數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

1、Mechanical and Electrical Engineeering College數(shù)控加工編程基礎(chǔ)數(shù)控加工編程基礎(chǔ)o 概述概述o 編程的基礎(chǔ)知識編程的基礎(chǔ)知識o 常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法o 數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理o 程序編制中的數(shù)值計算程序編制中的數(shù)值計算Mechanical and Electrical Engineeering College1、數(shù)控編程的基本概念、數(shù)控編程的基本概念數(shù)控加工程序的編制：從零件圖樣到制成控制介質(zhì)的數(shù)控加工程序的編制：從零件圖樣到制成控制介質(zhì)的全過程。全過程。2、內(nèi)容和步驟、內(nèi)容和步驟一、概述一、概述確定加工

2、方案工藝處理數(shù)學(xué)處理編寫程序清單制備控制介質(zhì)程序檢驗數(shù)控編程過程Mechanical and Electrical Engineeering College（1）確定工藝過程）確定工藝過程 分析零件圖樣工藝分析零件圖樣工藝選擇加工方案、加工順序、加工路線、裝夾方式選擇加工方案、加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具、工裝及切削用量等工藝參數(shù)、刀具、工裝及切削用量等工藝參數(shù)認識普通機床工藝規(guī)程和數(shù)控機床工藝規(guī)程的區(qū)別特別是數(shù)控指令。認識普通機床工藝規(guī)程和數(shù)控機床工藝規(guī)程的區(qū)別特別是數(shù)控指令。（2 2）數(shù)值計算）數(shù)值計算 按確定的加工路線和允許的零件加工誤差，計算出所需輸入數(shù)控裝按確定的加工路線和允許

3、的零件加工誤差，計算出所需輸入數(shù)控裝置的數(shù)據(jù)，陳數(shù)值計算。置的數(shù)據(jù)，陳數(shù)值計算。 主要內(nèi)容：在規(guī)定的坐標(biāo)系內(nèi)計算零件輪廓和刀具運動的軌跡的坐主要內(nèi)容：在規(guī)定的坐標(biāo)系內(nèi)計算零件輪廓和刀具運動的軌跡的坐標(biāo)值，零件的復(fù)雜程度和數(shù)控裝置功能的強弱標(biāo)值，零件的復(fù)雜程度和數(shù)控裝置功能的強弱數(shù)值計算的復(fù)雜程度數(shù)值計算的復(fù)雜程度。 包括坐標(biāo)換算、基點、節(jié)點計算、刀心運動軌跡坐標(biāo)計算等包括坐標(biāo)換算、基點、節(jié)點計算、刀心運動軌跡坐標(biāo)計算等（3 3）編寫零件的加工程序清單）編寫零件的加工程序清單 用功能指令代碼及程序段格式編寫程序，依據(jù)加工路線、工藝參用功能指令代碼及程序段格式編寫程序，依據(jù)加工路線、工藝參數(shù)及刀具

4、運動軌跡坐標(biāo)。數(shù)及刀具運動軌跡坐標(biāo)。 工藝文件：工序卡、數(shù)控刀具卡、刀具明細表等工藝文件：工序卡、數(shù)控刀具卡、刀具明細表等Mechanical and Electrical Engineeering College（4）制備控制介質(zhì)）制備控制介質(zhì) 紙帶、磁帶、光盤等。紙帶、磁帶、光盤等。（5 5）程序校驗和試切）程序校驗和試切 空刀試切；空刀試切； 空運轉(zhuǎn)畫軌跡圖校驗；空運轉(zhuǎn)畫軌跡圖校驗； 用圖形模擬校驗；用圖形模擬校驗； 首件試切。首件試切。Mechanical and Electrical Engineeering CollegeMechanical and Electrical Engi

5、neeering College3 編程方法 編程方法有手工編程、數(shù)控語言編程和圖形編程三種1. 手工編程 用人工完成程序編制的全部工作（含數(shù)值計算）稱手工編程 幾何形狀簡單、點位加工或由直線和圓弧構(gòu)成的零件輪廓加工2 自動編程（1） 數(shù)控語言自動編程（APT）（2） 圖形交互自動編程Mechanical and Electrical Engineeering College1、零件程序的結(jié)構(gòu)、零件程序的結(jié)構(gòu) （1）程序的構(gòu)成）程序的構(gòu)成 程序號、程序段和程序結(jié)束程序號、程序段和程序結(jié)束 程序號（程序名）：程序號（程序名）：O0600，O為地址碼，為地址碼，0600為編號。不同系統(tǒng)地址碼符為編

