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数控编程基础参考模板
单元3数控编程基础
一、教学目的:
理解并掌握数控机床的坐标系统的规定,理解对刀理论,掌握数控机床常用数控加工指令、刀具半径补偿功能、子程序功能。
02
二、教学安排与内容:
内容
知识点
学习要求
建议学时
数控编程槪述
数控编程工作流程
熟悉
16
数控编程的坐标系统
JB3051-82的规定
理解并重点掌握
对刀操作理论及步骤
G54对刀操作理论
理解并重点掌握
常用数控加工指令
G90、G91、GOO、G01
常用数控加工指令
G02、G03
•咆点学:
握
刀具半径补偿功能
G40、G41.G42
理解并重点掌握
子程序功能
M98PXXXXLX
掌握
课题二:
数控编程基础
标题:
数控机床坐标系统及数控铳床的G54指令的对刀
教学目的:
熟悉数控编程的工作过程,理解并掌握坐标系统、对刀以及各种加工指令。
2.教学安排^
(一)新课教学知识点与重点.难点:
数控机床的坐标系统
(理解)(中、高级数控车铳考证要求知识点〉
数控机床的分类
(-)新课教学重点、难点:
G54对刀的实质
三、新课内容:
3.1数控编程概述(5分钟)
刀具
方実
若用刀具
刀具測
多媒体教
室
用数控机床加匸零件时,是按照事先编制好的加匸程序自动地对被加匸零件进行加工。
人们将这些能控制机床进行加丄的数字信息•归纳、综合成方便的指令代码,按工件图纸及工艺要求将这些指令代码有序地排列,即组成数控加工程序.数控编程工作框图如下:
3.2数控编程的坐标系统(80分钟〉
3.2.1JB3051-82的规定:
1.坐标和运动方向命名的原则:
永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动.
2.标准坐标系的规定
9/38
多媒体教
学
3・运动方向的确定
正方向:
刀具远离工件的方向
□Z坐标的运动
标准规定:
Z轴与主轴轴线〃或重合。
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。
□X坐标的运动
标准规定:
X坐标一般是水平的,〃工件的装夹面。
严对于工件旋转的机床(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,且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。
厂对于刀具旋转的机床(铳床、钻床.镇床等)。
■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。
提示+讨论的教学方式
总结归纳
□Y坐标
”利用已确定的X、Z坐标的正方向,]iJ匸则或仃「螺旋法则,确定Y坐标的正方向。
■右手定则:
人姆指指向+X,中指指向+乙则+Y方向为食指指向。
■右手螺旋法则:
在XZ平面,从Z至X,姆抬所指的方向为+y。
□旋转运动A.B和C
绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C衣示,坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。
322机床原点与机床参考点
1.机床原点
机床原点是指在机床上设置的一个固定点,即机床坐标系的原点。
它在机床装配、调试时就已确立下来,是数控机床进行加工运动的基准参考点。
实例说明
性讲解
01
4
敎控车床坐标系
/机廉虑点
Z3
>乙
J-*天3
在数控车床上,机床原点一般取在卡盘后端面与主轴中心线的交点处,同时.通过设■参数的方法,也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位■上。
2•机床参考点
在数控铳床上,机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。
回顾+总
结式教学
方式
用于对机床运动进行检测和控制的固上位置点。
英位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的,坐标值已输入数控系统中。
因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。
通常在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。
而数控铳床上机床原点和机床参考点是重合的。
数控方I床开机时,必须先确定机>床原点,而确定机床原点的运动就是回参考点的操作,这样通过确认参考点,就确定了机床原点。
