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1、 第二章第二章数控程序的编制数控程序的编制 1 2.1 概述概述数控程序编制的内容与步骤数控程序编制的内容与步骤在数控机床上加工零件时，也必须对零件进行在数控机床上加工零件时，也必须对零件进行工艺分析工艺分析，制，制定工艺规程，同时要将工艺参数、几何图形数据等，按规定定工艺规程，同时要将工艺参数、几何图形数据等，按规定的信息格式记录在控制介质上，将此控制介质上的信息输入的信息格式记录在控制介质上，将此控制介质上的信息输入到数控机床的数控装置，由数控装置控制机床完成零件的全到数控机床的数控装置，由数控装置控制机床完成零件的全部加工。部加工。2内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容内容包括：
2、对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。合理的切削用量等。 这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。
3、1 1）分析零件图样和制定工艺方案）分析零件图样和制定工艺方案3 在确定了工艺方案后，要根据零件的几何尺寸、在确定了工艺方案后，要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数据。 数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，需要计算出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心需要计算出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等。当零件的几何形状与控制系统的插补功坐标值等。当零件的几何形状与控制系统的插补功
4、能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。 2 2）数学处理）数学处理4 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。
5、能编写出正确的加工程序。 3 3）编写零件加工程序）编写零件加工程序5 一般在正式加工之前，要对程序进行检验。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。 通常可采用：通常可采用： （1 1）机床）机床空运转空运转的方式的方式 （2 2）图形模拟图形模拟 （3 3）对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝）对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行件、塑料或石蜡等易切材料进行试切试切来检验程序。来检验程序。 （4 4）采用与被加工零件材料相同的材料进行试切。）采用与被加工零件材料相同的材料进行试切。当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程当发现加工的零件不符合加工技术要求
6、时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。序或采取尺寸补偿等措施。 4 4）程序检验）程序检验 61 1）手工编程手工编程 手工编程是由人工完成编程的全部步骤。手工编程是由人工完成编程的全部步骤。手工编程适用于零件形状简单、程序段较少、手工编程适用于零件形状简单、程序段较少、计算简单的场合。它是自动编程的基础。计算简单的场合。它是自动编程的基础。2 2）自动编程）自动编程 对于零件形状复杂或程序量大的零件采用对于零件形状复杂或程序量大的零件采用手工编程则工作量很大或不可能时，就必须手工编程则工作量很大或不可能时，就必须借助计算机借助计算机CAMCAM软件进行自动编程。软件进行自动编程。 2.1.2
7、数控机床程序的编制方法数控机床程序的编制方法72.2 数控加工工艺基础数控加工工艺基础数控加工工艺分析内容：数控加工工艺分析内容：1)1)选择数控机床，确定工序内容。选择数控机床，确定工序内容。2)2)分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。衔接等。3)3)设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、
8、切削用量的确定等。与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。82.2 2.2 数控加工工艺基础数控加工工艺基础4)4)调整数控加工工序的程序。如对刀点、换调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。5)5)分配数控加工中的容差。分配数控加工中的容差。6)6)处理数控机床上部分工艺指令。处理数控机床上部分工艺指令。92.3 数控程序的编制数控程序的编制2.3.1 数控加工程序段格式及程序结构数控加工程序段格式及程序结构一个数控加工程序由一个数控加工程序由程序名程序名、程序体程序体和和结束符结束符组成。组成。程序名由程序名由