6、號。不同系統(tǒng)地址碼符號不同，如號不同，如FANUC用用O，AB8400用用P. 程序段：程序段：N*(開始段號開始段號)，結(jié)束用，結(jié)束用Lf、CR、EOB等。字符數(shù)等。字符數(shù)180度的弧 R后跟正數(shù)，表示的是 180度的弧三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法Mechanical and Electrical Engineeering College2、運動控制指令、運動控制指令（3 3）圓弧插補指令）圓弧插補指令G02G02、G03G03三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法XYABR+R+R-R-XYAB30-30OMechanical and

7、Electrical Engineeering College2021-10-1544 9 9圓弧插補指令圓弧插補指令G02G02G03G03 G02G03指令的程序段格式為： X（U）_ Z（W）_ 用絕對尺寸編程時，X、Z為圓弧終點坐標(biāo)；用增量尺寸編程時，U、W為圓弧終點相對起點的增量值。 R是圓弧半徑，當(dāng)圓弧所對應(yīng)的圓心角小于等于180時，R取正值，當(dāng)所對應(yīng)的圓心角大于180時，R取負值。 不論是用絕對尺寸編程還是用增量尺寸編程，I、K都為圓心在X、Z軸方向上相對起始點的坐標(biāo)增量（等于圓心坐標(biāo)減去圓弧起點的坐標(biāo)），在直徑、半徑編程時I都是半徑值，如圖4-6所示。 若程序段中同時出現(xiàn)I、K

8、和R，以R為優(yōu)先，I、K無效。Mechanical and Electrical Engineeering College2021-10-1545G02/G03參數(shù)說明參數(shù)說明a）上手刀，刀架在操作者的外側(cè)）上手刀，刀架在操作者的外側(cè) b）下手刀，刀架在操作者的內(nèi)側(cè)）下手刀，刀架在操作者的內(nèi)側(cè)Mechanical and Electrical Engineeering College2021-10-1546 圓弧插補的順逆是從垂直于圓弧所在平面（如圓弧插補的順逆是從垂直于圓弧所在平面（如XZ平面）平面）的坐標(biāo)軸的正方向看到的回轉(zhuǎn)方向的坐標(biāo)軸的正方向看到的回轉(zhuǎn)方向 （見圖（見圖a上手刀），上手刀

9、），即觀察者站在即觀察者站在Y軸的正向（正向指向自己）沿軸的正向（正向指向自己）沿Y軸的負方軸的負方向看去，順時針方向為向看去，順時針方向為G02，逆時針方向為，逆時針方向為G03。反之，。反之，如果觀察者站在如果觀察者站在Y軸的負向，沿軸的負向，沿Y軸的正向看去（見圖軸的正向看去（見圖b下手刀），順時針方向為下手刀），順時針方向為G03，逆時針方向為，逆時針方向為G02。該法。該法則同樣適合數(shù)控銑床。則同樣適合數(shù)控銑床。Mechanical and Electrical Engineeering College2021-10-1547圖圖 G02/G03插補方向插補方向a）上手刀，刀架在操作

10、者的外側(cè)）上手刀，刀架在操作者的外側(cè) b）下手刀，刀架在操作者的內(nèi)側(cè)）下手刀，刀架在操作者的內(nèi)側(cè)Mechanical and Electrical Engineeering College2021-10-1548例例 用圓弧插補指令編制圖用圓弧插補指令編制圖4-8所示工件的精加工程序所示工件的精加工程序圖圖4-8 圓弧插補編程實例圓弧插補編程實例Mechanical and Electrical Engineeering College2021-10-1549o0004 ； 程序名oN10 G92 X40 Z5 ；建立工件坐標(biāo)系，定義起刀點的位置oN20 M03 S1000 ； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速

11、1000r/minoN30 G96 S80 ； 恒線速度有效，線速度為80m/minoN40 G00 X0 ；刀到中心，轉(zhuǎn)速升高，直到主軸最大限速oN50 G95 G01 Z0 F0.1 ； 工進接觸工件，每轉(zhuǎn)進給Mechanical and Electrical Engineeering College2021-10-1550 N60 G03 U24 W-24 R15 ； 加工R15圓弧段 N70 G02 X26 Z-31 R5 ； 加工R5圓弧段 N80 G01 Z-40 ； 加工26外圓 N9 G00 X40 Z5 ； 快退回起刀點 N10 G97 S300 ； 取消恒線速度功能，設(shè)定主

