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1、數(shù) 控 技 術,,華中科技大學機械科學與工程學院,1,2.1 概述 2.2 指令及程序結構 2.3 編程應用舉例 2.4 自動編程,第2章 數(shù)控加工程序編制,2,主要內(nèi)容,2.2 指令及程序結構,2.2.1 指令字和地址 2.2.2 程序結構 2.2.3 部分指令詳解,3,主要內(nèi)容,1) 指令字,例如: G01 X100 Y100,程序的最小功能單元,由文字、數(shù)字、符號以及它們的組合組成,數(shù)控系統(tǒng)操作指令的總稱，又稱指令或編程指令,2.2 指令及程序結構,2.2.1 指令字和地址,2) 地址,指令中的信息單位，如G、M、X、Y、Z等。,4,主要內(nèi)容,,2.2 指令及程序結構,5,,主要內(nèi)容,,
2、常用地址碼及其含義,2.2 指令及程序結構,6,主要內(nèi)容,2.2 指令及程序結構,功能：規(guī)定機床運動線型、坐標系、坐標平面、補償、暫停等操作。 組成：G后帶二位數(shù)字組成，共有100種（G00G99）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。 示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18，G54等。,2.2.1.1 準備功能G指令,說明：隨著數(shù)控技術的發(fā)展，一些數(shù)控系統(tǒng)中G指令已有用三位數(shù)字表示，超過100種。,7,主要內(nèi)容,2.2.1.2 輔助功能M指令,2.2 指令及程序結構,功能：控制機床及其輔助裝置的通斷的指令。 如開、停冷卻泵；主軸正反轉、停轉；程序結束等。 組成：M后帶二位數(shù)字
3、組成，共有100種（M00M99）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。 示例：M02，M03，M08等。,說明：隨著數(shù)控技術的發(fā)展，一些數(shù)控系統(tǒng)中M指令已有用三位數(shù)字表示，超過100種。,8,主要內(nèi)容,F 指令 指定（合成）進給速度指令 組成：F 后帶若干位數(shù)字，如F150、F3500等。 其中數(shù)字表示實際的合成速度值。它是摸態(tài)指令。,2.2 指令及程序結構,2.2.1.3 F、S、T指令,S指令（切削速度）指定主軸轉速指令 組成：S 后帶若干位數(shù)字，如S500、S3500等。 其中數(shù)字表示實際的主軸轉速值。它是摸態(tài)指令。,T、D 指令 組成：T、D 后跟兩位數(shù)字，如 T11、D02等。
4、 指定刀具號和半徑存放寄存器號指令。,9,2.2 指令及程序結構,尺寸指令 X、Y、Z 、U、V、W指令 指定直線坐標軸、移動方向和目標位置指令。 組成：后帶符號的數(shù)字組成。如X100.987、 Y-340.6542等 ，其中數(shù)字表示沿由字母指定的坐標軸運動的目標位置值,符號表示運動的方向。 單位：mm、m（公制）或 inch（英制） 。視用戶 選定的編程單位而定。,2.2.1.4 其他指令,10,2.2 指令及程序結構,I、J、K、R 指令 圓弧插補圓心位置和半徑指定指令。 組成：后帶符號的數(shù)字組成。如I10.321、J-34.542、R30.839等 ，其中帶符號數(shù)字表示圓心
5、位置或半徑值。 單位：mm、m（公制）或 inch（英制） 。 視用戶選定的編程單位而定。,11,主要內(nèi)容,程序名和子程序調用指令 用于給子程序命名和在主程序中調用該子程序，該指令的標準化程度不高，不同系統(tǒng)有不同的規(guī)定。 組成： 子程序名指令地址符（字母或符號，如O、%等）后帶若干數(shù)字組成； 子程序調用指令 地址符 +調用子程序名部分 +調用次數(shù)部分。 示例： M98P08L12（FANUC、華中數(shù)控系統(tǒng)）,2.2 指令及程序結構,12,主要內(nèi)容,程序段標號，程序段結束字符以及變量 組成： 程序段標號指令:地址符 N 后帶若干數(shù)字組成； 程序段結束指令:每一個程序段都應
6、有結束符，它是數(shù)控系統(tǒng)編譯程序的標志。常用的有：“ * ” 、“；”、“LF”、“NL”、“CR”等, 視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。 變量: 為簡化編程有些系統(tǒng)還允許采用變量編程，從而可簡化編程。它由地址符（字母或符號，如#、R等）后帶若干數(shù)字組成。,2.2 指令及程序結構,13,主要內(nèi)容,2.2 指令及程序結構,2.2.1 指令字和地址 2.2.2 程序結構 2.2.3 部分指令詳解,14,主要內(nèi)容,程序的組成 一個完整的數(shù)控加工程序由程序名、程序體和程序結束三部分組成. %0001； 程序名 N01 G92 X50.0 Y20.0 ； N02 ； N03 ；
