数控编程与实训3.ppt

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1、任务任务3 3 认识认识数控机床的坐标系及编程规则 任务导入1知识准备2任务实施3 3实训内容4 4学习目标学习目标掌掌握握数数控控机机床床坐坐标标系系的的建建立立，了了解解手手工工编编程程的的一一般般步步骤骤及及加加工工程程序序的的结结构构，熟熟悉悉常常用用F、S、T、M指指令令的的应应用用及及模模态态与与非非模模态态指指令的区别。令的区别。3.1 3.1 任务导入任务导入如如图图3.1所所示示，数数控控铣铣床床的的进进给给运运动动由由3部部分分组组成成：工工作作台台带带动动工工件件做做横横向向和和纵纵向向进进给给运运动动，主主轴轴箱箱带带动动刀刀具具做做垂垂直直进进给给运运动动。当当一一个

2、个工工件件在在数数控控铣铣床床上上被被加加工工时时，如如何何用用代代码码来来描描述述刀刀具具与与工件的相对运动呢？工件的相对运动呢？3.2 3.2 知识准备知识准备数控机床坐标系的确定数控机床坐标系的确定 数控机床的两种坐标系数控机床的两种坐标系 数控编程的种类及步骤数控编程的种类及步骤 FANUC 0i系统的编程指令系统的编程指令 数控加工程序的结构数控加工程序的结构 3.2.1 数控机床坐标系的确定数控机床坐标系的确定 1规定原则规定原则 （1 1）右手笛卡尔坐标系）右手笛卡尔坐标系 （2）刀具运动原则）刀具运动原则 （3）运动正方向的规定）运动正方向的规定 1规定原则规定原则 (a)带前

3、置刀架的数控车床(b)带后置刀架的数控车床 图3.3 数控车床坐标系 2坐标轴确定的方法及步骤坐标轴确定的方法及步骤 （a）立式数控铣床(b)卧式数控铣床 图3.4 数控铣床坐标系2坐标轴确定的方法及步骤坐标轴确定的方法及步骤 图3.5 牛头刨床坐标系 2坐标轴确定的方法及步骤坐标轴确定的方法及步骤 （a）五坐标卧式曲面和轮廓铣床(b)五坐标摆动式铣头曲面和轮廓铣床 图3.6 多坐标数控铣床坐标系 2坐标轴确定的方法及步骤坐标轴确定的方法及步骤 图3.7 卧式镗铣床坐标系2坐标轴确定的方法及步骤坐标轴确定的方法及步骤 3.2.2 数控机床的两种坐标系数控机床的两种坐标系 1机床坐标系机床坐标系

4、 编程坐标系编程坐标系 又称工件坐标系，是编程时用来定义工件形状和刀具相对工又称工件坐标系，是编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系。件运动的坐标系。编程坐标系的原点，也称编程原点或工件原点，其位置由编编程坐标系的原点，也称编程原点或工件原点，其位置由编程者确定，如图程者确定，如图3.9（b）所示的）所示的O2点，工件原点的设置一般应遵点，工件原点的设置一般应遵循下列原则：循下列原则：（1）工件原点与设计基准或装配基准重合，以利于编程；）工件原点与设计基准或装配基准重合，以利于编程；（2）工件原点尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度值小的工）工件原点尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度值小的工件

5、表面上；件表面上；（3）工件原点最好选在工件的对称中心上；）工件原点最好选在工件的对称中心上；（4）要便于测量和检验。）要便于测量和检验。.2.3 数控编程的种类及步骤数控编程的种类及步骤 （1）确定工艺过程）确定工艺过程（2）计算刀具轨迹的坐标值）计算刀具轨迹的坐标值（3）编写加工程序）编写加工程序（4）将程序输入数控机床）将程序输入数控机床（5）程序检验）程序检验1数控加工程序编制的步骤数控加工程序编制的步骤 2数控编程的种类数控编程的种类 （1）手工编程）手工编程（2）计算机自动编程）计算机自动编程在编程过程中，除了分析零件图样和制在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外

6、，其余工作均定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。由计算机辅助完成。.2.FANUC 0i系统的编程指令系统的编程指令 1准备功能准备功能G指令指令2辅助功能辅助功能M指令指令 表表3.2是中华人民共和国机械行业标准是中华人民共和国机械行业标准JB/T3208-1999规定的辅助功能规定的辅助功能M代码的定义表。代码的定义表。表表3.1是中华人民共和国机械行业标准是中华人民共和国机械行业标准JB/T3208-1999规定的准备功能规定的准备功能G代码的定义表。代码的定义表。常用的常用的M指令功能及其应用如下：指令功能及其应用如下：（1）程序停止）程序停止指令：指令：M00功能：执

7、行完包含功能：执行完包含M00的程序段后，机床停止的程序段后，机床停止自动运行，此时所有存在的模态信息保持不变，用自动运行，此时所有存在的模态信息保持不变，用循环启动使自动运行重新开始。循环启动使自动运行重新开始。指令：指令：M01功能：与功能：与M00类似，执行完包含类似，执行完包含M01的程的程序段后，机床停止自动运行，只是当机床序段后，机床停止自动运行，只是当机床操作面板上的任选停机的开关置操作面板上的任选停机的开关置1时，这个时，这个代码才有效。代码才有效。（2）程序计划停止）程序计划停止指令：指令：M03、M04、M05功能：开动主轴时，功能：开动主轴时，M03指令可使主轴按右旋螺纹

