第4章数控加工程序的编制课件.ppt

1、第第4章章 数控加工程序的编制数控加工程序的编制4.1 概述4.2 数控机床的坐标系4.3 数控加工工艺基础4.4 程序的格式和内容4.5 常用进给G指令的格式和编程实例4.6 数控电火花切割编程4.7 手工编程和自动编程4.1 概述4.1.1 数控编程的基本概念数控加工程序编制：数控加工程序编制：从零件图纸到制成控制介质的全过程。将零件的加工信息、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(F、S、T)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。4.1.1 数控编程的基本概念程序编制分

2、为：程序编制分为：手工编程和自动编程两种手动编程手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力）。自动编程自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。4.1.1 数控编程的基本概念手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。自动编程适用于：形状复杂的零件虽不复杂但编程工作量很大的零件(如有数千个孔的零件)虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的 计算）编程自动化是当今

3、数控技术发展的趋势！4.1.2 编程的内容和步骤 一般来说，不管是手动编程还是自动编程，数控机床程序编制的步骤可分为：图纸工艺分析、计算运动轨迹、程序编制、制备控制介质、校验和试切五大部分。4.1.2 编程的内容和步骤图纸工艺分析图纸工艺分析 这一步与普通机床加工零件时的工艺分析相同，即在对图纸进行工艺分析的基础上，选定机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺参数等。4.1.2 编程的内容和步骤计算运动轨迹计算运动轨迹 根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，并且按NC机床的规定编程单位脉冲当量）换算为相应的数字量，以这

4、些坐标值作为编程尺寸。4.1.2 编程的内容和步骤编制程序及初步校验编制程序及初步校验 根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。4.1.2 编程的内容和步骤制备控制介质制备控制介质 将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。4.1.2 编程的内容和步骤程序的校验和试切程序的校验和试切 所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。

5、4.1.2 编程的内容和步骤常用的校验和试切方法：对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、坐标纸代替工件进行空运转空运行绘图。在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法，则更为方便。对于空间曲面零件，可用蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件，进行试切，以此检查程序的正确性。4.1.2 编程的内容和步骤 上述方法中和只能检验刀具的运动轨迹是否正确，不能检查加工精度。因此，还应进行零件的试切。首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。如果通过试切发现零件的精度达不到要求，则应分析错误的性质，然后或修

6、改程序单，或调整刀具补偿尺寸，以及采用误差补偿方法，修改控制介质，直到加工出合格零件为止。4.1.2 编程的内容和步骤4.2 数控机床的坐标系4.2.1 编程坐标确定原则 标准规定，不论机床在加工中是刀具移动，还是被加工工件移动，都永远假定工件是静止的，而刀具相对于静止的工件运动。并且，运动的正方向是使刀具与工件之间距离增大的方向。这一原则使编程人员在编程时不需要考虑是刀具移向工件，还是工件移向刀具，只需要根据零件图样进行编程。4.2.2 标准坐标系标准中规定机床坐标系中三个直角坐标轴、之间的关系及其正方向采用右手笛卡儿法（right-hand rule）确定。4.2.2 标准坐标系 如图所示

7、，大拇指的指向为 轴的正方向，食指指向为 轴的正方向，中指指向为 轴的正方向。围绕、轴旋转的三个旋转坐标、的正方向根据右手螺旋方法确定。直线坐标 X Y Z旋转坐标 A B C附加坐标 U V W4.2.3 机床中坐标轴的确定方法（1）确定Z轴l标准规定：Z坐标主轴轴线的进给轴。l若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。l若主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。4.2.3 机床中坐标轴的确定方法l规定与主轴线平行的坐标轴为z坐标(z轴)，并取刀具远

8、离工件的方向为Z轴的正向。l无论是主轴带动工件旋转类的机床(车床、磨床)。还是主轴带动刀具旋转类的机床(铣床、钻床、镗床)，与主轴平行的坐标轴为z轴。l结论：对于钻、镗类加工机床，钻入或镗入方向均是-Z方向。4.2.3 机床中坐标轴的确定方法（2）确定X轴 l在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐 标的正方向指向右边。Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。l在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开

