数控车作业和数控机床编程及加工

主讲：宋心鑫

数控车床编程基础欢迎同学们来工程训练中心崇尚实践回归工程学习内容数控车床编程基础认知数控车床数控车床安全操作规程

数控车床的编程方法编程例题及作业经济型数控车床(SIEMENS802C系统)经济型数控车床(FANUC0iMate-TB系统)全功能型数控车床（FANUC0i-TB系统）全功能型数控车床（FANUC0i-TB系统）

立式数控车床双主轴车削中心返回数控车床安全操作规程

1、数控车床只能单人操作2、零件加工时须将防护门关上3、启动“循环启动”按钮前须报告指导老师4、严禁工件转动时测量、触摸工件5、长头发者须戴工作帽，以防头发卷入机床6、遵守其他《安全教育》内容返回数控车床的编程方法编程的基础知识程序的结构编程的步骤

编程注意事项

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数控机床的坐标系

1、坐标系的规定

按照ISO841-1974标准规定，数控机床的坐标系采用笛卡尔坐标系。2、坐标正向规定：一般取远离工件的方向（即工件尺寸增大的方向）为正。数控机床的坐标系

3、坐标轴的确定：

先确定Z轴（为提供切削功率的轴，一般与主轴平行），再确定X轴，然后根

据笛卡尔坐标系（右手坐标系）确定Y

轴。数控车床坐标系ZX0数控车床常用坐标系1、机床坐标系：机床本身固有的坐标系，一般不能改动。在机床坐标系中，坐标值是刀架中心点相对机床原点的距离。2、工件坐标系：编程员为了简化编程，在工件上指定的坐标系。在工件坐标系中，坐标值是刀尖相对工件原点的距离。工件坐标系原点设置原则：a、

尽可能与设计、工艺和检验基准重合b、便于数学计算、简化程序编制c、

便于对刀d、便于观察

图1图2机床坐标系与工件坐标系的区别X程序的结构一个完整的程序，一般由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。例如：(以FANUC系统为例）

程序号O2023；N05T0101M03S300；（每一行为一程序段）N10G00X18.5Z2.0；N15G01X18.5Z-30.0F0.1；N20G01X25.0Z-30.0；程序内容N20G00X25.0Z2.0；N25G00X13.0Z2.0；……N110G00X100.0Z100.0；N115M05；程序结束N120M02；１、程序号：

O（四位数字）程序号O0000、O9000~O9999在数控系统中通常有特殊的含义，应避免使用。建议采用O0001~O8999作为加工用程序号。２、程序段格式：Ｎ—Ｇ—Ｘ—Ｚ—Ｆ—Ｓ—Ｔ—Ｍ—EOB顺序号准备功能尺寸功能进给速度主轴转速刀具指令辅助功能结束符返回程序号有关规定1、程序号必须写在程序的最前面，并占一单独的程序段。2、在同一数控机床中，程序号不可以重复使用。3、0000：不准使用4、0001～8999：用于自由存储、删除和编辑的程序5、9000～9999：如果参数不设定，不能用于存储、删除和编辑的程序6、在实际选用时，通常0001～8999常用作零件程序号，而9000～9999，为机床制造者或机床使用者用作自已开发的特殊功能程序的程序号。在用户宏程序中，常用到9000～9999范围内的程序号。F：进给速度指令

F指令用于指定加工时刀具的进给速度。单位：mm/min(程序用G98指令时）或mm/r（程序用G99指令时）。F:外圆：~0.2(mm/r)（G01）切断：~0.05(mm/r)（G01）圆弧：~0.1(mm/r)（G02.G03）F指令为模态指令，实际进给率可通过CNC面板上的进给倍率旋钮，在0-150%之间控制。返回S：主轴转速指令

S指令用于指定加工时主轴的转速。常用单位：r／min。

（1）恒线速度（G96）：S指定的数值表示切削速度。如G96S150表示切削速度为150m/min。

（2）恒主轴转速（G97）：S指定的数值为主轴转速。如G97S300表示主轴转速为300r/min。S:切断：300r/min以下(300)粗加工：300-900r/min(400)精加工：900r/min以上(600)

S指令为模态指令，实际转速可通过CNC面板上的修调按钮在50-120%之间调节。

返回T：刀具指令

T指令后接两位或四位数字，前半部分为刀具号，后半部分为刀具补偿号。

如：T0100T02021号刀取消刀补2号刀2号刀补数控车床刀架6号刀8号刀10号刀（切断刀）（外圆刀）（外圆刀）刀具补偿值的理解

辅助功能M指令

辅助功能：控制数控机床辅助动作的功能，简称M功能。M功能由地址M及后缀两位数字组成。常用的有M00～M99。

1、主轴操作指令：M03主轴正转、M04主轴反转、M05主轴停止编程格式：M03S；M04S；2、程序结束指令：整个程序结束：M02、M30程序暂停：M00（无条件）M01（有条件）3、冷却液的开停：M08:冷却液开M09:冷却液关返回

