數(shù)控加工編程技術(shù)

數(shù)控加工編程技術(shù)第1頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五§2－1數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識(shí)

在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，一般首先需要編寫零件加工程序，即用數(shù)字形式的指令代碼來描述被加上零件的工藝過程、零件尺寸和工藝參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等），然后將零件加工程序輸入數(shù)控裝置。經(jīng)過計(jì)算機(jī)的處理與計(jì)算，發(fā)出各種控制指令，控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)與輔助動(dòng)作，自動(dòng)完成零件的加工。當(dāng)變更加工對(duì)象時(shí)，只需重新編寫零件加工程序，而機(jī)床本身則不需要進(jìn)行調(diào)整就能把零件加工出來。這種根據(jù)被加工零件的圖紙及其技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制的數(shù)控加工指令序列，就是數(shù)控加工程序，或稱零件程序。要在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工，數(shù)控加工程序是必須的。制備數(shù)控加工程序的過程稱為數(shù)控加工程序編制，簡(jiǎn)稱數(shù)控編程，它是數(shù)控加工中的一項(xiàng)極為重要的工作。第2頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五一、數(shù)控程序編制的內(nèi)容與步驟程序編制的內(nèi)容包括：在編程之前，編程員應(yīng)了解所用數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)所具備的功能及編程指令格式等。編制程序時(shí)，應(yīng)先對(duì)圖紙的技術(shù)要求、零件的幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，確定使用的刀具、切削用量及加工順序和走刀路線；再對(duì)走刀路線進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，獲得刀位數(shù)據(jù)；然后按數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序格式、將工件的尺寸、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡、位移員、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、刀具進(jìn)給量、背吃刀量等）以及輔助功能（換刀，主軌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，冷卻液開、關(guān)等）編制成加工程序，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。由數(shù)控系統(tǒng)控制數(shù)控機(jī)床自動(dòng)地進(jìn)行加工。典型的數(shù)控編程過程與步驟如圖2－1所示。第3頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－1數(shù)控編程步驟第4頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五二、工藝處理編制數(shù)控機(jī)床加工零件程序需要處理工藝問題。在普通機(jī)床上加工零件的工藝實(shí)際上只是個(gè)工藝過程卡，機(jī)床加工的切削用量、走刀路線、工序內(nèi)的工步安排等，往往都是操作工人自行決定。而數(shù)控機(jī)床是按照程序進(jìn)行加工的。因此，加工中的所有工序、工步，每道工序的切削用量、走刀路線、加工余量，以及所用刀具的尺寸、類型等都要預(yù)先確定好并編入程序中。

1、加工工件的選擇不同類型的零件應(yīng)在不同種類的數(shù)控機(jī)床上加工；數(shù)控車床適于加工形狀比較復(fù)雜的軸類零件和由復(fù)雜曲線回轉(zhuǎn)形成的模具內(nèi)型腔。數(shù)控立式鏜銑床和立式加工中心適于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體零件，以及模具的內(nèi)、外型腔等。數(shù)控臥式鏜銑床和臥式加工中心適于加工復(fù)雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體等。多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的臥式加工中心用于加工各種復(fù)雜的曲線、曲面、葉輪、模具等?？傊?，不同類型的零件要選用不同的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。第5頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

2、加工工序的劃分在數(shù)控機(jī)床上特別是在加工中心上加工零件，工序十分復(fù)雜，許多零件只需在一次裝卡中就能完成全部工序。但是零件的粗加工，特別是鑄鍛毛坯零件的基準(zhǔn)面、定位面等部位的加工，應(yīng)在普通機(jī)床上加工完成后，再裝卡到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。這樣可以發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，保持?jǐn)?shù)控機(jī)床的精度，延長(zhǎng)數(shù)控機(jī)床的使用壽，降低數(shù)控機(jī)床的使用成本。經(jīng)過粗加工或半精加工的零件裝卡到數(shù)控機(jī)床上之后，數(shù)控機(jī)床按照規(guī)定的工序一步一步地進(jìn)行半精加工和精加工。在數(shù)控機(jī)床上加工零件的工序劃分方法有：

⑴刀具集中分序法該法是按所用刀具劃分工序。用同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把刀完成它們可以完成的部位。這樣可以減少換刀次數(shù)，壓縮空行程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。第6頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑵粗、精加工分序法對(duì)單個(gè)零件要先粗加工、半精加工，而后精加工。對(duì)于一批零件，先全部進(jìn)行租加工、半精加工，最后再進(jìn)行精加工。粗、精加工之間，最好隔一段時(shí)間，以使粗加工后零件的變形得到充分的恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，以提高零件的加工精度。⑶按加工部位分序法一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。

3．工件的裝卡方式在數(shù)控機(jī)床上加工零件，由于工序集中，往往是在一次裝卡中完成全部工序。因此，對(duì)零件的定位、夾緊方式要充分注意下面的問題：

