数控车削编程基础知识

1. 数控车削编程基础知识 • 学习目标与要求 • 数控车削编程概述 • 部分指令的编程要点 • 参考点编程要点 • 坐标指令编程要点 • 部分功能指令的编程要点 • 程序编制中的数学处理 • 小 结

2. 学习知识目标 掌握数控车削编程的内容、种类和方法； 数控编程中程序的构成和常用的程序段格式； 了解典型数控系统的指令代码及部分指令的编程要点。

3. 数控车削编程概述 • 数控编程的内容 • 数控编程的种类 • 手工编程 • 自动编程 • CAD/CAM计算机辅助数控编程 • 程序的构成 • 典型数控系统的指令代码 • FANUC 0-TD系统 • SIMENS 802S/C 系统

4. 数控编程的内容 • 分析零件图、确定加工工艺 • 数值计算 • 编写零件加工程序单 • 程序输入数控系统 • 程序校对和首件试切

5. 程序的构成 • 基本编程术语 • 编程格式 • 程序字 • 主程序和子程序

6. 程序的组成 一个完整的程序，一般由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。 例如： 程序号O0100 N1 G0 Z100.000 N2 G17 T1 N3 G0 Z2.000 S2000 程序内容N4 G1 Z1-10.000 F200 M70 N5 G42 G46 A5.000 X50.000 Y5.000 G1 G60 M61 … N18 G0 Z100.00 程序结束N19 M30

7. 程序段格式 程序段中包含：程序刀具指令、机床状态指令、机床坐标轴运动方向（即刀具运动轨迹）指令等各种信息代码。 字地址可变程序段格式如下： N□□□□ G□ □ X□□… Y □□… Z□□… □□…□ 程序段号 准备功能 运动坐标 其他坐标 F□□□□ S□□□□ T□□□□ M□□ 工艺性指令 辅助功能 可见每个程序段的开头是程序段的序号，以字母N和4位（有的数控系统不用4位）数字表示，接着是准备功能指令，由G和两位数字组成。再接着是运动坐标；如有圆弧半径R等尺寸，放在其他坐标位置；在工艺指令中，F指令为进给速度，S指令为主轴转速，T指令为刀具号，M为辅助功能指令；还可以有其他的附加指令。

8. 程序字 机能 机能 地址 地址 意义 意义 尺寸字 地址字母 程序段顺序号　 X、Y、Z N 坐标轴地址指令 顺序地址符字母 准备功能 U、V、W G 附加轴地址指令 由G后面两位数字决定该程序段意义 A、B、C 附加回转轴地址指令 进给功能 F 刀具进给功能 I、J、K 圆弧起点相对于圆弧中心的坐标指令 主轴转速功能 S 指定主轴转速 刀具功能 T 指定刀具号 辅助功能 M 指定机床上的辅助功能 表3-1（a）非尺寸字地址字母 表3-1（b） 尺寸字地址字母表

9. G代码 组 功能 G代码 组 功能 A B C A B C G00 G00 G00 01 快速定位 G70 G70 G72 00 精加工工循环 G01 G01 G01 直线插补（切削进给） G71 G71 G73 外圆粗车循环 G02 G02 G02 圆弧插补（顺时针） G72 G72 G74 端面粗车循环 G03 G03 G03 圆弧插补（逆时针） G73 G73 G75 多重车削循环 G04 G04 G04 00 暂停 G74 G74 G76 排屑钻端面孔 G10 G10 G10 可编程数据输入 G75 G75 G77 外径/内径钻孔循环 G11 G11 G11 可编程数据输入方式取消 G76 G76 G78 多头螺纹循环 G20 G20 G70 06 英制输入 G80 G80 G80 10 固定循环取消 G21 G21 G71 公制输入 G83 G83 G83 钻孔循环 G27 G27 G27 00 返回参考点检查 G84 G84 G84 攻丝循环 G28 G28 G28 返回参考点位置 G85 G85 G85 正面镗循环 G32 G33 G33 01 螺纹切削 G87 G87 G87 侧面循环 G34 G34 G34 变螺距螺纹切削 G88 G88 G88 侧镗丝循环 G36 G36 G36 00 自动刀具补偿X G89 G89 G89 侧镗循环 表3-2 FANUC 0-TD系统常用G指令表 续 表

