数控加工编程技术.ppt

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1、第二章 数控加工编程技术21 数控编程的基础知识 在数控机床上加工零件时，一般首先需要编写零件 在数控机床上加工零件时，一般首先需要编写零件加工程序，即用数字形式的指令代码来描述被加上零 加工程序，即用数字形式的指令代码来描述被加上零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数（如主轴转速、件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数（如主轴转速、进给速度等），然后将零件加工程序输入数控装置。进给速度等），然后将零件加工程序输入数控装置。经过计算机的处理与计算，发出各种控制指令，控制 经过计算机的处理与计算，发出各种控制指令，控制机床的运动与辅助动作，自动完成零件的加工。当变 机床的运动与辅助动作，自动完成零件的加工

2、。当变更加工对象时，只需重新编写零件加工程序，而机床 更加工对象时，只需重新编写零件加工程序，而机床本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺 这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指 要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程 令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程序，或称零件程序。序，或称零件程序。要在数控机床上进行加工，数控加工程序是必须 要在数控机床上进行加工，数控加工程序是必须的。制备数控加工程序的过

3、程称为数控加工程序编制，的。制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制，简称数控编程，它是数控加工中的一项极为重要的工 简称数控编程，它是数控加工中的一项极为重要的工作。作。一、数控程序编制的内容与步骤一、数控程序编制的内容与步骤 程序编制的内容包括：在编程之前，编程员应了解 程序编制的内容包括：在编程之前，编程员应了解所用数控机床的规格、性能、数控系统所具备的功能及 所用数控机床的规格、性能、数控系统所具备的功能及编程指令格式等。编制程序时，应先对图纸的技术要求、编程指令格式等。编制程序时，应先对图纸的技术要求、零件的几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，确定使用 零件的几何形状、尺寸及工艺要求

4、进行分析，确定使用的刀具、切削用量及加工顺序和走刀路线；再对走刀路 的刀具、切削用量及加工顺序和走刀路线；再对走刀路线进行数值计算，获得刀位数据；然后按数控机床规定 线进行数值计算，获得刀位数据；然后按数控机床规定的指令代码和程序格式、将工件的尺寸、刀具运动轨迹、的指令代码和程序格式、将工件的尺寸、刀具运动轨迹、位移员、切削参数（主轴转速、刀具进给量、背吃刀量 位移员、切削参数（主轴转速、刀具进给量、背吃刀量等）以及辅助功能（换刀，主轨正转、反转，冷却液开、等）以及辅助功能（换刀，主轨正转、反转，冷却液开、关等）编制成加工程序，并输入数控系统。由数控系统 关等）编制成加工程序，并输入数控系统。

5、由数控系统控制数控机床自动地进行加工。典型的数控编程过程与 控制数控机床自动地进行加工。典型的数控编程过程与步骤如图 步骤如图2 2 1 1所示。所示。图 图 2 2 1 1 数控编程步骤 数控编程步骤二、工艺处理二、工艺处理 编制数控机床加工零件程序需要处理工艺问题。在 编制数控机床加工零件程序需要处理工艺问题。在普通机床上加工零件的工艺实际上只是个工艺过程卡，普通机床上加工零件的工艺实际上只是个工艺过程卡，机床加工的切削用量、走刀路线、工序内的工步安排等，机床加工的切削用量、走刀路线、工序内的工步安排等，往往都是操作工人自行决定。而数控机床是按照程序进 往往都是操作工人自行决定。而数控机床

6、是按照程序进行加工的。因此，加工中的所有工序、工步，每道工序 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、走刀路线、加工余量，以及所用刀具的尺 的切削用量、走刀路线、加工余量，以及所用刀具的尺寸、类型等都要预先确定好并编入程序中。寸、类型等都要预先确定好并编入程序中。1 1、加工工件的选择 加工工件的选择 不同类型的零件应在不同种类的数控机床上加工；不同类型的零件应在不同种类的数控机床上加工；数控车床适于加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲 数控车床适于加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔。数控立式镗铣床和立式加工 线回转形成的模具内型腔。数控立式镗铣床和

7、立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂 中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等。数控卧 的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等。数控卧式镗铣床和卧式加工中心适于加工复杂的箱体类零件、式镗铣床和卧式加工中心适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。多坐标联动的卧式加工中心用于 泵体、阀体、壳体等。多坐标联动的卧式加工中心用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。总之，不 加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。总之，不同类型的零件要选用不同的数控机床进行加工。同类型的零件要选用不同的数控机床进行加工。2 2、加工工序的划

