数控加工程序的编制(1)

内容提要(nèirónɡtíyào)本章将讲述数控加工的工艺分析和典型的加工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ；加工程序的编制、结构及常用算法；简要介绍自动编程。数控加工程序(chéngxù)的编制10/8/20216:02AM1数控技术(shùkònɡjìshù)第一页，共82页。数控加工程序编制：从零件图纸到制成控制介质的全过程。将零件的加工信息：加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(cānshù)(F、S、T)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM2数控技术(shùkònɡjìshù)第二页，共82页。程序编制分为：手工编程和自动编程两种。手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识(zhīshi)和数值计算能力）自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM3数控技术(shùkònɡjìshù)第三页，共82页。手工编程适用于：几何形状不太复杂(fùzá)的零件。自动编程适用于：形状复杂(fùzá)的零件，虽不复杂(fùzá)但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）虽不复杂(fùzá)但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM4数控技术(shùkònɡjìshù)第四页，共82页。据国外统计：用手工编程时，一个零件的编程时间(shíjiān)与机床实际加工时间(shíjiān)之比，平均约为30：1。数控机床不能开动的原因中，有20~30%是由于加工程序不能及时编制出造成的编程自动化是当今的趋势！第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM5数控技术(shùkònɡjìshù)第五页，共82页。图纸工艺分析这一步与普通机床(jīchuáng)加工零件时的工艺分析相同，即在对图纸进行工艺分析的基础上，选定机床(jīchuáng)、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺参数等。二、手工编程的内容(nèiróng)和步骤第一节概述(ɡàishù)计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改10/8/20216:02AM6数控技术第六页，共82页。计算运动轨迹根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求(yāoqiú)，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，并且按NC机床的规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的数字量，以这些坐标值作为编程尺寸。错误(cuòwù)计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸修改第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM7数控技术第七页，共82页。编制程序及初步校验根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个(liǎnɡɡè)步骤的错误。计算(jìsuàn)运动轨迹图纸工艺(gōngyì)分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改第一节概述10/8/20216:02AM8数控技术第八页，共82页。制备控制介质将程序单上的内容，经转换 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 在控制介质上，作为(zuòwéi)数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。第一节概述(ɡàishù)计算运动(yùndòng)轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改10/8/20216:02AM9数控技术第九页，共82页。程序的校验和试切所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确(zhèngquè)无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。第一节概述(ɡàishù)计算(jìsuàn)运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改10/8/20216:02AM10数控技术第十页，共82页。常用的校验和试切方法：对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、坐标纸代替工件进行空运转空运行绘图(huìtú)。对于空间曲面零件，可用蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件，进行试切，以此检查程序的正确性。第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM11数控技术(shùkònɡjìshù)第十一页，共82页。在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法，则更为方便。上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工误差。首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。当发现错误时，应分析错误的性质，或修改(xiūgǎi)程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM12数控技术(shùkònɡjìshù)第十二页，共82页。三、数控加工的工艺分析和数控加工方法数控加工的工艺分析数控机床加工零件和工艺除按一般方式对零件进行分析外，还必须注意以下几点：选择合适的对刀点对刀点：确定刀具与工件相对位置的点（起刀点）。