數(shù)控車床-程序設(shè)計、程序編寫

1、入門篇,課題三 編程基礎(chǔ)知識,能認識車床坐標系統(tǒng)和編程坐標值的確定方法。 能分析一個完整程序的基本構(gòu)成。 能讀懂并使用G、S、M、F、T功能。 能正確選擇編程坐標，領(lǐng)會編程的基本要求。,學習目標,課題三 編程基礎(chǔ)知識,上一頁,下一頁,返回,3.1 坐標、程序與編程指令,上一頁,下一頁,返回,1,坐標系統(tǒng),2,編程坐標值的確定,3,初態(tài)、模態(tài),4,程序構(gòu)成,5,數(shù)控系統(tǒng)功能指令,1機床坐標軸,坐標系統(tǒng),數(shù)控機床標準坐標系是根據(jù)右手直角笛卡爾坐標系來確定的，其基本坐標軸為X、Y、Z直角坐標，大拇指的方向為X軸的正方向，食指為Y軸的正方向，中指為Z軸的正方向；確定數(shù)控機床坐標系，一般先確定Z軸，然后

2、確定X軸和Y軸；數(shù)控車床是以機床主軸軸線方向為Z軸方向，刀具遠離工件的方向為Z軸的正方向。X軸位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)，垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線的方向，且刀具遠離主軸軸線的方向為X軸的正方向。,上一頁,下一頁,返回,坐標系統(tǒng),右手直角笛卡兒坐標系,上一頁,下一頁,返回,坐標系統(tǒng),對于兩軸聯(lián)動的數(shù)控車床，坐標軸只有X軸和Z軸。X軸的正方向朝上建立的，適用于斜床身和平床身斜滑板的臥式數(shù)控車床，這種類型的數(shù)控車床其刀架位于機床內(nèi)側(cè)，稱后置刀架；X軸的正方向朝下建立，適用于平床身臥式數(shù)控車床，這種類型的數(shù)控車床其刀架處于機床的外側(cè)，稱前置刀架。,后置刀架,前置刀架,上一頁,下一頁,返回,2坐標原點(

3、工件原點),坐標系統(tǒng),坐標原點是由編程人員在編程時根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點，又稱為工件原點。圖3-3所示為車削零件的工件編程坐標原點。,工件坐標系,工件原點是人為設(shè)定的（即可任意設(shè)置），設(shè)定的依據(jù)是既要符合圖樣尺寸的標注習慣，又要便于編程通常工件原點選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面。工件坐標系的Z軸一般與主軸軸線重合，X軸隨工件原點位置不同而不同。各軸正方向與機床坐標系相同。,上一頁,下一頁,返回,坐標系統(tǒng),3. 加工原點,加工原點是加工程序運行的起點位置（圖3-3），即編程時設(shè)計的刀尖起點位置，也稱為起刀點。一般情況下，一個零件加工完畢，刀具返回程序原點位置

4、，等待命令執(zhí)行下一個零件的加工。,上一頁,下一頁,返回,1絕對坐標,編程坐標值的確定,編程坐標分為絕對坐標（X、Z）、相對坐標（U、W）和混合坐標（X/Z，U/W）。,在直角坐標系中，所有的坐標點的位置都以坐標原點（工件原點）為固定的原點，作為坐標位置的起點（0，0），絕對坐標值是指某坐標點到工件原點之間的垂直距離，用X代表徑向，Z代表軸向，且X向在直徑編程時為直徑量（實際距離的2倍）；如下圖所示，A、B、C均以工件原點O點為坐標位置的起點，它們坐標值分別為（X80，Z50）、（X80，Z30）、（X30，Z20）。,絕對坐標圖,上一頁,下一頁,返回,編程坐標值的確定,如圖3-1所示，O、O是