8、分 加工工序的划分 在数控机床上特别是在加工中心上加工零件，工序 在数控机床上特别是在加工中心上加工零件，工序十分复杂，许多零件只需在一次装卡中就能完成全部工 十分复杂，许多零件只需在一次装卡中就能完成全部工序。但是零件的粗加工，特别是铸锻毛坯零件的基准面、序。但是零件的粗加工，特别是铸锻毛坯零件的基准面、定位面等部位的加工，应在普通机床上加工完成后，再 定位面等部位的加工，应在普通机床上加工完成后，再装卡到数控机床上进行加工。这样可以发挥数控机床的 装卡到数控机床上进行加工。这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿，特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿，

9、降低数控机床的使用成本。经过粗加工或半精加工的零 降低数控机床的使用成本。经过粗加工或半精加工的零件装卡到数控机床上之后，数控机床按照规定的工序一 件装卡到数控机床上之后，数控机床按照规定的工序一步一步地进行半精加工和精加工。步一步地进行半精加工和精加工。在数控机床上加工零件的工序划分方法有：在数控机床上加工零件的工序划分方法有：刀具集中分序法 刀具集中分序法 该法是按所用刀具划分工序。用 该法是按所用刀具划分工序。用同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。再用第二把 同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的部位。这样可以减少 刀、第三把刀完成它们可以完成的

10、部位。这样可以减少换刀次数，压缩空行程时间，减少不必要的定位误差。换刀次数，压缩空行程时间，减少不必要的定位误差。粗、精加工分序法 粗、精加工分序法 对单个零件要先粗加工、半精加 对单个零件要先粗加工、半精加工，而后精加工。对于一批零件，先全部进行租加工、工，而后精加工。对于一批零件，先全部进行租加工、半精加工，最后再进行精加工。粗、精加工之间，最好 半精加工，最后再进行精加工。粗、精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分的恢复，隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分的恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。再进行精加工，以提高零件的加工精度。按加工部位分序法 按加工部

11、位分序法 一般先加工平面、定位面，后加 一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。3 3工件的装卡方式 工件的装卡方式 在 在数控机床上加工零件，由于工序集中，往往是在 数控机床上加工零件，由于工序集中，往往是在一次装卡中完成全部工序。因此，对零件的定位、夹紧 一次装卡中完成全部工序。因此，对零件的定位、夹紧方式要充分注意下面的问题：方式要充分注意下面的问题：尽量采用组合夹具。当工件批量较大，工件精度要 尽量采用组

12、合夹具。当工件批量较大，工件精度要求较高时，可以设计专用夹具。求较高时，可以设计专用夹具。零件定位、夹紧的部位应考虑到不妨碍各部位的加 零件定位、夹紧的部位应考虑到不妨碍各部位的加工、更换刀具以及重要部位的测量，尤其要注意不能 工、更换刀具以及重要部位的测量，尤其要注意不能发生刀具与工件、刀具与夹具碰撞的现象出现。发生刀具与工件、刀具与夹具碰撞的现象出现。夹紧力应力求通过（或靠近）主要文承点或在支承 夹紧力应力求通过（或靠近）主要文承点或在支承点所组成的三角形内；应力求靠近切削部位，并在刚 点所组成的三角形内；应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方。尽量不要在被加工孔径的上方，以减 性较好的地

13、方。尽量不要在被加工孔径的上方，以减少零件变形。少零件变形。零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性，以 零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性。一般 减少对刀时间，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准，同一装卡方式。同一批零件采用向一定位基准，同一装卡方式。4 4、加工路线的确定、加工路线的确定 加工路线是指数控机床加工过程中刀具运动的轨 加工路线是指数控机床加工过程中刀具运动的轨迹和方向。每道工序加工路线的确定是非常重要的，迹和方向。每道工序加工路线的确定是非常重要的，因为它影响零件的加工精度和表面粗糙度。加工路线 因为它

14、影响零件的加工精度和表面粗糙度。加工路线的确定应考虑以下几点：的确定应考虑以下几点：对刀点（起刀点）对刀点（起刀点）对刀点（起刀点）是指刀具起始运动的刀位点，亦即程 对刀点（起刀点）是指刀具起始运动的刀位点，亦即程序开始执行时的刀位点。序开始执行时的刀位点。v v 刀位点即刀具的基准点，如圆柱铣刀底面中心、球头刀 刀位点即刀具的基准点，如圆柱铣刀底面中心、球头刀中心、车刀与镗刀的理论刀尖。中心、车刀与镗刀的理论刀尖。当用 当用夹具 夹具时，常用与工件零点有固定联系尺寸的圆柱销等 时，常用与工件零点有固定联系尺寸的圆柱销等进行对刀，则对刀点即为起刀点。进行对刀，则对刀点即为起刀点。如图 如图27

