数控加工程序编制上课用.pptx

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1、第二章第二章 数数控加工程序控加工程序编编制制2-1 2-1 概述概述 2-2 2-2 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 2-3 2-3 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式2-4 2-4 镗铣数控加工及其手工编程镗铣数控加工及其手工编程2-5 2-5 车削数控加工及其手工编程车削数控加工及其手工编程 2-6 2-6 自动编程概述自动编程概述第1页/共237页 第一节第一节 概概 述述第2页/共237页一.程序编制的基本概念1.数控加工程序编制概念数控加工程序编制概念 从零件图纸到数控加工指令的有序排列（制成控制介质）的全过程。根据零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移

2、等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上，再按规定把程序单制备成控制介质，变成数控系统能读取的信息，并通过输入设备送入数控装置。第一节 概述 第3页/共237页即将加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(f、s、t)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。第4页/共237页1.1.编程方法：手工编程和自动编程编程方法：手工编程和自动编程 手动编程 定义：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和

3、数值计算能力）适用：几何形状不太复杂的零件；三坐标联动以下加工程序 第一节第一节 概述概述 第5页/共237页 自动编程：定义：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，编程系统将能根据数控系统的类型输出数控加工程序。适用：形状复杂的零件 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数 千个孔的零件）虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲 线轮廓的计算）第一节第一节 概述概述 第6页/共237页q 比较用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为 30：1。数控机床不能开动的原因中，有2030%是由于加工程序不能及时编制出造成

4、的。编程自动化是当今的趋势！但手工编程是学习自动编程基础！第一节第一节 概述概述 第7页/共237页二、数控机床程序编制的内容和步骤 第一节第一节 概述概述 第8页/共237页1.图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析 在对图纸工艺分析（与普通加工的图纸分析相在对图纸工艺分析（与普通加工的图纸分析相似）的基础上：似）的基础上：确定加工机床、刀具与夹具；确定加工机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序；确定零件加工的工艺线路、工步顺序；切削用量（切削用量（f f、s s、t t）等工艺参数。）等工艺参数。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制

5、介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改第一节第一节 概述概述 第9页/共237页2.计算运动轨迹 根据图纸尺寸及工艺线路的要求：选定工件坐标系计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值；将坐标值按NC机床规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。错误错误计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸修修改改第一节第一节 概述概述 第10页/共237页3.编制程序及初步校验编制程序及初步校验 根据制定的加工路线、切削用量、选用的刀具、辅助动作，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程

6、序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改第一节第一节 概述概述 第11页/共237页4.制备控制介质 将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁盘上），作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。第一节第一节 概述概述 计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改第12页/共237页5.程序的校验和试切 所制备的控制介质，必须经过进一步

7、的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。常用的校验和试切方法：阅读法、模拟法、试切法等。阅读法、模拟法、试切法等。第一节第一节 概述概述 计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改第13页/共237页三、数控加工工艺简介和数控加工方法1.数控加工的工艺分析 数控机床加工零件除按一般方式对零件进行工艺分析外，还 必须注意以下几点：选择合适的对刀点和换刀点加工线路的确定程序编制中的误差第一节第一节 概述概述 第14页/共237页第一节第一节 概

8、述概述（1 1）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点对刀点对刀点对刀点对刀点（起刀点）（起刀点）：确定刀具与工件相对位置的点：确定刀具与工件相对位置的点,刀具相对于工件刀具相对于工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。对刀点的选择原则：对刀点的选择原则：对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点在机床上容易校准；对刀点在机床上容易校准；在加工过程中便于检查；在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。引起的加工误差小。第15页/共237页第一节第一节

9、 概述概述 CR30R20R5020f刀具运动轨迹工件轮廓XYZ3 35 5（1 1）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点 对刀点对刀点对刀点对刀点 可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。对刀点确定之可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。第16页/共237页第一节第一节 概述概述（1 1）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点 换刀

