《金工實(shí)習(xí)》數(shù)控技術(shù)課件

《金工實(shí)習(xí)》數(shù)控技術(shù)

第一部分?jǐn)?shù)控機(jī)床基本知識(shí)劉瀟瀟機(jī)電工程學(xué)院制造自動(dòng)化系7/23/20231§1數(shù)控技術(shù)的一些概念1、數(shù)控（NC）數(shù)字控制（Numericalcontrol）的簡(jiǎn)稱(chēng)。指用數(shù)字信息通過(guò)控制裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作的控制。2、數(shù)控系統(tǒng)（NCS）數(shù)字控制系統(tǒng)（NumericalControlSystem）的簡(jiǎn)稱(chēng)。指采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)。3、數(shù)控設(shè)備（NCU）數(shù)字控制設(shè)備（NumericalControlU）的簡(jiǎn)稱(chēng)，指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的受控設(shè)備。7/23/20232§1數(shù)控技術(shù)的一些概念4、機(jī)床數(shù)控技術(shù)機(jī)床數(shù)字控制技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，指用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床實(shí)行控制的一門(mén)技術(shù)。5、數(shù)控機(jī)床數(shù)字控制機(jī)床（NumericalControltools）的簡(jiǎn)稱(chēng)，指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，包含在數(shù)控設(shè)備中。國(guó)際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床作了如下定義：數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號(hào)碼，或其它符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。7/23/20233§2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程

1、1952年，出現(xiàn)了電子管控制的第一臺(tái)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)銑床；

2、1959年，出現(xiàn)了晶體管控制的“加工中心”；

3、1965年，出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路。使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到了進(jìn)一步的提高；7/23/20234§2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程

4、1970年，NC系統(tǒng)采用小型計(jì)算機(jī)取代專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其部分功能由軟件實(shí)現(xiàn)它具有價(jià)格低，可靠性高和功能多等特點(diǎn)。

5、1974年，NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價(jià)格進(jìn)一步降低，體積進(jìn)一步縮小，并且使實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)電一體化成為可能。7/23/20235§2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展二、我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展

1958開(kāi)始研制第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床；

1975研制第一臺(tái)加工中心；十五期間，數(shù)控機(jī)床年增長(zhǎng)率:>18%

到2005年產(chǎn)量：25000～30000臺(tái)品種：2000種數(shù)控化率：20%7/23/20236§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍一、數(shù)控機(jī)床的組成

1、輸入輸出裝置

2、數(shù)控系統(tǒng)（亦稱(chēng)CNC裝置）

3、伺服系統(tǒng)

4、位置檢測(cè)裝置（亦稱(chēng)反饋元件）

5．輔助裝置

6．機(jī)床本體7/23/20237§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍7/23/20238§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍操作面板

它是操作人員與數(shù)控裝置進(jìn)行信息交流的工具，是數(shù)控機(jī)床特有部件。

組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)一樣）和顯示器；7/23/20239§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍7/23/202310§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍控制介質(zhì)

是記錄零件加工程序的媒介；數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備見(jiàn)表1。輸入輸出設(shè)備

是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行交互的裝置，交互的信息通常是零件加工程序。7/23/202311§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍表1控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備表7/23/202312§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍CNC裝置（CNC單元）

它是CNC系統(tǒng)的核心；

組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC

接口板，通訊接口板、特殊功功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件；

7/23/202313§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍7/23/202314§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置

主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸電機(jī)進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給電機(jī)

測(cè)量裝置是位置和速度測(cè)量裝置，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。7/23/202315§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍PLC

用于完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)順序動(dòng)作的I/O

控制，它由硬件和軟件組成；機(jī)床I/O電路和裝置

實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電電磁閥、行程開(kāi)關(guān)、接觸器等組成的邏邏輯電路；7/23/202316§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍機(jī)床它是數(shù)控機(jī)床的主體，是實(shí)現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。

組成：由主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)工件自動(dòng)交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。7/23/202317§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍二、數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程傳統(tǒng)加工方法與現(xiàn)代加工方法的比較7/23/202318§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍二、數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程數(shù)控機(jī)床加工一個(gè)零件的過(guò)程7/23/202319§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍二、數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程