15、 27所示，对刀元件在夹具上，所示，对刀元件在夹具上，X X1 1与 与Y Y1 1为固定尺 为固定尺寸，寸，X X0 0与 与Y Y0 0为零点偏置，可用 为零点偏置，可用MDI MDI方式以对刀点相对 方式以对刀点相对于机床零点间的显示值确定偏置值并予以记亿，由补偿 于机床零点间的显示值确定偏置值并予以记亿，由补偿号调用。号调用。图 图2 2 7 7 夹具上的对刀点 夹具上的对刀点 应尽量减少进、退刀时间和其它辅助时间。应尽量减少进、退刀时间和其它辅助时间。在铣削加工零件轮廓时，要尽量采用顺铣加工方式，在铣削加工零件轮廓时，要尽量采用顺铣加工方式，以减小机床的颤振，提高零件表面粗糙度和加工

16、精度。以减小机床的颤振，提高零件表面粗糙度和加工精度。选择合理的进、退刀位置，尽量避免沿零件轮廓法 选择合理的进、退刀位置，尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿。位置应选在不重要的位置。向切入和进给中途停顿。位置应选在不重要的位置。加工路线一般是先加工外轮廓，再加工内轮廓。加工路线一般是先加工外轮廓，再加工内轮廓。5 5、切削、切削用量的选择 用量的选择 数控机床加工零件时，其切削用量都预先编入程 数控机床加工零件时，其切削用量都预先编入程序中 序中,正常情况下人工不予改变。只有在试切削或出现 正常情况下人工不予改变。只有在试切削或出现异常情况时，才通过速度调节旋钮或电手轮调节切削用 异常

17、情况时，才通过速度调节旋钮或电手轮调节切削用量。因此程序中选定的切削用量应是最佳的和合理的。量。因此程序中选定的切削用量应是最佳的和合理的。这样才能提高数控机床的加工精度、刀具寿命和生产率，这样才能提高数控机床的加工精度、刀具寿命和生产率，降低加工成本。降低加工成本。三、程序结构与程序段格式11、程序结构、程序结构 主程序 主程序 零件加工程序包括 零件加工程序包括：子程序 子程序其中，子程序可被主程序调用，并可有多级嵌套。其中，子程序可被主程序调用，并可有多级嵌套。程序号 程序号主（子）程序：主（子）程序：若干程序段 若干程序段 程序结束指令 程序结束指令 程序号：程序号：又称程序名，置于程

18、序的开头，用作一个具 又称程序名，置于程序的开头，用作一个具体加工程序存储、调用的标记。体加工程序存储、调用的标记。程序段：程序段：是控制机床加工的一种语句，表示一个完整 是控制机床加工的一种语句，表示一个完整的运动或操作。的运动或操作。程序段号 程序段号程序段 程序段 若干功能字 若干功能字 程序段结束符号 程序段结束符号 功能字：功能字：表示某种功能的代码符号，也称为指令代码、表示某种功能的代码符号，也称为指令代码、指令或代码。指令或代码。程序结束指令：程序结束指令：用 用M02 M02或 或M30 M30代码。由于 代码。由于M02 M02或 或M30 M30总 总是 是在程序段其他指令

19、完成之后才起作用，故编程时也可 在程序段其他指令完成之后才起作用，故编程时也可置于最后一条工作程序段的末尾。置于最后一条工作程序段的末尾。22、程序段格式程序段格式 程序段格式：程序段格式：程序中的字、字符、数据的安排规则。程序中的字、字符、数据的安排规则。程序段格式种类：程序段格式种类：固定顺序格式、分隔符顺序格式、字 固定顺序格式、分隔符顺序格式、字地址格式等；地址格式等；常用格式：常用格式：字地址可变程序段格式 字地址可变程序段格式 特点：特点：程序段中字的数目是可变的，程序段的长度也是可变 程序段中字的数目是可变的，程序段的长度也是可变的；的；程序段中所包含的信息可读性高，便于人工编辑

20、修改，程序段中所包含的信息可读性高，便于人工编辑修改，为数控系统解释执行数控加工程序提供了一种便捷的 为数控系统解释执行数控加工程序提供了一种便捷的方式。方式。格式：格式：N_ _ _ _G_ _X_ _ _ _Y_ _ _ _F_ _S_ _T_ _M_ _LF N_ _ _ _G_ _X_ _ _ _Y_ _ _ _F_ _S_ _T_ _M_ _LF程序段序号 程序段序号：以字母 以字母N N和若干位数字表示；和若干位数字表示；说明：说明：其数字大小的顺序不表示加工或控制顺序，只是 其数字大小的顺序不表示加工或控制顺序，只是 程序段的识别标记，用作程序段检索、人工查找 程序段的识别标记，