7、程序體 N04 ； N05 ; M30 ； 程序結束,2.2 指令及程序結構,2.2.2 程序的結構,15,主要內(nèi)容,程序名 程序名是一個程序必需的標識符。 組成：由地址符后帶若干位數(shù)字組成。地址符常見的有： “%”、“O”、“P”等，視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。 示例：國產(chǎn)華中I型系統(tǒng) “%”，日本FANUC 系統(tǒng) “O”。 后面所帶的數(shù)字一般為48位。 如：%2000,2.2 指令及程序結構,16,主要內(nèi)容,程序體 它表示數(shù)控加工要完成的全部動作，是整個程序的核心。 組成：它由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令構成。 程序結束 它是以程序結束指令M02 或M30
8、，結束整個程序的運行。,2.2 指令及程序結構,17,主要內(nèi)容,程序段的一般格式 定義：程序段中指令的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式。 目前廣泛采用地址符可變程序段格式（字地址程序段格式） N03 G91 G01 X50 Y60 F200 S400 M03 M08 ；,程序段號,G指令,尺寸指令,進給速度指令,主軸轉速指令,M指令,程序段結束符,2.2 指令及程序結構,18,主要內(nèi)容,地址符可變程序段格式的特點： 程序段中的每個指令均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字。 指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫 。 上段相同的摸態(tài)指令
9、（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不寫。,2.2 指令及程序結構,19,主要內(nèi)容,在一個零件的加工程序中，若有一定量的連續(xù)的程序段在幾處完全重復出現(xiàn)，則可將這些重復的程序串單獨抽出來，按一定的格式做成子程序。,主程序： N01； N02； N11 調用子程序1； N28 調用子程序8； NM02 ； 子程序1： N01； NM99 ； 子程序8： N01; NM99 ；,,主程序與子程序,2.2 指令及程序結構,20,,主要內(nèi)容,,主程序和子程序的關系,,O1000； M98P0020; M30;,,O0020； M98P0010 M99;,,
10、,,,,O0010； M99;,子程序,主程序,子程序,2.2 指令及程序結構,21,O2002 N01 G91 G00 G41 D01 X-50 Y25 S400 M03 M08 ； N02 M98 P01 L10 ； N03 G40 M02 ； O0001 N01 G00 Z-25 ； N02 G01 Y-50 F100 ； N03 X50 ； N04 G03 Y50 J25 ； N05 G01 X-55 ； N06 G00 Z25 ； N07 X165 ； N08 M99 ；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
11、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,50,160,,,,,,,,,,,,,,,,R25,50,190,,70,,,10,,16010=1600,,,,對刀點,2.2 指令及程序結構,22,主要內(nèi)容,2.2 指令及程序結構,2.2.1 指令字和地址 2.2.2 程序結構 2.2.3 部分指令詳解,23,2.2.3.1 與坐標系有關的指令 2.2.3.2 與控制方式有關的指令 2.2.3.3 刀具補償指令 2.2.3.4 暫停指令 2.2.3.5 輔助功能指令 2.2.3.6 其它功能指令 2.2.3.7 宏指令,2.2.3 部分指令詳解,2.2 指令及程序結構,24
12、,2.2.3.1 與坐標系有關的指令,作用：規(guī)定是絕對值編程還是相對值編程。,G90功能:絕對值編程，每個編程坐標軸上的編程值是相對于程序原點的距離。,G91功能:相對值編程，每個編程坐標軸上的編程值是相對于前一位置而言的，該值等于沿軸移動的距離。,性質：G90、G91為模態(tài)功能，可相互注銷，G90為缺省值。,1）坐標編程方式指令:G90/G91,2.2 指令及程序結構,25,,要求刀具由原點按順序移動到1、2、3點,G90/G91 應用舉例：,2.2 指令及程序結構,26,2）臨時工件坐標系設定指令：G92,用于設定工件坐標系原點到刀具起點(當前點)的有向距離。,示例: G92 X100