12、軸按300r/min旋轉(zhuǎn) N11 M30 ； 主軸停轉(zhuǎn)、主程序結(jié)束并復(fù)位Mechanical and Electrical Engineeering College2、運動控制指令、運動控制指令（4 4）暫停指令）暫停指令G04G04格式：格式：G04 P （也有用（也有用K、U、X,要根據(jù)系統(tǒng)定）要根據(jù)系統(tǒng)定）其中其中P后面為暫停時間，單位是毫秒。常出現(xiàn)在孔加工孔底、槽后面為暫停時間，單位是毫秒。常出現(xiàn)在孔加工孔底、槽底停留時間底停留時間注：注：1）有時表示工件的轉(zhuǎn)數(shù)）有時表示工件的轉(zhuǎn)數(shù) 2）深孔底部的無進給切削）深孔底部的無進給切削 3）鏜孔退刀時停主軸，暫停）鏜孔退刀時停主軸，暫停退刀退

13、刀 4 4）車槽：進刀）車槽：進刀暫停暫停退刀退刀 5 5）車倒角、頂尖孔：進刀）車倒角、頂尖孔：進刀暫停（光整）暫停（光整）退刀退刀例：例：G91 G01 Z-7G91 G01 Z-7；G04 X5G04 X5；G00 Z7G00 Z7； M02M02三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法Mechanical and Electrical Engineeering College3、刀補指令、刀補指令（1 1）半徑補償）半徑補償G41G41、G42G42、G40G401）概念：）概念：A、可按照零件輪廓編程、可按照零件輪廓編程 B、刀具磨損、重磨或者換新刀時方便編程刀具

14、半徑補、刀具磨損、重磨或者換新刀時方便編程刀具半徑補償功能的作用：要求數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)工件輪廓和刀具半徑自償功能的作用：要求數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)工件輪廓和刀具半徑自動計算刀具中心軌跡，編程時可按照零件輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編動計算刀具中心軌跡，編程時可按照零件輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編制加工程序，加工時控制刀具加工出工件輪廓。制加工程序，加工時控制刀具加工出工件輪廓。2）指令）指令 G41左補償，左補償，G42右補償，右補償，G40取消刀具補償取消刀具補償 G40與與G41、G42配合使用。配合使用。 G00/G01 G41/G42 X- Y- D-G00/G01 G41/G42 X- Y- D- 三、常用準(zhǔn)備功能指令

15、的編程方法三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法Mechanical and Electrical Engineeering Collegey A B A 編程輪廓 B G41 編程輪廓 G40 G42 G40 o x o xa）左刀補G41 b）右刀補G42 圖2-7 刀補功能的定義a）左刀補G41 b）右刀補G42yMechanical and Electrical Engineeering College3、刀補指令、刀補指令（1 1）半徑補償）半徑補償G41G41、G42G42、G40G40 數(shù)控程序一般是針對刀具上的某一點即刀位點，按工件輪廓尺數(shù)控程序一般是針對刀具上的某一點即刀位點，按工件

16、輪廓尺寸編制的。車刀的刀位點一般為理想狀態(tài)下的假想刀尖點或刀尖圓寸編制的。車刀的刀位點一般為理想狀態(tài)下的假想刀尖點或刀尖圓弧圓心點。但實際加工中的車刀，由于工藝或其他要求，刀尖往往弧圓心點。但實際加工中的車刀，由于工藝或其他要求，刀尖往往不是一理想點，而是一段圓弧。切削加工時，刀具切削點在刀尖圓不是一理想點，而是一段圓弧。切削加工時，刀具切削點在刀尖圓弧上變動，在切削內(nèi)孔、外圓及端面時，刀尖圓弧不影響加工尺寸弧上變動，在切削內(nèi)孔、外圓及端面時，刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀，但在切削錐面和圓弧時，會造成過切或少切現(xiàn)象（見圖）。和形狀，但在切削錐面和圓弧時，會造成過切或少切現(xiàn)象（見圖）。此時，可以

17、用刀尖半徑補償功能來消除誤差。此時，可以用刀尖半徑補償功能來消除誤差。刀尖圓弧半徑補償是通過刀尖圓弧半徑補償是通過G41/G42/G40G41/G42/G40代碼及代碼及T T代碼指定的刀尖圓弧半徑代碼指定的刀尖圓弧半徑補償號來加入或取消半徑補償?shù)难a償號來加入或取消半徑補償?shù)娜?、常用?zhǔn)備功能指令的編程方法三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法Mechanical and Electrical Engineeering College3、刀補指令、刀補指令（1 1）半徑補償）半徑補償G41G41、G42G42、G40G40 三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法Mechanical

