数控车床编程入门
模块二 数控车床编程入门知识
数控车床的程序编制必须严格遵守相关的标准，数控编程是一项很严格的工作，首先必须掌握一些基础知识，才能学好编程的方法并编出正确的程序。
一、数控车床的坐标系与运动方向的规定 （一）建立坐标系的基本原则
1．永远假定工件静止，刀具相对于工件移动。
2．坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-28所示大拇指的方向为X 轴的正方向，食指指向为Y 轴的正方向，中指指向为Z 轴的正方向。在确定了X 、Y 、Z 坐标的基础上，根据右手螺旋法则，可以很方便地确定出A 、B 、C 三个旋转坐标的方向。
图1-28 右手笛卡尔直角坐标系
3、规定Z 坐标的运动由传递切削动力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z 轴，X 轴为水平方向，平行于工件装夹面并与Z 轴垂直。
4、规定以刀具远离工件的方向为坐标轴的正方向。
依据以上的原则，当车床为前置刀架时，X 轴正向向前，指向操作者，如图1-29所示；当机床为后置刀架时，X 轴正向向后，背离操作者，如图1-30所示。
学习目标 知识目标：●掌握数控车床坐标系的定义。
●掌握数控加工程序的格式与组成。 ●熟悉数控车床编程常用符号及指令代码。
能力目标：●掌握数控车床编程的入门知识，并能灵活运用。
图1-29 水平床身前置刀架式数控车床的坐标系
图1-30 倾斜床身后置刀架式数控车床的坐标系
（二）机床坐标系
机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的ZOX轴直角坐标系。
1．机床原点
机床原点（又称机械原点）即机床坐标系的原点，是机床上的一个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。数控车床的机床原点一般为主轴回转中心与卡盘后端面的交点，如图1-31所示。
图1-31 机床原点
2．机床参考点
机床参考点也是机床上的一个固定点，它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。作用主要是用来给机床坐标系一个定位。因为如果每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定成（0，0），这就会造成基准的不统一。
数控车床在开机后首先要进行回参考点（也称回零点）操作。机床在通电之后，返回参考点之前，不论刀架处于什么位置，此时CRT上显示的Z与X的坐标值均为0。只有完成了返回参考点操作后，刀架运动到机床参考点，此时CRT上显示出刀架基准点在机床坐标系中的坐标值，即建立了机床坐标系。
（三）工件坐标系
数控车床加工时，工件可以通过卡盘夹持于机床坐标系下的任意位置。这样一来在机床坐标系下编程就很不方便。所以编程人员在编写零件加工程序时通常要选择一个工件坐标系，也称编程坐标系，程序中的坐标值均以工件坐标系为依据。
工件坐标系的原点可由编程人员根据具体情况确定，一般设在图样的设计基准或工艺基准处。根据数控车床的特点，工件坐标系原点通常设在工件左、右端面的中心或卡盘前端面的中心。
注意机床坐标系与工件坐标系的区别，注意机床原点、机床参考点
和工件坐标系原点的区别。
二、数控车床加工程序结构与格式
（一）程序段结构
一个完整的程序，一般由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。
1．程序名
FANUC系统程序名是O××××。××××是四位正整数，可以从0000-9999。如O2255。程序名一般要求单列一段且不需要段号。
2．程序主体。
程序主体是由若干个程序段组成的，表示数控机床要完成的全部动作。每个程序段由一个或多个指令构成，每个程序段一般占一行，用“；”作为每个程序段的结束代码。
3．程序结束指令。
程序结束指令可用M02或M30。一般要求单列一段。
（二）程序段格式
现在最常用的是可变程序段格式。每个程序段由若干个地址字构成，而地址字又由表示地址字的英文字母、特殊文字和数字构成，见表1-2。
表1-2 可变程序段格式
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
N G X
U Y
V
Z
W
I J K
R
F S T M
程序段号准
备
功
能
坐标尺寸字进
给
功
能
主
轴
功
能
刀
具
功
能
辅
助
功
能
例如：N50 G01 X30.0 Z40.0 F100
说明：
1、N××为程序段号，由地址符N 和后面的若干位数字表示。在大部分系统
中，程序段号仅作为“跳转”或“程序检索”的目标位置指示。因此，它的大小及次序可以颠倒，也可以省略。程序段在存储器内以输入的先后顺序排列，而程序的执行是严格按信息在存储器内的先后顺序逐段执行，也就是说，执行的先后次序与程序段号无关。但是，当程序段号省略时，该程序段将不能作为“跳转”或“程序检索”的目标程序段。
