《数控加工实训教程》课件第9章

单元9数控铣削加工实训(三)9.1数控铣削(SIEMENS802S/C系统)9.2SIEMENS802S/C数控铣床的操作面板9.3SIEMENS802S/C数控铣床基本操作9.4编程与加工训练

9.1数控铣削(SIEMENS802S/C系统)G功能指令

9.1.1专用G功能指令数控铣床通用指令在其他章节已经叙述，在此不再说明。本节专门介绍SIEMENS802S/C系统专用G指令。

1．G70/G71——公制/英制尺寸编程指令功能：工件所标注的尺寸可能不同于系统设定的尺寸(英制或公制)，系统会完成尺寸的转换工作。指令格式：

G70 ；英制尺寸，仅适用于进给率F(英寸/分钟，英寸/转) G71 ；公制尺寸，仅适用于进给率F(毫米/分钟，毫米/转)程序举例：N10G70X20Z40 ；英制尺寸N20X60Z70 ；G70继续生效

N80G71X19Z27.3 ；开始公制尺寸

…

2．G158——可编程的零点偏置(见图9-1)

指令功能：如果工件上不同的位置有重复出现的形状或结构，就需要使用可编程零点偏置，由此就产生了一个当前工件坐标系，新输入的尺寸均是该坐标系中的数据尺寸。

图9-1可编程的零点偏置

指令格式：G158X...Y...Z...；可编程的偏置，表示取消以前的偏置和旋转。G158 ；指令要求一个独立的程序段程序举例：N10G17…

；X/Y平面N20G158X20Y10 ；可编程零点偏移N30L10 ；子程序调用，其中包含待偏移的几何量N40G158X30Y26；新的零点偏置N50L10 ；子程序调用N60G158 ；取消偏移

3．G258，G259——可编程旋转(见图9-2)指令功能：在当前的平面G17或G18或G19中执行旋转，值为RPL=…，单位是度。指令格式：

G258RPL=…

；可编程的旋转，取消以前的偏置和旋转

G259RPL=…

；附加的可编程旋转

G258，G259指令各自要求一个独立的程序段。

程序举例(见图9-3)：N10G17 ；X/Y平面N20G158X20Y10；可编程的偏置N30L10 ；子程序调用，含有待偏移的几何量N40G158X30Y26；新的偏移N50G259RPL=45；附加旋转45°N60L10；子程序调用N70G158 ；删除偏移和旋转

图9-2可编程旋转

图9-3可编程旋转举例

4．G54～G57，G500，G53——可设定的零点偏置(见图9-4)

指令功能：给出工件零点在机床坐标系中的位置(工件零点以机床零点为基准偏移)，当工件装夹到机床上后求出偏移量，并通过操作面板输入到规定的数据区。程序可以通过选择相应的Ｇ功能(G54～G59)激活此值。可以通过对某机床轴设定一个旋转角，使工件成一角度夹装，该角可以在G54～G59激活时同时有效。

图9-4可设定的零点偏置

指令格式：G54；第一可设定零点偏置G55；第二可设定零点偏置G56；第三可设定零点偏置G57；第四可设定零点偏置G58；第五可设定零点偏置G59；第六可设定零点偏置G500；取消可设定零点偏置—模态有效G53；取消可设定零点偏置—非模态有效，可编程的零点偏置取消

程序举例：N10G54…

；调用第一可设定零点偏置N20L47 ；调用子程序L47加工工件1N30G55 ；调用第二可设定零点偏置N40L47 ；调用子程序L47加工工件2N50G56…

；调用第三可设定零点偏置N60L47 ；调用子程序L47加工工件3N70G57… ；调用第四可设定零点偏置

N80L47 ；调用子程序L47加工工件4N90G500G0X… ；取消可设定零点偏置

图9-5圆弧插补

5．G2/G3——圆弧插补(见图9-5)指令功能：顺时针/逆时针圆弧插补，刀具以圆弧轨迹从起始点移动到终点，方向由G指令确定。在地址F下，编程的进给率决定圆弧插补速度。指令格式：G2/G3X...Y...I...J ；圆心坐标和终点坐标G2/G3CR=...X...Y...；半径和终点坐标G2/G3AR=...I...J... ；圆心和张角G2/G3AR=...X...Y...；张角和终点坐标G2/G3AP=...RP=... ；极坐标和极点圆弧

注意：只有用圆心和终点定义的程序段才可以编程整圆。在用半径定义的圆弧中，CR=…的符号用于选择正确的圆弧。圆心角大于180°时，CR为负。在绝对编程时，X、Y为圆弧终点的绝对坐标值；在增量编程时，X、Y为圆弧终点相对于圆弧起始点的增量坐标值(即X=X终－X起，Y=Y终－Y起)，I为圆心相对于圆弧起始点X坐标值的增量(即I=X心

?X起)，J为圆心相对于圆弧起始点Y坐标值的增量(即J=Y心－Y起)，AR为圆心角。

程序举例：■圆心坐标和终点坐标N5G90X30Y40 ；用于N10的圆弧起始点N10G2X50Y40I10J-7 ；终点和圆心说明：圆心值与圆弧起始点相关。■半径和终点坐标N5G90X30Y40 ；用于N10的圆弧起始点N10G2X50Y40CR=12.207 ；终点和半径

■圆心和张角N5G90X30Y40 ；用于N10的圆弧起始点N10G2X50Y40AR=105 ；终点和张角■张角和终点坐标N5G90X30Y40 ；用于N10的圆弧起始点N10G2X50Y40AR=105 ；终点和张角说明：CR数值前带负号“?”表明所选插补圆弧段大于半圆。