只有机床参考点被确认后,机床原点才被确认,刀具(或工作台)移动才有基准。
机床原点的建立:
用回零(或回参考点)方式建立,刀架带动挡铁压下行程开关2、4时,相应机床坐标清零,指示灯亮。
回零(或回参考点)的实质是建立机床坐标系。
3.2.3工件坐标系、程序原点和对刀
1.工件坐标系
工件坐标系是编程人员在编程时设左的坐标系,也称为编程坐标系。
通常编程人员选择工件上的某一已知点为原点,建立一个新的坐标系,称为工件坐标系。
该坐标系的原点称为程序原点或编程原点。
工件坐标系一旦建立便一直有效,直到被新的工件坐标系所取代。
2.程序原点
工件坐标系的原点,它是零件图上最重要的基准点.一般用G92或G54Y59指吐其选择原则:
应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上;尽可能选在尺寸精度高、粗糙度低的表面上;
量好选择在对称中心上・
3•对刀——建立工件坐标系与机床坐标系的关系
编程人员在编制程序时,只要根据零件图样就可以选立编程原点、建立编程坐标系、计算坐标数值,而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。
对于加工人员来说,则应在装夹工件、调试程序时,将编程原点转换为加工原点,并确圧加工原点的位置,在数控系统中给予设定(即给出原点设上值),然后就可以自动加工了。
对刀是指零件被装夹到机床上之后,用某种方法获得编恋原点在机床坐标系屮的位置(即编程原点的机床坐标值)。
•数控铳床G54对刀操作步骤:
❖U准备工作
机床回参考点,确认机床坐标系;
2、装夹工件毛坯并对刀
通过夹具使零件定位,并使工件定位基准面与机床运动方向一致;
从X(Y)负向向正向移动(T),工件原点的X向机床坐标值:
X二X(对刀点)+刀具半径+塞尺厚+工件长度的一半;
必从X(Y)正向向负向移动(J),工件原点的X向机床坐标值:
X二X(对刀点)-刀具半径-塞尺厚-工件长度的一半;
•:
•从Z正向向负向移动(J),工件原点的Z向机床坐标值:
Z二Z(对刀点)-塞尺厚。
3、对刀测虽:
用简易对刀法测虽,方法如下:
用直径为4)10的标准测虽:
棒、塞尺对刀,得到测虽值为X二-437.726,Y二-29&160.Z二-31.833,如图所示。
•4、计算设定值将前面已测得的各项数据•按设定要求运算。
X坐标设定值X二-437.726+5+0.1+40二-392.626mm;Y坐标设定值Y二
-298.160+5+0.1+46.5=-246.46mm;Z坐标设定值Z=-31.833-0.2
=-32.033mmo
•:
设定加工坐标系
在MDI方式下,进入加工坐标系设定页面。
输入数据:
X=-392.626Y二-246.460Z=-32.033
6、校对设定值
对于初学者,在进行了加工原点的设定后,应进一步校对设定值,以保证参数的正确性。
校对工作的具体过程如下:
在设定了G54加工坐标系后,MDI方式运行G54指令,再进行回机床参考点操作,其工件坐标显示值应为:
X+392.626,Y十246.460,Z+32.033。
这反过来也说明654的设定值是正确的。
%A眾点
先编程,再演示对刀过程并自动加工
(三)新课小结^(5分钟)
1、数控机床标准坐标系是按右手迪卡尔直角坐标系规左的。
2、对刀的实质就是获得工件原点的机床坐标值,并通过相应的界而输入数控系统。
四、作业,五、教学后记:
本次课主要是让学生了解数控机床坐标系统及对刀理论,理解工件坐标系和机床坐标系的关系,采取多媒体教学方式,边演示边讲解。
课题三:
数控编程基础
03
标题:
常用数控指令G90.G9kGOO.G01
一、教学目的:
理解并掌握G90、G91、GOO、G01的格式及编程方法。
二、教学安排^
(一)新课教学知识点
G90、G91、GOO、G01的编程格式及用法
(二)新课教学重点、难点:
G90、G91、GOO、G01的用法
三、新课内容:
3.3数控编程的内容及步骤
多媒体
教室
3.4程序格式及代码
字符是用来组织、控制或表示数拯的一些符号,如数字.字母、标点符号、数学运算符等。
数控系统只能接受二进制信息,所以必须把字符转换成8bit信息组合成的字右,用弋”和T组合的代码来表达。
国际上广泛采用两种标准代码:
(1)ISO国际标准化组织标准代码
(2)EIA美国电子工业协会标准代码
这两种标准代码的编码方法不同,在大多数现代数控机床上这两种代码都可以使用,只需用系统控制而板上的开关来选择,或用G功能指令来选择。
1.程序的结构
02000;程序号
%1000:
HNC-21M
N01G9OG92XOYOZ5;
