课件 数控加工编程基础课件

第一章数控加工编程基础（2012版）杨泽云

第一章数控加工编程基础1.1基本概念1.1.1数控编程的概念1.1.2坐标系1.2程序与程序的结构1.2.1程序的结构1.2.2程序段1.2.3直径编程方式1.2.4绝对编程与增量编程

第一章数控加工编程基础1.3坐标系1.3.1工件坐标系设定G921.3.2工件坐标系选择G54-G591.4

快速定位指令G00/G01.5直线插补指令（G01/G1）1.6圆弧插补指令1.7其它指令1.8常见的辅助功能M代码

第一章数控加工编程基础1.1.1数控编程的概念编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序，通过输入到机床装置中，用以控制机床完成零件的加工。

1.1基本概念

第一章数控加工编程基础1.1.2坐标系1.基本坐标轴

数控机床的坐标轴和方向的命名制订了统一的标准，规定直线进给运动的坐标轴用X，Y，Z表示，常称基本坐标轴。

第二章数控加工编程基础2.旋转轴

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1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。

第一章数控机床概述1.3.1数控机床坐标系的作用

数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置、机床运动部件特殊位置及运动范围，即描述机床运动，产生据信息而建立的几何坐标系。

1.3.2数控机床坐标系确定的依据—JB3051-8（ISO841）

为简化程序编制，保证数据的互换性。1.3数控机床坐标系

第一章数控机床概述1.3.3数控机床坐标系的确定方法

1.假定刀具相对于固定的

工件运动

第一章数控机床概述2.采用右手笛卡儿坐标系

拇指为X向

食指为Y向

中指为Z向。

直线坐标XYZ旋转坐标ABC附加坐标UVW

第一章数控机床概述3.确定顺序：Z—X—Y

4.增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向

第一章数控机床概述

数控机床坐标系坐标原点

1.3.4

第一章数控机床概述立式数控铣床坐标系+Z+X+Y

第一章数控加工编程基础Z轴——机床主轴；X轴——装夹平面内的水平向；Y轴——由右手笛卡儿直角坐标系确定。1.3.5坐标判断顺序：先Z轴，再X轴，最后Y轴。基本轴正方向：退刀即远离工件方向为正方向。回转轴+A、+B、+C的正方向：由右手定则判定。

第一章数控加工编程基础4.机床坐标系、机床零点、机床参考点

第一章数控加工编程基础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面确定的。机床上有一些固定的基准线，如主轴轴线、固定的基准面(工作台面、主轴端面、工作台侧面、导轨面等)。

（1）机床坐标系

第一章数控加工编程基础

机床坐标系的原点也称机床原点或零点。这个原点在机床一经设计和制造调整后，便被确定下来，它是固定的点。（2）机床原点

第一章数控加工编程基础

机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的极限点，其固定位置由各轴向的机械档来确定。

机床参考点可以与机床原点重合也可以不重合，通过机床参数指定该参考点到机床原点的距离。

数控机床工作时，先进行回机床参考点的操作，就可以建立机床坐标系了。（3）机床参考点

第一章数控加工编程基础数控铣床（加工中心）的机床原点与参考点

第一章数控加工编程基础（4）数控机床参考点的作用数控机床参考点有两个主要作用：

a是建立机床坐标系；

b是消除由于飘移变形等造成的误差。

机床使用了一段时间后，工作台会造成一些飘移，使加工有误差，回一次机床参考点，就可以使机床工作台回到准确位置，消除误差.所以在机床加工前，经常要进行回机床参考点的操作。

第一章数控加工编程基础5.编程坐标系、工件坐标系和对刀点

编程坐标系是编程人员在编程时,在零件图上建立的坐标系。坐标原点称为程序原点。工件坐标系是零件加工时，根据编程坐标系的位置关系，在工件上建立的坐标系。

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。

第一章数控加工编程基础●三个轴的正方向定义的原则相同：笛卡尔直角坐标系。●机床坐标系是工件坐标系的基础；●就某一零件的加工而言，编程坐标系、工件坐标系服务的对象都是被加工零件；●编程坐标系和机床坐标系通过工件坐标系联系起来。6、机床坐标系、编程坐标系和工件坐标系的关系

第二章数控加工编程基础

程序（完整）主程序子程序程序内容程序名若干程序段（程序内容）若干指令字程序结束

...............数值指令字符...............程序名程序结束

1.2程序与程序的结构1.2.1程序的结构

第一章数控加工编程基础程序可分为主程序和子程序，它们都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。O1234%1234G17G54G90G0Z50S3000M3X0Y0Z5#4=0M98P0001G90G0Z50M30O0001%0001#1=100#2=7#3=8G90G0X[-#1/2]Y[-[#2-1]/2*#3]G01Z-#4F500WHILE[#2GE0]G91X#1F1000Y#3#1=-#1#2=#2-1ENDWG90G0Z5#4=#4+1M99