6．G33——恒螺距螺纹切削(见图9-6)指令功能：该功能要求主轴有位置测量系统，用G33功能可以加工恒螺距螺纹。模态指令的前提条件是主轴必须具有位移测量系统。指令说明：螺距由相应的I、J或K值决定，模态有效。用G33编程，加工螺纹和速度由主轴速度和螺距决定，进给率F不起作用。但是，该进给率仍保持存储状态。注：保证在加工螺纹期间主轴速度调节开关不得改变，进给修调开关不起作用。

图9-6恒螺距螺纹切削

程序举例：公制螺纹5，螺距为0.8毫米/转，孔已经预制。N10G54G0G90X10Y10Z5S600M3

；回起始点，主轴顺时针旋转N20G33Z-25K0.8 ；攻螺纹，终点为?25mmN40Z5K0.8M4

；退刀，主轴逆时针旋转N50G0X...Y...Z...

7．G25，G26——主轴转速极限指令功能：若在程序中写入G25或G26指令和地址S下的转速，可以限制特定情况下主轴的极限值范围。G25或G26指令均要求一独立的程序段，原先编程的转速S保持存储状态。指令格式：G25.S... ；主轴转速下限G26S... ；主轴转速上限程序举例：N10G25S12 ；主轴转速下限为12r/minN20G26S700 ；主轴转速上限为700r/min

8．SPOS——主轴定位指令功能：主轴必须设计成可以进行位置控制的运行状态。利用SPOS功能可以把主轴定位到一个确定的转角位置，然后主轴通过位置控制保持在这一位置。定位运行的速度可在机床数据中规定。从主轴旋转状态(顺时针旋转/逆时针旋转)进行定位时，定位运行方向保持不变，从静止状态进行定位时，定位运行按最短位移进行，方向从起始点到终点。例外的情况是主轴首次运行，也就是测量系统还没有进行同步的情况，此种情况下定位运行方向在机床数据中规定。主轴定位运行可以与同一程序段中的坐标轴运行同时发生。当两种运行都结束后，此程序段才结束。

指令格式：SPOS=…

；绝对位置：0～360°SPOS=ACP(…)；绝对数据输入，在正方向逼近位置A=CAN(…) ；绝对数据输入，在正方向逼近位置SPOS=IC(…) ；增量数据输入，符号规定运行方向SPOS=DC(…) ；绝对数据输入，直接回到位置(使用最短行程)N10SPOS=14.3；主轴位置14.3°

程序举例：

N80G0X89Z300SPOS=25.6；主轴定位与坐标轴运行同时进行。所有运行都结束后；程序段才结束N81X200Z300 ；N80中主轴位置到达以后才开始执行N81程序段

9.1.2循环G功能指令

1．LCYC82——平底扩孔固定循环(见图9-7)指令功能：刀具以编程的主轴速度和进给速度钻孔，直至到达给定的最终钻削深度。在到达最终钻削深度后，可以编程一个停留时间。退刀时以快速移动速度进行。指令调用：

LCYC82参数说明：

R101：退回平面。绝对坐标值，孔加工结束后刀具返回的Z位置，该数值一般取在工件表面以上。

R102：安全高度。相对参考平面刀具的抬刀安全距离。

R103：参考平面。绝对坐标值，钻孔时的相对基准平面，一般取工件上表面的Z坐标值，就是图纸中所标明的钻削起始点。

R105：在最后钻削深度停留时间(s)。

图9-7LCYC82图9-8LCYC82程序举例

程序举例：使用LCYC82，程序在XY平面X24Y15位置加工深度为27mm的孔。在孔底停2s，钻孔坐标轴方向安全距离为4mm。循环结束后刀具处于X24Z110，如图9-8所示。

N10G0G17G90F500T2D1S500M4 ；规定参数值

N20X24Y15 ；回到钻孔位置

N30R101=110R102=4R103=102R104=75 ；设定参数

N35R105=2 ；设定参数

N40LCYC82 ；调用循环

N50M2 ；程序结束

图9-9LCYC84

2．LCYC84——刚性攻丝固定循环(见图9-9)指令功能：刀具以编程的主轴转速钻削，直至给定的螺纹深度。钻削轴的进给率由主轴转速决定，加工时应使用补偿夹具。与LCYC840相比较，该循环运行更快、更精确。指令调用：

LCYC84参数说明：

R10l：退回平面。绝对坐标值，孔加工结束后刀具返回的Z位置，该数值一般取在工件表面以上。

R102：安全距离，为相对参考平面刀具的抬刀安全距离。

R103：参考平面，绝对坐标值，钻孔时的相对基准平面，一般取工件上表面的Z坐标值，就是图纸中所标明的钻削起始点。

R104：最后钻深，绝对坐标值，取决于工件零点。

R105：在螺纹终点停留时间。

R106、R112、R113：分别为螺纹导程、攻丝速度、退刀速度。程序举例：在XY平面X30Y35处进行不带补偿夹具的攻丝。钻削轴为Z轴。没有编程停留时间。负螺距编程，即主轴左转。

N10G0G90G17T4D4 ；规定参数值N20X30Y35Z40 ；回到钻孔位N30R101=40R102=2R103=36R104=26R105=0；设定参数N40R106=-0.5R112=100R113=500 ；设定参数N50LCYC84 ；调用循环N60M2 ；程序结束

