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1、数控铣编程教程第一章编程基础1.1、从图纸到产品的数控加工基本流程：1、分析零件图纸2、制定加工工艺3、编写加工程序。4、将程序输入到数控系统。5、数控系统运行加工程序，控制机床执行各种动作，从而加工出图纸要求的零件。1.2、编程编程就是编写加工程序。将加工零件的刀具运动轨迹、工艺参数以及辅助操作这些加工信息，用数控系统规定的代码，按照数控系统规定的格式编写出加工程序。1.3、程序的结构1、程序由若干段程序段组成。2、程序段由一个或若干个指令字组成。3、每个指令字由地址符和数字组成。地址符由字母组成，每个字母、数字、符号（正负号）称为字符。4、程序段段号用字母N+ 数字表示。例如N10 ，N2
2、0 ， N30 等等。1程序的结构示例：1.4、机床坐标系及坐标轴国家标准规定， 机床的运动统一按工件静止刀具相对于工件运动来描述，其坐标轴分别用X、Y、Z、A、B、C 表示。X、Y、Z 表示机床的线性轴，A、B、C 表示分别绕X 、 Y 、Z 轴转动的旋转轴。机床坐标轴之间的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系表达。右手笛卡尔坐标系如下图所示：+ Y+ Y+ B+ C+ X+ X、 +Y或+ Z+ Z+ A+A、+B+X或 + C+ Z2大姆指指向X 轴的正方向、食指指向Y 轴的正方向、中指指向Z 轴的正方向。绕Z 轴转动的轴为C 轴，绕 Y 轴转动的轴为B 轴，绕 X 轴转动的轴为A 轴。旋转轴
3、正方向为上图所示右手的握紧方向。1.5、数控机床各坐标轴及其方向的定义、Z 坐标轴及其方向将机床沿其主轴轴线方向运动的轴定义为Z 轴。所谓主轴是指产生切削动力的轴，例如铣床、钻床、镗床上的刀具旋转轴和车床上的工件旋转轴。对于 Z 轴的方向，国家标准规定以增大刀具与工件间距离的方向为 Z 轴的正方向。、 X 坐标轴及其方向垂直于 Z 轴的平面的水平方向为X 轴。对于不同类型的机床，X轴的方向有不同的规定。若 Z 轴为垂直 (如立式铣、镗床，钻床)，则从机床主轴向床身立柱方向看，右手平伸出方向（即刀具往右移动）为X 轴正向。、 Y 坐标轴及其方向确定了X 、 Z 轴以及它们的正方向后，即可按右手定
4、则定出Y轴及其正方向。3、立式铣床各坐标轴及其方向分析：从机床主轴向机床立柱方向看：1、刀具的上下移动为Z 轴，向上为正方向。2、工作台的左右移动为X 轴，工作台向左移动为正方向。3、工作台的前后移动为Y 轴，工作台向外移动为正方向。1.6、机械零点机床坐标系的原点也称机械原点或零点。 在三轴的极限位置 （可以是正或负极限位置） 。机械回零就是各运动轴回到机床坐标系的原点。机械原点或零点是一固定的点 ，一般由机床厂家确定。机械原点确定后，各运动轴的当前位置或者运动所至位置就可用机床坐标系的坐标来表示。 机械回零可以消除某些状况造成的机床位置误差，所以大部份数控系统上电启动后首先要求机械回零，使
5、用急停后需要机械回零。机械回零是机床操作的重要步骤。41.7、工件坐标系及工件原点编写零件的加工程序时， 为了编程方便， 必须要建立用于编程的坐标系。编程坐标系的各个坐标轴及其方向的定义跟机床坐标系的定义要一致。编程坐标系在数控机床上就表现为工件坐标系。工件坐标系坐标原点就称之为工件原点。 工件原点与机床坐标系原点的偏置值（见下图）由数控系统的偏置功能设定，编程时只需调用工件坐标系即可。工件坐标系建立后，刀具运动轨迹节点的位置就可以用工件坐标系的坐标来表示（使用工件坐标系编程）。机床坐标系原点与工件坐标系原点示意图工件坐标系坐标原点的位置可由编程者自行选择， 但要考虑编程是否方便以及机床操作者
