數(shù)控編程入門知識科普

數(shù)控加工程序編制就是將加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、工件尺寸、刀具位移的方向及其它輔助動作（如換刀、冷卻、工件的裝卸等）按運(yùn)動順序依照編程格式用指令代碼編寫程序單的過程。所編寫的程序單即加工程序單。

機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向的確定

機(jī)床的直線運(yùn)動X、Y、Z三個坐標(biāo)系采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，如圖11-6所示。坐標(biāo)軸定義順序是先確定Z軸，再確定X軸，最后確定Y軸。對工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)床（如車床）以刀具遠(yuǎn)離工件方向?yàn)閄軸的正方向；對刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)床（如立式銑床），刀具為Z軸時，面對刀具主軸向立柱看，右方向?yàn)閄軸的正方向。

三個旋轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)系分別平行于X、Y、Z坐標(biāo)軸，按右手螺紋前進(jìn)方向取為正向。

數(shù)控車床的基本指令

1）程序格式

加工程序通常由程序開始、程序內(nèi)容和程序結(jié)束等三部分組成。

程序開頭為程序號，用于加工程序的開始標(biāo)識，程序號通常由字符“%”及其后的四位數(shù)字表示。

程序結(jié)束可用輔助功能M02（程序結(jié)束）、M30（程序結(jié)束，返回起點(diǎn)）等來表示。

程序的主要內(nèi)容由若干個程序段（BLOCK）組成，程序段是由一個或若干個信息字組成，每個信息字又是由地址符和數(shù)據(jù)符字母組成。信息字是指令的最小單位。

2）程序段格式

目前常用的是字地址程序段格式，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是JB3832-85。

下面是一個典型的字地址程序段格式：

N001 G01 X60.0 Z-20.0 F150 S200 T0101 M03 LF

其中， N001―表示第一個程序段

G01―表示直線插補(bǔ)

X60.0 Z-20.0―分別表示X，Z坐標(biāo)方向的移動量

F，S，T―分別表示進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、刀具號

M03―表示主軸按順時針方向旋轉(zhuǎn)

LF―表示程序段結(jié)束

3）數(shù)控系統(tǒng)中的基本功能代碼

（1）程序段序號：N10、N20…

（2）準(zhǔn)備功能：G00－G99 是使數(shù)控裝置作某種操作的功能。

G代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼兩種。所謂模態(tài)代碼是指某一G代碼（G01）一經(jīng)指定就一直有效，直到后邊程序段中使用同組G代碼（G03）才能取代它。而非模態(tài)代碼只在指定的本程序段中有效，下一段程序需要時必須重寫（如G04）。

a.快速點(diǎn)定位指令G00

G00指令是模態(tài)代碼，它命令刀具分別以點(diǎn)定位控制方式從刀具所在點(diǎn)快速運(yùn)動到下一個目標(biāo)位置。它只是快速定位，而無運(yùn)動軌跡要求。

其指令書寫格式是：G00 X＿Z＿；刀具實(shí)際的運(yùn)動路線不是直線，而是折線，所以使用G00指令時要注意刀具是否和工件急夾具發(fā)生干涉，忽略這一點(diǎn)，就容易發(fā)生碰撞，而在快速狀態(tài)下的碰撞更加危險。

b.直線插補(bǔ)指令G01

直線插補(bǔ)指令是直線運(yùn)動指令，也是模態(tài)代碼。它命令刀具在兩坐標(biāo)或三坐標(biāo)間以插補(bǔ)聯(lián)動方式按指定的F進(jìn)給速度（單位為mm/min）作任意斜率的直線運(yùn)動。

其指令書寫格式是：G01 X＿Z＿F＿；F指令也是模態(tài)指令，它可以用G00指令取消。如果早G01程序段之前的程序段沒有F指令，則機(jī)床不動。因此，G01程序中必須還有F指令。

c.圓弧插補(bǔ)指令G02/G03（采用笛卡爾坐標(biāo)判斷）

圓弧插補(bǔ)指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進(jìn)給速度作圓弧運(yùn)動，切削出圓弧輪廓。在車床上加工圓弧時，不僅要用G02/G03指出圓弧的順逆時針方向，用XZ指定圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)，而且還要指定圓弧的半徑。