9、工件旋转中心的方向是X轴的正方向。4.2.3 机床中坐标轴的确定方法(3)Y坐标 Y轴垂直于X、Z轴。利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y 方向为食指指向。右手螺旋法则：在X Z 平面，从Z 至X，姆指所指的方向为+y。4.2.3 机床中坐标轴的确定方法+Z+X+Y立式数控铣床坐标系4.2.3 机床中坐标轴的确定方法+X+Z卧式数控车床坐标系4.2.3 机床中坐标轴的确定方法4.2.3 机床中坐标轴的确定方法4.2.3 机床中坐标轴的确定方法4.2.4 机床坐标系的建立n机床原点（零点）机床原点（零点）机床

10、坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点，不得随意改变。机床原点的建立：用回零方式建立。机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程机床原点的确定可由手动或由程序控制完成。有些数控系统开机后能以0.11um的精度自动回原点。4.2.4 机床坐标系的建立确定确定机床原点机床原点的过程的过程4.2.4 机床坐标系的建立n机床坐标系机床坐标系 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的座标系，它具有唯一性。机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系，的参考坐标系。注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为 工件坐标系的参考坐标系。

11、工件坐标系的参考坐标系。4.2.5 工件坐标系的建立n工件原点与工件坐标系工件原点与工件坐标系 工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。工件座标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。现代数控机床均可设置多个工件座标系，在加工时通过G指令进行变换。工件坐标系和机床坐标系是不同的两个坐标系。在编程时是按照工件坐标系的，而数控机床的加工却要用的机床坐标系来确定位置。这就需要我们将工件坐标系和机床坐标系联系起来，在数控技术中，我们是通过对刀来做到这

12、一点的。4.2.5 工件坐标系的建立4.2.5 工件坐标系的建立刀位点：指用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。对刀点：确定刀具与工件相对位置的点（起刀点）。对刀点始终是其相对运动的起点，即起刀点。对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。对刀：使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。工件原点偏置，指工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。4.2.5 工件坐标系的建立对刀仪4.2.5 工件坐标系的建立接触式对刀仪4.2.5 工件坐标系的建立机械对刀仪对刀4.2.5 工件坐标系的建立光学对刀仪对刀

13、4.2.5 工件坐标系的建立试切对刀4.2.5 工件坐标系的建立激光对刀的动画4.2.5 工件坐标系的建立机床的自动对刀运画4.2.5 工件坐标系的建立4.2.6 绝对坐标增量（相对）坐标编程n定义 n绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）零点计量的编程方式。n相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。n表达方式：G90 选用绝对坐标编程 G91 选用相对坐标编程n选用原则：根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。绝对坐标绝对坐标:Xa=25,Ya=20,Xb=60,Yb=50相对坐

14、标相对坐标:Xa=25,Ya=20,Xb=35,Yb=304.2.7 附加坐标如果机床除有、主要的直线运动坐标外，还有平行于它们的坐标运动，则应分别命名为、。如果还有第三组直线运动，则应分别命名为、。如果在第一组、做回转运动的同时，还有平行或不平行、回转轴的第二组回转运动，可命名为、F。4.2.8分辨率（Resolution）分辨率：两个相邻分散细节之间可以分辨的最小间隔。分辨率对控制系统而言，它是可以控制的最小位移量。数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最小指令增量，脉冲当量（步进电机）是指数控机床的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为0.00010.01mm，

15、视具体机床而定。）脉冲发量对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）机床位移部件的运动量。4.3 数控加工工艺基础数控加工工艺的主要内容主要包括以下几个方面：数控加工工件的选取零件图纸工艺性分析拟定数控加工工艺路线设计数控加工工序。处理特殊的工艺问题，如对刀点、换刀点的选择，加工路线确定，刀具补偿，分配加工误差等1.编写数控加工专用技术文件4.3.1 数控加工工件的选取 要根据数控加工的适应性，确定零件是否适合数控加工。要判断适于什么类型的数控加工。数控车床适于加工轴类零件和回转形成的模具内型腔。数控立式镗铣床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、

