《數(shù)控編程技術(shù)》課件教案,數(shù)控編程技術(shù),數(shù)控,編程,技術(shù),課件,教案 第5章 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng),5.1 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控編程原理,5.1 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控編程原理,5.1.1 數(shù)控程序的基本結(jié)構(gòu) 1．程序名稱 按以下規(guī)則確定程序名： （1）開始的兩個符號必須是字母。 （2）其后的符號可以是字母、數(shù)字或下劃線。 （3）最多為16個字符。 （4）不得使用分隔符。,2．程序結(jié)構(gòu)和內(nèi)容 NC程序由若干個程序段組成，所采用的程序段格式屬于可變程序段格式。 每一個程序段執(zhí)行一個加工工步，每個程序段由若干個程序字組成，最后一個程序段包含程序結(jié)束符：M02或M30。,3．程序字及地址符 程序字是組成程序段的元素，由程序字構(gòu)成控制器的指令。程序字由以下幾部分組成： （1）地址符 地址符一般是一字母。 （2）數(shù)值 數(shù)值是一個數(shù)字串，它可以帶正負號和小數(shù)點。正號可以省略不寫。,（3）擴展地址 可以通過1～4個數(shù)字進行地址擴展。在這種情況下，其數(shù)值可以通過“=”進行賦值 。 （4）程序段結(jié)構(gòu) 一個程序段中含有執(zhí)行一個工序所需的全部數(shù)據(jù)。 程序段由若干個字和程序段結(jié)束符“LF”組成。,（5）字順序 程序段中有很多指令時建議按如下順序： N G X Y Z F S T D M H （6）注釋 利用加注釋的方法可在程序中對程序段進行說明。注釋可作為對操作者的提示顯示在屏幕上。,5.1.2 指令表 5.1.3 系統(tǒng)指令 1．絕對和增量指令：G90，G91 G90和G91指令分別對應(yīng)著絕對值數(shù)據(jù)輸入和增量值數(shù)據(jù)輸入。其中G90表示坐標(biāo)系中目標(biāo)點的絕對坐標(biāo)尺寸，G91表示待運行的位移量 。 在位置數(shù)據(jù)不同于G90/G91的設(shè)定時，可以在程序段中通過AC/IC以絕對尺寸/相對尺寸方式進行設(shè)定。,格式： G90； 絕對尺寸輸入 G91； 增量尺寸輸入 X=AC(…)； x軸以絕對尺寸輸入 Y=IC(…)； y軸以相對尺寸輸入 Z=IC(…)； z軸以相對尺寸輸入,2．平面選擇功能：G17 G18 G19 （G19數(shù)控車不用） 3．公制尺寸/英制尺寸：G71 G70 G710 G700 編程 G70；英制尺寸 G71；公制尺寸 G700；英制尺寸，也適用于進給率F G710；公制尺寸，也適用于進給率F,4．半徑/直徑數(shù)據(jù)尺寸：DIAMOF，DlAMON（數(shù)控銑及加工中心不用） 程序中在需要時也可以轉(zhuǎn)換為半徑尺寸。 DIAMOF 半徑數(shù)據(jù)尺寸 DIAMON 直徑數(shù)據(jù)尺寸,5．極坐標(biāo)，極點定義：G110，G111，G112（數(shù)控車不用） （1）平面 極坐標(biāo)同樣可以使用G17～G19平面。 （2）極坐標(biāo)半徑RP=,（3）極坐標(biāo)角度AP= G110； 極點定義，相對于上次編程設(shè)定的位置（如G17平面） G111； 極點定義，相對于當(dāng)前工件坐標(biāo)系的零點（如G17平面） G112； 極點定義，相對于最后有效的極點，平面不變,6．可編程的零點偏置：TRANS，ATRANS （1）功能 如果工件上在不同的位置有重復(fù)出現(xiàn)的形狀要加工，或者選用了一個新的參考點，在這種情況下就需要使用可編程零點偏置。,7．可編程旋轉(zhuǎn)：ROT，AROT（數(shù)控車不用） 8．可編程的比例縮放：SCALE，ASCALE （1）功能 使用SCALE，ASCALE指令，可以為所有坐標(biāo)軸按編程的比例系數(shù)進行縮放，按此比例使所給定的軸放大或縮小若干倍。 