1、第第3 3章章 数控机床的程数控机床的程 序编程基础序编程基础 水平床身数控车床水平床身数控车床 倾斜床身数控车床倾斜床身数控车床垂直床身结构垂直床身结构立式数控车床立式数控车床 立式数控铣床立式数控铣床卧式数控铣床卧式数控铣床龙门数控铣床龙门数控铣床 固定立柱立式加工中心固定立柱立式加工中心固定立柱立式加工中心固定立柱立式加工中心 滑枕立式加工中心滑枕立式加工中心 O形整体床身立式加工中心形整体床身立式加工中心移动立柱卧式加工中心移动立柱卧式加工中心移动立柱卧式加工中心移动立柱卧式加工中心移动立柱卧式加工中心移动立柱卧式加工中心移动立柱卧式加工中心移动立柱卧式加工中心工作台移动式龙门加工中心
2、工作台移动式龙门加工中心落地式落地式5坐标加工中心坐标加工中心事先编好的程序事先编好的程序程程序单序单1）编程中需知道工件每段轮廓的编程中需知道工件每段轮廓的起点、终点及线形起点、终点及线形。其其中一些参数是不能从零件的设计图纸直接得出的，需要中一些参数是不能从零件的设计图纸直接得出的，需要计算，如某些角度的直线到圆弧的切点。计算，如某些角度的直线到圆弧的切点。2）数控机床一般只能加工直线或圆弧。若工件表面的轮）数控机床一般只能加工直线或圆弧。若工件表面的轮廓是其它线形，则应该用直线和圆弧去拟合。更加复杂廓是其它线形，则应该用直线和圆弧去拟合。更加复杂的的轮廓面轮廓面需要用计算机才能进行拟合并
3、进而进行数学处需要用计算机才能进行拟合并进而进行数学处理。（求起点、终点、线形等）理。（求起点、终点、线形等）根据所用机床和刀具以及指令格式，按照轮廓段根据所用机床和刀具以及指令格式，按照轮廓段逐段编写程序，一段轮廓一句程序。逐段编写程序，一段轮廓一句程序。程序可以用程序可以用Windows的写字板平台编制，并保的写字板平台编制，并保存在内存中，用软盘或存在内存中，用软盘或U盘作为附件带出来盘作为附件带出来 加工程序经过校验后还无法确定能否符合精加工程序经过校验后还无法确定能否符合精度要求的零件，要进行首件试加工。在试加工过度要求的零件，要进行首件试加工。在试加工过程中可以发现程序是否有错，可
4、以知道零件加工程中可以发现程序是否有错，可以知道零件加工精度是否合格以及加工现场会不会出现问题。精度是否合格以及加工现场会不会出现问题。当零件比较简单时可以用手工当零件比较简单时可以用手工编程编程此种方法现在已走下坡此种方法现在已走下坡路，这里不作介绍路，这里不作介绍有的软件能在三维造型的有的软件能在三维造型的基础上通过交互式对话自基础上通过交互式对话自动生成数控程序。常用的动生成数控程序。常用的软件有软件有CAXA、ProE、UG、Mastercam等等一个假设：假设工件不动，刀具进给一个假设：假设工件不动，刀具进给采用右手笛卡儿坐标系采用右手笛卡儿坐标系直线坐标直线坐标 X Y ZX Y
5、Z旋转坐标旋转坐标 A B CA B C附加坐标附加坐标 U V WU V W确定顺序：确定顺序：ZXY增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向+Z+Z +Z+Z+Z+Z+Z+Z工件旋转机床后置刀架数控车床工件旋转机床后置刀架数控车床刀具旋转机床卧式铣镗床刀具旋转机床卧式铣镗床刀具旋转机床立式铣床刀具旋转机床立式铣床刀具旋转机床龙门铣床刀具旋转机床龙门铣床 +X+X+Z+Z +Z+Z+X+X+Y+Y+Z+Z+X+X+Y+Y+Z+Z+X+X+Y+Y 将工件坐标系的原点同机床坐标系的位置关系（相将工件坐标系的原点同机床坐标系的位置关系（相对差值）记录下来
6、对差值）记录下来-这就是确定了工件坐标系这就是确定了工件坐标系。工件工件坐标系可以有多个，这可以方便几个工件的编程。坐标系可以有多个，这可以方便几个工件的编程。机床坐标系的原点在机床的固定位置机床坐标系的原点在机床的固定位置 由于机床坐标系的原点固定，往往在编程时由于机床坐标系的原点固定，往往在编程时不方便计算位置坐标值，人们习惯于以图纸不方便计算位置坐标值，人们习惯于以图纸设计基准为参考点，故采用工件坐标系进行设计基准为参考点，故采用工件坐标系进行位置计算位置计算数控机床坐标系坐标原点数控机床坐标系坐标原点绝对坐标：绝对坐标：增量坐标：增量坐标：以前一段程序的终点为参考点。以前一段程序的终点
