第二章 數控加工編程基礎(1)

1、1第二章第二章 數控加工程序數控加工程序編制基礎編制基礎2本章教學目標本章教學目標通過本單元內容的學習，使學生：通過本單元內容的學習，使學生：掌握掌握數控編程的基礎知識數控編程的基礎知識； 掌握數控加工工藝的特點和內容；掌握數控加工工藝的特點和內容； 掌握數學處理的內容。掌握數學處理的內容。 為第三章為第三章數控加工編程方法的數控加工編程方法的學習做準備。學習做準備。3主要內容2.1概述概述2.2數控數控編程中的常用指令編程中的常用指令2.3數控編程中的工藝處理數控編程中的工藝處理2.4數控編程中的數學處理數控編程中的數學處理主要內容主要內容第二章第二章 數控加工程序編制基礎數控加工程序編制基

2、礎4p數控編程的內容和步驟；數控編程的內容和步驟；p數控機床坐標系；數控機床坐標系；p加工程序結構與格式；加工程序結構與格式；2.1 概述概述5l數控編程數控編程就是將零件加工的就是將零件加工的工藝順序、運動軌跡與方向、位工藝順序、運動軌跡與方向、位置量、工藝參數以及輔助操作置量、工藝參數以及輔助操作，按照動作順序用，按照動作順序用規(guī)定的代碼規(guī)定的代碼和和程序格式程序格式編成加工程序單，再將其制作成控制介質的過程。編成加工程序單，再將其制作成控制介質的過程。2.1 概述概述2.1.1數控編程的基本概念數控編程的基本概念62.1 概述概述1 1零件圖紙分析零件圖紙分析 根據零件的材料、毛坯種根據

3、零件的材料、毛坯種類、形狀、尺寸、精度、表類、形狀、尺寸、精度、表面質量和熱處理要求面質量和熱處理要求確定合確定合理的加工方案，并選擇合適理的加工方案，并選擇合適的數控機床的數控機床。 2.1.2 2.1.2 數控編程的內容和步驟數控編程的內容和步驟72 2工藝處理工藝處理（1）加工方法和工藝路線的確定）加工方法和工藝路線的確定（2）刀具、夾具的設計和選擇）刀具、夾具的設計和選擇數控加工夾具設計和選用時數控加工夾具設計和選用時:l應能應能迅速完成工件的定位和夾緊過程迅速完成工件的定位和夾緊過程，以減少輔助，以減少輔助時間。時間。l并并盡量使用組合夾具盡量使用組合夾具，以縮短生產準備周期。，以縮

4、短生產準備周期。l所用夾具應便于安裝在機床上，便于協(xié)調工件和機所用夾具應便于安裝在機床上，便于協(xié)調工件和機床坐標系的尺寸關系。床坐標系的尺寸關系。2.1.2數控編程的內容和步驟數控編程的內容和步驟8（3）對刀點的選擇）對刀點的選擇l 對刀點對刀點是工件在機床上定位裝夾后，設置在工件坐標系中，是工件在機床上定位裝夾后，設置在工件坐標系中，用于確定工件坐標系與機床坐標系空間位置關系的參考點。用于確定工件坐標系與機床坐標系空間位置關系的參考點。l 對刀點對刀點選擇選擇應以簡化程序編制、容易找正、在加工過程中便應以簡化程序編制、容易找正、在加工過程中便于檢查、減小加工誤差為原則。于檢查、減小加工誤差為

5、原則。l 對刀點對刀點可以設置在被加工工件上，可以設置在被加工工件上，也可以設置在夾具或機床上。也可以設置在夾具或機床上。為了提高零件的加工精度，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的對刀點應盡量設置在零件的設計基準設計基準或工藝基準上?；蚬に嚮鶞噬?。2.1.2數控編程的內容和步驟數控編程的內容和步驟9（4）加工路線的確定）加工路線的確定 在數控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌在數控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為跡稱為加工路線加工路線。 確定加工路線確定加工路線是編寫程序前的重要步驟是編寫程序前的重要步驟，加工路加工路線的確定應遵循以下原則線的確定應遵循以下原則: :

6、 加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。糙度，且效率較高。 使數值計算簡單，以減少編程工作量。使數值計算簡單，以減少編程工作量。 應使加工路線最短，這樣既可以減少程序短，應使加工路線最短，這樣既可以減少程序短，又可以減少空刀時間。又可以減少空刀時間。 （5）切削用量的確定）切削用量的確定2.1.2數控編程的內容和步驟數控編程的內容和步驟103 3數學處理數學處理 數學處理就是根據零件的幾何尺寸和確定的加數學處理就是根據零件的幾何尺寸和確定的加工路線，計算數控加工所需的輸入數據工路線，計算數控加工所需的輸入數據。 l 對于加工由直線和圓弧組

7、成的較簡單的二維輪廓零對于加工由直線和圓弧組成的較簡單的二維輪廓零件：件：只需計算出零件輪廓上相鄰幾何元素的只需計算出零件輪廓上相鄰幾何元素的交點或交點或切點切點（稱為基點）坐標值。（稱為基點）坐標值。l 對于較復雜的零件或零件的幾何形狀對于較復雜的零件或零件的幾何形狀與數控系統(tǒng)的與數控系統(tǒng)的插補功能不一致時，就需要進行較復雜的數值計算。插補功能不一致時，就需要進行較復雜的數值計算。 2.1.2數控編程的內容和步驟數控編程的內容和步驟114 4程序編制程序編制根據所使用機床的數控系統(tǒng)的指令、程序段格根據所使用機床的數控系統(tǒng)的指令、程序段格式，逐段編寫零件加工程序。式，逐段編寫零件加工程序。5