數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程譯碼刀補(bǔ)處理插補(bǔ)處理PLC控制進(jìn)給伺服系統(tǒng)切削運(yùn)動(dòng)、機(jī)床I/O裝置成形運(yùn)動(dòng)加工程序7/23/202320§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍二、數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程

刀補(bǔ)處理（計(jì)算刀具軌跡）

用戶(hù)零件加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中控制的是刀刀具中心軌跡，因此在加工前必須將零件的輪廓軌跡變換成刀具中心的軌跡。刀補(bǔ)處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的程序。7/23/202321§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍二、數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程

插補(bǔ)處理XLY△Li△Xi△YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖7/23/202322§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍三、數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍7/23/202323§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)1、適合于復(fù)雜異形零件的加工。2、加工精度和尺寸重復(fù)精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定性好；3、實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，排除人為誤差。4、生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟(jì)效益明顯。5、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，可以實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作。6、柔性好，通用性強(qiáng)。7、可以精確地計(jì)算成本和安排生產(chǎn)進(jìn)度，有利于生生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。7/23/202324§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)

任何事物都是兩重性。數(shù)控加工雖有上述各種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在某些方面也存在不足之處：1、單位加工成本較高2、只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)（占機(jī)械加工總量70%~80%）加工中的調(diào)整相對(duì)復(fù)雜3、維修難度大

7/23/202325§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍1、最適應(yīng)類(lèi)形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用機(jī)床無(wú)法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件；具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開(kāi)敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。7/23/202326§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍2、較適應(yīng)類(lèi)在通用機(jī)床上加工時(shí)極易受人為因素（如：情情緒波動(dòng)、體力強(qiáng)弱、技術(shù)水平高低等）干擾零件價(jià)值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟(jì)損失的零件；在通用機(jī)床上加工時(shí)必須制造復(fù)雜專(zhuān)用工裝的零件；需要多次更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件；在通用機(jī)床上加工需要作長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的零件；用通用機(jī)床加工時(shí)，生產(chǎn)率很低或體力勞動(dòng)強(qiáng)度很大的零件。7/23/202327§3數(shù)控機(jī)床的組成、工作過(guò)程及其應(yīng)用范圍3、不適應(yīng)類(lèi)裝夾困難或完全靠找正定位來(lái)保證加工精度的零件；加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上無(wú)在線檢測(cè)系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的；生產(chǎn)批量大的零件（當(dāng)然不排除其中個(gè)別工序用數(shù)控機(jī)床加工）；必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。

7/23/202328§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)一、按加工工藝及機(jī)床用途的類(lèi)型分類(lèi)

切削加工類(lèi)：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車(chē)床、數(shù)控磨床、加工中心、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、FMC等。

成型加工類(lèi)：數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)等。

特種加工類(lèi)：數(shù)控線切割機(jī)、電火花加工機(jī)、激光加工機(jī)等。

其它類(lèi)型：數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)、機(jī)器人等。7/23/202329§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)數(shù)控銑床7/23/202330§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)數(shù)控銑床7/23/202331§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)數(shù)控銑床7/23/202332§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)數(shù)控車(chē)床7/23/202333§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)數(shù)控車(chē)床7/23/202334§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)數(shù)控刀具7/23/202335§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)數(shù)控中心7/23/202336§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)錐度電火花切割機(jī)床7/23/202337§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)二、按伺服系統(tǒng)類(lèi)型分類(lèi)

1、開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床7/23/202338§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)二、按伺服系統(tǒng)類(lèi)型分類(lèi)

2、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床7/23/202339§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)二、按伺服系統(tǒng)類(lèi)型分類(lèi)

3、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床7/23/202340§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)三、按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分類(lèi)

1、點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床7/23/202341§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)三、按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分類(lèi)

2、點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床7/23/202342§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)三、按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分類(lèi)

3、輪廓控制數(shù)控機(jī)床7/23/202343§4

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)四、按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分類(lèi)

1、2軸聯(lián)動(dòng)（平面曲線）

2、3軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面，球頭刀）

3、4軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）

4、5軸聯(lián)動(dòng)及6軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）7/23/202344§5

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

進(jìn)入九十年代以以來(lái)隨著國(guó)際上計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著下述方向發(fā)展。運(yùn)行高速化加工高精化功能復(fù)合化控制智能化體系開(kāi)放化驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化交互網(wǎng)絡(luò)化7/23/202345《金工實(shí)習(xí)》數(shù)控技術(shù)