3．LCYC85——钻孔循环(见图9-10)指令功能：刀具以给定的主轴速度和进给速度钻削，直至最终钻削深度，如果到达最终深度，可以编程一个停留时间。进刀及退刀运行分别按照相应参数下编程的进给率速度进行。

指令调用：

LCYC85参数说明：

R101：退回平面，绝对坐标值，孔加工结束后刀具返回的Z位置，该数值一般取在工件表面以上。

R102：安全距离，相对参考平面刀具的抬刀安全距离。

图9-10LCYC85

R103：参考平面，绝对坐标值，钻孔时的相对基准平面，一般取工件上表面的Z坐标值，就是图纸中所标明的钻削起始点。

R104：最后钻深，绝对坐标值，取决于工件零点。

R105：在此钻削深度处的停留时间。

R107：钻削进给率。

R108：退刀时进给率。

程序举例：在ZX平面Z70、X50处调用循环LCYC85，Y轴为镗孔轴。没有设置停留时间。如图9-11所示。N10G0G90G18F1000S500M3T1D1 ；规定参数N20Z70X50Y105 ；回到钻孔位N25G17N30R101=105R102=2R103=102R104=77；设定参数N35R105=0R107=200R108=400 ；设定参数N40LCYC85 ；调用循环N50M2 ；程序结束

图9-11LCYC85程序举例

4．LCYC61——加工圆周等距排列的孔(见图9-12)指令功能：圆周排列孔的钻孔循环。指令调用：

LCYC61参数说明：

R115：钻孔或攻丝循环号值，82(LCYC82),83(LCYC83),84(LCYC84),840(LCYC840)，85(LCYC85)。

R116：圆弧圆心横坐标，绝对坐标。

R117：圆弧圆心纵坐标，绝对坐标。

R118、R119：分别为圆弧半径、孔数。

R120：起始角，-180°<R120<180°

R121：角增量。如果R121为0，则在循环内部将这些孔均布在圆周上，从而根据钻孔数量计算出孔与孔之间的夹角。

图9-12LCYC61程序举例(见图9-13)：使用循环LCYC61加工4个深度为30mm的孔。圆通过XY平面上圆心坐标X70、Y60和半径42mm确定，起始角为33°，Z轴上安全距离为2mm，主轴转速和方向以及进给率在调用循环中确定。N10G0Gl7G90F500S400M3T3D1 ；确定参数N20X50Y45Z5 ；回到出发点N30R101=5R102=2R103=0R104=-30R105=1 ；定义钻削循环参数N40R115=82R116=70R117=60R118=42R119=4；定义圆弧孔排列循环N50R120=33R12l=0 ；定义圆弧孔排列循环N60LCYC61 ；调用圆弧孔循环N70M2 ；程序结束

图9-13LCYC61程序举例

5．LCYC75——矩形槽、键槽和圆形凹槽的铣削指令功能：利用此循环，通过设定相应的参数可以铣削一个与轴平行的矩形槽或键槽，或者一个圆形凹槽。循环加工分为粗加工和精加工。指令调用：

LCYC75参数说明：

R101：退回平面，绝对坐标值，孔加工结束后刀具返回的Z位置，该数值一般取在工件表面以上。

R102：安全距离，相对参考平面刀具的抬刀安全距离。

R103：参考平面，绝对坐标值，钻孔时的相对基准平面，一般取工件上表面的Z坐标值，就是图纸中所标明的钻削起始点。

R104：凹槽深度，绝对坐标值。

R116～R125：分别为凹槽圆心横坐标、凹槽圆心纵坐标、凹槽长度、凹槽宽度、拐角半径、最大进刀深度、深度进刀进给率、表面加工进给率、平面加工的精加工余量、深度加工的精加工余量。

R126：铣削方向。数值2为G2，数值3为G3。

R127：此参数确定加工方式。1为粗加工，2为精加工。

1)矩形槽。键槽铣削(见图9-14)在参数设置时，如果槽宽和槽的长度不相等，则实现矩形槽或键槽的加工。程序举例(见图9-15)：G56G90G0 ；工件坐标系T1D1 ；刀具补偿(刀具半径为5mm)M6G0Z50M3S1200M8R101=50.000R102=2.000 ；定义铣槽循环参数R103=0.000R104=?10.000R116=0.000R117=0.000R118=60.000R119=40.000R120=9.000R121=3.000R122=200.000R123=500.000R124=0.00R125=0.00R126=3.000R127=1.000LCYC75 ；调用铣槽循环G0Z50M5M9M2图9-14LCYC75矩形槽

图9-15LCYC75矩形槽程序举例

2)圆形槽铣削(见图9-16)参数设置时，如果设定凹槽长度等于凹槽宽度等于两倍的圆角半径，则实现矩形槽或键槽的加工。程序举例(见图9-17)：N10G0Gl9G90S200M3T1D1 ；规定工艺参数N20Z60X40Y5 ；回到起始位N30R101=4R102=2R103=0R104=-20R116=50R117=50 ；凹槽铣削设定参数N40R118=50R119=50R120=25R121=4R122=100 ；凹槽铣削循环设定参数N50R123=200R124=0R125=0R126=0R127=1；凹槽铣削循环设定参数N60LCYC75 ；调用循环N70M2 ；程序结束

图9-16LCYC75圆形槽

图9-17LCYC75圆形槽程序举例

9.2SIEMENS802S/C数控铣床的操作面板

9.2.1SIEMENS802S/C数控系统操作面板

SIEMENS802S/C数控铣床的数控系统操作面板及各功能键的含义见图9-18(注：出厂版本不同，键盘略有不同)。该面板主要用于控制机床的运动和选择机床运行状态，由模式选择按钮、数控程序运行控制开关等多个部分组成，用操作键盘结合显示屏可以进行数控系统操作。

