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1、齐重数控装备股份有限公司 编程 1 目目 录录 1 常用功能和指令介绍 . 1 11 概述 . 1 111 数控车床中轴的定义 . 1 112 各坐标系含义 . 2 113 零点偏置 . 5 114 绝对及增量式编程 . 9 12 常用 G 代码介绍 . 11 121 快速移动 G0 . 11 122 直线插补 G1 . 11 123 圆弧插补 G2、G3 . 12 124 倒角和倒圆 CHF/CHR 和 RND . 13 125 刀尖圆弧半径补偿 G41 和 G42 . 15 126 暂停 G4 . 21 127 等螺距螺纹切削 G33 . 21 1210 每分钟、每转进给 G94、G95
2、. 24 1211 恒线速切削 G96、G97 . 24 2 高级编程及循环功能 . 25 21 子程序功能 . 25 211 子程序的作用: . 25 212 子程序的调用: . 25 22 R 参数的使用说明 . 26 23 程序跳转 . 27 24 毛坯车削循环 CYCLE95 . 29 25 螺纹切削循环 CYCLE97 . 35 齐重数控装备股份有限公司 编程 2 齐重数控装备股份有限公司 编程 1 1 常用功能和指令介绍常用功能和指令介绍 11 概述概述 本文对 SIEMENS 840D 系统的编程原理和功能作了系统和简明的介绍，相对于SIEMENS 数控系统随机资料，本文具有如下
3、特点： ? 语言简练而实用、筛选掉了很多繁琐无用的内容 ? 图文并茂，符合当前车床的使用习惯，便于理解贯通 ? 适用于初学者和有一定基础的编程和操作人员，能满足绝大部分常见工件编程的需要，如想更加深入学习和研究，还须参看 SIEMENS 数控系统随机的技术手册 111 数控车床中轴的定义数控车床中轴的定义 数控编程、提高其程序的通用性，对数控机床的坐标轴及轴的运动方向的定义制定了统一的国际标准，数控加工机床都是按照笛卡儿坐标系的原则对机床轴进行定义的，如图 1-1-1。 图 1-1-1 笛卡儿坐标系又称之为右手三指定则，在一般车削机床中，在车削加工平面中，Y 轴指向的是主轴的旋转方向，以立式车
4、床为例，当面对机床时，右手食指指向主轴的正向旋转方向，如图 1-1-2。 齐重数控装备股份有限公司 编程 2 图 1-1-2 通过此图可以看到，当食指指向主轴旋转方向后，那么垂直与主轴旋转方向的轴即为 Z 轴，横向轴即为 X 轴，手指指尖指向的是各轴移动的正方向，其中 X 为直径轴。卧式车床有刀架在内侧或外侧的区别，此时主轴相应的正向旋转方向也不相同，所以 X 的移动方向的定义也会随之改变。 112 各坐标系含义各坐标系含义 机床坐标系：是机床固有的坐标系，被称之为机械坐标系，其坐标原点被称 为机床原（零）点，这个零点是机床上一个固定的点。 数控系统在每次上电后，并不知道机床零点的位置，为了能
5、够正确的建立机床的坐标系，操作人员可通过手动或自动返回参考点的功能，使各轴返回机床的参考点，以此建立机床的机械坐标系。 以水平轴为例，回参考点运行时，X 轴开始向正方向运动，当行程开关的回参考点触头压合回参考点撞块时，发出信号给数控系统，X 轴减速向负方向运动一小段距离（一般是几厘米），直到找到零脉冲和零点再停止，从这可以看出，机械坐标系的零点是由回参考点开关和撞块的安装位置决定的，如果越过参考点撞块，刀架硬限位开关将被压合，产生报警，坐标轴停止；如果硬限位开关没发生作用，行程开关将压合急停撞块，所有坐标轴将制动。一个坐标轴通常设置了 5 个撞块：一个参考点，两个硬限位（一正一负），两个急停限