⑴盡量采用組合夾具。當(dāng)工件批量較大，工件精度要求較高時(shí)，可以設(shè)計(jì)專用夾具。第7頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑵零件定位、夾緊的部位應(yīng)考慮到不妨礙各部位的加工、更換刀具以及重要部位的測(cè)量，尤其要注意不能發(fā)生刀具與工件、刀具與夾具碰撞的現(xiàn)象出現(xiàn)。⑶夾緊力應(yīng)力求通過（或靠近）主要文承點(diǎn)或在支承點(diǎn)所組成的三角形內(nèi)；應(yīng)力求靠近切削部位，并在剛性較好的地方。盡量不要在被加工孔徑的上方，以減少零件變形。⑷零件的裝卡、定位要考慮到重復(fù)安裝的一致性，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高同一批零件加工的一致性。一般同一批零件采用向一定位基準(zhǔn)，同一裝卡方式。

4、加工路線的確定加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過程中刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡和方向。每道工序加工路線的確定是非常重要的，因?yàn)樗绊懥慵募庸ぞ群捅砻娲植诙?。加工路線的確定應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：第8頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五對(duì)刀點(diǎn)（起刀點(diǎn)）對(duì)刀點(diǎn)（起刀點(diǎn)）是指刀具起始運(yùn)動(dòng)的刀位點(diǎn)，亦即程序開始執(zhí)行時(shí)的刀位點(diǎn)。刀位點(diǎn)即刀具的基準(zhǔn)點(diǎn)，如圓柱銑刀底面中心、球頭刀中心、車刀與鏜刀的理論刀尖。當(dāng)用夾具時(shí)，常用與工件零點(diǎn)有固定聯(lián)系尺寸的圓柱銷等進(jìn)行對(duì)刀，則對(duì)刀點(diǎn)即為起刀點(diǎn)。如圖2—7所示，對(duì)刀元件在夾具上，X1與Y1為固定尺寸，X0與Y0為零點(diǎn)偏置，可用MDI方式以對(duì)刀點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床零點(diǎn)間的顯示值確定偏置值并予以記億，由補(bǔ)償號(hào)調(diào)用。圖2－7夾具上的對(duì)刀點(diǎn)第9頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑴應(yīng)盡量減少進(jìn)、退刀時(shí)間和其它輔助時(shí)間。⑵在銑削加工零件輪廓時(shí)，要盡量采用順銑加工方式，以減小機(jī)床的顫振，提高零件表面粗糙度和加工精度。⑶選擇合理的進(jìn)、退刀位置，盡量避免沿零件輪廓法向切入和進(jìn)給中途停頓。位置應(yīng)選在不重要的位置。⑷加工路線一般是先加工外輪廓，再加工內(nèi)輪廓。

5、切削用量的選擇數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，其切削用量都預(yù)先編入程序中,正常情況下人工不予改變。只有在試切削或出現(xiàn)異常情況時(shí)，才通過速度調(diào)節(jié)旋鈕或電手輪調(diào)節(jié)切削用量。因此程序中選定的切削用量應(yīng)是最佳的和合理的。這樣才能提高數(shù)控機(jī)床的加工精度、刀具壽命和生產(chǎn)率，降低加工成本。第10頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五三、程序結(jié)構(gòu)與程序段格式1、程序結(jié)構(gòu)

主程序零件加工程序包括：子程序其中，子程序可被主程序調(diào)用，并可有多級(jí)嵌套。程序號(hào)主（子）程序：若干程序段程序結(jié)束指令程序號(hào)：又稱程序名，置于程序的開頭，用作一個(gè)具體加工程序存儲(chǔ)、調(diào)用的標(biāo)記。程序段：是控制機(jī)床加工的一種語句，表示一個(gè)完整的運(yùn)動(dòng)或操作。第11頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

程序段號(hào)程序段若干功能字程序段結(jié)束符號(hào)功能字：表示某種功能的代碼符號(hào)，也稱為指令代碼、指令或代碼。程序結(jié)束指令：用M02或M30代碼。由于M02或M30總是在程序段其他指令完成之后才起作用，故編程時(shí)也可置于最后一條工作程序段的末尾。2、程序段格式程序段格式：程序中的字、字符、數(shù)據(jù)的安排規(guī)則。程序段格式種類：固定順序格式、分隔符順序格式、字地址格式等；第12頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五常用格式：字地址可變程序段格式

特點(diǎn)：程序段中字的數(shù)目是可變的，程序段的長(zhǎng)度也是可變的；程序段中所包含的信息可讀性高，便于人工編輯修改，為數(shù)控系統(tǒng)解釋執(zhí)行數(shù)控加工程序提供了一種便捷的方式。

格式：N____G__X±____Y±____F__S__T__M__LF程序段序號(hào)：以字母N和若干位數(shù)字表示；說明：其數(shù)字大小的順序不表示加工或控制順序，只是程序段的識(shí)別標(biāo)記，用作程序段檢索、人工查找第13頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五準(zhǔn)備功能指令：由字母G和兩位數(shù)字組成；表2－1說明：

