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

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。

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

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

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

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

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。

程序段格式

机能 地址 意义程序段顺序号　 N 顺序地址符字母准备功能 G 由 G 后面两位数字决定该程序段意义

进给功能 F 刀具进给功能主轴转速功能 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

机能 地址 意义

尺寸字

地址字母

X、 Y、 Z 坐标轴地址指令

U、 V、W 附加轴地址指令

A、 B、 C 附加回转轴地址指令

I、 J、 K 圆弧起点相对于圆弧中心的坐标指令

表 3-1 （ a ） 非尺寸字地址字母

表 3-1 （ b ） 尺寸字地址字母表

程序字

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 0

0

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 G8

9G89

G89

侧镗循环

表 3-2 FANUC 0-TD 系统常用 G 指令表

续 表

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 0

0

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

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

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。

参考点编程要点

图 3-3 车床的机床原点

图 3-4 车床的工件原点

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。

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

　　

　　

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

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。

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。

小 结