21、用作程序段检索、人工查找准备功能指令：准备功能指令：由字母 由字母G G和两位数字组成；和两位数字组成；表 表2 2 1 1说明：说明：准备功能 准备功能指令 指令G G代码是与机床运动有关的一些指令代码，代码是与机床运动有关的一些指令代码，包括坐标系设定、平面选择、参考点设定、坐标尺寸表 包括坐标系设定、平面选择、参考点设定、坐标尺寸表示方法、定位、插补、刀补、固定循环、速度指定、安 示方法、定位、插补、刀补、固定循环、速度指定、安全和测量功能等方面的指令。全和测量功能等方面的指令。G G代码按功能类别不同分为若干组，例如 代码按功能类别不同分为若干组，例如a a、b b、c c、d d等

22、等组。组。或宏程序中的无条件转移。因此，在编程时，数字大小 或宏程序中的无条件转移。因此，在编程时，数字大小的排列可以不连续，也可颠倒，甚至可以部分或全部省 的排列可以不连续，也可颠倒，甚至可以部分或全部省略。但习惯上还是按顺序并以 略。但习惯上还是按顺序并以5 5的倍数编程，以备插入 的倍数编程，以备插入新的程序段。新的程序段。v v 同组 同组的任意两个代码 的任意两个代码不能同时出现在一个程序段中 不能同时出现在一个程序段中。有。有的系统规定在一个程序段中有同组的多个 的系统规定在一个程序段中有同组的多个G G代码，最后 代码，最后一个 一个G G代码有效。代码有效。v v 不同组 不同

23、组的 的G G代码根据需要可以在一个程序段中出现。代码根据需要可以在一个程序段中出现。G G代码按功能保持时间的不同又分为：代码按功能保持时间的不同又分为：v v 模态代码 模态代码（也称为续效代码）一经在一个程序段中指定，（也称为续效代码）一经在一个程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同组其它 其功能一直保持到被取消或被同组其它G G代码所代替 代码所代替。即在后续的程序段中不写该代码，功能仍然起作用。表 即在后续的程序段中不写该代码，功能仍然起作用。表中有字母 中有字母a a、b b、c c、d d 的代码为模态代码。的代码为模态代码。v v 非模态代码 非模态代码（也叫一次性代码）的

24、功能（也叫一次性代码）的功能仅在所出现的程 仅在所出现的程序段内有效 序段内有效；表中没有字母的代码为非模态代码。；表中没有字母的代码为非模态代码。G G代码表中的 代码表中的“不指定 不指定”代码 代码，用作将来修订标准时，用作将来修订标准时供指定新的功能之用。供指定新的功能之用。G G代码表中的 代码表中的“永不指定 永不指定”代码 代码，表示即使将来修订，表示即使将来修订标准时也不指定新的功能。但是，数控系统 标准时也不指定新的功能。但是，数控系统厂家已不 厂家已不遵守这些规定、根据需要改变了一些功能和自行定义 遵守这些规定、根据需要改变了一些功能和自行定义了许多新功能。了许多新功能。坐

25、标运动尺寸：坐标运动尺寸：如 如X X、Y Y、Z Z等代码指定运动坐标尺寸；等代码指定运动坐标尺寸；F F代码：代码：进给速度指令，格式：进给速度指令，格式：F_ _ F_ _。S S代码：代码：主轴转速指令，格式：主轴转速指令，格式：S_ _ S_ _。T T代码：代码：刀具号指令，格式：刀具号指令，格式：T_ _ T_ _。M M代码：代码：辅助功能指令，格式：辅助功能指令，格式：M_ _ M_ _。表 表2 2 2 2说明：说明：辅助功能是控制机床某一辅助动作通断（开关）辅助功能是控制机床某一辅助动作通断（开关）的指令，如主轴的开、停，切削液的开、关，转位部 的指令，如主轴的开、停，切

26、削液的开、关，转位部件的夹紧与松开等等。件的夹紧与松开等等。表 表2 2 2 2为我国 为我国JB302883 JB302883标准规定的 标准规定的M M代码及其功能。代码及其功能。表中：表中：序号 序号 表示该功能在程序段中与 表示该功能在程序段中与运动指令开始时同步 运动指令开始时同步执行 执行；序号 序号 表示该功能在程序段中 表示该功能在程序段中运动指令完成后执行 运动指令完成后执行；序号 序号、分别为模态指令与非模态指令，其含义与 分别为模态指令与非模态指令，其含义与前述的 前述的G G指令相同 指令相同。LF LF：程序段结束符号。程序段结束符号。55、主程序与子程序主程序与子程

