數(shù)控編程相關(guān)知識

第一章：數(shù)控車削加工編程技術(shù)第二章：固定循環(huán)指令第三章：數(shù)控車加工工藝第四章：簡單軸類零件加工第五章：簡單套類零件加工第六章：螺紋類零件加工第一章：數(shù)控車削加工編程技術(shù)首頁上一頁下一頁最后頁一：目的與要求熟悉數(shù)控車系統(tǒng)基礎(chǔ)指令的格式和編程方法，熟練掌握簡單形體的編程技術(shù)。二：課時安排三：檢測手段四：安全及注意事項1、遵守實訓場地安全文明生產(chǎn)制度；2、遵守數(shù)控車床的安全操作規(guī)程；數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。用數(shù)控機床對零件進行加工時，要按照加工工藝要求，根據(jù)所用數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式，將刀具的運動軌跡、位移量、切削用量以及相關(guān)輔助動作（包括換刀、主軸正/反轉(zhuǎn)、切削液開/關(guān)等）編寫成加工程序，輸入到數(shù)控裝置中，從而指揮機床加工零件。一、數(shù)控車床的坐標系及運動方向數(shù)控車床的坐標系及其運動方向，在國際標準（ISO）中有其統(tǒng)一規(guī)定，我國機械工業(yè)部標準與之等效。首頁上一頁下一頁最后頁（一）坐標系數(shù)控車床的坐標系是以徑向為X軸方向，縱向為Z軸方向。經(jīng)濟型普通臥式前置刀架數(shù)控車床指向主軸箱的方向為Z軸負方向，而指向尾架的方向為Z軸的正方向。X軸的正方向是指向操作者的方向，負方向為遠離操作者的方向。由此，根據(jù)右手法則，Y軸的正方向應該垂直指向地面（編程中不涉及Y坐標）。圖4-1所示為數(shù)控車床的坐標系。a）b）a）普通臥式前置刀架數(shù)控車床坐標系b）普通臥式后置刀架數(shù)控車床坐標系圖1-1數(shù)控車床的坐標系首頁上一頁下一頁最后頁在按絕對坐標編程時，使用代碼X和Z；按增量坐標（相對坐標）編程時，使用代碼U和W。也可以采用混合坐標指令編程，即同一程序中，既出現(xiàn)絕對坐標指令，又出現(xiàn)相對坐標指令。U和X坐標值，在數(shù)控車床的編程中一般是以直徑方式輸入的，即按絕對坐標系編程時，X輸入的是直徑值；按增量坐標編程時，U輸入的是徑向?qū)嶋H位移值的二倍，并附上方向符號（正向可以省略）。（二）原點1、機械原點（參考點）機械原點是由生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)數(shù)控車床時設定在機床上的，它是一個固定的坐標點。每次在操作數(shù)控車床的時候，啟動機床之后，必須首先進行機械原點回歸操作，使刀架返回到機床的機械原點。一般地，根據(jù)機床規(guī)格不同，X軸機械原點比較靠近X軸正方向的超程點；Z軸機械原點比較靠近Z軸正方向超程點。2、編程原點編程原點是指程序中的坐標原點，即在數(shù)控加工時，刀具相對于工件運動的起點，所以也稱為“對刀點”。在編制數(shù)控車削程序時，首先要確定作為基準的編程原點。對于某一加工工件，編程原點的設定通常是將主軸中心設為X軸方向的原點。將加工工件的精切后的右端面或精切后的夾緊定位面設定為Z軸方向的原點。分別如圖1-2（a）（b）所示。首頁上一頁下一頁最后頁圖1-2編程原點值得一提的是，以機械原點為原點建立的坐標系一般稱為機床坐標系，它是一臺機床固定不變的坐標系；而以編程原點為原點建立的坐標系一般稱為工件坐標系或編程坐標系，它隨著加工工件的改變而改變位置。二、程序結(jié)構(gòu)與格式（一）程序的結(jié)構(gòu)程序是控制機床的指令，與我們學習Basic、C語言編程一樣，必須先了解程序的結(jié)構(gòu)，以指導我們讀懂程序。下面，我們以一個簡單的數(shù)控車削程序為例，分析加工程序的結(jié)構(gòu)。首頁上一頁下一頁最后頁例1：以經(jīng)濟型數(shù)控車床加工圖1-3所示工件(毛坯直徑為Φ50)。圖1-3車削外圓參考程序如下：O0001；程序名(程序號)N05G90G54M03S800；N10T0101；N15G00X49Z2；N20G01Z-100F0.1；程序內(nèi)容N25X51；N30G00X60Z150；N35M05；N40M30；程序結(jié)束首頁上一頁下一頁最后頁對于初學者來說,程序中每個指令的意義可能還不理解,但我們可以看出它大致分成程序名(程序號)、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三個部分。1、程序名（程序號）程序號為程序開始部分。在數(shù)控裝置中，程序的記錄是靠程序號來辨別的，調(diào)用某個程序可通過程序號來調(diào)出，編輯程序也要首先調(diào)出程序號。2、程序內(nèi)容程序內(nèi)容是整個程序的核心，由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令組成，表示數(shù)控機床要完成的全部動作。3、程序結(jié)束以程序結(jié)束指令M02或M30作為整個程序結(jié)束的符號，來結(jié)束整個程序。（二）程序段格式程序段是可以作為一個單位來處理的連續(xù)字組，從例4-1可見，程序段構(gòu)成的一般形式如下：N

