數(shù)控車床編程基礎(chǔ)知識(shí)

1、數(shù)控車床編程基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)控車床品種繁多，按數(shù)控系統(tǒng)的功數(shù)控車床品種繁多，按數(shù)控系統(tǒng)的功能和機(jī)械構(gòu)成可分為簡(jiǎn)易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)能和機(jī)械構(gòu)成可分為簡(jiǎn)易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床）、多功能數(shù)控車床和數(shù)控車型數(shù)控車床）、多功能數(shù)控車床和數(shù)控車削中心。削中心。（1）簡(jiǎn)易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車）簡(jiǎn)易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床）：是低檔次數(shù)控車床，一般是用單板床）：是低檔次數(shù)控車床，一般是用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通車床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。車床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。（2）多功能數(shù)控車床：也稱全功能型）多功能數(shù)控車床：也稱全功能型數(shù)控車床，由專門的數(shù)控系統(tǒng)控制，具備數(shù)控

2、車床，由專門的數(shù)控系統(tǒng)控制，具備數(shù)控車床的各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。數(shù)控車床的各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。（3）數(shù)控車削中心：在數(shù)控車床的基）數(shù)控車削中心：在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸。礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸。按結(jié)構(gòu)和用途數(shù)控車床主要可分為數(shù)按結(jié)構(gòu)和用途數(shù)控車床主要可分為數(shù)控臥式車床、數(shù)控立式車床和數(shù)控專用車控臥式車床、數(shù)控立式車床和數(shù)控專用車床（如數(shù)控凸輪車床、數(shù)控曲軸車床、數(shù)床（如數(shù)控凸輪車床、數(shù)控曲軸車床、數(shù)控絲杠車床等）?？亟z杠車床等）。（1）數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)）數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)是由是由CNC裝置、輸入輸出設(shè)備、可編程控裝置、輸入輸出設(shè)備、可編程控制器（制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)

3、裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置以及位置測(cè)量系統(tǒng)等幾部分組成。裝置以及位置測(cè)量系統(tǒng)等幾部分組成。 （2）主軸箱）主軸箱（3）主軸伺服電機(jī)）主軸伺服電機(jī)（4）夾緊裝置）夾緊裝置（5）往復(fù)拖板）往復(fù)拖板（6）刀架）刀架（7）控制面板）控制面板 數(shù)控車床加工具有如下特點(diǎn)。數(shù)控車床加工具有如下特點(diǎn)。（1）加工生產(chǎn)效率高）加工生產(chǎn)效率高（2）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件（3）對(duì)零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好）對(duì)零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好（4）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定（5）有利于生產(chǎn)管理）有利于生產(chǎn)管理數(shù)控車床的坐標(biāo)系以徑向?yàn)閿?shù)控車床的坐標(biāo)系以徑向?yàn)?/p>

4、x軸方向，軸方向，縱向?yàn)榭v向?yàn)閦軸方向。指向主軸箱的方向?yàn)檩S方向。指向主軸箱的方向?yàn)閦軸的軸的負(fù)方向，指向尾架方向是負(fù)方向，指向尾架方向是z軸的正方向。軸的正方向。x軸是以操作者面向的方向?yàn)檩S是以操作者面向的方向?yàn)閤軸正方向。軸正方向。 x坐標(biāo)和坐標(biāo)和z坐標(biāo)指令，在按絕對(duì)坐標(biāo)編程坐標(biāo)指令，在按絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，使用代碼時(shí)，使用代碼x和和z；按增量坐標(biāo)（相對(duì)坐；按增量坐標(biāo)（相對(duì)坐標(biāo)）編程時(shí)，使用代碼標(biāo)）編程時(shí)，使用代碼U和和W。程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以也稱為點(diǎn)，所以也稱為“對(duì)刀點(diǎn)

