工信版（中职）数控车工第2章电子教案.ppt

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1、YCF（中职）数控车工第2章电子教案第第2章章 数控车床编程数控车床编程本章概述本章概述 本章通过对数控编程基础知识、数控车床程序的编本章通过对数控编程基础知识、数控车床程序的编制过程和数控程序的结构格式等知识的讲解，使学制过程和数控程序的结构格式等知识的讲解，使学生掌握数控车床编程的相关知识。生掌握数控车床编程的相关知识。教学目标教学目标1.1.了解数控编程的基础知识。了解数控编程的基础知识。2.2.掌握数控编程的编制过程。掌握数控编程的编制过程。3.3.掌握数控编程的结构和格式。掌握数控编程的结构和格式。4.4.熟悉数控车床编程常用的符号和指令代码。熟悉数控车床编程常用的符号和指令代码。下

2、一页第第2章章 数控车床编程数控车床编程2.1数控车床编程基础知识数控车床编程基础知识2.2数控车床编制过程数控车床编制过程2.3数控编程的结构与格式数控编程的结构与格式2.4练习练习2.1数控车床编程基础知识数控车床编程基础知识数控车床编程就是应用数控系统所提供的功能指令书写零件数控车床编程就是应用数控系统所提供的功能指令书写零件的轮廓加工路线的过程。运用数控系统提供的指令书写的零的轮廓加工路线的过程。运用数控系统提供的指令书写的零件轮廓加工路线称为数控程序。数控编程不仅仅是单一的编件轮廓加工路线称为数控程序。数控编程不仅仅是单一的编写数控加工指令的过程，它还包含了普通车床车削工件的所写数控

3、加工指令的过程，它还包含了普通车床车削工件的所有设置有设置:零件轮廓加工路线、零件加工用刀具、加工工艺、车零件轮廓加工路线、零件加工用刀具、加工工艺、车削参数、辅助动作削参数、辅助动作(冷却液开关、主轴转和停冷却液开关、主轴转和停)等。等。因此，数控加工程序是按规定的格式描述零件几何形状和加因此，数控加工程序是按规定的格式描述零件几何形状和加工工艺的数控指令集。工工艺的数控指令集。返回下一页2.1数控车床编程基础知识数控车床编程基础知识字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。数控系统只能接收二进制信母、

4、标点符号、数学运算符等。数控系统只能接收二进制信息，所以，必须把字符转换成用息，所以，必须把字符转换成用“0”“0”和和“1”“1”组合的代码来组合的代码来表达。国际上广泛采用两种标准代码表达。国际上广泛采用两种标准代码:ISO(:ISO(国际标准化组织国际标准化组织)标准代码标准代码;EIA(;EIA(美国电子工业协会美国电子工业协会)标准代码。这两种标准代标准代码。这两种标准代码的编码方法不同，在大多数现代数控机床上，这两种代码码的编码方法不同，在大多数现代数控机床上，这两种代码都可以使用，只需用系统控制面板上的开关，或用都可以使用，只需用系统控制面板上的开关，或用G G功能指令功能指令来

5、选择。来选择。2.1.12.1.1字字在数控加工程序中，字是指一系列按规定排列的字符，作为在数控加工程序中，字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字由一个英文字母与随后一个信息单元存储、传递和操作。字由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。例如的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。例如:X150”:X150”是一个字，其中，是一个字，其中，X X为地址符，数字为地址符，数字“150”“150”为地址为地址中的内容。中的内容。返回下一页上一页2.1数控车床编程基础知识数控车床编程基础知识2.1.22.1.2字的功能字的功能组成程序段

6、的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以SIEMENS 802S/802CSIEMENS 802S/802C数控系统的规定为主来介绍的。实际操作中，数控系统的规定为主来介绍的。实际操作中，请遵照机床数控系统说明书来使用各个功能字。请遵照机床数控系统说明书来使用各个功能字。(1)(1)顺序号字顺序号字N N顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由地址符程序段之首，由地址符N N和后续数字组成，后续数字一般为和后续数字组成，后续数字一般为1414位正整数。数控加工中的顺序号实际上是程序段的名

7、称，与程位正整数。数控加工中的顺序号实际上是程序段的名称，与程序执行的先后次序无关。数控系统不是按顺序号的次序来执行序执行的先后次序无关。数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。顺序号的程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。顺序号的作用是作用是:便于程序的校对和检索修改便于程序的校对和检索修改;作为条件转向的目标，即作为条件转向的目标，即作为转向目的程序段的名称。有顺序号的程序段可以进行复归作为转向目的程序段的名称。有顺序号的程序段可以进行复归操作，这是指加工可以从程序的中间开始，或回到程序中断处操作，这是指加工可以从程序的中间开始，或回到程序中断