6、位（一正一负）。水平轴正方向安装了 3 个撞块，负方向有 2 个，见图 1-1-3。 齐重数控装备股份有限公司 编程 3 图 1-1-3 MCS 建立的硬件条件 机床的零点（MCS 的零点）可以同机床参考点一致，也可以通过相应的参数将机床参考点偏移至需要的位置。 由于一般的数控机床的测量系统都是选用的增量式的反馈系统，这就要求在系统每次开机后都需要重新返回机床的参考点，而且只有在返回参考点后，才会建立起相应的坐标系基准，同时反向间隙补偿、丝杠螺距误差补偿、存储行程检测才会生效，这是机床正确、安全操作的首要步骤。 工件坐标系的零点即工件的零点，一般来说，X 方向零点位于工件的回转中心上；Z 方向
7、零点应根据零件图纸的尺寸链选择，尽可能选择的零点可以减少计算的步骤，以此减少计算误差，从而达到减少加工误差的目的。当工件装夹在机床上后，齐重数控装备股份有限公司 编程 4 工件的回转中心同机床工作台的回转中心一致或有较小的误差，这种误差值称之为浮动零点，一般可以忽略不记。那么如果将机床的参考点直接偏移至工件的零点上，编程人员就可以直接按照提供的零件图纸进行编程， 这将大大简化编程的计算步骤，数控系统就提供了零点偏置的功能。机床坐标系 MCS 的零点 M 和工件坐标系 WCS 的零点 W 之间存在怎样的位置关系，为什么引出 WCS 这个概念，见图 1-1-4。 图 1-1-4 在图 1-1-4
8、中，刀尖 M 点是机床坐标系的零点，当刀尖快速移动到工件毛坯轮廓附近的某点时，坐标如图所示，接下来操作者需要做的是： ? 试车工件表面某处，对刀 ? 测量车削后工件的尺寸 ? 对照工件图纸，并计算待加工毛坯余量 ? 按机床坐标系编程 M03S40 ；主轴正转 G90G00X-128.3Z-50.303 ；定位 G94G91G1F100Z-6 ；进给开始 X35 ；此坐标需计算 Z-8 X-20 ；需计算 Z-6 M05 M30 齐重数控装备股份有限公司 编程 5 图 1-1-5 图 1-1-5 是工件图纸， 如果在工件图纸上设置一个工件坐标系 WCS， 零点定为 W，操作者接下来要做的是： ?
9、 试车工件表面某处，对刀 ? 测量车削后工件的尺寸 ? 按图纸尺寸编程 M03S40 ；主轴正转 G90G00X100Z0 ；定位 G94G1F100Z-6 ；进给开始 X135 Z-14 X115 Z-20 M05 M30 ；程序结束 由此看出，在工件坐标系下编程可以充分利用图纸上给出的尺寸，使编程更加简单，方便，直观。那么机床坐标系 MCS 和工件坐标系 WCS 之间有何联系？WCS 的零点 W 在 MCS 内的坐标（如 X 轴和 Z 轴）称为零点偏置，零点偏置使用方法见下面内容。 113 零点偏置零点偏置 G500G500取消可设定零点偏置功能 齐重数控装备股份有限公司 编程 6 当 G
10、500 生效后，编程的基础零点（绝对值方式编程）就以机床参考点为基础，直到同一功能组中其他的功能有效，基础框架才会随之改变。 G54G59G54G59-可设定零点偏置功能 为编程人员提供了六个可设定的零点偏置功能，零点偏移的基本计算如图 1-1-6 图 1-1-6 F机床参考点 M机械坐标系零点（一般可以认为 F 和 M 在同一位置） W工件坐标系零点 如图，如刀具已经处于工件上端面及外圆对刀点点 A，X 方向零点对刀计算公式为： L1+X/2=XL 其中 L1机床参考点工件外圆对刀点的距离（实际距离）, X对刀点工件直径值 XL计算后的零点偏移数据 如 L1=500mm X=600mm 齐重数控装备股份有限公司 编程 7 那么 XL=500+600/2=800 如果机床参考点同机械坐标系零点重合，那么所对刀数据为正值，如果机床参考点为远离机械坐标系，既机床固定零点，那么所对刀数据为负值，即-800mm。X 轴对刀实例见图 1-1-7。 图 1-1-7 X 轴对刀后，将结果填入某一零点偏置如 G54 横坐标内，再退出 X 轴到安全位置。如图 1