當(dāng)前設(shè)定的坐標(biāo)系作為比例縮放的基準(zhǔn)。,（2）編程 SCALE X Y Z ； 可編程的比例系數(shù)，清除所有有關(guān)偏移、旋轉(zhuǎn)、比例系數(shù)、鏡像的指令 ASCALE X Y Z ； 可編程的比例系數(shù)，附加于當(dāng)前的指令 SCALE； 不帶數(shù)值：清除所有有關(guān)偏移、旋轉(zhuǎn)、比例系數(shù)、鏡像的指令 SCALE，ASCALE指令要求一個獨立的程序段。,9．可編程的鏡像：MIRROR，AMIRROR（數(shù)控車不用） （1）功能 用MIRROR和AMIRROR指令可以使工件鏡像加工。,10．工件裝夾——可設(shè)定的零點偏置：G53，G54～G59，G500，G153 （1）功能 可設(shè)定的零點偏置給出工件零點在機床坐標(biāo)系中的位置（工件零點以機床零點為基準(zhǔn)偏移）。,11．可編程的工作區(qū)域限制：G25，G26，WALIMON，WALIMOF （1）功能 用G25/G26定義坐標(biāo)軸的工作區(qū)域，規(guī)定哪些區(qū)域可以運行，哪些區(qū)域不可以運行。當(dāng)?shù)毒唛L度補償有效時，刀尖必須在此區(qū)域內(nèi)；或者，刀架參考點必須在此區(qū)域內(nèi)，否則將受到限制。坐標(biāo)值以機床坐標(biāo)系為基準(zhǔn)。,12．快速直線移動：G00 G00功能用于快速定位刀具，移動時還沒有對工件進行切削加工。當(dāng)?shù)毒哌h離工件或結(jié)束加工時，可以在幾個軸上同時執(zhí)行快速移動，由此產(chǎn)生一線性軌跡。,13．帶進給率的直線插補：G1 G1指令使刀具以直線的方式從起始點移動到目標(biāo)位置，以地址F編程的進給速度運行，G1也可以寫成G01，G1后的所有坐標(biāo)軸可以同時運行。,14．圓弧插補：G2，G3功能 （1）功能 刀具沿圓弧輪廓從起始點運行到終點。運行方向由G功能定義： G2——順時針方向圓弧插補； G3——逆時針方向圓弧插補。,（2）編程 G2/G3 X Y I J ； 圓弧終點和圓心 G2/G3 CR= X Y ； 半徑和圓弧終點 G2/G3 AR= I J ； 圓心角和圓心 G2/G3 AR= X Y ； 圓心角和圓弧終點 G2/G3 AP= RP= ； 極坐標(biāo)和極點圓弧,說明：有其他的圓弧編程方法。 CT——圓弧用切線連接； CIP——通過中間點的圓?。▍⒁姾竺娴恼鹿?jié)）。 （3）圓弧輸入的公差 系統(tǒng)僅能接收一定范圍之內(nèi)的公差。 CR=- 中的負號說明圓弧段大于半圓；CR=+ 中的正號說明圓弧段小于或等于半圓。,15．通過中間點進行圓弧插補：CIP 如果已經(jīng)知道圓弧輪廓上3個點而不知道圓弧的圓心、半徑和圓心角，則建議使用CIP功能。在此，圓弧方向由中間點的位置確定（中間點位于起始點和終點之間）。用I1，J1，K1對應(yīng)著不同的坐標(biāo)軸，中間點定義如下： I1= 用于x軸， J1= 用于y軸， K1= 用于z軸,16．切線過渡圓?。篊T 17．螺旋插補：G2/G3，TURN功能（數(shù)控車不用） （1）功能 螺旋插補由兩種運動組成：在G17，G18或G19平面中進行的圓弧運動加垂直該平面的直線運動；用指令TURN= 編制整圓循環(huán)螺線，附加到圓弧編程中，即可加工螺旋線。螺旋插補可以用于銑削螺紋，或者用于加工油缸的潤滑油槽。,18．等螺距螺紋切削或攻絲：G33 等螺距螺紋切削或紋絲功能要求主軸有位置測量系統(tǒng)。 （1）數(shù)控車 用G33功能可以加工下述各種類型的恒螺距螺紋：圓柱螺紋、圓錐螺紋、外螺紋/內(nèi)螺紋、單螺紋和多重螺紋、多段連續(xù)螺紋。,右旋和左旋螺紋由主軸旋轉(zhuǎn)方向M3和M4確定（M3—右旋，M4—左旋）。 錐形螺紋：在具有2個坐標(biāo)軸尺寸的圓錐螺紋加工中，螺距地址I或K下必須設(shè)置較大位移（較大螺紋長度）的螺紋尺寸，另一個較小的螺距尺寸不用給出。 起始點偏移SF：在加工螺紋中切削位置偏移以后以及在加工多頭螺紋時均要求起始點偏移一位置。