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數(shù)控編程基礎(chǔ)教程,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),數(shù)控編程概述 編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。,數(shù)控編程的內(nèi)容：分析圖樣并確定加工工藝過程、數(shù)值計(jì)算、編寫零件加工程序、制作控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)和試切削。 數(shù)控編程的步驟： 1.分析圖樣、確定加工工藝過程 2.數(shù)值計(jì)算 3.編寫零件加工程序 4.制作控制介質(zhì) 5.程序校驗(yàn)和試切削,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),(1)分析零件圖紙 分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理等。 (2)確定工藝過程 在圖紙分析的基礎(chǔ)上，選擇機(jī)床、確定加工方法、刀具與夾具；確定零件加工的工藝線路、工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等。,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),(3) 數(shù)值計(jì)算 計(jì)算交點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值以及其它數(shù)據(jù)。 (4) 編寫程序單 根據(jù)制定的加工路線、切削用量、刀具號(hào)碼、刀具補(bǔ)償、輔助動(dòng)作及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定代碼及程序格式，編寫零件加工程序。 (5) 制備控制介質(zhì) 將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上，若程序較簡單，也可直接通過鍵盤輸入。,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),（6） 程序校驗(yàn)和首件試切 控制介質(zhì)經(jīng)過校驗(yàn)和試切削后，才能用于正式加工。 平面輪廓零件：用筆代刀、坐標(biāo)紙代工件進(jìn)行繪圖。 空間曲面零件：可用蠟塊、塑料或木料或價(jià)格低的材料作工件，進(jìn)行試切。,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),在具有圖形顯示功能的機(jī)床上，用靜態(tài)顯示（機(jī)床不動(dòng)）或動(dòng)態(tài)顯示（模擬工件的加工過程）的方法，則更為方便。 上述方法只能檢查運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性，不能判別工件的加工誤差。首件試切方法可查出程序單是否有錯(cuò)，還可知道加工精度是否符合要求。,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),程序編制可分成手工編程和自動(dòng)編程兩類。 手工編程時(shí)，整個(gè)程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。 自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作由計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。,9,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),利用CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編程的基本步驟,1． 加工工藝確定 （1）校準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求； （2）確定裝卡位置； （3）選擇刀具； （4）確定加工路線； （5）選定工藝參數(shù)。,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),2．加工模型建立 利用CAM系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制在計(jì)算機(jī)屏幕上，作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成刀具軌跡的依據(jù)。 3．刀具軌跡生成 建立了加工模型后，即可利用CAM系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。 4．后置代碼生成 后置處理的目的是形成數(shù)控指令文件，利用CAM系統(tǒng)提供的后置處理器可方便地生成和特定機(jī)床相匹配的加工代碼。 5．加工代碼輸出,第一章 數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),1.1 機(jī)床坐標(biāo)系 為了確定機(jī)床個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，需要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫做機(jī)床坐標(biāo)系 1.2 機(jī)床坐標(biāo)軸及其方向 數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軸分為平動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸 數(shù)控機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)，有的是使刀具產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，有的則是使工件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。