8、5控制介質制備控制介質制備程序編完后，需制作控制介質，作為數控系統(tǒng)程序編完后，需制作控制介質，作為數控系統(tǒng)輸入信息的載體。輸入信息的載體。主要有磁盤、主要有磁盤、U盤、移動硬盤等。盤、移動硬盤等。數控加工程序還可直接通過數控系統(tǒng)操作鍵盤數控加工程序還可直接通過數控系統(tǒng)操作鍵盤手動輸入到存儲器，或通過手動輸入到存儲器，或通過RS232C、DNC接口接口輸入。輸入。2.1.2數控編程的內容和步驟數控編程的內容和步驟126 6程序校驗和試切削程序校驗和試切削數控加工程序一般應經過校驗和試切削才能數控加工程序一般應經過校驗和試切削才能用于正式加工。用于正式加工。校驗校驗l 可以采用空走刀、空運轉畫圖等

9、方式以檢查機床運可以采用空走刀、空運轉畫圖等方式以檢查機床運動軌跡與動作的正確性。動軌跡與動作的正確性。l 在具有圖形顯示功能和動態(tài)模擬功能的數控機床上在具有圖形顯示功能和動態(tài)模擬功能的數控機床上或或CAD/CAM軟件中，用圖形模擬刀具切削工件的軟件中，用圖形模擬刀具切削工件的方法進行檢驗更為方便。方法進行檢驗更為方便。2.1.2數控編程的內容和步驟數控編程的內容和步驟13這些方法只能檢驗出運動軌跡是否正確，不這些方法只能檢驗出運動軌跡是否正確，不能檢查被加工零件的加工精度。能檢查被加工零件的加工精度。l在正式加工前一般還需進行零件的試切削。在正式加工前一般還需進行零件的試切削。當發(fā)現有加工誤

10、差時，應分析誤差產生的當發(fā)現有加工誤差時，應分析誤差產生的原因，及時采取措施加以糾正。原因，及時采取措施加以糾正。2.1.2數控編程的內容和步驟數控編程的內容和步驟142.1.3 數控編程的方法數控編程的方法l編程方法：編程方法：自動編程自動編程 手工編程手工編程 p手工編程手工編程是指由人工完成數控編程的全部工作，是指由人工完成數控編程的全部工作，包括零件圖紙分析、工藝處理、數學處理、程序編包括零件圖紙分析、工藝處理、數學處理、程序編制等。制等。l應用范圍應用范圍:幾何形狀不太復雜的零件；幾何形狀不太復雜的零件；點位加工點位加工或由直線與圓弧組成的二維輪廓加工或由直線與圓弧組成的二維輪廓加工

11、 。 15p自動編程自動編程是指由計算機來完成數控編程的大部分是指由計算機來完成數控編程的大部分或全部工作，或全部工作，如數學處理、加工仿真、數控加工程如數學處理、加工仿真、數控加工程序生成等。序生成等。 自動編程的方法：自動編程的方法：主要分為語言編程、圖形交互式主要分為語言編程、圖形交互式編程、語音編程等方法。編程、語音編程等方法。 l應用范圍應用范圍:形狀復雜的零件；形狀復雜的零件；雖不復雜但編程工作量很大的零件（如有數千個孔雖不復雜但編程工作量很大的零件（如有數千個孔的零件）；的零件）；雖不復雜但計算工作量大的零件（如非圓曲線的計雖不復雜但計算工作量大的零件（如非圓曲線的計算）等。算）

12、等。2.1.3 數控編程的方法數控編程的方法16B A C KS P A C EC T RLIN SC RT A BA L T0S H IF T ZE N D WH OM E TP g Dn OP g Up JR S T E65“432？198:7 YXVU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C1 4 彩 色顯 示 器空運行Z 軸鎖定MST 鎖定任選程序段機床鎖定快進+JOG-JOG主軸正轉主軸停 主軸反轉急停超程解除循環(huán)驅動進給保持冷卻液開關 刀松/刀緊主軸修調16010進給修調16050403020100電 源關開1自動方式選擇回零手搖點動步進單段驅 動 器NC機床電源XYZA

13、主軸超程報警手搖脈沖發(fā)生器2010 090增量倍率1000101001坐標軸選擇Z YXO2002N01G91G00G41D01X-50Y25S400M03M08；N02M98P01L10；N03G40M02；#01工藝分析工藝分析手工編程的過程手工編程的過程自動編程的過程自動編程的過程2.1.3 數控編程的方法數控編程的方法17機床坐標系：機床坐標系：是為了確定是為了確定工件工件在機床中的在機床中的位置位置、機床運動部件的特殊位置機床運動部件的特殊位置（如：換（如：換刀點、參考點）以及刀點、參考點）以及運動范圍運動范圍（如：行程（如：行程范圍、保護區(qū)）等所建立的范圍、保護區(qū)）等所建立的幾何坐

14、標系，幾何坐標系，它是機床上固有的坐標系。它是機床上固有的坐標系。2.1.4數控機床坐標系數控機床坐標系18p進給運動坐標系進給運動坐標系ISO和中國標準規(guī)定：和中國標準規(guī)定： 數控機床的每個數控機床的每個進給軸進給軸(直線進給、圓進給直線進給、圓進給)定定義為坐標系中的一個義為坐標系中的一個坐標軸坐標軸。2.1.4 數控機床坐標系數控機床坐標系標準的數控機床坐標系：標準的數控機床坐標系：是一個是一個右手笛卡爾直角右手笛卡爾直角坐標系坐標系，其基本坐標軸為，其基本坐標軸為X X、Y Y、Z Z直角坐標，相對直角坐標，相對于每個坐標軸的旋轉運動坐標為于每個坐標軸的旋轉運動坐標為A A、B B、C

15、 C。192.1.4數控機床坐標系數控機床坐標系+Y+Y+Y+X+Z+X+Z+C+B+A+X+Z+X+Z+Y+A+B+C+C+A+B+A、+B 或+C+X、+Y 或+Z圖圖2-1 2-1 右手直角笛卡爾坐標系右手直角笛卡爾坐標系2021l坐標系的三要素坐標系的三要素軸軸-X、Y、Z；A、B、C；U、V、W。原點原點-機床或工件坐標系的原點。機床或工件坐標系的原點。單位單位-編程單位、脈沖當量。編程單位、脈沖當量。 1坐標軸的命名及方向坐標軸的命名及方向 2數控機床坐標軸的確定方法數控機床坐標軸的確定方法 3機床坐標系與工件坐標系機床坐標系與工件坐標系222.1.4數控機床坐標系數控機床坐標系1

