任务1.3
熟悉数控车床程序

【任务描述】

数控编程示例图形如图 1-3-1 所示，要求会识读程序，并且了解程序段的指令含义及作用，见表 1-3-1。

【学习要点】

①理解数控编程的概念与编程方法。

②掌握数控程序的格式及组成。

③掌握数控编程的常用专业术语及指令代码。

④掌握数控车床的编程规则。

【相关知识】

1）数控程序的结构

一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三个部分组成。其格式见表 1-3-2。

（1）程序号

在程序的开头要有程序号，以便进行程序检索。程序号就是给零件加工程序一个编号，说明该零件加工程序开始。如数控系统中，一般采用英文字母“O”及其后 4 位十进制数（不能全为 0）表示（ Oxxxx）程序号。4 位数中，若前面为 0，则可以省略，如“ O0010”等效于“O10”。

（2）程序内容

程序内容是整个加工程序的核心，通常由若干程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，表示数控机床要完成的全部动作。

（3）程序结束

程序结束是以程序结束指令M02、M30 或M99（子程序结束）作为程序结束的符号，用来结束零件加工。 M02 与M30 在有些机床（系统）上使用时是完全等效的，而在另一些机床（系统）上使用有所不同。用M02 自动运行结束后光标停在程序结束处；而用M30 自动运行结束后，光标和屏幕显示能自动返回程序开头处，一按“循环启动”钮就可以再次运行程序。

2）数控程序段的组成

为使机床自动操作而给数控机床发出的一组指令称数控程序。数控程序由若干个“程序段”组成，程序段又是由字母（或地址）和数字组成的，字表示某一功能的组代码符号。如：

X50.0 ：为一个字，表示 X 向尺寸为 50 mm

F20：为一个字，表示进给速度为 20 mm / min

程序字是机床数字控制的专用术语，又称程序功能字。程序段格式是指一个程序段中各字的排列顺序及其表达方式。目前使用最多的则是地址字程序段格式，见表 1-3-3。所谓地址字可变程序段格式，就是在一个程序段内数据的数目及字的长度（位数）都是可以变化的格式。该格式的优点是程序简短、直观，容易检验、修改。

例如：

N20 G01 X25. Z-36. F100 S800 M03 T0101；

3）地址字及其功能

（1）顺序号字N

顺序号也称作程序段号，一般位于程序段开头，N后面由 1 ~ 4 位数字组成。对于整个程序，名字前有地址，名字的排列顺序要求不严，数据的位数可多可少。顺序号字的作用如下：

①便于对程序进行校对和检索修改。

②用于加工过程中的显示屏显示。

③便于程序段的复归操作，例如回到程序的中断处再开始操作。

④主程序、子程序或宏程序中用于指明条件转向或无条件转向的目标。

（2）准备功能字G

准备功能字称作G指令或G功能，用来指定数控机床的加工方式和插补方式。数控车床FANUC 0i系统准备功能G功能代码见表 1-3-4。

①G指令是使数控机床做好某种操作的准备指令，用地址G和两位数字来表示，G00 ~G99 共 100 种。

②G指令又称准备功能，是使数控机床做某种运动方式的指令。地址G和数字组成的字表示准备功能，也称为G代码。

③G指令分为模态与非模态两类。一个模态G功能被指令后，直到同组的另一个G功能被指令后才无效。非模态的G功能仅在其被指令的程序段中有效。

（3）坐标尺寸字

坐标尺寸字在程序段中主要用来指定数控机床刀具到达的坐标位置。坐标尺寸字是由规定的地址符及后续的带正、负号或是带正、负号又有小数点的多位十进制数组成的。尺寸字由地址码、“+”“-”符号及绝对值（或增量）的数值构成。尺寸字的地址码有X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R，A，B，C，I，J，K，D和H等。

（4）进给功能字F

进给功能字称作F指令或F功能，它的功能是指定数控机床刀具切削的进给速度，单位为mm / min或mm / r。它由地址码F和后面若干位数字构成。这个数字的单位取决于每个数控系统所采用的进给速度的指定方法。 F的单位取决于G98 （每分钟进给量，单位为mm / min）或G99（每转进给量，单位为mm / r）。

对于车床：每分钟进给量=主轴每转进给量×主轴转速：

F = f × n

式中 F ———每分钟进给量；

f ———每转进给量；

n ———主轴转速。

注意事项：

①F指令为模态指令，在工作时F值一直有效，直到被新的F值所取代，但G00 快速定位时不指定F值，因为G00 的速度由系统参数决定，与F值无关。

②粗车时进给量 f 一般取 0.3 ~ 0.8mm / r，精车时一般取 0.1 ~ 0.3mm / r，切断时常取 0.05 ~ 0.2 mm / r。

（5）主轴转速功能字S

主轴转速功能字称作S指令或S功能，主要用来指定数控机床的主轴转速或速度，单位为r/ min或m / min，由地址码S和其后面的若干位数字组成。 S是模态指令，S功能只有在主轴速度可调节时有效，所指定的主轴转速可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行调整。