对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关(xiāngguān)的易于测量的点。对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM13数控技术(shùkònɡjìshù)第十三页，共82页。第一节概述(ɡàishù)CR30R20R5020f刀具运动轨迹工件轮廓XYZ10/8/20216:02AM14数控技术(shùkònɡjìshù)第十四页，共82页。刀位点：用于确定(quèdìng)刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。第一节概述(ɡàishù)镗刀钻头(zuàntóu)立铣刀、端铣刀面铣刀指状铣刀球头铣刀车刀10/8/20216:02AM15数控技术第十五页，共82页。第一节概述(ɡàishù)对刀：就是(jiùshì)使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。10/8/20216:02AM16数控技术(shùkònɡjìshù)第十六页，共82页。选择对刀点的原则：选在零件(línɡjiàn)的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 基准或工艺基准上，或与之相关的位置上。选在对刀方便，便于测量的地方。选在便于坐标计算的地方第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM17数控技术(shùkònɡjìshù)第十七页，共82页。加工线路的确定加工线路——加工过程中刀具(dāojù)相对于工件的运动轨迹次序。孔类加工（钻孔、镗孔）原则：在满足精度要求的前提下，尽可能减少空行程：第一节概述(ɡàishù)n个))(1)1(2bananb+-=-+=（黄线长红线(hónɡxiàn)长ba+切入/出段+切入/出段10/8/20216:02AM18数控技术第十八页，共82页。车削或铣削(xǐxuē)：原则：尽量采用切向切入/出，不用径向切入/出，以避免由于切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量。第一节概述(ɡàishù)切向切入(qiērù)径向切入10/8/20216:02AM19数控技术第十九页，共82页。空间曲面(qūmiàn)的加工第一节概述(ɡàishù)(c)(b)(a)10/8/20216:02AM20数控技术(shùkònɡjìshù)第二十页，共82页。加工线路的选择应遵从的原则：尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程以提高生产率。保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。保证零件的工艺要求。利于(lìyú)简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM21数控技术(shùkònɡjìshù)第二十一页，共82页。在数控机床(jīchuáng)上加工零件时，从零件图上的信息开始，直到成零件的全过程，每个环节的误差都会影响到工件的加工精度。这些误差通常分为两类：第一类是在直接加工零件的过程中产生的误差，它是产生加工误差的主体，主要包括数控系统（包括伺服）的误差和整个工艺系统（机床(jīchuáng)—刀具—夹具—毛坯）内部的各种因素对加工精度的影响。第二类是编程时产生的误差，即用NC系统具备的插补功能去逼近任意曲线时所产生的误差。程序编制中的误差(wùchā)10/8/20216:02AM22数控技术(shùkònɡjìshù)第二十二页，共82页。式中：：编程误差△a算法误差（拟合误差）：为用近似算法逼近零件轮廓时产生的误差（以称一次逼近误差）例如：用直线或圆弧去逼近某曲线时和用近似方程式去拟合列表曲线时的误差。△b计算误差：插补算出的线段与理论线段之间的误差，它与在计算时所取的字节长度有关(yǒuguān)。△c圆整误差：它是插补完成后，由于分辨率的限制，将其圆整而产生的误差。它与机床的分辨率有关(yǒuguān)。第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM23数控技术(shùkònɡjìshù)第二十三页，共82页。第一节概述(ɡàishù)三种误差(wùchā)的关系如图所示：原则：应小于零件精度的10%XDYDcDbDaD10/8/20216:02AM24数控技术(shùkònɡjìshù)第二十四页，共82页。第一节概述(ɡàishù)数控加工方法(fāngfǎ)平面孔系零件的加工方法(fāngfǎ)对这类孔的形位精度或尺寸精度要求较高的零件，采用数控钻床与镗床加工。10/8/20216:02AM25数控技术(shùkònɡjìshù)第二十五页，共82页。第一节概述(ɡàishù)旋转体类零件的加工方法这类零件常用(chánɡyònɡ)数控车床或数控磨床来加工，特别是在车削零件的毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，因此在编程中，粗车的加工线路是主要要考虑的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。4321先用直线(zhíxiàn)程序进行粗加工，再按零件轮廓进行精加工可先按图中的方法进行1~4次粗加工，再精加工成形。10/8/20216:02AM26数控技术第二十六页，共82页。第一节概述(ɡàishù)图(c)所示的零件为陀罗转子的示意图，其加工(jiāgōng)顺序为先加工(jiāgōng)左边部分，然后加工(jiāgōng)右边。若采用图(c′)的方法，当处在轴向进刀时，切削力会陡增而且排屑不畅，极易引起崩刃。图(c″)的方法，切削截面由大逐渐减小，排屑流畅，切削条件大为改善；由于没有单独的轴向进刀，程序段数可减少一半，实践证明，此法行之有效。cC′C″10/8/20216:02AM27数控技术(shùkònɡjìshù)第二十七页，共82页。第一节概述(ɡàishù)平面轮廓零件的加工方法这类零件常用NC铣床加工。在编程时则应注意，为保证加工平滑(pínghuá)，应增加切入和切出程序段，若平面轮廓为数控机床所不具备插补功能的曲线时，则应先采用NC机床所具备的插补线型（直线、圆弧）去逼近该零件的轮廓。