數(shù)控編程入門知識資料

1、數(shù)控編程數(shù)控加工程序編制就是將加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、工件 尺寸、刀具位移的方向及其它輔助動作（如換刀、冷卻、工件的裝卸 等）按運動順序依照編程格式用指令代碼編寫程序單的過程。 所編寫 的程序單即加工程序單。 數(shù)控加工的坐標(biāo)系與指令系統(tǒng)： 數(shù)控加工 程序的編寫方法有兩種， 手工編程和自動編程， 手工編程是由用戶根 據(jù)加工要求， 使用該機床的指令代碼手工書寫數(shù)控程序。 自動編程是 由用戶運行編程軟件，輸入零件圖紙和加工參數(shù) （如進(jìn)給量、背吃刀量、切削速度，工件材料、毛坯尺寸等 ），由編程軟件自動生成數(shù)控程序。兩種編程方法各有所長。、坐標(biāo)系 為了確定機床的運動方向和運動距離， 必須在機床上建

2、立坐標(biāo)系， 以描述刀具和工件的相對 位置及其變化關(guān)系。 數(shù)控機床的坐標(biāo)軸的指定方法已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，我 國在 JB30511982 中規(guī)定了各種數(shù)控機床的坐標(biāo)軸和運動方向，它 按照右手法則規(guī)定了直角坐標(biāo)系中 X、Y、Z 三個直線坐標(biāo)軸和 A、B、C三個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸的關(guān)系。如圖13-4所示。圖13-5（a）為車床的坐標(biāo)系，裝夾車刀的溜板可沿兩個方向運動， 溜板的縱向運動平行于主軸， 定為Z軸，而溜板垂直于Z軸方向的水平運動，定為X軸，由于車刀 刀尖安裝于工件中心平面上， 不需要作豎直方向的運動， 所以不需要 規(guī)定丫軸。file:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/m

3、sohtmlclip1/01/clip_im age001.jpg file:/C:/Users/ADMINI1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_im age002.j pg圖13-5(b)為三軸聯(lián)動立式銑床的坐標(biāo)系，圖中安裝刀具的主軸方向定為 Z 軸，主軸可以上下移動， 機床工作臺縱向移動方向定 為X軸。與X、Z軸垂直的方向定為丫軸。二、坐標(biāo)原點 機床原點: 由機床生產(chǎn)廠家在設(shè)計機床時確定， 由于數(shù)控機床的各坐標(biāo)軸的正方 向是定義好的，所以原點一旦確定，坐標(biāo)系就確定了，機床原點也稱 機械原點或零點，是機床坐標(biāo)系的原點。機床原點不能由用戶設(shè)定，般

4、位于機床行程的極限位置。 機床原點的具體位置須參考具體型號 的機床隨機附帶的手冊， 如數(shù)控車的機床原點一般位于主軸裝夾卡盤 的端面中心點上。 1、機床參考點:機床參考點是相對于機床原點的一個特定點， 它由機床廠家在硬件上設(shè)定， 廠家測量出位置后輸入至NC中，用戶不能隨意改動，機床參考點的坐標(biāo)值小于機床的行程極限。為了讓NC系統(tǒng)識別機床坐標(biāo)系，就必須執(zhí)行回參考點的操作,通常稱為回零操作。或者叫返參操作，但并非所有的NC機床都設(shè)有機床參考點。 2、工件原點:也叫編程原點，它是編程人員在編程前任意設(shè)定的，為了編程方便，選擇工件原點時，應(yīng)盡可能將工件原點 選擇在工藝定位基準(zhǔn)上， 這樣對保證加工精度有利

5、， 如數(shù)控車一般將 工件原點選擇在工件右端面的中心點。 工件原點一旦確立， 工件坐標(biāo) 系就確定了。編寫程序時， 用戶使用的是工件坐標(biāo)系，所以在啟動機 床加工零件之前，必須對機床進(jìn)行設(shè)定工件原點的操作，以便讓 NC確定工件原點的位置， 這個操作通常稱為對刀。 對刀是加工零件前一 個非常重要且不可缺少的步驟， 否則不但不可能加工出合格的零件還 會導(dǎo)致事故的發(fā)生， 在高檔數(shù)控系統(tǒng)中， 工件原點甚至在一個程序中還可以進(jìn)行變換， 由相應(yīng)的選擇工件原點指令完成。 工件原點與機床 原點之間的距離叫原點偏置。 三、坐標(biāo)指令 在加工過程中，工件和刀具的位置變化關(guān)系由坐標(biāo)指令來指定， 坐標(biāo)指令的值的大小是與工件原