图9-18数控系统操作面板及软键功能

9.2.2SIEMENS802S/C机床控制面板

SIEMENS802S/C数控铣床的机床控制面板见图9-19，该面板主要用于控制机床的运动和选择机床的运行状态，由模式选择按钮、数控程序运行控制开关等多个部分组成。(注：各出厂版本不同，键盘略有不同。)图9-19802S/C(铣床)机床控制面板

9.2.3屏幕显示区

1．区域说明

(1)当前操作区域：MA—加工；PA—参数；PR—程序；DI—通讯；DG—诊断。

(2)程序状态：STOP—程序停止；RUN—程序运行；RESET—程序复位。

(3)运行方式：JOG—点动方式；MDA—手动输入；AUTO—自动方式。

(4)状态显示：SKP—程序段跳跃；DRY—空运行；ROV—快速修调；SBL—单段运行；M1—程序停止；PRT—程序测试。

(5)操作信息：有1到23个信息号分别表示不同的程序过程。

(6)程序名：正在编辑或运行的程序。

(7)报警显示行：只有在NC或PLC报警时才显示报警信息，在此显示的是当前报警的报警号及其删除条件。

(8)工作窗口：工作窗口和NC显示。

图9-20屏幕显示区

(9)返回键：出现软键菜单中键时，表明存在上一级菜单。按键后，不储存数据直接返回上一级菜单。

(10)扩展键：软键菜单中出现键时，表明同级菜单中还有其它菜单功能。按键后，可以选择这些功能。

(11)软键：其功能显示在屏幕的最下边一行。

(12)垂直菜单：软键菜单中出现键时，表明存在其他菜单功能，按下此键后，这些菜单显示在屏幕上，可用光标进行选择。

(13)进给轴速度倍率：屏幕显示时，在此显示当前进给轴的速度倍率。

(14)齿轮级：屏幕显示时，在此显示齿轮级。

(15)主轴速度倍率：屏幕显示时，在此显示当前主轴的速度倍率。

2．操作区转换使用(区域转换)键可以从任何操作区域返回主菜单，连续按该键两次又回到当前的操作区。系统开机后首先进入“加工操作区”。按下(加工显示)键可以直接进入加工操作区。可以通过设定口令字对系统数据的输入和修改进行保护，用户可以在菜单“显示机床数据”诊断操作区修改保护级，系统缺省设定保护级为3。

3.重要的软键功能SIEMENS802S/C中重要的软键功能见图9-21。

图9-21软件功能

9.3SIEMENS802S/C数控铣床基本操作

9.3.1开机和返回参考点

(1)开机。接通CNC和机床电源进入系统后，检查按钮是否松开，若未松开，点击按钮将其松开。系统启动以后进入加工操作区JOG模式，出现“参考点”窗口，如图9-22所示。

(2)回参考点。回参考点只有在JOG模式下可以进行。系统启动后，按顺序先点击机床控制面板上的键，再按下(参考点)键，可以进入回参考点模式。点击、、，在“回参考点”窗口中显示该坐标轴是否已回参考点：表示坐标轴未回参考点，表示坐标轴已到达参考点，如图9-23所示。

图9-22回参考点前

图9-23回参考点后的状态

9.3.2JOG模式开机后，可通过机床控制面板上的键选择JOG运行方式，JOG状态图如图9-24所示。在JOG模式中，按各坐标轴方向键可以移动机床各轴。这时，移动速度由(进给速度修调)旋钮控制，可以使用修调开关调节速度。如果同时按动相应的坐标轴键和(快进)键，坐标轴以所选择的步进增量移动，步进量的大小显示在屏幕上，再按一次键就可以去除步进方式。连续按(增量选择)键，选择“增量选择”以步进增量方式运行时，坐标轴以所选择的步进增量移动，步进量的大小在屏幕上显示，在显示屏幕左上方显示增量的距离：1INC，10INC，100INC1000INC(1INC=0.001mm)，三轴以增量移动。

再按一次键就可以删除步进增量方式在JOG状态图上显示的位置、进给值、主轴值和刀具值。点击设置下方的软键，可以在这里设定JOG进给率、增量值等；使用光标键左右移动光标，将光标定位到需要输入数据的位置；点击数控系统面板上的数字键，输入数值；点击输入键或回车键确认。在JOG方式下按G功能、辅助功能、设置等相对应的软键就可以完成相应的操作。

JOG状态图中各软键的功能如下：

(1)手轮：出现手轮窗口。

(2)各轴进给/插补进给：控制“各轴进给”窗口与“插补进给”窗口之间的转换。

(3)机床坐标/工件坐标实际值：该值的显示取决于所选择的坐标系，它可以在机床坐标系(MCS)和工件坐标系(WCS)之间进行转换。

(4)实际值放大：可将实际值放大。

图9-24JOG状态图及软键功能

9.3.3自动运行方式

1．自动运行操作在自动运行方式下零件程序可以完全自动加工。回参考点后，输入待加工的程序及补偿值，启动安全锁定装置。按键进入自动运行方式。屏幕显示自动运行方式的位置、进给值、主轴值、刀具值以及当前的程序段。如图9-25所示。