其指令書寫格式是：G02/G03 X＿Z＿R＿；

（3）輔助功能：用來指定機(jī)床的輔助動作（如機(jī)床的啟停、轉(zhuǎn)向、切削液的開關(guān)、主軸轉(zhuǎn)向、刀具夾緊松開等〕

M00－程序暫停

M01－程序計劃暫停

M02－程序結(jié)束

M03－主軸正轉(zhuǎn)（CW）

M04－主軸反轉(zhuǎn)（CCW）

M05－主軸停轉(zhuǎn)

M06－加工中心換刀

M07、M08－冷卻液開

M09－冷卻液關(guān)

M10－工件夾緊

M11－工件松開

M30－程序結(jié)束，返回起點(diǎn)

M03和M04指令之間必須用M05指令使主軸停轉(zhuǎn)后進(jìn)行。

（4）進(jìn)給功能F

如果采用直接指定法，在F后面直接寫上要求的進(jìn)給速度，如F1000，表示進(jìn)給量是1000mm/min)；車螺紋、攻絲和套扣時，由于進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)，F(xiàn)后面數(shù)字是指定的導(dǎo)程。

（5）主軸功能S

S指定主軸轉(zhuǎn)速，如S800，表示主軸轉(zhuǎn)速為800r/min。

（6）刀具功能T

指令數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行換刀，用地址T和其后的4位數(shù)字來指定刀具號和刀具補(bǔ)償號（刀具偏置號）。前2位是刀具序號：0~99，后2位是刀具補(bǔ)償號：0~32。每一刀具加工結(jié)束后，必須取消刀具補(bǔ)償。

刀具序號可以和刀盤上的刀位號相對應(yīng)；

刀具補(bǔ)償包括形狀補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償；

刀具序號和刀具補(bǔ)償號不必相同，為方便起見也可一致。

在數(shù)控裝置中，程序的記錄是靠程序號來辨別的，即調(diào)用程序或者編輯程序都要通過程序號來調(diào)出。

a．程序編號的結(jié)構(gòu)：O ；

“O”后面數(shù)字用4位數(shù)（1~9999）表示，不允許為“0”。

b．程序段順序號：在程序段前加上順序號，如：N ；

“O”后面數(shù)字用4位數(shù)（1~9999）表示，不允許為“0” 。

工件坐標(biāo)系的設(shè)定

工件安裝在卡盤上，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系一般是不重合的，為便于編程，應(yīng)建立一個工件坐標(biāo)系，使刀具在此坐標(biāo)系中進(jìn)行加工。

G50 X Z

該指令規(guī)定刀具起刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)至工件原點(diǎn)的距離，坐標(biāo)X，Z為刀尖在工件坐標(biāo)系中的起始點(diǎn)位置。

對于有刀具補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床，其對刀誤差可以通過刀具偏移來補(bǔ)償，所以調(diào)整機(jī)床時的要求并不嚴(yán)格。

數(shù)控車床的基本對刀方法

常用的對刀方法有三種：試切對刀法、機(jī)械檢測對刀儀對刀、光學(xué)檢測對刀儀對刀。

采用G50 U W 可以使坐標(biāo)系產(chǎn)生平移，用新的坐標(biāo)值代替舊的坐標(biāo)值，使機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系相互取代。應(yīng)當(dāng)注意，在機(jī)床坐標(biāo)系中，坐標(biāo)值是刀架中心點(diǎn)相對于機(jī)床原點(diǎn)的距離；而在工件坐標(biāo)系中，坐標(biāo)值是刀尖相對工件原點(diǎn)的距離。

審核編輯：湯梓紅