準(zhǔn)備功能指令G代碼是與機(jī)床運(yùn)動(dòng)有關(guān)的一些指令代碼，包括坐標(biāo)系設(shè)定、平面選擇、參考點(diǎn)設(shè)定、坐標(biāo)尺寸表示方法、定位、插補(bǔ)、刀補(bǔ)、固定循環(huán)、速度指定、安全和測(cè)量功能等方面的指令。⑴G代碼按功能類別不同分為若干組，例如a、b、c、d等組?；蚝瓿绦蛑械臒o條件轉(zhuǎn)移。因此，在編程時(shí)，數(shù)字大小的排列可以不連續(xù)，也可顛倒，甚至可以部分或全部省略。但習(xí)慣上還是按順序并以5的倍數(shù)編程，以備插入新的程序段。第14頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五同組的任意兩個(gè)代碼不能同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)程序段中。有的系統(tǒng)規(guī)定在一個(gè)程序段中有同組的多個(gè)G代碼，最后一個(gè)G代碼有效。不同組的G代碼根據(jù)需要可以在一個(gè)程序段中出現(xiàn)。⑵G代碼按功能保持時(shí)間的不同又分為：模態(tài)代碼（也稱為續(xù)效代碼）一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同組其它G代碼所代替。即在后續(xù)的程序段中不寫該代碼，功能仍然起作用。表中有字母a、b、c、d的代碼為模態(tài)代碼。非模態(tài)代碼（也叫一次性代碼）的功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效；表中沒有字母的代碼為非模態(tài)代碼。第15頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑶G代碼表中的“不指定”代碼，用作將來修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)供指定新的功能之用。⑷G代碼表中的“永不指定”代碼，表示即使將來修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也不指定新的功能。但是，數(shù)控系統(tǒng)廠家已不遵守這些規(guī)定、根據(jù)需要改變了一些功能和自行定義了許多新功能。坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)尺寸：如X、Y、Z等代碼指定運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)尺寸；F代碼：進(jìn)給速度指令，格式：F__。S代碼：主軸轉(zhuǎn)速指令，格式：S__。T代碼：刀具號(hào)指令，格式：T__。M代碼：輔助功能指令，格式：M__。第16頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五表2－2說明：

輔助功能是控制機(jī)床某一輔助動(dòng)作通－斷（開－關(guān)）的指令，如主軸的開、停，切削液的開、關(guān)，轉(zhuǎn)位部件的夾緊與松開等等。表2－2為我國JB3028—83標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的M代碼及其功能。表中：序號(hào)⑵表示該功能在程序段中與運(yùn)動(dòng)指令開始時(shí)同步執(zhí)行；序號(hào)⑶表示該功能在程序段中運(yùn)動(dòng)指令完成后執(zhí)行；序號(hào)⑷、⑸分別為模態(tài)指令與非模態(tài)指令，其含義與前述的G指令相同。LF：程序段結(jié)束符號(hào)。第17頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五5、主程序與子程序

在一個(gè)加工程序中，如果有幾個(gè)一連串的程序段完全相同（即一個(gè)零件有幾處的幾何形狀相同），或順次加工幾個(gè)相同的工件，為縮短程序，可將這些重復(fù)的程序段按規(guī)定的程序格式編成子程序，并存儲(chǔ)在子程序存儲(chǔ)器中。子程序以外的程序?yàn)橹鞒绦颍鞒绦蛟趫?zhí)行過程中，如需執(zhí)行該子程序即可調(diào)用，并可多次重復(fù)調(diào)用，從而可大大簡(jiǎn)化編程工作，也可減少出錯(cuò)。第18頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五§2－2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系一、坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)方向及其命名1、直線進(jìn)給和圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系在數(shù)控機(jī)床中，為了完成一個(gè)零件的加工，往往需要控制幾個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)，這就需要建立坐標(biāo)系，以便分別進(jìn)行控制。一臺(tái)機(jī)床，有幾個(gè)方向可以進(jìn)行數(shù)字控制就稱為幾坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床。直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系，基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z三者的關(guān)系及其正方向用右手定則判定；圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸及其正方向＋A、＋B、+C分別用右手螺旋法則判定。第19頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－2右手定則右手直角右手螺旋第20頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五相對(duì)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)：由于機(jī)床上的運(yùn)動(dòng)是刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以，在圖2－2中：字母不帶“’”的坐標(biāo)表示工件固定刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)；帶“’’’的坐標(biāo)表示刀具固定工件運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)；規(guī)定增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)檎较?。附加坐?biāo)：如果在X、Y、Z坐標(biāo)以外，還有平行于它們的坐標(biāo)，可分別指定為U、V、W。如還有第三組運(yùn)動(dòng)，則分別指定為P、Q和R。2、機(jī)床上X、Y、Z坐標(biāo)的確定⑴Z坐標(biāo)規(guī)定平行于機(jī)床主軸的方向?yàn)檎较颍ǎ玓）；當(dāng)機(jī)床有幾個(gè)主軸時(shí)，則Z軸垂直于工件裝夾面。⑵X坐標(biāo)X坐標(biāo)平行于工件的裝夾面。第21頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－3臥式車床工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床：X坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上、且平行于橫滑座。刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸正方向（如圖2－3）。第22頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五刀具旋轉(zhuǎn)的立式機(jī)床：X運(yùn)動(dòng)的正方向?yàn)椋寒?dāng)從刀具主軸向立柱看時(shí)，右手所在方向?yàn)閄軸正方向（如圖2－4）；圖2－4立式升降臺(tái)銑床第23頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－5臥式銑床刀具旋轉(zhuǎn)的臥式機(jī)床：規(guī)定從刀具（主軸）尾端向工件看時(shí)，右手所在方向?yàn)閄軸正方向（如圖2－5）。＋第24頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑶Y坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)