9、O O和和4 4位数字组成，如位数字组成，如 O 0001 O 0001，O1234O1234等。程等。程序体由若干程序行组成，如：序体由若干程序行组成，如：O0001 O0001 ( (程序名程序名) ) N10 G54 G90 G00 X-40. Y-20. Z30. N10 G54 G90 G00 X-40. Y-20. Z30. （程序行）（程序行）N20 S1000 M03N20 S1000 M03N30 Z1.0N30 Z1.010N40 G01 Z-3. F50N40 G01 Z-3. F50N150 G00 Z30.N150 G00 Z30.N160 M02 N160 M02
10、（程序结束）（程序结束） 程序结束有的是指令，如程序结束有的是指令，如M02 M02 ，有的数控系统，有的数控系统则以则以“%”“%”等作为程序结束标志。等作为程序结束标志。一个程序段中各指令的格式为：一个程序段中各指令的格式为：N35 G01 X26.8 Y32. Z15.428 F152.N35 G01 X26.8 Y32. Z15.428 F152.112.3.2 数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统 数控机床的坐标系统，包括数控机床的坐标系统，包括坐标系、坐坐标系、坐标原点和运动方向标原点和运动方向，对于数控加工及编程，对于数控加工及编程，是一个十分重要的概念是一个十分重要的概念 为了
11、使数控系统规范化（标准化、开放化）为了使数控系统规范化（标准化、开放化）及简化编程，及简化编程，ISOISO对数控机床的坐标系统作了对数控机床的坐标系统作了若干规定。若干规定。12坐标系的规定坐标系的规定 数控机床的坐标系采用数控机床的坐标系采用右手直角坐标系右手直角坐标系13数控机床坐标轴及其方向的确定数控机床坐标轴及其方向的确定 不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动，不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，数控机床的坐标运动指还是工件运动、刀具静止，数控机床的坐标运动指的是刀具相对静止的工件坐标系的运动。的是刀具相对静止的工件坐标系的运动。1 1）z z 轴轴 通
12、常将传递切削力的主轴轴线定位通常将传递切削力的主轴轴线定位Z Z坐标轴，坐标轴，对于刀具旋转的机床如对于刀具旋转的机床如铣床铣床、钻床、镗床等，旋转、钻床、镗床等，旋转刀具的轴线为刀具的轴线为Z Z轴。对于工件旋转的机床如轴。对于工件旋转的机床如车床车床，则工件旋转的轴线为则工件旋转的轴线为Z Z轴。轴。 Z Z轴的正方向为刀具远离工件的方向。轴的正方向为刀具远离工件的方向。142 2）x x 轴轴 X X坐标轴一般是坐标轴一般是水平水平的，它平行于工件的装夹面的，它平行于工件的装夹面且与且与Z Z轴垂直。轴垂直。 对于工件旋转的机床如对于工件旋转的机床如车床车床，X X轴的方向是在工轴的方向
13、是在工件的径向上，且平行横滑座。正方向为刀具远离工件的径向上，且平行横滑座。正方向为刀具远离工件的方向。件的方向。对于刀具旋转的机床如铣床则规定：当对于刀具旋转的机床如铣床则规定：当Z Z轴水平轴水平时，时，从刀具主轴后端向刀具方向看，从刀具主轴后端向刀具方向看，X X轴的正方向为水平轴的正方向为水平向右方向；当向右方向；当Z Z轴竖直轴竖直时，面对主轴向立柱方向看，时，面对主轴向立柱方向看，X X轴的正方向为水平向右方向。轴的正方向为水平向右方向。153 3）y y 轴轴在确定了在确定了Z Z、X X轴后，轴后，Y Y轴可按照右手直角坐标系确定。轴可按照右手直角坐标系确定。4 4）旋转轴）旋
14、转轴旋转轴的确定是在旋转轴的确定是在X X、Y Y、Z Z轴确定后，按照右手螺旋轴确定后，按照右手螺旋法则进行确定。法则进行确定。数控机床坐标轴及其方向的确定数控机床坐标轴及其方向的确定 163 3、机床原点、机床原点机床原点机床原点现代数控机床一般都有一个基现代数控机床一般都有一个基准位置，称为机床原点或机床绝对原点。是准位置，称为机床原点或机床绝对原点。是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。机床运动坐标的起始点。铣床的铣床的机床原点机床原点车床车床机床原
15、点机床原点17与机床原点相对应的还有一个与机床原点相对应的还有一个机床参考点机床参考点机床参考点机床参考点，它与机，它与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂前由机床制床原点的相对位置是固定的，机床出厂前由机床制造商精密测量确定。机床参考点一般不同于机床原造商精密测量确定。机床参考点一般不同于机床原点。点。 一般来说一般来说数控车床数控车床的参考点为刀架上的某一点。的参考点为刀架上的某一点。加工中心加工中心的参考点为机床的自动换刀位置。的参考点为机床的自动换刀位置。 4 4、机床参考点、机床参考点18二、工件坐标系及工件原点二、工件坐标系及工件原点1 1、工件坐标系、工件坐标系 工件坐标系是编程
