模块三 数控铣床坐标系建立及编程指令认识

模块三数控铣床坐标系建立

及编程指令认识武汉船舶职业技术学院周兰数控编程一、机床坐标及运动方向的确定

1．刀具相对于静止工件运动原则

在考虑机床坐标命名时，被加工工件的坐标系均看作是相对静止的，而刀具是相对运动的。2．标准坐标系的规定（1）

●标准坐标系是一个用X、Y、Z表示直线进给运动的直角坐标系，用右手法则判定。●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。●这个坐标系的各个坐标轴通常与机床的主要导轨相平行。2．标准坐标系的规定（2）

围绕X、Y、Z旋转的圆周进给运动坐标轴分别用A、B、C表示，根据右手定则判定，以大拇指分别指向+X、+Y、+Z方向，则食指、中指等指向是圆周进给运动的+A、+B、+C方向。3．运动部件正方向规定（1）

机床某一运动部件的正方向，规定为增大刀具与工件距离的方向。（1）Z坐标轴的确定通常把传递切削力的主轴定为Z轴，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。●对工件旋转的数控车床而言，工件回转中心轴则为Z轴；●对于刀具旋转的数控铣床而言，刀具回转中心轴为Z轴。3．运动部件正方向规定（2）

（2）X坐标轴的确定X坐标是水平的，一般平行于工件装卡面且与Z轴垂直，它是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。（3）Y坐标轴的确定Y坐标轴垂直于X坐标轴和Z坐标轴，Y轴的正方向应根据X、Z的正方向按右手定则确定。3．运动部件正方向规定（3）

数控车床数控立式铣床3．运动部件正方向规定（4）

数控卧式铣床数控龙门铣床数控牛头刨床二、数控机床机床坐标系建立

1.机床坐标系有关基本概念（1）（1）机床坐标系含义由数控机床坐标原点与机床坐标轴X、Y、Z组成的坐标系称为机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，在机床出厂前已经预调好，不允许用户随意改动。

●机床通电后，数控机床每次开机的第一步操作应为回参考点操作。当完成回参考点操作后，则面板显示器上显示的是刀位点(刀架中心)在机床坐标系的坐标值(空间位置)，相当于数控系统内部建立了一个以机床原点为坐标原点的机床标系。1.机床坐标系有关基本概念（2）（2）机床原点含义机床原点是机床的一个固定点，永不能改变。车床的机床原点定义为主轴端面与主轴回转中心线的交点，如图所示，O点即为机床原点。1.机床坐标系有关基本概念（3）（2）机床原点含义数控铣床的机床原点一般设在X、Y、Z轴回零的交汇点，如图所示。1.机床坐标系有关基本概念（4）（3）机床参考点含义机床参考点也是机床的一个固定点，其固定位置是由Z向与X向的机械挡块来确定，数控车床上该点与机床原点的相对位置如图所示，O′是机床参考点，它是X、Z轴最远离工件的那一点。1.机床坐标系有关基本概念（5）（3）机床参考点含义数控铣床的机床参考点如图中的R点。1.机床坐标系有关基本概念（6）（3）机床参考点含义当发出回考点的指令时，装在各个方向滑板上的行程开关碰到相应的挡块后，由数控系统控制滑板停止运动，完成回参考点的操作。由于参考点与机床原点的位置是固定的，找到了机床参考点，也就间接找到了机床原点。1.机床坐标系有关基本概念（7）机床上电时状态及显示坐标值1.机床坐标系有关基本概念（8）机床回参考点后状态及显示坐标值2.机床坐标系建立（9）

建立机床坐标系操作也就是进行机床回参考点操作。在数控机床操作面板上有各方向回参考点按钮，通过以下步骤建立机床坐标系：

●按下返回参考点按钮；

●选择合适的快速移动速度倍率值；

●分别或同时按住与返回参考点相应的进给轴X、Y、Z和方向选择开关，直至刀具返回到参考点。当刀具返回到参考点后，返回参考点完成指示灯LED点亮。当完成上面操作后，就建立了机床坐标系。2.机床坐标系建立（10）机床回参考点操作按钮三、数控机床工件坐标系建立

1.工件坐标系、坐标原点及对刀点含义（1）

（1）工件坐标系

●编制数控程序时，首先要建立一个工件坐标系，零件加工程序中的坐标值均以工件坐标系为依据确定。

●工件坐标系是编程人员在编程时使用的坐标系，选择工件上的某一已知点为坐标原点，以平行于机床的坐标轴为坐标轴建立一个新的坐标系，称为工件坐标系(也称编程坐标系)。

●工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。1.工件坐标系、坐标原点及对刀点含义（2）

（2）工件坐标系原点

●工件坐标系原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件,工件坐标系原点是人为设定的。

●数控车床工件原点一般都设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处；●数控铣床工件坐标原点一般设置在进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称中心上。如图所示。1.工件坐标系、坐标原点及对刀点含义（3）