6、點帶符號的距離值。坐標(biāo)指令包括：X、Y、Z、U、V、W、I、J、K、R等。其中，通常來說 X、Y、Z是絕對坐標(biāo)方式；U、V、W相對坐標(biāo)方式， 但在三坐標(biāo)以上系統(tǒng)中， 有相應(yīng)的 G 指令來表示是絕對坐I、標(biāo)方式還是相對坐標(biāo)方式，不使用U、V、W來表示相對坐標(biāo)方式;J、K或R是表示圓弧的參數(shù)的兩種方法，I、J K表示圓心與圓弧起點的相對坐標(biāo)值，R表示圓弧的半徑。G指令：也稱準(zhǔn)備功能（preparefunction）指令，簡稱G功能指令或G代碼，C指令確定的功能，可分為坐標(biāo)系設(shè)定類型、插補功能類型、刀具補償功能類型、固定循環(huán)類 型等。G指令由字母G和其后兩位數(shù)字組成，從 G00到G99共100種；其

7、中G00至G09可簡寫為G0至G9 一下是一些常用的G指令:1、G00與G01 G00運動軌跡有直線和折線兩種，該指令只是用于點定位，不能用于切削加工 G01 按指定進(jìn)給速度以直線運動方式運動到指令指定的目標(biāo)點，般用于切削加工2、G02與G03 G02順時針圓弧插補G03:逆時針圓弧插補3、G04（延時或暫停指令）一般用于正反轉(zhuǎn)切換、加工盲孔、階梯孔、車削切槽4、 G40、 G41、 G42 半 徑補償G40:取消刀具半徑補償 5、G32、G92、G76, G32:螺紋切削G92:螺紋切削固定循環(huán) G76:螺紋切削復(fù)合循環(huán) 6、車削加工:G70、G71、72、G73, G71 :軸向粗車復(fù)合循

8、環(huán)指令 G70:精加工復(fù)合循環(huán)G72:端面車削，徑向粗車循環(huán) G73:仿形粗車循環(huán)7、主軸設(shè)定指令G50:主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定 G96:恒線速度控制G97:主軸轉(zhuǎn)速控制(取消恒線速度控制指令) M 指令： 1、主軸正反轉(zhuǎn)停止指令 M03、M04、M05 M03 :主軸正傳 M04 :主軸反轉(zhuǎn) M05 :主 軸停止2、切削液開關(guān) M08、M09 M08 :液狀切削液開 M09 :切削 液關(guān)3、運動停止 M00、M01、M02、M30 M00 :程序暫停 M01 : 計劃停止M02 :機床復(fù)位M30:程序結(jié)束，指針返回到開頭4、M98: 調(diào)用子程 序5、M99 :返回主程序F指令F代碼用于指定插補進(jìn)

9、給 速度。F代碼編程有兩種，每分鐘進(jìn)給量編程和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量編程。在每分鐘進(jìn)給量編程中，F(xiàn)后的數(shù)值表示的是主軸每分鐘內(nèi)刀具的進(jìn) 給量，比如：F50,表示每分鐘進(jìn)給量為50mm.值得注意的是，F(xiàn) 代碼是模態(tài)指令， 但一個程序中至少應(yīng)該在第一個插補指令后有一個F指令，例：G1X30 F60 S指令S指令用于指定主軸的旋轉(zhuǎn)速度,一個程序段內(nèi)只能含有一個S代碼，由字母S加數(shù)字表示，例如：1.指定主軸的轉(zhuǎn)速是400r/min，則相應(yīng)的指令為S400b 2.在數(shù)控車系統(tǒng)中，根據(jù)加工工藝要求，零件端面要求恒線速度加工，因此，數(shù)控 車系統(tǒng)中，對S指令有特殊規(guī)定：端面恒線速度切削：如N 1 G 96 S1000 *

10、其中1000是端面的線速度，為1000m/min。速度單位因機床而異，參見機床說明書3.端面恒線速度刪除：如N 2 G 97 S 1000。T指令T指令用于指定所選用的刀具，它由字母 T和后接數(shù)字組成,在同一程序中，若同時指令坐標(biāo)移動指令和刀具 T指令，執(zhí)行順序一般為先執(zhí)行T指令，但具體由機床廠家確定，參見機床說明書。要指出的是：有的數(shù)控系統(tǒng)如發(fā)那科(FANUC TD)系統(tǒng)，刀具指令采用字母 T 加四位數(shù)字表示， 四位數(shù)字的高 2 位表示刀具選擇號， 低 兩位表示刀具偏置號。具體表示方法見機床說明書。如： T0102 表示號刀,二號刀補。 程序名： 程序名是數(shù)控程序必不可少的第一行, 由一個地