16、外型腔等。数控卧式镗铣床和卧式加工中心适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。多坐标联动的卧式加工中心用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。4.3.2 加工工序的划分在数控机床上加工零件的工序划分方法有：刀具集中分序法 粗、精加工分序法 1.按加工部位分序法 数控机床是先进的高精度、高效率、高自动化程度的加工设备。除了机床本身的结构特点、控制运动和动作准确、迅速外，还要求工件的定位夹紧装置亦能适应数控机床的要求，即具有高精度、高效率和高自动化程度。这样，数控机床才能充分发挥效能。4.3.3 工件的装夹方式夹具的组成有：定位装置 作用是使工件在夹具中占据正确的位置；夹紧装置 作用是将

17、工件压紧夹牢，保证工件在加工过程 中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置；夹具体 作用是将夹具上的所有组成部分，联接成为一个 整体的基础件；其它装置或元件，包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等。夹具按其用途可以分为通用家具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。4.3.3 工件的装夹方式4.3.3 工件的装夹方式液压三爪卡盘用于回转工件的自动装卡4.3.3 工件的装夹方式四爪单动卡盘用于非回转体或偏心件的装夹4.3.3 工件的装夹方式平口虎钳4.3.3 工件的装夹方式连杆加工专用夹具4.3.3 工件的装夹方式4.3.3 工件的装夹方式对零件的定位、夹紧方式要充分注意下面的问题：尽量采用组合

18、夹具。零件定位、夹紧部位应考虑到不妨碍各部位的加工、更换刀具以及重要部位的测量。夹紧力应力求通过(或靠近)主要支承点或在支承点所组成的三角形内；应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方。尽量不要在被加工孔径的上方，以减少零件变形。零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性。工件的装夹动画4.3.3 工件的装夹方式工件的装夹动画4.3.3 工件的装夹方式工件的自动装夹动画4.3.3 工件的装夹方式4.3.4 刀具的选择对刀具的要求：应具有高的精度，好的切削性能，高的可靠性和尺寸耐用度；断屑、排屑可靠，可以快速更换；刀具具有标准化、模块化、通用化及复合化；具

19、有完善的刀具管理系统以及在线监测系统。刀具分类：按刀具的结构可分为：整体式（钻头、立铣刀等）、镶嵌式（包括刀片采用焊接和机夹式）和特殊形式（复合式、减振式等）。按刀具的切削工艺分可分为：车削刀具（外圆、内孔、螺纹、成形车刀等）、铣削刀具（面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等）、钻削刀具（钻头、铰刀、丝锥等）和镗削刀具（粗镗刀、精镗刀等）等。4.3.4 刀具的选择4.3.4 刀具的选择不同的刀具结构4.3.4 刀具的选择整体硬质合金铣刀钻头4.3.4 刀具的选择丝锥镗刀4.3.4 刀具的选择攻丝加工4.3.5 选择合适的对刀点和换刀点选择对刀点的原则有：选在零件的设计基准或工艺基准上，或与之相关的位置上。

20、选在对刀方便，便于测量的地方。1.选在便于坐标计算的地方 对刀点可以选择在机床坐标系或工件坐标系的原点上，或者选在已知坐标值的点上。可以选在零件上，也可以选在夹具或机床上。在编制加工程序时，其程序原点通常设定在对刀点位置上。在一般情况下，对刀点既是加工程序执行的起点，也是加工程序执行后的终点。4.3.5 选择合适的对刀点和换刀点工件加工坐标系原点 对刀点选择示例以数控车床加工为例，选择对刀点的示例如下图所示：4.3.5 选择合适的对刀点和换刀点工件加工坐标系原点 对磨床的工件坐标系原点最常的选择是上表面的左下角4.3.5 选择合适的对刀点和换刀点 刀具在机床中的位置是由刀位点来表示的。而实际的

21、刀具并不是一个点。因此如果换刀点选取不当，在换刀时有可能会发生刀具与工件的干涉，破坏工件！换刀点的位置可设定在工件原点（程序原点）、机床固定原点或浮动原点上，其具体的位置应根据工序内容而定。为了防止换刀时碰撞到被加工零件或夹具，除特殊情况外，其换刀点几乎都设置在被加工零件的外面，并留有一定的安全区。4.3.6 切削用量的选择影响数控加工切削用量的因素有：机床 切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传动功率、主轴转速范围和进给转速范围之内。机床刀具工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。刀具 刀具材料是影响切削用量的又一重要因素。常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷和金刚石。4.3.6 切削