6、是否容易设置。5第二章加工程序的编写2.1、编程代码的系列分类编程代码分以下几个系列：、 G 代码；、 M 代码；、 F 代码；、 S 代码；、 T 代码；、 G 代码系列G 代码的作用为系统的准备功能以及机床的加工机能。G 代码分为模态代码和非模态代码。模态代码（续效代码）：一经使用，直到出现同组其它任一G 代码时才失效。否则该指令继续有效，直到被同组指令取代为止。例如G0、 G1、G2、G3、 G81 等。 G 代码分组详见系统使用手册。6非模态代码（非续效代码）：只在本程序段有效。、 M 代码系列M 代码：机床辅助功能指令，如主轴正反转、冷却液的开关、工件的夹紧松开、程序结束等等。例如：
7、M0程序准确停止。完成程序段其它指令后,停止主轴 ,关冷却液 ,指向下一程序段,并停止M1 选择性停止。完成程序段其它指令后，必须配合操作面板上的按键才有效，否则会直接执行下一段程式。M3 表示主轴正转。M4 表示主轴反转。M5 表示主轴停止。M6 刀具交换功能M8 表示开冷却液。M9 表示关冷却液。M30 表示程序结束。M98 调用子程序 , M98指令最多可嵌套3 级.M99 子程序结束返回7、 F 代码切削进给速度功能，控制刀具或工件台的移动速度。有每分钟进给及每转进给两种状态。分别由G94、G95 指定。在 G94状态时： F100 表示进给速度为 100 毫米 /分钟。在 G95状态
8、： F1 表示进给速度为1 毫米 /转。、 S 代码主轴转速功能，指定主轴转速。代码后的数值即为主轴转速。例如：S1000 表示主轴的转速为1000 转/分钟。备注：如果主轴是齿轮挂档形式，则S1、S2 表示高低档的转速，转速由主轴档位决定，低速由主轴转速表表1 所示。S1200 360 800S2400 580 1200表 1主轴转速表、 T 代码机床的自动换刀功能。例如：T1 表示调用一号刀。T12 表示调用12 号刀。82.2、 G 代码系列的基本指令指令、 G0 :快速定位指令刀具从现处的位置快速移动至指令中所指定的位置。快速移动时各轴分别用快速进给速度移动，所以定位时的刀具轨迹不一定
9、是点间的直线段。快速移动的速度由数控系统参数设置。编程格式：G0XYZX Y Z ：为快速移动的终点位置坐标。坐标值可以是 绝对坐标值 或是相对坐标值 。编程坐标：绝对坐标：坐标值是相对于工件坐标系原点计算的。坐标值的计算参考点是相同的。相对坐标：坐标值是相对于上一点位置计算的。坐标值的计算参考点是变化的。使用绝对坐标来编写加工程序叫做绝对坐标编程，程序中用G90指定。 G90 为系统初态指令，电源一接通，G90 作为起始代码自动生效。数控系统常用的初态指令有：G0、 G90、G17、 G40、 G49 、G80 、G94、 G98 等等。使用相对坐标来编写加工程序叫做相对坐标编程，程序中用
10、G91指定。 在一个程序中，绝对坐标编程与相对坐标编程可以混合使用。G0 : 快速定位指令应用9要执行的动作：刀具从A 点快速移动至B 点。绝对坐标编程：N30 G90 G0 X80.0 Y35.0相对坐标编程：N30 G91 G0 X110.0 Y55.0、 G1 : 直线插补刀具从现处的位置移动至指令中所指定的位置，移动轨迹为连接两点间的直线段。刀具移动的速度由进给速度F 指令指定。编程格式：G1X YZFX Y Z ：为移动的终点位置坐标。F ：为刀具移动的速度，即切削进给速度G1 : 直线插补应用将执行动作：刀具从现处位置A 点沿 AB 间的直线段轨迹移动至直线终点 B点。10加工程序
11、：绝对坐标编程：N50 G90 G1 X-63.0 Y43.0 F200相对坐标编程：N50 G91 G1 X0 Y96.0 F200或 N50 G91 G1 Y96.0F200、 G2/G3 : 圆弧插补指令刀具从现处位置沿圆弧轨迹移动至圆弧终点。移动的速度由进给速度 F 指令指定。编程格式：XY平面圆弧： G2 或G3XY R FX Y ：为圆弧的终点位置坐标。R：圆弧的半径。F：为刀具移动的速度，即切削进给速度。G2 ：顺时针圆弧插补。G3 ：逆时针圆弧插补。11G2/G3 :圆弧插补指令应用将执行动作： 刀具从现处位置C点沿 CD 之间的圆弧轨迹移移动至圆弧终点 D 。 CD 段圆弧是