8、进入工件的方向旋指令可使主轴按右旋螺纹进入工件的方向旋转，转，M04指令可使主轴按右旋螺纹离开工件的方向旋转。指令可使主轴按右旋螺纹离开工件的方向旋转。M05指令可指令可使主轴在该程序段其它指令执行完成后停转。使主轴在该程序段其它指令执行完成后停转。格式：格式：M03 S M04 S M05说明：数控机床的主轴转向的判断方法是，沿说明：数控机床的主轴转向的判断方法是，沿+Z方向看，顺时针方向方向看，顺时针方向旋转为正转，逆时针方向旋转为反转。旋转为正转，逆时针方向旋转为反转。（）主轴顺时针方向旋转、主轴逆时针方向旋转、主轴（）主轴顺时针方向旋转、主轴逆时针方向旋转、主轴停停 指令：指令：M06

9、功能：自动换刀。用于具有自动换刀装置的机床，如加工功能：自动换刀。用于具有自动换刀装置的机床，如加工中心、数控车床。中心、数控车床。格式：格式：M06 T 说明：当数控系统不同时，换刀的编程格式有所不同，具说明：当数控系统不同时，换刀的编程格式有所不同，具体编程时应参考操作说明书。体编程时应参考操作说明书。（）换刀（）换刀功能：该指令表示主程序结束，同时机床停止自动运行，功能：该指令表示主程序结束，同时机床停止自动运行，CNC装置复位。装置复位。M30还可使控制返回到程序的开头，故程还可使控制返回到程序的开头，故程序结束使用序结束使用M30比比M02要方便些。要方便些。说明：该指令必须编在最后

10、一个程序段中。说明：该指令必须编在最后一个程序段中。（5）程序结束）程序结束指令：指令：M02或或M30 模态指令又称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直模态指令又称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到以后程序段中出现同组另一指令或被其它指令取消时才失效。编到以后程序段中出现同组另一指令或被其它指令取消时才失效。编写程序时，与上段相同的模态指令可省略不写。不同组模态指令编写程序时，与上段相同的模态指令可省略不写。不同组模态指令编在同一程序段内，不影响其续效。例如在同一程序段内，不影响其续效。例如:N0010 G91 G01 X20 Y20 Z-5 F150 M03 S1000；N

11、0020 X35；N0030 G90 G00 X0 Y0 Z100 M02；上例中，第一段出现三个模态指令，即上例中，第一段出现三个模态指令，即G91、G01、M03，因它，因它们不同组而均续效，其中们不同组而均续效，其中G91功能延续到第三段出现功能延续到第三段出现G90时失效；时失效；G01功能在第二段中继续有效，至第三段出现功能在第二段中继续有效，至第三段出现G00时才失效；时才失效；M03功功能直到第三段能直到第三段M02功能生效时才失效。功能生效时才失效。3G、M指令说明指令说明 （1）模态与非模态指令）模态与非模态指令 表表3.2第（第（2）栏有）栏有“*”的的M指令，其功能与同段

12、其指令，其功能与同段其它指令的动作同时开始，如上例第一段中，它指令的动作同时开始，如上例第一段中，M03功能与功能与G01功能同时开始，即在直线插补运动开始的同时，主轴功能同时开始，即在直线插补运动开始的同时，主轴开始正转，转速为开始正转，转速为1000r/min。表表3.2第（第（3）栏有）栏有“*”的的M指令，其功能在同段其指令，其功能在同段其它指令动作完成后才开始。如上例第三段中，它指令动作完成后才开始。如上例第三段中，M02功能功能在在G00功能完成后才开始，即在移动部件完成功能完成后才开始，即在移动部件完成G00快速点快速点位动作后，程序才结束。位动作后，程序才结束。（2）M功能开始

13、时间功能开始时间 4F、S、T代码代码 F代码表示刀具中心运动时的进给速度。由代码表示刀具中心运动时的进给速度。由F和其后的和其后的若干数字组成。数字的单位取决于每个系统所采用的进给若干数字组成。数字的单位取决于每个系统所采用的进给速度的指定方法。具体内容见所用机床的编程说明书。速度的指定方法。具体内容见所用机床的编程说明书。注意事项如下：注意事项如下：当编写程序时，第一次遇到直线（当编写程序时，第一次遇到直线（G01）或圆弧）或圆弧（G02/G03）插补指令时，必须编写进给率）插补指令时，必须编写进给率F，如果没有，如果没有编写编写F功能，功能，CNC采用采用F0。当工作在快速定位（。当工作