例：

G96 S150：指令表示控制主轴转速，使切削点的速度始终保持在 150 m / min。

G97 S1000：指令表示主轴转速 1000 r/ min。

（6）刀具功能字T

刀具指令由地址符T和数字组成，具有选择、调用刀具的功能。 FANUC 0i系统中，数控车床的刀具指令由地址符和四位数字组成，例如“T0101”，前两位数字为刀具号，后两位数字为刀具补偿号。刀具补偿包括刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿。没有换刀功能的数控系统一般没有T功能。

（7）辅助功能字M

辅助功能代码用于控制机床的辅助设备，如主轴、刀架和冷却泵的工作，并由继电器通电与断电控制辅助设备。辅助功能M代码由地址字符M与后面二位数地址值组成，M00 ~ M99共 100 种。数控车床FANUC数控系统辅助功能M代码表见表 1-3-5。

（8）程序段结束

FANUC 0i数控系统的程序段结束符号用“；”表示。

4）数控车床编程规则

（1）绝对值编程、增量值编程和混合编程

编程时，既可采用绝对值编程，又可采用增量值编程，或是采用绝对值与增量值结合的混合编程。

①绝对值编程。

绝对值编程是根据预先设定的编程原点（工件坐标系原点）计算出工件轮廓基点或节点的绝对值坐标进行编程的一种方法。采用绝对值编程时，首先要找出编程原点的位置，并用地址符X、Z表示工件轮廓基点或节点的绝对坐标，然后进行编程。

绝对值编程：G00 X__Z__；

②增量值编程。

增量值编程是用相对于前一位置的坐标增量值来表示位置的一种编程方法，即程序中的终点坐标是相对于起点坐标而言的。采用增量值编程时，用地址符U、W代替X、Z进行编程。

增量值编程：G00 U__W__；

③混合编程。

设定工件坐标系后，采用绝对值编程与增量值编程混合起来的方式进行编程的方法称为混合编程。进行数控编程时，采用绝对值编程还是增量值编程，或是混合编程，取决于数据处理的方便程度，例如G00 X70.0 W-60.0；或G00 U-40.0 Z30.0；。

（2）直径值编程和半径值编程

数控车床加工的工件多为横截面是圆的轴类零件，因此可将数控车床的系统参数设定为采用工件直径尺寸编程或半径尺寸编程。数控车床系统出厂设置为直径编程，在编制与 X 轴有关的各项尺寸的程序时一定要用直径编程。在直径编程中，直接取图样中轴类零件的直径值作为 X 轴的值。在半径编程中，取轴类零件横截面的中心线至外表面的距离值，即半径值作为 X 轴的值。

如图 1-3-2 所示，用直径编程方式 A 、 B 点的坐标值为： A （X30.0，Z0）、 B （X50.0，Z-20.0）；如图 1-3-3 所示，用半径编程方式 A 、 B 点的坐标值为： A （X15.0，Z0）、 B （X25.0，Z-20.0）。

（3）小数点输入数值类型

FANUC数控系统小数点输入数值有两种类型：计算器型小数点输入和标准型小数点输入。程序指令中没有加上小数点时，在计算器型小数点输入的情况下，其单位为mm；在标准型小数点输入的情况下，指令值的单位为最小设定单位μm。

一般通过参数来选择计算器型小数点输入或标准型小数点输入。在同一程序中，小数点输入和不带小数点输入可以混合使用。小数点输入数值类型示例见表 1-3-6。

【任务实施】

根据相关知识，识读表 1-3-7 中的程序内容。

【任务拓展】

1）识读程序段指令含义

要求：根据程序段指令功能，写出划线指令含义。

2）识读刀具功能含义

要求：根据刀具功能指令，写出划线内容含义。

3）识读程序含义

要求：根据阶梯轴编程与加工图（图 1-3-4），填写表 1-3-8，并且在图中用大写字母标注相应位置。

4）识读零件填写坐标

轴类零件图如图 1-3-5 所示，填写表 1-3-9 零件轮廓绝对坐标和增量坐标。

【评价反馈】

任务评价，见表 1-3-10。

【每课一练】

一、判断题

（ ）1.目前，椭圆轨迹的数控加工一定存在节点计算。

（ ）2.忽略机床精度，插补运动的轨迹始终与理论轨迹相同。

（ ）3.数控系统的脉冲当量越小，数控轨迹插补越精细。

（ ）4.右手直角坐标系中的拇指表示 Z 轴。

（ ）5.通常在命名或编程时，不论何种数控机床都一律假定工件静止、刀具运动。

二、单选题

1.在同一个程序段中可以指定几个不同组的G代码，如果在同一个程序段中指令了两个以上的同组G代码，只有（ ）G代码有效。

A.最前一个

B.最后一个

C.任何一个

D.程序段错误

2. G57 指令与（ ）指令不是同一组的。

A. G56

B. G55

C. G54

D. G53

3.下列G指令中，（ ）是非模态指令。

A. G02

B. G42

C. G53

D. G54

4.只在本程序段有效，其他程序段需要时必须重写的G代码称为（ ）。

A.模态代码

B.续效代码

C.非模态代码

D.单步执行代码

5.在FANUC系统中，下列程序段中不正确的是（ ）。

A. G04 P1.5

B. G04 X2

C. G04 X0.500

D. G04 U1.5 GyXDob+qB0aDeXBDn6E7W25orYLYHX2Nv1Vs078pBaeutk6+BsZpialj0pCZPZCn