13、Y100 含義： 起刀點(當前點)在工件坐標系下的坐標值為: (100, 100),2.2 指令及程序結構,27,,主要內(nèi)容,,G92X160.0Y-20.0；,2.2 指令及程序結構,28,主要內(nèi)容,,3）工件坐標設定指令：G54-G59 操作者在實際加工前，測量工件原點與機床原點之間的偏置值，并在數(shù)控系統(tǒng)中預先設定。這個值叫做“工件零點偏置”。,,2.2 指令及程序結構,29,,,,4）坐標平面選擇指令G17、G18、G19,2.2 指令及程序結構,30,其它坐標系指令： G52 局部坐標系設定 G53 直接機床坐標系編程 參考所用數(shù)控系統(tǒng)的編程說明書,5）其它坐標系指令,2.2 指令
14、及程序結構,31,說明： 指令刀具相對于工件以各軸預先設定的速度，從當前位置快速移動到程序段指令的定位目標點 示例： G90 G00 X100 Y10 Z150 G91 G00 X10 Y-100 Z-130,2.2.3.2 與控制方式有關的指令,1） 快速定位指令： G00,2.2 指令及程序結構,32,-G90 G00 X100 Y100 Z100 G90 G00 X200 Y100 Z100 G90 G00 X200 Y200 Z100 G90 G00 X100 Y200 Z100 G90 G00 X100 Y100 Z100,,G90 G00 X100 Y100 Z100 X200
15、Z200 X100 Y100,,模態(tài)指令與非模態(tài)的含義,2.2 指令及程序結構,非模態(tài)G功能:只在所規(guī)定的程序段中有效，程序段結束時被注銷。 模態(tài)G功能：一組可相互注銷的G功能，這些功能一旦被執(zhí)行，則一直有效，直到被同一組的G功能注銷為止。,33,格式： G01 X _Y_ Z_F_ X_ Y_ Z_ :終點位置 F_ :合成的進給速度 說明： 指令刀具以聯(lián)動的方式，按F規(guī)定的合成進給速度，從當前位置按線性路線(聯(lián)動直線軸的合成軌跡為直線)移動到程序段指令的終點. 示例： G90 G01 X100 Y100 Z100 F200 G91 G01 X-100 Y130 Z110 F200,2）直
16、線進給指令：G01,2.2 指令及程序結構,34,G01 與 G00 的區(qū)別 G00 各軸獨自以最大速度運動 G01 各軸聯(lián)動以指令速度為合成速度運動,2.2 指令及程序結構,35,,,,2.2 指令及程序結構,36,課堂練習：試用G01完成下圖軌跡O點為起刀點，A點為第一點,,,2.2 指令及程序結構,37,作用：圓弧進給，G02：順時針圓??；G03: 逆時針圓弧 性質：模態(tài)功能 格式：,3）圓弧進給指令:G02、G03,2.2 指令及程序結構,XY平面,XZ平面,YZ平面,38,格式說明: G17 XY平面 G18 XZ平面 G19 YZ平面 XYZ:圓弧終點，在G90時為圓弧終點在工件坐
17、標系中的坐標；在G91時為圓弧終點相對于圓弧起點的位移量 IJK:圓心相對于圓弧起點的偏移值,等于圓心的坐標減去圓弧起點的坐標 R: 圓弧半徑，當圓弧圓心角小于180時，R為正值，否則R為負值 F:被編程的兩個軸的合成進給速度,2.2 指令及程序結構,39,2.2 指令及程序結構,整圓編程示例,40,整圓編程示例 G03,2.2 指令及程序結構,41,2.2 指令及程序結構,整圓編程示例 G02,42,圓弧編程示例,2.2 指令及程序結構,43,2.2 指令及程序結構,44,2.2 指令及程序結構,45,2.2 指令及程序結構,46,課堂練習：給出下列圓弧軌跡的四種編程指令,2.2 指令及程序
18、結構,47,2.2.3.3 刀具補償指令,2.2 指令及程序結構,1）刀具半徑補償G40，G41，G42,刀具半徑補償問題的提出 對刀刀位點,,指狀銑刀,球頭銑刀,立銑刀、端銑刀,,,,,,x,y,,,,200,,,,200,48,2.2 指令及程序結構,49,2) 刀具長度補償G43，G44，G49,格式：G17/G18/G19 G43/G44 X_Y_Z_H_,說明： G49：取消刀具長度補償； G43：正向偏置(補償軸終點加上偏置值)； G44：負向偏置(補償軸終點減去偏置值)； G43、G44、G49都是模態(tài)代碼，可相互注銷。 H ：刀具長度補償偏置號(H00-H99)，它代表了刀補表
19、中對應的長度補償值。,2.2 指令及程序結構,50,2.2.3.4 暫停指令,N05G90G1F120Z-50S300M03 N10G04 P 2.5；暫停2.5秒 N15Z70,作用：使刀具作短暫的無進給加工。,格式： G04P xx,說明： P后跟的數(shù)據(jù)表示暫停的時間，各系統(tǒng)的規(guī)定有所不同，其單位可以是秒或者毫秒。,主要用途：保證得到光滑的加工面，如在進行清根、倒角、孔底等加工時。,示例：,2.2 指令及程序結構,51,輔助功能由地址字M和其后的一或兩位數(shù)字組成，主要用于控制零件程序的走向，以及機床各種輔助功能的開關動作 。 輔助功能有模態(tài)、非模態(tài)、前作用、后作用等屬性，使用時要注意。,