16、坐標軸的命名及方向坐標軸的命名及方向p 坐標軸的命名坐標軸的命名l 基本坐標軸：基本坐標軸：規(guī)定直線進給坐標軸用規(guī)定直線進給坐標軸用X、Y、Z表示；表示； l 回轉坐標軸：回轉坐標軸：圍繞圍繞X、Y、Z軸旋轉的圓周進給坐標軸軸旋轉的圓周進給坐標軸分別用分別用A、B、C表示；表示； l 附加坐標軸：附加坐標軸：平行于基本坐標系中坐標軸的進給軸，平行于基本坐標系中坐標軸的進給軸，用用U、V、W及及P、Q、R表示。表示。p坐標軸的方向：坐標軸的方向：假定工件相對靜止不動，而刀具在移動，假定工件相對靜止不動，而刀具在移動，并同時規(guī)定并同時規(guī)定刀具刀具遠離工件的方向作為坐標軸的正方向遠離工件的方向作為坐

17、標軸的正方向。232.1.4數控機床坐標系數控機床坐標系2數控機床坐標軸的確定方法數控機床坐標軸的確定方法（1）Z軸的確定軸的確定 通常將傳遞切削力的主軸軸線方向定為通常將傳遞切削力的主軸軸線方向定為Z Z坐標軸。坐標軸。 對于銑床、鏜床、鉆床等對于銑床、鏜床、鉆床等 是是帶動刀具旋轉的軸帶動刀具旋轉的軸； 對于車床、磨床等對于車床、磨床等 是是帶動工件旋轉的軸帶動工件旋轉的軸。沒有主軸沒有主軸或或有多個主軸有多個主軸： 垂直于工件裝夾面的方向為垂直于工件裝夾面的方向為Z座座標標24Z軸正方向：軸正方向：刀具遠離工件的方向刀具遠離工件的方向以平行于主軸的坐標為以平行于主軸的坐標為Z Z軸軸.

18、.252.1.4數控機床坐標系數控機床坐標系26牛頭刨床牛頭刨床 27 具體地講：具體地講：a. 對于刀具旋轉的機床對于刀具旋轉的機床： 平行于旋轉刀具軸線平行于旋轉刀具軸線的坐標為的坐標為z坐標坐標(見上圖見上圖). b. 對于工件旋轉的機床對于工件旋轉的機床： 平行于旋轉工件軸線平行于旋轉工件軸線的坐標為的坐標為z坐標坐標. 282.1.4數控機床坐標系數控機床坐標系l主軸能擺動主軸能擺動：在擺動的范圍內只與標準座標系中的某一在擺動的范圍內只與標準座標系中的某一座標平行時，則這個坐標便是座標平行時，則這個坐標便是Z坐標；坐標；若在擺動的范圍內與多個座標平行，則取若在擺動的范圍內與多個座標平

19、行，則取垂直于工件裝夾面的方向為垂直于工件裝夾面的方向為Z座標。座標。29ZZ30主要內容31立式5軸數控銑床的座標系 主要內容32主要內容在刀具旋轉的機床上在刀具旋轉的機床上 銑床、鉆床、鏜床等；銑床、鉆床、鏜床等；pZ軸水平（臥式）：軸水平（臥式）： 則從刀具則從刀具(主軸后端主軸后端)向工向工件看時，件看時，X座標的正方向指座標的正方向指向右邊向右邊。（2）X軸的確定軸的確定X軸軸平行平行于工件裝夾面且于工件裝夾面且與與Z軸垂直軸垂直，通常呈水平方向。，通常呈水平方向。33主要內容pZ軸垂直（立式）：軸垂直（立式）：l單立柱機床，單立柱機床，從刀具向立柱看時，從刀具向立柱看時，X的正方向

20、指的正方向指向右邊；向右邊；立式立式5 5軸數控銑床的坐標系軸數控銑床的坐標系 34主要內容l雙立柱機床雙立柱機床(龍門機床龍門機床)，從刀具向左立柱看時，從刀具向左立柱看時，X軸的正方向指向右邊。軸的正方向指向右邊。pZ軸垂直（立式）：軸垂直（立式）：35主要內容在工件旋轉的機床上（車床、磨床等）。在工件旋轉的機床上（車床、磨床等）。X軸的運動方向是軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖工件的徑向并平行于橫向拖板板，且且刀具離開工件刀具離開工件旋轉中心的方向是旋轉中心的方向是X軸的正方軸的正方向。向。 36X、Z軸的正方向確定后，軸的正方向確定后，Y軸可按軸可按右手直角笛卡右手直角笛卡爾直角

21、坐標系來判定。爾直角坐標系來判定。（3）Y軸的確定軸的確定+Y+Y+Y+X+Z+X+Z+C+B+A+X+Z+X+Z+Y+A+B+C+C+A+B+A、+B 或+C+X、+Y 或+Z臥式鏜床臥式鏜床37ZZXX38主要內容旋轉或擺動運動中旋轉或擺動運動中A、B、C的正方向分別沿的正方向分別沿X、Y、Z軸的右螺旋前進的方向。軸的右螺旋前進的方向。（4 4）旋轉或擺動軸確定）旋轉或擺動軸確定 393機床坐標系與工件坐標系機床坐標系與工件坐標系2.1.4數控機床坐標系數控機床坐標系 編程總是基于某一坐標系統(tǒng)的，因此，弄清楚數控機床編程總是基于某一坐標系統(tǒng)的，因此，弄清楚數控機床坐標系和工件坐標系的概念及

22、相互關系是至關重要的。坐標系和工件坐標系的概念及相互關系是至關重要的。l 坐標系的三要素坐標系的三要素軸軸-X、Y、Z；A、B、C；U、V、W。原點原點-機床或工件坐標系的原點。機床或工件坐標系的原點。單位單位-編程單位、脈沖當量。編程單位、脈沖當量。最小設定單位最小設定單位：數控系統(tǒng)能實現的最小位移量，又稱脈沖當量數控系統(tǒng)能實現的最小位移量，又稱脈沖當量（0.010.0001mm）。）。編程時，所有的編程尺寸都應轉換成與最小設定單位相對應的數量。編程時，所有的編程尺寸都應轉換成與最小設定單位相對應的數量。40機床原點：機床原點：是機床坐標系的零點是機床坐標系的零點. . 這這個原點是在機床調