27、序 在一个加工程序中，如果有几个一连串的程序段 在一个加工程序中，如果有几个一连串的程序段完全相同（即一个零件有几处的几何形状相同），或 完全相同（即一个零件有几处的几何形状相同），或顺次加工几个相同的工件，为缩短程序，可将这些重 顺次加工几个相同的工件，为缩短程序，可将这些重复的程序段按规定的程序格式编成 复的程序段按规定的程序格式编成子程序 子程序，并存储在，并存储在子程序存储器中。子程序存储器中。子程序以外的程序为 子程序以外的程序为主程序 主程序，主程序在执行过程，主程序在执行过程中，如需执行该子程序即可调用，并可多次重复调用，中，如需执行该子程序即可调用，并可多次重复调用，从而可大大

28、简化编程工作，也可减少出错。从而可大大简化编程工作，也可减少出错。22 数控机床的坐标系一、坐标轴的运动方向及其命名11、直线进给和圆周进给运动坐标系、直线进给和圆周进给运动坐标系 在数控机床中，为了完成一个零件的加工，往往需 在数控机床中，为了完成一个零件的加工，往往需要控制几个方向上的运动，这就需要建立坐标系，以便 要控制几个方向上的运动，这就需要建立坐标系，以便分别进行控制。一台机床，有几个方向可以进行数字控 分别进行控制。一台机床，有几个方向可以进行数字控制就称为几坐标数控机床。制就称为几坐标数控机床。直线进给运动坐标系 直线进给运动坐标系采用右手直角笛卡儿坐标系，基本 采用右手直角笛

29、卡儿坐标系，基本坐标轴为 坐标轴为X X、Y Y、Z Z三者的关系及其正方向用 三者的关系及其正方向用右手定则 右手定则判定 判定；围绕 围绕X X、Y Y、Z Z轴旋转的 轴旋转的圆周进给运动坐标轴 圆周进给运动坐标轴及其正方 及其正方向 向A A、B B、+C+C分别用 分别用右手螺旋法则 右手螺旋法则判定。判定。图 图2 2 2 2 右手定则 右手定则右手直角 右手直角 右手螺旋 右手螺旋 相对运动的坐标：相对运动的坐标：由于机床上的运动是刀具与工件间 由于机床上的运动是刀具与工件间的相对运动。所以，在 的相对运动。所以，在图 图2 2 2 2中：中：字母不带 字母不带“”“”的坐标表示

30、工件固定刀具运动的坐标；的坐标表示工件固定刀具运动的坐标；带 带“的坐标表示刀具固定工件运动的坐标；的坐标表示刀具固定工件运动的坐标；规定增大工件与刀具之间距离的方向为正方向。规定增大工件与刀具之间距离的方向为正方向。附加坐标：附加坐标：如果在 如果在X X、Y Y、Z Z坐标以外，还有平行于它 坐标以外，还有平行于它们的坐标，可分别指定为 们的坐标，可分别指定为U U、V V、W W。如还有第三组运 如还有第三组运动，则分别指定为 动，则分别指定为P P、Q Q和 和R R。22、机床上、机床上XX、YY、Z Z 坐标的确定坐标的确定 Z Z坐标 坐标 规定平行于 规定平行于机床主轴的方向

31、机床主轴的方向为正方向（为正方向（Z Z）；）；当机床有几个主轴时，则 当机床有几个主轴时，则Z Z轴垂直于工件装夹面。轴垂直于工件装夹面。X X坐标 坐标 X X坐标平行于工件的装夹面。坐标平行于工件的装夹面。图 图2 2 3 3 卧式车床 卧式车床工件旋转的机床工件旋转的机床：XX坐标的方向是在坐标的方向是在工件的径向工件的径向上、且上、且平行于横滑座平行于横滑座。刀。刀具离开工件旋转中具离开工件旋转中心的方向为心的方向为XX轴正轴正方向（如图方向（如图2233）。）。刀具旋转的立式机床：刀具旋转的立式机床：XX运动的正方向为：当从运动的正方向为：当从刀具主轴向立柱看时，右刀具主轴向立柱看

32、时，右手所在方向为手所在方向为XX轴正方向轴正方向（如图（如图2244）；）；图 图2 2 4 4 立式升降台铣床 立式升降台铣床图 图2 2 5 5 卧式铣床 卧式铣床刀具旋转的卧式机床：刀具旋转的卧式机床：规定从刀具（主轴）规定从刀具（主轴）尾端向工件看时，右尾端向工件看时，右手所在方向为手所在方向为XX轴正轴正方向（如图方向（如图2255）。）。Y Y坐标的运动 坐标的运动 Y Y坐标垂直于 坐标垂直于X X、Z Z坐标轴；坐标轴；Y Y运动的正方向根 运动的正方向根据 据X X和 和Z Z坐标的正方向，按照右手直角笛卡儿坐标系来判断。坐标的正方向，按照右手直角笛卡儿坐标系来判断。二、机