第二部分?jǐn)?shù)控編程基本知識(shí)劉瀟瀟機(jī)電工程學(xué)院制造自動(dòng)化系7/23/202346§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系一、坐標(biāo)軸的確定規(guī)則1）假設(shè)：工件固定，刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)。2）標(biāo)準(zhǔn)：右手笛卡兒直角坐標(biāo)系（拇指為X向，食指為Y向，中指為Z向）?；咀鴺?biāo)：

X、Y、Z軸由右手定則確定回轉(zhuǎn)坐標(biāo)：

A、B、C軸由右手螺旋法則確定7/23/202347§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系二、坐標(biāo)軸的確定方法順序：先確定Z軸，再確定X軸，最后確定Y軸。1）Z軸有主軸的機(jī)床以平行于主軸的方向?yàn)閆坐標(biāo)軸；通常規(guī)定機(jī)床的主軸作為Z坐標(biāo)軸。沒(méi)有主軸的機(jī)床以垂直于工件裝夾面的方向?yàn)閆坐標(biāo)。刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正方向。

7/23/202348§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Z軸的確定方法+Z

數(shù)控車(chē)床7/23/202349§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系立式3軸數(shù)控銑床+ZZ軸的確定方法7/23/202350§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系雙立柱數(shù)控機(jī)床+ZZ軸的確定方法7/23/202351§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Z軸的確定方法臥式數(shù)控鏜銑床+Z7/23/202352§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系二、坐標(biāo)軸的確定方法

2）X軸

X軸一般是水平方向，垂直于Z軸并平行于工件裝夾平面。

X軸的運(yùn)動(dòng)方向是工件的徑向并平行于橫向溜板，且刀具離開(kāi)工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。7/23/202353§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系X軸的確定方法(a)工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(車(chē)床、磨床等)+Z

數(shù)控車(chē)床+X7/23/202354§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(銑床、鉆床、鏜床等)

立式3軸數(shù)控銑床+Z+XZ軸鉛直（立式）7/23/202355§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(銑床、鉆床、鏜床等)

Z軸水平（臥式）臥式數(shù)控鏜銑床+Z+X7/23/202356§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(銑床、鉆床、鏜床等)

雙立柱數(shù)控機(jī)床+Z+X7/23/202357§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Y軸的確定方法+Z+X

數(shù)控車(chē)床7/23/202358§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Y軸的確定方法立式3軸數(shù)控銑床+Z+XZ軸鉛直（立式）+Y7/23/202359§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Y軸的確定方法Z軸水平（臥式）臥式數(shù)控鏜銑床+Z+X+Y7/23/202360§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Y軸的確定方法雙立柱數(shù)控機(jī)床+Z+X+Y7/23/202361§2

數(shù)控編程概述一、數(shù)控編程的基本概念

數(shù)控加工程序編制：從零件圖紙到制成控控制介質(zhì)的全過(guò)程。將零件的加工信息、加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(shù)(F、S、T)及輔助動(dòng)作（變速、換刀、冷卻液?jiǎn)⑼！⒐ぜA緊松開(kāi)等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成代碼，按一定的格式編寫(xiě)加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質(zhì)的整個(gè)過(guò)程。7/23/202362§2

數(shù)控編程概述手動(dòng)編程整個(gè)編程過(guò)程由人工完成。

自動(dòng)編程編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡(jiǎn)便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。7/23/202363§2

數(shù)控編程概述據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)

用手工編程時(shí)，一個(gè)零件的編程時(shí)間與機(jī)床實(shí)際加工時(shí)間之比平均約為30：1。數(shù)控機(jī)床不能開(kāi)動(dòng)的原因中，有20～30%是由于加工程序不能及時(shí)編制出造成的。7/23/202364§2

數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟7/23/202365§2

數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟歸納總結(jié)上圖，數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：圖紙工藝分析計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡編制程序及初步校驗(yàn)制備控制介質(zhì)程序的校驗(yàn)和試切7/23/202366§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法

1、工序分析一般零件的工序分析包括：機(jī)床選擇合理選擇工序裝夾刀具、切削用量選擇誤差7/23/202367§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——對(duì)刀