23、試完成后便確定了，個原點是在機床調試完成后便確定了，是機床上固有的點是機床上固有的點( (見機床說明書見機床說明書) )，不不能隨意改變能隨意改變. . 機床原點的建立：機床原點的建立： 用回零運行方式建立用回零運行方式建立. . （1）機床坐標系與機床原點）機床坐標系與機床原點41 在數控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與在數控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處主軸中心線的交點處。a. 數控車床的原點數控車床的原點42 在數控銑床上，機床原點一般取在在數控銑床上，機床原點一般取在X、Y、Z坐標坐標的的正方向極限位置正方向極限位置上。上。 b. 數控銑床的原點數控銑床的原點4

24、3機床坐標系機床坐標系以機床原點為坐標系原點的坐標系，是機床固有的以機床原點為坐標系原點的坐標系，是機床固有的座標系，座標系，它具有唯一性它具有唯一性. . 機床坐標系是數控機床中所建立的工件坐標系的機床坐標系是數控機床中所建立的工件坐標系的參參考坐標系考坐標系. . 注意：注意：機床坐標系一般不作為編程坐標系機床坐標系一般不作為編程坐標系, ,僅作為工件僅作為工件坐標系的參考坐標系坐標系的參考坐標系( (即編程坐標與機床坐標系平行但即編程坐標與機床坐標系平行但不重合不重合). ). （1）機床坐標系與機床原點）機床坐標系與機床原點44（2）工件坐標系與工件原點）工件坐標系與工件原點p 工件坐

25、標系：工件坐標系：以工件原點為零點建立的一個坐標系，以工件原點為零點建立的一個坐標系，編程時，所有的尺寸都以此坐標系為準來計算編程時，所有的尺寸都以此坐標系為準來計算.p 是編程人員在編制零件加工程序時使用的坐標系，是編程人員在編制零件加工程序時使用的坐標系，可根據零件圖紙自行確定，用于確定工件幾何圖形可根據零件圖紙自行確定，用于確定工件幾何圖形上點、直線、圓弧等各幾何要素的位置。上點、直線、圓弧等各幾何要素的位置。 p 工件原點：工件原點：為編程方便在零件、或工裝夾具上選定為編程方便在零件、或工裝夾具上選定的某一點的某一點. 工件坐標系的原點或稱為工件零點，可用程序指令工件坐標系的原點或稱為

26、工件零點，可用程序指令來設置和改變來設置和改變; ;l 在一個加工程序中可一次或多次設定或改變工件原在一個加工程序中可一次或多次設定或改變工件原點點。在加工時通過在加工時通過G指令進行變換指令進行變換. 4546主要內容關系關系: : 坐標軸互相平行，方向也相同，但原點不同；坐標軸互相平行，方向也相同，但原點不同；處理辦法處理辦法: : 將兩原點間的距離預儲存在數控裝置中將兩原點間的距離預儲存在數控裝置中, , 在加工過程中在加工過程中, , 系統(tǒng)便可按機床坐標系確定加工時的系統(tǒng)便可按機床坐標系確定加工時的坐標值坐標值. .工件隨夾具在機床上安裝后，要測量工件隨夾具在機床上安裝后，要測量工件原

27、點工件原點與與機機床原點床原點間的距離，此距離稱為間的距離，此距離稱為工件原點偏置工件原點偏置 。機床坐標系與工件坐標系的關系機床坐標系與工件坐標系的關系47Y軸軸偏偏置置量量X軸偏置量軸偏置量工件原點工件原點Z軸偏置量軸偏置量Y軸軸機床原點機床原點X軸軸Z軸軸臥式數控機床的坐標系臥式數控機床的坐標系主要內容X軸軸Z軸軸偏偏置置量量Y軸軸Y軸偏置量軸偏置量X軸偏置量軸偏置量機床原點機床原點工件原點工件原點立式數控機床的坐標系立式數控機床的坐標系Z軸軸l工件原點偏置：工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離。件原點與機床原點間的距離。48 絕

28、對坐標系：絕對坐標系：在這種坐標系中在這種坐標系中, 工件所有點工件所有點的坐標值基于固定的坐標系的坐標值基于固定的坐標系(機床或工件機床或工件)的的 原點來確定原點來確定. 相對坐標系：相對坐標系：在這種坐標系中在這種坐標系中, 運動軌跡的運動軌跡的終點坐標值是相對于起點計算的終點坐標值是相對于起點計算的. 例如例如(轉下一頁轉下一頁)3、絕對坐標編程和相對、絕對坐標編程和相對(增量增量)坐標坐標 49例如例如: 在在a)圖的絕對坐標系中圖的絕對坐標系中, B點的坐標值為點的坐標值為(25, 50); 在在b)圖的增量坐標系中圖的增量坐標系中, B點的坐標值為點的坐標值為(15,30).50

29、 (1) (1)最小設定單位最小設定單位( (脈沖當量、分辨率脈沖當量、分辨率):): 指數控系統(tǒng)指數控系統(tǒng)能實現的最小位移量能實現的最小位移量. . 它是數控它是數控機床的一個重要技術指標機床的一個重要技術指標. 一般為一般為 0.0001 0.00010.010.01mm，(2)(2)編程尺寸表示方法：編程尺寸表示方法： 以最小設定單位來表示；以最小設定單位來表示； 以毫米為單位來表示以毫米為單位來表示.4、最小設定單位與編程尺寸的表示法、最小設定單位與編程尺寸的表示法515、機床參考點、機床參考點 機床參考點機床參考點與機床原點相對應的還有一與機床原點相對應的還有一個機床參考點（個機床參

