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第二章 数控编程 技术. 韩旻. 本章的学习目标 : ✽ 理解数控机床的基本功能 代码及其应用。 ✽ 学会数控车床和数控铣床 的编程。. 2.1 数控程序常用代码 1 . F 、 S 、 T 代码 1) . 进给功能代码 F 进给功能用于指定进给速度，由 F 代码指定，其单位为 mm/min ，范围是： 1mm/min — 15 000mm/min( 公制 ), 0.01in/min — 600.00in/min （英制）。
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第二章 数控编程技术 韩旻
本章的学习目标: ✽理解数控机床的基本功能 代码及其应用。 ✽学会数控车床和数控铣床 的编程。
2.1 数控程序常用代码 • 1 . F 、 S 、 T 代码 • 1) .进给功能代码 F • 进给功能用于指定进给速度，由F 代码指定，其单位为mm/min，范围是：1mm/min—15 000mm/min(公制), 0.01in/min—600.00in/min（英制）。 • 进给速度根据零件的加工精度、表面粗糙度和刀具、工件的材料选择，最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。在精度要求较高时，进给量应选小一些，一般在20mm/min—50mm/min 范围内选取。
2). 主轴转速功能代码S • S 功能用于设定主轴转速，其单位为每分钟多少转 ，范围是：0 rpm 一9 999rpm 。S 后可直接指定4 位数的主轴转速值，也可指定2 位数表示主轴转速的千位和百位。主轴转速的公式为： • 其中：D 为工件或刀具的直径（mm ) ; v 为切削速度（m / m in ) ，由刀具耐用度决定，一般为100—200m/min ; n为主轴转速（rpm ）。根据计算值选用机床对应的标准主轴转速，然后用S 代码编人程序。
3). 刀具功能代码T • T 功能用于选择刀具号，其范围是T00 --T99 。数控机床要求刀具强度、刚度好，耐用度高，刀具的尺寸稳定，排屑性能好，安装调整方便。同时还应考虑工件材料的性质、机床的加工能力、加工工序、切削用量及有关因素等。在加工内轮廓时，要注意刀具半径应小于轮廓曲线的最小曲率半径。在自动换刀机床中，要预先测出刀具的结构尺寸和调整尺寸，以便在加工时进行刀具补偿。
2.2 准备功能― G 功能 • 准备功能用于指令机床各坐标轴的运动。准备功能有两种代码，一种是模态代码，一旦指定将一直有效，直到被另一个模态码取代;另一种是非模态码，只在本程序段中有效。ISO 标准规定G代码共有100种，G00—G99 ，G 代码根据其控制功能分成数组，如01组—刀具运动功能组；07组、08组为刀具补偿组。 • 同一程序段中不能有两个同一组代码。
2.3 辅助功能― M 功能 • 辅助功能用于指令机床的辅助操作，如主轴的启动、停止，冷动液的开、关等。ISO 标准规定M代码共有100种，M00—M99。M代码分为前指令代码和后指令代码, • 其中前指令码可以和移动指令同时执行。例如，G01 X10.0 M03 表示在X方向刀具移动的同时主轴也旋转。而后指令码必须在移动指令完成后才能执行。例如G01 X10.0 M05 表示刀具在X方向移动10.0mm 后主轴才停。 M指令因生产厂家及机床结构和规格的不同而异，但与标准规定出入不大。
常用的M代码有：M00 程序停止指. M02 程序结束指令。 M30 程序结束并返回。比M02多一个返回程序首行的功能。 以上M00 M02 M30均为后指令代码。在完成其它指令后，用于停止主轴转动 、进给和切削液，编在最后一个程序段中，M02为后指令代码。
M03 M04 分别为主轴正转，反转指令。二者均为前指令代码。 • M05 主轴停止指令。后指令代码。 • M06 换刀指令。后指令代码。 • M07 、 M08冷却液开指令。 • M09 冷却液停指令 • M19主轴定向停止指令。它使主轴准确停在预定的角度位置上。