,19．帶浮動夾頭的夾具攻絲：G63 G63指令用于帶浮動夾頭的螺紋加工，編程的進給率F必須與主軸速度 。 RH或LH螺紋由主軸的旋轉(zhuǎn)方向確定（M3—順時針旋轉(zhuǎn)，M4—逆時針旋轉(zhuǎn)，參見“30.主軸轉(zhuǎn)速S及旋轉(zhuǎn)方向”）。,20．螺紋插補：G331，G332 G331，G332指令要求主軸必須是位置控制的主軸，且具有位置測量系統(tǒng)。 （1）右旋螺紋或左旋螺紋 螺距的符號確定主軸方向： 正：右旋（同M3）； 反：左旋（同M4）,（2）坐標(biāo)軸速度 G331/G332中在加工螺紋時坐標(biāo)軸速度由主軸轉(zhuǎn)速和螺距確定，而與進給率F則沒有關(guān)系，進給率F處于存儲狀態(tài)。此時，機床數(shù)據(jù)中規(guī)定的最大軸速度（快速移動速度）不允許超過。否則會產(chǎn)生一報警。,21．返回固定點：G75 用G75指令可以返回到機床中某個固定點，比如換刀點。 22．回參考點：G74 用G74指令實現(xiàn)NC程序中回參考點功能，每個軸的方向和速度存儲在機床數(shù)據(jù)中。,23．進給率F 進給率F是刀具軌跡速度，它是所有移動坐標(biāo)軸速度的矢量和。坐標(biāo)軸速度是刀具軌跡速度在坐標(biāo)軸上的分量。 進給率F在G1，G2，G3，CIP，CT插補方式中生效，并且一直有效，直到被一個新的地址F取代為止。,（1）編程 F ； 每分鐘的進給率 注釋：在取整數(shù)值方式下可以取消小數(shù)點后面的數(shù)據(jù)，如F300。 （2）進給率F的單位 地址F的單位由G功能確定，即G94和G95。 G94——直線進給率，單位mm/min G95——旋轉(zhuǎn)進給率，單位mm/r（只有主軸旋轉(zhuǎn)才有意義）。,24．圓弧進給率修正：CFTCP，CFC（數(shù)控車不用） 如果刀具半徑補償（G41/G42）和圓弧編程已經(jīng)使用，若使編程的進給F在圓弧輪廓處生效，就必須對刀具中心點處的進給率進行修正。,25．準(zhǔn)確定位/連續(xù)路徑加工：G9，G60，G64 （1）編程 G60； 準(zhǔn)確定位——模態(tài)有效 G64； 連續(xù)路徑加工 G9； 準(zhǔn)確定位——單程序段有效 G601； 精準(zhǔn)確定位窗口 G602； 粗準(zhǔn)確定位窗口,（2）準(zhǔn)確定位G60，G9 G60或G9功能生效時，當(dāng)?shù)竭_定位精度后，移動軸的進給速度減小到零。 G601——精準(zhǔn)確定位窗口。 G602——粗準(zhǔn)確定位窗口。 （3）連續(xù)路徑加工G64 （4）速度預(yù)覽（Look Ahead功能）,26．加速度性能：BRISK，SOFT （1）BRISK 機床坐標(biāo)軸按最大加速度的軌跡運行，直至達到所要求的進給率。 （2）SOFT 機床坐標(biāo)軸按上升的加速度軌跡運行，直至達到所要求的進給率。SOFT加速性能避免了加速度的突變，從而使產(chǎn)生的軌跡精度更高，并減輕對機床的負擔(dān)。,編程： BRISK； 有跳動的軌跡加速度 SOFT； 跳動受到限制的軌跡加速度,27．比例加速度補償：ACC （1）編程 ACC[軸名稱] =百分值； 用于進給軸 ACC[s]=百分值； 用于主軸 （2）有效性 極限值的限制適用于自動方式和MDA方式下各種插補方式，但對JOG方式和回參考點方式不適用。,28．帶先導(dǎo)控制功能運行： FFWON，F(xiàn)FWOF 編程： FFWON； 先導(dǎo)控制功能接通 FFWOF； 先導(dǎo)控制功能關(guān)閉,29．第4軸功能 第4軸取決于機床的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，有時必須要有一個第4軸，比如用于回轉(zhuǎn)工作臺、旋轉(zhuǎn)工作臺。該軸可以設(shè)計成直線軸，也可以設(shè)計成回轉(zhuǎn)軸，如U軸或C軸或A軸等等。若為回轉(zhuǎn)軸，則設(shè)計的運行范圍在0°～360°。,30．