16、人员在编制数控加工程序时根工件坐标系是编程人员在编制数控加工程序时根据零件图纸所建立的坐标系。编程时编程尺寸都按据零件图纸所建立的坐标系。编程时编程尺寸都按工件坐标系中的坐标制确定。工件坐标系中的坐标制确定。 需要注意的是，在建立工件坐标系时，工件坐标需要注意的是，在建立工件坐标系时，工件坐标系各坐标轴必须与机床坐标系个坐标轴对应起来，系各坐标轴必须与机床坐标系个坐标轴对应起来，即即X X、Y Y、Z Z轴要平行，正方向一致轴要平行，正方向一致。192 2、工件原点、工件原点工件原点工件原点，是编程人员在数控编程过程中定，是编程人员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点，有时也称为程序义在工
17、件上的几何基准点，有时也称为程序原点。程序原点一般用原点。程序原点一般用G92G92或或G54G54G59G59（对于（对于数控镗铣床）和数控镗铣床）和G50G50（对于数控车床）指定。（对于数控车床）指定。二、工件坐标系及工件原点二、工件坐标系及工件原点201 1、绝对坐标：、绝对坐标：刀具运动过程中所有的刀具位刀具运动过程中所有的刀具位置坐标是以一个固定的编程原点为基准给出置坐标是以一个固定的编程原点为基准给出的，即刀具运动的指令数值（刀具运动的位的，即刀具运动的指令数值（刀具运动的位置坐标），与某一固定的编程原点之间的距置坐标），与某一固定的编程原点之间的距离给出的离给出的。三、绝对坐标
18、与增量坐标三、绝对坐标与增量坐标212 2、增量坐标：、增量坐标：刀具运动的指令数值是按刀具刀具运动的指令数值是按刀具当前所在位置到下一个位置之间的增量给出的当前所在位置到下一个位置之间的增量给出的三、绝对坐标与增量坐标三、绝对坐标与增量坐标222.3.3 数控加工程序常用编程指令数控加工程序常用编程指令1 1、准备功能指令、准备功能指令准备功能指令由字符准备功能指令由字符G G和其后的和其后的1 13 3位数字位数字组成，常用的从组成，常用的从G00G00G99G99，很多现代，很多现代CNCCNC系系统的准备功能已扩大到统的准备功能已扩大到G150G150，如，如表表2-22-2所示。所示
19、。准备功能的主要作用是指定机床的运动方式，准备功能的主要作用是指定机床的运动方式，为数控系统的插补运算作准备。为数控系统的插补运算作准备。23G G代码又分为代码又分为模态代码模态代码（也叫续效代码）和（也叫续效代码）和非非模态代码模态代码（非续效代码）。（非续效代码）。模态代码是同组代码出现之前一直有效的代模态代码是同组代码出现之前一直有效的代码。即一个模态码。即一个模态G G功能被指令后，直到同组的功能被指令后，直到同组的另一个另一个G G功能被指令才无效。而非模态的功能被指令才无效。而非模态的G G功功能仅在其被指令的程序段中有效。能仅在其被指令的程序段中有效。1 1、准备功能指令、准备
20、功能指令241 1）与坐标系有关的指令）与坐标系有关的指令 G90 G91 G92 G90 G91 G92 G90 G90 为绝对坐标编程，编程坐标相对于固定为绝对坐标编程，编程坐标相对于固定的工件原点，如图所示。的工件原点，如图所示。常用的常用的G G指令指令 例：如图所示，直线终例：如图所示，直线终点点B B的坐标，用绝对坐的坐标，用绝对坐标时，写成标时，写成 G90 G00 X30. Y37.G90 G00 X30. Y37.25G91 G91 为相对坐标编程，编程坐标是相对于上为相对坐标编程，编程坐标是相对于上一指令的运动终点，如图所示。一指令的运动终点，如图所示。常用的常用的G G指
21、令指令 例：如图示，直线终点例：如图示，直线终点B B 的坐标，用增量坐标的坐标，用增量坐标时，写成时，写成 G91 G00 X20. Y25.G91 G00 X20. Y25.26G92 G92 工件坐标设定，用于设置工件坐标原点工件坐标设定，用于设置工件坐标原点在机床坐标系的坐标。在机床坐标系的坐标。格式：格式： G92 X_ Y_ Z_ G92 X_ Y_ Z_ 常用的常用的G G指令指令 例：如图示，例：如图示，O O为工件为工件原点，写成原点，写成 G92 X20. Y10. Z10. G92 X20. Y10. Z10.27坐标平面选择指令坐标平面选择指令 G17 G18 G19
22、G17 G18 G19 G17 G17 为为X-YX-Y平面选择平面选择；G18 G18 为为X-ZX-Z平面选择平面选择；G19 G19 为为Y-ZY-Z平面选择平面选择；常用的常用的G G指令指令 28快速移动快速移动指令指令 G00 G00 格式：格式：G00 X_ Y_ Z_ G00 X_ Y_ Z_ 刀具以系统默认的进给速度移动到目标点刀具以系统默认的进给速度移动到目标点X_ Y X_ Y _ Z _ Z _。常用的常用的G G指令指令 例：例： 图中，从点（图中，从点（2020，2020）快速运动到点（）快速运动到点（100100，6060）G00 X100. Y60. G00 X
23、100. Y60. 29直线插补指令直线插补指令 G01 G01 格式：格式：G01 X_ Y_ Z_ F_ ;G01 X_ Y_ Z_ F_ ;刀具以刀具以F F指令指定的进给速度移动到直线终点指令指定的进给速度移动到直线终点X_ X_ Y _ Z _Y _ Z _。常用的常用的G G指令指令 例：例： 图中，从点（图中，从点（2020，2020）加工到点（）加工到点（100100，6060）G01 X100. Y60. F100 G01 X100. Y60. F100 30圆弧插补指令圆弧插补指令 ：G02 G02 （顺圆插补）（顺圆插补）G03 G03 （逆圆插补）（逆圆插补）格式：格式
