数控编程基本概念.pptx

一、程序编制的基本概念二、程序的编制第1页/共78页一、程序编制的基本概念1、数控编程的方法介绍 2、数控程序代码介绍 3、数控程序结构返回第2页/共78页1、数控编程的方法介绍1手工编程：利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程。对机床操作人员来讲必须掌握。2自动编程：利用通用的微机及专用的自动编程软件，以人机对话方式确定加工对象和加工条件，自动进行运算和生成指令。对形状简单（轮廓由直线和圆弧组成）的零件，手工编程是可以满足要求的，但对于曲线轮廓、三维曲面等复杂型面，一般采用计算机自动编程。目前中小企业普遍采用这种方法，编制较复杂的零件加工程序效率高，可靠性好。专用软件多为在开放式操作系统环境下，在微机上开发的，成本低，通用性强。3CAD/CAM：利用CAD/CAM系统进行零件的设计、分析及加工编程。该种方法适用于制造业中的CAD/CAM集成系统。目前正被广泛应用，该方式适应面广、效率高，程序质量好，适用于各类柔性制造系统(FMS)和集成制造系统（CIMS），但投资大，掌握起来需要一定时间。返回第3页/共78页2、数控程序代码介绍常用的标准主要有：1数控纸带的规格 2数控机床坐标轴和运动方向 3数控编程的编码字符 4数控编程的程序段格式 5数控编程的功能代码 EIA(美国电子工业协会)和ISO(国际标准化协会)返回第4页/共78页八单位标准穿孔纸带 EIA代码和ISO代码的主要区别在于：EIA代码每行孔数为奇数，其第5列为补奇列；ISO代码各行孔数为偶数孔，其第8列为补偶列。补奇或补偶的作用是判别纸带的穿孔是否有错。返回第5页/共78页3、数控程序结构加工程序是由若干程序段组成；程序段是由一个或若干个指令字组成，指令字代表某一信息单元；每个指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作；每个程序段结束处应有“EOB”或“CR”表示该程序段结束转入下一个程序段；地址符由字母组成；每一个字母、数字和符号都称为字符。下一页第6页/共78页常用地址符的含义 功功 能能代代 码码备备 注注程序号程序号O O程序号程序号程序段序号程序段序号N N顺序号顺序号准备功能准备功能G G定义运动方式定义运动方式坐标地址坐标地址X X、Y Y、Z ZA A、B B、C C、U U、V V、WWR RI I、J J、K K轴向运动指令轴向运动指令附加轴运动指令附加轴运动指令圆弧半径圆弧半径圆心坐标圆心坐标进给速度进给速度F F定义进给速度定义进给速度主轴转速主轴转速S S定义主轴转速定义主轴转速刀具功能刀具功能T T定义刀具号定义刀具号辅助功能辅助功能MM机床的辅助动作机床的辅助动作偏置号偏置号H H、D D偏置号偏置号子程序号子程序号P P子程序号子程序号重复次数重复次数L L子程序的循环次数子程序的循环次数参数参数P P、Q Q、R R固定循环参数固定循环参数暂停暂停P P、X X暂停时间暂停时间下一页第7页/共78页常见程序段格式 1234567891011N_G_X_U_Q_Y_V_P_Z_W_R_I_J_K_R_F_S_T_M_LF顺序号准备功能坐 标 字进给功能主轴功能刀具功能辅助功能结束符号下一页第8页/共78页开始符O1234程序号N1G90G54G00X0Y0S1000M03；第一程序段N2Z100.0；第二程序段；N4Z2.0；N5G01Z-10.0F100；N6Y50.0F200；N7X50.0；N8Y20.0；N9X10.0；N10G00Z100.0；N11G40X0Y0M05；N12M30；程序结束程序结构举例返回第9页/共78页二、程序的编制机床坐标系和工作坐标系的概念数控编程常用指令的含义数控机床编程步骤数控机床编程实例返回第10页/共78页1、机床坐标系和工作坐标系的概念 1机床坐标系 2工作坐标系 数控机床的坐标系规定已标准化，按右手直角坐标系确定，如图所示，一般假设工件静止，通过刀具相对工件的移动来确定机床各移动轴的方向。第11页/共78页1机床坐标系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确定。机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线，固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工作台侧面、导轨面等，不同的机床有不同的坐标系。1、在标准中，规定平行于机床主轴（传递切削力）的刀具运动坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为正方向（+Z）。当机床有几个主轴时，则选一个垂直于工件装夹面的主轴为Z轴。2、X轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。3、在确定了X、Z轴的正方向后，可按右手直角笛卡尔坐标系确定Y轴的正方向。