1、第5章 SIEMENS數控系統5.1 SIEMENS數控系統數控編程原理5.1 SIEMENS數控系統數控編程原理5.1.1 數控程序的基本結構1程序名稱按以下規則確定程序名：（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程序結構和內容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

2、一字母。（2）數值數值是一個數字串，它可以帶正負號和小數點。正號可以省略不寫。（3）擴展地址可以通過14個數字進行地址擴展。在這種情況下，其數值可以通過“=”進行賦值 。（4）程序段結構一個程序段中含有執行一個工序所需的全部數據。程序段由若干個字和程序段結束符“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 系統指令1絕對和增量指令：G90，G91G90和G91指令分別對應著絕對值數據輸入和增量值數據輸入。其中G9

3、0表示坐標系中目標點的絕對坐標尺寸，G91表示待運行的位移量 。在位置數據不同于G90/G91的設定時，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FG710；公制尺寸，也適用于進給率F4半徑/直徑數據尺寸：DIAMOF，DlAMON（數控銑及

4、加工中心不用）程序中在需要時也可以轉換為半徑尺寸。DIAMOF 半徑數據尺寸DIAMON 直徑數據尺寸5極坐標，極點定義：G110，G111，G112（數控車不用）（1）平面極坐標同樣可以使用G17G19平面。 （2）極坐標半徑RP= （3）極坐標角度AP= G110； 極點定義，相對于上次編程設定的位置（如G17平面）G111； 極點定義，相對于當前工件坐標系的零點（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出現的形狀要加工，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

5、。 7可編程旋轉：ROT，AROT（數控車不用）8可編程的比例縮放：SCALE，ASCALE（1）功能使用SCALE，ASCALE指令，可以為所有坐標軸按編程的比例系數進行縮放，按此比例使所給定的軸放大或縮小若干倍。當前設定的坐標系作為比例縮放的基準。（2）編程SCALE X Y Z ； 可編程的比例系數，清除所有有關偏移、旋轉、比例系數、鏡像的指令ASCALE X Y Z ； 可編程的比例系數，附加于當前的指令SCALE； 不帶數值：清除所有有關偏移、旋轉、比例系數、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（數控車不用）（1）

6、功能用MIRROR和AMIRROR指令可以使工件鏡像加工。 10工件裝夾可設定的零點偏置：G53，G54G59，G500，G153（1）功能可設定的零點偏置給出工件零點在機床坐標系中的位置（工件零點以機床零點為基準偏移）。 11可編程的工作區域限制：G25，G26，WALIMON，WALIMOF（1）功能用G25/G26定義坐標軸的工作區域，規定哪些區域可以運行，哪些區域不可以運行。當刀具長度補償有效時，刀尖必須在此區域內；或者，刀架參考點必須在此區域內，否則將受到限制。坐標值以機床坐標系為基準。12快速直線移動：G00G00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。當刀具遠離工件

7、或結束加工時，可以在幾個軸上同時執行快速移動，由此產生一線性軌跡。 13帶進給率的直線插補：G1G1指令使刀具以直線的方式從起始點移動到目標位置，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= ；極坐標和極點圓

8、弧說明：有其他的圓弧編程方法。CT圓弧用切線連接；CIP通過中間點的圓弧（參見后面的章節）。（3）圓弧輸入的公差系統僅能接收一定范圍之內的公差。 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對應著不同的坐標軸，中間點定義如下：I1= 用于x軸， J1= 用于y軸， K1= 用于z軸16切線過渡圓弧：CT17螺旋插補：G2/G3，TURN功能（數控車不用）（1

9、）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。（1）數控車用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/內螺紋、單螺紋和多重螺紋、多段連續螺紋。右旋和左旋螺紋由主軸旋轉方向M3和M4確定（M3右旋，M4左旋）。 錐形螺紋：在具有2個坐標軸尺寸的圓錐螺紋加工中，螺距地址I或K下必須設置較大位移（較大螺紋長度）的螺紋

10、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：G63G63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螺紋由主軸的旋轉方向確定（M3順時針旋轉，M4逆時針旋轉，參見“30.主軸轉速S及旋轉方向”）。20螺紋插補：G331，G332G331，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。（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）坐標軸速度G331/G332中在加工螺紋時坐標軸速度由主軸轉速和螺距確

11、定，而與進給率F則沒有關系，進給率F處于存儲狀態。此時，機床數據中規定的最大軸速度（快速移動速度）不允許超過。否則會產生一報警。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據中。23進給率F進給率F是刀具軌跡速度，它是所有移動坐標軸速度的矢量和。坐標軸速度是刀具軌跡速度在坐標軸上的分量。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：在取整數值方式下可以取消小數點后面的數據，如F300