30、考點（reference point），它也是），它也是機床上的一個固定點，一般為機床各坐標軸機床上的一個固定點，一般為機床各坐標軸的正極限位置，它不同于機床原點。的正極限位置，它不同于機床原點。 確定方法：確定方法：通過機床正確返回參考點，數控通過機床正確返回參考點，數控系統(tǒng)才能確定機床的原點位置，正確建立機系統(tǒng)才能確定機床的原點位置，正確建立機床坐標系。床坐標系。 加工中心的參考點：加工中心的參考點：一般為機床的自動換刀一般為機床的自動換刀位置。位置。522.1.5 加工程序結構與格式加工程序結構與格式。由若干程序段組成。由若干程序段組成。O0001；程序名程序名N10G92X0Y0Z20

31、0.0；N20G90G00X50.0Y60.0S300M03；N30G01X10.0Y50.0F150；N110M30；程序結束指令程序結束指令1加工程序的構成加工程序的構成若若干干程程序序段段 53p程序名程序名程序名是一個程序必需的標識符。程序名是一個程序必需的標識符。組成：組成：由地址符后帶若干位數字組成。由地址符后帶若干位數字組成。地址符常見的有：地址符常見的有：“%”、“O”、“P”等，視具體數控系統(tǒng)等，視具體數控系統(tǒng)而定。而定。西門子系統(tǒng)和西門子系統(tǒng)和國產華中國產華中I型系統(tǒng)型系統(tǒng)“%”，日本，日本FANUC系統(tǒng)系統(tǒng)“O”，AB8400系統(tǒng)用系統(tǒng)用P。后面所帶的數字一般為后面所帶的

32、數字一般為48位。如：位。如：%2000p程序體程序體表示數控加工要完成的全部動作，是整表示數控加工要完成的全部動作，是整個程序的核心。個程序的核心。組成：組成：它由許多它由許多程序段程序段組成組成p程序結束程序結束用指令用指令M02或或M30，結束整個程序的運行。，結束整個程序的運行。1加工程序的構成加工程序的構成54程序段：程序段：表示一個完整的加工工步或加工動作。表示一個完整的加工工步或加工動作。程序段格式程序段格式是指一個程序段中指令字的排列順序和是指一個程序段中指令字的排列順序和表達方式。表達方式。2程序段的格式程序段的格式5556常用地址碼及其含義常用地址碼及其含義57在一個零件的

33、加工程在一個零件的加工程序中，若有序中，若有一定量的連一定量的連續(xù)的程序段在幾處完全續(xù)的程序段在幾處完全重復出現重復出現，則可將這些，則可將這些重復的程序串重復的程序串單獨抽出單獨抽出來來，按一定的格式做，按一定的格式做成成子程子程序序。 3、主程序和子程序、主程序和子程序58主要內容 O1000；M98P0020;M30;O0020； M98P0010M99;O0010；M99;子程序子程序主程序主程序子程序子程序59p常用編程指令常用編程指令準備功能準備功能G代碼代碼；p準備功能準備功能M代碼以及代碼以及F、S、T代碼。代碼。2.2 數控編程中的常用指令數控編程中的常用指令602.2 數控

34、編程中的常用指令數控編程中的常用指令pG代碼（或代碼（或G指令）指令）是使機床或數控系統(tǒng)建立起某是使機床或數控系統(tǒng)建立起某種加工方式，為種加工方式，為插補運算作好準備的工藝指令插補運算作好準備的工藝指令。如：如：坐標平面選擇、插補方式的指定、刀具補償的坐標平面選擇、插補方式的指定、刀具補償的指定、孔加工等固定循環(huán)功能的指定等。指定、孔加工等固定循環(huán)功能的指定等。l G代碼組成代碼組成：以地址：以地址G后跟兩位數字組成，常用的后跟兩位數字組成，常用的有有G00G99。l 高檔數控系統(tǒng)：高檔數控系統(tǒng)：已擴展到已擴展到3位，甚至帶小數點。位，甚至帶小數點。2.2.1準備功能準備功能G代碼代碼61G代

35、碼說明：代碼說明： G代碼代碼分為分為模態(tài)代碼模態(tài)代碼和和非模態(tài)代碼非模態(tài)代碼。l模態(tài)模態(tài)G指令指令：該代碼在一個程序段中被使用后該代碼在一個程序段中被使用后就一直有效，直到出現同組中的其它任一就一直有效，直到出現同組中的其它任一G代碼代碼時才失效。時才失效。例如：例如：G01X100Y100X200Y300G00X290Y220l非模態(tài)非模態(tài)G指令：指令：僅在出現的程序段中有效，每次僅在出現的程序段中有效，每次使用時必須使用時必須重新指定重新指定。例如：。例如：G0462彼此沒有邏輯沖突的彼此沒有邏輯沖突的不同組的代碼不同組的代碼可以在可以在同一同一程序段中使用程序段中使用。N25G90G0

36、1G54X100Y100同組的代碼同組的代碼不可以在同一程序段中使用，如果不可以在同一程序段中使用，如果使用后一個代碼有效。使用后一個代碼有效。N25G90G00G01G54X100Y100G指令通常位于程序段中指令通常位于程序段中尺寸字之前尺寸字之前。63例例:N010G90G00X16S600T01M03；N020G01X8Y6F100；N030X0Y0；642.2 數控編程中的常用指令數控編程中的常用指令6566常用常用G指令指令l坐標編程方式指令坐標編程方式指令 l運動軌跡控制指令運動軌跡控制指令l刀具補償指令刀具補償指令l坐標系指定指令坐標系指定指令l其它指令其它指令2.2 數控編程

37、中的常用指令數控編程中的常用指令67p說明：說明：p、G90表示程序段的表示程序段的坐標字坐標字按按絕對坐標絕對坐標編程編程 ，G91表示程序段的表示程序段的坐標字坐標字按按增量坐標增量坐標編程編程 p、對絕對坐標系、對絕對坐標系，若后一程序段的某一尺寸值同上一程序段若后一程序段的某一尺寸值同上一程序段相同，可省略不寫，相同，可省略不寫，對增量坐標系，對增量坐標系，若后一程序段的某一尺若后一程序段的某一尺寸值為零，可省略不寫。寸值為零，可省略不寫。p、G90、G91為模態(tài)功能，可相互注銷，為模態(tài)功能，可相互注銷，G90為缺省值為缺省值。1、坐標編程方式指令、坐標編程方式指令（G90、G91）（