准备功能

准备功能:简称G功能,是使数控机床作好某种操作准备的指令。用地址G后缀两位数字表示，从G00～G99共100种。目前，有的数控系统也用到了00～99之外的数字，如SIEMENS802C数控系统中的G500（表示取消可设定零点偏置)。1、模态指令：一经指定一直有效,直到后面程序段出现同组的代码指令取代它为止的指令。如：G00、G01是同组的模态G代码（01组）G00X25.0Z2.0;X15.0Z2.0;（G00有效）G01X15.0Z-30.0F0.1；（G01有效）

2、非模态指令：仅在被指定的程序段有效的指令。如G04是非模态指令（00组）。

介绍几个常用Ｇ代码

1、快速定位G00：刀具按系统设置的速度快速移动的指令编程格式：G00Ｘ

Ｚ

；注意事项：（1）G00运动轨迹通常不是直线（点位控制）（2）G00状态时F无效（3）G00编程时应防止撞刀快速定位G00AB工件XZ0C卡盘2、直线插补指令G01

G01是用于加工直线轮廓的插补指令编程格式：

G01Ｘ

Ｚ

Ｆ

；G01的运动轨迹为一严格的直线。（直线控制）直线插补G01XZ0工件AB工件卡盘3、顺圆插补指令G02

G02是顺时针圆弧插补指令，它命令刀具在指定的平面内按给定的进给速度作顺时针圆弧运动。

编程格式：G02Ｘ

Z

Ｒ

Ｆ

；

或G02Ｘ

Z

I

K

Ｆ；

其中I=X/2(圆心)-X/2(圆弧起点)K=Z(圆心)-Z(圆弧起点)顺圆插补G02顺时针工件AB4、逆圆插补指令G03

G03是逆时针圆弧插补指令，它命令刀具在指定的平面内按给定的进给速度作逆时针圆弧运动。

编程格式：G03Ｘ

Z

Ｒ

Ｆ

；

或G03Ｘ

Z

I

K

Ｆ

；其中I=X/2(圆心)-X/2(圆弧起点)K=Z(圆心)-Z(圆弧起点)逆圆插补G03逆时针工件返回AB

编程注意事项1、X值指定问题：（1）直径编程：X轴坐标值就是图纸上给出的直径值。（2）半径编程：X轴坐标值就是离开零件中心大小的距离。2、数控系统问题：各数控系统编程有很大差异，编程前应仔细阅读各系统的编程说明书。

返回

编程的步骤

1、分析零件图样

2、确定工艺过程

3、数值计算

4、编写零件加工程序

5、程序校验及修改

返回

例题

编程须知：1、1号刀为外圆刀，2号刀为切断刀；2、用FANUC系统格式直径编程3、材料为φ20铝棒4、粗车外圆切削深度≤3mm精车外圆切削深度≤1mm车削程序为：O2023；文件名N10T0101M03S400；调用1号刀、主轴正转N15G00X18.5Z2.0；刀具快速定位N25G01X25.0；退刀N30G00Z2.0；快速退刀N35G00X13.0；快速定位N40G01X13.0Z-17.0；粗车φ13.0外圆N45G01X18.5Z-20.0；车锥角N50G00X18.5Z2.0；快速退刀N55G00X4.0；快速定位N60G01X12.0Z-2.0S600；车倒角N70G02X18.0Z-20.0R3F0.05；车R3圆弧N80G00X100.0Z100.0；快速退到换刀点N85M05；主轴停止N90T0202M03S300；换切断刀N95G00X25.0Z-33.0；快速定位N100G01X-1.0F0.02；切断N105G00X100.0Z100.0；快速移到安全处N110M05；主轴停止N115M02；程序结束



习题

编程要求：1、每人必须编一程序，并画出零件图样；2、直径编程；3、1号刀为外圆刀，2号刀为切断刀；4、粗车外圆切削深度≤3mm，精车外圆切削深度≤1mm；5、材料为φ20铝棒；6、用FANUC系统格式编程。返回螺纹加工指令FANUC0i系统1、圆柱螺纹G32Z(W)F;2、圆锥螺蚊G32X(U)Z(W)F;3、端面螺纹G32X(U)F;注：式中F为螺距车圆锥螺纹时，当半锥角小于45度时，F为Z轴方向螺距；当半锥角大于45度时，F为X轴方向螺距SIEMENS802C系统1、圆柱螺纹G33ZK2、圆锥螺蚊G33X—Z—K—（半锥角小于45度时）G33X—Z—I—（半锥角大于45度时）3、端面螺纹G33X—I—注：式中K为Z轴方向螺距；I为X轴方向螺距。机床坐标系XOZZXO工件坐标系数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。机械工程实验教学中心数控编程的目的数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。机械工程实验教学中心数控编程的内容数控编程的基本原理机械工程实验教学中心数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍机械工程实验教学中心为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定义开关1有效M20√M21自定义开关1无效M21√8M22自定义开关2有效M22√M23自定义开关2无效M23√9S主轴转速控制S00～S07；S0000～S9999√1