10、点：换刀点：换刀点：换刀点：一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到工件之外，再进行换一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到工件之外，再进行换刀这个位置就叫换刀点。刀这个位置就叫换刀点。换刀点应根据工序内容的安排。为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往换刀点应根据工序内容的安排。为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往设在零件的外面。设在零件的外面。第17页/共237页 刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。第一节第一节 概述概述镗刀镗刀钻头钻头立铣刀、端铣刀立铣刀、端铣刀面铣刀面铣刀指状铣刀指状铣刀球头铣刀球头铣刀车刀车刀第18页/共237页第一节第一节 概

11、述概述 对刀：对刀：使使“对刀点对刀点”与与“刀位点刀位点”重合的操作。YZ3530工件对刀示意图刀具夹具垫板螺栓工件螺帽qq 选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选选在在零零件件的的设设计计基基准准或或工工艺艺基基准准上上，或或与与之之相相关关的的位位置置上。上。选选在在对对刀刀方方便便，便便于于测测量量的的地方。地方。选在便于坐标计算的地方选在便于坐标计算的地方 第19页/共237页（2）加工线路的确定 加工线路加工线路加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序。孔类加工（钻孔、镗孔）原则：在满足精度要求的前提下，尽可能减 少空行程：第一节第一节 概述概述

12、n个)(1)1(2bananb+-=-+=（黄线长红线长ba+切入/出段+切入/出段第20页/共237页车削或铣削：原则：尽量采用切向切入/出，不用径向切入/出，以避免由于切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量。第一节第一节 概述概述 切向切入切向切入径向切入径向切入第21页/共237页 空间曲面的加工第一节第一节 概述概述(c)(b)(a)第22页/共237页加工线路的选择应遵从的原则：尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程以提高生产率。保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。保证零件的工艺要求。利于简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。第一节第一节 概述概述第23页/共237页（3）工

13、件的装工件的装夹方式方式 尽可能选用标准夹具（组合夹具），在成批生产时才考虑专用夹具，并力求夹具结构简单。装卸工件要方便可靠，以缩短辅助时间和保证安全。工件定位夹紧的部位应不妨碍各部位的加工、刀具更换及重要部位的测量。尤其要避免刀具与工件、刀具与夹具产生碰撞的现象。夹具的安装要准确可靠，同时应具备足够的强度和刚度，以减小其变形对加工精度的影响。应尽可能采用气、液压夹具。第一节第一节 概述概述第24页/共237页第一节第一节 概述概述（4）切削用量的选择 影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种

14、类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为主要因素。第25页/共237页第一节第一节 概述概述（4）切削用量的选择 决定切削速度的因素：刀具材质 工件材料 刀具寿命 切削深度与进刀量 刀具的形状 冷却液使用 机床性能第26页/共237页第一节第一节 概述概述（5）程序编制中的误差 数控机床上加工零件的误差分类：加工过程的误差：加工过程的误差：它是加工误差的主体，主要包括数控系统（包括伺服）的误差和整个工艺系统（机床刀具夹具毛坯）内部的各种因素对加工精度的影响。编程误差编程误差：采用近似计算方法逼近列表曲线、曲面轮廓时所产生的误

15、差：采用直线段或圆弧段插补逼近零件轮廓曲线时产生的误差：数据处理中为满足分辨率（最小设定单位）的要求，进行数据圆整（四舍五入）产生的误差第27页/共237页第一节第一节 概述概述 2.数控加工方法数控加工方法数控加工方法数控加工方法 （1 1）平面孔系零件的加工方法）平面孔系零件的加工方法 对这类孔的形位精度或尺寸精度要求较高的零件，采用数控钻床与镗对这类孔的形位精度或尺寸精度要求较高的零件，采用数控钻床与镗床加工。床加工。第28页/共237页第一节第一节 概述概述（2）旋转体类零件的加工方法 采用数控车床或数控磨床加工，车削零件的毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，在编程中，粗车加工线

16、路要重点考虑。4321先用直线程序进行粗加工，先用直线程序进行粗加工，再按零件轮廓进行精加工再按零件轮廓进行精加工 可先按图中的方法进行可先按图中的方法进行1414次粗加工，再精加工成形。次粗加工，再精加工成形。第29页/共237页第一节第一节 概述概述（3 3）平面轮廓零件的加工方法）平面轮廓零件的加工方法采用数控铣床加工。采用数控铣床加工。为保证加工平滑，应增加切入和切出程为保证加工平滑，应增加切入和切出程序段，序段，若平面轮廓为数控系若平面轮廓为数控系统不具备插补功能的统不具备插补功能的线型时，应先采用直线型时，应先采用直线、圆弧去逼近该零件的轮廓。线、圆弧去逼近该零件的轮廓。第30页/