暫停：G4 通過在兩個程序段之間插入一個G4程序段，可以使加工按給定的時間暫停，比如退刀槽切削等。 編程 G4 F ； 暫停時間（s） G4 S ； 暫停主軸轉(zhuǎn)數(shù),31．主軸轉(zhuǎn)速S及旋轉(zhuǎn)方向 當(dāng)機床具有受控主軸時，主軸的轉(zhuǎn)速可以用地址S編程，單位為r/min。旋轉(zhuǎn)方向和主軸運動起始點和終點通過M指令規(guī)定： M3——主軸正轉(zhuǎn)； M4——主軸反轉(zhuǎn)； M5——主軸停止。,32．主軸轉(zhuǎn)速極限：G25，G26 通過在程序中寫入G25或G26指令和地址S下的轉(zhuǎn)速，可以限制主軸的極限值范圍。與此同時原來設(shè)定數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)被覆蓋。 G25或G26指令均要求一獨立的程序段，原先編程的轉(zhuǎn)速S保持存儲狀態(tài)。 編程： G25 S ； 主軸轉(zhuǎn)速下限 G26 S ； 主軸轉(zhuǎn)速上限,33．主軸定位：SPOS 用SPOS=ACP(…)，SPOS=ACN(…)設(shè)定的主軸，其他運行指令同樣適用于回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。,34．輪廓倒圓，倒角 在一個輪廓拐角處可以進行倒角或倒圓，指令CHF= 或者RND= 與加工拐角的運動軸指令一起寫入程序段中。 （1）倒角CHF= 直線輪廓之間、圓弧輪廓之間以及直線輪廓和圓弧輪廓之間需要倒去棱角，可選用CHF=功能。 （2）倒圓RND=,35．輪廓定義編程 編程： ANG= ； 定義直線用角度編程 CHR= ； 倒角，編程值為倒角邊長 RND= ； 倒圓，編程值為圓角半徑,（1）角度ANG= （2）倒角CHR= 在拐角處的兩段直線之間有一倒角，編程值就是倒角的直角邊長。 （3）倒圓RND= 兩段直線之間有一個圓弧過渡，圓弧和這兩條直線相切，可以用倒圓功能編程。,36．刀具補償 使用刀具補償功能對工件的加工進行編程時，無需考慮刀具長度或刀具半徑。可以直接根據(jù)圖紙尺寸對工件進行編程。,37．刀具T 用T指令編程可以選擇刀具。有兩種方法來執(zhí)行：一種是用T指令直接更換刀具，另一種是僅僅進行刀具的預(yù)選，換刀還必須由M06來執(zhí)行。選擇哪一種，必須在機床參數(shù)中確定。 （1）用T指令直接更換刀具。 （2）僅用T指令預(yù)選刀具，另外還要用M6指令配合才可進行刀具的更換。,38．刀具補償號D 用D及其相應(yīng)的序號可以編制一個專門的切削刃。 如果沒有編寫D指令，則D1自動生效；如果編程D0，則刀具補償值無效。 說明：系統(tǒng)中最多可以同時存儲64個刀具補償數(shù)據(jù)組。,編程： D ； 刀具補償號：1～9 D0； 補償值無效 在補償存儲器中有如下內(nèi)容。 （1）幾何尺寸，長度，半徑 （2）刀具類型,39．刀尖半徑補償：G41，G42 刀具在所選擇的平面G17～G19平面中帶刀具半徑補償工作。刀具必須有相應(yīng)的D補償號才能有效。 編程： G41 G00/G01 X Y ； 刀補在工件輪廓左邊有效 G42 C00/G01 X Y ； 刀補在工件輪廓右邊有效,40．拐角特性：G450，G45l 在G41/G42有效的情況下，一段輪廓到另一段輪廓以不連續(xù)的拐角過渡時，可以通過G450和G451功能調(diào)節(jié)拐角特性。 編程： G450； 圓弧過渡 G451； 交點,41．取消刀尖半徑補償：G40 用G40取消刀尖半徑補償，G40指令之前的程序段刀具以正常方式結(jié)束，結(jié)束時補償矢量垂直于軌跡終點切線處。 編程： G40 G01 X Y ； 取消刀具半徑補償,42．刀尖半徑補償中的幾個特殊情況 （1）重復(fù)執(zhí)行補償 重復(fù)執(zhí)行相同的補償方式時，可以直接進行新的編程而無需在其中寫入G40指令。 （2）變換補償號D 可以在補償運行過程中變換補償號D。,（3）變換補償方向 補償方向指令G41和G42可以相互變換，無需在其中再寫入G40指令。 （4）通過M2結(jié)束補償 如果通過M2（程序結(jié)束），而不是用G40指令結(jié)束補償運行，則最后的程序段以補償矢量正常位置坐標(biāo)結(jié)束。不進行撤補償移動，程序以此刀具位結(jié)束。,43．刀尖半徑補償舉例 44．輔助功能M 利用輔助功能M可以設(shè)定一些開關(guān)操作，如“打開/關(guān)閉冷卻液”等等。 45．H功能 用H功能可以把浮點數(shù)據(jù)由程序傳送到PLC（型式與“45.計算參數(shù)R”類似）。 H功能數(shù)值的含義由機床制造廠定義。每個NC程序段最多可以編制3個H功能。,46．計算參數(shù)R 一個NC程序不僅僅適用于常數(shù)下的加工，有時還可以用變量計算出數(shù)值進行加工，這種情況均可以使用計算參數(shù)。,編程的變量參數(shù)從R0= ～R299= 共300個。 （1）賦值 可以在以下數(shù)值范圍內(nèi)給計算參數(shù)R賦值： ±(0.0000001～99999999) (8位，帶符號和小數(shù)點) 在取整數(shù)值時可以去除小數(shù)點。正號可以省去。,（2）給其他的地址賦值 通過給其他的NC地址分配計算參數(shù)或參數(shù)表達式，可以增加NC程序的通用性。 （3）參數(shù)的計算 在計算參數(shù)時也遵循通常的數(shù)學(xué)運算規(guī)則。圓括號內(nèi)的運算優(yōu)先進行。,47．程序跳轉(zhuǎn) （1）標(biāo)記符程序跳轉(zhuǎn) 標(biāo)記符或程序段號用于標(biāo)記程序中所跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)程序段，用跳轉(zhuǎn)功能可以實現(xiàn)程序運行分支。,（2）絕對跳轉(zhuǎn) NC程序在運行時以寫入時的順序來執(zhí)行程序段。程序在運行時，可以通過插入程序跳轉(zhuǎn)指令改變執(zhí)行順序。跳轉(zhuǎn)目標(biāo)只能是有標(biāo)記符的程序段，此程序段必須位于該程序之內(nèi)。絕對跳轉(zhuǎn)指令必須占用一個獨立的程序段。 GOTOF Label； 向前跳轉(zhuǎn) GOTOB Label； 向后跳轉(zhuǎn),（3）有條件跳轉(zhuǎn) 用IF條件語句表示有條件跳轉(zhuǎn)。如果滿足跳轉(zhuǎn)條件（也就是值不等于零），則進行跳轉(zhuǎn)。 編程： IF條件GOTOF Label； 向前跳轉(zhuǎn) IF條件GOTOB Label； 向后跳轉(zhuǎn),48．子程序 （1）子程序程序名 為了方便地調(diào)用某一子程序，必須給子程序取一個程序名。程序名可以自由選取，但必須符合以下規(guī)定： ? 開始兩個符號必須是字母； ? 其他符號為字母、數(shù)字或下劃線； ? 最多16個字符； ? 沒有分隔符。,（2）子程序調(diào)用 在一個程序中（主程序或子程序）可以直接用程序名調(diào)用子程序。子程序調(diào)用要求占用一個獨立的程序段。 （3）程序重復(fù)調(diào)用次數(shù)P 如果要求多次連續(xù)地執(zhí)行某一子程序，則在編程時必須在所調(diào)用子程序的程序名后地址P后寫入調(diào)用次數(shù)，最大次數(shù)可以為9999，即P1～P9999。,（4）嵌套深度 子程序不僅可以從主程序中調(diào)用，也可以從其他子程序中調(diào)用，這個過程稱為子程序的嵌套。子程序的嵌套深度可以為8層，也就是8級程序界面（包括主程序界面） 。 SIEMENS 802D系統(tǒng)循環(huán)要求最多4級程序。,49．調(diào)用固定循環(huán) 循環(huán)是指用于特定加工過程的工藝子程序，比如用于鉆孔、銑槽切削或螺紋切削等。循環(huán)用于各種具體加工過程時，只要改變參數(shù)就可以。 （1）模態(tài)調(diào)用循環(huán) 在有MCALL指令的程序段中調(diào)用子程序，如果其后的程序段中含有軌跡運行，則子程序會自動調(diào)用。,（2）CYCLE82(…)循環(huán) N30 MCALL； 結(jié)束CYCLE82(…)的模態(tài)調(diào)用,