2．4．程序的结构和格式 • 一个完整的零件程序由若干程序段组成，每个程序段由若干个指令组成。指令字表示一个信息单元，每个指令字又由字母（地址符）、数字、符号组成。下面以某一个零件的加工程序为例进行说明: • % • O0001 • N0005 G91 G00 G17 S1000 M03； • N0010 G41 X2.0 Y1.0； • N0015 G01 Z-5.0 F100； • ………………………… • N0100 M30 • %
1．%是程序开始和结束的标记。 • 2．程序号 • O0001是程序编号，放在程序的开头，相当于文件名,便于从数控装置的程序存储器中检索、调用该加工程序。程序号的范围从O000到O9999。 • 3．程序段号 • N0005表示程序段号，由N后跟1-4位数字组成，采用二进制、五进制或十进制,用作程序段检索、人工查找或宏程序中的无条件转移。 • 4．程序段格式 • 程序段是程序的最主要部分，通常由地址N加上后缀数字开头，再加上其他地址及后缀数字，并以标记“；”表示程序段结束。程序段格式是指在同一程序段中的指令字、字符和数字的排列顺序的规则。不同数控系统的程序格式往往不同，所以编程时必须按数控系统要求的格式编写程序段，否则会产生出错报警，停止运行。
2.5 常用基本数控指令及应用1） 快速点定位指令 G00,指令格式：G00α-β- 式中α-β-为目标点的坐标。 注意：应用时该指令不指定进给速度，其快进速度由系统设定。2）直线插补指令G01 指令格式：G01α-β-F- ， 式中α-β-为直线终点的坐标，F- 为合成进给速度。
3 ）绝对坐标G90 相对坐标G91指令。 • G90后的运动坐标均为相对编程原点的绝对坐标值 ；G91后的运动坐标均为相对于起点的相对坐标值。二者均为模态代码， 常用在程序开头段，与G00一起使用。
4）圆弧插补指令G02 G03指令格式： • G02（G03）X-Y-(I-J-)R- F- • G02（G03）X-Z-(I-K-)R- F- • G02（G03）Y-Z-(J-K-)R- F- G02 为顺圆插补指令，G03为逆圆插补指令。其后的X, Y ,Z 坐标为圆弧终点坐标，可以是相对坐标，也可以绝对坐标，取决于G90 或G91.
I, J, K 为采用圆心方式时的圆心相对于圆弧起点的坐标。 • 也可采用圆弧半径R编程。但是由于过二点并已知圆弧半径的圆弧有二个，因此规定圆弧所对圆心角大于180度时，R为负。相反为正。
2.6用数控代码编制零件加工程序 • 一般数控编程分三个主要阶段： • 工艺处理 : 确定加工工艺，选择机床。 • 数学处理 ：轮廓坐标计算。 • 手工编程或应用CAM软件编程。
例题1图：下图所示平面轮廓零件（板厚δ5），工件上表面z=0，编制其数控加工程序。例题1图：下图所示平面轮廓零件（板厚δ5），工件上表面z=0，编制其数控加工程序。
例题1：起刀点 设在（210，0，10），走刀路线逆时针。 • N0010 G92 X210.0 Z10.0 • N0020 S15 M03 • N0030 G90 G01 Z-20.0 F300 M07 • N0040 Y40.0 • N0050 (G17) G03 X150.0 Y100.0 R60.0 ( I-60.0 J 0.0 ) • N0060 G02 X120.0 Y60.0 R50.0 • N0070 G01 Y0 • N0080 X220.0 M09 • N0090 G00 Z10.0 • N0100 X0 Y0 • N0110 M02
例题2：立式铣床上精铣下图所示平面轮廓零件（板厚δ5），选择适当切削参数，编制其数控加工程序。例题2：立式铣床上精铣下图所示平面轮廓零件（板厚δ5），选择适当切削参数，编制其数控加工程序。
设工件坐标系原点建立在19,30斜角尺寸线交点处，工件上表面Z= -5, 走刀路线:顺时针。 • N0010 G92 X0 Y0 Z0 • N0020 G90G00 Z20 S15M03 • N0030 Y30 M07 • N0040 G01 Y60 F150 • N0050 G02 X30Y90 R30 • N0060 G01 X64 • N0070 G02 X104Y50 R40 • N0080 G01Y28
N0090 X65 • N0100 G03 X40 Y3 R25 • N0110 G01 Y0 • N0120 X19 • N0130 X0Y30 • N0140 G00X0Y0 M09 • N0150 Z0 • N0160 M02