就是使“對(duì)刀點(diǎn)”與“刀位點(diǎn)”重合的操作。建議可選零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)或與之相關(guān)的位置；可選對(duì)刀方便，便于測(cè)量的位位置；也可選便于坐標(biāo)計(jì)算的位置。7/23/202368§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——對(duì)刀點(diǎn)7/23/202369§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——刀位點(diǎn)7/23/202370§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——加工路線就是加工過(guò)程中刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡次序。建議盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程以提高生產(chǎn)率；盡量保證零件的加工精度、表面粗糙度和工藝要求；盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算、減少程序段的數(shù)目和程序編制的工作量。7/23/202371§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——加工路線（孔加工）7/23/202372§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——加工路線（車(chē)削和銑削）7/23/202373§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法加工方法——旋轉(zhuǎn)體類(lèi)7/23/202374§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法加工方法——平面輪廓7/23/202375§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法加工方法——空間輪廓（三軸兩聯(lián)動(dòng)）7/23/202376§2

數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法加工方法——空間輪廓（三軸聯(lián)動(dòng)）7/23/202377§2數(shù)控編程概述四、相對(duì)坐標(biāo)編程與絕對(duì)坐標(biāo)編程1、機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系

機(jī)床原點(diǎn)：機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)。這個(gè)原點(diǎn)是在機(jī)床調(diào)試完成后便確定了，是機(jī)床上固有的點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)建立的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是機(jī)床坐標(biāo)系建立的過(guò)程，是用回零的方式建立的。機(jī)床坐標(biāo)系：以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)系，是機(jī)床固有的座標(biāo)系，它具有唯一性。機(jī)床坐標(biāo)系是數(shù)控機(jī)床中所建立的工件坐坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。注意：機(jī)床坐標(biāo)系一般不作為編程坐標(biāo)系，僅作為工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。7/23/202378§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系四、相對(duì)坐標(biāo)編程與絕對(duì)坐標(biāo)編程2、工件原點(diǎn)與工件坐標(biāo)系

工件原點(diǎn)：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點(diǎn)或與之相關(guān)的點(diǎn)。該點(diǎn)也可以與對(duì)刀點(diǎn)重合。工件座標(biāo)系：以工件原點(diǎn)為零點(diǎn)建立的坐標(biāo)系，編程時(shí)，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計(jì)算。工件原點(diǎn)偏置：工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的距離?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均可設(shè)置多個(gè)工件座標(biāo)系，在加工時(shí)通過(guò)G指令進(jìn)行換。7/23/202379§1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系四、絕對(duì)坐標(biāo)編程與相對(duì)坐標(biāo)編程

3、

絕對(duì)坐標(biāo)編程：工件所有點(diǎn)的坐標(biāo)值基于某一坐標(biāo)坐標(biāo)系（機(jī)床或工件）零點(diǎn)計(jì)量的編程方式。相對(duì)坐標(biāo)編程：運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)值是相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的編程方式（增量坐標(biāo)編程）。表達(dá)方式：G90/G91；X.Y.Z絕對(duì)，U.V.W相對(duì)。

7/23/202380§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)1、程序的組成7/23/202381§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)2、程序代號(hào)

放在程序的最開(kāi)始，給零件加工程序一個(gè)編號(hào)，以便進(jìn)行程序檢索，并說(shuō)明該零件加工程序開(kāi)始。

格式：O____

說(shuō)明：程序名由字母O(或P或符號(hào)％)以及1～8位數(shù)字組成。

舉例：

O00017/23/202382§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)3、程序段由若干單節(jié)組成，每一個(gè)單節(jié)由程序段號(hào)(順序號(hào)）程序內(nèi)容、程序段結(jié)束符組成。

格式：N_G_X_Y_Z_F_S_T_M_；說(shuō)明：N—程序段號(hào)，后跟1～5位數(shù)字；

G、M—指令代碼，后跟2位數(shù)字；

X、Y、Z±_._—進(jìn)給坐標(biāo)軸及進(jìn)給量；

F—進(jìn)給速度功能；

S—主軸功能；

T—刀具功能；

;—程序段結(jié)束符。舉例：N30G01G42X150.Y400.F200;7/23/202383§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)4、程序結(jié)束標(biāo)志

放在程序的末尾，說(shuō)明該程序（或自程序）結(jié)束。格式：M02;或M30;或M99;

說(shuō)明：M02(或M30)為主程序結(jié)束標(biāo)