,,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),鑒于以上兩方面情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不論機(jī)床的具體運(yùn)動(dòng)結(jié)果如何，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一按工件靜止而刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)來描述，并以右手笛卡爾坐標(biāo)系表達(dá)，其坐標(biāo)軸用X，Y，Z表示，用來描述機(jī)床的主要平動(dòng)軸，稱為基本坐標(biāo)軸，若機(jī)床有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繞X，Y和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸分別用A、B、C表示，其正向按右手螺旋定則確定。,,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),2 Z坐標(biāo)軸 將機(jī)床主軸沿其軸線方向運(yùn)動(dòng)的平動(dòng)軸定義為Z軸。所謂主軸是指產(chǎn)生切削動(dòng)力的軸，例如銑床、鉆床、鏜床上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車床上的工件旋轉(zhuǎn)軸。 如果主軸能夠擺動(dòng)，即主軸軸線方向是變化的，則以主軸軸線垂直于機(jī)床工作臺(tái)裝卡面時(shí)的狀態(tài)來定義Z軸。 對(duì)于Z軸的方向，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以增大刀具與工件間距離的方向?yàn)閆軸的正方向。,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),3 X坐標(biāo)軸 將在垂直于Z軸的平面內(nèi)的一個(gè)主要平動(dòng)軸指定為X軸，它一般位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)。 對(duì)于不同類型的機(jī)床，X軸及其方向有具體的規(guī)定。 例如對(duì)于銑床、鉆床等刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，若Z軸是水平的，則X軸規(guī)定為從刀具向工件方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸，且向右為正 若Z軸是垂直的，則X軸規(guī)定為從刀具向立柱 (若有兩個(gè)立柱則選左側(cè)立柱)方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸，且向右為正。 4 Y坐標(biāo)軸 Y軸及其方向則是根據(jù)X和Z軸按右手法則確定。,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),5 機(jī)床原點(diǎn) 機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。 對(duì)某一具體的機(jī)床來說，機(jī)床原點(diǎn)是固定的，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),6 機(jī)床參考點(diǎn) 是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板以及刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測量系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)和控制的點(diǎn)，也稱為機(jī)床零點(diǎn)。 參考點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)來講是一個(gè)固定值。 它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按鈕使移動(dòng)部件移動(dòng)到機(jī)床坐標(biāo)系中的一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)。 數(shù)控機(jī)床在工作時(shí)，移動(dòng)部件必須首先返回參考點(diǎn)，測量系統(tǒng)置零，之后測量系統(tǒng)即可以以參考點(diǎn)作為基準(zhǔn)，隨時(shí)測量運(yùn)動(dòng)部件的位置。,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),7 工件坐標(biāo)系和工件零點(diǎn) 用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是工件零點(diǎn) 工件零點(diǎn)的一般選用原則： 工件零點(diǎn)選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上，這樣可以直接用圖紙標(biāo)注的尺寸作為編程點(diǎn)的坐標(biāo)值，減少計(jì)算工作量； 能使工件方便地裝卡、測量和檢驗(yàn)； 工件零點(diǎn)盡量選擇尺寸精度較高、粗糙度比較低地工件表面上，以提高加工精度和同一批零件的一致性； 對(duì)于有對(duì)稱形狀地幾何零件，工件零點(diǎn)最好選擇對(duì)稱中心上。,,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),8 程序原點(diǎn) 為了編程方便，在圖紙上選擇一個(gè)適當(dāng)位置作為程序原點(diǎn)，也叫編程原點(diǎn)或程序零點(diǎn)。 對(duì)于簡單零件，工件零點(diǎn)就是程序零點(diǎn)，這時(shí)的編程坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系。 對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，需要編制幾個(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，而設(shè)在便于程序編制的位置。 