20、2.2.3.5 輔助功能指令,2.2 指令及程序結構,52,程序暫停M00 功能：暫停執(zhí)行當前程序 作用：方便操作者進行刀具和工件的尺寸測量、工件調頭、手動變速等操作 特點：暫停時，機床的主軸、進給及冷卻液停止，而全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變，欲繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序，重按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵 性質：非模態(tài)后作用M功能,2.2 指令及程序結構,53,程序結束M02 功能：結束機床的一切動作。主軸、進給、冷卻液全部停止 作用：結束加工過程 特點：使用M02的程序結束后，若要重新執(zhí)行該程序，就得重新調用該程序，或在自動加工子菜單下，按F4鍵（請參考HNC-21T操作說明書），然后再按操作面板上的“循
21、環(huán)啟動”鍵 性質：非模態(tài)后作用M功能,2.2 指令及程序結構,54,M30 功能：程序結束并返回到零件程序頭 作用：結束加工過程，并返回到零件程序頭 特點：使用M30的程序結束后，若要重新執(zhí)行該程序，只需再次按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵 性質：非模態(tài)后作用M功能,2.2 指令及程序結構,55,M03、M04、M05 功能：主軸控制 作用： M03啟動主軸以程序中編制的主軸速度順時針方向（從Z軸正向朝Z軸負向看）旋轉； M04啟動主軸以程序中編制的主軸速度逆時針方向旋轉 M05使主軸停止旋轉 特點： M03、M04、M05可相互注銷 性質： M03、M04為模態(tài)前作用M功能； M05為模
22、態(tài)后作用M功能，M05為缺省功能 格式：M03,2.2 指令及程序結構,56,M98、M99 功能：子程序調用與返回 作用： M98調用子程序，M99返回到調用點 性質：非模態(tài)后作用M功能 格式:,子程序的格式，如： %0345 M99,調用子程序的格式，如： M98 P0345 L2 P：被調用的子程序號 L：重復調用次數(shù),2.2 指令及程序結構,57,M07、M09 作用：冷卻液打開、停止 功能： M07指令將打開冷卻液管道 M09指令將關閉冷卻液管道 性質： M07為模態(tài)前作用M功能； M09為模態(tài)后作用M功能，M09為缺省功能 格式： M07,2.2 指令及程序結構,58,1）S指令
23、（切削速度）指定主軸轉速指令 作用：控制主軸轉速 功能：設置主軸轉速，后面的數(shù)字表示主軸速度，單位為轉/每分鐘(r/min) 特點：只有在主軸速度可調節(jié)時有效 性質：模態(tài)指令 所編程的主軸轉速可以借助機床控制面板上的主軸倍率開關進行修調 格式： S500 表示主軸轉速為500轉/分,2.2.3.6 其它功能指令,2.2 指令及程序結構,59,2） F 指令 指定（合成）進給速度指令 作用：設置進給速度，后面的數(shù)字表示進給速度的值 ，表示工件被加工時刀具相對于工件的合成進給速度 . 特點：當工作在G01，G02或G03方式下，編程的F一直有效，直到被新的F值所取代，而工作在G00方式下，快速定位
24、的速度是各軸的最高速度，與所編F無關. 性質：模態(tài) 單位：mm/min （公制）或 inch/min （英制）視用戶選定的編程單位而定，缺省為公制。 格式：F500 表示主軸轉速為500mm/min（分鐘進給）,2.2 指令及程序結構,60,3）T指令 作用：選擇刀具。執(zhí)行T指令，轉動轉塔刀架，選用指定的刀具 特點： 當一個程序段同時包含T代碼與刀具移動指令時：先執(zhí)行T代碼指令，而后執(zhí)行刀具移動指令 性質：模態(tài)，其后的4位數(shù)字分別表示選擇的刀具號和刀具補償號。T代碼與刀具的關系是由機床制造廠規(guī)定的，請參考機床廠家的說明書 格式：T****,2.2 指令及程序結構,61,主要內(nèi)容,2.2.3.7 宏指令,可以進行變量運算、流程控制的指令，由各系統(tǒng)廠家自行設計定義。,如：#1 = #1 + 1,2.2 指令及程序結構,WHILE 關系表達式 ENDW,IF 關系表達式 ENDIF,IF 關系表達式 ELSE ENDIF,結束,
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