图9-25自动运行方式

2．软键

“程序控制”：在“自动运行方式”下按“程序控制”软键，显示程序控制窗口(如显示程序段跳跃、程序测试)，如图9-26所示。

图9-26程序控制窗口

“语言区放大”：在此窗口下显示完整的程序段(当前及其后的程序段)，另外还显示当前程序或子程序的名称。

“搜索”：使用搜索功能可以查找到任意一个程序段。

“搜索断点”：光标移动到中断点所在的主程序段，在子程序嵌套中可自动设定搜索目标。

“继续搜索”：按下“继续搜索”键，查找到所需要的行、文本、程序段号。

“启动搜索”：按下“启动搜索”键，程序段开始搜索，如同程序正常运行一样，所有的计算照常进行，但坐标轴不移动，用“复位”键可以中断程序段的搜索。

“机床坐标/工件坐标”：实际值的显示取决于所选择的坐标系，它可以在机床坐标系(MCS)和工件坐标系(WCS)之间进行转换。

“实际值放大”：可将实际值放大。

“>”：菜单扩展键。

“各轴进给/插补进给”：控制“各轴进给”窗口与“插补进给”窗口之间的切换。

“G功能区放大”：G功能窗口中显示所有有效的G功能，每个G功能分配在一功能组下并在窗口中占有一固定位置。通过按或键可以显示其它的G功能。按返回键可以退出此窗口。

“M功能区放大”：打开M功能窗口，显示程序段中所有有效的M功能。

3．启动程序

(1)通过(选择/转换)键，选择控制程序的方式。

(2)按(区域转换)键，回主菜单。

(3)按键，用光标键选择要加工的程序。

(4)按键，调出加工的程序，按“打开”键可编辑修改程序。

(5)按(单步执行)键，选择单步执行加工。

(6)按(启动)键，启动加工程序。

4．程序段搜索选择程序，复位系统，按搜索键，根据提示输入内容，自动搜索直到找到所需要的零件程序段，查询目标可以通过光标直接定位到所需的零件程序段上。启动搜索执行程序搜索功能、关闭搜索窗口，搜索结果窗口中显示所搜索到的程序段。

5．“停止”、“中断”零件程序用键停止加工的零件程序，可以通过按

键恢复程序的运行。用键中断加工的零件程序，按键时程序将重新启动，并从头开始运行。

6．“中断”之后的再定位程序中断后可以用手动方式从加工轮廓中退出刀具。控制器将中断点坐标保存，并能显示离开轮廓的坐标值。按和“搜索”键打开搜索窗口，准备装载中断点坐标，按“搜索断点”装载中断点坐标。到达中断程序段后按“启动搜索”启动中断点搜索，机床回中断点后按键继续加工。

7．执行外部程序编辑NC程序可通过建立文本文件编写，文本文件(*.txt)后缀名必须改为

.mpf(主程序)或

.spf(子程序)。通过控制系统的RS232接口，可以从机床中读出数据(比如零件程序)并传输到外部设备上，同样，也可以从外部设备把数据再读入到系统中。当然RS232接口必须与数据保护设备匹配。有关匹配指令请参见各机床说明书。当按下键后，立即执行该程序。当缓冲存储器中的内容被处理后，程序被自动再装入，控制系统处于复位状态。正确设定RS232接口的参数，而且此时该接口不可有其它工作，按“执行外部程序”键在外部设备(PC)上使用PCIN，并在数据输出栏激活程序输出。此时，程序被传送到缓冲存贮器并被自动选择且显示在程序选择栏中。按下键开始执行程序，程序可被连续装入。无论是程序运行结束还是按复位键，程序都自动从控制系统退出。

9.3.4MDA手动输入模式在MDA运行方式下可以编制一个零件程序段并执行。不能加工由多个程序段描述的轮廓(如倒圆、倒角)。通过机床控制面板上的键可以选择MDA运行方式。通过操作面板输入程序段，按下键执行输入的程序段。在程序执行时不可以再对程序段进行编辑。程序执行完毕输入区的内容仍保留，这样该程序段可以通过按键再次重新运行。MDA运行状态图如图9-27所示。

图9-27MDA运行状态图

9.3.5程序编辑

1．程序窗口选择“程序”键，打开“程序”窗口。如图9-28所示。软键功能如下所述：

“循环”：按下此键可显示标准循环目录。

“选择”：按下此键可以选择用光标定位的待执行的程序，然后按键执行该程序。

“打开”：按下此键可以打开光标定位的待执行文件。

“>”：菜单扩展键。

“新程序”：按下此键后出现一窗口，要求输入程序名和程序类型。按下“确认”键，调用程序编辑器进行程序的输入。

图9-28程序窗口

“拷贝”：按下此键可把所选择的程序拷贝到另一程序中。

“删除”：按下此键可删除光标定位的程序。按下“确认”键执行清除功能，按下“返回”键取消并返回。

“改名”：按下此键可以更改光标所定位的程序名称。输入新的程序名后按“确认”键，完成名称的更改，用“返回”键取消此功能。按“程序”键可以切换到程序目录菜单。

“内存信息”：显示所有可以使用的NC内存(单位KB)。

2．输入新程序编制新的零件程序文件，输入零件名称和类型。

(1)按“程序”键，显示系统中已经存在的程序目录。

(2)按“>”→“新程序”键，出现一个对话窗口，在此输入新的程序名称，在名称后输入扩展名(主程序为.mpf，子程序为.spf)，系统默认为*.mpf文件，因此主程序扩展名可以自动输入，而子程序扩展名必须与文件名一起输入。注意：程序名称前两位必须为字母，其后的符号可以是字母、数字或下划线，最多为16个字符，程序名中不得使用分隔符。举例：RAHMEN52。