8、处开始。一般使用方法开始。一般使用方法:编程时将第一程序段冠以编程时将第一程序段冠以N10N10，以后以间，以后以间隔隔1010递增的方法设置顺序号。这样在调试程序时，如果需要在递增的方法设置顺序号。这样在调试程序时，如果需要在N10N10和和N20N20之间插入程序段时，就可以使用之间插入程序段时，就可以使用N11,N12N11,N12等。等。返回下一页上一页2.1数控车床编程基础知识数控车床编程基础知识(2)(2)准备功能字准备功能字G G准备功能字的地址符是准备功能字的地址符是G G，又称为，又称为G G功能或功能或G G指指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。后续令，是用于

9、建立机床或控制系统工作方式的一种指令。后续数字一般为数字一般为1 1一一3 3位正整数。位正整数。(3)(3)尺寸字尺寸字X,Y,ZX,Y,Z尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。其中，第一组位置。其中，第一组X,Y,Z,U,V,W,P,Q,RX,Y,Z,U,V,W,P,Q,R用于确定终点的直线用于确定终点的直线坐标尺寸坐标尺寸;第二组第二组A,B,C,D,EA,B,C,D,E用于确定终点的角度坐标尺寸用于确定终点的角度坐标尺寸;第第三组三组I,J,KI,J,K用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统

10、中，还可以用统中，还可以用P P指令暂停时间，用指令暂停时间，用R R指令确定圆弧的半径等。指令确定圆弧的半径等。多数数控系统可以用准备功能字来选择坐标尺寸的制式，如多数数控系统可以用准备功能字来选择坐标尺寸的制式，如SIEMENSSIEMENS系统可用系统可用G70/G71G70/G71来选择英制单位或公制单位，也有来选择英制单位或公制单位，也有些系统用系统参数来设定尺寸制式。采用公制时，一般单位些系统用系统参数来设定尺寸制式。采用公制时，一般单位为为mmmm，如，如X100X100指令的坐标单位为指令的坐标单位为100 mm100 mm。当然，一些数控系。当然，一些数控系统可通过参数来选择

11、不同的尺寸单位。统可通过参数来选择不同的尺寸单位。返回下一页上一页2.1数控车床编程基础知识数控车床编程基础知识(4)(4)进给功能字进给功能字F F进给功能字的地址符是进给功能字的地址符是F F，又称为，又称为F F功能或功能或F F指指令，用于指定切削的进给速度。对于数控车床，令，用于指定切削的进给速度。对于数控车床，F F可分为每分可分为每分钟进给和主轴每转进给两种钟进给和主轴每转进给两种;对于其他数控机床，一般只用每对于其他数控机床，一般只用每分钟进给。分钟进给。F F指令在螺纹切削程序段中常用来指定螺纹的导程。指令在螺纹切削程序段中常用来指定螺纹的导程。(5)(5)主轴转速功能字主轴

12、转速功能字S S主轴转速功能字的地址符是主轴转速功能字的地址符是S S，又称为，又称为S S功能或功能或S S指令，用于指定主轴转速，单位为指令，用于指定主轴转速，单位为r/minr/min。对于具有。对于具有J J恒线速度功能的数控车床，程序中的恒线速度功能的数控车床，程序中的S S指令用来指定车削加工指令用来指定车削加工的线速度。的线速度。(6)(6)刀具功能字刀具功能字T T刀具功能字的地址符是刀具功能字的地址符是T T，又称为，又称为T T功能或功能或T T指指令，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后令，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长

13、度补偿和刀尖半径补偿用。的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。(7)(7)辅助功能字辅助功能字M M辅助功能字的地址符是辅助功能字的地址符是M M，后续数字一般为，后续数字一般为1-1-3 3位正整数，又称为位正整数，又称为M M功能或功能或M M指令，用于指定数控机床辅助装指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作。置的开关动作。返回上一页2.2数控车床编制过程数控车床编制过程数控编程可分为手工编程和自动编程数控编程可分为手工编程和自动编程(计算机辅助编程计算机辅助编程)。不。不同的数控系统它们的零件加工程序指令是不同的。编程时必同的数控系统它们的零件加工程序指令是不同的。编程时必须按