5、對(duì)刀點(diǎn)”。以以L-10MC數(shù)控車銑中心為例介紹數(shù)控車銑中心為例介紹x和和y軸機(jī)械原點(diǎn)。軸機(jī)械原點(diǎn)。x軸的機(jī)械原點(diǎn)被設(shè)定在刀盤中心距離軸的機(jī)械原點(diǎn)被設(shè)定在刀盤中心距離主軸中心主軸中心500mm的位置。的位置。 z軸的機(jī)械原點(diǎn)可以通過改變擋塊的安軸的機(jī)械原點(diǎn)可以通過改變擋塊的安裝位置來(lái)改變。裝位置來(lái)改變。z軸機(jī)械原點(diǎn)擋塊可以被安軸機(jī)械原點(diǎn)擋塊可以被安裝在裝在、或或4個(gè)不同的位置上個(gè)不同的位置上 。NGX(U)Z(W)FMST；其中，其中，N：程序段順序號(hào)；：程序段順序號(hào)；G：準(zhǔn)備；：準(zhǔn)備；X(U)：x軸移動(dòng)指令；軸移動(dòng)指令；Z(W)：z軸移動(dòng)；軸移動(dòng)；F：進(jìn)給功能；：進(jìn)給功能；M：輔助功能；：輔助

6、功能；S：主軸功能；：主軸功能；T：工具功能。：工具功能。程序段格式如下：程序段格式如下：其中，其中，N4：代表第：代表第4個(gè)程序段，用個(gè)程序段，用4位數(shù)（位數(shù)（19999）表示，不允許為）表示，不允許為“0”；X(U)4.3：坐標(biāo)可以用正負(fù)小數(shù)表示，?。鹤鴺?biāo)可以用正負(fù)小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)以前數(shù)點(diǎn)以前4位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后3位數(shù)；位數(shù)；F3.4：進(jìn)給速度可以用小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)：進(jìn)給速度可以用小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)以前以前3位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后4位數(shù)；位數(shù)；幾種等效的表示方法：幾種等效的表示方法：N0012 G00 M08 X0012.340 X5000 X5.0 N12 G0 M

7、8 X12.34 X5. X5.準(zhǔn)備功能也稱為準(zhǔn)備功能也稱為G功能（或稱功能（或稱G代碼），代碼），它是用來(lái)指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能。準(zhǔn)備它是用來(lái)指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能。準(zhǔn)備功能是用地址功能是用地址G及其后面的數(shù)字來(lái)指令機(jī)及其后面的數(shù)字來(lái)指令機(jī)床動(dòng)作的。如用床動(dòng)作的。如用G00來(lái)指令運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)快速來(lái)指令運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)快速定位。表定位。表3-2為為FANUC-0TD系統(tǒng)的準(zhǔn)備功系統(tǒng)的準(zhǔn)備功能能G代碼表。代碼表。注：（注：（1 1）號(hào)表示電源接通時(shí)的）號(hào)表示電源接通時(shí)的G G代碼狀態(tài)；代碼狀態(tài)；（2 2）0000組的組的G G代碼為一次性代碼為一次性G G代碼；代碼；（3 3）一旦指定了）一旦指定了G G代

8、碼，一覽表中沒有的代碼，一覽表中沒有的G G代碼顯代碼顯示報(bào)警信號(hào)；示報(bào)警信號(hào)；（4 4）無(wú)論有幾個(gè)不同組的）無(wú)論有幾個(gè)不同組的G G代碼，都能在同一程代碼，都能在同一程序段內(nèi)指令，如果同組的序段內(nèi)指令，如果同組的G G代碼在同一程序段內(nèi)指令代碼在同一程序段內(nèi)指令了了2 2個(gè)以上時(shí)，后指令者有效；個(gè)以上時(shí)，后指令者有效；（5 5）可按組號(hào)顯示）可按組號(hào)顯示G G代碼。代碼。定位指令命令刀具以點(diǎn)位控制方式從定位指令命令刀具以點(diǎn)位控制方式從刀具所在點(diǎn)快速移動(dòng)到目標(biāo)位置，無(wú)運(yùn)動(dòng)刀具所在點(diǎn)快速移動(dòng)到目標(biāo)位置，無(wú)運(yùn)動(dòng)軌跡要求，不需特別規(guī)定進(jìn)給速度。軌跡要求，不需特別規(guī)定進(jìn)給速度。輸入格式：輸入格式：G0