38、1）絕對絕對坐標坐標和增量和增量坐標坐標編程指令編程指令G90/G91lG90絕對坐標編程選擇絕對坐標編程選擇lG91相對坐標編程選擇相對坐標編程選擇681、坐標編程方式指令、坐標編程方式指令（G90、G91）例：例：絕對坐標指令：絕對坐標指令：相對坐標指令：相對坐標指令：XY70.030.040.0100.0終點終點起點起點G90G01X40.0Y70.0F100G91G01X-60.0Y40.0F10069用絕對坐標編程用絕對坐標編程:O0050N0010 G92 X28 Y20;N0020 G90 G00 X16 S600 T01 M03;N0030 G01 X-8 Y8 F100;N0

39、040 X0 Y0;N0050 X16 Y20;N0060 G00 X28 M02;XAPB0Y12816128例：例：銑削下圖零件，設銑削下圖零件，設P P點為起刀點，刀具由點為起刀點，刀具由 P P點快點快進到進到A A點，然后沿點，然后沿A-B-O-AA-B-O-A方向銑削，再快退至方向銑削，再快退至P P點點. . 70用相對用相對(增量增量)坐標編程坐標編程:O0050N0010 G92 X28 Y20;N0020 G91 G00 X-12 S600 T01 M03;N0030 G01 X-24 Y-12 F100;N0040 X8 Y-8;N0050 X16 Y20;N0060 G

40、00 X12 Y0 M02;XAPB0Y1281612871(2)(2)工件坐標系設定指令工件坐標系設定指令G92 當采用絕對坐標編程時，首先需要建立工件坐標系。當采用絕對坐標編程時，首先需要建立工件坐標系。建立方法：建立方法：通過設定通過設定刀具起始點刀具起始點在在工件坐標系工件坐標系中的中的坐標值坐標值來建立工件坐標系。來建立工件坐標系。 l程序段格式：程序段格式：G92X_Y_Z_；X、Y、Z：刀具起始點刀具起始點相對于工件原點的坐標值。相對于工件原點的坐標值。 1、坐標編程方式指令、坐標編程方式指令（G90、G91）72G92說明：說明：lG92指令僅用于指令僅用于設定工件坐標系設定工

41、件坐標系，并，并不使刀具或不使刀具或工件產生運動工件產生運動，只是顯示屏上的坐標值發(fā)生變化；，只是顯示屏上的坐標值發(fā)生變化；l 編程時，編程時，第一個程序段就用第一個程序段就用G92設定設定對刀點對刀點到到工工件原點件原點的距離，以確定的距離，以確定對刀點與工件坐標系間的對刀點與工件坐標系間的相對位置關系相對位置關系。l 加工開始刀具必須在對刀的位置。加工開始刀具必須在對刀的位置。1、坐標編程方式指令、坐標編程方式指令（G90、G91）73（X 200，Y 20）工件刀具起始點刀具起始點工件坐標系機床坐標系機床坐標系200160120804012010080604020OOXYYX主要內容工件

42、坐標系設定指令工件坐標系設定指令G92示例示例G92X160.0Y-20.0；742、運動軌跡控制方式指令、運動軌跡控制方式指令（G00G01G02G03）（1）快速定位指令快速定位指令G00使刀具使刀具以點位控制方式以點位控制方式從刀具所在點從刀具所在點以最快速度以最快速度移動到坐標系的另一點。移動到坐標系的另一點。格式：格式： G00X_Y_Z_說明：說明：1、 X、Y、Z：目標點坐標；目標點坐標；2、G00運動軌跡視具體數控機床而議，無運動軌跡要求；運動軌跡視具體數控機床而議，無運動軌跡要求；3、指令了指令了G00的程序段不需要指定進給速度的程序段不需要指定進給速度F；4、G00移動的速

43、度已由生產廠家設定好，一般不允許修改。移動的速度已由生產廠家設定好，一般不允許修改。5、G00是模態(tài)指令，直到遇到是模態(tài)指令，直到遇到G02、G03才失效。才失效。G90G00X100Y10Z150G91G00X10Y-100Z-13075（2)直線插補指令直線插補指令G01 指令刀具以指令刀具以聯(lián)動的方式聯(lián)動的方式，按，按F規(guī)定的合成進給速度規(guī)定的合成進給速度，從，從當當前位置前位置移動到程序段移動到程序段指令的終點指令的終點，插補加工出，插補加工出任意斜任意斜率的直線率的直線。 格式：格式：G01X_Y_Z_F_ 說明：說明：1、刀具的當前位置是直線的起點，刀具的當前位置是直線的起點，在程

44、序段中在程序段中指定的是終點的坐標值；指定的是終點的坐標值；2、G01程序段中程序段中必須指定進給速度必須指定進給速度F；3、G01與與F都是都是模態(tài)指令模態(tài)指令。例例1：G90G01X100Y100Z100F200例例2：G91G01X-100Y130Z110F2002.2 數控編程中的常用指令數控編程中的常用指令76P1XZ2040100P2P3P00例例1、采用絕對坐標編程時，直線插補程序段為采用絕對坐標編程時，直線插補程序段為N10G92X160Z100；（坐標系設定）（坐標系設定）刀具快速移動到刀具快速移動到P1，主軸轉速，主軸轉速S=500r/minN20G00X50.0Z2.0S

45、500.0M03；以以F=100mm/min的進給速度從的進給速度從P1到到P2N30G01Z-40.0F100.0；從從P2到到P3N40X80.0Z-60.0；從從P3到到P0快速移動快速移動N50G00X160.0Z100.0；注意：注意：車削編程中，車削編程中，X一般采用直徑值編寫一般采用直徑值編寫. 77P1XZ2040100P2P3P00采用增量坐標（用采用增量坐標（用U、W表示）編程時，程序段表示）編程時，程序段為：為：刀具快速移動到刀具快速移動到P1，主軸轉速，主軸轉速S=500r/minN30G00U-110.0W-98.0S500.0M03；以以F=100mm/min的進給