2．程序段的中间部分是程序段的内容，主要包括准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字等。但并不是所有程序段都必须包含这些功能字，有时一个程序段内可仅含有其中一个或几个功能字，如下列程序段都是正确的程序段。
N10 G01 X100.0 F100；
N80 M05；
3．程序段号也可以由数控系统自动生成，程序段号的递增量可以通过“机床参数”进行设置，一般可设定增量值为10，以便在修改程序时方便进行“插入”操作。
三、数控车床的编程指令体系
FANUC0i系统为目前我国数控机床上采用较多的数控系统，其常用的功能指令分为准备功能指令、辅助功能指令及其它功能指令三类。
1．准备功能指令
常用的准备功能指令见表1-3
表1-3 FANUC系统常用准备功能一览表
G指令组别功能程序格式及说明
▲G00 01 快速点定位G00 X(U) Z(W) ；
G01 直线插补G01 X(U) Z(W) F ；
G02 顺时针方向圆弧插补G02 X(U) Z(W) R F ；
G02 X(U) Z(W) I K F ；
G03 逆时针方向圆弧插补
G04 00 暂停G04 X ；或G04 U ；或G04 P ；G20 06 英制输入G20；
G21 米制输入G21；
G27
00 返回参考点检查G27 X Z ；
G28 返回参考点G28 X Z ；
G30 返回第2、3、4参考
点G30 P3 X Z ；
或 G30 P4 X Z ；
G32 01 螺纹切削G32 X Z F ；(F为导程) G34 变螺距螺纹切削G34 X Z F K ；
▲G40 07 刀尖半径补偿取消G40 G00 X(U) Z(W) ；
G41 刀尖半径左补偿G41 G01 X(U) Z(W) F ；
G42 刀尖半径右补偿G42 G01 X(U) Z(W) F ；
G50
00
14 坐标系设定或主轴最
大速度设定
G50 X Z ；或
G50 S ；
G52 局部坐标系设定G52 X__Z__；
G53 选择机床坐标系G53 X__Z__；
▲G54 选择工件坐标系1 G54；
G55 选择工件坐标系2 G55；
G56 选择工件坐标系3 G56；
G57 选择工件坐标系4 G57；
G58 选择工件坐标系5 G58；
G59 选择工件坐标系6 G59；
G65 00 宏程序调用G65 P L <自变量指定>；
G66 12 宏程序模态调用G66 P L <自变量指定>；▲G67 宏程序模态调用取消G67；
G70 精车循环G70 P Q ；
G71
00 粗车循环G71 U R ；
G71 P Q U W F ；
G72 端面粗车复合循环G72 W R ；
G72 P Q U W F ；
G73 多重车削循环G73 U W R ；
G73 P Q U W F ；
G74 端面深孔钻削循环G74 R ；
G74 X(U) Z(W) P Q R F ；G75 00 外径/内径钻孔循环G75 R ；
G75 X(U) Z(W) P Q R F ；G76 螺纹切削复合循环G76 P Q R ；
G76 X(U) Z(W) R P Q F ；
G90
01 外径/内径切削循环G90 X(U) Z(W) F ；
G90 X(U) Z(W) R F ；
G92 螺纹切削复合循环G92 X(U) Z(W) F ；
G92 X(U) Z(W) R F ；
G94 端面切削循环G94 X(U) Z(W) F ；
G94 X(U) Z(W) R F ；
G96 02 恒线速度控制G96 S ；
▲G97 取消恒线速度控制G97 S ；
G98 05 每分钟进给G98 F ；
▲G99 每转进给G99 F ；
说明：①打▲的为开机默认指令。
②00组G代码都是非模态指令。
③不同组的G代码能够在同一程序段中指定。如果同一程序段中指定了同组G代码，则最后指定的G代码有效。
④G代码按组号显示，对于表中没有列出的功能指令，请参阅有关厂家的编程说明书。
2．辅助功能指令
FANUC系统常用的辅助功能指令见表1-4
表1-4 常用M指令一览表
资料卡
模态指令：一经指定就一直有效，直到被同组的G代码取消为止。
非模态指令：只在本程序段中有效，下一段程序需要时必须重写。
序
指令功能序号指令功能
号
1 M00 程序暂停7 M30 程序结束并返回程序头
2 M01 程序选择停止8 M08 冷却液开
3 M02 程序结束9 M09 冷却液关
4 M03 主轴顺时针方向旋转10 M98 调用子程序
5 M04 主轴逆时针方向旋转11 M99 返回主程序
6 M05 主轴停止
3．其他功能指令
常用的其他功能指令有刀具功能指令、主轴转速功能指令、进给功能指令，这些功能指令的应用，对简化编程十分有利，将在后面的内容中详细介绍。