四、零件程序结构认识

1.程序结构认识（1）

●一个程序是一组被传送到数控装置中的指令和数据，程序遵循一定的结构、句法和格式规则。●程序由若干个程序段构成，每条程序段又由若干个指令字构成，程序结构如图所示。1.程序结构认识（2）

O0001程序号N05G00U50.W60.；程序段N10G01U100.W150.F150.M03S300；……N200M30；指令字1.程序结构认识（3）

关于零件程序，有以下几点说明：1）从上图可以看出，一个零件的程序必须包括起始符和结束符：程序号为起始符，M02或M30为程序结束符；2）一个零件的程序是按程序的输入顺序执行的，而不是按程序段号的顺序执行的，但在书写程序时，建议按升序书写程序段号，程序段号之间允许有一定的间隔；2.指令字结构（1）

序号机能地址意义1零件程序号O表示程序的编号2程序段号N程序段的编号3准备机能G指令动作方式（如直线、圆弧加工等）4尺寸字X、Y、ZA、B、CU、V、W坐标轴移动命令R圆弧半径、固定循环参数等I、J、K圆心相对于起点的坐标、固定循环参数等5进给速度F指定刀具加工时的进给速度2.指令字结构（2）

序号机能地址意义6主轴机能S指定主轴的旋转速度7刀具机能T指定加工过程中所使用刀具的编号8辅助机能M指定程序走向及机床侧开/关控制9暂停机能P、X指定暂停时间10程序号指定机能P指定子程序号11重复次数机能L子程序重复调用次数、固定循环重复次数12参数P、Q、R、U、W、I、K、C、A车削复合循环参数3.程序段结构（1）

（1）程序段格式数控机床程序段格式为：N

G

X

Y

Z

…F

S

T

M

；一个程序段以程序段号开始（也可省略），以程序结束代码结束。程序段中各字的先后顺序要求并不严格，不需要的字以及与上一程序段相同的继续使用的字可以省略。数控机床程序段各指令字含义如下：3.程序段结构（2）

1）程序段号N：程序段号用字母N及数字表示，如N0005，段号之间的间隔不要求连续，便于程序修改和编辑。程序段号可有可无。另外，编写程序时可以不写程序段号，程序输入数控系统后可以通过系统设置自动生成程序段号；2）准备功能G：由表示准备功能的地址符G和数字组成，如G01、G02分别代表直线插补和圆弧插补。G功能的代号已经标准化；3.程序段结构（3）

3）坐标字：坐标字由坐标地址及数字组成，且按一定的顺序进行排列，各组数字必须具有作为地址码的地址符（如X、Y等）开头。数控系统一般对坐标值的小数点有严格的要求（有的系统可以用参数进行设置），如“26㎜”编程时应写成“26.”，否则有的系统会将“26”视为“26μm”；

4）进给功能F：进给功能由进给地址符及数字组成，数字表示所给定的进给速度，如F120.表示进给速度为120㎜/min，其小数点与X、Y、Z后的小数点表示同样含义；3.程序段结构（4）

5）主轴转速功能S：主轴转速功能由主轴地址符及数字组成，数字表示主轴转速，单位为r/min；6）刀具功能T：刀具功能由地址符T和数字组成，用以指定刀具的刀号，如T0101，表示1＃刀具；3.程序段结构（5）

7）辅助功能M：辅助功能由辅助操作地址符和两位数字组成，如M03表示主轴正转；

8）程序段结束符号：程序段结束符号在程序段最后一个有用符号之后，表示程序段结束。结束符号应根据编程手册的规定而定，本教材用“；”表示。3.程序段结构（6）

（2）程序段举例如下面程序段：

N005G01X70.Z-40.F140.S300T01M03；程序段含义为命令数控机床主轴正向旋转、转速为300r/min，使用1号刀具以140㎜/min的进给速度直线移动到工件坐标系中坐标值为X=70㎜、Z=-40㎜的地方。五、FANUC指令系统认识

1.准备功能G代码（1）

序号G代码组别功能1★G0001快速点定位2G01直线插补3G02顺时针圆弧插补或螺旋线插补4G03逆时针圆弧插补或螺旋线插补5G0400