數(shù)控車床程序設(shè)計(jì)程序編寫

入(Ru)門篇課題三編程基礎(chǔ)知識(shí)第一頁，共三十八頁。能認(rèn)識(shí)車床坐標(biāo)系統(tǒng)和編程坐標(biāo)值的確定方法。能分析一個(gè)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(Zheng)確選擇編程坐標(biāo)，領(lǐng)會(huì)編程的基本要求。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題三編程基礎(chǔ)知識(shí)上一頁下一頁返回第二頁，共三十八頁?！?.1坐(Zuo)標(biāo)、程序與編程指令上一頁下一頁返回1坐標(biāo)系統(tǒng)2編程坐標(biāo)值的確定3初態(tài)、模態(tài)4程序構(gòu)成5數(shù)控系統(tǒng)功能指令第三頁，共三十八頁。1．機(jī)床(Chuang)坐標(biāo)軸坐標(biāo)系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系是根據(jù)右手直角笛卡爾坐標(biāo)系來確定的，其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，大拇指的方向?yàn)閄軸的正方向，食指為Y軸的正方向，中指為Z軸的正方向；確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系，一般先確定Z軸，然后確定X軸和Y軸；數(shù)控車床是以機(jī)床主軸軸線方向?yàn)閆軸方向，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正方向。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(yuǎn)離主軸軸線的方向?yàn)閄軸的正方向。上一頁下一頁返回第四頁，共三十八頁。坐標(biāo)(Biao)系統(tǒng)右手直角笛卡兒坐標(biāo)系上一頁下一頁返回第五頁，共三十八頁。坐(Zuo)標(biāo)系統(tǒng)對(duì)于兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控車床，坐標(biāo)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(jī)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(jī)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第六頁，共三十八頁。2．坐標(biāo)(Biao)原點(diǎn)(工件原點(diǎn))坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)原點(diǎn)是由編程人員在編程時(shí)根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)，又稱為工件原點(diǎn)。圖3-3所示為車削零件的工件編程坐標(biāo)原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系

工件原點(diǎn)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(biāo)注習(xí)慣，又要便于編程通常工件原點(diǎn)選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面。工件坐標(biāo)系的Z軸一般與主軸軸線重合，X軸隨工件原點(diǎn)位置不同而不同。各軸正方向與機(jī)床坐標(biāo)系相同。上一頁下一頁返回第七頁，共三十八頁。坐(Zuo)標(biāo)系統(tǒng)3.加工原點(diǎn)

加工原點(diǎn)是加工程序運(yùn)行的起點(diǎn)位置（圖3-3），即編程時(shí)設(shè)計(jì)的刀尖起點(diǎn)位置，也稱為起刀點(diǎn)。一般情況下，一個(gè)零件加工完畢，刀具返回程序原點(diǎn)位置，等待命令執(zhí)行下一個(gè)零件的加工。上一頁下一頁返回第八頁，共三十八頁。1．絕對(duì)(Dui)坐標(biāo)編程坐標(biāo)值的確定編程坐標(biāo)分為絕對(duì)坐標(biāo)（X、Z）、相對(duì)坐標(biāo)（U、W）和混合坐標(biāo)（X/Z，U/W）。

在直角坐標(biāo)系中，所有的坐標(biāo)點(diǎn)的位置都以坐標(biāo)原點(diǎn)（工件原點(diǎn)）為固定的原點(diǎn)，作為坐標(biāo)位置的起點(diǎn)（0，0），絕對(duì)坐標(biāo)值是指某坐標(biāo)點(diǎn)到工件原點(diǎn)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(shí)為直徑量（實(shí)際距離的2倍）；如下圖所示，A、B、C均以工件原點(diǎn)O點(diǎn)為坐標(biāo)位置的起點(diǎn)，它們坐標(biāo)值分別為（X80，Z50）、（X80，Z30）、（X30，Z20）。絕對(duì)坐標(biāo)圖上一頁下一頁返回第九頁，共三十八頁。編程坐標(biāo)(Biao)值的確定如圖3-1所示，O、O′是建立在工件上的兩個(gè)工件原點(diǎn)，分別以它們計(jì)算各坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值。圖3-1零件圖上一頁下一頁返回第十頁，共三十八頁。編(Bian)程坐標(biāo)值的確定上一頁下一頁返回第十一頁，共三十八頁。編程坐標(biāo)(Biao)值的確定2．增量（相對(duì)）坐標(biāo)