10/8/20216:02AM28数控技术(shùkònɡjìshù)第二十八页，共82页。第一节概述(ɡàishù)空间轮廓表面的加工(jiāgōng)方法空间轮廓表面的加工(jiāgōng)可根据曲面形状、机床功能、刀具形状以及零件的精度要求，有不同加工(jiāgōng)方法。10/8/20216:02AM29数控技术(shùkònɡjìshù)第二十九页，共82页。第一节概述(ɡàishù)三轴两联动加工(jiāgōng)-----“行切法”。以X、Y、Z轴中任意两轴作插补运动，另一轴（轴）作周期性进给。这时一般采用球头或指状铣刀，在可能的条件下，球半径应尽可能选择大一些，以提高零件表面光洁度。方法加工(jiāgōng)的表面光洁度较差。10/8/20216:02AM30数控技术(shùkònɡjìshù)第三十页，共82页。第一节概述(ɡàishù)三轴联动加工(jiāgōng)下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线SS为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加工(jiāgōng)，但由于编程计算复杂，宜采用自动编程。10/8/20216:02AM31数控技术(shùkònɡjìshù)第三十一页，共82页。第一节概述(ɡàishù)四轴联动加工方法如下图所示的飞机(fēijī)大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采用三座标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀周边切削方式在四轴联动机床上进行加工。由于计算较复杂，故一般采用自动编程。10/8/20216:02AM32数控技术(shùkònɡjìshù)第三十二页，共82页。五轴联动加工(jiāgōng)船用螺旋桨是五座标联动加工(jiāgōng)的典型零件之一。由于其曲率半径较大，一般采用端铣刀进行加工(jiāgōng)，为了保证端铣刀的端面加工(jiāgōng)处的曲面的切平面重合，铣刀除了需要三个移动轴（X、Y、Z）外，还应作螺旋角（与R有关），与后倾角（与有关）的摆动运动。并且还要作相应的附加补偿运动（摆动中民与铣刀的刀位点不重合）。综上所述，叶面的加工需要五轴（X、Y、Z、A、B）联动，这种编程只能利用自动编程系统。第一节概述(ɡàishù)10/8/20216:02AM33数控技术(shùkònɡjìshù)第三十三页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式经过多年的发展，程序用代码已 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化，现在有ISO（InternationalStandardizationOrganization）和EIA(ElectronicIndustriesAssociation)两种。●.代码代码：是文字、数字、符号以及它们组合的总称，又称指令。它是程序的最小单元。.编程指令——系统操作代码的总称.G指令——准备(zhǔnbèi)功能作用：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀补、刀偏、暂停等多种操作。组成：G后带二位数字组成。100种模态（续效）指令与非模态指令见P26表2-410/8/20216:02AM34数控技术(shùkònɡjìshù)第三十四页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式M指令——辅助功能作用：控制机床及其辅助装置的通断的指令。组成：M后跟两位数字组成。100种。见P27表2-5指令F指令——指定进给速度指令（续效指令）组成：编码法：F带两位数字，如F05,F36等。后面所带的娄只是(zhǐshì)一个代码，它与某个（系统规定的速度值）速度值相对应，换而言之，这种指令所指定的进给速度是有级的，速度值序既可等差数列，也可能是等比数列直接法：F后带若干位数字，如F150,F3500等。后面所带的数字表示实际的速度值，上述两个指令分别表示F=150mm/min；F=3500mm/min。10/8/20216:02AM35数控技术(shùkònɡjìshù)第三十五页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式S指令（切削速度）——指定主轴转速指令（续效指令）组成：同F，如S05,S36等单位：r/min，ST指令——指定加工刀具号的指令。组成：T后跟两位数字，如T11,T28等。T11表示选择11号刀具T28表示选择28号刀具。其他尺寸指令——指定的刀具沿坐标轴移动(yídòng)的方向和目标位置的指令组成：由在X,Y,Z,(i,j,k,r)A,B,C后带符号的数字组成。如X1000,Y2000等单位：数控系统规定的单位,如mm10/8/20216:02AM36数控技术(shùkònɡjìshù)第三十六页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式子程序标号和调用指令(zhǐlìng)作用：用于指定子程序名和在主程序中调用子程序指令(zhǐlìng)。组成：子程序名字符Q后带两位数字，如Q01,Q21，因此子程序在一个程序最多只100个。子程序调用字符<后带四位数字。其中，前两位数字被调用和子程序名后两位数字为调用次数。L0108调用8次调用01号程序调用子程序地址符程序段标号，程序段结束字符(zìfú)以及变量等。N*(LF),R0~R9等。10/8/20216:02AM37数控技术第三十七页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式●.数控加工程序的结构(jiégòu)程序的组成：对刀点选为,刀具半（D01）=5mm程序名：O2000程序段N01G91G17G00G42D01X85Y-25*N02Z-15S400M03M08*N03G01X85F300*N04G03Y50I25*N05G01X-75*N06Y-60*N07G00Z15M05M09*N08G40X75Y35M02*10/8/20216:02AM38数控技术(shùkònɡjìshù)第三十八页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式上面是一个完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段组成。