46、速度從的進給速度從P1到到P2N40G01W-42.0F100.0；從從P2到到P3N50U30.0W-20.0；從從P3到到P0快速移動快速移動N60G00U80.0W160.0；78G02：順時針圓弧插補。順時針圓弧插補。G03：逆時針圓弧插補。逆時針圓弧插補。p順、逆方向判別規(guī)則：順、逆方向判別規(guī)則：沿垂直于圓弧所在平沿垂直于圓弧所在平面的坐面的坐標軸標軸從正向往負向看從正向往負向看 ，來判別圓弧的順、逆時針來判別圓弧的順、逆時針方向。方向。模態(tài)功能模態(tài)功能G03G02G03G02G02G03G19G18G17XYZ2.2 數控編程中的常用指令數控編程中的常用指令(3)圓弧插補指令圓弧插

47、補指令（G02、G03）79p程序段格式：程序段格式：XY平面：平面：G17X_a_Y_b_()F_f_；ZX平面：平面：G18X_a_Z_c_()F_f_；YZ平面：平面：G19Y_b_Z_c_()F_f_；_ _RIJ_ _RIK_ _RJK(3)圓弧插補指令圓弧插補指令（G02、G03）+IJ圓弧中心()刀具起點刀具終點刀具終點刀具起點()圓弧中心JI+（a）順圓（）順圓（G17G90G02）（b）逆圓（）逆圓（G17G90G03）80 O X Y G03 G02 G17 圓心 終點 (X, Y) 起點 J I O X Y 說明說明: : 圓弧的圓弧的終點坐標，終點坐標，由由X、Y、Z的

48、數值指定的數值指定.程序段中的程序段中的圓心坐標圓心坐標有兩種表示方法有兩種表示方法:81圓心的位置通常有以下圓心的位置通常有以下2 2種表示方法：種表示方法：用由起點指向圓心的向量在用由起點指向圓心的向量在X,Y,Z軸上的投影軸上的投影I,J,K表示表示.用半徑用半徑R表示表示(R 用代數值用代數值).當當AB180o時，時，R取正值；取正值；當當180oAB360o時時,R 取負值取負值.注意注意:用半徑用半徑R編程時，不能描述整圓編程時，不能描述整圓.82例：在圖例：在圖中，當圓弧中，當圓弧A的起點為的起點為P1，終點為，終點為P2，圓弧插補程，圓弧插補程序段為：序段為：G02X321.

49、65Y280I40J140F50或：或：G02X321.65Y280R-145.6F50當圓弧當圓弧A的起點為的起點為P2，終點為，終點為P1時，圓弧插補程序段為：時，圓弧插補程序段為：G03X160Y60I-121.65J-80F50或：或：G03X160Y60R-145.6F5083 O X Y G02 G17 G90 G02 X60 Y10 I40 J0 F300 (60,10) (20,10) G91 G02 X0 Y0 I40 J0 F300 84例：例：銑削如圖所示銑削如圖所示R20R20圓孔圓孔. . 起刀點在坐標原點起刀點在坐標原點O O，加工時刀具快進至加工時刀具快進至A A

50、，沿逆時針方向以，沿逆時針方向以100mm/min100mm/min速速度切削整圓至度切削整圓至A A，再快速返回原點，再快速返回原點. . 解解: : 用絕對坐標編程用絕對坐標編程O0001N0010 G92 X0 Y0;N0020 G90 G00 X20 Y0 S300 T01 M03;N0030 G03 X20 Y0 I-20 J0 F100;N0040 G00 X0 Y0 M02;YXR200AG0385圖圖2-8 2-8 刀具補償刀具補償3刀具補償指令刀具補償指令86問題問題2：編程軌跡和編程軌跡和刀具中心是否一致？刀具中心是否一致？問題問題1：刀具按照圖示軌刀具按照圖示軌跡加工零件

51、的尺寸是否跡加工零件的尺寸是否合格？合格？問題問題3：按刀具中心按刀具中心軌跡編程可以解決問軌跡編程可以解決問題？題？那么，怎樣才能按照零件輪廓編程那么，怎樣才能按照零件輪廓編程加工出合格產品呢加工出合格產品呢 ？87刀具中心軌跡和工件輪廓不重合；刀具中心軌跡和工件輪廓不重合； 刀具半徑補償的必要性刀具半徑補償的必要性刀具半徑補償功能時，數控編程只需按工件輪廓刀具半徑補償功能時，數控編程只需按工件輪廓進行，數控系統(tǒng)會自動計算刀心軌跡，使刀具偏離進行，數控系統(tǒng)會自動計算刀心軌跡，使刀具偏離工件輪廓一個半徑值，即進行刀具半徑補償。工件輪廓一個半徑值，即進行刀具半徑補償。當零件形狀復雜時，按照刀具的

52、中心軌跡編程，當零件形狀復雜時，按照刀具的中心軌跡編程，其計算相當大；其計算相當大；當刀具磨損、重磨或換新刀具而使刀具直徑變化當刀具磨損、重磨或換新刀具而使刀具直徑變化時，必須重新計算刀具中心軌跡，修改程序，這樣時，必須重新計算刀具中心軌跡，修改程序，這樣既繁瑣，又不易保證加工精度；既繁瑣，又不易保證加工精度；88p為了方便編程以及增加程序的通用性，數控機床編為了方便編程以及增加程序的通用性，數控機床編程時，一般都不考慮實際使用的刀具長度和半徑，程時，一般都不考慮實際使用的刀具長度和半徑，在在編制程序時可以不需要按刀具中心軌跡編程，而直接編制程序時可以不需要按刀具中心軌跡編程，而直接按輪廓編程