22、用量的选择工件 加工工件的材料不同，所选用的刀具材料、刀片类型也不同。要注意可切削性，优良的可切削性的标志是：在高速切削下，有效地形成切屑，较小的刀具磨损，良好的表面加工质量。(4)冷却液 冷却液具有冷却和润滑两个作用。冷却液能带走切削过程产生的热量，降低工件、刀具、夹具和机床的温升，减小刀具与工件的摩擦和磨损，提高刀具寿命和工件表面加工质量。4.3.7 加工线路的确定加工线路的选择应遵从的原则：尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程以及其它辅助时间以提高生产率。保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。保证零件的工艺要求。选择合理的进、退刀位置；一般是先加工外轮廓，再加工内轮廓等。利于简化数值计算，减少

23、程序段的数目和程序编制的工作量。4.3.7 加工线路的确定点位控制机床的加工路线 点位控制的机床只要求定位精度较高，定位过程尽可能快，因此这类机床应按空行程最短来安排走刀路线。在满足精度要求的前提下，尽可能减少空行程。除此之外还要确定刀具轴向的运动尺寸，其大小主要由被加工零件的孔深来决定。但也应考虑一些辅助尺寸，如刀具引人距离和超越量。4.3.7 加工线路的确定点位控制机床的加工路线 图中:Zd为被加工孔的深度;z为刀具轴向引入距离。在已加工面上钻、镗、铰孔Z13mm;毛面上钻、镗、铰孔Z=58mm;攻螺纹和铣削时Z=5l Omm;钻孔时刀具超越量为13mm,。刀具轴向位移量Zf，即程序中的Z

24、坐标尺寸:ZfZd+Z+ZP4.3.7 加工线路的确定孔系类加工（钻孔、镗孔）对于位置精度要求较高的孔系加工，特别要注意孔的加工顺序的安排，安排不当时，有可能将坐标轴的方向间隙带入，直接影响位置精度。原则：在满足精度要求 的前提下，尽可 能减少空行程4.3.7 加工线路的确定100.01100.01OO对刀点对刀点p孔系加工路线实例4.3.7 加工线路的确定车削螺纹的加工路线 在数控机床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和机床的旋转保持严格的速度比关系，因此应避免在进给机构加速或减速的过程中切削。为此要有引入距离和超越距离。4.3.7 加工线路的确定螺 纹 进 给 距 离卡 盘2螺 纹 车 刀

25、1如上图所示，1与2的数值与机床拖动系统的动态特性有关，与螺纹的螺距和螺纹的精度也有关。一般1为25mm，对于大螺距和高精度的螺纹应取大值；2一般取为的1/4左右，若螺纹收尾处没有退到槽时，一般按45退刀收尾。4.3.7 加工线路的确定铣削平面的加工路线 铣削平面零件时，一般采用立铣刀侧刃进行切削。铣削外表面轮廓时，铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓线的延长线上切入和切出零件表面，而不应该沿法向直接切入零件，以避免加工表面产生划痕，保证零件轮廓光滑。铣削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时铣刀可沿零件轮廓的法线方向切入和切出，并将其切入和切出点选在零件轮廓两几何元素的交点处。尽量采用顺铣，可以提

26、高零件的表面质量。4.3.7 加工线路的确定铣削平面的加工路线4.3.7 加工线路的确定 为了控制零件变形误差，提高零件的加工精度，可采用多次走刀方法。在轮廓加工时应尽量避免进给停倾。因为在加工过程中工艺系统是平衡在弹性变形状态下，进给停顿后切削力减小，工艺系统的平衡状态被改变，刀具仍在旋转，于是在工件上留下凹痕。4.3.7 加工线路的确定铣削平面的加工路线以上三种方法中，a图方案最差，但计算简单，b图方案效果较好但计算复杂。c图方案结合二者优点，最好。4.3.7 加工线路的确定空间曲面的加工 对于边界敞开的直纹曲面零件，其加工通常采用行切法，铣刀沿一个坐标方向加工完一行后，沿另一个坐标方向移

