数控系统ncstudio编程培训教程

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1、数控系统NCSTUDIO 培训教材2011年10月24日NCSTUDIO简介NCStudio 数控运动控制系统可以直接支持 UG 、 MASTERCAM 、 CASMATE 、 Art CAM 、 AUTOCAD 、 CorelDraw 、JD、 Type3、文泰等多种 CAD/CAM 软件生成的 G 代码、 PLT 代码格式和精雕加工（ ENG ）格式 。NCStudio的系统基本配置计算机主机 CPU ： Pentium (586) 或以上。 内存： 32M 以上。 硬盘： 2G 以上 显示卡： 最低支持 800*600 ，增强色模式 显示器： 14” VGA 以上 光驱： 4 倍速或更高

2、 主板扩展槽： PCI 槽或者 ISA 槽 1 个操作系统 Microsoft Windows 98 中文版操作系统，或 Microsoft Windows Me 中文版操作系统，或 Microsoft Windows 2000 Professional 中文版操作系统。 Microsoft Windows XP Professional 中文版操作系统。NCStudio 基本概念操作模式用户对机床的操作，任何时候都处于以下几种操作模式之一（理解操作模式，对于用户的 正确操作是非常必要的）：自动模式在自动操作模式下，机床运动通过事先准备好的加工程序产生动作。所以在自动模式下， 系统必须已经装载

3、加工程序。点动模式手动操作模式的一种。在点动模式下，用户通过手动操作设备，如计算机键盘、手持盒、 手摇脉冲发生器等控制机床。当用户通过这些设备发出运动信号时，如按下手动按钮，机床 持续运动直至信号消失，如用户松开手动按钮。增量模式手动操作模式的一种。在 增量 模式下，用户同样是通过手动操作设备，如计算机键盘、手 持盒、手摇脉冲发生器等控制机床。与点动控制不同的是，用户一次按键动作，也就是从按 下到松开，机床只运动确定的距离。也就是说，通过增量方式，用户可以精确地控制机床的 位移量。MDI 模式也是一种手动操作模式。在这种模式下，用户可以直接通过输入 G 指令控制机床。系统在 某些情况下执行一些

4、内定的程序操作（如回工件原点）时，也会自动把状态切换到 MDI 模式 。但这不会影响用户使用。NCStudio 基本概念操作状态在每种操作模式下，又可以分出几种操作状态，可以说操作模式和操作状态一起完整地确 定了机床的状态。空闲状态这是最常见的状态，在此状态下，机床当前没有动作输出，同时随时准备接受新的任务， 开始新的动作。锁定状态锁定状态是一种内部状态，一般指出现在状态切换时。所以一般情况下用户接触不到。紧停状态这是一种非正常态。机床存在硬件故障或者用户按下“紧停”按钮时，系统进入此状态，并 且执行事先规定的保护动作，例如关闭主轴电机、冷却泵等，在此状态下，机床同样被锁定 ，不能执行任何新的

5、动作。在用户排除硬件故障或者解除紧停开关后，系统自动执行“复位” 操作把机床恢复到“空闲”状态。运行状态当机床正在执行动作时，系统进入运行状态。暂停状态在机床运动时，如果用户执行“操作 | 暂停”命令，或者系统解析到 M01 （等待指令），则 系统进入暂停状态，等待用户进一步输入。用户可以通过执行“操作 | 开始”命令继续执行， 也可以执行“停止”或者“复位”指令中止当前操作，使系统进入“空闲”状态。坐标系坐标系统是描述机床运动的术语。为了统一起见， 标准的坐标系统是采用右手法则的坐标系统。如下 图所示：坐标系机械坐标系机械坐标系是一套固定的右手坐标系，其坐标原点始终相对 于机床的某个固定位置