14、照数控机床的规定进行编程。须按照数控机床的规定进行编程。2.2.12.2.1手工编程的定义和特点手工编程的定义和特点(1)(1)手工编程的定义利用规定的代码和格式，人工制订零件的手工编程的定义利用规定的代码和格式，人工制订零件的加工程序，称为手工编程。加工程序，称为手工编程。(2)(2)手工编程的特点手工编程的特点对形状简单的工件，编程快捷简便。对形状简单的工件，编程快捷简便。不需要具备特别的条件。不需要具备特别的条件。不适合编制形状复杂的零件。数不适合编制形状复杂的零件。数控车床车削零件是回转体零件，零件轮廓较简单。因此，数控车床车削零件是回转体零件，零件轮廓较简单。因此，数控车床上零件大都

15、采用手工编程来完成。手工编程工作量大、控车床上零件大都采用手工编程来完成。手工编程工作量大、烦琐且易出错，很多时候常采用计算机烦琐且易出错，很多时候常采用计算机(CAD)(CAD)来求取轮廓的基来求取轮廓的基点和节点。不过，车床加工工件轮廓节点的计算并不是难点，点和节点。不过，车床加工工件轮廓节点的计算并不是难点，这部分内容在下面课题里进行学习。这部分内容在下面课题里进行学习。返回下一页2.2数控车床编制过程数控车床编制过程2.2.22.2.2手工编程的步骤手工编程的步骤手工编程的步骤如手工编程的步骤如图图2-12-1所示。所示。(1)(1)图样分析编制零件程序首先要读懂图纸。零件图样是一种图

16、样分析编制零件程序首先要读懂图纸。零件图样是一种工程语言，其中包括各种信息，这些信息有工程语言，其中包括各种信息，这些信息有:零件的材料、形零件的材料、形状、尺寸、精度、热处理要求等。对这些信息的分析，要确状、尺寸、精度、热处理要求等。对这些信息的分析，要确定零件是否适合数控车床加工，要加工哪些部分，采用哪几定零件是否适合数控车床加工，要加工哪些部分，采用哪几道工序加工等。道工序加工等。(2)(2)确定工艺过程根据零件图样进行工艺分析，在此基础上选确定工艺过程根据零件图样进行工艺分析，在此基础上选定加工机床、刀具和夹具，确定零件加工的工艺路线、工序定加工机床、刀具和夹具，确定零件加工的工艺路线

17、、工序及切削用量等工艺参数。这些参数刚开始希望能参照例题参及切削用量等工艺参数。这些参数刚开始希望能参照例题参数数(经验参数经验参数)照搬使用。先模仿学习，然后再实践中去检验，照搬使用。先模仿学习，然后再实践中去检验，之后总结变成自己的经验数据。之后总结变成自己的经验数据。返回下一页上一页2.2数控车床编制过程数控车床编制过程(3)(3)计算力口工轨迹和加工尺寸根据零件图样上的尺寸、工艺计算力口工轨迹和加工尺寸根据零件图样上的尺寸、工艺要求等，选定一个工件坐标系，在工件坐标系内计算工件轮要求等，选定一个工件坐标系，在工件坐标系内计算工件轮廓的坐标值，即基点和节点坐标。这部分需要学会掌握一些廓的

18、坐标值，即基点和节点坐标。这部分需要学会掌握一些基本的三角函数、几何知识。基本的三角函数、几何知识。(4)(4)编制加工程序和校核根据制订的加工工艺方案，按照机床编制加工程序和校核根据制订的加工工艺方案，按照机床数控系统使用的指令代码和程序格式的规定编写零件的加工数控系统使用的指令代码和程序格式的规定编写零件的加工程序单，并校核其内容，纠正其中的错误。程序单，并校核其内容，纠正其中的错误。(5)(5)输入到数控系统把编制好的程序输入到数控系统，常用的输入到数控系统把编制好的程序输入到数控系统，常用的输入方法有输入方法有:一是在操作面板上利用数控系统提供的键盘直接一是在操作面板上利用数控系统提供

19、的键盘直接手工输入手工输入;二是利用二是利用DNC(DNC(数据传输数据传输)功能，将计算机上编制的功能，将计算机上编制的加工程序通过传输软件和传输接口加工程序通过传输软件和传输接口(例如例如RS232RS232接口接口)传输到数传输到数控系统控系统;三是高级版本数控系统可以直接插入存储卡进行读写三是高级版本数控系统可以直接插入存储卡进行读写(例如例如U U盘盘)。返回下一页上一页2.2数控车床编制过程数控车床编制过程(6)(6)程序校验和试切削所编制的加工程序须经校验和试切削才程序校验和试切削所编制的加工程序须经校验和试切削才能用于正式加工。通常采用空运行的方法进行程序校验，但能用于正式加工