53、。按輪廓編程。p 加工前通過操作面板輸入補償值后加工前通過操作面板輸入補償值后，數控系統(tǒng)會自，數控系統(tǒng)會自動計算刀具中心軌跡，并令動計算刀具中心軌跡，并令刀具按中心軌跡運動刀具按中心軌跡運動。p實際加工時，必須通過實際加工時，必須通過刀具補償指令刀具補償指令，使數控機床，使數控機床根據根據實際使用的刀具尺寸實際使用的刀具尺寸，自動調整各坐，自動調整各坐 標軸的移動標軸的移動量，確保量，確保實際加工輪廓和編程軌跡完全一致實際加工輪廓和編程軌跡完全一致。這一功。這一功能能, ,稱為刀具補償功能。稱為刀具補償功能。3刀具補償指令刀具補償指令893刀具補償指令刀具補償指令1）刀具半徑補償指令）刀具半徑

54、補償指令（G41/G42、G40）程序段格式為程序段格式為:G00/G01G41/G42X_Y_D（H）xxF_；G00（或（或G01）G40X_Y_；90p G41與與G42的判斷方法是：的判斷方法是：迎著垂直于補償平面的迎著垂直于補償平面的坐標軸的正方向，向刀具的移動方向看過去，坐標軸的正方向，向刀具的移動方向看過去，當刀具當刀具處在切削輪廓左側時，稱為刀具半徑左補償，用處在切削輪廓左側時，稱為刀具半徑左補償，用G41表示；表示；當刀具在切削輪廓的右側時，稱為刀具半徑右當刀具在切削輪廓的右側時，稱為刀具半徑右補償，用補償，用G42表示。表示。G41G42+Y+X91G40G41G42指令指

55、令刀具半補償指令刀具半補償指令 刀刀具右補償具右補償G42刀具左補償刀具左補償G4192 刀具半徑補償的過程分三步：刀具半徑補償的過程分三步： 刀補建立、刀補進行和刀補取消。刀補建立、刀補進行和刀補取消。 p 刀具半徑補償的過程刀具半徑補償的過程指刀具從起點接近工指刀具從起點接近工件時，刀具中心從與編程件時，刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程。跡偏離一個偏置量的過程。該過程的實現必須有該過程的實現必須有G00G00或或G01G01功能才有效。功能才有效。刀補建立刀補建立刀具中心軌跡刀具中心軌跡刀具起始點刀具起始點建立補償段建立補償段r93在在G4

56、1或或G42程序段后，程序進入補償模式，此程序段后，程序進入補償模式，此時刀具中心與編程軌跡始終相距一個偏置量，直到時刀具中心與編程軌跡始終相距一個偏置量，直到刀補取消。刀補取消。刀補進行刀補進行刀具離開工件，刀具中刀具離開工件，刀具中心軌跡過渡到與編程軌跡重心軌跡過渡到與編程軌跡重合的過程稱為刀補取消，刀合的過程稱為刀補取消，刀補的取消用補的取消用G40或或D00來執(zhí)來執(zhí)行。行。刀補取消刀補取消編程軌跡編程軌跡刀具中心軌跡刀具中心軌跡刀補取消段刀補取消段r94 YXO 70602020ABCDEFGR40R4012010040 O例例;銑削加工如圖所示的輪廓，采用銑削加工如圖所示的輪廓，采用

57、20的立式銑刀。的立式銑刀。O0010N010G92X0Y0；N020G91G00G42X70Y40D01S800M03M08；N030G01X80Y0F100；N040G03X40Y40I0J40；N050G01Y60；N060X-20；N070G02X-80I-40；N080G01X-20；N090Y-100；N100G00G40X-70Y-40M05M09M02；952）刀具長度補償建立與取消指令）刀具長度補償建立與取消指令刀具長度補償的必要性刀具長度補償的必要性數控銑床或加工中心所使用的刀具，每把刀具的數控銑床或加工中心所使用的刀具，每把刀具的長度都不相同，同時，由于刀具的磨損或其他原

58、長度都不相同，同時，由于刀具的磨損或其他原因引起刀具長度發(fā)生變化，使用刀具長度補償指因引起刀具長度發(fā)生變化，使用刀具長度補償指令，可使每一把刀具加工出來的深度尺寸都正確。令，可使每一把刀具加工出來的深度尺寸都正確。功能：功能：用于刀具軸向（用于刀具軸向（Z方向）補償，可使刀具方向）補償，可使刀具在在Z方向上的實際位移大于或小于程序給定值。方向上的實際位移大于或小于程序給定值。格式格式G00/G01X_Y_Z_G43/G44H_F_;G49G00/G01X_Y_Z_;96 說明：說明：G43：正向偏置正向偏置(補償軸終點加上偏置值補償軸終點加上偏置值)；G44：負向偏置負向偏置(補償軸終點減去偏

59、置值補償軸終點減去偏置值)；X、Y、Z：即刀補建立或取消的終點；：即刀補建立或取消的終點；H：G43/G44的參數，即刀具長度補償偏置號的參數，即刀具長度補償偏置號(H00H99)，它代表了刀具表中對應的長度補償值。，它代表了刀具表中對應的長度補償值。長度補償值是編程時的刀具長度和實際使用的刀長度補償值是編程時的刀具長度和實際使用的刀具長度之差。具長度之差。G49：取消刀具長度補償；取消刀具長度補償；G43、G44、G49都是模態(tài)代碼，可相互注銷。都是模態(tài)代碼，可相互注銷。97正偏置：正偏置：G43：Z實際值實際值=Z指令值指令值+（H）負偏置：負偏置：G44：Z實際值實際值=Z指令值指令值（

60、H）983）刀具補償功能應用的優(yōu)點）刀具補償功能應用的優(yōu)點（1 1）簡化編程工作量）簡化編程工作量 刀具因磨損、重磨、換新刀、刀具安裝有誤差時，而引起刀具因磨損、重磨、換新刀、刀具安裝有誤差時，而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數設置中輸刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數設置中輸入變化后的刀具半徑或磨損量。入變化后的刀具半徑或磨損量。 如圖所示，如圖所示，1為未磨損刀具，為未磨損刀具，2為磨損后刀具，兩者尺寸不同，為磨損后刀具，兩者尺寸不同，只需將刀具參數表中的刀具半徑只需將刀具參數表中的刀具半徑由由r1改為改為r2，即可適用同一程序。，即可適用同一程序。99（2 2）