数控车床编程GSK980TA、980TD教学省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

广东工业大学试验教学部数控车床编程

GSK980TA、980TD11/54第一节数控技术与数控机床介绍1.数控技术基本概念⑴数控技术(NumericalControl-NC)用数字化信号对机床运动及其加工过程中进行控制一个方法。⑵数控机床采取数控技术对加工过程进行控制机床。⑶数控系统（NumericalControlSystem）

实现数字化控制软件和硬件整体称为数控系统。它由程序输入、输出设备、数控装置、伺服装置、反馈装置、辅助驱动装置组成。22/542.数控机床工作原理加工程序输入输出装置数控装置辅助控制装置伺服驱动装置检测反馈装置机床本体33/543.数控车床介绍⑴数控车床分类简易数控车床（经济型数控车床）：是低级次数控车床，普通是用单板机或单片机进行控制，机械部分是在普通车床基础上改进设计。多功效数控车床：也称全功效型数控车床，由专门数控系统控制，具备数控车床各种结构特点。数控车削中心：在数控车床基础上增加其它附加坐标轴。

按结构和用途数控车床主要可分为数控卧式车床、数控立式车床和数控专用车床（如数控凸轮车床、数控曲轴车床、数控丝杠车床等）。44/542.数控车特点（1）加工生产效率高（2）减轻劳动强度、改进劳动条件（3）对零件加工适应性强、灵活性好（4）加工精度高、质量稳定（5）有利于生产管理55/54数控机床与普通机床区分？数控机床与普通机床比较：数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和动作自动控制功效部件，使数控机床能够自动完成对零件加工全过程。66/54加工工件方法不一样：77/541、成型法普通车床加工方法：88/542、仿型法99/543、手动法1010/54数控车床加工方法：1111/54第二节程序编制基本概念一、

数控编程概述

编程就是将加工零件加工次序、刀具运动轨迹尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用要求文字、数字、符号组成代码，按一定格式编写成加工程序。数控机床程序编制过程主要包含：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。1212/54

二、编程方法分类程序编制可分成手工编程和自动编程两类。1、手工编程：整个程序编制过程是由人工完成。要求编程人员不但要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。1313/542、自动编程：指在编程过程中，除了分析零件图样和制订工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。依据输入方式不一样，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程（APT）和语音数控自动编程、视觉系统编程等。当前，图形数控自动编程是使用最为广泛自动编程方式。1414/54图形数控自动编程软件CAXA制造工程师-----------北航海尔软件有限企业

1515/54Mastercam---------------------美国CNCSoftware

企业图形数控自动编程软件1616/54PRO/E--------------------------美国PTC企业图形数控自动编程软件1717/54其它：Solidworks软件Catia软件广州红地企业推出金银花系统UG软件1818/54

为了简化编程和确保程序通用性，对数控机床坐标轴和方向命名制订了统一标准，要求直线进给坐标轴用X、Y、Z表示，常称基本坐标轴。X、Y、Z坐标轴相互关系用右手定则决定，图中大拇指指向X轴正方向，食指指向Y轴正方向，中指指向为Z轴正方向。第三节程序编制一、坐标系右手笛卡尔坐标系1919/541、机床原点、机床坐标系a、机床原点

机床原点也称为机床零点，它位置通常由机床制造厂确定。在机床经过设计、制造和调整之后，这个原点便被确定下来，它是固点。数控车床机床原点位置大多数要求在其主轴旋转中心与卡盘后端面交点上。b、机床坐标系以机床原点作为坐标系原点建立坐标系就是机床坐标系，它是制造和调整机床基础，普通不允许随意变动。

2020/54机床坐标系方向确定：对车床而言：

Z轴——与主轴轴线重合，即操作者左右方向，刀具远离工件方向为Z轴正方向；

X轴——水平面内垂直于Z轴，即操作者前后方向，刀具远离工件方向为X轴正方向；

Y轴——（通常是虚设）与X轴和Z轴一起组成遵照右手定则坐标系统。前置刀架坐标系后置刀架坐标系2121/54图2.5车床坐标系2222/542、

机械原点数控装置上电时并不知道机床原点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴移动范围内设置一个机床参考点（机械原点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标系。经过参数指定机械原点到机床原点距离。以机械原点为原点，坐标方向与机床坐标方向相同建立坐标系叫做机械坐标系，在实际使用中通常以参考坐标系计算坐标值。2323/54数控车床机床坐标系机床原点O与机械原点O′关系2424/543、工件坐标系、程序原点