11、址符加上后接四位數(shù)字組成， 第一個字符或字母是具體的數(shù) 控系統(tǒng)規(guī)定的，后接的四位數(shù)字是用戶任意取的。可以小于四位，但 不能大于四位，根據(jù)具體數(shù)控系統(tǒng)要求， 打頭的字符或字母一般為、或字母O。例： 123,% 7788, （CJK6236A2數(shù)控車床）是合法的程序名。01111, 08888, （MV 5數(shù)控銑床）是合法的程序名.子程序也有程序名, 其程序名是主程序調(diào)用的入口。 子程序的命名規(guī)則與主程 序一樣,視不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的規(guī)則。 數(shù)控加工程序編制的步 驟 一、工藝方案分析 1.確定加工對象是否適合于數(shù)控加工（形狀較復(fù)雜、精度一致性要求高） 。 2.毛坯的選擇（對同一批量的毛坯和質(zhì)量應(yīng)

12、有一定的要求） 。3.工序的劃分（盡可能采用一次裝夾、集中工序的加工方法）。件的定位與夾緊。2.工序劃分（先粗后精、先面后孔、先主后次、盡量減少換刀）。3.刀具選擇（應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)刀具系列、較高的剛性和4.選用適合的數(shù)控機床。二、工序詳細(xì)設(shè)計 1.工耐用度、易換易調(diào)）。 4.切削參數(shù)（盡可能取高一點）. 5.走刀分配（走刀路線要短、次數(shù)要少、盡量避免法向切入、零件輪廓的最終加工應(yīng)盡 可能一次連續(xù)完成） 。6.工藝文件編制（工序卡、工具卡、走刀路線示意圖）。 7.工序卡包括：工步與走刀的序號、 加工部位與尺寸、 刀號及補償號刀具型式與規(guī)格、 主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量及工時等。運動軌跡的坐標(biāo)值計算 1 .基點

13、：兩個幾何元素（線、弧及樣條曲線）的交點。 2.節(jié)點：對非圓曲線用圓弧段來逼近，節(jié)點數(shù)的多少取決于逼近誤差、逼近方法及曲線 本身的性質(zhì)。 3.輔助計算：刀具的引入與退出路線的坐標(biāo)值計算， 坐標(biāo)系的計算(絕對值、增量值)。 四、 編寫數(shù)控加工程序1.用數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼(G、S、M)與程 序格式，編寫加工程序。 2.編制機床調(diào)整卡，供操作者調(diào)整機床用。3.輸入程序。 4.校驗與試切。 數(shù)控加工生產(chǎn)流程 使用數(shù)控機床進(jìn)行 零件加工，一般包括如下過程 一、審圖并確定加工要求； 二、決定 使用何種刀具； 三、確定工件的裝夾方法和夾具； 四、編寫加工程 序；五、打開機床電源； 六、輸入程序到機床的N

14、C中；七、裝 刀、裝工件； 八、測量刀具長度和直徑偏置量； 九、對齊工件和設(shè) 置工件原點； 十、檢查程序 (試空車，修正程序錯誤 )； 十一、通過 試切來檢查切削狀態(tài) (如有必要 , 修正錯誤、修正刀具偏置 )； 十二、 機床自動運行切削工件； 十三、產(chǎn)品完成。 數(shù)控機床坐標(biāo)系采用的 是右手笛卡爾直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為 X、 Y、 Z 直角坐標(biāo)，如下圖所示，規(guī)定了 X、Y、Z三個直角坐標(biāo)軸的方向，這個坐標(biāo)系的各個坐標(biāo)軸與機床的主要導(dǎo)軌相平行。根據(jù)右手螺旋法則， 我們可以確定出A、B、C三個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的方向z 軸坐標(biāo)的確定： (1)與主軸軸線平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)。(2)若無主軸則Z坐標(biāo)垂