33、床坐标系与工件坐标系 在编程与加工时，需 在编程与加工时，需要确定机床坐标系、工 要确定机床坐标系、工件坐标系、刀具起点三 件坐标系、刀具起点三者的位置数据才能加工。者的位置数据才能加工。例如图 例如图2 2 6 6所示的车 所示的车削编程，需要确定机床 削编程，需要确定机床零点 零点M M、参考点 参考点R R、工 工件零点 件零点P P、起刀点 起刀点A A等 等基准点的位置数据。基准点的位置数据。图 图2 2 6 6 数控车床坐标系 数控车床坐标系(起刀点与机床零点不重合）11、机床坐标系、机床零点与机床参考点、机床坐标系、机床零点与机床参考点 机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系

34、；是机床上固有的坐标系；机 机床 床坐 坐标 标系 系的 的坐 坐标 标原 原点 点称 称为 为机 机床 床零 零点 点。机 机床 床零 零点 点是 是机 机床 床上 上的 的一 一个 个固 固定 定点 点，由 由机 机床 床制 制造 造厂 厂确 确定 定。它 它是 是其 其它 它所 所有坐标系，如工件坐标系、编程坐标系的基准点。有坐标系，如工件坐标系、编程坐标系的基准点。数 数控 控车 车床 床零 零点 点一 一般 般设 设在 在主 主轴 轴前 前端 端面 面的 的中 中心 心，如 如图 图2 2 6 6的 的M M点 点。坐 坐标 标系 系是 是从 从机 机床 床零 零点 点开 开始 始建

35、 建立 立的 的X X、Z Z二 二维 维坐 坐标 标系 系；Z Z轴 轴与 与主 主轴 轴平 平行 行，为 为纵 纵向 向进 进刀 刀方 方向 向；X X轴 轴与 与主轴垂直，为横向进刀方向（即工件的径向）。主轴垂直，为横向进刀方向（即工件的径向）。数控铣床的零点 数控铣床的零点位置，一般设在进给行程范围的终点，位置，一般设在进给行程范围的终点，如图 如图2 2 7 7。图 图2 2 7 7 数控铣床的机床坐标系与工件坐标系 数控铣床的机床坐标系与工件坐标系 机床参考点 机床参考点 它指机床各运动部件在各自的正向自动 它指机床各运动部件在各自的正向自动退至极限的一个固定点。退至极限的一个固定

36、点。1 1）参考点的位置）参考点的位置由每个运动轴上的挡铁和 由每个运动轴上的挡铁和行程 行程开关精确 开关精确确定；该点 确定；该点在机床出厂时已调定，用户一般不作变动。在机床出厂时已调定，用户一般不作变动。2 2）具体操作：）具体操作：当进行回参考点的操作时，装在 当进行回参考点的操作时，装在每个运动 每个运动件上 件上的行程开关碰到相应的挡块后，向数控系统发出 的行程开关碰到相应的挡块后，向数控系统发出信号，由系统控制运动件停止运动，完成回参考点的 信号，由系统控制运动件停止运动，完成回参考点的操作。操作。3 3）参考点的作用：）参考点的作用：建立机床坐标系 建立机床坐标系 数控车床：数

37、控车床：机床通电之后，不论刀架位于什么位置，机床通电之后，不论刀架位于什么位置，此时显示器上显示的 此时显示器上显示的Z Z与 与X X的坐标值均为零。当完成回 的坐标值均为零。当完成回参考点的操作后，则马上显示此时刀架中心在机床坐 参考点的操作后，则马上显示此时刀架中心在机床坐 标系中的坐标值（标系中的坐标值（如图 如图26 26中的 中的X XR R与 与Z ZR R），就相当于），就相当于数控系统内部建立了一个以机床原点为坐标原点的机床 数控系统内部建立了一个以机床原点为坐标原点的机床坐标系。坐标系。数控铣床：数控铣床：在返回参考点时，显示为零 在返回参考点时，显示为零(X0 X0，Y0

38、 Y0，Z0)Z0)，表示该机床零点与机床参考点重合，表示该机床零点与机床参考点重合，如图 如图2 2 7 7。22、工件坐标系与工件零点工件坐标系与工件零点 工件坐标系 工件坐标系 是用于确定工件几何图形上各几何要素 是用于确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧等 点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，编程尺 的位置而建立的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。寸都按工件坐标系中的尺寸确定。工件零点 工件零点 工件坐标系的原点。工件坐标系的原点。1 1）选择原则：选择原则：便于将零件图的尺寸方便地转化为编程的 便于将零件图的尺寸方便地转化为编程的坐标值和提高加工精度。坐标值和提