17、共237页第一节第一节 概述概述（4 4）空间轮廓表面的加工方法）空间轮廓表面的加工方法 空间轮廓表面空间轮廓表面的加工可根据曲面形状、机床功能、刀具形状以及零件的加工可根据曲面形状、机床功能、刀具形状以及零件的精度要求，有不同加工方法：的精度要求，有不同加工方法：三轴两联动加工三轴两联动加工三轴联动加工三轴联动加工 四轴联动加工方法四轴联动加工方法五轴联动加工五轴联动加工第31页/共237页第一节第一节 概述概述 三轴两联动加工-“行切法”。以X、Y、Z轴中任意两轴作插补运动，另一轴（轴）作周期性进给。这时一般采用球头或指状铣刀，在可能的条件下，球半径应尽可能选择大一些，以提高零件表面光洁度

18、。第32页/共237页第一节第一节 概述概述 三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线SSSS为空间曲线，可用空为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上间直线去逼近，因此，可在具有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加工，但由于编程计算复杂，宜采用进行加工，但由于编程计算复杂，宜采用自动编程。自动编程。第33页/共237页第一节第一节 概述概述 四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭

19、曲面，若采用三坐标联动加工，如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采用三坐标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所则只能用球头刀。不仅效率低，而且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀周边切削方式在四轴联示的圆柱铣刀周边切削方式在四轴联动机床上进行加工。由动机床上进行加工。由于计算较复杂，故一般于计算较复杂，故一般采用自动编程。采用自动编程。第34页/共237页 五轴联动加工：螺旋桨是典型零件五轴联动加工：螺旋桨是典型零件一般采用端铣刀加工，为了保证端铣刀的端面加工处的曲面的切平面重合，一般采用端铣刀加工，为了保证端铣刀的端面加工处的曲面的

20、切平面重合，铣刀除了需要三个移动轴铣刀除了需要三个移动轴（X X、Y Y、Z Z）外，还应作与螺旋角、后倾角外，还应作与螺旋角、后倾角摆动运动。因此，叶面的加工需要摆动运动。因此，叶面的加工需要五轴（五轴（X X、Y Y、Z Z、A A、B B）联动，）联动，这种编程只能采用自动编程系统。这种编程只能采用自动编程系统。第一节第一节 概述概述 第35页/共237页第一节第一节 概述概述 五轴联动加工：螺旋桨是典型零件五轴联动加工：螺旋桨是典型零件第36页/共237页第一节第一节 概述概述 3.3.3.3.数控程序编制中的数学处理数控程序编制中的数学处理数控程序编制中的数学处理数控程序编制中的数学

21、处理 根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算编程时所需要的资料，称为数控加工的数值计算。数值计算的内算编程时所需要的资料，称为数控加工的数值计算。数值计算的内容包括计算零件轮廓的基点和节点的坐标以及刀具中心运动轨迹的容包括计算零件轮廓的基点和节点的坐标以及刀具中心运动轨迹的坐标。坐标。基点：各几何元素间的连接点，如直线与直线的交点，直线与基点：各几何元素间的连接点，如直线与直线的交点，直线与圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点等。圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点等。节点：逼近直线小段和圆弧小段与轮廓曲线的交点或

22、切点节点：逼近直线小段和圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点第37页/共237页节点基点第38页/共237页第一节第一节 概述概述 常见数学处理方法常见数学处理方法常见数学处理方法常见数学处理方法 p 直线和圆弧轮廓基点计算方法直线和圆弧轮廓基点计算方法联立方程组法求解基点坐标联立方程组法求解基点坐标三角函数法求解基点坐标三角函数法求解基点坐标第39页/共237页第一节第一节 概述概述 常见数学处理方法常见数学处理方法常见数学处理方法常见数学处理方法 p非圆曲线的节点计算方法非圆曲线的节点计算方法直线逼近零件轮廓曲线时的节点直线逼近零件轮廓曲线时的节点 等间距直线逼近的节点计算等间距直线逼近的节点计