G

X（U）

Z（W）

F

M

S

T

；程序段準備尺寸字進給輔助主軸刀具程序段順序號功能功能功能功能功能結(jié)束首頁上一頁下一頁最后頁

三、輔助功能M代碼輔助功能也叫M功能或M代碼，由地址字M和其后的兩位數(shù)字組成，從M00～M99共100種。主要用于控制零件程序的走向和機床及數(shù)控系統(tǒng)各種輔助功能的開關(guān)動作。各種數(shù)控系統(tǒng)的M代碼規(guī)定有差異，必須根據(jù)系統(tǒng)編程說明書選用。M功能有非模態(tài)M功能和模態(tài)M功能二種形式。非模態(tài)M功能(當段有效代碼)只在書寫了該代碼的程序段中有效；模態(tài)M功能(續(xù)效代碼)是一組可相互注銷的M功能，這些功能在被同一組的另一個功能注銷前一直有效。常用的M功能代碼見表1-1。首頁上一頁下一頁最后頁代碼功能說明代碼功能說明M00程序停止M03主軸正轉(zhuǎn)起動M01選擇停止M04主軸反轉(zhuǎn)起動M02程序結(jié)束M05主軸停止轉(zhuǎn)動M30程序結(jié)束并返回M07切削液打開M98調(diào)用子程序M08切削液打開M99子程序結(jié)束M09切削液停止表1-1M功能代碼一覽表首頁上一頁下一頁最后頁四、準備功能G代碼準備功能G代碼由G后一或二位數(shù)值組成，它用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡、機床坐標系、坐標平面、刀具補償、坐標偏置等多種加工操作。（一）快速點定位指令（G00）該指令命令刀具以點位控制方式從刀具所在點快速移動到目標位置，無運動軌跡要求，不需指定移動速度。輸入格式：G00IP

；注：1、“IP

”代表目標點的坐標，可以用X、Z、U、W表示；2、X（U）坐標按直徑值輸入；3、快速點定位時，刀具的路徑通常不是直線。首頁上一頁下一頁最后頁圖1-4G00快速點定位絕對指令：G00X40Z2；增量指令：G00U-60W-50；相關(guān)知識點：1、在某一軸上相對位置不變時，可以省略該軸的移動指令；2、在同一程序段中絕對坐標指令和增量坐標指令可以混用；3、從圖中可見，實際刀具移動路徑與理想刀具移動路徑可能會不一致，因此，要注意刀具是否與工件和夾具發(fā)生干涉，對不確定是否會干涉的場合，可以考慮每軸單動；4、刀具快速移動速度由機床生產(chǎn)廠家設定。首頁上一頁下一頁最后頁（二）直線插補指令（G01）該指令用于直線或斜線運動?？墒箶?shù)控車床沿X軸、Z軸方向執(zhí)行單軸運動，也可以沿XZ平面內(nèi)任意斜率的直線運動。輸入格式：G01IP