14、在快速定位（G00）方）方式时，机床将以通过机床轴参数设定的快速进给率移动，式时，机床将以通过机床轴参数设定的快速进给率移动，与编写的与编写的F指令无关。指令无关。F代码为模态指令，实际进给率可以通过代码为模态指令，实际进给率可以通过CNC操作操作面板上的进给倍率旋钮，在面板上的进给倍率旋钮，在0120%之间调整。之间调整。（1）进给功能）进给功能F代码代码 S代码表示机床主轴的转速。由代码表示机床主轴的转速。由S和其后的若干数字组成，和其后的若干数字组成，其表示方法有以下三种：其表示方法有以下三种：转速转速S表示主轴转速，单位为表示主轴转速，单位为r/min。如。如S1000表示主轴转速为表

15、示主轴转速为1000r/min。线速线速 在恒线速状态下，在恒线速状态下，S表示切削点的线速度，单位为表示切削点的线速度，单位为m/min。如如S60表示切削点的线速度恒定为表示切削点的线速度恒定为60 m/min。代码代码 用代码表示主轴速度时，用代码表示主轴速度时，S后面的数字不直接表示转速或后面的数字不直接表示转速或线速的数值，而只是主轴速度的代号。如某机床用线速的数值，而只是主轴速度的代号。如某机床用S00S99表表示示100种转速，种转速，S40表示主轴转速为表示主轴转速为1200r/min，S41表示主轴表示主轴转速为转速为1230r/min，S00表示主轴转速为表示主轴转速为0r

16、/min，S99表示最高表示最高转速。转速。（2）主轴转速功能）主轴转速功能S代码代码 采用采用T代码编程代码编程由由T和数字组成。有和数字组成。有T和和T两种格式，数字的位数由所用两种格式，数字的位数由所用数控系统决定，数控系统决定，T后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。例如：例如：T04表示选择表示选择4号刀；号刀；T0404表示选择表示选择4号刀，号刀，4号偏置值；号偏置值；T0400表示选择第表示选择第4号刀，刀具偏置取消。号刀，刀具偏置取消。采用采用T、D代码编程代码编程利用利用T功能选择刀具，利用功能选择刀具，利用D功能选择相关的刀偏。功能选

17、择相关的刀偏。（3）刀具功能）刀具功能T代码代码 3.2.5 数控加工程序的结构数控加工程序的结构 1数控加工程序的构成数控加工程序的构成 一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干个程一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干个程序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干个个“字字”组成，一个组成，一个“字字”由地址符和数字组成。由地址符和数字组成。下面是一个完整的数控加工程序，该程序由程序号开始，以下面是一个完整的数控加工程序，该程序由程序号开始，以M02结束。结束。程序说明O1122程序开始N5 G90 G92 X0 Y0 Z0；

18、程序段1N10 G42 G01 X-60.0 Y10.0 D01 F200；程序段2N15 G02 X40.0 R50.0；程序段3N20 G00 G40 X0 Y0；程序段4N25 M02；程序结束（1）程序号）程序号 为了区分每个程序，对程序要进行编号，程序号由为了区分每个程序，对程序要进行编号，程序号由程序号地址和程序的编号组成，程序号必须放在程序的开程序号地址和程序的编号组成，程序号必须放在程序的开头。如：头。如：O1122 程序的编号（程序的编号（1122号程序）号程序）程序号地址（编号的指令码）程序号地址（编号的指令码）不同的数控系统，程序号地址也有所差别。如不同的数控系统，程序号

19、地址也有所差别。如SMK8M系统用，而系统用，而FANUC系统用作为程序号的地址系统用作为程序号的地址码。编程时一定要参考说明书，否则程序无法执行。码。编程时一定要参考说明书，否则程序无法执行。（2）程序段的格式和组成）程序段的格式和组成 程序段的格式可分为地址格式、分隔地址格式、固定程序段格式程序段的格式可分为地址格式、分隔地址格式、固定程序段格式和可变程序段格式等。其中以可变程序段格式应用最为广泛，所谓可和可变程序段格式等。其中以可变程序段格式应用最为广泛，所谓可变程序段格式就是程序段的长短是可变的。变程序段格式就是程序段的长短是可变的。例如：1501-60.0Y10.0100；程序段结束

20、 进给速度指令 坐标移动距离指令 运动方式指令（直线）程序段号 X60.0数据字（数字）符号（正、负号）地址符 （3）“字字”2数控加工程序的分类数控加工程序的分类 主程序主程序 子程序子程序 3.3 3.3 任务实施任务实施观观察察数数控控加加工工实实训训室室的的数数控控立立式式铣铣床床，用用右右手手螺螺旋旋法法则则确确定定数数控控立立式式铣铣床床的的坐坐标标系系。当当一一个个工工件件在在数数控控立立式式铣铣床床上上加加工工时时，观观察察显显示示屏屏上上X、Y、Z坐坐标标轴轴的的变变化化情情况况，继继而而用用X、Y、Z坐坐标标轴轴描描述述刀刀具具与与工工件件的的相对运动。相对运动。3.4 3.4 实训内容实训内容观观察察数数控控加加工工实实训训室室的的数数控控机机床床，判判断断每每种种数数控控机机床床的的坐坐标标系系。根根据据数数控控机机床床中中存存储储的的程程序序，进进一一步了解数控加工程序的构成。步了解数控加工程序的构成。