NO2G91G17GOOX-85Y-25;程序内容
NO3S400MO3;
N04Z-10M08;
NO5GO1X85F3OO:
N06GO3Y5OIOJ25;
NO7GO1X-75;
NO8Y-60;
N09GOOZ1OM09;
N10G90XOYO;
NilMO5;
N12M3O;程序结束
2.程序段格式
目前广泛采用的是地址符可变程序段格式(或者称字地址程序段格式〉,其编排格式如下:
N_G_X_Y_Z_I_J_K_P_Q_R_A_B_C_F_S_T_M_LF
这和格式启特点是:
□程序段中的每个指令字均以宇母(地址符)开始,其后再跟数字或无符号的数字。
□指令字在程序段中的顺序没有严格的规定,即可以任总顺序的书写。
口不禰要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。
因此,这种格式具有程序简单、可读性强,易于检査等优点。
提示+讨论的教学方式
3・编朴描令简介夕G指令——准备功能
作用:
规泄机床运动线型、坐标系、坐标平而、刀补、刀偏.暂停等多种操作。
组成:
G后带二位数字组成。
100种模态(续效)指令与非模态指令。
指——辅助功能
作用:
控制机床及其辅助装置的通断的指令。
组成:
M后跟两位数字组成。
100种。
>F.S、T指令
1)F指一定进给速度指令(续效指令)
■讥接代啊法:
F后带若干位数字,如F150.F350等。
后面所带的数字表示实际的速度值,上述两个指令分别表示F=150mm/min:
F=350mm/min。
2)S指令(切削速度)一旨定主轴转速指令(续效指令)
组成:
同F,如S1、S3或S500、S800等。
单位:
r/min
3)T指一定加工刀具号的指令。
T后跟四位数字,如T0101.T0203等。
T0101表示选择1号刀具1号刀补号。
,尺寸指——定的刀具沿坐标轴移动的方向和目标位置的指令。
组成:
由在XYZ,(Ljk"ABC后带符号的数字组成。
如X100.Y-20等。
单位:
数控系统规定的单位,如mm、秒.微秒、度等。
3.5数控编程常用指令及其格式
1.绝对坐标编程与增屋(相对)坐标编程
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左的。
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星,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,默认是前次状态。
图中A、B两点的编程值在绝对坐标编程中为:
A(10,20)、B(25,50),在相对坐标编程中:
A(0,0)、B(15,30)
2.公制/英制单位选择
编程指令及格式:
HNC-21:
G21(G20)
FANUC:
G21(G20)
SIEMENS:
G71/G70
3.
总结归纳
每转/每分钟进给量
HNC-21:
每转进给量:
编程格式G95F…单位为mm/r
例:
G95F0.2表示进给量为0.2mm/c
每分钟进给量:
编程格式G94F…单位为mm/min,默认
例:
G94F100表示进给量为lOOmm/mino
FANUC:
G99(默认)/G98SIEMENS:
G95/G94(默认)
4.G00—(快速左位)点定位快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置,其移动速度由参数来设定。
指令执行开始后,刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动,最后减速到达终点。
注总:
在各坐标方向上有可能不是同时到达终点。
刀具移动轨迹是几条线段的组合,不是一条直线:
:
例如,在FANUC系统中,运动总是先沿45。
角的直线移动,最后再在某•轴单向移动至目标点位置,如图所示编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况,以避免加工中可能出现的碰撞。
书写格式:
GOOX(U)・.・Z(W)..・式中X、Z值是快速点定位的终点坐标值
例如右图:
从A点到B点快速移动的程序段为:
G90GOOX20.0Y30.0或G91GOOX-10.0Y-20.0
5.G01—直线插补所谓插补就是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求,在轮廓的起点和终点之间确定•些中间点的方法,这种方法称为插补方法或插补原理。
G01是指令刀具(或工
件)以输入的进给速度,直线移动到程序中的目标点,其程序段格式为:
G01X(U)・・・Z(W)・・・F...