23、算等间距直线逼近的节点计算等间距直线逼近的节点计算 等步长法直线逼近的节点计算等步长法直线逼近的节点计算等步长法直线逼近的节点计算等步长法直线逼近的节点计算 等误差法（变步长法）等误差法（变步长法）等误差法（变步长法）等误差法（变步长法）第40页/共237页第一节第一节 概述概述 p非圆曲线的节点计算方法非圆曲线的节点计算方法圆弧逼近零件轮廓曲线时的节点圆弧逼近零件轮廓曲线时的节点 圆弧分割法圆弧分割法 三点作图法三点作图法 第41页/共237页第二节第二节数控机床的坐标系数控机床的坐标系第42页/共237页一一.坐标轴的运动方向及其命名坐标轴的运动方向及其命名 统一规定数控机床坐标轴及其运动

24、的方向，可统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给性。同时也给 维修和使用带来极大的方便。维修和使用带来极大的方便。ISOISO和和我国都拟定了命名的标准。我国都拟定了命名的标准。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第43页/共237页第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 进给运动坐标系 ISOISO和中国标准规定：和中国标准规定：坐标轴：坐标轴：数控装备的每个进给轴(直线进给、圆进给)定义为坐标系中的一个坐标轴。数控装备坐标系统标准数控装备坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统

25、第44页/共237页第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。坐标轴相互关系：由右手定则决定。回转坐标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。X XY YZ ZX X、Y Y、Z Z+A+A、+B+B、+C+CX XZ ZY Y+C+C+B+B+A+A第45页/共237页第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 qq坐标轴方向坐标轴方向坐标轴方向坐标轴方向：定义为定义为刀具相对工件运动刀具相对工件运动刀具相对工件运动刀具相对工件运动的方向。的方向。增大刀具与工件距离的增大刀具与工件距离

26、的方向即为各坐标轴的正方向方向即为各坐标轴的正方向。编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进行编程。编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进行编程。qq附加坐标轴附加坐标轴附加坐标轴附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用U U、V V、WW表示。表示。第46页/共237页轴及方向的规定 Z轴 与机床主轴线平行的坐标轴为Z轴，远离工件的方向为Z轴的正向立式铣床卧式铣镗床数控车床第47页/共237页立式5轴数控铣床的坐标系Z Z坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。+Z+Z+Z+Z第二节第二节 数控机床的

27、坐标系数控机床的坐标系 第48页/共237页+Z+Z第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第49页/共237页X X轴轴 X X轴一般是最长的运动轴：轴一般是最长的运动轴：对铣镗类机床而言对铣镗类机床而言操作者面前的轴就是操作者面前的轴就是X X轴，车床的轴，车床的X X轴是大拖把的轴是大拖把的运动方向。运动方向。立式5轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第50页/共237页在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。+Z+Z+X+X第二节第二节 数控机床的坐

28、标系数控机床的坐标系 第51页/共237页Y Y坐标坐标 利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第52页/共237页回转轴回转轴 绕X轴旋转的刀具（工件）称为A轴，其+方向由右手定则确定。绕Y轴旋转的刀具（工件）称为B轴，其+方向由右手定则确定。绕Z轴旋转的刀具（工件）称为C轴。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第53页/共237页二、机床坐标系与工件坐标系 编程总是基于某

29、一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第54页/共237页 机床原点与机床坐标系机床原点与机床坐标系 机床原点（零点）机床坐标系原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。机床原点的建立：用回零方式建立。机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第55页/共237页机床坐标系以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的

30、参考坐标系。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第56页/共237页工件原点与工件坐标系工件原点：工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。工件坐标系：工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。工件原点偏置：工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行换。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第57页/共237页Y轴偏置量X轴偏置量工件原点Z轴偏置量Y轴机床原点X轴Z轴卧式数控机床的坐标系X轴Z轴偏置量