24、：G17 G02 G17 G02 （或（或G03G03） X_ Y_ I _ J_ X_ Y_ I _ J_ G18 G02 G18 G02 （或（或G03G03） X_ Z_ I _ K_ X_ Z_ I _ K_G19 G02 G19 G02 （或（或G03G03） Y_ Z_ J _ K_ Y_ Z_ J _ K_G17 G02 G17 G02 （或（或G03G03） X_ Y_ R_ X_ Y_ R_ G18 G02 G18 G02 （或（或G03G03） X_ Z_ R_ X_ Z_ R_G19 G02 G19 G02 （或（或G03G03） Y_ Z_ R_ Y_ Z_ R_常用的
25、常用的G G指令指令 31圆弧插补指令圆弧插补指令 ：G02 G02 （顺圆插补）（顺圆插补）G03 G03 （逆圆插补）（逆圆插补）圆心坐标（圆心坐标（i i、j j、k k）编程：）编程： i i、j j、k k为圆心相对圆弧为圆心相对圆弧起点的坐标值，且总为增量值（该定义以机床使用说起点的坐标值，且总为增量值（该定义以机床使用说明书为准）明书为准）半径半径R R编程：小于或等于编程：小于或等于180180度圆弧用度圆弧用R+R+，大于，大于180180度圆度圆弧用弧用 R- R- 编程。注意：不能用于整圆编程编程。注意：不能用于整圆编程常用的常用的G G指令指令 32顺顺逆逆圆圆的的判判
26、定定：顺顺着着垂垂直直于于圆圆弧弧所所在在平平面面的的坐坐标标轴轴的的负负方方向向看看，如如果果圆圆弧弧是是顺顺时时针针方方向向加加工工，则则为为顺顺圆圆弧弧，逆逆时时针针方方向向加加工工，则为逆圆弧。如图所示。则为逆圆弧。如图所示。常用的常用的G G指令指令 33（1 1） 绝对值编程绝对值编程G92 X200.0 Y40.0 Z0;G92 X200.0 Y40.0 Z0;G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300.;F300.;G02 X120.0 Y60.0 R50.0;G02 X120.0 Y60.0 R50
27、.0;常用的常用的G G指令指令或或G92 X200.0 Y40.0 Z0;G92 X200.0 Y40.0 Z0;G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 J0.0 F300.G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 J0.0 F300.G02 X120.0 Y60.0 I-50.0 J0.0 G02 X120.0 Y60.0 I-50.0 J0.0 34（2 2） 增量值编程增量值编程G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300.F300.G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0;
28、G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0;常用的常用的G G指令指令或或G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300.G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300.G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0356 6）刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令 G41 G42 G40 G41 G42 G40 常用的常用的G G指令指令为了减少计算量和编程方便，数控装为了减少计算量和编程方便，数控装置大部分具有刀具半径补偿功能。当置大部分具有刀具半径补偿功能。当编制程序时，不计算刀具中心的轨迹，编制程序时，
29、不计算刀具中心的轨迹，只要按照零件轮廓编程，并在数控装只要按照零件轮廓编程，并在数控装置中设置好补偿半径值，数控装置在置中设置好补偿半径值，数控装置在执行指令时，自动计算刀具中心轨迹，执行指令时，自动计算刀具中心轨迹，并按刀具的中心轨迹运动。如图示，并按刀具的中心轨迹运动。如图示，按零件轮廓编程，用半径补偿指令后，按零件轮廓编程，用半径补偿指令后，刀具按照虚线轨迹运动。刀具按照虚线轨迹运动。36左补和右补的区分：左补和右补的区分：沿着刀具前进的方向看，刀具在要加工轮廓沿着刀具前进的方向看，刀具在要加工轮廓的左侧，则为左补，在右侧为右补。的左侧，则为左补，在右侧为右补。G41 G41 为刀具半径
30、左补偿，为刀具半径左补偿， 格式：格式： G41 G00 (G01) G41 G00 (G01) X_ Y _ D_X_ Y _ D_； D_ D_ 为补偿代号。为补偿代号。G42 G42 为刀具半径右补偿，为刀具半径右补偿， 格式：格式： G42 G00 (G01) G42 G00 (G01) X_ Y _ D_X_ Y _ D_； D_ D_ 为补偿代号。为补偿代号。G40 G40 为取消刀具半径补偿，格式：为取消刀具半径补偿，格式： G40 G00 (G01) G40 G00 (G01) X_ Y _X_ Y _； 常用的常用的G G指令指令37例：例：利用半径补偿指令编写利用半径补偿指