G01是续效指令,可被G00>G02或G03取代。
再如图所示用G01编程的指令为:
绝对方式编程:
G90G01X20Y30F100增量方式编程:
G91G01X-10Y-20F100
例1:
数控铳床
>车削或铳削:
GOO、G01编程举例
原则:
尽量釆用切向切入/出,不用径向切入/出,以避免由于
%2001
切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量.
G54G90GOOZ50
M03S500
XOY0;②
Z5;③
X20Y2:
④
G01Z-13F80;⑤
F100;⑥
Y40
X10
Y60
X30
X40
X50
X70
Y40
X60
Y10
X12;⑥
GOOZ5;⑦
XOYO;⑧
Z50M05;⑨
M30
Y50
Y60
径向切入
60•
50•
40
30-
20•
10•
N2Z50:
N3M03S1000:
N4GOOX-30Y-25Z2:
N5GO1Y25Z-2F50:
刀具斜线下刀至Z-2mm处
N6X30F100;
N7Y-25:
N8X-30:
N9Y25;
N10G00Z100:
N11XOY0:
N12M05;
N13M30;
例3:
数控车床GOO、G01编程举例
%2002
T0101
M03S600
G90GOOX32Z0
G01XOF80
GOOZ2
X26
h
£0・0・0聖
G01Z-30F100
X32
IO
8
GOOZ2
X22
GO1Z-30
X32
GOOZ2
X20
S800
GO1Z-30F80
X32
GOOX80Z1OOMO5
M30
(三)新课小结:
1、理解并掌握常用指令G90.G91、GOO、G01的指令格式及使用方法。
2、会使用G90、G91、GOO、G0I指令编程。
四、作业:
P86:
4-41.P193:
7・37
五.教学后记:
本次课主要是让学生理解掌握G90、G91.GOO、G01指令的编程格式及用法,采取多媒体教学方式,讲练结合。
课题四数控编程基础
标题:
常用数控指令G90.G9UGOO、G01编程训练
04
一、教学目的:
G90、
G91、GOO、G01的格式及编程方法训练。
2.教学安排^
(一)新课教学知识点
G90、G91、GOO、G01的编程格式及用法
(二)新课教学重点、难点:
程序的编写框架。
三、新课内容:
例1:
数控铳床G90.G91、GOO、G01指令编程举例。
G01X80
Z50M05;快速退至安全高度,主轴卡
%2003
G54
M03
X15
Z2:
G01
G91
G90GOOZ50
S500
Y20:
②
③
Z-5FSO:
④
Y25:
⑤
X25:
⑥
Y-25:
⑦
X-25:
⑧
G90Z2:
⑨
GOOX62;
G01Z-5FSO;④
36
inCM
泄.A
-TO
G91Y25:
⑤
X25:
⑥
Y-25;⑦
X-25;⑧
Z2:
⑨
X36Y62;
Z-5F80:
④
Y25:
⑤
多媒体
G90
G00
G01
G91
X25:
⑥
Y-25:
⑦
X-25:
⑧
G90Z2;⑨
GOOZ50M05:
M30
教室
提示+讨
论的教学
方式
总结归纳
例2:
数控车床G90、G91.GOO.G01指令编程举例,精加工如图所示的零件外轮廓。
%2004
T0101M03S800
G90GOOX32Z2
N10X12
G01X20Z-2F100
Z-24
X22
N20X30Z-44
GOOX80Z100M05
M30
3.2/
2x45。
其余'丿
/
/
、
-
CM-e-
A
24±0.1
14
od
练习1、2:
数控车床G90.G91、GOO、G01指令编程练习,精加工零件轮廓。
6SO82
0
练习3.4:
数控铳床G90.G9KGOO.G01指令编程练习,精加工。
(三)新课小结:
1、理解并掌握索本指令的格式及用法。
2、会用所学的指令编程。
四、作业:
五.教学后记:
本次课主要是训练学生会建立程序框架,正确运用基本指令进行编程的能力,采取多媒体教学方式,边讲解边练习再总结的教学方式。
05
课题五:
数控编程基础
标题:
常用数控指令G02.G03
一、教学目的:
理解并掌握G02、G03的格式及编程方法。
二、教学安排^
(一)新课教学知识点
GO2.G03的编程格式及用法
(二)新课教学重点、难点:
G02、GO3的判别、I、J、K的使用
3.新课内容:
6.G17,G18,G19——插补平而选择(50分钟)
口坐标平而指左指令。
G17,G18,G19分别表示规左的操作在XY'MYZ坐标平而内。
多媒体
教室
□程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规泄书写。
□这类指令为续效指令,缺省值为G17。
□当存在刀补时,不得变换定义平面。
口考虑加工方便.Z坐标可单独编程,
不必考虑平面的定义•但编入二轴联动时,必须考虑平而选择问题。
7.G02—顺时针圆弧插补:
G03—逆时针圆弧插补G02/G03是指定刀具(或工件)以输入的进给速度F,
以圆弧形式移动到程序中的目标点,圆心点坐标通过插补参数匚J.K或圆弧半径值R确定」
G17G02/G03X...Y...I...J...(R…)F…
G18G02/G03X...Z...I・・•K...(R…)F...