31、Y轴Y轴偏置量X轴偏置量机床原点工件原点立式数控机床的坐标系Z轴第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第58页/共237页三、绝对坐标编程和相对坐标编程定义 绝对坐标编程：编程中所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）零点计量的编程方式。相对坐标编程：编程中运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第59页/共237页绝对坐标绝对坐标增量坐标增量坐标第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第60页/共237页表达方式：G90(绝对)/G91(增量)；X.Y.Z绝对，U.V.W相对 选用原则：主要根据具体机

32、床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无意义的。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第61页/共237页四、坐标数和多坐标加工坐标数：可以用数字单独控制的坐标轴的数目。有的坐标不能参与联动，但可以作周期进给，称为半个坐标，0.5轴。例下图中的2.5坐标机床。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第62页/共237页(a)2坐标加工 （b）2.5坐标加工 （c）3坐标加工第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第63页/共237页

33、五、直线插补及圆弧插补第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第64页/共237页六、刀具补偿：半径补偿及长度补偿 在铣工件轮廓面时，由于任何刀具均有半径，必须使刀具沿轮廓的法线方向移动一个刀具的半径距离才能加工出规定的形状。这就是刀具半径补偿（简称刀补）的道理所在。用G41/G42记之刀具工件轮廓第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第65页/共237页a）左刀补G41b）右刀补G42图217刀补功能的定义a）左刀补G41 b）右刀补G42yG41G42G40G40第66页/共237页刀具长度补偿钻头、镗刀、铣刀刀具的实际长度与编程设定长度可能不一致，刀具的轴向位置需要进行

34、数据上的调整，即进行长度补偿。用G43/G44记之第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第67页/共237页长度短e为负正偏置G43长度长e为正负偏置G44标准长度G43G44第68页/共237页七、数控编程误差及其控制1.近似计算误差2.插补误差（编程误差）（走弦，图a）3.尺寸圆整误差（脉冲当量图b）图图 编程误差及其控制方法编程误差及其控制方法第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第69页/共237页八、数控机床注意要点1.）车螺纹引入距离1：25mm超越距离2=1/412第70页/共237页2.）铣削平面切入切出：周边外延（P21）铣内轮廓：法向切入切出（下图）走刀

35、路线：下图c最好 行切法、环切法第71页/共237页第72页/共237页第三节第三节程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式第73页/共237页第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 一、代码及其分类 1.1.定义定义定义定义 系统操作命令的总称，又称代码代码或编程指令编程指令。它由文 字、数字、符号以及它们的组合组成，它是程序的最 小功能单元。第74页/共237页2.2.代码（指令）分类代码（指令）分类代码（指令）分类代码（指令）分类qq GG指令指令指令指令 准备功能准备功能准备功能准备功能 功能功能功能功能：规定机床做某种操作的指令规定机床做某种操作的指令，包括，包括运动

36、线型、坐标系、坐标平面、运动线型、坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。刀具补偿、暂停等操作。组成组成组成组成：G G后带后带2 23 3位数字组成，有位数字组成，有10010001001000种。有模态（续效）指令与种。有模态（续效）指令与非模态（非续效）指令之分。非模态（非续效）指令之分。模态代码一旦执行就保持有效模态代码一旦执行就保持有效,直到同组另一代码出现直到同组另一代码出现 非模态代码只有在其所在的程序段内有效非模态代码只有在其所在的程序段内有效示例：示例：示例：示例：G01G01，G03G03，G41G41，G91G91，G04G04，G18G18，G54G54等等第三节第三节

37、 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第75页/共237页MM指令指令指令指令 辅助功能辅助功能辅助功能辅助功能功能功能功能功能：控制机床及其辅助装置的动作或状态。控制机床及其辅助装置的动作或状态。如开、如开、停冷却泵；停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等主轴正反转、停转；程序结束等 组成组成组成组成：MM后带后带2323位数字组成，共有位数字组成，共有10010001001000种。有模态（续效）指令种。有模态（续效）指令与非模态（非续效）指令之分。与非模态（非续效）指令之分。示例：示例：示例：示例：M02M02，M03M03，M08M08等等 M00 M00:程序停止程序停止 M0