31、令编写下图轮廓加工程序，刀具下图轮廓加工程序，刀具R5mmR5mm，切削深度，切削深度5mm5mm。01000100G54 G90 G00 X-50. Y0.G54 G90 G00 X-50. Y0.M03 S500M03 S500G00 Z5.0 G00 Z5.0 GO1 Z-5.0 F100GO1 Z-5.0 F100常用的常用的G G指令指令G42 G01 X-10. Y0. D01 (D01=5.0)G42 G01 X-10. Y0. D01 (D01=5.0)38常用的常用的G G指令指令G01 X60. Y0.G01 X60. Y0.G03 X80. Y20. R20.G03 X8
32、0. Y20. R20.G03 X40. Y60. R40.G03 X40. Y60. R40.G01 X0. Y40.G01 X0. Y40.G01 X0. Y-10.G01 X0. Y-10.G40 G01 X0. Y-40.G40 G01 X0. Y-40.G00 Z40.G00 Z40.M05M05M02M02397 7）刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令 G43 G44 G49 G43 G44 G49 使用刀具长度补偿指令，在编程时就不必考虑使用刀具长度补偿指令，在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。加工刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。加工时，用时，用MDI
33、MDI方式输入刀具的长度尺寸，即可正确加工。方式输入刀具的长度尺寸，即可正确加工。另外，当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具另外，当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具。必调整程序或刀具。常用的常用的G G指令指令407 7）刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令 G43 G44 G49 G43 G44 G49G43G43 为长度正补偿，为长度正补偿， 格式：格式： G43 Hxx G43 Hxx，xxxx为补偿为补偿代号，当该把刀具比标准刀具长时，用代号，当该把刀具比标准刀具长时，用G43 G
34、43 补偿。补偿。G44G44 为长度负补偿，为长度负补偿， 格式：格式： G44 Hxx G44 Hxx，xxxx为补偿为补偿代号，当该把刀具比标准刀具短时，用代号，当该把刀具比标准刀具短时，用G44 G44 补偿。补偿。G49G49 为取消长度补偿，格式：为取消长度补偿，格式： G49 G49 常用的常用的G G指令指令标准刀标准刀刀具刀具1 1刀具刀具2 2418 8）工件坐标偏置指令工件坐标偏置指令 G54 G54 G59G59根据零件图样所标尺寸基点的相对关系和有根据零件图样所标尺寸基点的相对关系和有关形位公差要求，为编程计算方便，有的数关形位公差要求，为编程计算方便，有的数控系统用
35、控系统用G54G54G59G59预先设定预先设定6 6个工作坐标系，个工作坐标系，这些坐标系存储在机床存储器中，在机床重这些坐标系存储在机床存储器中，在机床重开机时仍然存在，在程序中可以分别选取其开机时仍然存在，在程序中可以分别选取其中之一使用。中之一使用。格式格式 G54 , G54 ,坐标值在机床参数中设置坐标值在机床参数中设置常用的常用的G G指令指令42辅助功能指令亦称辅助功能指令亦称“M”“M”指令，由字母指令，由字母M M和其后的两和其后的两位数字组成，从位数字组成，从M00M00M99M99共共100100种。表种。表2-3 2-3 列出了列出了常用的常用的M M指令。这类指令主
36、要是用于机床加工操作指令。这类指令主要是用于机床加工操作时的工艺性指令。常用的时的工艺性指令。常用的M M指令有：指令有：（1 1）程序停止功能）程序停止功能M00M00用以停止主轴、冷却液，使程序停止。如编程者想要在加工用以停止主轴、冷却液，使程序停止。如编程者想要在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等），使用中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等），使用M00M00指令，指令，重新启动程序后，才能继续执行后续程序。重新启动程序后，才能继续执行后续程序。2 2、辅助功能指令、辅助功能指令43（2 2）选择停止指令）选择停止指令M01M01M01M01指令的功能与指令的功能与M00M00相似