工件坐标系是编程人员在编程时使用，编程人员选择工件上某一已知点为原点（也称程序原点），建立一个新坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新工件坐标系所取代。工件坐标系原点选择要尽可能满足编程简单，尺寸换算少，引发加工误差小等条件。普通情况下，程序原点应选在尺寸标注基准或定位基准上。对车床编程而言，工件坐标系原点普通选在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面交点上。工件原点设置普通遵照以下标准：与设计基准或装备基准重合，以利于编程；尽可能选在尺寸精度高、表面粗糙度值小工件表面；最好选在工件对称中心上；要便于测量和检测。2525/542626/544、绝对编程与相对编程

指令轴移动距离能够采取两种方法——绝对值坐标编程和相对值（增量）坐标编程。绝对值编程是利用轴移动终点位置坐标值编程；相对值编程是指轴移动终点坐标相对于起点坐标矢量值编程。

X,Z表示绝对值编程；U,W表示相对值编程从A点到B点绝对值编程和相对值编程以下：绝对值编程：X30Z25;相对值编程：U20W15;2727/54二、程序结构加工程序由程序名和若干个程序段组成。程序段由一个或若干个指令字组成，字是数控程序最小单位。每个指令字由地址符和数字组成（字―地址结构），代表机床一个位置或一个动作。地址符由字母组成，每个字母、数字、符号（正负号）称为字符。程序起始符：%程序结束符：M30。每一行程序以分号结尾。注释符：括号“（）”内或分号“；”后内容为注释文字。注：一个零件程序是按程序段输入次序执行，而不是按程序段号大小次序执行，但书写或输入程序时，提议按升序。2828/54

一个零件程序是由遵照一定结构、句法和格式规则若干个程序段组成，而每个程序段是由若干个指令字组成。

程序

O1000

N01G00X50Z100;N10G01U100W500F150S300M03;N……程序段N200M30

;

指令字

2929/541、程序文件名（程序名）格式：O____

说明：1)‘O’：文件名首字母，后面必须有四位数字2)比如：O0001、O1001、O1100、O9999；2、次序号（标识作用）格式：N____说明：1）范围：N1～N99992）比如：N1、N01、N001、N0001等价3030/543、进给功效字：F由进给地址符和数字组成，单位普通为‘mm/min’或‘mm/r’F指令表示刀具中心运动时进给速度。由F和其后若干数字组成。数字单位取决于每个系统所采取进给速度指定方法。详细内容见所用机床编程说明书。

注意事项以下：

1)当编写程序时，第一次碰到直线（G01）或圆弧（G02/G03）插补指令时，必须编写进给率F，假如没有编写F功效，CNC采取F0。当工作在快速定位（G00）方式时，机床将以经过机床轴参数设定快速进给率移动，与编写F指令无关。

2）F指令为模态指令，实际进给率能够经过CNC操作面板上进给倍率旋钮，在0～120%之间调整。3131/544、主轴转速功效字：S由主轴地址符和数字组成，单位为‘r/min’S指令表示机床主轴转速。由S和其后若干数字组成，其表示方法有以下三种：①转速

S表示主轴转速，单位为r/min。如S1000表示主轴转速为1000r/min。

②线速

在恒线速状态下，S表示切削点线速度，单位m/min如G96S60表示切削点线速度恒定为60m/min。

③代码用代码表示主轴速度时，S后面数字不直接表示转速或线速数值，而只是主轴速度代号。如GSC980TA机床S1或S2表示，S1表示主轴转速高速档，S2表示主轴转速低速档。3232/545、刀具功效字：T

由刀具地址符和数字组成，数字表示刀具库中刀具号。刀具和刀具参数选择是数控编程主要内容，其编程格式因数控系统不一样而异，主要格式有：

由T和数字组成。有T××和T××××两种格式，数字位数由所用数控系统决定，T后面数字用来指定刀具号和刀具赔偿号。

比如：T04表示选择4号刀；T0404表示选择4号刀，4号偏置值；T0400表示选择第4号刀，刀具偏置取消。

3333/546、辅助功效字：M由辅助操作地址符和两位数字组成。M功效代码已标准化。M指令是控制数控机床“开、关”功效指令，主要用于完成加工操作时辅助动作。

M功效有非模态M功效和模态M功效二种形式。●非模态M功效（当段有效代码）：只在书写了该代码程序段中有效；●模态M功效（续效代码）：一组可相互注销M功能，这些功效在被同一组另一个功效注销前一直有效。如：M02或M30、M03、M04、M05等。3434/54（1）程序停顿

指令：M00

功效：执行完包含M00程序段后，机床停顿自动运行，此时全部存在模态信息保持不变，用循环开启使自动运行重新开始。（对于Fanuc系统，M00为程序无条件暂停指令。程序执行到此进给停顿，主轴停转。重新开启程序，必须先回到JOG状态下，按下CW（主轴正转）开启主轴，接着返回AUTO状态下，按下START键才能开启程序。）