12、。（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/minG95旋轉進給率，單位mm/r（只有主軸旋轉才有意義）。24圓弧進給率修正：CFTCP，CFC（數控車不用）如果刀具半徑補償（G41/G42）和圓弧編程已經使用，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準確定位/連續路徑加工：G9，G60，G64（1）編程G60； 準確定位模態有效G64； 連續路徑加工G9； 準確定位單程序段有效 G601； 精準確定位窗口G602； 粗準確定位窗口（2）準確定位G60，G9G60或G9功能生效時，當到達定位精度后，移動軸的進

13、給速度減小到零。G601精準確定位窗口。G602粗準確定位窗口。（3）連續路徑加工G64（4）速度預覽（Look Ahead功能）26加速度性能：BRISK，SOFT（1）BRISK機床坐標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，從而使產生的軌跡精度更高，并減輕對機床的負擔。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ACCs=百分值； 用于主軸（2）有效性極限值的限制適用于自動

14、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帶先導控制功能運行：FFWON，FFWOF編程：FFWON；先導控制功能接通FFWOF；先導控制功能關閉29第4軸功能第4軸取決于機床的機械結構設計，有時必須要有一個第4軸，比如用于回轉工作臺、旋轉工作臺。該軸可以設計成直線軸，也可以設計成回轉軸，如U軸或C軸或A軸等等。若為回轉軸，則設計的運行范圍在0360。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 ； 暫停主軸轉數31主軸轉速S及旋轉方向當機床具有受控主軸時，主軸的轉速可以

15、用地址S編程，單位為r/min。旋轉方向和主軸運動起始點和終點通過M指令規定：M3主軸正轉； M4主軸反轉；M5主軸停止。32主軸轉速極限：G25，G26通過在程序中寫入G25或G26指令和地址S下的轉速，可以限制主軸的極限值范圍。與此同時原來設定數據中的數據被覆蓋。G25或G26指令均要求一獨立的程序段，原先編程的轉速S保持存儲狀態。編程：G25 S ；主軸轉速下限G26 S ；主軸轉速上限33主軸定位：SPOS用SPOS=ACP()，SPOS=ACN()設定的主軸，其他運行指令同樣適用于回轉坐標軸。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

16、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。可以直接根據圖紙尺寸對工件進行編程。 37刀具T用T指令編程

17、可以選擇刀具。有兩種方法來執行：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選，換刀還必須由M06來執行。選擇哪一種，必須在機床參數中確定。（1）用T指令直接更換刀具。（2）僅用T指令預選刀具，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：系統中最多可以同時存儲64個刀具補償數據組。編程：D ； 刀具補償號：19 D0； 補償值無效在補償存儲器中有如下內容。（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G17G19

18、平面中帶刀具半徑補償工作。刀具必須有相應的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的拐角過渡時，可以通過G450和G451功能調節拐角特性。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束，結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）重復執

19、行補償重復執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結束補償如果通過M2（程序結束），而不是用G40指令結束補償運行，則最后的程序段以補償矢量正常位置坐標結束。不進行撤補償移動，程序以此刀具位結束。43刀尖半徑補償舉例 44輔助功能M利用輔助功能M可以設定一些開關操作，如“打開/關閉冷卻液”等等。45H功能用H功能可以把浮點數據由程序傳送到PLC（型式與“45.計算參數R”類似）。H功能數值的含義由機床制造廠定義。

20、每個NC程序段最多可以編制3個H功能。46計算參數R一個NC程序不僅僅適用于常數下的加工，有時還可以用變量計算出數值進行加工，這種情況均可以使用計算參數。 編程的變量參數從R0= R299= 共300個。（1）賦值可以在以下數值范圍內給計算參數R賦值：(0.000000199999999) (8位，帶符號和小數點)在取整數值時可以去除小數點。正號可以省去。（2）給其他的地址賦值通過給其他的NC地址分配計算參數或參數表達式，可以增加NC程序的通用性。 （3）參數的計算在計算參數時也遵循通常的數學運算規則。圓括號內的運算優先進行。 47程序跳轉（1）標記符程序跳轉標記符或程序段號用于標記程序中所跳轉的目標程序段，用跳轉功能可以實現程序運行分支。 （2）絕對跳轉 NC程序在運行時以寫入時的順序來執行程序段。程序在運行時，可以通過插入程序跳轉指令改變執行順序。跳轉目標只能是有標記符的程