37、。但与相似。但与M00M00指令不同指令不同的是：只有操作面板上的的是：只有操作面板上的“选择停开关选择停开关”处处于接通状态时，于接通状态时，M01M01指令才起作用。常用于关指令才起作用。常用于关键尺寸的检验或临时暂停。键尺寸的检验或临时暂停。2 2、辅助功能指令、辅助功能指令44（3 3） 主轴控制指令主轴控制指令M03M03，M04M04，M05M05 M03 M03、M04M04和和M05M05指令的功能分别为控制主轴指令的功能分别为控制主轴顺时针方向转动、逆时针方向转动和停止。顺时针方向转动、逆时针方向转动和停止。（4 4）换刀指令）换刀指令M06M06 常用于加工中心刀库的自动换
38、刀时使用。常用于加工中心刀库的自动换刀时使用。格式格式 M06 Txx Txx M06 Txx Txx为刀具号为刀具号 对于车床换刀指令为对于车床换刀指令为Txxdd xxTxxdd xx为到位号，为到位号，dddd为刀具参数号。为刀具参数号。2 2、辅助功能指令、辅助功能指令45（5 5）冷却液控制指令）冷却液控制指令M07M07、M08M08、M09M09 M07 M072 2号冷却液开。用于雾状冷却液开。号冷却液开。用于雾状冷却液开。 M08 M081 1号冷却液开。用于液状冷却液开。号冷却液开。用于液状冷却液开。 M09 M09冷却液关。注销冷却液关。注销M07M07、M08M08、M
39、50M50、M51M51（M50M50、M51M51为为3 3号、号、4 4号冷却液开）。号冷却液开）。2 2、辅助功能指令、辅助功能指令46（6 6）程序结束）程序结束M02M02和和M30M30M02M02表明主程序结束，是在完成程序段的所有表明主程序结束，是在完成程序段的所有指令后，使主轴、进给和冷却液停止。表示指令后，使主轴、进给和冷却液停止。表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。M30M30与与M02M02同样，也是表示主程序结束，区别同样，也是表示主程序结束，区别是是M30M30执行后使程序返回到开始状态。执行后使程序返回到开始状态。2
40、 2、辅助功能指令、辅助功能指令47（7 7）子程序调用返回）子程序调用返回 M98 M99 M98 M991 1）子程序的编程格式）子程序的编程格式 O M99；2）子程序的调用）子程序的调用 M98格式格式 M98 P NNN XXXXP P后面的前后面的前3 3位为重复调用次数，省略时为调用一次；位为重复调用次数，省略时为调用一次；后后4 4位为子程序号。位为子程序号。2 2、辅助功能指令、辅助功能指令48T T功能功能刀具功能，刀具功能，格式为格式为 T XX T XX ，XXXX为刀为刀具在刀库中的编号。具在刀库中的编号。S S功能功能主轴速度功能，主轴速度功能，格式：格式： Sxx
41、xx Sxxxx，地，地址址S S后跟四位数字；单位：转后跟四位数字；单位：转/ /分钟。分钟。F F功能功能进给速度进给率功能，进给速度进给率功能，格式：格式：FxxxxFxxxx，地址，地址F F后跟四位数字；单位：毫后跟四位数字；单位：毫米米/ /分钟分钟3 3、其它常用功能指令、其它常用功能指令49参考程序参考程序 实例实例 1 1精加工下图中粗实线轮廓，零件毛坯精加工下图中粗实线轮廓，零件毛坯100X60X40mm100X60X40mm，加工深度，加工深度10mm10mm。8060402020406080100xy20立铣刀115R2050参考程序参考程序 O0001 (O0001
42、(毛坯毛坯100X60X40) 100X60X40) N01 G90 G54 N01 G90 G54 N03 G00 X135.0 Y100.0 N03 G00 X135.0 Y100.0 N04 Z100.0 N04 Z100.0 N06 M03 S300 M08N06 M03 S300 M08N10 Z5.0N10 Z5.0N11 G01 Z-10.0 F20 N11 G01 Z-10.0 F20 8060402020406080100xy20立铣刀115R20N12 G42 G01 X115.0 Y80.0 D01 F50 (D01=10.0)N12 G42 G01 X115.0 Y80
43、.0 D01 F50 (D01=10.0)N20 G01 X40.0 N20 G01 X40.0 51参考程序参考程序 N25 G03 X20.0 Y60.0 R20.N25 G03 X20.0 Y60.0 R20.N35 G01 X30.0 Y40.0 N35 G01 X30.0 Y40.0 N50 X100.0 N50 X100.0 N55 Y115.0N55 Y115.0N56 G40 X120.0 Y115.0N56 G40 X120.0 Y115.0N58 M09N58 M09N60 G00 Z100.0N60 G00 Z100.0N70 M05 N70 M05 N75 M30N75
44、 M308060402020406080100xy20立铣刀115R2052例例2 2：毛坯为毛坯为12012060601010板材，板材，5 5深的外轮廓已粗深的外轮廓已粗加工过，周边留加工过，周边留2 2余量，要求加工出余量，要求加工出如下图所示的外轮如下图所示的外轮廓，工件材料为铝。廓，工件材料为铝。 4 4、数控编程实例、数控编程实例53O0001O0001G54G54G90G90G00G00X0.X0.Y-20.Y-20. Z100. Z100.M03 S500M03 S500 Z-5. Z-5. G41 G01 X0.Y-10. D01 F150 G41 G01 X0.Y-10.