5、建立在工件上的兩個工件原點，分別以它們計算各坐標點的坐標值。,圖3-1 零件圖,上一頁,下一頁,返回,編程坐標值的確定,上一頁,下一頁,返回,編程坐標值的確定,2增量（相對）坐標,增量坐標值指在坐標系中，運動軌跡的終點坐標是以起點計量的，各坐標點的坐標值是相對于前點所在的位置之間的距離，也就是（終點絕對坐標值）- （前點絕對坐標值） =（終點增量坐標值）；徑向用U表示，軸向用W表示。圖3-2中，增量坐標值由B點加工到C點，也就說C點以B點為工件原點來確定距離；那么C點的增量坐標值為：（X=30-80=-50，Z=20-30=-10）。,圖3-2 增量坐標圖,上一頁,下一頁,返回,編程坐標值的確

6、定,3混合坐標,在同一個程序段中，絕對坐標與增量坐標同時使用，即X、W或U、Z。對于標注尺寸較多的零件圖，使用混合坐標可以減少一些繁瑣的計算。,在GSK980TDa系統(tǒng)中X坐標值默認為直徑值。,知識點撥,上一頁,下一頁,返回,初態(tài)、模態(tài),1初態(tài),初態(tài)是指運行加工程序之前的系統(tǒng)編程狀態(tài)，即系統(tǒng)里已設(shè)置好的，一開機就進入的狀態(tài)，如G98、G00 。,2模態(tài),稱續(xù)效指令,一經(jīng)程序段中指定,便一直有效,直到后面出現(xiàn)同組另一指令或被其他指令取消時才有效。編寫程序時,與上段相同的模態(tài)指令可以省略不寫。,例：N30 G90 X32 Z0 F80 ； N40 X30 ； . N.G02 X30 Z-20 R5

7、 F50 ； N.G01 Z-30 F30 ；,上一頁,下一頁,返回,程序構(gòu)成,1程序結(jié)構(gòu),程序結(jié)構(gòu)圖,程序段由若干個代碼字構(gòu)成，以“；”或“*”結(jié)束，是CNC程序運行的基本單位。程序段之間用字符“；”或“*”分開，在GSK980TDa系統(tǒng)中是用“；”表示。為了進行連續(xù)的加工，需要很多程序段，這些程序段的集合稱為程序。為了識別各程序所加的編號稱為順序號，而為識別各個程序所加的編號稱為程序段號。,在實際加工中，為了節(jié)省編程的時間,程序段號可以省略不寫。,知識點撥,上一頁,下一頁,返回,程序構(gòu)成,2程序,一個完整的程序由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。通常在程序的開始是程序號（程序號是由字母

8、O和4位數(shù)字組成的，O00009999），程序最后以M30作為程序結(jié)束。,例： O0001 ； 程序號 N10 G00 X50 Z50 ； N20 T0010 S02 M03； N30 G00 X10 Z2 ； N M30 ； 程序結(jié)束,上一頁,下一頁,返回,程序構(gòu)成,3程序段,零件的加工程序是由程序段組成的，每個程序段由若干個代碼字組成。代碼字是控制系統(tǒng)的具體指令，它是由表示地址的英文字母和數(shù)字集合而成。 一個程序段的組成如下: N G X Z M S T F CR N程序段號。 G準備功能。 X、Z運動坐標值。 M輔助功能。 S主軸功能。 T刀具功能。 F進給速度。 CR程序段結(jié)束。,上一

9、頁,下一頁,返回,數(shù)控系統(tǒng)功能指令,1準備功能（G功能）,準備功能也稱為G功能（或稱為G代碼）。它是用來指令車床工作方式或控制系統(tǒng)工作方式的一種命令。G功能由地址符G和其后的2位數(shù)字組成（0099），從G00G99共100種功能，如用G01來指令運動坐標的直線進給。,G代碼的使用方法： （1）非模態(tài)G代碼 只有在被指令的程序段中有效的代碼，即表中00組代碼。 （2）模態(tài)G代碼 在同組其他代碼指令一直有效，例：G96、 G01。 （3）初態(tài)G代碼 即系統(tǒng)里面已設(shè)置好的，一開機就進入的狀態(tài)。初態(tài)也是模態(tài)，例：G98、 G00。,上一頁,下一頁,返回,程序構(gòu)成,程序段是由各種字組成的，例如：G01是