20、。通常采用空运行的方法进行程序校验，但这只能校验程序格式是否正确、代码是否完整，不能校验轨这只能校验程序格式是否正确、代码是否完整，不能校验轨迹的正确性。为检验加工轨迹是否正确，在有图形显示功能迹的正确性。为检验加工轨迹是否正确，在有图形显示功能的机床上，可利用仿真图形来检查轨迹的正确性的机床上，可利用仿真图形来检查轨迹的正确性;如机床没有如机床没有仿真功能，可用木材或塑料等材料进行首件试切。仿真功能，可用木材或塑料等材料进行首件试切。返回下一页上一页2.2数控车床编制过程数控车床编制过程2.2.32.2.3自动编程自动编程自动编程是指计算机辅助编程，也是计算机辅助制造自动编程是指计算机辅助编

21、程，也是计算机辅助制造(CAM)(CAM)技技术。这种编程是将零件的二维或三维术。这种编程是将零件的二维或三维(CAD)(CAD)信息进行采集，通信息进行采集，通过过CAMCAM软件来生成一定的刀具轨迹文件，再根据所使用的数控软件来生成一定的刀具轨迹文件，再根据所使用的数控系统，选择相应的后处理文件来生成相应的数控系统所使用系统，选择相应的后处理文件来生成相应的数控系统所使用的数控程序。的数控程序。这种编程技术需要特定的这种编程技术需要特定的CAMCAM软件，也需要操作者熟练掌握软软件，也需要操作者熟练掌握软件使用，并且需要具备一定的切削加工工艺知识。目前，此件使用，并且需要具备一定的切削加工

22、工艺知识。目前，此类流行的软件有类流行的软件有:中小型软件中小型软件MasterCAM,CimatronCAD/CAMMasterCAM,CimatronCAD/CAM，大型软件系统大型软件系统UG,Pro/Engineer,CATIAUG,Pro/Engineer,CATIA，国产优秀软件，国产优秀软件CAXACAXA一一MEME制造工程师等。制造工程师等。返回上一页2.3数控编程的结构与格式数控编程的结构与格式2.3.12.3.1数控加工程序的结构数控加工程序的结构1.1.程序的构成程序的构成00001;O(FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%)00001;O(FA

23、NUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%)机能指定程序机能指定程序号，每个程序号对应一个加工零件。号，每个程序号对应一个加工零件。NOlOG92 XO YO;NOlOG92 XO YO;分号表示程序段结束分号表示程序段结束 N020 G90 G00 X50 Y60;N020 G90 G00 X50 Y60;可以调用子程序。可以调用子程序。N150 M05 N150 M05 N160 M02 N160 M02返回下一页2.3数控编程的结构与格式数控编程的结构与格式2.2.程序段格式程序段格式(1)(1)字地址格式如字地址格式如N020 G90 G00 X50 Y60oN020 G

24、90 G00 X50 Y60o最常用的格式，现代数控机床都采用它。地址最常用的格式，现代数控机床都采用它。地址N020N020为程序段为程序段号，地址号，地址G G和数字和数字9090构成字地址为准备功能。构成字地址为准备功能。(2)(2)可变程序段格式如可变程序段格式如B2000 B3000 B B6000oB2000 B3000 B B6000o使用分割符使用分割符B B分开各个字，若没有数据，分割符不能省去。常分开各个字，若没有数据，分割符不能省去。常见于数控线切割机床，另外，还有见于数控线切割机床，另外，还有3B3B编程等格式。编程等格式。(3)(3)固定顺序程序段格式如固定顺序程序段

25、格式如00701+02500-13400153002000701+02500-134001530020比较少见。其中的数据严格按照顺序和长度排列，不得有误，比较少见。其中的数据严格按照顺序和长度排列，不得有误，上面程序段的意思是上面程序段的意思是:N007GO1 X+02500 Y-13400 F15 S30:N007GO1 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02M02。返回下一页上一页2.3数控编程的结构与格式数控编程的结构与格式2.3.22.3.2程序格式程序格式1.1.程序段格式程序段格式(1)(1)程序段的定义及其格式程序段是可作为一个单位来处理的程序段的定义及其格式程