45、D01 F150 G01G01Y35.Y35. G91G91G01G01X10.X10.Y10.Y10. G01G01X11.8X11.8Y0. Y0. G02G02X30.5X30.5Y-5.Y-5.R20. R20. G03G03X17.3X17.3Y-10.Y-10.R20. R20. 参考程序参考程序 54参考程序参考程序 G01G01X10.4X10.4Y0. Y0. G01G01X0.X0.Y-25.Y-25.G01G01X-100.X-100.Y0. Y0. G90G90G40G40G00 X-10.Y-10.G00 X-10.Y-10.Z100. Z100. M05 M05 M
46、02M0255例例3 3 ：该零件粗加工已完，只进行一次精加工、且：该零件粗加工已完，只进行一次精加工、且30mm30mm部分不加工。部分不加工。4 4、数控编程实例、数控编程实例R40108121518223022x45o22020403010102x45o14020050xz564 4、数控编程实例、数控编程实例O0002 O0002 N01 T0101 (35N01 T0101 (35度外圆车刀度外圆车刀 R0.4) R0.4)N05 G54 G00 X6.0 Z142.0 N05 G54 G00 X6.0 Z142.0 N08 M03 S300 M08N08 M03 S300 M08N
47、10 G01 X6.0 Z140.0 F100N10 G01 X6.0 Z140.0 F100N12 X10.0 Z138.0N12 X10.0 Z138.0N15 X10.0 Z120.0N15 X10.0 Z120.0N20 X12.0 Z120.0N20 X12.0 Z120.0N25 X15.0 Z100.0N25 X15.0 Z100.0N30 Z90.0N30 Z90.0N35 X18.0N35 X18.0N40 X22.0 Z88.0N40 X22.0 Z88.0R40108121518223022x45o22020403010102x45o14020050xzX X坐标值为直径
48、值坐标值为直径值574 4、数控编程实例、数控编程实例N45 Z80.0N45 Z80.0N50 G02 X22.0 Z50.0 R40.0N50 G02 X22.0 Z50.0 R40.0N55 G01 Z40.0N55 G01 Z40.0N60 X40.0N60 X40.0N65 G00 X50.0 Z200.0N65 G00 X50.0 Z200.0N66 M05N66 M05N67 T0202 (N67 T0202 (宽宽2 2车刀车刀) )N68 G00 X30.0 Z120.0 N68 G00 X30.0 Z120.0 M03 S200 M03 S200N69 G01 X8.0 F
49、10N69 G01 X8.0 F10N70 G00 X30.N70 G00 X30.N71 G00 Z200.0N71 G00 Z200.0N72 M02N72 M02R40108121518223022x45o22020403010102x45o14020050xz58例例4 4： 加工图示零件，编制从右端加工到加工图示零件，编制从右端加工到2020圆柱面圆柱面的精加工程序，材料为铝。在的精加工程序，材料为铝。在后刀架数控车床后刀架数控车床加工。加工。4 4、数控编程实例、数控编程实例59O0102 O0102 T0101T0101M03 S500M03 S500G00 X35. Z2.G0
50、0 X35. Z2.G42 G00 X0.G42 G00 X0.G01 Z0. F0.5G01 Z0. F0.5G03 X10.392. Z-9. R6.G03 X10.392. Z-9. R6.G01 X14. Z-15.G01 X14. Z-15.Z-20.Z-20.4 4、数控编程实例、数控编程实例z zx x604 4、数控编程实例、数控编程实例G02 X18. Z-22. R2.G02 X18. Z-22. R2.G03 X20. Z-23. R1.G03 X20. Z-23. R1.G01 Z-29.G01 Z-29.X35.X35.Z20.Z20.M02M02 z zx x61自
51、动编程的主要类型有：自动编程的主要类型有：数控语言编程（如数控语言编程（如APTAPT语言）语言）、图形交互式编程（如、图形交互式编程（如CAD/CAMCAD/CAM软件）、语音式自动软件）、语音式自动编程和实物模型式自动编程等。编程和实物模型式自动编程等。 1 1）数控语言编程）数控语言编程数控语言编程要有数控语言和编译程序。根据零件图数控语言编程要有数控语言和编译程序。根据零件图样要求用一种编程语言（数控语言）编写零件的源程样要求用一种编程语言（数控语言）编写零件的源程序（源程序描述零件形状、尺寸、几何元素之间相互序（源程序描述零件形状、尺寸、几何元素之间相互关系及进给路线、工艺参数等），