6、。所以，在任何时候，空间的某个点都 可以用机械坐标系唯一地确定。对机械坐标系的完整支持需要机床有相应的回机械参考点功 能，否则，机械坐标系的概念只在软件中体现。工件坐标系在使用机床加工各种工件时，更多地使用工件坐标系。通常 ，在工件加工时，我们描述某个加工位置总是相对于工件上的 某个点的，而工件在机床上的夹装位置相对于机械原点常常是 改变的，因此由必要引入一套在工件加工时更为方便的坐标系 统，这就是工件坐标系。工件坐标系也是一套右手坐标系，它 的原点是相对于工件上的某个点确定的，相对于机械坐标原点 则是可以浮动的。程序的结构一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令 和数据。一个零件程序是由

7、遵循一定结构、句法和格式规则 的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个 指令字组成的。如下图所示。常用地址和功能符号地址 符号含 义B：基本功能 O：选择 功能 F进给 率BG准备功能B，OI圆弧中心的X坐标B，OJ圆弧中心的Y坐标B，OK圆弧中心的Z坐标BM辅助功能BN顺序号BR固定循环的R点/圆弧的半径设定O，BS主轴速度功能BT刀具功能BXX坐标BYY坐标BZZ坐标B程序段的格式一个程序段定义一个将由数控装置执行的指令行。程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法， 如下图 所示。常用指令主轴功能S主轴功能S 控制主轴转速，其后的数值表示主轴速 度，单位为转/每分钟(r/min)。

8、进给速度FF 指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进 给速度。借助操作面板上的进给倍率旋钮，F 可在 0%120%进行倍率修调。F指令与不同的指令配合具有不同的含义：（1） G00，指定快移速度，对当前加工程序是模态的。 （2）G01G03，指定进给速度，对当前加工程序 是模态的。常用指令辅助功能M辅助功能由地址字M 和其后的一到三位数字组成，主要用于控制零件 程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作。M代码含义M00程序停止M01计划停止M02程序结束M03主轴顺时针 旋转M04主轴逆时针 旋转M05主轴停止常用指令G90： 绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是 相对于当前工作坐标系

9、原点的。G90 为缺省值。G91： 相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是 相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离 。常用指令G00：快速定位刀具，不对工件进行加工。G01：以给定的速度进行线性插补移动到给 定点，刀具以直线从起始点移动到目标位 置。所有的坐标轴可以同时运行。G02：以给定进给速度进行顺时针圆弧插补 移动到给定点。G03：以给定进给速度进行逆时针圆弧插补 移动到给定点。常用指令半径编程不能用于整圆编程，必须分成两部分。注：当R0时，圆弧和中心的尖角小于1800 当R0时，圆弧和中心的尖角大于1800编程举例：对顺圆和逆圆进行插补，如下图所示。对于图（a）解法1：G17 G

10、90 G02 X20 Y10 I-2 J-14 F300解法2：G17 G90 G02 X20 Y10 R12 F300对于图（）解法1：G17 G90 G03 X10 Y22 I-12 J-2 F300解法2：G17 G90 G03 X10 Y22 R12 F300G指令附录表G指令含义G指令含义G00快速定位G90绝对值编 程 G01直线插补G91相对值编 程 G02/G03顺/逆圆弧插补G92工件坐标系设定G04暂停G73高速深孔往复排屑钻 G17,G18,G19平面坐标选择G83深孔往复排屑钻G20/G21或G70/G71英制/公制G74/G84反向/正向攻丝G28自动返回参考点G81

11、钻孔 G40取消刀具半径补偿G82锪孔 G41/G42左/右刀补G85精镗孔 G43/G44正/负向偏置G89精阶梯镗孔 G49取消刀具长度补偿G76精镗 G53使用机床坐标系G86镗孔 G65子程序调用G903强制进给倍率指令G50/G51比例功能G904条件移动指令G54G59工件坐标系选择G905强制进给速率指令 G992临时工件坐标系设定G906同步指令PU机自动控制编程说明PU机自动控制主要为X-Y两个纬度的控制，且 运动轨迹较规则，控制程序编辑相对简单 。先介绍常见轨迹的编程方法。 常用的编程方法一般有三种:运动轨迹软件绘图法手动计算编程法机器描点编程法运动轨迹软件绘图法运动轨迹软