F

；注：1、“IP

”代表目標點的坐標，可以用X、Z、U、W表示；2、“F

”指令刀具的進給速度。圖1-5G01指令切外圓錐例2：外圓錐切削。（圖1-5）絕對指令：G01X40Z-30F0.3；增量指令：G01U20W-30F0.3；或采用混合坐標系編程：G01X40W-30F0.3首頁上一頁下一頁最后頁（三）圓弧插補指令（G02G03）該指令能使刀具沿圓弧運動，切出圓弧輪廓。G02為順時針圓弧插補指令，G03為逆時針圓弧插補指令。表4-2列出了G02、G03程序段中各地址代碼含義。輸入格式：G02IP__I__K__F__；或G02IP__R__F__；G03IP__I__K__F__；或G03IP__R__F__；考慮的因素指令含義回轉(zhuǎn)方向G02刀具軌跡按順時針圓弧插補G03刀具軌跡按逆時針圓弧插補終點位置IPX、Z（U、W）工件坐標系中圓弧終點的X、Z（U、W）值從圓弧起點到圓弧中心的距離I、KI：圓心相對于圓弧起點在X方向的坐標增量K：圓心相對于圓弧起點在Z方向的坐標增量圓弧半徑R指圓弧的半徑，取小于180o的圓弧部分表1-2G02G03程序段中各指令的含義首頁上一頁下一頁最后頁相關(guān)知識點：1、圓弧順、逆的方向判斷：沿圓弧所在平面（XOZ）相垂直的另一坐標軸（y軸），由正向負看去，起點到終點運動軌跡為順時針使用G02指令，反之，使用G03指令，如圖1-6所示。2、X、Z（U、W）代表圓弧終點坐標；a）b）圖1-6圓弧的順、逆判斷首頁上一頁下一頁最后頁3、I0，K0可以省略；4、在圓弧插補程序段中不能有刀具功能（T）指令；5、使用圓弧半徑R指令時，指定圓心角小于180o圓??；6、圓心角接近于180o圓弧，當用R指定時，圓弧中心位置的計算會出現(xiàn)誤差，此時請用I、K指定圓弧中心。例3：順時針圓弧插補。（圖1-7）圖1-7G02順時針圓弧插補（I、K）指令：G02X50.0Z-20.0I25K0F0.5；G02U20.0W-20.0I25F0.5；（R）指令：G02X50Z-20R25F0.5；G02U20W-20R25F0.5；首頁上一頁下一頁最后頁例4：逆時針圓弧插補。（圖1-8）圖1-8G03逆時針圓弧插補（I、K）指令：G03X50Z-20I-15K-20F0.5；G03U20W-20I-15K-20F0.5；（R）指令：G03X50Z-20R25F0.5；G03U20W-20R25F0.5；首頁上一頁下一頁最后頁五、暫停指令（G04）該指令可使刀具作短時間的無進給光整加工，常用于車槽、鏜平面、锪孔等場合。如圖1-12所示。輸入格式：G04P