程序名是该加工程序的标识；程序段是一个完整的加工工步单元，它以N（程序段号）指令开头，或LF指令结尾；M02(M30)作为整个(zhěnggè)程序结束的指令，有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号，如%、EM等。10/8/20216:02AM39数控技术(shùkònɡjìshù)第三十九页，共82页。由上面的程序可知：加工程序——由程序名和若干程序段有序组成(zǔchénɡ)的指令集。程序是由若干程序段组成(zǔchénɡ)程序段是由干指令字组成(zǔchénɡ)。指令字是由文字（地址符）或与其后所带的数字一起组成。一个程序的最大长度取决于数控系统中零件存贮区的容量或外存的容量。另外，有些数控系统还规定了一个程序段的字符数，如7M系统规定字符数90个。因此，这些在编程前必须了解清楚，否则数控系统便会认为你的程序有语法错误第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式10/8/20216:02AM40数控技术(shùkònɡjìshù)第四十页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式●.程序段的格式程序段的格式，是指一个程序段中指令(zhǐlìng)字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统往往有不同的程序段格式，格式不符合规定，数控系统就不能接受。目前广泛采用的是，地址符可变程序段格式（或者称字地址程序段格式），这种格式的特点是：.程序段中的每个指令(zhǐlìng)字均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。.指令(zhǐlìng)字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写。.不需要的指令(zhǐlìng)字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点。10/8/20216:02AM41数控技术(shùkònɡjìshù)第四十一页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式●主程序和子程序有时被加工零件上，有多个形状和尺寸都相同的部位，若按通常的方法编程，则有一定量的连续程序段在几处完全重复的出现，则可以将这些重复的程序串，单独地担出来按一定格式做成子程序，程序中子程序以处的部分便称为主程序。子程序可以被多次重复调用。而且有些数控系统中可以进行子程序的“多层嵌套”，子程序可以调用其它子程序，从而可以大大(dàdà)地简化编程工作，缩短程序长度，节约程序存贮器的容量。10/8/20216:02AM42数控技术(shùkònɡjìshù)第四十二页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式在上图中的钢板上要铣出10个几何形状完全相同的台阶，若采用子程序的方法(fāngfǎ)编程如下：N01G91G00G41D01X50Y60S01M03M08*N02L0110*N03M02*Q01N01G00Z-25*N02G01Y60F100N03X75*N04G02Y-50J-25*N05G01X-80*N06G00Z25*N07X165Y-10*N08M17*10/8/20216:02AM43数控技术(shùkònɡjìshù)第四十三页，共82页。第二节程序编制的代码(dàimǎ)及格式由上面的程序可知，子程序是子程序名(Q01)开始，以M17指令结束，并返回主程序，其余部分的编写与主程序完全相同。由于采用子程序，使编程大大地简化了，因此，在我们的编程中要学会(xuéhuì)善于运用子程序来简化编程工作。10/8/20216:02AM44数控技术(shùkònɡjìshù)第四十四页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系坐标轴的运动方向(fāngxiàng)及其命名统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并使编出的程序对同类型(lèixíng)机床有通用性。同时也给维修和使用带来极大的方便。ISO和我国都拟定了命名的标准。10/8/20216:03AM45数控技术第四十五页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系进给运动坐标系ISO和中国标准规定：数控机床的每个进给轴(直线(zhíxiàn)进给、圆进给)定义为坐标系中的一个坐标轴。数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；10/8/20216:03AM46数控技术(shùkònɡjìshù)第四十六页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系基本坐标(zuòbiāo)系：直线进给运动的坐标(zuòbiāo)系（X.Y.Z）。坐标(zuòbiāo)轴相互关系：由右手定则决定。轴转动的圆进给坐标(zuòbiāo)轴分别用A.B.C表示，坐标(zuòbiāo)轴相互关系由右手螺旋法则而定。10/8/20216:03AM47数控技术(shùkònɡjìshù)第四十七页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系坐标轴方向：刀具相对工件运动的方向。这样便可以使编程人员在不知是刀具移近工，还是相反的情况下，就能正确地进行编程。附加坐标轴：平行(píngxíng)于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用表示。10/8/20216:03AM48数控技术(shùkònɡjìshù)第四十八页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系Z坐标方位标准规定：Z坐标∥主轴轴线的进给轴。若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。