12、一段顺时针圆弧轨迹，所以用G2 指令。加工程序：绝对坐标编程：N80 G90 G2X63.0 Y20.0 R23.0相对坐标编程：N80 G91 G2 X23.0 Y-23.0 R23.0 F10012平面的选择：数控系统一般可以加工 XY 、XZ 、YZ平面的圆弧。G17 ：该指令表示选择XY 平面，在此平面中进行圆弧插补和刀具补偿 。此代码为系统初始代码。电源一接通G17就作为平面选择的起始代码而自动生效。G18：该指令表示选择XZ 平面，在此平面中进行圆弧插补和刀具补偿 。G19 ：该指令表示选择YZ 平面，在此平面中进行圆弧插补和刀具补偿 。G17 、 G18、 G19 平面顺逆圆弧判
13、断示意图：G17、G18、G19 平面顺逆圆弧判断用IJK 代替 R编程I ：表示圆心点相对起点在X 轴上的增量坐标。J：表示圆心点相对起点在Y 轴上的增量坐标。13K：表示圆心点相对起点在Z 轴上的增量坐标。用 IJK 代替 R 编程应用加工程序：。14N50 G1 G90 X15 Y0N60 G2 I-15。总结：使用 IJK 编程是利用两点加圆心的原理来计算圆弧轨迹。使用 R 编程是利用两点加半径的原理来计算圆弧轨迹、 G0、G1 、 G2/G3 综合应用编写下图所示零件的加工程序。加工使用刀具为直径 10 毫米的平底刀。加工程序如下：15N10 G0 G54 G90 X-55.0 Y-
14、55.0 S1000 M3N80 Y-15.0 X50.0N20 Z2.0N90 G3 X25.0 Y-40.0 R25.0N30 G1 Z-10.0 F100N100 G1 X25.0 Y-45.0N40 X-55.0 Y45.0 F300N110 X-65.0 Y-45.0N50 X20.0 Y45.0N120 G0 Z10.0N60 G2 X55.0 Y10.0 R35.0N130 X0 Y0N70 G1 X55.0 Y-15.0N130 M30、刀具半径补偿功能从上述几个实例可知，走刀轨迹是刀具中心轨迹。刀具中心轨迹跟工件轮廊是不重合的而是偏距一个刀具半径出来的。 如果不用刀具半径补偿
15、功能， 编程时就要先计算出刀具中心轨迹的各节点坐标再按刀具中心轨迹的坐标来编程。大大加大编程的难度及工作量。如果使用刀具半径补偿功能，编程时按图纸尺寸编程就可，我们只需事先在数控系统里设置刀具半径值。运行程序时系统会自动执行偏置工件轮廓一个刀具半径的刀具轨迹。刀具半径补偿指令G41/ G42指令格式：G41 D_ ：刀具半径左补偿。顺着刀具移动的方向看，刀具在工件左16侧，使用刀具半径左补偿。G42 D_ ：刀具半径右补偿。顺着刀具移动的方向看，刀具在工件右侧，使用刀具半径右补偿。G40：取消刀具半径补偿。D_表示调用的刀补号，如D1 表示调用1 号刀补。说明：1 刀具半径补偿功能如下图，用半
16、径为R 的刀具切削工件A ，刀具中心路径为图中B，路径B 距离A 为 R。刀具偏移工件A 半径的距离称为补偿。B（补偿刀具中心路径）A向量R补偿及向量编程人员用刀具半径补偿模式编制加工程序，加工中，测定刀具直径并录入CNC 的存储器，刀具路径变成补偿路径B。2 补偿量 (D 值)一般是刀具的半径值，有的系统也有用刀具直径值。刀具半径补偿应用实例：17加工上图所示零件的程序：N10 G0 G90 G54 X-60.0 Y-50.0 S1000 M3N20 Z5.0N30 G1 Z-10.0 F200N40 G1 G41 D1 X-50.0 Y-40.0N50 Y40.0 F300.N60 X20.0N70 G2 X50.0 Y10.0 R30.0N80 G1 Y-10.0N90 G3 X20.0 Y-40.0 R30.0N100 G1 X-60.0N110 G0 Z10.0N120 G0 G40 X0 Y0N130 M3018