10、一個字，其中G是地址，為英文字母，01是數(shù)字組合；F80是一個字，其中F是地址，為英文字母，80是數(shù)字組合。,上一頁,下一頁,返回,數(shù)控系統(tǒng)功能指令,GSK980TDa系統(tǒng)常用G功能,上一頁,下一頁,返回,數(shù)控系統(tǒng)功能指令,2輔助功能（M功能）,輔助功能也稱M功能，用以指令數(shù)控機床中的輔肋裝置的開關(guān)動作或狀態(tài)，輔助功能是由地址M及其后續(xù)數(shù)字（一般為兩位數(shù)）組成。 由于數(shù)控機床實際使用的符合ISO標準的這種地址符，其標準的程度與G指令一樣不高，指定代碼少，不指定和永不指定代碼多，因此M功能代碼常因數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家及機床結(jié)構(gòu)的差異和規(guī)格的不同而有所差別。因此，編程人員必須熟悉具體所使用數(shù)控系統(tǒng)的M

11、功能指令的功能含義，不可盲目套用。,GSK980TDa數(shù)控車床常用的M代碼： （1）程序停止指令M00 執(zhí)行M00代碼后，程序運行停止，顯示“暫停”字樣，按循環(huán)啟動鍵后，程序繼續(xù)運行。,上一頁,下一頁,返回,數(shù)控系統(tǒng)功能指令,（2）程序結(jié)束指令M30 該指令用程序的最后一段，表示工件已加工完畢。機床運動停止，使數(shù)控系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)，并返回至程序段開始。 （3）主軸控制指令M03、M04、M05 M03、M04指令分別控制主軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。并與S指令組合，可指令高速、低速的正反轉(zhuǎn)。M05指令主軸停止，并在該程序段中在其他指令執(zhí)行完畢后才執(zhí)行停止。 （4）切削液控制指令M08、M09 M08為打開

12、切削液，控制冷卻泵的啟動，M09用于關(guān)閉切削液。 （5）子程序指令M98、M99 M98是調(diào)用子程序指令，M99是子程序結(jié)束返回指令。,上一頁,下一頁,返回,數(shù)控系統(tǒng)功能指令,3主軸功能（S功能）,主軸轉(zhuǎn)速指令功能由地址S和其后的數(shù)字表示，目前有S2（兩位數(shù)）、S4（四位數(shù)）的表示法，即S和S，一般的經(jīng)濟型數(shù)控車床一般用1位或2位約定的代碼來控制主軸某一擋位的高速和低速，對具有無級調(diào)速功能的數(shù)控車床，則可由后續(xù)數(shù)字直接指令其主軸的轉(zhuǎn)速（r/min）。,4刀具功能（T功能）,刀具功能也稱為T功能，用于指令加工中所用刀具號及自動補償編組號的地址字，其自動補償內(nèi)容主要指刀具的刀位偏差及刀具半徑補償。

13、在GSK980TDa數(shù)控車床中，其數(shù)控系統(tǒng)一般規(guī)定其后續(xù)數(shù)字為4位數(shù)，前2位為刀具號，后2位為刀具補償?shù)木幗M號或同時為刀尖圓弧半徑補償?shù)木幗M號。 例：T0203 表示將2號刀轉(zhuǎn)到切削位置，并執(zhí)行第3組刀具補償值。 T0100 表示將1號刀轉(zhuǎn)到切削位置，不執(zhí)行刀補，補償量為零。,上一頁,下一頁,返回,數(shù)控系統(tǒng)功能指令,5進給功能（F功能）,在切削零件時，用指定的速度來控制刀具運動和切削的速度稱為進給，決定進給速度的功能稱為進給功能（也稱F功能）。對于數(shù)控車床，其進給的方式可以分為每分鐘進給和每轉(zhuǎn)進給兩種。,（1）每分鐘進給 即刀具每分鐘走的距離，單位為mm/min，與車床轉(zhuǎn)速無關(guān)，其進給速度不隨