9、0 X(U) Z(W) ；（1）“X(U) Z(W) ”目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)（下文同）；（下文同）；（2）X(U)坐標(biāo)按直徑值輸入；坐標(biāo)按直徑值輸入；（3）“；”表示一個(gè)程序段的結(jié)束。表示一個(gè)程序段的結(jié)束。直線插補(bǔ)指令用于直線或斜線運(yùn)動(dòng)。直線插補(bǔ)指令用于直線或斜線運(yùn)動(dòng)?？墒箶?shù)控車床沿可使數(shù)控車床沿x軸、軸、z軸方向執(zhí)行單軸運(yùn)軸方向執(zhí)行單軸運(yùn)動(dòng)，也可以沿動(dòng)，也可以沿x、z平面內(nèi)任意斜率的直線平面內(nèi)任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。輸入格式：輸入格式：輸入格式：輸入格式：G02 X Z I K F ； 或或 G02 X Z R F ；G03 X Z I K F ； 或或 G03 X Z R F ；（1

10、）用增量坐標(biāo)）用增量坐標(biāo)U、W也可以；也可以； （2）C軸不能執(zhí)行圓弧插補(bǔ)指令。軸不能執(zhí)行圓弧插補(bǔ)指令。G32指令能夠切削圓柱螺紋、圓錐螺指令能夠切削圓柱螺紋、圓錐螺紋、端面螺紋（渦形螺紋）紋、端面螺紋（渦形螺紋）輸入格式：輸入格式：G32 X(U) Z(W) F ；“F ”為螺紋的為螺紋的螺距。螺距。3.2.2.3 工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（G50）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令以程序原點(diǎn)為工工件坐標(biāo)系設(shè)定指令以程序原點(diǎn)為工件坐標(biāo)系的中心（原點(diǎn)），指定刀具出發(fā)件坐標(biāo)系的中心（原點(diǎn)），指定刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)值（如圖點(diǎn)的坐標(biāo)值（如圖3-19所示）。所示）。圖3-19 G50設(shè)定工作坐標(biāo)系輸入格式：輸入格式：G50

11、X Z ，其中，其中X Z 為為刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)（如圖刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)（如圖3-19所示）。所示）。自動(dòng)回原點(diǎn)指令使刀具自動(dòng)返回機(jī)械自動(dòng)回原點(diǎn)指令使刀具自動(dòng)返回機(jī)械原點(diǎn)或經(jīng)某一中間點(diǎn)回機(jī)械原點(diǎn)（如圖原點(diǎn)或經(jīng)某一中間點(diǎn)回機(jī)械原點(diǎn)（如圖3-20和圖和圖3-21所示）。所示）。輸入格式：輸入格式： G28 X(U) Z(W) T00；（1）X(U) 和和Z(W) 為中間點(diǎn)的坐標(biāo)。為中間點(diǎn)的坐標(biāo)。（2）T00（刀具復(fù)位）指令必須寫在（刀具復(fù)位）指令必須寫在G28指令的同一程序段或該程序段之前。指令的同一程序段或該程序段之前。1主軸功能指令（S指令）和主軸轉(zhuǎn)速控制指令（G96、G97、G50）主軸功能指

12、令（主軸功能指令（S指令）是設(shè)定主軸指令）是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速的指令。轉(zhuǎn)速的指令。（1）主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定（）主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定（G50）。）。（G50） S ；中；中S 為主軸最高轉(zhuǎn)速。為主軸最高轉(zhuǎn)速。（2）直接設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速指令（）直接設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速指令（G97），），主軸速度用轉(zhuǎn)速設(shè)定，單位為主軸速度用轉(zhuǎn)速設(shè)定，單位為r/min。（G97） S （M38或或M39）；）；（G97） ：取消主軸線速度，恒：取消主軸線速度，恒定功能。定功能。S （M38或或M39）：設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速）：設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速（r/min），指令范圍為），指令范圍為09999。（3）設(shè)定主軸線速度恒定指令）設(shè)定主軸線速度恒定指令（G