15、直于工件裝夾面。 (3)若有幾個主軸，可選一個垂直于裝夾面的軸作為主軸并確定為Z坐標(biāo)。Z軸的正方向-增加刀具和工件之間距離的方向。X軸坐標(biāo)的確定：(1)沒有回轉(zhuǎn)刀具或工件的機床上，X軸平行于主要切削方向且以該方向為正方向。(2)在回轉(zhuǎn)工件的機床上，X方向是徑向的且平行于橫向滑座，正方向為刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向。3）在回轉(zhuǎn)刀具的機床上：若 Z坐標(biāo)水平，由刀具主軸向工件看，X坐標(biāo)正方向指向右方；若Z坐標(biāo)垂直，由刀具主軸向立柱看，X坐標(biāo)正向指向右方。丫軸坐標(biāo)方向由右手笛卡爾坐標(biāo)確定。機床坐標(biāo)系原 點 機床原點為機床上的一個固定點，也稱機床零點或機床零位。是 機床制造廠家設(shè)置在機床上的一個物理位置

16、， 其作用是使機床與系統(tǒng) 同步，建立測量機床運動坐標(biāo)的起始點。并用 M 表示。該點是確定 機床參考點的基準(zhǔn)。 機床參考點 用R表示，它是機床制造廠在機床 上用行程開關(guān)設(shè)置的一個物理位置，與機床原點的相對位置是固定 的，機床出廠前由機床廠精密測量確定的。 機床坐標(biāo)系原點或機床 零點是通過機床參考點間接確定的， 機床參考點是機床上的一個固定 點，其與機床零點間有一確定的相對位置， 一般設(shè)置在刀具運動的 X、Z 正向最大極限位置。在機床每次通電之后，工作之前，必須進(jìn)行回 機床零點操作，使刀具運動到機床參考點，其位置由機械檔塊確定。這樣，通過機床回零操作， 確定了機床零點，從而準(zhǔn)確地建立機床坐 標(biāo)系，

17、即相當(dāng)于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立一個以機床零點為坐標(biāo)原點的機床 坐標(biāo)系。機床坐標(biāo)系是機床固有的坐標(biāo)系，一般情況下，機床坐標(biāo)系 在機床出廠前已經(jīng)調(diào)整好， 不允許用戶隨意變動。 浮動原點 當(dāng)機床 參考點不能或不便滿足編程要求時， 可根據(jù)工件位置而自行設(shè)定的一 個相對固定的而又不需永久存儲其位置的原點。 具有浮動原點指令功 能的機床，允許將其測量系統(tǒng)的基準(zhǔn)點或程序原點設(shè)在相對于機床參 考點的任何位置上。 刀架相關(guān)點 從機械意義上說， 所謂尋找機床參考點，就使刀架相關(guān)點與機床參考點重合， 從而使數(shù)控系統(tǒng)得知刀架 相關(guān)點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置。 所謂刀具的長度補償即刀尖相對 于該點的長度尺寸即刀長。 實際上數(shù)

18、控機床往往使用刀庫中的某把刀 作為基準(zhǔn)刀具，其他刀具的長度補償均是刀尖相對該刀具刀尖的長度 尺寸，對刀則由基準(zhǔn)刀具完成。 工件坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系是用來確定 工件幾何形體上各要素的位置而設(shè)置的坐標(biāo)系， 工件原點的位置是人 為設(shè)定的， 它是由編程人員在編制程序時根據(jù)工件的特點選定的， 所 以也稱編程原點。 數(shù)控車床加工零件的工件原點一般選擇在工件右 端面、左端面或卡爪的前端面與 Z 軸的交點上。是以工件右端面與 Z軸的交點作為工件原點的工件坐標(biāo)系。 同一工件，由于工件原點變 了，程序段中的坐標(biāo)尺寸也隨之改變。因此，數(shù)控編程時，應(yīng)該首先 確定編程原點， 確定工件坐標(biāo)系。 編程原點的確定是在工件裝夾完畢 后，通過對刀確定。 對刀 在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要 確定刀具的刀位點在工件坐標(biāo)系中的位置。 即常說的對刀問題。 數(shù)控 機床上，目前，常用的對刀方法為手動試切對刀。 在數(shù)控加工中， 工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀具的刀位點在工件坐標(biāo)系中的位置。對刀。即常說的對刀問題。數(shù)控機床上，目前，常用的對刀方法為手動試切 數(shù)控車床對刀方法基本相同，首先將工件在三爪卡盤上裝夾 好之后，用手動方法操作機床， 具體步驟如下： 1）回參考點操作 采 用ZERO