14、主軸轉(zhuǎn)速的變化而變化。這和普通車床的進給量概念有區(qū)別。這種方式用G98配合指令（或不用指令），現(xiàn)大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床都采用這種進給方式來指令。有些初學者對F功能的數(shù)值的確定往往不合理，這主要是缺少切削方面的知識的緣故。確定F值的公式如下： F值= 車床轉(zhuǎn)速 所選進給量,上一頁,下一頁,返回,數(shù)控系統(tǒng)功能指令,上式適用于每分鐘進給方式。如車削一外圓，主軸轉(zhuǎn)速分別定為400r/min和600r/min ，而進給量都選為0.3mm/r，則F值分別為F120和F180。但相對于切削進給運動而言，它的恒定進給量都是一致的，不會因主軸轉(zhuǎn)速的變化而變化。車床轉(zhuǎn)速和所選進給量，都是根據(jù)材料種類、直徑大小、刀具

15、的吃刀深度等因素而定的，與普通車床的進給量選擇基本一致。,（2）每轉(zhuǎn)進給 即車床主軸每轉(zhuǎn)一圈，刀具向進給方向移動的距離。單位為mm/r，主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量用F后續(xù)的數(shù)值直接指令，用G99配合指令，如G99 F0.3 表示主軸每轉(zhuǎn)一圈,刀具向進給方向移動0.3mm，與普通車床的進給量概念完全相同。其運行的速度是隨主軸的變化而變化的。,上一頁,下一頁,返回,作業(yè) 寫出M03、M05、M30、S500、T0101、F60，這幾個指令的意思。,3.2 程序編寫,上一頁,下一頁,返回,1,坐標系的設(shè)定,2,G00-快速定位,3,編寫程序開始使用的功能（前三步的編寫）,4,編程程序結(jié)束使用的功能（后三步

16、的編寫),5,編程舉例,坐標系的設(shè)定,G50 X（） Z（）； 、：刀尖距工件坐標系原點的距離。 工件安裝在卡盤上，機床坐標系與工件坐標系是不重合的。為了方便于編程，應(yīng)建立一個工件坐標系，同時編程人員應(yīng)確定刀尖在這個坐標系中的位置（即起刀點）。 用G50 X（）Z（）指令所建立的坐標系，是一個以工件原點為坐標系原點，確定刀具當前所在位置的工件坐標系。這個坐標系的特點是： （1）X方向的坐標零點在主軸回轉(zhuǎn)中心線上。 （2）Z方向的坐標零點可以根據(jù)圖樣技術(shù)要求設(shè)在右端面或左端面，也可以設(shè)在其他位置。,上一頁,下一頁,返回,坐標系的設(shè)定,設(shè)定工件坐標系,Z坐標零點設(shè)置方法,知識點撥,在實際加工中，編

17、寫程序中盡量不能使用G50指令，避免不清楚刀具位置時發(fā)生機床的碰撞。,上一頁,下一頁,返回,G00-快速定位,G00定位功能是以快速進給速度移動到目標點。,1指令格式,G00 X（U） Z（W）； X、Z- 絕對編程時的目標點坐標，mm。 U、W-相對編程時的目標點坐標，mm。,2走刀路線,G00指令的運行軌跡按快速定位進給速度運行，先兩軸同量同步進給作斜線運動，走完較短的軸，再走較長的另一軸。系統(tǒng)中所有的快速定位都是按這樣的路線運動的。,上一頁,下一頁,返回,G00-快速定位,知識點撥,1.在運行G00指令時，對應(yīng)的坐標值選擇原則是要防止刀架、刀具與卡盤、工件碰撞；對不適合聯(lián)動的場合，兩軸可以單動。 2.目標點的坐標值可以用絕對值，也可以用相對值，甚至可以混合使用。如果起點與目標點有一個坐標值沒有變化時，此坐標值可以省略。 3.G00快速定位指令的移動速度與前程序段中選用的進給速度無關(guān)。實際加工中的移動速度可以通過快速倍率開關(guān)控制。,上一頁,下一頁,返回,G00-快速定位,(XZ) G00指令運動軌跡,上一頁,下一頁,返回,G00-快速定位,(XZ) G00指令運動軌跡,上一頁,下一頁,返回,編寫程序開始使用的功能（三步的編寫）,1. G00 X Z ； 快速移動到安全位