13、96），主軸速度用線速度（），主軸速度用線速度（m/min）值輸入，并且主軸線速度恒定。值輸入，并且主軸線速度恒定。（G96） S （M38或或M39）；）；（G96） ：主軸轉(zhuǎn)速恒定。：主軸轉(zhuǎn)速恒定。S （M38或或M39）：設(shè)定主軸線速度，）：設(shè)定主軸線速度，即切削速度（即切削速度（m/min）。）。（1）G96（控制線速度恒定指令）：（控制線速度恒定指令）：當(dāng)工件直徑變化時(shí)主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)也隨之當(dāng)工件直徑變化時(shí)主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)也隨之變化，這樣就可保證切削速度不變，從而變化，這樣就可保證切削速度不變，從而提高了切削質(zhì)量。提高了切削質(zhì)量。（2）主軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，）主軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，M38設(shè)定主設(shè)

14、定主軸在低速范圍變化（粗加工），軸在低速范圍變化（粗加工），M39設(shè)定設(shè)定主軸在高速范圍變化（精加工）。主軸在高速范圍變化（精加工）。M指令設(shè)定各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)，表指令設(shè)定各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)，表3-4是數(shù)控車床及車銑中心的是數(shù)控車床及車銑中心的M指令說(shuō)明。指令說(shuō)明。下面介紹幾個(gè)特殊下面介紹幾個(gè)特殊M代碼的使用方代碼的使用方法。法。M03：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具順時(shí)針旋轉(zhuǎn)：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CW）；）；M04：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CCW）；）； M05：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具停止旋轉(zhuǎn)；：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具停止旋轉(zhuǎn)；1每轉(zhuǎn)進(jìn)給量指令（G99）、每分鐘進(jìn)給量指令（G98）指

15、定進(jìn)給功能的指令方法有如下兩種。指定進(jìn)給功能的指令方法有如下兩種。（1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（G99）（如圖）（如圖3-23所示）。所示）。輸入格式：輸入格式：G99 （F ）；）；F ：主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（進(jìn)給速度：主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（進(jìn)給速度mm/r）。）。（2）每分鐘進(jìn)給量（）每分鐘進(jìn)給量（G98） 。輸入格式：輸入格式：G98 (F )；F ：每分鐘進(jìn)給量：每分鐘進(jìn)給量（進(jìn)給速度（進(jìn)給速度mm/min）。）。(G99)G04 U(P) ；指令暫停進(jìn)刀；指令暫停進(jìn)刀的主軸回轉(zhuǎn)數(shù)。的主軸回轉(zhuǎn)數(shù)。(G98)G04 U(P) ；指令暫停進(jìn)刀；指令暫停進(jìn)刀的時(shí)間。的時(shí)間。進(jìn)給功能指令指定刀具的進(jìn)給速

16、度，進(jìn)給功能指令指定刀具的進(jìn)給速度，有有3種形式。種形式。（1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r），如圖），如圖3-26所示。所示。(G99) F ；F :主軸每轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給量小數(shù)點(diǎn)輸入主軸每轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給量小數(shù)點(diǎn)輸入指令范圍為指令范圍為0.0001500.0000(mm/r)。（2）每分鐘進(jìn)給量（）每分鐘進(jìn)給量（mm/min），如），如圖圖3-27所示。所示。 (G98) F ； 其中其中F 為每分鐘刀具為每分鐘刀具進(jìn)給量，指令范圍為進(jìn)給量，指令范圍為115000(mm/min)。（3）螺紋切削進(jìn)給速度（）螺紋切削進(jìn)給速度（mm/r），），如圖如圖3-28所示。所示。F 指定螺紋的螺距，指令范圍