38、1M01:可可选择stopstop M02 M02:全段程序停止全段程序停止.M30 M30:程序停止程序停止.指指针指向程序指向程序头 M03/M04M03/M04:主主轴顺/逆逆时针方向方向 M05M05:主主轴停止停止 M06M06:换刀指令刀指令 第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第76页/共237页qq F F F F、S S S S、T T T T、D D D D指令指令指令指令 F F 指令指令指令指令 指定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令 1.1.直接指定法直接指定法 组成组成组成组成：F F 后

39、带若干位数字，如后带若干位数字，如F150F150、F3500F3500等。其中数等。其中数 字表示实际的合成速度值。它是模态指令。字表示实际的合成速度值。它是模态指令。单位单位单位单位：mm/minmm/min（公制）或公制）或 inch/min inch/min（英制）英制）。视。视 用户选定的编程单位而定，若为公制单位，则用户选定的编程单位而定，若为公制单位，则 上述两个指令分别表示：上述两个指令分别表示：150150mm/minmm/min；35003500mm/minmm/min。第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第77页/共237页F F 指令指令指令指令 指

40、定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令 2.2.时间倒数法时间倒数法(进给速率数进给速率数-FRN)-FRN)表示表示:直线插补直线插补:FRN=1/T OR FRN=V/L:FRN=1/T OR FRN=V/L 圆弧插补圆弧插补:FRN=:FRN=/T/TOR FRN=V/ROR FRN=V/R 单位：单位：1/min,1/min,用用G93G93指令指定指令指定第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第78页/共237页F F 指令指令指令指令 指定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令指

41、定（合成）进给速度指令 3.3.几何级数法几何级数法 单位：单位：与主轴转速无关与主轴转速无关:mm/min:mm/min 与主轴转速有关与主轴转速有关:mm/r:mm/r 切螺纹切螺纹/攻丝攻丝/套扣套扣:mm/r:mm/r 进给仅用于回转运动进给仅用于回转运动:rad/min:rad/min第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第79页/共237页 S S 指令（切削速度）指令（切削速度）指令（切削速度）指令（切削速度）指定主轴转速指令指定主轴转速指令指定主轴转速指令指定主轴转速指令 组成组成组成组成：S S 后带若干位数字，如后带若干位数字，如S500S500、S350

42、0S3500等。其中数等。其中数 字表示实际的主轴转速值。它是模态指令。字表示实际的主轴转速值。它是模态指令。单位单位单位单位：r/minr/min或或 mm/minmm/min。对于具有恒线速度控制机床，对于具有恒线速度控制机床，用用G96G96或或G97G97配合配合S S指令实用。指令实用。G96 G96 恒线速度指令，恒线速度指令，G96S200 G96S200 200mm/min 200mm/min G97 G97 注销恒线速度指令注销恒线速度指令 ，G97S2000G97S20002000r/min2000r/min第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第80页/

43、共237页 T T、D D 指令指令指令指令 指定刀具号和刀具长度、半径存放寄存器号指令指定刀具号和刀具长度、半径存放寄存器号指令指定刀具号和刀具长度、半径存放寄存器号指令指定刀具号和刀具长度、半径存放寄存器号指令。组成组成组成组成uu 车床车床车床车床:p72,p72,p76p76p76p76 1.T 1.T 1.T 1.T后跟两位数字，如后跟两位数字，如后跟两位数字，如后跟两位数字，如 T11T11T11T11，其中数字表示存放的在库中的刀具号，其中数字表示存放的在库中的刀具号，其中数字表示存放的在库中的刀具号，其中数字表示存放的在库中的刀具号.2.T2.T2.T2.T后跟四位数字后跟四位

44、数字后跟四位数字后跟四位数字,前两位表示刀具号前两位表示刀具号前两位表示刀具号前两位表示刀具号,后两位表示刀具补偿号后两位表示刀具补偿号后两位表示刀具补偿号后两位表示刀具补偿号.3.3.3.3.刀具补偿号刀具补偿号刀具补偿号刀具补偿号00 00 00 00 表示撤销刀补表示撤销刀补表示撤销刀补表示撤销刀补.uu 加工中心加工中心加工中心加工中心 T T T T后跟数字后跟数字后跟数字后跟数字(14(14(14(14位位位位),),),),均表示刀具号均表示刀具号均表示刀具号均表示刀具号 D DD D存储器存储刀具补偿值存储器存储刀具补偿值存储器存储刀具补偿值存储器存储刀具补偿值,D00,D00