第一章数控加工编程基础程序段是可以作为一个单位来处理的连续字组。程序段的一般形式如下：1.2.2程序段

第一章数控加工编程基础1.2.3绝对编程与增量编程绝对编程：指令轮廓终点坐标是相对于工件原点的编程方式。增量编程：指令轮廓终点是相对于轮廓起点坐标的编程方式。在车床中，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。在铣床和加工中心中中，绝对编程与增量编程由指令G90和G91设定。在铣床和加工中心：绝对值编程G90与增量值编程G91绝对坐标指令（G90）编程:程序段中的尺寸数字以程序原点为基准。相对坐标指令（G91）编程:程序段中的尺寸数字以前一点坐标为基准。指令格式：

第一章数控加工编程基础例：刀具由原点按顺序向1、2、3点移动,用G90、G91指令编程。

G90编程G91编程

需要注意的是：在编制程序时，在程序数控指令开始的时候，必须指明编程方式，缺省为G90。

第一章数控加工编程基础1.3.2工件坐标系选择G54-G59

第一章数控加工编程基础

工件坐标系选择(G54～G59)

机床原点

工件零点偏置

X

Y

Z

X

Y

Z

G54原点

G59原点

G59工件坐标系

G54工件坐标系

。。。

1）一般的数控机床可以预置的六个坐标系（G54～G59），可根据需要选用。（西门子系统铣床为可以预置的四个坐标系。）2）工作坐标系储器在机床的存储器内，都以机械原点为参考点，分别以各自坐标轴与机械原点的偏移量来表示。3）G54～G59为模态指令，没有缺省方式，可相互注销。4）使用该组指令前，必须先回参考点。5）该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。6）若程序中没有给出工作坐标系，则数控系统默认缺省程序原点为机械原点。第一章数控加工编程基础

说明●指令格式：G17G18G19XYZG17G18G19G17、G18、G19为模态功能，可相互注销，G17为缺省值。第一章数控加工编程基础

●指令用途：用于选择圆弧插补的平面或刀具补偿平面的。3.坐标平面选定G17，G18，G191.4

快速定位指令G00/G0指令格式：G00X_Y_Z_

其中，X、Y、Z、为快速定位终点，在绝对编程方式时为终点在工件坐标系中的坐标；在增量编程方式时为终点相对于起点的位移量。只能用于快速定位，不能用于切削加工，进给速度F对G00指令无效。第一章数控加工编程基础

G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。说明：1）G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。2）为避免干涉，通常的做法是：不轻易进行三轴联动。一般先移动一个轴，再在其它两轴构成的面内联动。如：进刀时，先在安全高度Z上，移动（联动）X、Y轴，再下移Z轴到工件附近。

退刀时，先抬Z轴，再移动X/Y轴。第一章数控加工编程基础

刀具作两点间的直线运动加工时使用该指令。G01表示刀具从当前位置开始以给定的切削速度F，沿直线移动指令给出的目标位置。格式：G01X_Y_Z_F_其中，X、Y、Z为终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。第一章数控加工编程基础

1.5直线插补指令（G01/G1）说明：（1）指令G01刀具从当前位置以程序段中F指令规定进给速度，按直线轨迹移动到程序段所指定的终点。（2）G01与坐标平面的选择无关；（3）实际进给速度等于指令速度F与进给速度修调倍率的乘积。切削加工时，一般要求进给速度恒定，因此，在一个稳定的切削加工工程中，往往只在程序开头的某个插补（直线插补或圆弧插补）程序段写出F值。（4）G01是模态代码，如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度，可以不再书写这些代码。可由G00、G02、G03或G33功能注销。

第一章数控加工编程基础

第一章数控加工编程基础

G01/G00编程举例（铣削）：G17G54G90G0Z50S3000M3X0Y0Z5#1=1M98P0001G90G0Z50M30O0001G01Z-#1F500G41D1X40Y40Y60F1000X30X40Y90X80X90Y60X80Y40X40G40X0Y0G90G0Z5M99O0001G91G01Z[-#1-5]F500G41D1X40Y40Y20F1000X-10X10Y30X40X10Y-30X-10Y-20X-40G40X-40Y-40G90G0Z5M99第一章数控加工编程基础

G00/G01编程练习：F_

F_

指令格式：或G02:顺时针圆弧插补G03:逆时针圆弧插补

第一章数控加工编程基础

1.6圆弧插补指令G02/G03判断：

G02为顺时针方向圆弧插补，G03为逆时针方向圆弧插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方向看到的回转方向。平面圆弧插补第一章数控加工编程基础

终点X起点KIZ圆心终点Y起点IJX圆心

终点Z起点JKY圆心I，J，K分别表示X，Y，Z轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如下图所示。某项为零时可以省略。第一章数控加工编程基础

