 .3;N20 G02 X60 Z-33 R10 F0 .2; N30 G00 X54 Z-30; N40 G01 X48 F0.3 ;N50 G02 X60 Z-36 R10 F0.2; N60 G00 X48 Z-30; N70 G01 X42 F0.3 ; N80 G02 X60 Z-39 R10 F0.2; N90 G00 X42 Z-30; N100 G01 X40 F0.3; N110 G02 X60 Z-40 R10 F0.1; 2) 圆弧始点、终点坐标、半径R均变化如图

50、所示，在零件一端加工一个半球，在该种情况下，走刀轨迹的半径R等于上次走刀半径R与Z(或X)方向的变化量Z(X)之差。N10 G01 X0 Z10 F0.3; N20 G03 X60 Z-20 R30 F0.2 ; N30 G00 Z6; N40 X0; N50 G03 X60 Z-20 R26 F0.2; N60 G00 Z2; N70 X0; N80 G03 X60 Z-20 R22 F0.2 , N90 G00 Z0; N100 X0; N110 G03 X60 Z-20 R20 F0.1; 2.先锥后圆弧法该方法是先把过多的切削余量用车锥的方法切除掉，最后一刀走圆弧的路线切削圆弧成型，如

51、图所示。N10 G01 X102 Z-30 F0.3; N20 G90 X100 Z-50 I-5 F0.2; N30 I-10; N40 I-15; N50 I-20; N60 G01 X60 Z-30 F0.3; N70 G02 X100 Z-50 R20 F0.1; D.任务实施：编程实例图 毛坯为25铝棒刀具表 T0193 外圆正偏刀 切削用量主轴转速S粗加工500r/min精加工800 r/min进给速度F粗加工0.2mm/r精加工0.1mm/r 切削深度 a粗加工不大于4mm精加工0.3mm加工程序程序注释O001主程序名S500 M03 T0101主轴正转转速为500r/min，

52、选择1号刀, G00 X20.3 Z2快速移动点定位,留出精加工余量0.3mmG01 Z-25 F0.2车20.3外圆，长25mm进给量F=0.2 mm/rU2X方向退刀G00 Z2Z方向退刀X16.3X方向进刀Z-10车16.3外圆，长25mmX20.3 Z-25圆锥粗加工U2X方向退刀G00 Z0Z方向退刀X6.49X方向进刀G01 X12.79 Z-5顶部尖端第一刀粗加工U2X方向退刀G00 Z0Z方向退刀X0.3X方向进刀G01 X12.79 Z-5顶部尖端第二刀粗加工G03 X16.3 Z-10 R8.15圆弧粗加工G01 U2X方向退刀G00 Z0Z方向退刀X0X方向进刀S800精

53、加工转速800 r/minG01 X12.49 Z-5 F0.1顶部尖端精加工G03 X16 Z-10 R8圆弧精加工G01 X20 Z-25圆锥精加工X25端面加工Z-40.5车25外圆长40.5mm(比零件总长加切断刀宽度略长)U2X方向退刀G00 X100 Z100快速移动点定位至换刀点M05主轴停止M30程序结束E.实践训练训练题1训练题2训练题3任务4：轴类件的螺纹车削A.任务描述学生能够运用所学G32、G92等指令完成图示工件的编程、加工。B.任务分析 该零件为阶梯轴类零件，具有圆柱、圆弧、退刀槽、螺纹等工艺结构，该零件结构比较复杂，完成该零件加工需掌握FANUC-0I系统的常用编

54、程指令G32、G92，并能够合理安排走刀路线。C.相关知识1.恒螺距螺纹切削指令G32恒螺距螺纹切削指令G32可以加工：圆柱螺纹、圆锥螺纹、外螺纹和内螺纹以及左旋螺纹和右旋螺纹, G32指令模态有效。恒螺距螺纹切削指令G32的程序段格式为:G32 X(U) Z(W) F 其中：X、Z 为螺纹终点绝对坐标值。 U、W 为螺纹终点相对螺纹起点坐标增量。 F为螺纹导程（螺距）， 单位：mm/rG32和G01指令的根本区别是：G32能使刀具直线移动的同时，使刀具的移动和主轴保持同步，即主轴转一周，刀具移动一个导程；G01指令刀具的移动和主轴的旋转位置不同步，用来加工螺纹时会产生乱牙现象。用G32加工螺