增量坐標(biāo)值指在坐標(biāo)系中，運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是以起點(diǎn)計(jì)量的，各坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值是相對(duì)于前點(diǎn)所在的位置之間的距離，也就是（終點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值）-（前點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值）=（終點(diǎn)增量坐標(biāo)值）；徑向用U表示，軸向用W表示。圖3-2中，增量坐標(biāo)值由B點(diǎn)加工到C點(diǎn)，也就說C點(diǎn)以B點(diǎn)為工件原點(diǎn)來確定距離；那么C點(diǎn)的增量坐標(biāo)值為：（X=30-80=-50，Z=20-30=-10）。圖3-2增量坐標(biāo)圖上一頁下一頁返回第十二頁，共三十八頁。編程坐標(biāo)(Biao)值的確定3．混合坐標(biāo)在同一個(gè)程序段中，絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)同時(shí)使用，即X、W或U、Z。對(duì)于標(biāo)注尺寸較多的零件圖，使用混合坐標(biāo)可以減少一些繁瑣的計(jì)算。在GSK980TDa系統(tǒng)中X坐標(biāo)值默認(rèn)為直徑值。知識(shí)點(diǎn)撥上一頁下一頁返回第十三頁，共三十八頁。初態(tài)(Tai)、模態(tài)(Tai)1．初態(tài)初態(tài)是指運(yùn)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(jī)就進(jìn)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(shí)才有效。編寫程序時(shí),與上段相同的模態(tài)指令可以省略不寫。例：N30G90X32Z0F80；

N40X30；

...N...G02X30Z-20R5F50；

N...G01Z-30F30；上一頁下一頁返回第十四頁，共三十八頁。程序構(gòu)(Gou)成1．程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)圖

程序段由若干個(gè)代碼字構(gòu)成，以“；”或“*”結(jié)束，是CNC程序運(yùn)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(jìn)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(shí)別各程序所加的編號(hào)稱為順序號(hào)，而為識(shí)別各個(gè)程序所加的編號(hào)稱為程序段號(hào)。在實(shí)際加工中，為了節(jié)省編程的時(shí)間,程序段號(hào)可以省略不寫。知識(shí)點(diǎn)撥上一頁下一頁返回第十五頁，共三十八頁。程序構(gòu)(Gou)成2．程序一個(gè)完整的程序由程序號(hào)、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(hào)（程序號(hào)是由字母O和4位數(shù)字組成的，O0000～9999），程序最后以M30作為程序結(jié)束。例：O0001；程序號(hào)N10G00X50Z50；N20T0010S02M03；N30G00X10Z2；………N…M30；程序結(jié)束上一頁下一頁返回第十六頁，共三十八頁。程序(Xu)構(gòu)成3．程序段零件的加工程序是由程序段組成的，每個(gè)程序段由若干個(gè)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(gè)程序段的組成如下:NG

X

Z

M

S

T

F

CRN——程序段號(hào)。G——準(zhǔn)備功能。X、Z——運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)值。M——輔助功能。S——主軸功能。T——刀具功能。F——進(jìn)給速度。CR——程序段結(jié)束。上一頁下一頁返回第十七頁，共三十八頁。數(shù)控(Kong)系統(tǒng)功能指令1．準(zhǔn)備功能（G功能）

準(zhǔn)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（00～99），從G00～G99共100種功能，如用G01來指令運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的直線進(jìn)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(jī)就進(jìn)入的狀態(tài)。初態(tài)也是模態(tài)，例：G98、G00。上一頁下一頁返回第十八頁，共三十八頁。程序構(gòu)(Gou)成程序段是由各種字組成的，例如：G01是一個(gè)字，其中G是地址，為英文字母，01是數(shù)字組合；F80是一個(gè)字，其中F是地址，為英文字母，80是數(shù)字組合。上一頁下一頁返回第十九頁，共三十八頁。數(shù)(Shu)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第二十頁，共三十八頁。數(shù)控系統(tǒng)功(Gong)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(jī)床中的輔肋裝置的開關(guān)動(dòng)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(jī)床實(shí)際使用的符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的這種地址符，其標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(yùn)行停止，顯示“暫?！弊謽?，按循環(huán)啟動(dòng)鍵后，程序繼續(xù)運(yùn)行。上一頁下一頁返回第二十一頁，共三十八頁。數(shù)控(Kong)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(jī)床運(yùn)動(dòng)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、M05M03、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、M09M08為打開切削液，控制冷卻泵的啟動(dòng)，M09用于關(guān)閉切削液。（5）子程序指令M98、M99M98是調(diào)用子程序指令，M99是子程序結(jié)束返回指令。上一頁下一頁返回第二十二頁，共三十八頁。數(shù)控(Kong)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(jì)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(duì)具有無級(jí)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(hào)及自動(dòng)補(bǔ)償編組號(hào)的地址字，其自動(dòng)補(bǔ)償內(nèi)容主要指刀具的刀位偏差及刀具半徑補(bǔ)償。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(hào)，后2位為刀具補(bǔ)償?shù)木幗M號(hào)或同時(shí)為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)木幗M號(hào)。例：T0203表示將2號(hào)刀轉(zhuǎn)到切削位置，并執(zhí)行第3組刀具補(bǔ)償值。