志，M99為子程序結(jié)束標(biāo)志。舉例：M02;7/23/202384§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)5、子程序

在程序中把某些固定順序或重復(fù)出現(xiàn)的程序單獨(dú)抽出來(lái)、編成一個(gè)程序供調(diào)用。

格式：與主程序同。說(shuō)明：調(diào)用格式為M98P----L----。7/23/202385§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)子程序舉例7/23/202386§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)子程序舉例7/23/202387§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字二、數(shù)控程序常見(jiàn)功能字

準(zhǔn)備功能G指令輔助功能M指令主軸功能S指令進(jìn)給功能F指令刀具功能T指令7/23/202388§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字常用地址碼表功能地址碼意義程序號(hào)

順序號(hào)

準(zhǔn)備機(jī)能O

N

G程序編號(hào)

順序編號(hào)

機(jī)床動(dòng)作方式指令坐標(biāo)指令X.Y.Z

A.B.C.U.V.W

R

I.J.K坐標(biāo)軸移動(dòng)指令

附加軸移動(dòng)指令

圓弧半徑

圓弧中心坐標(biāo)進(jìn)給機(jī)能

主軸機(jī)能

刀具機(jī)能F

S

T進(jìn)給速度指令

主軸轉(zhuǎn)速指令

刀具編號(hào)指令輔助機(jī)能M

B接通、斷開(kāi)、啟動(dòng)、停止指令

工作臺(tái)分度指令補(bǔ)償

暫停

子程序調(diào)用

重復(fù)

參數(shù)H.D

P.X

I

P.Q.R刀具補(bǔ)償指令

暫停時(shí)間指令

子程序號(hào)指定

固定循環(huán)重復(fù)次數(shù)

固定循環(huán)參數(shù)7/23/202389§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字準(zhǔn)備功能G指令

是使CNC機(jī)床準(zhǔn)備好某種運(yùn)動(dòng)方式的指令。分為模態(tài)指令和非模態(tài)指令。組成：G后帶二位數(shù)字組成，從G00到G99共

100種7/23/202390§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字快速定位指令（G00）功能：從所在點(diǎn)，按機(jī)床提供的快速進(jìn)給速度移動(dòng)到規(guī)定位置。格式：G00X-Y-Z-；說(shuō)明：G00是模態(tài)指令；

G00快速定位的速度與以前程序段中的進(jìn)給速度無(wú)關(guān)；

G00開(kāi)始時(shí)刀具逐漸加速至設(shè)定速度；不能用于切削加工。7/23/202391§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字直線插補(bǔ)指令（G01）功能：以給定的進(jìn)給速度，采用直線插補(bǔ)方式進(jìn)行切切削加工。格式：G01X-Y-Z-F-；說(shuō)明：是模態(tài)指令；最初的G01指令單節(jié)中的速度F必須指定，否則進(jìn)給速度被認(rèn)為是0，執(zhí)行程序時(shí)，機(jī)械不能動(dòng)，并產(chǎn)生警示。7/23/202392§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字圓弧插補(bǔ)（G02、G03）功能：使刀具在給定平面內(nèi)，以給定的進(jìn)給速度進(jìn)行順時(shí)針（逆時(shí)針）圓弧插補(bǔ)加工，切削出圓弧輪廓。格式

G17G02（G03）X-Y-I-J-F-；XY平面R-G18G02（G03）X-Z-I-K-F-；XZ平面R-G19G02（G03）Y-Z-J-K-F-；YZ平面R-7/23/202393§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字坐標(biāo)平面選擇指令（G17、G18、G19）功能：表示規(guī)定的操作在XY,ZX,YZ坐標(biāo)平面內(nèi)。

是模態(tài)指令（續(xù)效指令），缺省值為G17；程序段中的尺寸指令必須按平面指令的規(guī)定書(shū)寫(xiě)。若數(shù)控系統(tǒng)只有一個(gè)平面的加工能力，可不必書(shū)寫(xiě)。7/23/202394§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字坐標(biāo)系選擇指令（G53、G54）功能：表示所選擇的編程坐標(biāo)系是哪一個(gè)坐標(biāo)系。