27、动一个行距，加工另一行，直至完成整张曲面的加工。曲面加工路线的安排要视零件的具体情况确定。(c)(b)(a)4.3.7 加工线路的确定空间曲面的加工 图(a)的走刀方案：每次沿直线加工刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保母线的直线度。图(b)的走刀方案：符合这类零件数据给出情况，便于在加工区检验翼(叶)型的准确度.但程序段多。4.3.7 加工线路的确定空间曲面的加工 对于立体曲面轮廓的加工应根据曲面形状、刀具形状以及精度要求采用不同的铣削方法。常用的加工方法有：两坐标联动的三坐标行切法、三坐标联动加工、四坐标加工和五坐标加工。4.3.7 加工线路的确定 三轴两联动加工-

28、“行切法”以X、Y、Z轴中任意两轴作插补运动，另一轴作周期性进给。这时一般采用球头或指状铣刀，在可能的条件下，球半径应尽可能选择大一些，以提高零件表面光洁度。方法加工的表面光洁度较差。YXZX4.3.7 加工线路的确定 三轴联动加工下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线SS为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加工，但由于编程计算复杂，宜采用自动编程。SSXYSSZXYXZ4.3.7 加工线路的确定 四轴联动加工方法 如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采用三座标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而且加工表面粗糙度差，为此

29、可采用如图所示的圆柱铣刀周边切削方式在四轴联动机床上进行加工。由于计算较复杂，故一般采用自动编程。1O2OZ四轴铣削动画4.3.7 加工线路的确定4.3.7 加工线路的确定五轴联动加工 船用螺旋桨是五座标联动加工的典型零件之一。由于其曲率半径较大，一般采用端铣刀进行加工，为了保证端铣刀的端面加工处的曲面的切平面重合，铣刀除了需要三个移动轴（X、Y、Z）外，还应作螺旋角（与R有关），与后倾角的摆动运动。并且还要作相应的附加补偿运动。叶面的加工需要五轴（X、Y、Z、A、B）联动，这种编程只能利用自动编程系统。后倾角）(j1m4m2m3mZ螺旋角）(iOjjRAXBY4.3.8 程序编制中的误差机加

30、工误差通常分为两类：第一类是在直接加工零件的过程中产生的误差。第二类是编程时产生的误差。编程时产生的误差Sn又可以分为算法误差、计算误差和圆整误差。如下式所示。式中：Sn为编程误差(,)Snfabc4.3.8 程序编制中的误差a 算法误差（拟合误差）：为用近似算法逼近零件轮廓时产生的误差（以称一次逼近误差）b 计算误差：插补算出的线段与理论线段之间的误差，它与在计算时所取的字节长度有关。c 圆整误差：它是插补完成后，由于分辨率的限制，将其圆整而产生的误差。它与机床的分辨率有关。4.3.8 程序编制中的误差 a b c y x三种误差的关系原则：Sn 应小于零件精度的10%4.4 程序的格式和内

31、容4.4.1 程序的结构 一个完整的数控加工程序，由程序号、程序主体内容、程序结束指令三部分组成。例如：程序号O0001 程序主体 ;结束指令 ;4.4.2 程序段格式程序段：数控加工程序中的一句，用来指令机床执行某一个动作或一组动作。每个程序段由若干个程序字组成。程序字：机床数控中的专用术语。根据功能的不同，程序字可分为顺序号字(N)、准备功能字(G)、辅助功能字(M)、尺寸字(XYZ等)、进给功能字(F)、主轴转速功能字(S)和刀具功能字(T)。4.4.2 程序段格式4.4.2 程序段格式程序段格式是指一个程序段中各个程序字的书写规则。目前使用的程序段格式称为字地址程序段。这种程序段格式的

32、主要特点有：（）各程序字的排列顺序不严格。但为了书写、输入和校对的方便，在习惯上程序字按一定的顺序排列：、。（）程序段的长度可变。4.4.2 程序段格式（）具体的数控系统对各类字的允许字长都有规定，一般情况下，它用如下格式表达：425.35.3 5.3 4.3442（）结束符写在每一程序段后面，表示程序段结束。在书写或 显示器上用“；”或“”表示。当制作穿孔纸带时，代码用表示，代码用表示。4.4.3 程序字（1）顺序号字 顺序号字位于程序段之首，它由地址符和随后的位数字组成（如）。顺序号只是程序段的名称，与程序的执行顺序无关。顺序号的使用规则：一般不用作顺序号；数字部分应用整数；与数字之间、数

