华中数控车编程说明书.doc

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世纪星车床数控系统（HNC-21/22T）编程说明书

世纪星车床数控系统

HNC-21/22T

编程说明书

华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心

武汉华中数控股份有限公司

2003年6月

前言

非常感谢您选用了本公司生产的HNC-21/22世纪星系列数控系统。

本说明书详细介绍了数控编程基本知识、指令体系、各指令功能的特点、注意事项和宏指令编程方法，并配以大量典型编程实例和图例加以说明。

既可作为世纪星车床数控系统产品说明书，也可作为数控编程的培训教材。

在使用本产品前，请先仔细阅读本说明书，以达到最佳使用效果。

请妥善保存说明书，并交最终使用者认真阅读。

本说明书版权为武汉华中数控股份有限公司所有。

华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心

武汉华中数控股份有限公司

2003年5月

目录

第一章概述 1

1.1数控编程概述 1

1.2数控编程基本知识 1

1.2.1机床坐标轴 1

1.2.2机床坐标系、机床零点和机床参考点 3

1.2.3工件坐标系、程序原点和对刀点 4

第二章零件程序的结构 5

2.1指令字的格式 5

2.2程序段的格式 6

2.3程序的一般结构 6

2.4程序的文件名 7

第三章HNC-21/22T数控系统的编程指令体系 8

3.1辅助功能M代码 8

3.1.1CNC内定的辅助功能 9

（1） 程序暂停M00 9

（2） 程序结束M02 9

（3）程序结束并返回到零件程序头M30 9

（4）子程序调用M98及从子程序返回M99 9

3.1.2PLC设定的辅助功能 11

（1）主轴控制指令M03、M04、M05 11

（2）冷却液打开、停止指令M07、M08、M09 11

3.2主轴功能S、进给功能F和刀具功能T 11

3.2.1主轴功能S 11

3.2.2进给速度F 11

3.2.3刀具功能（T机能） 12

3.3准备功能G代码 12

3.3.1有关单位设定的G功能 14

（1）尺寸单位选择G20，G21 14

（2）进给速度单位的设定G94、G95 14

3.3.2有关坐标系和坐标的G功能 15

（1）绝对值编程G90与相对值编程G91 15

（2）坐标系设定G92 16

（3）坐标系选择G54~G59 18

（4）直接机床坐标系编程G53 19

（5）直径方式和半径方式编程 19

3.3.3进给控制指令 20

（1）快速定位G00 20

（2）线性进给G01 21

（3）圆弧进给G02/G03 22

（3） 倒角加工 24

（4）螺纹切削G32 28

3.3.4回参考点控制指令 31

（1）自动返回参考点G28 31

（2）自动从参考点返回G29 31

3.3.5暂停指令G04 32

3.3.6恒线速度指令G96、G97 33

3.3.7简单循环 34

（1）内（外）径切削循环G80 34

圆柱面内（外）径切削循环 34

园锥面内（外）径切削循环 35

（2）端面切削循环G81 37

端平面切削循环 37

园锥端面切削循环 38

（3）螺纹切削循环G82 39

直螺纹切削循环 39

锥螺纹切削循环 40

3.3.7复合循环 42

（1）内（外）径粗车复合循环G71 42

（2）端面粗车复合循环G72 48

（3）闭环车削复合循环G73 53

（4）螺纹切削复合循环G76 55

（5）复合循环指令注意事项 57

3.3.8刀具补偿功能指令 58

3.3.9综合编程实例 66

3.4宏指令编程 71

3.4.1宏变量及常量 71

（1）宏变量 71

（2）常量 74

3.4.2运算符与表达式 74

（1）算术运算符：

74

（2）条件运算符 75

（3）逻辑运算符 75

（4）函数 75

（5）表达式 75

3.4.3赋值语句 75

3.4.4条件判别语句IF，ELSE，ENDIF 75

3.4.5循环语句WHILE，ENDW 75

附表1准备功能一览表 77

附表2直径编程注意条件 78

附录1HNC-21T车削循环宏程序 79

（1）车削循环指令的实现及子程序调用的参数传递 79

（2）车削循环指令的宏程序实现 83

III

I

第一章概述

本书针对HNC-21/22T世纪星数控车床系统进行编程说明，其编程语言为广泛使用的ISO码。

本章旨在对本说明书中提到的一些基本概念进行解释。

1.1数控编程概述

零件程序是由数控装置专用编程语言书写的一系列指令组成的（应用得最广泛的是ISO码：

国际标准化组织规定的代码）。

]

数控装置将零件程序转化为对机床的控制动作。

最常使用的程序存储介质是磁盘和网络。

1.2数控编程基本知识

1.2.1机床坐标轴

为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X，Y，Z表示，常称基本坐标轴。

X，Y，Z坐标轴的相互关系用右手定则决定，如图1.2.1所示，图中大姆指的指向为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。

