数控车床 程序设计、程序编写(经典实用).ppt

入门篇,课题三 编程基础知识,数控车床 程序设计、程序编写,能认识车床坐标系统和编程坐标值的确定方法 能分析一个完整程序的基本构成 能读懂并使用G、S、M、F、T功能 能正确选择编程坐标，领会编程的基本要求学习目标,课题三 编程基础知识,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,3.1 坐标、程序与编程指令,上一页,下一页,返回,1,坐标系统,2,编程坐标值的确定,3,初态、模态,4,程序构成,5,数控系统功能指令,数控车床 程序设计、程序编写,1机床坐标轴,坐标系统,数控机床标准坐标系是根据右手直角笛卡尔坐标系来确定的，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，大拇指的方向为X轴的正方向，食指为Y轴的正方向，中指为Z轴的正方向；确定数控机床坐标系，一般先确定Z轴，然后确定X轴和Y轴；数控车床是以机床主轴轴线方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向X轴位于与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件旋转轴线的方向，且刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,坐标系统,右手直角笛卡儿坐标系,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,坐标系统,对于两轴联动的数控车床，坐标轴只有X轴和Z轴。

X轴的正方向朝上建立的，适用于斜床身和平床身斜滑板的卧式数控车床，这种类型的数控车床其刀架位于机床内侧，称后置刀架；X轴的正方向朝下建立，适用于平床身卧式数控车床，这种类型的数控车床其刀架处于机床的外侧，称前置刀架后置刀架,前置刀架,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,2坐标原点(工件原点),坐标系统,坐标原点是由编程人员在编程时根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点，又称为工件原点图3-3所示为车削零件的工件编程坐标原点工件坐标系,工件原点是人为设定的（即可任意设置），设定的依据是既要符合图样尺寸的标注习惯，又要便于编程通常工件原点选择在工件右端面、左端面或卡爪的前端面工件坐标系的Z轴一般与主轴轴线重合，X轴随工件原点位置不同而不同各轴正方向与机床坐标系相同上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,坐标系统,3. 加工原点,加工原点是加工程序运行的起点位置（图3-3），即编程时设计的刀尖起点位置，也称为起刀点一般情况下，一个零件加工完毕，刀具返回程序原点位置，等待命令执行下一个零件的加工上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,1绝对坐标,编程坐标值的确定,编程坐标分为绝对坐标（X、Z）、相对坐标（U、W）和混合坐标（X/Z，U/W）。

在直角坐标系中，所有的坐标点的位置都以坐标原点（工件原点）为固定的原点，作为坐标位置的起点（0，0），绝对坐标值是指某坐标点到工件原点之间的垂直距离，用X代表径向，Z代表轴向，且X向在直径编程时为直径量（实际距离的2倍）；如下图所示，A、B、C均以工件原点O点为坐标位置的起点，它们坐标值分别为（X80，Z50）、（X80，Z30）、（X30，Z20）绝对坐标图,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,编程坐标值的确定,如图3-1所示，O、O是建立在工件上的两个工件原点，分别以它们计算各坐标点的坐标值图3-1 零件图,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,编程坐标值的确定,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,编程坐标值的确定,2增量（相对）坐标,增量坐标值指在坐标系中，运动轨迹的终点坐标是以起点计量的，各坐标点的坐标值是相对于前点所在的位置之间的距离，也就是（终点绝对坐标值）- （前点绝对坐标值） =（终点增量坐标值）；径向用U表示，轴向用W表示图3-2中，增量坐标值由B点加工到C点，也就说C点以B点为工件原点来确定距离；那么C点的增量坐标值为：（X=30-80=-50，Z=20-30=-10）。

图3-2 增量坐标图,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,编程坐标值的确定,3混合坐标,在同一个程序段中，绝对坐标与增量坐标同时使用，即X、W或U、Z对于标注尺寸较多的零件图，使用混合坐标可以减少一些繁琐的计算在GSK980TDa系统中X坐标值默认为直径值知识点拨,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,初态、模态,1初态,初态是指运行加工程序之前的系统编程状态，即系统里已设置好的，一开机就进入的状态，如G98、G00 2模态,称续效指令,一经程序段中指定,便一直有效,直到后面出现同组另一指令或被其他指令取消时才有效编写程序时,与上段相同的模态指令可以省略不写例：N30 G90 X32 Z0 F80 ； N40 X30 ； . N.G02 X30 Z-20 R5 F50 ； N.G01 Z-30 F30 ；,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,程序构成,1程序结构,程序结构图,程序段由若干个代码字构成，以“；”或“*”结束，是CNC程序运行的基本单位程序段之间用字符“；”或“*”分开，在GSK980TDa系统中是用“；”表示为了进行连续的加工，需要很多程序段，这些程序段的集合称为程序。

为了识别各程序所加的编号称为顺序号，而为识别各个程序所加的编号称为程序段号在实际加工中，为了节省编程的时间,程序段号可以省略不写知识点拨,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,程序构成,2程序,一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成通常在程序的开始是程序号（程序号是由字母O和4位数字组成的，O00009999），程序最后以M30作为程序结束例： O0001 ； 程序号 N10 G00 X50 Z50 ； N20 T0010 S02 M03； N30 G00 X10 Z2 ； N M30 ； 程序结束,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,程序构成,3程序段,零件的加工程序是由程序段组成的，每个程序段由若干个代码字组成代码字是控制系统的具体指令，它是由表示地址的英文字母和数字集合而成 一个程序段的组成如下: N G X Z M S T F CR N程序段号 G准备功能 X、Z运动坐标值 M辅助功能 S主轴功能 T刀具功能 F进给速度 CR程序段结束上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,数控系统功能指令,1准备功能（G功能）,准备功能也称为G功能（或称为G代码）。