33、字与数字之间不能有空格；顺序号的数字不一定要从大到小使用。顺序号不是程序段的必用字，对于整个程序，可以每个程序段都设顺序号，也可在部分程序段设顺序号，也可不设顺序号；建议以开始，以间隔递增，以便调试时插入新的程序段。4.4.3 程序字（2）准备功能字 准备功能字的地址符是，所以又称为功能、指令或代码。准备功能字作用：建立数控机床工作方式，为数控系统的插补运算、刀补运算、固定循环等作好准备。指令中的数字一般是两位正整数（包括）。4.4.3 程序字（2）准备功能字 代码分模态和非模态两种。在下表中，如第二栏内标有字母，则表示所对应的 指令为模态指令；否则为非模态指令。模态指令具有续效性，在后续的程

34、序段中，一直保持有效到出现同组其他 代码为止。非模态指令不能续效，只限定在所出现的程序段中有效。4.4 程序的格式和内容（3）辅助功能字 辅助功能字也称 功能、指令或 代码。指令是控制机床在加工时做一些辅助动作的指令，如主轴的正反转、切削液的开关等。按我国标准的规定，辅助功能字由地址符为 和其后的二位数字组成。从9共种 4.4.3 程序字 在指令中，几种用于指令程序停止指令的意义有所不同，说明如下：00程序停止，也称程序暂停。执行00后，机床的所有动作都被切断，如主轴停转、进给停止、及冷却液关。01计划停止，也称任选暂停。该指令的作用与00相同，但它必须要在预先按下机床操作面板上的“任选停止”

35、按钮的情况下才有效。02程序结束。当全部程序结束后，用该指令来切断机床的所有动作，并使机床复位。该指令只出现在程序的最后一个程序段中。30纸带结束。在全部程序结束后，用该指令来切断机车的所有动作，并使机床和数控系统复位，包括将纸带倒回到程序开始的位置。4.4.3 程序字（4）尺寸字 尺寸字常用来指令机床的刀具运动到达的坐标位置。常用的地址符有如下三组：第一组：、和、用来指令到达点的 直线绝对坐标和增量坐标；第二组：、用来指令到达点的角度坐标；第三组：、，用来指令零件圆弧的圆心点 坐标和圆弧半径。4.4.3 程序字 设定单位 采用国际单位制时，设定单位常用1m、10、1mm 三种；采用英制单位时

36、，常用0.0001英寸、0.001英寸两种。公制和英制单位 20、21分别用来指令程序中所输入的数值是英制单位或公制单位。数控机床出厂时，一般将公制输入21设定为默认状态。用公制输入数值时，可不再用21指定。但用英制输入时，必须在工件坐标系设定前用20进行指定。20或21指令一经指定，即使断电也保持有效，直至被互相取代。4.4.3 程序字绝对尺寸和增量尺寸 尺寸字有绝对坐标和增量坐标之分，所以它的指令含义分绝对坐标尺寸和增量坐标尺寸两种。在加工程序中，绝对尺寸与增量尺寸的表示方式有如下两种：一种是用指令作规定，即用 90指令绝对尺寸，用 91指令增量尺寸。第二种是直接用地址符区分，例如，、向的

37、绝对尺寸用、，而增量尺寸用、表示。4.4.3 程序字（5）进给功能字 进给功能字（功能或指令）表示刀具的进给速度（或称进给率），单位是mm/min。当进给速度与主轴转速有关时（如车削螺纹），单位为 mm/r。每分钟进给率（98）系统在执行了一条含有98的程序段后，再遇到指令时，便认为所指定的进给速度单位为 mm/min。98被执行一次后，系统将保持 98状态，即使断电也不受影响。直至系统又执行了含有99的程序段，系统才转换为99状态。每转进给率（99）若系统处于99状态，则认为所指定的进给速度为mm/r。要取消99状态，必须重新指定98。4.4.3 程序字（6）主轴转速功能字 主轴转速功能字又

38、称功能或指令，单位一般为r/mm。例如，260表示主轴转速为260r/min。恒线速度控制（96）96是接通恒线速度控制的指令。系统执行了 96指令后，便认为用指定的数值表示切削速度，单位是 m/min。注意：在恒线速度控制中，数控系统根据刀尖所处的 坐标 值，作为工件的直径值来计算主轴转速，所以在使用 96前必须正确设定工件坐标系。4.4.3 程序字 主轴转速控制（97）97是取消恒线速度控制的指令。系统执行了97指令后，便认为用指定的数值表示主轴转速，单位是r/min。主轴最高速度限定（50）50除有坐标系设定功能外，还有主轴最高转速设定的功能，即用指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。4.