18、 and Electrical Engineeering College3、刀補指令、刀補指令（1 1）半徑補償）半徑補償G41G41、G42G42、G40G40 例：銑輪廓例：銑輪廓 N0040 G90 G41 XA YA D01 F400N0040 G90 G41 XA YA D01 F400 N0050 XB YB N0050 XB YB N0060 XC YC N0060 XC YC N0070 G42 XD YD N0070 G42 XD YD N0080 G41 XA YA N0080 G41 XA YA N0090 G40 XP YP M02 N0090 G40 XP YP M0

19、2 其它作用：其它作用：1 1）刀具磨損半徑變?。┑毒吣p半徑變小 2 2）粗、精余量分配）粗、精余量分配 3 3）加工誤差補償）加工誤差補償 4 4）凸凹模加工：）凸凹模加工：G41G41凸模、凸模、G42G42凹模凹模三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法Mechanical and Electrical Engineeering College3、刀補指令、刀補指令（1 1）刀具長度補償）刀具長度補償G43G43、G44G44、G40G40 用于刀具軸向（用于刀具軸向（Z Z）補償，使刀具在）補償，使刀具在Z Z方向的實際位移大于或小于程序給方向的實際位移大于或小于

20、程序給定值。定值。 實際位移量實際位移量= =程序給定值程序給定值補償值補償值 相加為正偏置相加為正偏置G43G43， 相減為負偏置相減為負偏置G44G44注：程序坐標(biāo)值和輸入補償值本身均可正負注：程序坐標(biāo)值和輸入補償值本身均可正負 格式：格式：G43/G44 Z- H- G43/G44 Z- H- 其中：其中： Z Z為坐標(biāo)，為坐標(biāo)， H H為刀具長度補償?shù)牡刂诽枮榈毒唛L度補償?shù)牡刂诽?G43 ZG43 Z實際實際=Z=Z指令指令+ +（H H值）；值）； G44 ZG44 Z實際實際=Z=Z指令指令- -（H H值）值） G40G40取消刀補取消刀補 三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法三、常用

21、準(zhǔn)備功能指令的編程方法Mechanical and Electrical Engineeering College2） 刀具長度補償指令G40、G43、G44長度短e為負正偏置G43長度長e為正負偏置G44標(biāo)準(zhǔn)長度3、刀補指令、刀補指令（1）刀具長度補償）刀具長度補償G43、G44、G40Mechanical and Electrical Engineeering College4、固定循環(huán)指令、固定循環(huán)指令一個動作編寫一個加工程序。一個動作編寫一個加工程序。 鉆孔：快進鉆孔：快進慢鉆慢鉆快退快退 車螺紋：切入車螺紋：切入車螺紋車螺紋刀具徑向刀具徑向/ /斜向退出斜向退出返回返回 鏜深孔：快進

22、鏜深孔：快進鏜孔鏜孔孔底刀具準(zhǔn)?？椎椎毒邷?zhǔn)停讓刀讓刀返回退刀返回退刀 深孔鉆：快進深孔鉆：快進鉆孔鉆孔退刀退刀進刀進刀鉆孔鉆孔退刀退刀多次往復(fù)多次往復(fù)等等等等 數(shù)控系統(tǒng)用一條指令加上適當(dāng)參數(shù)解決！數(shù)控系統(tǒng)用一條指令加上適當(dāng)參數(shù)解決！三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法Mechanical and Electrical Engineeering College 在編程前：正確選擇加工工藝過程、工藝路線、切削用量等在編程前：正確選擇加工工藝過程、工藝路線、切削用量等 數(shù)控加工工藝的特點：復(fù)雜、事先選定和安排好數(shù)控加工工藝的特點：復(fù)雜、事先選定和安排好 內(nèi)容：數(shù)控加工的合理性

23、分析、零件的工藝性分析、工藝過程和工藝路線內(nèi)容：數(shù)控加工的合理性分析、零件的工藝性分析、工藝過程和工藝路線的確定、零件安裝方法的確定、刀具的選擇、切削用量的確定。的確定、零件安裝方法的確定、刀具的選擇、切削用量的確定。 1、加工路線、加工路線 零件的加工路線：數(shù)控機床加工過程中，刀具刀位點相對于被加工零件的運零件的加工路線：數(shù)控機床加工過程中，刀具刀位點相對于被加工零件的運動軌跡和運動方向。動軌跡和運動方向。 確定原則：確定原則：1 1）保證加工精度和表面粗糙度；）保證加工精度和表面粗糙度； 2 2）最短加工路線、減少空行程；）最短加工路線、減少空行程； 3 3）簡化數(shù)值計算、簡化編程及編程工