12、件绘图法主要是利用UG 、 MASTERCAM 、 CASMATE 、 Art CAM 、 AUTOCAD 、 CorelDraw 、JD、Type3、文泰等多种 CAD/CAM 软件绘制运动轨迹图并生成NCSTUDIO 可执行的G 代码、 PLT 代码和精雕加工（ ENG ）代码, 以控制机械运动.这种方式的优点缺点： 优点：编程容易,可视性好，尤其是对复杂轨迹编程具有明显的优势。 缺点： 1、需要购买相应的正版软件（费用较高）、盗版软件不稳定或功能受限 ； 2、操作相对复杂，对操作人员要求较高； 3、控制系统坐标与绘图软件坐标不一致，需要设置参考点，易出错； 4、柔性差，一旦软件出问题，将

13、影响生产产出。 5、不同软件存在兼容性问题。手动计算编程法手动计算编程法是直接在控制软件上使用G 代码编程以控制机械运动.这种方式的优点缺点： 优点： 1、成本低，不需要购买绘图软件； 2、G代码指令简单，编程容易,易学易会； 3、不受软件限制，根据产品要求可随时编程； 4、特别对简单轨迹编程有优势，时间短，效率高； 5、不存在软件兼容性和软件故障的限制。 缺点： 1、需要有专人学习G代码编程，需要一定的算数计算能力； 2、对复杂图形轨迹计算较复杂，人工计算效率不高；机器描点编程法机器描点编程法是手动计算编程法的优化，它不用对图形计算，直接 利用NCSTUDIO软件通过机器模拟运动轨迹找到关键

14、点坐标以获得数据并 编程，以控制机械运动.这种方式的优点缺点： 优点： 1、成本低，不需要购买绘图软件； 2、G代码指令简单，编程容易,易学易会； 3、不受软件限制，根据产品要求可随时编程； 4、特别对简单及一般轨迹编程有优势，时间短，效率高； 5、不存在软件兼容性和软件故障的限制； 6、无需计算即可编程。缺点：需要有专人学习G代码编程编程方法举例考虑公司的实际情况，建议采用手动计算编程法和机器描点编程法。这里分 别举例并介绍这两种编程方法：如下图为两个产品的运动轨迹图a和b：ab手动计算编程法编程步骤： 1、测量产品运动轨迹参数。如：对产品a，其长为400mm，宽为200mm ；对产品b，其

15、长为600mm，宽为300mm，圆弧半径R为10mm。 2、将工件在工作台上固定，确定定位点（工件坐标原点）和工件坐标系 （长边对应机械坐标X方向，宽边对应机械坐标Y方向）。 3、回机械原点，手动将机械墙头移动到工件原点时，记录软件控制界面 上的工件坐标原点坐标值（X，Y）。这里假设为（X=50mm，Y=100mm ） 4、打开电脑“开始程序附件记事本”，在文件中编程。编程 完成后，点击“文件”菜单中的“保存”，在对话框的“文件类型”中选择“所有 文件”，文件名中填写“文件名.nc”,然后点击保存即可。编程方法举例ab机器描点编程法编程步骤： 1、根据工件形状，确定轨迹图，并在轨迹图上确定关键

16、轨迹点。如a和b. 2、将工件在工作台上固定，确定定位点（可将关键轨迹点中的一个作为工 件坐标原点）和工件坐标系（长边对应机械坐标X方向，宽边对应机械坐标 Y方向）。 3、回机械原点，手动将机械抢头移动到工件原点时，记录软件控制界面上 的工件坐标原点坐标值（X，Y）。这里假设为（X=50mm，Y=100mm）。 同理，手动移动机械抢头到各个关键轨迹点，并按顺序记下坐标值（x,y). 4、打开电脑“开始程序附件记事本”，在文件中编程。编程完 成后，点击“文件”菜单中的“保存”，在对话框的“文件类型”中选择“所有文件” ，文件名中填写“文件名.nc”,然后点击保存即可。在此读取数据编程方法举例aXY机械坐标原点（0，0）（50，100）工件原点400mm200mm%001G17 G90 “选择X-Y平面” “选择绝对值编程” N1 G00 X50