Y坐標(biāo)垂直于X、Z坐標(biāo)軸；Y運(yùn)動(dòng)的正方向根據(jù)X和Z坐標(biāo)的正方向，按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系來判斷。二、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系在編程與加工時(shí)，需要確定機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、刀具起點(diǎn)三者的位置數(shù)據(jù)才能加工。例如圖2－6所示的車削編程，需要確定機(jī)床零點(diǎn)M、參考點(diǎn)R、工件零點(diǎn)P、起刀點(diǎn)A等基準(zhǔn)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)。圖2－6數(shù)控車床坐標(biāo)系(起刀點(diǎn)與機(jī)床零點(diǎn)不重合）第25頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五1、機(jī)床坐標(biāo)系、機(jī)床零點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)⑴機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系；⑵機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)稱為機(jī)床零點(diǎn)。機(jī)床零點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，由機(jī)床制造廠確定。它是其它所有坐標(biāo)系，如工件坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)。數(shù)控車床零點(diǎn)一般設(shè)在主軸前端面的中心，如圖2－6的M點(diǎn)。坐標(biāo)系是從機(jī)床零點(diǎn)開始建立的X、Z二維坐標(biāo)系；Z軸與主軸平行，為縱向進(jìn)刀方向；X軸與主軸垂直，為橫向進(jìn)刀方向（即工件的徑向）。數(shù)控銑床的零點(diǎn)位置，一般設(shè)在進(jìn)給行程范圍的終點(diǎn)，如圖2－7。第26頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－7數(shù)控銑床的機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系第27頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑶機(jī)床參考點(diǎn)

它指機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件在各自的正向自動(dòng)退至極限的一個(gè)固定點(diǎn)。1）參考點(diǎn)的位置由每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸上的擋鐵和行程開關(guān)精確確定；該點(diǎn)在機(jī)床出廠時(shí)已調(diào)定，用戶一般不作變動(dòng)。2）具體操作：當(dāng)進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作時(shí)，裝在每個(gè)運(yùn)動(dòng)件上的行程開關(guān)碰到相應(yīng)的擋塊后，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，由系統(tǒng)控制運(yùn)動(dòng)件停止運(yùn)動(dòng)，完成回參考點(diǎn)的操作。3）參考點(diǎn)的作用：建立機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)控車床：機(jī)床通電之后，不論刀架位于什么位置，此時(shí)顯示器上顯示的Z與X的坐標(biāo)值均為零。當(dāng)完成回參考點(diǎn)的操作后，則馬上顯示此時(shí)刀架中心在機(jī)床坐第28頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

標(biāo)系中的坐標(biāo)值（如圖2—6中的XR與ZR

），就相當(dāng)于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立了一個(gè)以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)系。數(shù)控銑床：在返回參考點(diǎn)時(shí)，顯示為零(X0，Y0，Z0)，表示該機(jī)床零點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)重合，如圖2－7。2、工件坐標(biāo)系與工件零點(diǎn)⑴工件坐標(biāo)系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素（點(diǎn)、直線、圓弧等）的位置而建立的坐標(biāo)系，編程尺寸都按工件坐標(biāo)系中的尺寸確定。⑵工件零點(diǎn)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)。1）選擇原則：便于將零件圖的尺寸方便地轉(zhuǎn)化為編程的坐標(biāo)值和提高加工精度。第29頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五2）位置選擇：

1)工件零點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，這樣便于坐標(biāo)值的計(jì)算，并減少錯(cuò)誤；

2)對(duì)于對(duì)稱的零件，應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上；

3)對(duì)于一般零件，設(shè)在工件外輪廓的某一角上；

4)Z軸方向上的零點(diǎn)，一般設(shè)在工件表面。車削工件零點(diǎn)：在工件的右端面或左端面，且與主軸中心線重合的地方（見圖2－6）。銑削工件零點(diǎn)：在工件外輪廓的角上，進(jìn)刀深度方向的工件零點(diǎn)大多取在工件表面（見圖2－7）。3）在機(jī)床上的位置工件零點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置是任意設(shè)定的(編程時(shí)設(shè)定)，它在工件裝夾完畢后，通過對(duì)刀來實(shí)現(xiàn)。第30頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3、編程坐標(biāo)系與編程零點(diǎn)