4、机床原点（机械原点）是机床坐标系的原点，它的位置是在各坐标轴的正向最大极限处。第12页/共78页立式数控铣床机床原点 第13页/共78页2工作坐标系工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，是程序的参考坐标系，工作坐标系的位置以机床坐标系为参考点，一般在一个机床中可以设定个工作坐标系。工作坐标系的原点，称工作原点（或程序原点）。第14页/共78页数控编程常用指令的含义以下以FANUC系统的常用指令为例对常用指令作一介绍。(一)准备功能（G指令）(二)常用辅助功能（M指令）第15页/共78页1绝对坐标和相对坐标指令(G90，G91)表示运动轴的移动方式。使用绝对坐标指令(G90)，程序中的位移量用刀具的终点坐标表示。相对坐标指令(G91)用刀具运动的增量表示。如图，表示刀具从A点到B点的移动，用以上两种方式的编程分别为：G90 X80.0 Y150.0；G91 X-120.0 Y90.0；第16页/共78页2工作坐标系的选取指令 (G54G59)G54 可以确定工作坐标系1 G55 可以确定工作坐标系2 G56 可以确定工作坐标系3 G57 可以确定工作坐标系4 G58 可以确定工作坐标系5 G59 可以确定工作坐标系66个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，需要提前输入机床内部。第17页/共78页3 3、平面选择指令(G17，G18，G19)第18页/共78页4 4、快速定位(G00)刀具从当前位置快速移动到切削开始前的位置，在切削完了之后，快速离开工件。一般在刀具非加工状态的快速移动时使用，该指令只是快速到位，其运动轨迹因具体的控制系统不同而异，进给速度F对G00指令无效。G00 X Y Z ；G90G00 X40.0 Y20.0第19页/共78页5 5、直线插补指令(G01)刀具作两点间的直线运动加工时用该指令，G01指令表示刀具从当前位置开始以给定的速度(切削速度F)，沿直线移动到规定的位置。格式：G01 X Y Z F ；G01 X40.0 Y20.0 F100；第20页/共78页6 6、圆弧插补指令(G02，G03)圆弧插补，G02为顺时针加工，G03为逆时针加工，刀具进行圆弧插补时必须规定所在平面，然后再确定回转方向，如图，沿圆弧所在平面(如xy平面)的另一坐标轴的负方向(-z)看去，瞬时针方向为G02，逆时针方向为G03。第21页/共78页7 7、暂停功能(G04)G04暂停指令可使刀具作短时间无进给加工或机床空运转使加工表面降低表面粗糙度。格式：G04 X1.6或G04 P1600；1.6或1600表示1.6秒，G04为非续效指令。第22页/共78页8 8、自动机床原点返回指令(G28)机床原点是机床各移动轴正向移动的极限位置。如刀具交换时常用到Z轴参考点的返回。格式：G28 X Y Z ；G90G28 X500.0 Y350.0；第23页/共78页9、刀具的补偿与偏置指令（1）刀具半径补偿指令(G40，G41，G42)G40 刀具补偿取消G41 刀具左补偿G42 刀具右补偿第24页/共78页9、刀具的补偿与偏置指令（2）刀具长度偏置指令(G43，G44，G49)G43 正向偏置 G44 负向编置 G49 偏置取消当使用G43时，与程序给定移动量的代数值做加法。使用G44时做减法，从而得到实际的移动的终点坐标，G43称正偏置，G44称负偏置。第25页/共78页1010、固定循环(G73，G74，G76，G80G89)快速移动到（X，Y）坐标沿Z轴快速移动，并达R点切削进给加工加工至孔底位置(暂停，主轴停，主轴返转等)返回到R点(快速返回和切削进给返回)快速返回到起始点第26页/共78页1010、固定循环(G73，G74，G76，G80G89)G73指令的格式：第27页/共78页(二)常用辅助功能（M指令）1M00 程序停止 执行含有M00指令的语句后，机床自动停止。如编程者想要在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等），使用M00指令，重新启动后，才能继续执行后续程序。第28页/共78页(二)常用辅助功能（M指令）2M01 选择停止 执行含有M01的语句时，如同M00一样会使机床暂时停止，但是，只有在机床控制盘上的“选择停止”键处在“ON”状态时此功能才有效，否则，该指令无效，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。第29页/共78页(二)常用辅助功能（M指令）3M02 程序结束 该指令表明主程序结束，机床的数控单元复位，如主轴、进给、冷却停止，表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。