若主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个(zhège)坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。10/8/20216:03AM49数控技术(shùkònɡjìshù)第四十九页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系X坐标标准规定：在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开(líkāi)工件旋转中心的方向是X轴的正方向。10/8/20216:03AM50数控技术(shùkònɡjìshù)第五十页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系Y坐标利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指(zhōngzhǐ)指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在XZ平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。10/8/20216:03AM51数控技术(shùkònɡjìshù)第五十一页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系二、机床坐标系与工件(gōngjiàn)坐标系编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件(gōngjiàn)坐标系的概念及相互关系是至关重要的。10/8/20216:03AM52数控技术(shùkònɡjìshù)第五十二页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系机床原点与机床坐标系机床原点机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。机床原点的建立：用回零方式建立。机床原点建立过程(guòchéng)实质上是机床坐标系建立过程(guòchéng)10/8/20216:03AM53数控技术(shùkònɡjìshù)第五十三页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系机床坐标系以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的座标系，它具有唯一性。机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系，的参考坐标系。注意：机床坐标系一般(yībān)不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。10/8/20216:03AM54数控技术(shùkònɡjìshù)第五十四页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系工件原点与工件坐标系工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。工件座标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。现代(xiàndài)数控机床均可设置多个工件座标系，在加工时通过G指令进行换。10/8/20216:03AM55数控技术(shùkònɡjìshù)第五十五页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系三、绝对坐标编程和相对坐标编程.定义绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）零点计量的编程方式。相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。表达方式：G90/G91；X.Y.Z绝对，U.V.W相对选用原则：主要(zhǔyào)根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无意义的。10/8/20216:03AM56数控技术(shùkònɡjìshù)第五十六页，共82页。第三节数控机床(shùkònɡjīchuánɡ)的坐标系四、分辨率（Resolution）分辨率：两个相邻分散细节之间可以分辨的最小间隔。分辨率对控制系统而言，它是可以控制的最小位移量。数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最小指令(zhǐlìng)增量，脉冲当量（步进电机））是指数控机床的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为0.0001~0.01mm，视具体机床而定。）脉冲发量——对应于每一个指令(zhǐlìng)脉冲（最小位移指令(zhǐlìng)）机床位移部件的运动量。10/8/20216:03AM57数控技术(shùkònɡjìshù)第五十七页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例前面已介绍有关程序编制的预备知识，这节将通过一些编程实例，对编程方法和某些常用指令的用法作进一步介绍，尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必须(bìxū)认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编制出正确的程序。10/8/20216:03AM58数控技术(shùkònɡjìshù)第五十八页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例右图为欲加工的零件(línɡjiàn)的轮廓300100R100R100100300100OXY510/8/20216:03AM59数控技术(shùkònɡjìshù)第五十九页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例图中OXY为机床上的机床坐标系，O′X′Y′Z′为编程用的工件坐标系，图中的相对(xiāngduì)位置表示工件在机床上安装后，工件坐标系与机床坐标系的相对(xiāngduì)位置。