⑴編程坐標(biāo)系即編程人員在計(jì)算工件節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值時(shí)的坐標(biāo)系。編程人員在編程的時(shí)候不考慮工件在機(jī)床上的安裝位置，而只是根據(jù)零件的特點(diǎn)及尺寸來編程。⑵編程零點(diǎn)或程序零點(diǎn)即是編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)。簡(jiǎn)單零件：工件零點(diǎn)就是編程零點(diǎn)。即編程坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系，編程尺寸按工件坐標(biāo)系中的尺寸確定。形狀特別復(fù)雜的零件：需要幾個(gè)程序或子程序，為了編程方便和減少許多坐標(biāo)值的計(jì)算，編程零點(diǎn)就不一定設(shè)在工件零點(diǎn)上。

第31頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五三、絕對(duì)坐標(biāo)系與增量（相對(duì)）坐標(biāo)系絕對(duì)坐標(biāo)系刀具（或機(jī)床）運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值是以相對(duì)于固定的坐標(biāo)原點(diǎn)O給出的，即稱為絕對(duì)坐標(biāo)系。增量(相對(duì))坐標(biāo)系圖2－8絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)刀具（或機(jī)床）運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值是相對(duì)于前一位置（如起點(diǎn)A）計(jì)算的，該坐標(biāo)系稱為增量坐標(biāo)系。第32頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五四、絕對(duì)尺寸與增量尺寸

零件圖上尺寸的標(biāo)注分為絕對(duì)尺寸與增量尺寸。絕對(duì)尺寸標(biāo)注的零件尺寸，是從工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注的（即坐標(biāo)值）。增量尺寸標(biāo)注的某點(diǎn)零件尺寸，是相對(duì)它前一點(diǎn)的位置增量進(jìn)行標(biāo)注的，即零件上后一點(diǎn)的位置是以前一點(diǎn)為零點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注的。當(dāng)對(duì)零件的輪廓加工進(jìn)行編程時(shí)，要將圖紙上的尺寸換算成點(diǎn)的坐標(biāo)值。如果選用的工件零點(diǎn)、編程零點(diǎn)位置不同，采用的尺寸標(biāo)注方式不同（絕對(duì)尺寸或增量尺寸），其點(diǎn)的坐標(biāo)值也不同。第33頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五五、最小設(shè)定單位數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)脈沖指今后，經(jīng)伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換、放大、反饋后推動(dòng)數(shù)控機(jī)床上的工件（或刀具）實(shí)際移動(dòng)的位移量叫做數(shù)控機(jī)床的最小設(shè)定單位，又稱最小指令增量或脈沖當(dāng)量。即：

一個(gè)脈沖運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件的實(shí)際位移量脈沖當(dāng)量一般為0.01～0.0001mm，視不同檔次的機(jī)床而選定。在編程時(shí)，所有編程尺寸都應(yīng)轉(zhuǎn)換成與最小設(shè)定單位相應(yīng)的數(shù)值。第34頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五§2－3G指令編程應(yīng)用與舉例圖2－9輪廓零件銑削編程實(shí)例(起刀點(diǎn)與機(jī)床零點(diǎn)重合）絕對(duì)坐標(biāo)編程相對(duì)坐標(biāo)編程G00X20Y20LF第35頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五一、坐標(biāo)指令1、G90－絕對(duì)坐標(biāo)指令格式：G90……說明：G90編入程序時(shí)，以后所有編人的坐標(biāo)值全部是以編程零點(diǎn)為基準(zhǔn)的。2、G91－相對(duì)坐標(biāo)指令格式：G91……說明：G91編入程序時(shí)，以后所有編入的坐標(biāo)值均為增量值。即以前一個(gè)坐標(biāo)位置作為起始點(diǎn)來計(jì)算運(yùn)動(dòng)的位移矢量。一般在同一個(gè)程序中只用一種坐標(biāo)指令，但是也有些數(shù)控系統(tǒng)允許在同一程序中混合使用G90和G91兩種指令。第36頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3、G92－坐標(biāo)系設(shè)定的預(yù)置寄存指令格式：G92X___Y___Z___說明：

1）在用絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，用于確定刀具所在機(jī)床坐標(biāo)系中的點(diǎn)（對(duì)刀點(diǎn)）相對(duì)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離；2）執(zhí)行該指令后，X、Y和Z被記憶在系統(tǒng)中并在系統(tǒng)中建立了工件坐標(biāo)，但不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)；3）該指令要求X、Y和Z齊全；4）該指令應(yīng)安排在程序段的起始位置。

圖2－6，設(shè)定程序?yàn)椤癎92XAZA”，表明工件坐標(biāo)系設(shè)定在距起刀點(diǎn)A的（－XA、－ZA）處。

圖2－9，設(shè)定程序?yàn)椤癎92X－10Y－10”，表明工件坐標(biāo)系設(shè)定在距起刀點(diǎn)（10，10）處。第37頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五4、G17、G18、G19－平面指令格式：G17選擇XY平面插補(bǔ)

G18選擇XZ平面插補(bǔ)