39、4.3 程序字（7）刀具功能字 刀具功能字又称功能或指令，由地址符与其后的若干位数字组成。功指令常用来指定加工时所用的刀具号。对于车床，后面除有表示刀号的数字外，还有表示刀具长度补偿值和刀尖半径补偿值的补偿号。1、G90/G91指令 G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。G91指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。注意：这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下（即无G90又无G91）,默认是在G90状态下。4.5 常用进给G指令的格式和编程实例2

40、、G92指令 G92指令是用于坐标系设定的预置寄存指令，它只有在采用绝对坐标编程时才有意义。在每个程序的开头都要设定工件坐标系，该指令可确定工件坐标系原点距刀具现在位置多远的位置。也就是以程序的原点为准，确定刀具起始点的坐标值，并把这个设定值存于程序存储器中，作为零件所有加工尺寸的基准点。4.5 常用进给G指令的格式和编程实例编程格式：G92 X a_ Y _b Z _c_ a、b、c为当前刀位点在所设定工件坐标系中的坐标值（注意：该指令不产生运动）。XYZ 对刀点(刀 位 点）工件坐标系零 点30.030.025.04.5 常用进给G指令的格式和编程实例3、G53,G54G59：坐标系选择指

41、令 G53选择机床坐标系；G54G59选择工件坐标系1工件坐标系6。这类指令是模态指令，缺省值是G53。（注意：这类指令只在绝对坐标下有意义（G90），在G91下无效。）4.5 常用进给G指令的格式和编程实例4、G17,G18,G19指令 G17,G18,G19指令是坐标平面指定指令。G17，G18、G19分别表示规定的操作在XY，ZX，YZ坐标平面内，如图所示。这类指令为模态指令，缺省值为G17。G19YZXG17G184.5 常用进给G指令的格式和编程实例5、G00指令快速定位指令 快速定位数控机床在进行零件切削加工前，常需要先使刀具移动到某个规定的位置。00不对工件进行加工。编程格式为：

42、Y _ 式中，、Y、值表示刀具定位点在工件坐标系中的坐标值；是模态指令。系统上电时缺省为。4.5 常用进给G指令的格式和编程实例注意事项：执行指令的过程中，刀具的进给路线可能为一折线，这与参数设定的各轴快速进给速度有关。所以，在使用 编程时，要注意刀具是否与工件或夹具发生干涉，以免引起碰撞。的快速进给速度由各数控机床生产厂家设定，并用操作面板上的快速进给速率调整旋钮来调整。通常快速进给速率分为、四 段。其 中 为 最 慢 速 率，、为设定速率的百分比。在程序中，不能用指令的进给速度指定快速进给速度。4.5 常用进给G指令的格式和编程实例 刀尖从换刀点（刀具起点）快进到 而准备车外圆。采用绝对值

43、编程：N10 00 80.0 56.0 采用增量值编程：N10 00 X-30.0 -30.04.5 常用进给G指令的格式和编程实例6、G01指令直线插补指令 编程格式为：Y F 式中，、Y、值为刀具移动的目标点坐标，与指令中含义相同。指令表示沿直线移动的速度，为模态指令，可在本程序段或前面程序段中指定，若程序中未设定值则进给速度为零。4.5 常用进给G指令的格式和编程实例4.5 常用进给G指令的格式和编程实例上图车削加工程序如下采用绝对值编程（增量值编程见教材）：10 50 200.0 100.0；20 00 50.0 .0 500 03；30 01 40.0 100.0；40 80.0 6