例：编制圆弧程序段

每段圆弧可有四个程序段表示大圆弧AB小圆弧ABG17G90G03X0Y25R-25F80G17G90G03X0Y25I0J25F80G91G03X-25Y25R-25F80G91G03X-25Y25I0J25F80G17G90G03X0Y25R25F80G17G90G03X0Y25I-25J0F80G91G03X-25Y25R25F80G91G03X-25Y25I-25J0F80第一章数控加工编程基础

第一章数控加工编程基础

……G54X200.Y40.G90G03X140.Y100.R60.F300G02X120.Y60.R50.……例、整圆编程要求由A点开始，实现逆时针圆弧插补并返回A点。①G90G03X20Y0I-20J0F80②G91G03X0Y0I-20J0F80③G90G03X-20Y0R20F80G03X20Y0R20④G91G03X-40Y0R20F80G03X40Y0R20①

G90G03X20Y20I-20J0F80②

G91G03X0Y0I-20J0F80③

G90G03X-20Y20R20F80G03X20Y0R20④G91G03X-40Y0R20F80G03X40Y0R20第一章数控加工编程基础

OXYAR20OXYAR20指令参数说明：●圆弧插补只能在某平面内进行。●G17代码进行XY平面的指定，省略时就被默认为是G17；当在ZX（G18）和YZ（G19）平面上编程时，平面指定代码不能省略。●当圆弧圆心角小于180°时，R为正值，当圆弧圆心角大于180°时,R为负值。●用一个程序段进行整圆编程时，不可以使用R，只能用I、J、K。使用R进行整圆编程时，须将整圆分为两个或两个以上的圆弧进行分别编程。●F为编程的两个轴的合成进给速度。第一章数控加工编程基础

完成下面圆弧的编程，其中B点为圆弧的起点，E为圆弧的终点。第一章数控加工编程基础

第一章数控加工编程基础1.7.1主轴转速功能S1、恒线速控制

指令格式G96S～

S后面的数字表示的是恒定的线速度，单位：m/min。一般在工件直径变化较大时使用。

例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。(主轴转速非恒定)1.7其它指令

第一章数控加工编程基础2.恒转速指令格式：G97S～S后面的数字表示主轴恒定的转速，单位:r/min。一般在车螺纹或车削工件直径变化不大时使用,G97为缺省值

。例：G97S1000表示主轴转速1000r/min。

第一章数控加工编程基础3、主轴最高转速限定：指令格式：G50—在使用恒线速度时，往往用G50指令来限制主轴的最高转速。

例如：G96S300M03G50S2000表示切削点的恒定线速度为300m/min，但主轴的最高转速为2000r/min.

第一章数控加工编程基础1.7.2进给功能指令或F功能表示插补进给（G01、G02、G03）速度，属于模态代码。指令格式：G98F--单位为mm/min,为缺省值

G99F--单位为mm/r例如：G98F1000表示插补进给的速度为1000mm/min；G99F0.5表示插补进给的速度为0.5mm/r。

第一章数控加工编程基础1.7.3刀具功能T、DT××××T××D×× 刀补存储器号 刀补存储器号 刀具号 刀具号 指令格式有两种：T0103T02D01 刀补存储器号为03 刀补存储器号为01 01#刀具 02#刀具 例如：

1.7.4暂停指令G04为暂停指令，该指令的功能是使刀具作短暂的无进给加工(主轴仍然在转动)，经过指令的暂停时间后再继续执行下一程序段。G04指令为非模态指令。其程序段格式为：G04X（或P或F或S）N05G90G1F120Z-50S300M03N10G04X2.5；暂停2.5秒N15Z70N20G04P30；暂停0.030秒N30G00XOY0；进给率和主轴转速继续有效N40……第一章数控加工编程基础

第一章数控加工编程基础程序注释O2009文件（程序）名G97G99G21单位状态设置G00X100.Z100定位刀架在安全的位置S1000M03工件转动T0101换刀、指定刀具参数设置地址X70Z35定位到图中的初始位置X20.Z5定位到图中的待加工位置G01Z0F0.1直线切削到图中的初始切削位置G02X30Z-5R5.顺时针圆弧插补切削G01W-10直线插补切削G03X50W-10I10.顺时针圆弧插补切削到切削终了位置G01X100切出工件G0Z100刀具远离工件M05M30主轴停转，程序结束第一章数控加工编程基础

1.7.5米制尺寸/英制尺寸指令

工程图纸中的尺寸标注有公制和英制两种形式。同样进给率F的单位也分别为mm/min(in/min)或mm/r(in/r)

FANUC数控系统:G20：英制，单位：inG21：公制，单位：mmSiemens数控系统:G70：英制，单位：inG71：公制，单位：mm两者换算：1mm=0.0394in1in=25.4mm

第一章数控加工编程基础常见功能指令一览表

M00指令是一个暂停指令。功能是执行此指令后，机床停止