G19選擇YZ平面插補(bǔ)說明：1)G17、G18、G19定義軌跡插補(bǔ)的平面，以免發(fā)生混用錯(cuò)誤；2)當(dāng)存在G40、G41、G42刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，不得變換定義平面；3）在進(jìn)行圓弧插補(bǔ)和刀具補(bǔ)償時(shí)必須使用。4）由于大都運(yùn)動(dòng)于XY平面，故G17可省略。車床總是在XZ平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，故無需編寫平面指令。第38頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五二、G00－快速定位指令格式：

G00X___Y___Z___（目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)）說明：1）指令刀具相對(duì)于工件從現(xiàn)時(shí)的定位點(diǎn)，以數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先調(diào)定的最大進(jìn)給速度，快速移動(dòng)到程序段所指令的下一個(gè)定位點(diǎn)。2）不能用F指令快速進(jìn)給速度；3）用G00定位時(shí)，在程序段開始時(shí)加速到指定的快進(jìn)速度，在接近程序段終點(diǎn)時(shí)進(jìn)行減速，并且確認(rèn)到達(dá)定位位置后轉(zhuǎn)入下個(gè)程序段；4）G00是續(xù)效指令；第39頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五5）刀具運(yùn)動(dòng)路線：非插補(bǔ)定位時(shí)，刀具以各軸單獨(dú)的快速進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)，其軌跡一般是折線；直線插補(bǔ)定位時(shí)，刀具軌跡同直線插補(bǔ)(G01)一樣。圖2－10快速點(diǎn)定位第40頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五三、G01－直線插補(bǔ)指令格式：

G01X___Y___Z___F___

進(jìn)給速度

目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)說明：1）G01用以指令兩個(gè)坐標(biāo)（或三個(gè)坐標(biāo)）以聯(lián)動(dòng)的方式，按程序段中規(guī)定的合成進(jìn)給速度F__，插補(bǔ)加工出任意斜率的平面（或空間）直線。2）只需給出直線終點(diǎn)的坐標(biāo)分量；3）G01與F代碼都是續(xù)效指令；4）如果沒有指令F，被看做是零速度。程序示例：見圖2－11。第41頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－11G01程序示例絕對(duì)坐標(biāo)編程相對(duì)坐標(biāo)編程對(duì)刀點(diǎn)第42頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五四、G02、G03－圓弧插補(bǔ)指令

G02、G03分別用于順時(shí)針及逆時(shí)針的圓弧加工，圓弧的順、逆方向可按圖2－12給出的方法判斷，即沿垂直于圓弧所在平面（如ZX平面）的坐標(biāo)軸負(fù)方向（－Y）觀察、來判斷圓弧的順、逆方向。圖2－12不同坐標(biāo)平面G02、G03的判別第43頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五格式：說明：1）圓弧程序應(yīng)包括圓弧的順逆、圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)及圓心坐標(biāo)（或半徑R）；2）X、Y在G91時(shí)，圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)編程零點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值。在G90時(shí)，圓弧終點(diǎn)是相對(duì)圓弧起點(diǎn)的增量值。3）I、J是圓心坐標(biāo)，是圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的增量值，I是X方向，J是Y方向，圓心坐標(biāo)在圓弧插補(bǔ)時(shí)不得省略。不管是絕對(duì)值方式，還是增量方式，圓心坐標(biāo)總是相對(duì)起點(diǎn)的增量。圓心參數(shù)也可用半徑R。第44頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五4）在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點(diǎn)到終點(diǎn)有兩個(gè)圓弧的可能性，其區(qū)別在于：圓弧≤180°時(shí)，R為正值；圓?。?80°時(shí)，R為負(fù)值。

用R參數(shù)時(shí)，不能描述整圓，只能用I、J編程。5）現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床都可跨象限編制圓弧程序。第45頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五示例Ⅰ－圓弧用R編程。設(shè)A為起刀點(diǎn)，從點(diǎn)A沿圓C1、C2、C3至D點(diǎn)。示例Ⅱ－封閉圓編程。設(shè)刀具起點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O，快速至A，按箭頭方向以F100速度切削整圓至A，再返回原點(diǎn)。圓弧≤180°時(shí)，R為正值圓?。?80°時(shí)，R為負(fù)值第46頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－13封閉圓編程第47頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五五、G41，G42，G40—刀具半徑補(bǔ)償指令

G41－左偏指令G42－右偏指令G40－補(bǔ)償注銷指令

G41G00格式

G42X__Y__G40G01說明：1）G41、G42發(fā)生前，必須先將刀具中心的偏移量送入內(nèi)存中；2）G41、G42應(yīng)置于G00或G01程序段中，或在G02、G03程序段之前單設(shè)程序段；第48頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3）G41、G42與G40之間不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如跳轉(zhuǎn)等；4）G40必須與G41或G42成對(duì)使用；G41、G42、G40均為續(xù)效指令。5）當(dāng)更換刀具需要改變刀具半徑補(bǔ)償值時(shí)，一般在偏移取消方式中進(jìn)行。如果改變刀補(bǔ)在偏移方式中進(jìn)行，那么程序段終點(diǎn)的偏移量被計(jì)算出來，作為新的刀具半徑補(bǔ)償值。見下圖。第49頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