第30页/共78页(二)常用辅助功能（M指令）4M03 主轴正转 5 5M04 主轴反转6 6M05 主轴停转7M06换刀指令 8M07 冷却液开 9M08 冷却液开1010M09 M09 冷却液关11M19主轴定向停止 第31页/共78页(二)常用辅助功能（M指令）12M21 X轴镜像使X轴运动指令的正负号相反，这时X轴的实际运动是程序指定方向的反方向。13M22 Y轴镜像 使Y轴运动指令的正负号相反，这时Y 轴的实际运动是程序指定方向的反方向。14M23 镜像取消第32页/共78页(二)常用辅助功能（M指令）15M30程序结束 与M02同样，表示主程序结束，区别是M30执行后使程序返回到开始状态。第33页/共78页(二)常用辅助功能（M指令）18M98 调用子程序、M99子程序结束指令 M98 P L ；其中，P为程序号，L为调用次数。第34页/共78页数控机床编程步骤1分析零件图 2数控机床的选择 3工件的装夹方法 4加工工艺确立 5刀具的选择 6程序编制 7加工操作 第35页/共78页数控机床编程实例实例1 设刀具由坐标原点O快进至a，从a点开始沿a，b，c，d，e，f，a切削，最终回到点O。第36页/共78页第37页/共78页数控机床编程实例1G92 X0 Y0；G90 G00 X30 Y30；G01 X120 F120；Y55；G02 X95 Y80 I0 J25 F100；G03 X70 Y105 I-25 J0；G01 X30 Y105 F120；Y30；G00 X0 Y0；M02第38页/共78页2.2 手工程序编制1.数控编程的工艺处理1)加工方法的选择2)加工工序的划分(1)按粗精加工划分(2)按先面后孔划分(3)按所用刀具划分3)工件的装夹方式4)对刀点和换刀的确定(1)选定的对刀点位置,应便于数学处理和使程序编制简单(2)在机床上容易找正(3)加工过程中容易检查(4)引起加工误差小第39页/共78页2.2 手工程序编制5)进给路线的选择6)刀具及切削用量的选择(1)刀具的选择(2)切削用量的选择 n=1000v/D(3)背吃刀量的确定第40页/共78页2.2 手工程序编制2.数控编程的数学处理数学处理:主要是按照已确定的加工路线和允许的编程误差,计算工件加工轨迹的尺寸,即计算工件轮廓的基点或节点的坐标.基点:是指工件轮廓各几何元素之间的交点或切点.节点:逼近直线段和圆弧段与轮廓曲线的交点或切点称节点第41页/共78页2.2 手工程序编制1.基点计算：直线方程：AX+BY+C=0圆方程：(X-X0)2+(Y-Y0)2=R2 2.非圆曲线节点计算:1)等间距直线逼近法2)圆弧分割逼近法(1)圆弧分割法(2)三点圆法(3)相切圆法 第42页/共78页车削编程第43页/共78页车削编程数控车床固定循环单一外圆固定循环G90 X_ Z_ F_;G90 X_ Z_ I(R)_ F_;复合外圆固定循环G71 U_ R_;G71 P_ Q_ U_ W_ F_;复合端面固定循环G72 W_ R_;G72 P_ Q_ U_ W_ F_;封闭型车固定循环G73 U_ W_ R_;G73 P_ Q_ U_ W_ F_;精车循环G70 P_ Q_;第44页/共78页车削编程第45页/共78页车削编程H=0.866PH-螺纹全高P-螺纹螺距(导程)螺纹牙深=0.6495 X P螺纹内径=螺纹外径-2 X 螺纹牙深G32 IP F;G92 X(U)_ Z(W)_ F_;G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;(车削锥螺纹)第46页/共78页车削编程关于G71指令的特点：1）在G71指令所包含的指令单元，不能呼叫子程序2）在G71指令所包含的指令单元，若有刀尖补正之指令将无效，但刀尖补正之值将加入预留中3）在G71指令中最后的加工是包含的指令单元减去预留量而依序切削4）G71指令内第一个单节ns不能有Z轴移动指令5）U、W有正负值第47页/共78页 练 习 一第48页/共78页G00G40G97G99S500M03T0101F0.2G00G40G97G99S500M03T0101F0.2；N10G00G42X0;N10G00G42X0;G01Z0;G01Z0;X13.0X13.0；X16.0W-1.5;X16.0W-1.5;Z-20.0;Z-20.0;X23.0X23.0X26.0Z-50.0;X26.0Z-50.0;Z-57.0;Z-57.0;N11G01G40X42.0;N11G01G40X42.0;M05;M05;第49页/共78页 练 习 一G00G40G97G99S800M03T0101F0.05G00G40G97G99S800M03T0101F0.05；G70P10Q11;G70P10Q11;G28U0W0G28U0W0M05;M05;G00G40G97G99S300M03T0202F0.05G00G40G97G99S300M03T0202F0.05；X25.0Z-20.0X25.0Z-20.0；G01X11.0;G01X11.0;G00X100.0;G00X100.0;Z50.0:M05;M05;第50页/共78页 练 习 