(3)按回车键确认输入，生成新程序，此时可以对新程序进行编辑。

(4)用关闭键“>”→“关闭”结束程序的编制，才可返回到程序目录管理层。

3．零件程序的编辑与修改在主菜单中按下“程序”键将会出现程序目录窗口，用光标键选择待执行的程序。按“打开”和“选择”软键，调用所选程序编辑器，在屏幕上出现的编辑窗口中可进行程序的编辑。用“选择”键选择编辑的程序后可按键启动该程序。9.3.6参数设置在CNC进行工作之前，必须通过参数的输入和修改对机床、刀具等进行调整：输入刀具参数及刀具补偿参数，输入/修改零点偏置，输入设定数据。

1．建立新刀具按“参数”→“刀具补偿”→“>”→“新刀具”键，将出现输入窗口。窗口中显示了所有给定的刀具号。输入新的T-号(1-32000)、T-型(200-500)并定义刀具类型，按“确定”键生成新的刀具，并显示补偿参数窗口。如图9-29所示。

图9-29刀具补偿数据窗口

2．输入刀具参数及刀具补偿参数刀具参数包括刀具几何参数、磨损量参数和刀具型号参数。不同类型的刀具均有一个确定的参数数量，参数表结构因刀具类型的不同也不同，每个刀具有一个刀具号(T号)。操作步骤如下：按“参数”和“刀具补偿”软键可打开刀具补偿参数窗口，窗口中显示了刀具的补偿值，可以按“<<T”键或“>>T”键选择刀具。离开此窗口后，所设定的状态不会改变。软键功能如下：

“<<D”或“>>D”：选择接下去的或渐高的刀沿号。

“<<T”或“>>T”：选择接下去的或渐高的刀具号。

“搜索”：打开—个对话窗口，输入要搜索的刀具号，按“确认”软键开始搜索。刀具寻找到后打开刀具补偿窗口。用扩展键“>”可以扩展如下软键功能：

“复位刀沿”：所有的刀具补偿值复位为零。

“对刀”：计算刀具长度补偿值。

“新刀沿”：建立新的刀沿，设立刀补参数。

“删除刀具”：删除刀具所有的刀沿补偿参数。

“新刀具”：建立新的刀具，设立刀具补偿参数。

3．直接输入刀具补偿参数如果通过机外对刀方式或其它方式知道每把刀的长度及半径，可在图9-29所示“刀具补偿数据”窗口中，移动光标到要修改的区域，输入数值，按“输入”键确认。

4．确定刀具补偿值利用刀具补偿值可以计算刀具T未知的几何长度。换入刀具，在JOG方式下移动该刀具，使刀尖到达一个已知坐标值的机床位置(工件外侧或上表面)，并将偏移值登记到“偏移值”区域。选相应的零点偏置(例如：G54)，没有零点偏置时选择G500，每次必须对所选择的坐标轴分别进行登记。

注意：对于铣刀必须计算长度1(L1)和半径；对于钻头，只需计算长度1(L1)。利用F点(刀架参考点)的实际位置(机床坐标)、偏移值(即图9-30、9-31中字母O的数值)和所选择的零点偏置Gxx(刀沿位置)，系统可以在所预选的坐标轴X或Z方向计算出刀具补偿值长度1或刀具半径。如图9-30、9-31所示。半径R=轴X-零偏O-G54=-155.418-50-(-210.418)=5长度L1=轴X-零偏O-G54=-203.592-10-(-220)=6.408图9-30X向对刀窗口

图9-31Z向对刀窗口

按“对刀”键，显示屏会出现“对刀”窗口。如果刀具不能回到零点Gxx，请输入偏移值，没有零点偏置时，可输入G500并输入偏移值。按“计算”键，控制器根据所处实际位置、Gxx功能和所输入的偏移量，计算出所在坐标轴的刀补长度1或半径，同时计算出的补偿值被储存。

5．输入/修改零点偏置值在回参考点之后实际值的存储以及实际值的显示均以机床零点为基准，而工件的加工程序则以工件零点为基准，这之间的差值就作为可设定的零点偏移量输入。如图9-32所示。操作步骤如下：具体通过操作“参数”→“零点偏移”软键可以选择零点偏置。屏幕上显示出可设定零点偏置的情况。把光标移到待修改的输入区，输入数值，按向下翻页键，屏幕上显示出下一页零点偏置窗口G56和G57。不确认零点偏置值时，按“∧”直接返回上一级菜单。

图9-32零点偏置窗口

6．计算零点偏置值系统可以通过零点偏移功能计算并储存零点偏置值，只有使用已知的刀具才可以计算零点偏置。选择零点偏置(比如G54)窗口，确定待求零点偏置的坐标轴。在屏幕窗口中登记已知的刀具，按“确认”键确认后屏幕上出现计算窗口。在该窗口中显示有所选的坐标轴、刀架参考点在机床坐标系中的实际位置、刀补号D1(如果该刀具没有使用D1而是使用了其它的刀补号，则在此输入该D号)，并自动显示存储的刀具类型和该长度几何量有效的补偿值。计算长度/半径补偿时需选择符号(无、正、负)：

(1)在不考虑长度/半径补偿时选择“无”。

(2)如果符号为负，则从刀具实际位置值中减去长度补偿值，其结果就是该坐标轴的零点偏移值，即刀具接触工件右侧(X轴)或后方(Y轴)或上方(Z轴)。

(3)如果符号为正，则从刀具实际位置值中加上长度补偿值，其结果就是该坐标轴的零点偏移值，即刀具接触工件左侧(X轴)或前方(Y轴)。如果刀具不能回到零点，可以输入偏移值(即图9-30、9-31中字母O的数值)。