程序原點(diǎn)一般用G92或G54~G59（對(duì)于數(shù)控鏜銑床）和G50（對(duì)于數(shù)控車床）指定,第二章 零件程序的結(jié)構(gòu),一個(gè)零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則的若干個(gè)程序段組成的，而每個(gè)程序段是由若干個(gè)指令字組成的。,,,,,,,,,,,,,程 序 段,N01 G91 G17 G00 G42 T01 X85 Y-25 N02 Z-15 S400 M03 M08 N03 G01 X85 F300 N04 G03 Y50 I25 N05 G01 X-75 N06 Y-60 N07 G00 Z15 M05 M09 N08 G40 X75 Y35 M02,上午9時(shí)42分,22,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,上面是一個(gè)完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段組成。 程序名是該加工程序的標(biāo)識(shí)； 程序段是一個(gè)完整的加工工步單元，它以N（程序段號(hào)）指令開頭，LF指令結(jié)尾； M02作為整個(gè)程序結(jié)束的指令，有些數(shù)控系統(tǒng)可能還規(guī)定了一個(gè)特定的程序開頭和結(jié)束的符號(hào)，如% 、EM等,上午9時(shí)42分,23,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,由上面的程序可知： 加工程序——由程序名和若干程序段有序組成的指令集。 程序是由若干程序段組成 程序段是由干指令字組成。 指令字是由字母（地址符）和其后所帶的數(shù)字一起組成。 程序段的格式，是指一個(gè)程序段中指令字的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式，格式不符合規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)就不能接受。,上午9時(shí)42分,24,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,目前廣泛采用的是地址符可變程序段格式（或者稱字地址程序段格式） 格式：N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_ LF 這種格式的特點(diǎn)： 程序段中的每個(gè)指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟符號(hào)和數(shù)字。 指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫 。 不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫。 因此，這種格式具有程序簡單、可讀性強(qiáng)，易于檢查等優(yōu)點(diǎn)。,10/13/2019,－25－,主程序、子程序 在一個(gè)零件的加工程序中，若有一定量的連續(xù)的程序段在幾處完全重復(fù)出現(xiàn)，則可將這些重復(fù)的程序串單獨(dú)抽出來，按一定的格式做成子程序。,,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,主程序： O× × × × N01……； N02……；  …… N11 M98 O07 L2； N28 M98 O08； N××……M02 ；,子程序 O07 N01……； …… N××……M99 ； 子程序 O08 N01……； …… N××……M99 ；,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,子程序嵌套,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,上午9時(shí)42分,28,常用地址碼的含義如表所示,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.1 輔助功能M代碼 輔助功能由地址字 M和其后的一或兩位數(shù)字組成， 主要用于控制零件程序的走向， 以及機(jī)床各種輔助功 能的開關(guān)動(dòng)作。 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(dāng)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）：一組可相互注銷的 M功 能，這些功能在被同一組的另一個(gè)功能注銷前一直 有效。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,模態(tài) M功能組中包含一個(gè)缺省功能，系統(tǒng)上電時(shí) 將被初始化為該功能。 M 功能還可分為前作用 M 功能和后作用 M 功能二類。 ● 前作用 M 功能：在程序段編制的軸運(yùn)動(dòng)之前執(zhí)行； ● 后作用 M 功能：在程序段編制的軸運(yùn)動(dòng)之后執(zhí)行。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,M 代碼及功能表,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,M00、M02、M30、M98、M99用于控制零件程序的走向，是 CNC內(nèi)定的輔助功能，不由機(jī)床制造商設(shè)計(jì)決定，也就是說，與PLC程序無關(guān)； 其余 M 代碼用于機(jī)床各種輔助功能的開關(guān)動(dòng)作，其功能不由CNC內(nèi)定，而是由 PLC程序指定，所以有可能因機(jī)床制造商不同而有差異（ 使用時(shí)須參考機(jī)床使用說明書）。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.2 主軸功能S 主軸功能S控制主軸轉(zhuǎn)速，其后的數(shù)值表示主軸速度，單位為：轉(zhuǎn)/每分鐘(r/min)。 S是模態(tài)指令，S 功能只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時(shí)有效。 S 所編程的主軸轉(zhuǎn)速可以借助機(jī)床控制面板上的主軸倍率開關(guān)進(jìn)行修調(diào)。