44、0.0；50 00 200.0 100.0；60 02；4.5 常用进给G指令的格式和编程实例7、G02,G03指令圆弧插补指令 圆弧插补指令的功能是使刀具相对于工件从当前点（始点）向终点进行圆弧插补。平面圆弧编程格式：XY平面：G17 G02/G03 X_a_ Y_b_()F_f_*XZ平面：G18 G02/G03 X_a_ Z_c_()F_f_*YZ平面：G19 G02/G03 Y_b_ Z_c_()F_f_*_RJI_RKI_RKJ4.5 常用进给G指令的格式和编程实例编程说明（1）圆弧的顺逆。和 分别表示顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补指令。数控车床的刀架位置有前置式和后置式两种，根据刀

45、架的位置圆弧的顺逆方向如图所示。4.5 常用进给G指令的格式和编程实例（2）圆弧终点坐标 当用绝对值方式编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值，用、Y、表示；用增量方式编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点相对于始点的增量值。4.5 常用进给G指令的格式和编程实例(3)圆弧半径 规定圆心角180时，R取负值，如图4.34中的圆弧1；180时，R取正值，如图4.34中的圆弧。格式如下：N10 G02 X12 Y10 R5/R-5；R5表示圆心角小于180，R-5表示圆心角大于180。4.5 常用进给G指令的格式和编程实例(4)圆心坐标 圆心坐标、J、表示圆心相对圆弧起点在、Y、轴方向上的坐

46、标增量，见图。当、J、为零时可以省略。、J、和 同时出现时，以优先，、J、无效。N10 G03 X10 Z10 I-5 K-10；4.5 常用进给G指令的格式和编程实例顺圆弧加工如图所示零件，绝对值方式编程，参考程序为N03 G00 X20.0 Z2.0N04 G01 Z-30.0 F80.0N05 G02 X40.0 Z-40.0 I10.0 K0 F60.0（或 N05 G02 X40.0 Z-40.0 R10.0 F60.0）4.5 常用进给G指令的格式和编程实例8、G40 G41 G42指令刀具半径补偿指令这三个指令是用来进行刀具半径补偿的。其编写格式如下：其中：G41：左刀补，即沿加

47、工方向看刀具在左边 G42：右刀补，即沿加工方向看刀具在右 G40：取消刀补 D ：偏置值寄存器选用指令。xx：刀具补偿偏置值寄存器号_)(174142414200010203DYXGGGHxxDGGGGGG或4.5 常用进给G指令的格式和编程实例G41 D01表示使用左刀补，同时使用存在D01处的刀具偏移量G42 T0101表示使用右刀补，同时使用01号刀具的01号偏移量刀具在左刀具在右4.5 常用进给G指令的格式和编程实例4.5 常用进给G指令的格式和编程实例Example G40(program of simulation process)%(PROGRAM START FLAG):10

48、11 N5 G90 G20 G17 G40(G40 CUTTER COMPENSATION CANCEL)N10 T04 M06 N15 M03 S1500 N20 G00 X-0.5 Y-0.5(RAPID MOVE TO APPROACH POSITION)N25 Z-0.5 N30 G01 G42 X0 Y0 D10(COMPENSATION RIGHT AND ENTER PROFILE)N35 X3 F10(CUTTER COMPENSATION CONTINUED)N40 Y3(CUTTER COMPENSATION CONTINUED)N45 X0(CUTTER COMPENSA

49、TION CONTINUED)N50 Y0(CUTTER COMPENSATION CONTINUED)N55 G00 G40 X-0.5 Y-0.5(CUTTER COMPENSATION CANCEL)N60 Z1 N65 X0 Y0 N70 M05 N75 M30 N_ G40 The G40 cancels any cutter compensation that was applied to the tool during a program and acts as a safeguard to cancel any cutter compensation applied to a

50、previous program or G-codes.4.5 常用进给G指令的格式和编程实例Example G41%(PROGRAM START FLAG):1012 N5 G90 G20 G40 G17 G80 N10 T01 M06(TOOL CHANGE TO TOOL NUMBER 1)N15 M03 S2000 N20 G00 X0.5 Y0.5 N25 Z0.1 N30 G01 Z-0.25 F5(BEGINNING OF 1ST PROFILE W/OUT COMP.)N35 X2 F15 N40 X2.5 Y1 N45 Y2 N50 G03 X2 Y2.5 R0.5 N55