17、為指定螺紋的螺距，指令范圍為0.0001500.0000(mm/r)。 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量切螺紋時(shí)，快速進(jìn)給速每轉(zhuǎn)進(jìn)給量切螺紋時(shí)，快速進(jìn)給速度沒有指定界限；度沒有指定界限； 接入電源時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)接入電源時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)G99模式模式（每轉(zhuǎn)進(jìn)給量）。（每轉(zhuǎn)進(jìn)給量）。T功能也稱為刀具功能，表示選擇刀功能也稱為刀具功能，表示選擇刀具和刀補(bǔ)號(hào)。具和刀補(bǔ)號(hào)。 輸入格式：輸入格式： T G41、G42指令不能與圓弧切削指指令不能與圓弧切削指令寫在同一個(gè)程序段，可以與令寫在同一個(gè)程序段，可以與G00和和G01指令寫在同一個(gè)程序段內(nèi)，在這個(gè)程序段指令寫在同一個(gè)程序段內(nèi)，在這個(gè)程序段的下一程序段始點(diǎn)位置，與程序中刀具路的下

18、一程序段始點(diǎn)位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過刀尖圓心。徑垂直的方向線過刀尖圓心。 必須用必須用G40指令取消刀尖半徑補(bǔ)償，指令取消刀尖半徑補(bǔ)償，在指定在指定G40程序段的前一個(gè)程序段的終點(diǎn)程序段的前一個(gè)程序段的終點(diǎn)位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過刀尖圓心。刀尖圓心。 在使用在使用G41或或G42指令模式中，不指令模式中，不允許有兩個(gè)連續(xù)的非移動(dòng)指令，否則刀具允許有兩個(gè)連續(xù)的非移動(dòng)指令，否則刀具在前面程序段終點(diǎn)的垂直位置停止，且產(chǎn)在前面程序段終點(diǎn)的垂直位置停止，且產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象生過切或少切現(xiàn)象 。 切斷端面時(shí)，為了防止在回轉(zhuǎn)中心切斷端面時(shí)，為了防止

19、在回轉(zhuǎn)中心部位留下少切削的小錐部位留下少切削的小錐 。 加工終端接近卡爪或工件的端面時(shí)，加工終端接近卡爪或工件的端面時(shí)，指令指令G40為了防止卡爪或工件的端面被切為了防止卡爪或工件的端面被切 。 想在工件階梯端面指定想在工件階梯端面指定G40時(shí)，必時(shí)，必須使刀具沿階梯端面移動(dòng)到須使刀具沿階梯端面移動(dòng)到F點(diǎn)，再指定點(diǎn)，再指定G40，且，且XAR ； 在在G74G76、G90G92固定循環(huán)固定循環(huán)指令中不用刀尖半徑補(bǔ)償。指令中不用刀尖半徑補(bǔ)償。 在手動(dòng)輸入中不用刀尖半徑補(bǔ)償。在手動(dòng)輸入中不用刀尖半徑補(bǔ)償。 在加工比刀尖半徑小的圓弧內(nèi)側(cè)時(shí)，在加工比刀尖半徑小的圓弧內(nèi)側(cè)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警。產(chǎn)生報(bào)警。 在階梯

20、錐面連接處退刀時(shí)指定在階梯錐面連接處退刀時(shí)指定G40，在指定在指定G40的程序段里使用反映斜面方向的程序段里使用反映斜面方向的的I、K地址來(lái)防止工件被過切。地址來(lái)防止工件被過切。G90是單一形狀固定循環(huán)指令，該循環(huán)是單一形狀固定循環(huán)指令，該循環(huán)主要用于軸類零件的外圓、錐面的加工。主要用于軸類零件的外圓、錐面的加工。指令格式：指令格式：G90 X(U) Z(W) F ；利用利用G90可以切削錐面?？梢郧邢麇F面。指令格式：指令格式：G90 X(U) Z(W) I F ；螺紋切削循壞螺紋切削循壞G92可以切削錐螺紋和可以切削錐螺紋和圓柱螺紋。圓柱螺紋。指令格式為：指令格式為：G94是用于一些短、面大的工件加工是用于一些短、面大的工件加工的固定循環(huán)指令。的固定循環(huán)指令。 （1）車大端面循環(huán)切削指令格式：）車大端面循環(huán)切削指令格式：G94 X(U) Z(W) F ；（2）車大錐面切削循環(huán)指令格式：）車大錐面切削循環(huán)指令格式：G94 X(U) Z(W) K F ；G71