39、高加工精度。2 2）位置选择：位置选择：1)1)工件零点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐 工件零点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少错误；标值的计算，并减少错误；2)2)对于对称的零件，应设在对称中心上；对于对称的零件，应设在对称中心上；3)3)对于一般零件，设在工件外轮廓的某一角上；对于一般零件，设在工件外轮廓的某一角上；4)4)Z Z轴方向上的零点，一般设在工件表面。轴方向上的零点，一般设在工件表面。车削工件零点 车削工件零点：在工件的右端面或左端面，且与主轴：在工件的右端面或左端面，且与主轴中心线重合的地方（中心线重合的地方（见图 见图2 2 6 6）。）。铣削工

40、件零点 铣削工件零点：在工件外轮廓的角上，进刀深度方向：在工件外轮廓的角上，进刀深度方向的工件零点大多取在工件表面（的工件零点大多取在工件表面（见图 见图2 2 7 7）。）。3 3）在机床上的位置）在机床上的位置 工件零点在机床坐标系中的位置是任意设定的 工件零点在机床坐标系中的位置是任意设定的(编程时 编程时设定 设定)，它在工件装夹完毕后，通过对刀来实现。，它在工件装夹完毕后，通过对刀来实现。33、编程坐标系与编程零点、编程坐标系与编程零点 编程坐标系 编程坐标系即编程人员在计算工件节点坐标值时的坐 即编程人员在计算工件节点坐标值时的坐标系。编程人员在编程的时候不考虑工件在机床上的安 标

41、系。编程人员在编程的时候不考虑工件在机床上的安装位置，而只是根据零件的特点及尺寸来编程。装位置，而只是根据零件的特点及尺寸来编程。编程零点或程序零点 编程零点或程序零点 即是编程坐标系的原点。即是编程坐标系的原点。简单零件：简单零件：工件零点就是编程零点。即编程坐标系就是 工件零点就是编程零点。即编程坐标系就是工件坐标系，编程尺寸按工件坐标系中的尺寸确定。工件坐标系，编程尺寸按工件坐标系中的尺寸确定。形状特别复杂的零件：形状特别复杂的零件：需要几个程序或子程序，为了编 需要几个程序或子程序，为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设 程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设

42、在工件零点上。在工件零点上。三、绝对坐标系与增量（相对）坐标系 绝对坐标系 绝对坐标系 刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是以相对于固 刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是以相对于固定的坐标原点 定的坐标原点O O给出的，即称为绝对坐标系。给出的，即称为绝对坐标系。增量 增量(相对 相对)坐标系 坐标系图28 绝对坐标与增量坐标刀具（或机床）刀具（或机床）运动轨迹的坐标 运动轨迹的坐标值是相对于前一 值是相对于前一位置（如起点 位置（如起点A A）计算的，该 计算的，该坐标系称为增量 坐标系称为增量坐标系。坐标系。四、绝对尺寸与增量尺寸 零件图上尺寸的标注分为绝对尺寸与增量尺寸。零件图上尺寸的标注分为

43、绝对尺寸与增量尺寸。绝对尺寸 绝对尺寸标注的零件尺寸，是从工件坐标系的原点进行 标注的零件尺寸，是从工件坐标系的原点进行标注的 标注的（即坐标值 即坐标值）。增量尺寸 增量尺寸标注的某点零件尺寸，是相对它前一点的位置 标注的某点零件尺寸，是相对它前一点的位置增量进行标注的，即零件上后一点的位置是以前一点为 增量进行标注的，即零件上后一点的位置是以前一点为零点进行标注的。零点进行标注的。当对零件的轮廓加工进行编程时，要将图纸上的尺 当对零件的轮廓加工进行编程时，要将图纸上的尺寸换算成点的坐标值。如果选用的工件零点、编程零点 寸换算成点的坐标值。如果选用的工件零点、编程零点位置不同，采用的尺寸标注

44、方式不同 位置不同，采用的尺寸标注方式不同（绝对尺寸或增量 绝对尺寸或增量尺寸 尺寸），其点的坐标值也不同。，其点的坐标值也不同。五、最小设定单位 数控系统发出一个脉冲指今后，经伺服系统的转 数控系统发出一个脉冲指今后，经伺服系统的转换、放大、反馈后推动数控机床上的工件（或刀具）换、放大、反馈后推动数控机床上的工件（或刀具）实际移动的位移量叫做数控机床的最小设定单位，又 实际移动的位移量叫做数控机床的最小设定单位，又称最小指令增量或脉冲当量。即：称最小指令增量或脉冲当量。即：一个脉冲一个脉冲 运动执行件的实际位移量运动执行件的实际位移量 脉冲当量一般为 脉冲当量一般为0.01 0.01 0.0