7、为参考点。如下图，其相对坐标如下图，其相对坐标Ub=-15，Vb=-20每一个位置点均以每一个位置点均以工件坐标原点工件坐标原点为参考点为参考点 我国参照国际标准对数控程序里我国参照国际标准对数控程序里代码的含义及格式制定了标准。（但代码的含义及格式制定了标准。（但是该标准无强制性，各厂家独出心裁是该标准无强制性，各厂家独出心裁花样百出）我们学习的是一般情况下花样百出）我们学习的是一般情况下的指令。真正工作时需参考机床厂的的指令。真正工作时需参考机床厂的使用说明书使用说明书指令代码指令代码模态模态功能说明功能说明指令代码指令代码模态模态功能说明功能说明G001快速定位运动快速定位运动G441刀
8、具长度负补偿刀具长度负补偿G011直线插补直线插补G54591选定工件坐标系选定工件坐标系16G021顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补G73851固定循环用指令固定循环用指令G031逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补G901用绝对坐标编程用绝对坐标编程G04#暂停暂停G911用相对坐标编程用相对坐标编程G17191XY/XZ/YZ平面选择平面选择G92#设定工件临时坐标设定工件临时坐标系系G201英制英制G981固定循环后返初点固定循环后返初点G211公制公制G991固定循环后返固定循环后返R点点G401取消刀补取消刀补G1001取消镜像取消镜像G411刀具左补偿刀具左补偿G1011镜像镜像G421刀具
9、右补偿刀具右补偿G1101291选定工件坐标系选定工件坐标系730G431刀具长度正补偿刀具长度正补偿 G00；G01；G02；G03；G04 数控指令分为数控指令分为模态指令模态指令和和非模态指令非模态指令。如：。如：N10 G00 X0 Y0 Z0;N10 G00 X0 Y0 Z0;N20 X10;N20 X10;.直线插补：直线插补：G01 X Y Z F ；机床以指定的速度从现在位置直线加机床以指定的速度从现在位置直线加工至指定作标点。工至指定作标点。例如：例如：G01 X20.Y24.Z15.F100.；含义是刀具以规定速度（含义是刀具以规定速度（100mm/min）运动到）运动到终
10、点坐标处（终点坐标处（X20；Y24；Z15）圆弧加工是从刀具现在位置作为起点，圆弧加工是从刀具现在位置作为起点，加工所需尺寸的圆弧。加工所需尺寸的圆弧。一个平面上的同一段圆弧，根据起点和一个平面上的同一段圆弧，根据起点和终点的顺序不同分为顺时针圆弧和逆时针终点的顺序不同分为顺时针圆弧和逆时针圆弧。应用圆弧切削应当首先判断圆弧顺圆弧。应用圆弧切削应当首先判断圆弧顺逆。逆。R=(1)圆弧圆弧=1800 R0 (2)圆弧圆弧0 整圆可不写终点坐标，整圆可不写终点坐标，但必须写但必须写I()J()I()J()（不能（不能用用R R）第一条第一条圆弧圆弧第二第二条弧条弧 格式：格式：G04 X _；后
11、面数值带小数点，单位为后面数值带小数点，单位为s s G04 P_；使用不带小数点的整数，单位使用不带小数点的整数，单位msms 例：例：G04 X1.0；或或G04 P1000；表示主轴停转表示主轴停转1s1s后执行下一个程序段后执行下一个程序段 有些机床有些机床P P后面的数值表示刀具或工件的空后面的数值表示刀具或工件的空转圈数；转圈数；SINUMERIKSINUMERIK系统暂停时间地址码用系统暂停时间地址码用F F，也有系统用也有系统用U U、K K做地址码做地址码上一页上一页下一页下一页G90 G53 X_ Y_Z_;执行该命令，可使刀具快速定位到执行该命令，可使刀具快速定位到机床机床坐标系坐标系中该位置上。中该位置上。3 3）与坐标有关的指令）与坐标有关的指令 加工前工件坐标系原点以加工前工件坐标系原点以MDIMDI方式输入机床中，当方式输入机床中，当选用该坐标系作为编程基准时，用选用该坐标系作为编程基准时，用G54G54G59G59选定即选定即可。如在程序中调用可。如在程序中调用G54G54即可确定该工件坐标系的即可确定该工件坐标系的原点。原点。模态指令模态指令。例例G50 X200.0Z100.0指定了该工件的坐标系指定了该工件的坐标系原点在图中原点在图中“O”点处点处