應(yīng)用Ⅰ：當(dāng)用圓形刀具（銑刀、圓頭車刀）編程時(shí)，利用刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能，只需向系統(tǒng)輸入刀具半徑值，即可按零件輪廓尺才編程，而不必計(jì)算刀心軌跡與按刀心軌跡編程。如：當(dāng)機(jī)床不具G41與G42指令時(shí)，須按A′、B′、C′…編程。具有補(bǔ)償指令時(shí)，則按輪廓A、B、C…編程，按圖示用絕對(duì)值編程。G92X0Y0;(工件坐標(biāo)系設(shè)定在P點(diǎn))G90G00

G41XAYAT1D01;(P→A)G01XBYBF__;(A→B)XAYA;(F→A)G00

G40X0Y0M02;(A→P)

第50頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

應(yīng)用Ⅱ：當(dāng)?shù)毒邔?shí)際半徑與理論半徑不一致、刀具磨損、換新刀甚至用同一把刀具實(shí)現(xiàn)粗、精加工時(shí)，只需改變輸入的半徑值，而原來輪廓程序無需改變。

粗、精加工的半徑值輸入方法：設(shè)精加工余量為Δ，先輸入（r＋Δ）半精加工至虛線位置；精加工時(shí)只輸入刀具半徑r。同理，利用r輸入值的大小可控制工件的精度。粗、精加工補(bǔ)償法由于半徑補(bǔ)償是輪廓的法向偏置，在兩幾何元素的轉(zhuǎn)接點(diǎn)處可能出現(xiàn)刀心軌跡的不連續(xù)或干涉現(xiàn)象，因此，可用B刀補(bǔ)、C刀補(bǔ)實(shí)現(xiàn)程序段間的尖角過渡。第51頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

應(yīng)用Ⅲ：同一程序可以加工內(nèi)、外或凹、凸二者之一的圖形。它們程序之間的差距只是調(diào)整偏移量的正負(fù)。將刀具半徑偏移量變?yōu)樨?fù)值，則刀具中心軌跡在工件外側(cè)的切削變?yōu)閮?nèi)側(cè)切削；刀具中心軌跡在工件內(nèi)側(cè)的切削變?yōu)橥鈧?cè)切削。反之亦然。指定正、負(fù)值偏移量時(shí)刀具中心軌跡外（凸）圖形內(nèi)（凹）圖形第52頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五六、G43、G44、G40－刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令格式：G43（或G44）H××α___G40（H00）α___說明：1)當(dāng)指令了G43時(shí)，用H代碼表示的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值加到編程終點(diǎn)坐標(biāo)（α___）上。當(dāng)指令了G44時(shí)，同樣的值從編程終點(diǎn)坐標(biāo)上減去。其計(jì)算結(jié)果為補(bǔ)償后的編程終點(diǎn)坐標(biāo)，而不管是否選擇了增量值還是絕對(duì)值方式。2)H為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值存儲(chǔ)器的地址字。如H01（補(bǔ)償號(hào)或偏置號(hào)）即是01號(hào)存儲(chǔ)器單元，該存儲(chǔ)器中放置刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值。除H00必須放0以外，其余均可存放刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值，該值的范圍是0～±999.999mm。第53頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3)由于刀具長(zhǎng)度偏置號(hào)的改變而改變刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值時(shí)，新的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值不能加到舊的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值上。例如：H1－刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值為20.0H2－刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值為30.0

則G90G43Z100.0H1；（刀具將沿Z坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)到120.0的位置）

G90G43Z100.0H2；（刀具將沿Z坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)到130.0的位置）4)

如果刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償均在使用，則用H代碼表示刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，用D代碼表示刀具半徑補(bǔ)償。第54頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五應(yīng)用：

當(dāng)實(shí)際刀具長(zhǎng)度與編程刀具長(zhǎng)度不一致時(shí)，可以通過刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具長(zhǎng)度差值的補(bǔ)償，而不用改變程序。刀具偏移量：e＝+3，相對(duì)坐標(biāo)編程N(yùn)01G91G00X70Y35S10M03LF快移、主軸開N02G43