它是用来指令车床工作方式或控制系统工作方式的一种命令G功能由地址符G和其后的2位数字组成（0099），从G00G99共100种功能，如用G01来指令运动坐标的直线进给G代码的使用方法： （1）非模态G代码 只有在被指令的程序段中有效的代码，即表中00组代码 （2）模态G代码 在同组其他代码指令一直有效，例：G96、 G01 （3）初态G代码 即系统里面已设置好的，一开机就进入的状态初态也是模态，例：G98、 G00上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,程序构成,程序段是由各种字组成的，例如：G01是一个字，其中G是地址，为英文字母，01是数字组合；F80是一个字，其中F是地址，为英文字母，80是数字组合上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,数控系统功能指令,GSK980TDa系统常用G功能,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,数控系统功能指令,2辅助功能（M功能）,辅助功能也称M功能，用以指令数控机床中的辅肋装置的开关动作或状态，辅助功能是由地址M及其后续数字（一般为两位数）组成 由于数控机床实际使用的符合ISO标准的这种地址符，其标准的程度与G指令一样不高，指定代码少，不指定和永不指定代码多，因此M功能代码常因数控系统生产厂家及机床结构的差异和规格的不同而有所差别。

因此，编程人员必须熟悉具体所使用数控系统的M功能指令的功能含义，不可盲目套用GSK980TDa数控车床常用的M代码： （1）程序停止指令M00 执行M00代码后，程序运行停止，显示“暂停”字样，按循环启动键后，程序继续运行上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,数控系统功能指令,（2）程序结束指令M30 该指令用程序的最后一段，表示工件已加工完毕机床运动停止，使数控系统处于复位状态，并返回至程序段开始 （3）主轴控制指令M03、M04、M05 M03、M04指令分别控制主轴的正转和反转并与S指令组合，可指令高速、低速的正反转M05指令主轴停止，并在该程序段中在其他指令执行完毕后才执行停止 （4）切削液控制指令M08、M09 M08为打开切削液，控制冷却泵的启动，M09用于关闭切削液 （5）子程序指令M98、M99 M98是调用子程序指令，M99是子程序结束返回指令上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,数控系统功能指令,3主轴功能（S功能）,主轴转速指令功能由地址S和其后的数字表示，目前有S2（两位数）、S4（四位数）的表示法，即S和S，一般的经济型数控车床一般用1位或2位约定的代码来控制主轴某一挡位的高速和低速，对具有无级调速功能的数控车床，则可由后续数字直接指令其主轴的转速（r/min）。

4刀具功能（T功能）,刀具功能也称为T功能，用于指令加工中所用刀具号及自动补偿编组号的地址字，其自动补偿内容主要指刀具的刀位偏差及刀具半径补偿在GSK980TDa数控车床中，其数控系统一般规定其后续数字为4位数，前2位为刀具号，后2位为刀具补偿的编组号或同时为刀尖圆弧半径补偿的编组号 例：T0203 表示将2号刀转到切削位置，并执行第3组刀具补偿值 T0100 表示将1号刀转到切削位置，不执行刀补，补偿量为零上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,数控系统功能指令,5进给功能（F功能）,在切削零件时，用指定的速度来控制刀具运动和切削的速度称为进给，决定进给速度的功能称为进给功能（也称F功能）对于数控车床，其进给的方式可以分为每分钟进给和每转进给两种1）每分钟进给 即刀具每分钟走的距离，单位为mm/min，与车床转速无关，其进给速度不随主轴转速的变化而变化这和普通车床的进给量概念有区别这种方式用G98配合指令（或不用指令），现大多数经济型数控车床都采用这种进给方式来指令有些初学者对F功能的数值的确定往往不合理，这主要是缺少切削方面的知识的缘故确定F值的公式如下： F值= 车床转速 所选进给量,上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,数控系统功能指令,上式适用于每分钟进给方式。

如车削一外圆，主轴转速分别定为400r/min和600r/min ，而进给量都选为0.3mm/r，则F值分别为F120和F180但相对于切削进给运动而言，它的恒定进给量都是一致的，不会因主轴转速的变化而变化车床转速和所选进给量，都是根据材料种类、直径大小、刀具的吃刀深度等因素而定的，与普通车床的进给量选择基本一致2）每转进给 即车床主轴每转一圈，刀具向进给方向移动的距离单位为mm/r，主轴每转刀具的进给量用F后续的数值直接指令，用G99配合指令，如G99 F0.3 表示主轴每转一圈,刀具向进给方向移动0.3mm，与普通车床的进给量概念完全相同其运行的速度是随主轴的变化而变化的上一页,下一页,返回,数控车床 程序设计、程序编写,作业 写出M03、M05、M30、S500、T0101、F60，这几个指令的意思数控车床 程序设计、程序编写,3.2 程序编写,上一页,下一页,返回,1,坐标系的设定,2,G00-快速定位,3,编写程序开始使用的功能（前三步的编写）,4,编程程序结束使用的功能（后三步的编写),5,编程举例,数控车床 程序设计、程序编写,坐标系的设定,G50 X（） Z（）； 、：刀尖距工件坐标系原点的距离。

工件安装在卡盘上，机床坐标系与工件坐标系是不重合的为了方便于编程，应建立一个工件坐标系，同。