围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则，如图所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A，+B，+C方向。

数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。

上述坐标轴正方向，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的方向。

如果是工件移动则用加“′”的字母表示，按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，即有：

+X=-X′,+Y=-Y′,+Z=-Z′，

+A=-A′,+B=-B′,+C=-C′

同样两者运动的负方向也彼此相反。

机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局，对车床而言：

——Z轴与主轴轴线重合，沿着Z轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；

——X轴垂直于Z轴，对应于转塔刀架的径向移动，沿着X轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；

——Y轴（通常是虚设的）与X轴和Z轴一起构成遵循右手定则的坐标系统。

图1.2.2车床坐标轴及其方向

注：

1、本说明书针对数控车床进行说明,其为X、Z两轴联动

2、其中实例图形中坐标系情况如下:

实线刀具代表上位刀架机床，其坐标系为：

X轴向上为正，Z轴向右为正；

虚线刀具代表下位刀架机床，其坐标系为：

X轴向下为正，Z轴向右为正。

两种刀架方向的机床，其程序及相应设置相同。

1.2.2机床坐标系、机床零点和机床参考点

机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点称为机床原点或机床零点。

在机床经过设计、制造和调整后，这个原点便被确定下来，它是固定的点。

数控装置上电时并不知道机床零点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标系。

机床参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数指定机床参考点到机床零点的距离。

机床回到了参考点位置，也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。

图1.2.3机床零点OM和机床参考点Om

机床坐标轴的机械行程是由最大和最小限位开关来限定的。

机床坐标轴的有效行程范围是由软件限位来界定的，其值由制造商定义。

机床零点（OM）、机床参考点（Om）、机床坐标轴的机械行程及有效行程的关系如图1.2.3所示。

1.2.3工件坐标系、程序原点和对刀点

工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一已知点为原点（也称程序原点），建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。

工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。

工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。

一般情况下，程序原点应选在尺寸标注的基准或定位基准上。

对车床编程而言，工件坐标系原点一般选在，工件轴线与工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交点上。

对刀点是零件程序加工的起始点，对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系。

可以通过CNC将相对于程序原点的任意点的坐标转换为相对于机床零点的坐标。

加工开始时要设置工件坐标系，用G92指令可建立工件坐标系；用G54~G59及刀具指令可选择工件坐标系。

67

第二章零件程序的结构

一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据。

一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的。

如图2.1所示。

2.1指令字的格式

一个指令字是由地址符（指令字符）和带符号（如定义尺寸的字）或不带符号（如准备功能字G代码）的数字数据组成的。

程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。

在数控程序段中包含的主要指令字符如表2.1所示。

表2.1指令字符一览表

机能

地址

意义

零件程序号

%

程序编号：

%1~4294967295

程序段号

N

程序段编号：

N0~4294967295

准备机能

G

指令动作方式（直线、圆弧等）G00-99

尺寸字

X，Y，Z

A，B，C

U，V，W

坐标轴的移动命令±99999.999

R

圆弧的半径，固定循环的参数

I，J，K

圆心相对于起点的坐标，固定循环的参数

进给速度

F

进给速度的指定F0~24000

主轴机能

S

主轴旋转速度的指定S0~9999

刀具机能

T

刀具编号的指定T0~99

辅助机能

M

机床侧开/关控制的指定M0~99

补偿号

D

刀具半径补偿号的指定00~99

暂停

P，X

暂停时间的指定秒

程序号的指定

P

子程序号的指定P1~4294967295

重复次数

L

子程序的重复次数，固定循环的重复次数

参数

P,Q,R,U,W,I,K,C,A

车削复合循环参数

倒角控制

C,R

2.2程序段的格式

一个程序段定义一个将由数控装置执行的指令行。

程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法，如图2.2.1所示。

2.3程序的一般结构

一个零件程序必须包括起始符和结束符。

一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的，而不是按程序段号的顺序执行的，但书写程序时，建议按升序书写程序段号。

华中世纪星数控装置HNC-21T的程序结构：

程序起始符：

%（或O）符，%（或O）后跟程序号；

程序结束：

M02或M30；

注释符：

括号（）内或分号；后的内容为注释文字；

2.4程序的文件名

CNC装置可以装入许多程序文件，以磁盘文件的方式读写。

文件名格式为（有别于DOS的其他文件名）：

O××××（地址O后面必须有四位数字或字母）

本系统通过调用文件名来调用程序，进行加工或编辑。

第三章HNC-21/22T数控系统的编程指令体系

3.1辅助功能M代码

辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走