；或G04X

；或G04U

；注：P

：時間或主軸轉(zhuǎn)數(shù)的指定（不能用小數(shù)點）X

：時間或主軸轉(zhuǎn)數(shù)的指定（可以用小數(shù)點）U

：時間或主軸轉(zhuǎn)數(shù)的指定（可以用小數(shù)點）圖1-12G04暫停指令首頁上一頁下一頁最后頁

六、數(shù)控車床的刀具補償

我們編程時所指定的刀具軌跡就是假想刀尖的軌跡。在實際當

中，以假想刀尖編程在加工端面或外圓時沒有誤差，但在進行倒角、

斜面、圓弧面切削時就會產(chǎn)生欠切或過切，造成零件加工精度誤差（如下圖所示）。刀尖圓弧半徑補償對加工精度的影響

1、刀具半徑補償?shù)姆椒?/p>

刀具半徑補償?shù)姆椒ㄊ峭ㄟ^鍵盤輸入刀具參

數(shù)，并在程序中采用刀具半徑補償指令。

1.刀具參數(shù)包括刀尖半徑、車刀形狀、刀尖圓弧位置。

假想刀尖位置序號共有10個，如圖所示。假想刀尖位置序號

如圖所示為幾種數(shù)控車床用刀具的假想刀尖位置。2.刀具半徑補償指令

G40：取消刀補，通常寫在程序開始的第

一個程序段及取消刀具半徑補償?shù)某绦蚨危?/p>

G41：刀具左補償，在編程路徑前進方向上，刀具沿左側(cè)進給，使用該指令；

G42：刀具右補償，在編程路徑前進方向上，刀具沿右側(cè)進給，使用該指令。刀具半徑補償G41、G42

3、刀具半徑補償注意事項1）.加刀具半徑補償或去除刀具半徑補償最好在工件輪廓線以外，未加刀補點的距離應大于刀具（尖）半徑。起刀點刀補建立刀補進行刀補撤銷編程軌跡刀具中心軌跡刀具半徑補償?shù)墓ぷ鬟^程2.G41、G42不能重復使用，即在程序中前面有了G41指令后，不能再直接使用G42。若想使用，則必須先用G40取消原補償狀態(tài)后，再使用G41或G42，否則補償就不正常。3.用G40指令取消刀具半徑補償，在指令G40程序段的前一個程序段的終點位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線通過刀尖圓弧中心。4.在使用G41或G42指令時，不允許有兩句連續(xù)的非移動指令，否則刀具就會在前面程序段的終點的垂直位置停止，且產(chǎn)生過切削或欠切削現(xiàn)象。非移動指令包括：M代碼、S代碼、暫停指令G04、某些G代碼（如G50、G96）、移動量為零的切削指令（如G01U0W0）1、Geniusonlymeanshard-workingallone'slife.(Mendeleyer,RussianChemist)

天才只意味著終身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:032、Ourdestinyoffersnotonlythecupofdespair,butthechaliceofopportunity.(RichardNixon,AmericanPresident)命運給予我們的不是失望之酒，而是機會之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5日星期三3、Patienceisbitter,butitsfruitissweet.(JeanJacquesRousseau,Frenchthinker)忍耐是痛苦的，但它的果實是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.20204、Allthatyoudo,dowithyourmight;thingsdonebyhalvesareneverdoneright.----R.H.Stoddard,Americanpoet做一切事都應盡力而為，半途而廢永遠不行8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:105、Youhavetobelieveinyourself.That'sthesecretofsuccess.----CharlesChaplin人必須相信自己，這是成功的秘訣。-Wednesday,August5,2020August20Wednesday,August5,20208/5/20206、Almostanysituation---goodorbad---isaffectedbytheattitudewebringto.----LuciusAnnausSeneca差不多任何一種處境---無論是好是壞---都受到我們對待處境態(tài)度的影響。11時3分11時3分5-Aug-208.5.20207、Althoughtheworldisfullofsuffering,itisfullalsooftheovercomingofit.----HellenKeller,Americanwriter雖然世界多苦難，但是苦難總是能戰(zhàn)勝的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二〇二〇年八月五日8、Formanismanandmasterofhisfate.----Tennyson人就是人，是自己命運的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday,August5,20209、Whensuccesscomesinthedoor,itseems,loveoftengoesoutthewindow.-----JoyceBrothers成功來到門前時，愛情往往就走出了窗外。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.202010、Lifeismeasuredbythoughtandaction,notbytime.——Lubbock衡量生命的尺度是思想和行為，而不是時間。8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:1011、Tomakealastingmarriagewehavetoovercomeself-centeredness.要使婚姻長久，就需克服自我中心意識。Wednesday,August5,2020August20Wednesday,August5,20208/5/202012、Treatotherpeopleasyouhopetheywilltreatyou.你希望別人如何對待你，你就如何對待別人。11時3分11時3分5-Aug-208.5.202013、Todowhateverneedstobedoneto

preservethislastandgreatestbastionof

freedom.(RonaldReagan,AmericanPresident)為了保住這最后的、最偉大的自由堡壘，我們必須盡我們所能。20.8.520.8.5Wednesday,August5,202014、Wherethereisawill,thereisaway.(ThomasEdison,Americaninventor)有志者，事竟成。11:01:1911:01:1911:018/5/202011:01:19AM15、

Everymanisthemasterofhisownfortune.----RichardSteele每個人都主宰自己的命運。20.8.511:01:19