300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′5510/8/20216:03AM60数控技术(shùkònɡjìshù)第六十页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例现在我们分别(fēnbié)采用绝对坐标方式和相对坐标方式编程。其中，绝对坐标方式又分为在机床坐标系下和在工件坐标系下两种方式。编程单位是mm，（D01）=4，(S01)=400r/min300100R100R100100300100O′X′Y′OXYZ′5510/8/20216:03AM61数控技术(shùkònɡjìshù)第六十一页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例机床(jīchuáng)座标系下的绝对坐标编程N01G90G17G00G42D01X10Y20S01M03M08*N02Z-12*N03G01X50F300*N04X40Y50*N05G03X30Y40J-100*N06G02X200Y30I-10*N07G01Y16*N08G00G40X0Y0Z0M02*300100R100R100100300100O′X′Y′OXYZ′5510/8/20216:03AM62数控技术(shùkònɡjìshù)第六十二页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例工件(gōngjiàn)坐标系下的绝对坐标编程（用G92指令）N01G92X-10Y-10*N02G90G17G00G42D01X0Y10S01M03*N03Z-12*N04G01X40F300*N05X30Y40*N06G03X20Y30J-10N07G02X10Y20I-10*N08G010Y6*N09G00G40X-10Y-10Z0M02*300100R100R100100300100O′X′Y′OXYZ′5510/8/20216:03AM63数控技术(shùkònɡjìshù)第六十三页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例在工件(gōngjiàn)坐标系下的绝对坐标编程（用G54指令）取消N01程序段N02改成：N02G90G54G17G00G42D01X6Y10S01M03*其余同上。300100R100R100100300100O′X′Y′OXYZ′5510/8/20216:03AM64数控技术(shùkònɡjìshù)第六十四页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例用相对(xiāngduì)坐标编程N01G01G17G42D01G00X10Y20S01M03*N02Z-12*N03G01X40F300*N04X-10Y30*N05G03X-10Y-10J-10N06G02X-10Y-10I-10*N07G01Y-14*N08G00G40X20Y-16Z12M02*300100R100R100100300100O′X′Y′OXYZ′5510/8/20216:03AM65数控技术(shùkònɡjìshù)第六十五页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例一、与坐标系有关的指令G90/G91、G92、G53～G59、G17～G19G90/G91指令：G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定(ɡěidìnɡ)的。G91指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。注意：这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下（即无G90又无G91）,默认是在G90状态下。10/8/20216:03AM66数控技术(shùkònɡjìshù)第六十六页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例G92指令坐标系设定的预置寄存(jìcún)指令，它只有在采用绝对坐标编程时才有意义。编程格式：G92Xa_Y_bZ_c_a、b、c为当前刀位点在所设定工件坐标系中的坐标值10/8/20216:03AM67数控技术(shùkònɡjìshù)第六十七页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例使用该指令(zhǐlìng)，便建立了工件坐标系，数控系统在加工之前送入系统的某个单元，其后的加工程序中的编程尺寸都是在这个工件坐标系的尺寸。该指令(zhǐlìng)还有补偿工件在机床上安装误差的功能，即当首件零件加工完成后，测量工件尺寸精度。如果发现是由于工件安装不准引起的误差，则不必重新安装工件，只需修改所设的坐标值，即可消除这一加工误差。10/8/20216:03AM68数控技术(shùkònɡjìshù)第六十八页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例G53,G54~G59：坐标(zuòbiāo)系选择指令G53——选择机床坐标(zuòbiāo)系；G54~G59——选择工件坐标(zuòbiāo)系1~工件坐标(zuòbiāo)系6。在使用该指令后，其后的编程尺寸都是相对于相应坐标(zuòbiāo)系的。这类指令是续效指令，缺省值是G53。注意：这类指令只在绝对坐标(zuòbiāo)下有意义（G90），在G91下无效。10/8/20216:03AM69数控技术(shùkònɡjìshù)第六十九页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例G17,G18,G19指令坐标平面指定指令。G17，G18，G19分别表示规定的操作在XY,ZX,YZ坐标平面内。程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规定书写。若数控系统(xìtǒng)只有一个平面的加工能力，可不必书写。这类指令为续效指令，缺省值为G17。10/8/20216:03AM70数控技术(shùkònɡjìshù)第七十页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例二、与控制方式有关的指令G00指令——快速定位指令编程格式：G00X__Y__Z__*功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动(yídòng)到程序段所指令的下一个定位点。