T0100表示將1號(hào)刀轉(zhuǎn)到切削位置，不執(zhí)行刀補(bǔ)，補(bǔ)償量為零。上一頁下一頁返回第二十三頁，共三十八頁。數(shù)(Shu)控系統(tǒng)功能指令5．進(jìn)給功能（F功能）

在切削零件時(shí)，用指定的速度來控制刀具運(yùn)動(dòng)和切削的速度稱為進(jìn)給，決定進(jìn)給速度的功能稱為進(jìn)給功能（也稱F功能）。對(duì)于數(shù)控車床，其進(jìn)給的方式可以分為每分鐘進(jìn)給和每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種。（1）每分鐘進(jìn)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(jìn)給速度不隨主軸轉(zhuǎn)速的變化而變化。這和普通車床的進(jìn)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(jì)型數(shù)控車床都采用這種進(jìn)給方式來指令。有些初學(xué)者對(duì)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(shí)的緣故。確定F值的公式如下：F值=車床轉(zhuǎn)速×所選進(jìn)給量上一頁下一頁返回第二十四頁，共三十八頁。數(shù)控系統(tǒng)功能指(Zhi)令

上式適用于每分鐘進(jìn)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(jìn)給量都選為0.3mm/r，則F值分別為F120和F180。但相對(duì)于切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)而言，它的恒定進(jìn)給量都是一致的，不會(huì)因主軸轉(zhuǎn)速的變化而變化。車床轉(zhuǎn)速和所選進(jìn)給量，都是根據(jù)材料種類、直徑大小、刀具的吃刀深度等因素而定的，與普通車床的進(jìn)給量選擇基本一致。（2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給即車床主軸每轉(zhuǎn)一圈，刀具向進(jìn)給方向移動(dòng)的距離。單位為mm/r，主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量用F后續(xù)的數(shù)值直接指令，用G99配合指令，如G99F0.3表示主軸每轉(zhuǎn)一圈,刀具向進(jìn)給方向移動(dòng)0.3mm，與普通車床的進(jìn)給量概念完全相同。其運(yùn)行的速度是隨主軸的變化而變化的。上一頁下一頁返回第二十五頁，共三十八頁。作業(yè)

寫出M03、M05、M30、S500、T0101、F60，這幾個(gè)指令的(De)意思。第二十六頁，共三十八頁?！?.2程(Cheng)序編寫上一頁下一頁返回1坐標(biāo)系的設(shè)定2G00----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（后三步的編寫)5編程舉例第二十七頁，共三十八頁。坐標(biāo)(Biao)系的設(shè)定

G50X（α）Z（β）；α、β：刀尖距工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離。工件安裝在卡盤上，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系是不重合的。為了方便于編程，應(yīng)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，同時(shí)編程人員應(yīng)確定刀尖在這個(gè)坐標(biāo)系中的位置（即起刀點(diǎn)）。用G50X（α）Z（β）指令所建立的坐標(biāo)系，是一個(gè)以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，確定刀具當(dāng)前所在位置的工件坐標(biāo)系。這個(gè)坐標(biāo)系的特點(diǎn)是：（1）X方向的坐標(biāo)零點(diǎn)在主軸回轉(zhuǎn)中心線上。（2）Z方向的坐標(biāo)零點(diǎn)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。上一頁下一頁返回第二十八頁，共三十八頁。坐標(biāo)系的(De)設(shè)定設(shè)定工件坐標(biāo)系Z坐標(biāo)零點(diǎn)設(shè)置方法知識(shí)點(diǎn)撥在實(shí)際加工中，編寫程序中盡量不能使用G50指令，避免不清楚刀具位置時(shí)發(fā)生機(jī)床的碰撞。上一頁下一頁返回第二十九頁，共三十八頁。G00----快速定(Ding)位G00定位功能是以快速進(jìn)給速度移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。1．指令格式G00X（U）＿Z（W）＿；X、Z---絕對(duì)編程時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，mm。U、W---相對(duì)編程時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，mm。2．走刀路線G00指令的運(yùn)行軌跡按快速定位進(jìn)給速度運(yùn)行，先兩軸同量同步進(jìn)給作斜線運(yùn)動(dòng)，走完較短的軸，再走較長(zhǎng)的另一軸。系統(tǒng)中所有的快速定位都是按這樣的路線運(yùn)動(dòng)的。上一頁下一頁返回第三十頁，共三十八頁。G00----快速定(Ding)位知識(shí)點(diǎn)撥1.在運(yùn)行G00指令時(shí)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值選擇原則是要防止刀架、刀具與卡盤、工件碰撞；對(duì)不適合聯(lián)動(dòng)的場(chǎng)合，兩軸可以單動(dòng)。2.目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值可以用絕對(duì)值，也可以用相對(duì)值，甚至可以混合使用。如果起點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)有一個(gè)坐標(biāo)值沒有變化