45、,D00,D00表示撤销刀补表示撤销刀补表示撤销刀补表示撤销刀补第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第81页/共237页刀具补偿的实现过程是：假如某个程序段中的T指令为T0102，则数控系统自动按02号存储器中的刀具补偿值修正01号刀具的位置偏移和进行刀尖圆弧半径的补偿，并根据程序段中的G41/G42指令来决定刀尖圆弧半径补偿的方向是左偏置还是右偏置。第82页/共237页qq 尺寸指令尺寸指令 指定的刀具沿坐标轴移动方向和目标位置的指令指定的刀具沿坐标轴移动方向和目标位置的指令 X X、Y Y、Z Z、U U、V V、WW指令指令 指定沿直线坐标轴移动方向和目标位置指令指定

46、沿直线坐标轴移动方向和目标位置指令组成组成：后带符号的数字组成。如：后带符号的数字组成。如X100X100、Y340Y340等等，其中其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值,符号表示运动的方向。符号表示运动的方向。单位单位：mmmm、mm（公制）或公制）或 inchinch（英制）英制）。视用户。视用户选定的编程单位而定选定的编程单位而定.第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第83页/共237页 A A、B B、C C 指令指令指令指令 指定沿回转坐标轴移动方向和目标位置指令指定沿回转坐标轴移动方向和目标位置指令指定沿回

47、转坐标轴移动方向和目标位置指令指定沿回转坐标轴移动方向和目标位置指令 组成组成组成组成：后带符号的数字组成。如：后带符号的数字组成。如A100A100、C-340C-340等等，其中其中 数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值,符号表示运动的方向。符号表示运动的方向。单位单位单位单位：度度 、弧度。视用户选定的编程单位而定弧度。视用户选定的编程单位而定.第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第84页/共237页I I、J J、KK、R R 指令指令指令指令 圆弧插补圆心位置和半径指定指令圆弧插补圆心位置和半径指定指令圆弧插补圆

48、心位置和半径指定指令圆弧插补圆心位置和半径指定指令 组成组成组成组成：后带符号的数字组成。如：后带符号的数字组成。如I10I10、J-34J-34、R30R30等等，其其 中带符号数字表示圆心位置和半径值。中带符号数字表示圆心位置和半径值。单位单位单位单位：mmmm、m m（公制）或公制）或 inchinch（英制）英制）。视用户。视用户 选定的编程单位而定选定的编程单位而定.第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第85页/共237页p其它指令 子程序名和子程序调用指令 用于给子程序命名和在主程序中调用该子程序，该 指令的标准化程度不高，不同系统有不同的规定。组成：子程序名指

49、令地址符（字母或符号，如O、%等）后带若干数字组成；子程序调用指令 地址符+调用子程序名部分+调用次数部分。示例：M98P08L12（FANUC、华中数控系统）第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 第86页/共237页 程序段标号，程序段结束字符以及变量程序段标号，程序段结束字符以及变量程序段标号，程序段结束字符以及变量程序段标号，程序段结束字符以及变量组成组成组成组成：程序段标号指令地址符程序段标号指令地址符 N N 后带若干数字组成；后带若干数字组成；程序段号程序段号:查找、跳转查找、跳转 注意注意，程序段标号与程序的执行顺序无关，程序段标号与程序的执行顺序无关，不管有无

50、括号，程序都是按排列的先后次序执行。不管有无括号，程序都是按排列的先后次序执行。程序段结束指令程序段结束指令 每一个程序段都应有结束符，每一个程序段都应有结束符，它是数控系统编译程序的标志。常用的有：它是数控系统编译程序的标志。常用的有：“*”“*”、“；”、“LF”LF”、“NL”NL”、“CR”CR”等等 视具体数控系统而定。视具体数控系统而定。变量变量 为简化编程有些系统还允许采用变量编程，为简化编程有些系统还允许采用变量编程，从而可简化编程。它由地址符（字母或符号，如从而可简化编程。它由地址符（字母或符号，如#、R R等）后带若干数字组成；等）后带若干数字组成；第三节第三节 程序编制的