52、相应的编译程序对关系及进给路线、工艺参数等），相应的编译程序对源程序自动的进行编译、计算、处理，最后得出加工源程序自动的进行编译、计算、处理，最后得出加工程序。程序。 2.4 2.4 自动数控编程自动数控编程622 2）图形交互式编程）图形交互式编程图形交互式编程是以计算机绘图为基础的自动编程方图形交互式编程是以计算机绘图为基础的自动编程方法，需要法，需要CAD/CAMCAD/CAM自动编程软件支持。自动编程软件支持。特点：以工件图形为输入方式，并采用人机对话方式，特点：以工件图形为输入方式，并采用人机对话方式，不需要使用数控语言编制源程序。从加工工件的图形不需要使用数控语言编制源程序。从加工
53、工件的图形再现、进给轨迹的生成、加工过程的动态模拟，直到再现、进给轨迹的生成、加工过程的动态模拟，直到生成数控加工程序，都是通过屏幕菜单驱动。具有形生成数控加工程序，都是通过屏幕菜单驱动。具有形象直观、高效及容易掌握等优点。象直观、高效及容易掌握等优点。2.4 2.4 自动数控编程自动数控编程633 3）语音式自动编程）语音式自动编程语音式自动编程是利用人的声音作为输入信息，并与语音式自动编程是利用人的声音作为输入信息，并与计算机和显示器直接对话，令计算机编出数控加工程计算机和显示器直接对话，令计算机编出数控加工程序的一种方法。语音编程系统编程时，编程员只需对序的一种方法。语音编程系统编程时，
54、编程员只需对着话筒讲出所需指令即可。编程前应使系统着话筒讲出所需指令即可。编程前应使系统“熟悉熟悉”编程员的编程员的“声音声音”，即首次使用该系统时，编程员必，即首次使用该系统时，编程员必须对着话筒讲该系统约定的各种词汇和数字，让系统须对着话筒讲该系统约定的各种词汇和数字，让系统记录下来并转换成计算机可以接受的数字命令。记录下来并转换成计算机可以接受的数字命令。2.4 2.4 自动数控编程自动数控编程644 4）实物模型式自动编程）实物模型式自动编程实物模型式自动编程适用于有模型或实物，而无尺寸实物模型式自动编程适用于有模型或实物，而无尺寸的零件加工的程序编制。因此，这种编程方式应具有的零件加
55、工的程序编制。因此，这种编程方式应具有一台坐标测量机，用于模型或实物的尺寸测量，再由一台坐标测量机，用于模型或实物的尺寸测量，再由计算机将所测数据进行处理，最后控制输出设备，输计算机将所测数据进行处理，最后控制输出设备，输出零件加工程序单。这种方法也称为数字化技术自动出零件加工程序单。这种方法也称为数字化技术自动编程。编程。 2.4 2.4 自动数控编程自动数控编程65 (1) (1) 零件的几何建模零件的几何建模 (2) (2) 加工方案与加工参数的合理选择加工方案与加工参数的合理选择合理选择刀具、刀轴控制方式、走刀路线和进给速度合理选择刀具、刀轴控制方式、走刀路线和进给速度等等 (3) (
56、3) 刀具轨迹生成刀具轨迹生成 (4) (4) 数控加工仿真数控加工仿真 (5) (5) 后置处理后置处理 , ,生成生成G G代码。代码。2.4.1 CAM2.4.1 CAM自动编程的内容与步骤自动编程的内容与步骤66常用的自动编程软件有：常用的自动编程软件有：以色列的以色列的 CIMATRON CIMATRON ；美国美国 CNC CNC 软件公司的软件公司的 MastercamMastercam；美国美国UGSUGS（Unigraphics SolutiousUnigraphics Solutious）公司的）公司的UGUG（UnigraphicsUnigraphics）；）；我国北航海
57、尔的我国北航海尔的 CAXA CAXA 制造工程师制造工程师 XP XP。2.4.2 2.4.2 常用的自动编程软件常用的自动编程软件67应用应用CAXA制造工程师实现自动编程实例制造工程师实现自动编程实例1. 冷轧辊的冷轧辊的造型造型与与自动编程自动编程2.可乐瓶底的可乐瓶底的造型造型与与编程编程3.平面凸轮的平面凸轮的造型造型与与加工程序加工程序及及零件实物零件实物2.4.3 2.4.3 自动数控编程实例自动数控编程实例68编写编写图示零件凸台外轮廓的精加工程序，要求：画出图示零件凸台外轮廓的精加工程序，要求：画出工件坐标系，采用刀具半径补偿指令进行编程。工件坐标系，采用刀具半径补偿指令进行编程。作业作业69现拟在现拟在前刀架前刀架数控车床上加工图示的机械零件（带锥柄的单数控车床上加工图示的机械零件（带锥柄的单球手柄），写出零件的球手柄），写出零件的精加工精加工数控加工程序。（刀具编号、数控加工程序。（刀具编号、进给速度、主轴转速自定）进给速度、主轴转速自定）作业作业 2050 10201070ZXY立式铣床的坐标系立式铣床的坐标系 71ZXY后刀架车床的坐标系后刀架车床的坐标系 72卧式镗铣床的坐标系卧式镗铣床的坐标系 Y YX XZ Z73数控铣削加工中心的坐标系数控铣削加工中心的坐标系 74刀具半径补偿刀具半径补偿75