26、序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，是数控加工程序中的一条语句。一个数控加工连续的字组，是数控加工程序中的一条语句。一个数控加工程序是由若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的程序是由若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。现在一般使用字地址可变程序字、字符和数据的安排形式。现在一般使用字地址可变程序段格式，每个字长不固定，各个程序段中的长度和功能字的段格式，每个字长不固定，各个程序段中的长度和功能字的个数都是可变的。地址可变程序段格式中，在上一程序段中个数都是可变的。地址可变程序段格式中，在上一程序段中写明的、本程序段里又不变化的那些字仍然有效，可以不再

27、写明的、本程序段里又不变化的那些字仍然有效，可以不再重写。这种功能字称为模态功能字。重写。这种功能字称为模态功能字。返回下一页上一页2.3数控编程的结构与格式数控编程的结构与格式N30 GOl X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08N30 GOl X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08N40 X90(N40 X90(本程序段省略了模态指令本程序段省略了模态指令“GO1,Y30.2,F500,“GO1,Y30.2,F500,S3000,T02,M08 S3000,T02,M08，但它们的功能仍然有效，但它们的功能仍然有效)返回下一页上一页2.3数控编程

28、的结构与格式数控编程的结构与格式(2)(2)组成程序段的要素在程序段中，必须明确组成程序段的各组成程序段的要素在程序段中，必须明确组成程序段的各要素要素(模态指令可省略模态指令可省略):):.移动目标，终点坐标值移动目标，终点坐标值X,Y,Z;X,Y,Z;.沿怎样的轨迹移动，准备功能字沿怎样的轨迹移动，准备功能字G;G;.进给速度，进给功能字进给速度，进给功能字F;F;.切削速度，主轴转速功能字切削速度，主轴转速功能字S;S;.使用刀具，刀具功能字使用刀具，刀具功能字T;T;.机床辅助动作，辅助功能字机床辅助动作，辅助功能字MoMo返回下一页上一页2.3数控编程的结构与格式数控编程的结构与格式

29、2.2.加工程序的一般格式加工程序的一般格式(1)(1)程序开始符、结束符程序开始符、结束符是同一个字符，程序开始符、结束符程序开始符、结束符是同一个字符，ISOISO代码中是代码中是%，EIAEIA代码中是代码中是EPEP，书写时要单列一段。，书写时要单列一段。(2)(2)程序名程序名有两种形式程序名程序名有两种形式:一种是由英文字母一种是由英文字母0 0和和1 1一一4 4位正位正整数组成整数组成;另一种是由英文字母开头，字母、数字混合组成的，另一种是由英文字母开头，字母、数字混合组成的，一般要求单列一段。一般要求单列一段。SIEMENSSIEMENS系统的程序名命名方式属于后者，系统的程

30、序名命名方式属于后者，其程序名命名规则为其程序名命名规则为:.开始的两个符号必须是字母开始的两个符号必须是字母;.其后的符号可以是字母、数字或下划线其后的符号可以是字母、数字或下划线;.最多为最多为8 8个字符个字符;.不得使用分隔符。不得使用分隔符。例加例加.SHAFT52.AAl.AA 1.SHAFT52.AAl.AA 1返回下一页上一页2.3数控编程的结构与格式数控编程的结构与格式(3)(3)程序主体见程序主体见表表2-12-1程序主体是由若干个程序段组成的。每程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。个程序段一般占一行。(4)(4)程序结束指令程序结束指令可以用程序结束指令

31、程序结束指令可以用M02M02或或M30M30，一般要求单，一般要求单列一段。加工程序的一般格式举例列一段。加工程序的一般格式举例:%N AA1 MPF%N AA1 MPF;MYMPATH=/_N_ MPF_ DIR/;MYMPATH=/_N_ MPF_ DIR/开始符和程序名开始符和程序名N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000N20 GO1 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08/N20 GO1 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08/程序主体程序主体N30 X90N30 X90N300 M02/N300 M02/结束符结束符返回上一页2.4 练习练习1.1.字是什么字是什么?2.2.手控编程的特点是什么手控编程的特点是什么?3.3.手控编程的步骤是什么手控编程的步骤是什么?4.4.自动编程的定义是什么自动编程的定义是什么?5.5.数控加工程序的结构是什么数控加工程序的结构是什么?返回图图2-1 手工编程的步骤手工编程的步骤返回表表2-1 程序主体程序主体返回