10. G代码 组 功能 G代码 组 功能 A B C A B C G37 G37 G37 自动刀具补偿Z G90 G77 G20 01 外径/内径车削循环 G40 G40 G40 07 取消刀尖半径补偿 G92 G78 G21 螺纹车削循环 G41 G41 G41 刀尖半径左补偿 G94 G79 G24 端面车削循环 G42 G42 G42 刀尖半径右补偿 G96 G96 G96 02 恒表面切削速度控制 G50 G92 G92 00 坐标系或主轴最大速度设定 97 97 97 恒表面切削速度控制取消 G52 G52 G52 00 局部坐标系设定 G98 G94 G94 05 每分钟进给 G53 G53 G53 机床坐标系设定 G99 G95 G95 每转进给 G54~G59 14 选择工件坐标系1~6 --- G90 G90 03 绝对值编程 G65 G65 G65 00 调用宏指令 --- G91 G91 增量值编程 续表3-2 FANUC 0-TD系统常用G指令表

11. 路径数据 暂停时间 G4 绝对/增量尺寸 G90，F91 程序结束 M02 公制/英制尺寸 G71，G70 主轴运动 半径/直径尺寸 G22，G23 主轴速度 S 可编程零点偏置 G158 旋转方向 M03/M04 可庙宇零点偏置 G54~G57，G500，G53 主轴速度限制 G25，G26 轴运动 主轴定位 SPOS 快速直线运动 G0 特殊车床功能 进给直线插补 G1 恒速切削 G96/G97 进给圆弧插补 G2/G3 圆弧倒角/直线倒角 CHF/RND 中间点的圆弧插补 G5 刀具及刀具偏听偏置 定螺距螺纹加工 G33 刀具 T 接近固定点 G75 刀具偏置 D 回参考点 G74 刀具半径补偿选择 G41/G42 进给率 F 转角处加工 G450/G451 准确停/连续路径加工 G9，G60，G64 取消刀具半径补偿 G40 在准确停时的段转换 G601/G602 辅助功能 M 表3-3 SIMENS 802S/C 系统常用指令表

12. 参考点编程要点 • 机床原点 • 机床原点又称机械原点，它是机床坐标系的原点。该点是机床上的一个固定的点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，通常用户不允许改变。机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点（图3-3中的O点）。 • 机床参考点 • 机床参考点是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂之前由机床制造商精密测量确定。 • 程序原点 • 程序原点是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点，有时也称为工件原点，是由编程人员根据情况自行选择的。在车床上工件原点如图3-4所示。

13. 图3-3 车床的机床原点 图3-4 车床的工件原点

14. 坐标指令编程要点 • 绝对坐标 • 刀具运动过程中，刀具的位置坐标以程序原点为基准标注或计量，这种坐标值称为绝对坐标。在程序中用G90指定。 • 增量坐标 • 刀具运动的位置坐标是指刀具从当前位置到下一个位置之间的增量。增量坐标也称为相对坐标。在程序中用G91指定。

15. 主轴功能（S功能） • （1）线速度控制（G96） （2）主轴转速控制（G97） （3）最 高速度限制（G50） • 刀具功能（T功能） • （1）采用T 指令编程 由地址功能码T和其后面的若干位数字组成 （2）采用T 、D指令编程 利用T 功能可以选择刀具，利用D 功能可以选择相关的刀偏 • 进给功能（F代码） • （1）在程序启动第一个G01或G02或G03功能时，必须同时启动F功能。 • （2）如果没有编写F 功能，则CNC采用F0；当执行G00指令时，机床将按设定的快速进给率移 动，与编写的F 指令无关。 • （3）F 功能为模态指令，实际进给率可以通过CNC操作面板上的进给倍率旋钮，在0~120％之间调整。 • 辅助功能（M代码） • 常用的M指令有： M00：程序停止 M02－程序结束 • M03、M04、M05　分别为主轴顺时针旋转、主轴逆时针旋转及主轴停止 • M06－换刀　　 M08－冷却液开　　M09－冷却液关 M30－程序结束并返回

16. 程序编制中的数学处理 • 数学处理的内容 • 数值换算 • 选择原点、换算尺寸 • 标注尺寸换算 • 基点与节点 • 坐标值常用的计算方法

17. 坐标值常用的计算方法 在手工编程的数值计算工作中，除了非圆曲线的节点坐标值需要进行较复杂和繁琐的拟合计算及其误差的分析计算外，其余各种计算均比较简单，通常借助具有三角函数运算功能的计算器即可进行。所需数学基础知识也仅仅为代数、三角函数、平面几何、平面解析几何中较简单的内容。坐标值计算的一般方法如图3-16所示。

18. 小 结 本章主要讲述了数控编程的方法、种类及程序的构成，介绍了数控车床中常见的FANUC 0-T数控系统程序指令。 以FANUC 0-T数控系统为例，介绍了S功能、F功能、T功能、M功能、部分G功能指令的编程要点，介绍了数控车床机床坐标系、机床参考点、程序原点的确定进行了说明，为后阶段理论与实践一体化学习、实训打下基础。