一G00G40G97G99S300M03T0303G00G40G97G99S300M03T0303；X15.3;X15.3;X14.8;X14.8;X14.4;X14.4;X14.2;X14.2;X14.05;X14.05;X14.05;X14.05;G00X100.0;G00X100.0;Z50.0Z50.0M05;M05;M30;M30;第51页/共78页 练 习 二第52页/共78页 练 习 二G00G40G97G99S500M03T0101F0.2G00G40G97G99S500M03T0101F0.2；N10G00G42X0;N10G00G42X0;G01Z0;G01Z0;X14.0X14.0；X18.0W-2.0;X18.0W-2.0;Z-20.0Z-20.0；X21.0;X21.0;X24.0W-1.5;X24.0W-1.5;Z-32.0;Z-32.0;第53页/共78页 练 习 二G01X32.0W-20.0;G01X32.0W-20.0;Z-80.0;Z-80.0;N11G01G40X42.0;N11G01G40X42.0;G28U0W0;G28U0W0;M05;M05;G00G40G97G99S800M03T0101F0.05G00G40G97G99S800M03T0101F0.05；G70P10Q11;G70P10Q11;G28U0W0;G28U0W0;M05;M05;第54页/共78页 练 习 二G00G40G97G99S300M03T0202F0.05G00G40G97G99S300M03T0202F0.05；X27.0Z-20.0;G01X13.0;G01X13.0;G00 X100.0G00 X100.0G28U0W0;G28U0W0;M05;M05;G00G40G97G99S300M03T0303G00G40G97G99S300M03T0303；第55页/共78页 练 习 二X17.0;X17.0;X16.7;X16.7;X16.4;X16.4;X16.0;X16.0;X15.5;X15.5;X15.0;X15.0;X14.75;X14.75;G00X100.0;G00X100.0;G28U0W0;G28U0W0;M05M05；M30；第56页/共78页 练 习 三第57页/共78页 练 习 三G00G40G97G99S500M03T0101F0.2G00G40G97G99S500M03T0101F0.2；N10G00G42X0;N10G00G42X0;G01Z0;G01Z0;G03X20.0Z-10.0R10.G03X20.0Z-10.0R10.G01Z-15.0G01Z-15.0X30.0X30.0Z-43.0Z-43.0；X40.0X40.0Z-66.0Z-66.0X60.0X60.0Z-90.0Z-90.0N11G01G40X65.0;N11G01G40X65.0;第58页/共78页 练 习 三G28U0W0;G28U0W0;M05;M05;G00G40G97G99S800M03T0101F0.05G00G40G97G99S800M03T0101F0.05；G96S150G96S150；G70P10Q11;G70P10Q11;G28U0W0;G28U0W0;M05;M05;第59页/共78页 练 习 三G00G40G97G99S300M03T0202F0.05G00G40G97G99S300M03T0202F0.05；X31.0Z-29.0;G01X26.0;G01X26.0;G00Z-34.0G00Z-34.0；G01X26.0;G01X26.0;G00 X100.0G00 X100.0G28U0W0;G28U0W0;M05;M05;M30;M30;第60页/共78页 加工中心编程加工中心编程的特点1.首先应进行工艺分析,合理的安排各工序加工的顺序,有利于提高加工精度和提高生产效率.2.根据加工情况决定采取自动换刀或手动换刀.3.为提高机床的利用率,应尽量采取刀具机外预调.4.尽量把不同工序内容的程序,分别安排到不同的子程序中.主程序主要完成换刀及子程序的调用.5.孔加工尽量采取固定循环指令,以简化编程工作量.第61页/共78页 加工中心编程机床坐标系统1.机床坐标系2.工件坐标系3.工件坐标系的设定第62页/共78页 加工中心编程子程序调用M98 P L；注意事项：1）主程序中模态G代码可被子程序中同组的其它G代码代替。