24、作量。）簡化數(shù)值計算、簡化編程及編程工作量。 切入切出：遵循切向方向切入切出的原則切入切出：遵循切向方向切入切出的原則 多次逐漸切削發(fā)：留少量余量多次逐漸切削發(fā)：留少量余量0.2-0.5mm0.2-0.5mm，連續(xù)切削，連續(xù)切削 縮短走到路線：走到路徑最短縮短走到路線：走到路徑最短 四、數(shù)控編程的工藝處理四、數(shù)控編程的工藝處理Mechanical and Electrical Engineeering College2、合理選擇對刀點和換刀點、合理選擇對刀點和換刀點 對刀點：數(shù)控機床加工零件時，刀具相對于工件運動的起點。又稱程序起點、對刀點：數(shù)控機床加工零件時，刀具相對于工件運動的起點。又稱程

25、序起點、起刀點。是程序執(zhí)行的起點。起刀點。是程序執(zhí)行的起點。 選擇原則：選擇原則：1 1）便于數(shù)學(xué)處理和簡化程序編制；）便于數(shù)學(xué)處理和簡化程序編制； 2 2）容易找正、檢查方便；）容易找正、檢查方便； 3 3）引起的加工誤差小。）引起的加工誤差小。 說明：對刀點可在工件上、工件外（機床、夾具上），要求與工件的定位基說明：對刀點可在工件上、工件外（機床、夾具上），要求與工件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系。盡量選擇在設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)。如孔定位時選孔準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系。盡量選擇在設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)。如孔定位時選孔中心。中心。刀位點：刀具在機床上的位置。刀位點：刀具在機床上的位置。換刀點：刀架轉(zhuǎn)位換刀時

26、的位置，加工中心機械手的位置等。在程序中可以改換刀點：刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置，加工中心機械手的位置等。在程序中可以改變，一般應(yīng)在工件或夾具的外部，以不碰撞工件為準(zhǔn)。變，一般應(yīng)在工件或夾具的外部，以不碰撞工件為準(zhǔn)。 四、數(shù)控編程的工藝處理四、數(shù)控編程的工藝處理Mechanical and Electrical Engineeering College3、合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量、合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量 裝夾：選通用、裝夾次數(shù)少、盡量開放、定位與設(shè)計基準(zhǔn)重合。裝夾：選通用、裝夾次數(shù)少、盡量開放、定位與設(shè)計基準(zhǔn)重合。 選擇原則：選擇原則：1 1）選組合夾具、可調(diào)夾具（標(biāo)準(zhǔn)

27、、通用夾具，避免專用）；）選組合夾具、可調(diào)夾具（標(biāo)準(zhǔn)、通用夾具，避免專用）； 2 2）裝卸快速、方便、可靠（通常用氣動和液壓）；）裝卸快速、方便、可靠（通常用氣動和液壓）； 3 3）開放。）開放。 選刀：影響機床加工效率，影響加工質(zhì)量。選刀：影響機床加工效率，影響加工質(zhì)量。 考慮因素：工件材料、加工面的類型、加工能力、工序內(nèi)容等考慮因素：工件材料、加工面的類型、加工能力、工序內(nèi)容等要求：精度高、剛度好、耐用度高、尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。要求：精度高、剛度好、耐用度高、尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。編程前：規(guī)定刀具結(jié)構(gòu)尺寸和調(diào)整尺寸編程前：規(guī)定刀具結(jié)構(gòu)尺寸和調(diào)整尺寸調(diào)整刀具到尺寸。調(diào)整刀具到尺寸。 加工中心及數(shù)控銑使用的刀具接桿、刀柄形式和結(jié)構(gòu)尺寸均已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。加工中心及數(shù)控銑使用的刀具接桿、刀柄形式和結(jié)構(gòu)尺寸均已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。如如TSG-JTTSG-JT工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)切削用量：主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進給速度（進給量）、切削寬度。切削用量：主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進給速度（進給量）、切削寬度。 原則：粗加工，生產(chǎn)率、經(jīng)濟性、成本原則：粗