55、纹时，由于机床伺服系统本身具有滞后特性，会在起始段和停止段发生螺纹的螺距不规则现象，故应考虑刀具的引入长度（切入延长）和超越长度（切出延长），整个被加工螺纹的长度应该是引入长度、超越长度和螺纹长度之和。经验公式：引入长度：=RP/400； 超越长度：2= RP/1800； 其中R：主轴转速（r/min）；P：螺纹导程。 说明 （1）加工螺纹主轴转速S及每次进刀的深度，应根据车床及刀具的具体情况选择合适值。螺纹牙深等于螺纹大径减螺纹小径；对与普通三角形螺纹螺纹牙深等于0.5413*P （2）因为在恒螺距螺纹切削时，刀具进给速度F只取决于主轴转速S和螺纹导程K，根据主轴转一转刀具移动一个导程的原理

56、，在螺纹加工时进给修调开关无效,并且要保持主轴修调开关不变。 （3）圆柱螺纹的导程K与螺距P的关系是：K=n*P n为螺纹头数；空刀退出量一般取b1.2K，空刀导入量一般取a2.5K,如空刀导入量a取得太小，有可能产生“乱牙”现象。编程实例图3-12刀具表T0193 外圆正偏刀T024MM宽割断刀T0360螺纹刀切削用量粗加工精加工主轴速度S500r/min800 r/min进给量F0.2mm/r0.05 mm/r切削深度a小于4mm0.2mmD.任务实施：加工程序程序注释O0004主程序名N10 S500 M03 T0101设定工件坐标系，主轴正转转速为500r/min，选择1号刀N20 G

57、00 X20.2 Z2快速移动点定位N30 G01 Z-29.8 F0.2 粗车螺纹外圆，留单边0.2mm余量 X24.4 R1.5粗车台阶面,倒圆角R1.5 Z-46粗车24外圆长46mmX26车出毛坯外圆N40 G00 X30 Z2快速移动点定位 X0快速移动点定位N50 S800 M03主轴转速为800r/min, N60 G01 Z0 F0.05直线插补至右端面中心进给量F=0.05 mm/r X19.8 C1.5精车端面, 倒角1.5X45 Z-30精车螺纹外圆(外螺纹大径都是负偏差) X24 R1精车台阶面,倒圆角R1 Z-46精车24外圆长46mmN70 G00 X50 Z200

58、快速移动点定位至换刀点N80 T0202 S300 M03换2号刀, 主轴转速为300r/minN90 G00 X25快速移动点定位,先定位X方向 Z-30再定位Z方向N100 G01 X17 F0.05割槽，切削用量为：S=300r/min，F=0.05 mm/rN110 G04 P2000槽底暂停2秒N120 G01 X26 F0.4退出槽底N130 G00 X50快速移动点定位退刀,先定位X方向 Z200再定位Z方向N140 T0303换3号60螺纹刀N150 G00 X19.1 Z6快速移动点定位 N160 G32 X19.1 Z-28 F1 第一刀车螺纹N170 G00 X30快速移

59、动点定位退刀,先定位X方向 Z6再定位Z方向 X18.8快速移动点定位进刀N180 G32 Z-28 F1第二刀车螺纹N190 G00 X30快速移动点定位退刀,先定位X方向 Z6再定位Z方向 X18.72快速移动点定位进刀N200 G32 Z-28 F1第三刀车螺纹N210 G00 X50快速移动点定位至换刀点 Z200N220 T0202换2号刀N230 G00 X26快速移动点定位 Z-44N240 G01 X0 F0.05割断N250 G00 X50 退刀 Z200N260 M05主轴停止N270 M30程序结束2.螺纹切削循环指令G92（1）直螺纹切削循环格式：G92 X（U）_Z（

60、W） F_；X、Z：绝对值编程时，为螺纹终点在工件坐标系下的坐标；增量值编程时，为螺纹终点相对于循环起点的有向距离，图形中用U、W表示，其符号由轨迹1和2的方向确定； F：螺纹导程；该指令执行图所示1234的轨迹动作（2） 锥螺纹切削循环格式：G92 X_Z_ R_F_；X、Z：绝对值编程时，为螺纹终点在工件坐标系下的坐标；增量值编程时，为螺纹终点相对于循环起点的有向距离，图形中用U、W表示。R：为螺纹起点与螺纹终点的半径差。其符号为差值的符号(无论是绝对值编程还是增量值编程)；F：螺纹导程。 该指令执行图 示1234的轨迹动作。 D.任务实施例图刀具表 T01 93外圆正偏刀T023MM宽切