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.3 進(jìn)給功能 F F 指令表示工件被加工時(shí)刀具相對(duì)于工件的合成進(jìn)給速度，F(xiàn)的單位取決于G94(每分鐘進(jìn)給量mm/min)或G95(每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/r)。 當(dāng)工作在G01，G02 或G03方式下，編程的F一直有效，直到被新的 F值所取代，而工作在 G00方式下，快速定位的速度是各軸的最高速度，與所編 F無關(guān)。 借助于機(jī)床控制面板上的倍率按鍵，F(xiàn)可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行修調(diào)，當(dāng)執(zhí)行螺紋切削循環(huán)G76、G82及螺紋切削G32時(shí)，倍率開關(guān)失效，進(jìn)給倍率固定在100%。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.4 刀具功能 T 代碼用于選刀，其后的 4 位數(shù)字分別表示選擇 的刀具號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào)。 執(zhí)行 T 指令，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架，選用指定的刀具。 當(dāng)一個(gè)程序段同時(shí)包含 T 代碼與刀具移動(dòng)指令時(shí)，先執(zhí)行 T 代碼指令，而后執(zhí)行刀具移動(dòng)指令。 刀具的補(bǔ)償包括刀具偏置補(bǔ)償、刀具磨損補(bǔ)償及刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。 T 指令同時(shí)調(diào)入刀補(bǔ)寄存器中的補(bǔ)償值。刀尖圓弧補(bǔ)償號(hào)與刀具偏置補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.5 準(zhǔn)備功能G代碼 準(zhǔn)備功能 G指令由 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(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)偏置等多種加工操作。 G 功能根據(jù)功能的不同分成若干組，其中 00組的G 功能（G04、G28、G29、G92）稱非模態(tài) G 功能，其余組的稱模態(tài)G功能。,模態(tài)G代碼（續(xù)效代碼）：該代碼在一個(gè)程序段中被使用后就一直有效，直到出現(xiàn)同組中的其它任一G代碼時(shí)才失效。 非模態(tài)G代碼（非續(xù)效代碼）：只在有該代碼的程序段中有效的代碼。 G指令通常位于程序段中尺寸字之前。 例 ： N010 G90 G00 X16 S600 T01 M03； N020 G01 X8 Y6 F100； N030 X0 Y0；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.6.1 絕對(duì)坐標(biāo)指令與增量坐標(biāo)指令（G90、G91） G90—絕對(duì)坐標(biāo)指令 G91—增量坐標(biāo)指令 例 編制圖中的移動(dòng)量。 絕對(duì)尺寸指令：G90 G01 X30 Y50； 增量尺寸指令：G91 G01 X20 Y30； 或 G01 U20 V30；,,,,3.6 與坐標(biāo)系有關(guān)指令,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.6.2 坐標(biāo)系設(shè)定指令（G92） 例 設(shè)置圖中工件坐標(biāo)系 坐標(biāo)系設(shè)定指令：G92 X400 Z200； 3.6.3 坐標(biāo)平面選擇指令（G17、G18、G19） G17、G18、G19指令分別表示在XY、ZX、YZ坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行加工。其中，G17可缺省。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.7 運(yùn)動(dòng)控制指令,10/13/2019,－41－,1、G00指令——快速定位指令 編程格式：G00 X__ Y__ Z__ ； 式中X、Y、Z：絕對(duì)值指令時(shí)是終點(diǎn)的坐標(biāo)值；增量值指令時(shí)是刀具移動(dòng)的距離。 功能：指令刀具從當(dāng)前點(diǎn)，以數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先調(diào)定的快進(jìn)速度（修調(diào)倍率），快速移動(dòng)到程序段所指令的下一個(gè)定位點(diǎn)。 只要非切削的移動(dòng)，通常使用G00指令，如由機(jī)械原點(diǎn)快速定位至切削起點(diǎn)，切削完成後 的Z軸退刀及X、Y軸的定位等，以節(jié)省加工時(shí)間（只能用于工件外部的空程行走）。 注意： G00中不需要指定進(jìn)給速度，續(xù)效指令。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－42－,如圖所示，空間直線移動(dòng)從A到B。其編程計(jì)算方法如下： 絕對(duì)： G90 G00 Xb Yb Zb； 增量： G91G00 X(xb?xa) Y(yb?ya) Z(zb?za) ；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－43－,指令執(zhí)行開始后，刀具沿著各個(gè)坐標(biāo)方向同時(shí)按參數(shù)設(shè)定的速度移動(dòng)，最后減速到達(dá)終點(diǎn)，如圖a所示。 在各坐標(biāo)方向上有可能不是同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。刀具移動(dòng)軌跡是幾條線段的組合，不是一條直線。例如，在FANUC系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)總是先沿45°角的直線移動(dòng)，最后再在某一軸單向移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)位置，如圖b所示。 