G19G02/G03Y…Z…J...K...(R…)F...
(1)顺、逆时针圆弧判别方法:
从平面以外的第3轴的正向看圆弧的插补方向,顺
提示+讨
论的教学
方式
时针为正.逆时针为负。
(2)KJ的使用
一般的数控系统规定,圆心的坐标值(I、J、K)釆用增量坐标值(是圆心相对于起点的增
提示+讨论的教学方式
两例匚J使用的练习
(3)使用半径R编程时应注意:
(1)对整圆而言,圆弧起始点就是终点,不能使用半径编程。
(2)输入半径若为正值如R30则表示小半圆弧,若为负值如R-30则表示大半圆弧。
因为由起点到目标点,按同一方向(顺时针方向或逆时针方向)以半径彳作圆,有两种答案,故规定圆心角cx>180°时,值用负值表示,a^l80°时.水值以正值表示,如下页图所示。
总结归纳
G03指令编程举例。
(45分钟)
从平面以外的第3轴的正向看圆弧的插补方向,顺时针为
G03指令编程举例,精加工如图所示的零件外轮廓。
例3:
数控铳床GOO、GOKG02.
%2003
G54G90GOOZ50
M03S500
XOY0;②
Z5;③
X60Y30:
④
G01Z-27F80;⑤
G91Y50F100:
⑥尸
G03X40Y40R40;⑦
G01X80:
⑧
Y-60;⑨
G02X-20Y-20R20;⑩
G01X-110:
11
G90GOOZ5;12
XOYO;13
Z50M05:
M30
(4)应用于数控车床的情况:
符合顺、逆时针圆弧判别方法:
正,逆时针为负。
例4:
数控车床GOO.G01>GQ2.
%2004
T0101
M03S800
G90GOOX32Z2
N10G01
G02
G01
X12
Z■&202F100
X18Z-11.202R3
X20
Z-25.202
G03
N20
GOO
X80
M30
X28Z-35R14
G01Z-48
X32
Z100M05
1
N叫/
54
1
1
G2
-N10
二二二程序起始点
•换刀点
(三)新课小结:
(5分钟)
1、理解并掌握圆弧插补的指令格式以及顺圆和逆圆指令的判断。
2、会用圆弧插补指令编程・
四.作业:
P87:
4・43;P193:
7・39
G3
五.教学后记:
本次课主要是让学生理解并掌握圆弧插补指令编程。
采取多媒体教学方式,进行边演示边讲解的教学方式。
课题六:
数控编程基础
标题:
常用数控指令G02.G03编程训练
06
一、教学目的:
GO2、G03的格式及编程方法训练。
二、教学安排^
(一)新课教学知识点
GO2.GO3的编程格式及用法
(二)新课教学重点.难点:
G02.GO3的用法
3.新课内容:
(95分钟〉
练习1、2:
数控铳床GOO.GOKG02、G03指令编程练习,加工深度2mm,画出加工轨迹。
tY
60
多媒体
教室
S010.05
提示+讨
论的教学
方式
提示+讨论的教学方式
总结归纳
实例说
明性讲
解
(三)新课小结:
(5
- 配套讲稿:
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