2）最好不在第63页/共78页 练 习 一第64页/共78页 练 习 一O1234 O1234 G91G28Z0G91G28Z0；T1M06T1M06；G90G54G00X0Y0S700M03G90G54G00X0Y0S700M03；G43H1Z100.0G43H1Z100.0；X51.5Y0X51.5Y0；Z5.0Z5.0；G01Z-7.0F50G01Z-7.0F50；D1M98P100F120D1M98P100F120；（D1=6.2D1=6.2）G01Z-14.0F50G01Z-14.0F50；D1M98P100F120D1M98P100F120；（D1=6.2D1=6.2）G01Z-20.0F50G01Z-20.0F50；D1M98P100F120D1M98P100F120；（D1=6.2D1=6.2）G00Z100.0G00Z100.0；M05M05；第65页/共78页 练 习 一G91G28Z0G91G28Z0；T3M06T3M06；G90G54GX0Y0S1500M03G90G54GX0Y0S1500M03；G43H3Z100.0G43H3Z100.0；G00X0Y0G00X0Y0；Z10.0Z10.0；G01Z-5.0F80G01Z-5.0F80；G00Z100.0G00Z100.0；第66页/共78页 练 习 一G91G28Z0G91G28Z0；T4M06T4M06；G90G54G00X0Y0S800M03G90G54G00X0Y0S800M03；G43H4Z100.0G43H4Z100.0；Z5.0Z5.0；G80G80；G00Z100.0G00Z100.0；M05M05；第67页/共78页 练 习 一G91G28Z0G91G28Z0；T5M06T5M06；G90G54G00X0Y0S200M03G90G54G00X0Y0S200M03；G43H5Z100.0G43H5Z100.0；Z5.0Z5.0；G01Z-35.0F50G01Z-35.0F50；G00Z100.0G00Z100.0；M05M05；第68页/共78页 练 习 一T2M06T2M06；G90G54G00X0Y0S1100M03G90G54G00X0Y0S1100M03；G43H2Z100.0G43H2Z100.0；X51.5Y0X51.5Y0；Z5.0Z5.0；G01Z-7.0F50G01Z-7.0F50；D1M98P100F120D1M98P100F120；（D2=4.0D2=4.0）G01Z-14.0F50G01Z-14.0F50；D1M98P100F120D1M98P100F120；（D2=4.0D2=4.0）G01Z-20.0F50G01Z-20.0F50；D1M98P100F120D1M98P100F120；（D2=4.0D2=4.0）G00Z100.0G00Z100.0；M05M05；第69页/共78页 练 习 一O100O100X51.5Y0X51.5Y0；G01G41Y30.0G01G41Y30.0；G01Y-19.5G01Y-19.5；G01X-19.5G01X-19.5；G01Y19.5G01Y19.5；G01X19.5G01X19.5；G01Y0G01Y0；G01G40Y0G01G40Y0；M99M99；%第70页/共78页 练 习二第71页/共78页 练 习二O1111 O1111 G91G28Z0G91G28Z0；T3M06T3M06；G90G54G00X0Y0S1500M03G90G54G00X0Y0S1500M03；G43H3Z100.0G43H3Z100.0；Y-15.5;Y-15.5;X-15.5;X-15.5;Y15.5;Y15.5;G80;G80;M05M05；第72页/共78页 练 习二G91G28Z0G91G28Z0；T4M06T4M06；G90G54GX0Y0S800M03G90G54GX0Y0S800M03；G43H4Z100.0G43H4Z100.0；Y-15.5;Y-15.5;X-15.5;X-15.5;Y15.5;Y15.5;G80;G80;M05M05；第73页/共78页 练 习二G91G28Z0G91G28Z0；T1M06T1M06；G90G54G00X0Y0S800M03G90G54G00X0Y0S800M03；G43H1Z100.0G43H1Z100.0；X36.5Y0;X36.5Y0;Z5.0Z5.0；G01Z-5.5F50;G01Z-5.5F50;D1M98P100F120D1M98P100F120；（D1=16D1=16）D2M98P100F120D2M98P100F120；（D2=6.0D2=6.0）G01Z-11.0F50G01Z-11.0F50；D1M98P100F120D1M98P100F120；（D1=16D1=16）D2M98P100F120D2M98P100F120；（D2=6.0D2=6.0）G01Z-8.0F50;G01Z-8.0F50;D2M98P200F120D2M98P200F120；（D2=6.0D2=6.0）G00Z100;G00Z100;M05;M05;第74页/共78页 练 习二O100O100X36.5Y0X36.5Y0；G01G41Y20.0G01G41Y20.0；G02I-16.5G02I-16.5；G03X36.5Y-20R20.0G03X36.5Y-20R20.0；G01G40Y0G01G40Y0；M99M99第75页/共78页 练 习二O200O200X36.5Y0;X36.5Y0;G01G41Y-12.5;G01G41Y-12.5;X-20;X-20;Y12.5;Y12.5;X36.5;X36.5;G01G40Y0;G01G40Y0;M99;M99;第76页/共78页 练 习三第77页/共78页感谢您的观看！第78页/共78页