編程人員應(yīng)了解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動(dòng)軌跡情況，以避免加工中可能出現(xiàn)的碰撞。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－44－,,,,同時(shí)到達(dá)終點(diǎn) 單向移動(dòng)至終點(diǎn) 從A點(diǎn)到B點(diǎn)快速移動(dòng)的程序段為：G90 G00 X20 Y30； 若采用直線型定位方式移動(dòng) ，則每次都要計(jì)算其斜率后，再命令X軸及Y軸移動(dòng)，如此增加電腦的負(fù)荷，反應(yīng)速度也較慢，故一般CNC機(jī)械一開機(jī)大都自動(dòng)設(shè)定G00以斜進(jìn)45°方式移動(dòng)。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.7.2 直線插補(bǔ)指令（G01）,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－46－,2、G01指令——直線插補(bǔ)指令 編程格式：G01 X_a_ Y_b_ Z_c_ F_f_ ； 式中：X、Y、Z：絕對(duì)值指令時(shí)是終點(diǎn)的坐標(biāo)值；增量值指令時(shí)是刀具移動(dòng)的距離。F:刀具的進(jìn)給速度(進(jìn)給量)它是一個(gè) 合成速度。F為續(xù)效指令，因此無需對(duì)每個(gè)程序段都指定F；如果F代碼不指令進(jìn)給速度被當(dāng)作零。 功能：指令多坐標(biāo)（2、3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，使刀具相對(duì)于工件按直線方式，由當(dāng)前位置移動(dòng)到程序段中規(guī)定的位置（a、b、c）。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－47－,示例： 實(shí)現(xiàn)圖中從A點(diǎn)到B點(diǎn)的直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),其程序段為： 絕對(duì)方式編程： G90 G01 X10 Y10 F100； 增量方式編程： G91 G01 X-10 Y-20 F100；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－48－,： G90 G01 Y17. F80； X -10. Y30.； G91 X -40. Y -18.； G90 X -22. Y0； X0.； ：,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－49－,運(yùn)動(dòng)控制指令－示例1,10/13/2019,－50－,運(yùn)動(dòng)控制指令－示例1,10/13/2019,－51－,運(yùn)動(dòng)控制指令－示例2,假設(shè)銑刀已定位至H點(diǎn)，沿A→B→C→D→E→F→G→程序原點(diǎn)→A點(diǎn)，完成輪廓切削。,10/13/2019,－52－,3、G02,G03——圓弧插補(bǔ)指令 G02：順時(shí)針圓弧插補(bǔ)。 G03：逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。 （1）順、逆方向判別規(guī)則： 沿垂直于圓弧所在平面的坐標(biāo)軸由正方向向負(fù)方向觀察，來判別圓弧的順、逆時(shí)針方向。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－53－,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－54－,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－55－,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－56－,（2）程序格式： XY平面： ZX平面： YZ平面：,其中： X、Y、Z的值是指圓弧插補(bǔ)的終點(diǎn)坐標(biāo)值； I、J、K是指圓弧起點(diǎn)到圓心的增量坐標(biāo)，與G90,G91無關(guān)； X軸的分向量用位址I表示。 Y軸的分向量用位址J表示。 Z軸的分向量用位址K表示。 R為指定圓弧半徑。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－57－,,,,I、J、K的表達(dá)意義 a) XY平面圓??； b) ZX平面圓弧； c) YZ平面圓弧,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－58－,（3）圓心位置的表示方法： 由圓心指向起點(diǎn)的向量在X,Y,Z軸上的分量用I,J,K表示 。,Y,,,,,,,X,I,J,起點(diǎn),第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－59－,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－60－,R表示法：用半徑R帶有符號(hào)的數(shù)值來表示： θAB≤180○ ： R ≥ 0 R100； θ’AB＞180○ ：R ＜ 0 R-100,說明： a、具體采用哪種方法，視具體的數(shù)控系統(tǒng)而定。 b、G00,G01,G02,G03是同組續(xù)效指令，缺省值G01。 c、本段終點(diǎn)若與上一段終點(diǎn)位置相同，即起點(diǎn)與終點(diǎn)最終沒有相對(duì)位移，則可省略不寫。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－61－,※對(duì)于整圓只能采用I、J、K的方式編程 加工如圖所示整圓 1和2。起點(diǎn)為A點(diǎn)，若采用順時(shí)針方向和半徑方法加工圓1和圓2，則程序均可以寫成： N01 G02 X20 Y0 R-20 F100； 這說明采用 R方法來加工整圓不唯一，所以應(yīng)采用 I、 J、 K方法來加工整圓，這樣則可以得到唯一的加工路徑。 