H01Z-22LF快進(jìn)、建立補(bǔ)償N03G01Z-18F500LF盲孔鉆削N04G04

X20LF無進(jìn)給停頓20msN05G00Z18LF

快退N06X30Y-20LF快移N07G01Z-33F500LF通孔鉆削N08G00H00Z55LF快退、撤消補(bǔ)償N09X-100Y-15M02LF快移、主軸關(guān)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)毒邔?shí)際位置刀具編程位置第55頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五§2－4典型數(shù)控加工編程本節(jié)主耍介紹FANUCOM(OT)系統(tǒng)的一些功能。一、數(shù)控銑床加工編程1、編程特點(diǎn)⑴銑削是機(jī)械加上最常用的方法之一，它包括平面銑削和輪廓銑削；⑵數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)具有多種插補(bǔ)方法，一般都具有直線插補(bǔ)和輪廓插補(bǔ)功能；有的還具有極坐標(biāo)插補(bǔ)、拋物線插補(bǔ)、螺旋線插補(bǔ)等多種插補(bǔ)功能；⑶程序編制時(shí)要充分利用數(shù)控銑床齊全的功能，如刀具位置補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償和固定循環(huán)、對(duì)稱加工等多種任選功能；第56頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑷直線、圓弧組成的平面輪廓銑削的數(shù)學(xué)處理一般比較簡(jiǎn)單，非圓曲線、空間曲線和曲面的輪廓銑削的數(shù)學(xué)處理比較復(fù)朵，一般要采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算和自動(dòng)編程。2、刀具位置偏置作用：偏置（或叫偏移）經(jīng)常用于銑平行于坐標(biāo)軸的直線輪廓，如凸臺(tái)和凹槽等，只要在偏置存儲(chǔ)器中設(shè)定刀具半徑值（可用MDI或程序設(shè)定）就可以利用偏置功能，將工件輪廓作為編程軌跡。

刀具偏置指令是為了切出規(guī)定的長(zhǎng)度而設(shè)置的。第57頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五指令種類：G45－沿刀具起動(dòng)方向增加一個(gè)偏置量e，即刀具半徑單邊正補(bǔ)償；G46－沿刀具起動(dòng)方向減少一個(gè)偏置量e，即刀具半徑單邊負(fù)補(bǔ)償；G46G47G48G45G47－沿刀具起動(dòng)方向增加兩倍偏置量e，即刀具半徑雙邊正補(bǔ)償；G48－沿刀具起動(dòng)方向減少兩倍偏置量e，即刀具半徑雙邊負(fù)補(bǔ)償。第58頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五指令格式：G45G46G47G48H（D）－偏置存儲(chǔ)器中刀具半徑值的偏置號(hào)。說明：1)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)為“0”時(shí)，在G90指令中，刀具指令不起作用，機(jī)床不動(dòng)作；在G91指令中，機(jī)床僅移動(dòng)偏置量。2)G46和G48指令中，移動(dòng)指令值小于偏置值時(shí)，機(jī)床坐標(biāo)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與編程方向相反。X__Y__H（D）__LF第59頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3)在圓弧插補(bǔ)和斜面輪廓加上時(shí)，盡量不采用G45～G48指令。4)G45～G48為非模態(tài)指令。3、編程示例第60頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五第61頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五二、數(shù)控車床加工編程1、編程特點(diǎn)⑴數(shù)控車床上的回轉(zhuǎn)體零件的徑向尺寸都是以直徑值表達(dá)的，因此，①用絕對(duì)值編程時(shí)，以直徑值編程；②用增量值編程時(shí)，以徑向?qū)嶋H位移量的兩倍值編程。⑵對(duì)于實(shí)心回轉(zhuǎn)體端面的車削，由于現(xiàn)代數(shù)控車床都具有恒速切削功能，為提高表面質(zhì)量和刀尖壽命，應(yīng)采用恒切削速度程序。⑶為了提高工件的徑向尺寸精度，X方向的脈沖當(dāng)量經(jīng)常是Z向的一半。⑷車加工毛坯常用棒料或鑄、鍛件，加工余量較大，粗加工需多次分層走刀。為簡(jiǎn)化編程，應(yīng)盡可能利用固定循環(huán)功能編程。第62頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑸車削加工時(shí)，為提高刀具壽命，車刀刀尖常磨成半徑不大的圓??；為了提高加工精度，需對(duì)刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償。2、刀尖圓角R的補(bǔ)償⑴刀尖圓角R圖中所示為圓頭刀，實(shí)際切削點(diǎn)為A、B，分別決定了X向和Z向的加工尺寸，X與Z的交點(diǎn)P

稱為理想刀尖。也是確定加工軌跡的點(diǎn)。因此，常以P點(diǎn)對(duì)刀。圓頭刀加工錐面與圓弧時(shí)，P點(diǎn)的軌跡與工件輪廓尺寸是不重合的。ABP第63頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑵刀尖圓角R的補(bǔ)償與指定方法在具有刀尖圓角R補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)中，補(bǔ)償計(jì)算在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行，以自動(dòng)控制刀尖的運(yùn)動(dòng)。刀尖R補(bǔ)償指令：①G40為取消刀補(bǔ)，即按程序路徑進(jìn)給；②G41為左刀補(bǔ)；③G42為右刀補(bǔ)。補(bǔ)償過程:刀補(bǔ)建立刀補(bǔ)狀態(tài)取消刀補(bǔ)指定方法：見右圖第64頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3、G90固定切削循環(huán)⑴矩形切削循環(huán)N01G00X50.0;N02G01Z-30.0F_;N03X65.0;N04G00Z2.0;G90X50.0Z-30.0F__;其中，X、Z為C點(diǎn)坐標(biāo)值。指令格式：第65頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五示例：O1;N01G00G97S600T0101;N02G40X55.0Z10.0M03;N03G00G42Z2.0M08;N05G90X45.0Z-