是模態(tài)指令（續(xù)效指令），缺省值為G53；

G53——機(jī)床坐標(biāo)系；

G54——工件坐標(biāo)系；在使用該指令后，其后的編程尺寸都是相對(duì)于相應(yīng)坐標(biāo)系的。這類(lèi)指令只在絕對(duì)坐標(biāo)（G90）下有意義，在相對(duì)坐標(biāo)（G91）下無(wú)效。7/23/202395§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字輔助功能M指令作用：用于控制CNC機(jī)床開(kāi)關(guān)量，如主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液的開(kāi)停、工件的夾緊松開(kāi)等。組成：M后帶二位數(shù)字組成。7/23/202396§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字部分M指令程序停止指令M00、M01和M02

主軸轉(zhuǎn)動(dòng)控制指令M03、M04和M05

換刀指令M06

冷卻液控制指令M07、M08和M09

夾緊和松開(kāi)指令M10和M11

紙帶結(jié)束指令M30

子程序調(diào)用指令M98和M997/23/202397§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字進(jìn)給速度功能F指令

續(xù)效代碼，一般直接指定，即F后跟的數(shù)字就是進(jìn)給速度的大小，單位為mm/min。如F100表示進(jìn)給速度為100mm/min。在程序啟動(dòng)第一個(gè)G01或G02或G03功能時(shí)，必須同時(shí)驅(qū)動(dòng)F功能。7/23/202398§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字主軸轉(zhuǎn)速功能S指令

S代碼后的數(shù)值為主軸轉(zhuǎn)速，要求為整數(shù)單位為r/min；在零件加工之前一定要啟動(dòng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)（M03或M04）。7/23/202399§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字刀具功能T指令

Tnn代碼用于選擇刀具庫(kù)中的刀具，

nn表示刀號(hào)7/23/2023100§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字三、程序舉例7/23/2023101§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字三、程序舉例圖中OXY為機(jī)機(jī)床上的機(jī)床坐標(biāo)坐標(biāo)系，O′X′Y′為編程用的工件坐標(biāo)系。圖中的相對(duì)位置表示工件在機(jī)床上安裝后，工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相對(duì)位置。300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′557/23/2023102§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字三、程序舉例300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55機(jī)床座標(biāo)系下的絕對(duì)坐標(biāo)編程N(yùn)01G90G17G00G42D01X10

Y20S01M03M08*N02Z-12*N03G01X50F300*N04X40Y50*N05G03X30Y40J-10*N06G02X20Y30I-10*N07G01Y16*N08G00G40X0Y0Z0M02*7/23/2023103§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字三、程序舉例300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55工件坐標(biāo)系下的絕對(duì)坐標(biāo)編程（用G92指令）N01G92X10Y10*N02G90G17G00G42D01

X0Y100S01M03*N03Z-12*N04G01X400F300*N05X300Y400*N06G03X200Y300R100*N07G02X100Y200R100*N08G01X100Y0*N09G00G40X10

Y10Z0

M02*7/23/2023104§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字三、程序舉例300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55在工件坐標(biāo)系下的絕對(duì)坐標(biāo)編程（用G54指令）取消N01程序段N02改成：N02G90G54G17G00G42D01X0Y100S01M03*其余同上。7/23/2023105§3

數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見(jiàn)功能字三、程序舉例300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55用相對(duì)坐標(biāo)編程N(yùn)01G91G17G42D01G00X10

Y10S01M03*N02Z-12*N03G01X300F300*N04X-100Y300*N05G03X-100Y-100R100*N06G02X-100Y-100R100*N07G01Y-100*N08G00G40X-10-Y10Z12M02*7/23/2023106A

A

A

BBBXXXYYYa）方案1b）方案2c）方案3

G00指令的運(yùn)動(dòng)軌跡7/23/2023107M代碼1．程序停止指令M00、M01和M022．主軸轉(zhuǎn)動(dòng)控制指令M03、M04和M053．換刀指令M064．冷卻液控制指令M07、M08和M095．夾緊和松開(kāi)指令M10和M116．改變運(yùn)動(dòng)方向指令M15和M167．主軸定向停止指令M198．

紙帶結(jié)束指令M309．

互鎖旁路指令M317/23/202310810．

改變進(jìn)給范圍指令M36和M3711．

改變主軸轉(zhuǎn)速范圍指令M38和M3912．

刀具直線位移指令M55和M5613．

工件直線位移指令M61和M6214．