（2）程序计划停顿

指令：M01

功效：与M00类似，执行完包含M01程序段后，机床停顿自动运行，只是当机床操作面板上任选停机开关置1时，这个代码才有效。M00和M01常惯用于加工中途工件尺寸检验或排屑。

3535/54（3）主轴正转、反转、停顿

指令：M03、M04、M05

功效：M03、M04指令可使主轴正、反转。与同段程序其它指令一起开始执行。M05指令可使主轴在该程序段其它指令执行完成后停转。

格式：M03S600

M04S600

M05

说明：对于车床，沿着＋Z方向看（从主轴向尾座看），顺时针方向旋转为正转，逆时针方向旋转为反转。

3636/54（4）程序结束指令：M02或M30功效：1)M02为主程序结束指令。执行到此指令，进给停顿，主轴停顿，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。2)M30为主程序结束指令。功效同M02，不一样之处是，光标返回程序头位置，不论M30后是否还有其它程序段。

说明：该指令必须编在最终一个程序段中。3737/54M代码及功效表代码模态功能说明代码模态功能说明M00非模态程序暂停M03模态主轴正转M02非模态程序结束M04模态主轴反转M30非模态程序结束并返回程序起点M05模态主轴停顿M07模态冷却液打开M98非模态调用子程序M08模态冷却液打开M99非模态子程序结束M09模态冷却液关闭3838/543、准备功效（简称G功效）准备功效G指令由G后一或二位数值组成，它用来要求刀具和工件相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具赔偿、坐标偏置等各种加工操作。G功效依据功效不一样分成若干组，其中00组G功效（G04、G28、G70-G76）称非模态G功效，其余组称模态G功效。3939/54工件坐标系设定指令（G50）工件坐标系设定指令以程序原点为工件坐标系中心（原点），指定刀具出发点坐标值。输入格式：G50X

Z

，其中X

Z

为刀具出发点坐标.比如：G50X200Z1504040/54直径编程：A:X20,Z0;B:X30,Z-15;C:X30,Z-23;D:X38,Z-29;E:X38,Z-34;4141/54⑴快速定位指令G00格式：G00X（U）___Z（W）___说明：1）X、Z：为绝对编程时，快速定位终点在工件坐标系中坐标。X向为直径编程。因为测量和图纸上零件尺寸均以直径值表示，所以用直径值编程。为提升工件径向尺寸精度，X向脉冲当量可取Z向二分之一。4242/542）U、W：为增量编程时，快速定位终点相对于起点位移量。U向为直径编程。3）G00指令刀具相对于工件以各轴预先设定速度，从当前位置快速移动到程序段指令定位目标点，不能用F-要求。快移速度可由面板上“快速修调”修正。4）同一程序行中X、U、Z、W能够混合编程。4343/54例：命令刀具从点A快速移动到点B，编程以下：N20G00X25.Z30.；或N20G00U15.W20.；或N20G00X25.W20.；或N20G00U15.Z30.；快速移动方式图4444/54刀具移动方式有三种：

1)各轴以其最快速度同时移动，通常情况下因速度和移动距离不一样先后抵达目标点，刀具移动路线为任意。

2)各轴按设定速度以联动方式移动到位，刀具移动路线为一条直线。

3)各轴按输入坐标字次序分别快速移动到位，刀具移动路线为阶梯形。4545/54⑵直线插补指令G01格式：G01X_Z_F_；（模态）说明：1）执行该指令时，刀具以坐标轴联动方式，从当前位置插补加工至目标点。移动路线为一直线。2）该指令为模态指令。其它说明与“G00”相同。4646/54编程举例：命令刀具从点A直线插补至点C1）绝对编程N20 G01Z-30.F0.5；刀具由点A直线插补至点BN30 X60.Z-48.；刀具由点B直线插补至点C2）相对编程N20 G01W-30.F0.5；刀具由点A直线插补至点BN30 U20.W-18.；刀具由点B直线插补至点C4747/54⑶G02顺圆插补、G03逆圆插补格式：G02/G03X__Z__R__F__说明：1)G02为顺圆插补；G03为逆圆插补，用以在指定平面内按设定进给速度沿圆弧轨迹切削;2)圆弧顺时针（或逆时针）旋转判别方式为：利用右手定则为工作坐标系加上Y轴，沿Y轴正向往负向看去，顺时针方向用G02，反之用G03，以下列图：图2G02/G03插补方向4848/54⑷外圆粗车循环指令G71格式：G71U(∆d)R(e);G71P(ns)Q(nf)U(∆u)W(∆w)F_S_T_;

说明:∆d—每一次背吃刀量（切削深度）(1～0.8)；

e—每一次退刀量(0.5)；

ns—精加工形状程序段中开始程序段号；

nf—精加