计算零点偏置值步骤：按“参数”→“零点偏移”→“>”→“测量”→“确定”。

(1)图9-33所示的对话框用于测量零点偏置，按“下一个G平面”软键，选择(G54～G57)。

(2)按“轴+”选择X、Y、Z轴，移动光标到选择正、负、无，确定零点偏置的符号。其原理参见图9-39～图9-41。移动光标到“零偏”，输入当前所设定的工件坐标系位置。

(3)按“计算”软键，最后按“确认”软键存储工件零点偏置值。

图9-33计算零点偏置9.3.7编程设定数据利用设定的数据可以设定运行状态，并在需要时进行修改。图9-34所示为设置数据状态图。通过按“参数”和“设定数据”软键选择设定数据。用光标键把光标移到所要求的范围，用数字键在光标处输入新的值，按“输入”键确认。

图9-34设置数据状态图

1．JOG数据

“JOG数据”该功能允许对下列设定进行修改。

“JOG进给率”：如果该进给率为零，则系统使用机床数据中存储的数值。

“主轴转速”：主轴旋转速度，单位为r/min。

2．主轴数据最小值/最大值：对主轴转速的限制只能在机床数据所规定的极限范围内(G26最大/G25最小)进行。可编程主轴极限值：在恒定切削速度时可编程的最大速度(G96)。

3．空运行进给率在自动运行方式中若选择空运行进给功能，则程序不按编程的进给率执行，而是执行在此输入的进给率。

4．开始角在加工螺纹时主轴有一起始位置作为开始角，当重复进行该加工时，可以通过改变此开始角切削多头螺纹。

9.3.8R参数——“参数”操作区

R参数窗口中列出了系统中所用到的所有R参数，需要时可以修改这些参数。若当前不是在参数操作区，按参数操作区域键和“R参数”软键进入R参数修改界面，如图9-35所示。利用光标或翻页键移动要输入的位置，按数字键输入数据，然后按输入键或移动光标到其它位置来确认输入。也可利用“搜索”软键，输入要搜索的R参数的索引号，按“确认”或输入键进行确认。注意：R参数从R0～R299共有300个。

图9-35R参数窗口算术参数R使用算术参数R，例如，如果NC程序不仅对于分配的值有效，或如果需要计算值，所需值在程序执行期间可由控制系统设置或计算，其它可能性包括通过操作设置算术参数值，如果值已分配给算术参数，那么它们也可分配给程序中别的NC地址。这些地址值应该是可变的。一个程序段内可以有若干个R参数或多个表达式的分配。值的分配必须在1个独立的程序段中进行。

NC程序的灵活性在于利用算术参数把这些算术参数或表达式分配给别的NC地址。值、表达式及算术参数可分配给除了N、G、L之外的所有地址。分配时，字符“=”写在地址字符后面，也可选用符号分配。分配给轴地址时要求在独立的程序段进行。

例如：

N10G0X=R2 ；分配给X轴指令调用格式：

Rn=…参数说明：

R：算术参数。

n：算术参数号，n=0到最大。最大参数见机床数据或机床生产厂家的设置。缺省设置是最大为99。

注：R参数号在机床数据中设置，或者见机床生产厂家的技术要求。N10R1=R1+1 ；新的R1从旧的R1加1得出N20R1=R2+R3R4=R5-R6R7=R8*R9R10=R11/R12N30R13=SIN(25.3) ；R13等于25.3°的正弦N40R14=R1*R2+R3 ；乘在加或减之前运算，R14=(R1*R2)+R3N50R14=R3+R2*R1 ；结果与程序段N40相同N60R15=SQRT(R1*R1+R2*R2) ；R15等于R1*R1+R2*R2的平方根

9.3.9对刀操作

1．工件坐标系的确定工件坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。加工原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后所确定的加工原点位置和程序要求进行加工的。编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编程原点，建立编程坐标系，计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。对于加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定(即给出原点设定值)。设定工件坐标系后就可根据刀具的当前位置，确定刀具起始点的坐标值。在加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的，这样，数控机床才能按照准确的工件坐标系位置开始加工。图9-36中O3为加工原点。

图9-36铣床的机床零点

2．工件坐标系的设定方法一：在机床坐标系中直接设定加工原点。例：以图9-36为例，在配置SIEMENS802S/C系统的立式数控铣床上设置加工原点O3。

1)工件坐标系的选择编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的交点上。设工作台工作面尺寸为800mm×320mm，若工件装夹在接近工作台中间处，则确定了工件坐标系的位置，其加工原点O3就在距机床原点O1为X3、Y3、Z3处：

X3=－185.418mm，Y3=－250.000mm，

Z3=－220.000mm

2)设定工件坐标系指令

G54～G59为设定工件坐标系指令。G54对应一号工件坐标系，其余以此类推。可在MDI方式的参数设置页面中，设定工件坐标系。如对已选定的加工原点O3，将其坐标值(X3=-185.418mm、Y3=-250.000mm、Z3=-220.000mm)设在G54中，则表明在数控系统中设定了1号工件加工坐标。设置页面如图9-37所示。G54～G59在加工程序中出现时，即选择了相应的工件坐标系。方法二：通过测量输入零点偏移值(参见9.3.6节)。方法三：通过刀具起始点来设定工件坐标系(适用于华中系统、法拉克系统)，如图9-38所示。