45、001 0.0001mm mm，视不同档次的机床 视不同档次的机床而选定。而选定。在编程时，所有编 在编程时，所有编程尺寸都应转换成与最小设定单位 程尺寸都应转换成与最小设定单位相应的数值。相应的数值。23 G指令编程应用与举例图29 轮廓零件铣削编程实例(起刀点与机床零点重合）绝对坐标编程相对坐标编程G00 X20 Y20 LF G00 X20 Y20 LF一、坐标指令11、G90G90绝对坐标指令绝对坐标指令格式：格式：G90 G90说明：说明：G90 G90编入程序时，以后所有编人的坐标值全部是以 编入程序时，以后所有编人的坐标值全部是以编程零点为基准的。编程零点为基准的。22、G91G

46、91相对坐标指令相对坐标指令格式：格式：G91 G91说明：说明：G91 G91编入程序时，以后所有编入的坐标值均为增量 编入程序时，以后所有编入的坐标值均为增量值。即以前一个坐标位置作为起始点来计算运动的位 值。即以前一个坐标位置作为起始点来计算运动的位移矢量。移矢量。v v 一般在同一个程序中只用一种坐标指令，但是也有些 一般在同一个程序中只用一种坐标指令，但是也有些数控系统允许在同一程序中混合使用 数控系统允许在同一程序中混合使用G90 G90和 和G91 G91两种指 两种指令。令。33、G92G92坐标系设定的预置寄存指令坐标系设定的预置寄存指令格式：格式：G92 X_Y_Z_ G9

47、2 X_Y_Z_说明：说明：1 1）在用）在用绝对坐标编程 绝对坐标编程时，用于确定刀具所在机床坐标系 时，用于确定刀具所在机床坐标系中的点（对刀点）相对工件坐标系原点的距离；中的点（对刀点）相对工件坐标系原点的距离；2 2）执行该指令后，）执行该指令后，X X、Y Y和 和Z Z被记忆在系统中并在系统中 被记忆在系统中并在系统中建立了工件坐标，但不产生运动；建立了工件坐标，但不产生运动；3 3）该指令要求）该指令要求X X、Y Y和 和Z Z齐全；齐全；4 4）该指令应安排在程序段的起始位置。）该指令应安排在程序段的起始位置。图 图2 2 6 6，设定程序为，设定程序为“G92 X G92

48、XA A Z ZA A”，表明工件坐标系 表明工件坐标系设定在距起刀点 设定在距起刀点A A的（的（X XA A、Z ZA A）处。处。图 图2 2 9 9，设定程序为，设定程序为“G92 X G92 X 10 Y 10 Y 10”10”，表明工件 表明工件坐标系设定在距起刀点（坐标系设定在距起刀点（10 10，10 10）处。处。44、G17G17、G18G18、G19G19平面指令平面指令格式：格式：G17 G17 选择 选择XY XY平面插补 平面插补 G18 G18 选择 选择XZ XZ平面插补 平面插补 G19 G19 选择 选择YZ YZ平面插补 平面插补说明：说明：1)1)G17

49、 G17、G18 G18、G19 G19定义轨迹 定义轨迹 插补的平面，以免发生混用 插补的平面，以免发生混用 错误；错误；2)2)当存在 当存在G40 G40、G41 G41、G42 G42刀具 刀具 半径补偿时，不得变换定义平面；半径补偿时，不得变换定义平面；3 3）在进行圆弧插补和刀具补偿时必须使用）在进行圆弧插补和刀具补偿时必须使用。4 4）由于大都运动于 由于大都运动于XY XY平面，故 平面，故G17 G17可省略。车床总是在 可省略。车床总是在 XZ XZ平面内运动，故无需编写平面指令。平面内运动，故无需编写平面指令。二、G00快速定位指令格式：格式：G00 X_Y_Z_ G00

50、 X_Y_Z_（目标点坐标）目标点坐标）说明：说明：1 1）指令刀具相对于工件从现时的定位点，以数控系统预）指令刀具相对于工件从现时的定位点，以数控系统预先调定的最大进给速度，快速移动到程序段所指令的下 先调定的最大进给速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。一个定位点。2 2）不能用 不能用 F F 指令快速进给速度；指令快速进给速度；3 3）用 用G00 G00定位时，在程序段开始时加速到指定的快进速 定位时，在程序段开始时加速到指定的快进速度，在接近程序段终点时进行减速，并且确认到达定位 度，在接近程序段终点时进行减速，并且确认到达定位位置后转入下个程序段；位置后转入下个程序段；4