注意：G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。10/8/20216:03AM71数控技术(shùkònɡjìshù)第七十一页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例G01指令——直线插补指令编程格式：G01X_a_Y_b_Z_c_F_f_功能(gōngnéng)：指令多坐标（2、3坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度f，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a、b、c）。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。10/8/20216:03AM72数控技术(shùkònɡjìshù)第七十二页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例G02,G03指令——圆弧插补指令G02：顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。顺、逆方向判别(pànbié)规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别(pànbié)圆弧的顺、逆时针方向。10/8/20216:03AM73数控技术(shùkònɡjìshù)第七十三页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例编程格式(géshi)：XY平面：G17X_a_Y_b_()F_f_*XZ平面：G18X_a_Z_c_()F_f_*YZ平面：G19Y_b_Z_c_()F_f_*10/8/20216:03AM74数控技术(shùkònɡjìshù)第七十四页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例圆弧的终点坐标，由a、b、c后的数值指定。圆心(yuánxīn)的位置通常有以下几种方法：由圆心(yuánxīn)指向起点的向量在X,Y,Z轴上的分量用I,J,K表示由起点指向圆心(yuánxīn)的向量在X,Y,Z轴上的分量用I,J,K表示XYIJ起点XXYIJ起点10/8/20216:03AM75数控技术第七十五页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例R表示法：用半径R带有符号(fúhào)的数值来表示：θAB≤180○：R≥0R100；θ′BA＞180○：R＜0R-100说明：1。具体(jùtǐ)采用哪种方法，视具体(jùtǐ)的数控系统而定。2。G00,G01,G02,G03是同组续效指令，缺省值G01。3。本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不写。θABΘ′ABABR10010/8/20216:03AM76数控技术第七十六页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例三、与刀具(dāojù)补偿有关的指令G40G41G42指令——刀具(dāojù)半补偿指令编程格式：10/8/20216:03AM77数控技术(shùkònɡjìshù)第七十七页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例其中：G41：左刀补，即沿加工方向看刀具在左边G42：右刀补，即沿加工方向看刀具在右边G40：取消刀补D：偏置值寄存器选用指令。xx：刀具补偿偏置值寄存器号说明：1）刀补建立(jiànlì)：2）刀补取消：拐角过渡：当拐角是锐角时，为减少刀具的空行程，往往要插入一段。10/8/20216:03AM78数控技术(shùkònɡjìshù)第七十八页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例G40、G44、G43指令——刀具长度(chángdù)补偿指令该指令可以根据储存在偏置寄存器D01~D99中的设定值（与终点坐标值进行加法（G43）或减法（G43）运算后）使刀具的实际移动距离增加或减少一个偏置值。编程格式：Dxx其中：为X、Y、Z中任何一个。10/8/20216:03AM79数控技术(shùkònɡjìshù)第七十九页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例四、其它指令G04——暂停指令功能：可使刀具作短时的无进给运动编程格式：G04X____或G04F____其中：X,F其后的数值表示(biǎoshì)暂停的时间，单位为ms;或者是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。用途：用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工用作时间匹配，对于那些动作较长的外部，或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。10/8/20216:03AM80数控技术(shùkònɡjìshù)第八十页，共82页。第四节G指令编程方法(fāngfǎ)与举例G80、G81~G89——固定循环指令在用NC机床上加工零件，一些典型加工工序，如钻孔、攻丝、深孔钻削、切螺纹(luówén)等，所完成的动作循环十分典型，将这些动作预先编好程序并存储在存储器中，并用相应的G代码来指令。固定循环中的G代码所指令的动作程序，要比一般G代码所指令的动作要多得多，因此使用固定循环功能，可以大大简化程序编制。10/8/20216:03AM81数控技术(shùkònɡjìshù)第八十一页，共82页。第四节G指令(zhǐlìng)编程方法与举例G80——取消固定循环(xúnhuán)G81——钻孔、中心孔G82——扩孔G83——深孔G84——攻丝G85~G89——镗孔(tánɡkǒnɡ)编程格式：G8ХXYZRQPFL孔位坐标切入点坐标每次进给深度在孔底停留时间重复次数进给速度10/8/20216:03AM82数控技术第八十二页，共82页。