图9-37工件坐标系设置

图9-38设定工件坐标系

3．机床工件坐标系设定实例(以方法一为例)下面以数控铣床工件坐标系的设定为例，说明操作步骤。在选择了图9-39所示的被加工零件图样，并确定了编程原点位置后，可按以下方法进行工件坐标系的设定：

1)准备工作机床回参考点，确认机床坐标系。

2)装夹工件毛坯通过夹具使零件定位，并使工件定位基准面与机床运动方向一致。

3)对刀测量用简易对刀法测量，方法如下：用直径为φ10的标准测量棒、塞尺对刀，得到测量值为X=-437.726,Y=-298.160，如图9-40所示。Z=-31.833，如图9-41所示。

4)计算设定值按图9-40所示，将前面已测得的各项数据，按设定要求进行运算。

X坐标设定值：X=-437.726+5+0.1+40=-392.626mm。注：－437.726mm为X坐标显示值，+5mm为测量棒半径值；+0.1mm为塞尺厚度；+40为编程原点到工件定位基准面在X坐标方向的距离。

Y坐标设定值：Y=－298.160+5+0.1+49.5=-243.56mm。注：如图9-41所示，－298.160mm为坐标显示值；+5mm为测量棒半径值；+0.1mm为塞尺厚度；+49.5为编程原点到工件定位基准面在Y坐标方向的距离。

Z坐标设定值：Z=-31.833-0.2=-32.033mm。注：?31.833为坐标显示值；－0.2为塞尺厚度，如图9-41所示。通过计算，结果为：X=-392.626；Y=-243.560；Z=-32.033。

5)设定工件坐标系将开关放在MDI方式下，进入工件坐标系设定页面，输入X=-392.626，Y=-243.560，Z=-32.033，表示加工原点设置在机床坐标系此位置上。

图9-39零件图样

图9-40X、Y向对刀方法

图9-41Z向对刀方法

9.4编程与加工训练

9.4.1操作流程操作流程见图9-42。

图9-42操作流程

9.4.2操作步骤说明

表9-1操

作

步

骤

9.4.3操作注意事项

(1)编程坐标系的建立应符合国家标准。

(2)程序编制应符合加工要求(工序合理编排并获得符合加工要求的加工程序)。

(3)刀具、切削用量的选择应适应加工精度要求(根据已知条件选择合适的刀具和切削用量)。

(4)工件的正确装夹应符合要求(夹紧力适当，装夹方法正确)。

(5)正确对刀。

(6)出现问题时应具有现场解决问题的能力。

(7)尺寸精度及形位精度应符合图纸要求(应避免尺寸超差，圆弧不正确，圆弧过切、不光滑，位置尺寸，孔深度尺寸不满足要求等缺陷)。

(8)粗糙度应符合要求。

(9)安全生产，遵守安全操作规程。

(10)文明生产，工作场地整洁，工量卡具摆放整齐合理。

9.4.4编程示例■编程示例1试编制如图9-43所示零件的精加工程序。所用刀具为T1球头铣刀φ12mm。程序清单(精加工程序)：程序名TEST1.MPFN0010G54G17G90G0X-20Y-20 ；基本工件坐标系设定N0020T1D1 ；调用T1号端面铣刀，半径为6mmN0030M3S1200；启动主轴N0040Z50N0050M8N0060Z2N0070G01Z-20F200N0080G41G01X0Y0F400；刀具半径左偏移N0090G01Y140 ；程序路径N0100G02X154.46Y171.69CR=80N0110G03X275.19Y99.77CR=120N0120G02X280Y0CR=50N0130G01X0Y0N0140G40G01X-15Y-15；取消刀具半径补偿N0150G00Z50M09 ；退到安全高度，冷却液关N0160M5 ；主轴停N0170M2 ；程序结束■编程示例2

编制如图9-44所示零件的精加工程序。所用刀具为T1球头铣刀φ12mm。程序清单(精加工程序)：程序名：TEST2.SPF

N10G54G90G00X0Z10Y0S100M03 ；建立工件坐标系，主轴正转，定位到加工起点

N20G41X25.0Y55.0D1 ；左刀补，定位到轮廓起点

N25G01Z-10F100 ；下刀加工N30Y90.0N40X45.0N50G03X50.0Y115.0CR=65.0N60G02X90.0CR=－25.0N70G03X95.0Y90.0CR65.0N80G01X115.0N90Y55.0N100X70.0Y65.0N110X25.0Y55.0N120Z10 ；抬刀，轮廓加工完毕N130G00G40X0Y0Z100 ；取消刀补，退回安全高度N140M5M2 ；主轴停转，程序结束图9-43图9-44■编程示例3——

多排孔的加工编程如图9-45所示，用循环可以加工XY平面上5行5列排列的孔，孔间距为10mm。参考点坐标为X30，Y20，使用循环LCYC84(镗孔)钻削。在调用程序中确定主轴转速方向，进给率由参数给定：N10G17G90S500M3T2D1 ；确定工艺参数N20X10Y10Z105 ；回出发点N30Rl=0R101=105R102=2R103=102 ；确定钻孔循环参数。初始比线性孔排列计数器(R1)N40R104=30R105=2R106=100R107=300；定义钻孔循环参数■编程示例4——

程序跳转举例如图9-46所示，编制圆弧上点的移动的跳转程序。已知：起始角：R1=30°圆弧半径：R2=32mm位置间隔：R3=10°点数：