則加工圖中圓1的程序?yàn)椋?G02 X20 Y0 I-20 J0 F100； 加工上圖中圓2的程序?yàn)椋?G02 X20 Y0 I20 J0 F100；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－62－,在圖中，當(dāng)圓弧A的起點(diǎn)為P1，終點(diǎn)為P2，圓弧插補(bǔ)程序段為： G02 X321.65 Y280 I40 J140 F50; 或：G02 X321.65 Y280 R-145.6 F50; 當(dāng)圓弧A的起點(diǎn)為P2，終點(diǎn)為P1時(shí)，圓弧插補(bǔ)程序段為： G03 X160 Y60 I-121.65 J-80 F50; 或：G03 X160 Y60 R-145.6 F50;,,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－63－,加工順弧AB、BC、CD，刀具起點(diǎn)在A點(diǎn)，進(jìn)給速度80mm/min，兩種格式編程為： 用圓心坐標(biāo)I、J編程： G92 X0 Y-15； G90 G03 X15 Y0 I0 J15 F80； G02 X55 Y0 I20 J0； G03 X80 Y-25 I0 J-25； 用圓弧半徑R編程： G92 X0 Y-15； G90 G03 X15 Y0 R15 F80； G02 X55 Y0 R20； G03 X80 Y-25 R-25；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－64－,運(yùn)動(dòng)控制指令-示例2,10/13/2019,－65－,運(yùn)動(dòng)控制指令-示例2,10/13/2019,－66－,刀具由坐標(biāo)原點(diǎn)O快進(jìn)至a點(diǎn)，從a點(diǎn)開始沿a、b、c、d、e、f、a切削，最終回到原點(diǎn)O，編程如下：,運(yùn)動(dòng)控制指令-示例2,10/13/2019,－67－,用絕對(duì)坐標(biāo)編程如下： N01 G90 G00 X30 Y30； N02 G01 X120 F120； N03 Y55； N04 G02 X95 Y80 I0 J25 F100； N05 G03 X70 Y105 I-25 J0； N06 G01 X30 Y105 F120； N07 Y30； N08 G00 X0 Y0； N09 M02；,運(yùn)動(dòng)控制指令-示例2,10/13/2019,－68－,用增量坐標(biāo)編程如下： N01 G91 G00 X30 Y30； N02 G01 X90 Y0 F120； N03 X0 Y25； N04 G02 X-25 Y25 I0 J25 F100； N05 G03 X-25 Y25 I-25 J0； N06 G01 X-40 Y0 F120； N07 X0 Y-75； N08 G00 X-30 Y-30； N09 M02；,運(yùn)動(dòng)控制指令-示例2,10/13/2019,－69－,4、G04：暫停指令 功能：使刀具作短時(shí)間的暫停（延時(shí)），用于無進(jìn)給光整加工，如車槽、鏜平面、锪孔、檢測等場合常用該指令。 指令格式：G04 X(Ｐ) ▁； 式中：X為暫停時(shí)間，單位為毫秒或秒，視數(shù)控系統(tǒng)而定。暫停2 sec，則寫成：G04 X2；或G04 X2000； G04為非模態(tài)指令僅在本程序段有效。 例如：N055 G04 P3000;（延時(shí)3秒）,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－70－,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,舉例,例：锪孔加工，孔底有表面粗糙度要求。程序如下： … G01 Z-7.0 F60； G04 X5.0； （刀具在孔底停留5s） G00 Z7.0； …,4.1.刀具半徑補(bǔ)償指令（G41、G42、G40） 1.1 刀具半徑補(bǔ)償概念 實(shí)際的刀具都是有半徑的。使刀具的刀尖沿零件輪廓曲線加工，刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡即加工路線應(yīng)該與零件輪廓曲線有一個(gè)半徑值大小的偏移量。 使刀具的刀位點(diǎn)正確運(yùn)動(dòng)有兩種方式： 1) 加工前計(jì)算出刀位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡， 再編程加工； 2) 按零件輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編程， 由系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓和刀具半徑R 自動(dòng)計(jì)算出刀具中心軌跡。,,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,4. 刀具補(bǔ)償指令,刀具半徑補(bǔ)償指令 G41為刀具左補(bǔ)償，指順著刀具前進(jìn)方向看，刀具偏在工件輪廓的左邊； G42為刀具右補(bǔ)償，指順著刀具前進(jìn)方向看，刀具偏在工件輪廓的右邊； G40為取消刀補(bǔ)。 書寫格式： 1．G41、G42與G00，G01配合使用。 2．G41、G42與G02，G03配合使用。,,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,,,,,,,,,,刀具半徑補(bǔ)償過程 刀具半徑補(bǔ)償執(zhí)行過程一般分為三步： (1)刀具補(bǔ)償建立 (2)刀具補(bǔ)償進(jìn)行 (3)刀具補(bǔ)償撤消 刀具補(bǔ)償功能還可以利用同一加工 程序去適應(yīng)不同的情況，如： 1．利用刀具補(bǔ)償功能作粗、精加工余 量補(bǔ)償； 2．刀具磨損后，重輸?shù)毒甙霃?，不?修改程序； 3．利用刀補(bǔ)功能進(jìn)行凹凸模具的加工。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,例 銑削加工圖所示的輪廓，采用20㎜的立式銑刀。 O0010 N010 G92 X0 Y0； N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01 S800 M03 M08； N030 G01 X80 Y0 F100； N040 G03 X40 Y40 I0 J40； N050 G01 Y60； N060 X-20； N070 G02 X-80 I-40； N080 G01 X-20； N090 Y-100； N100 G00 G40 X-70 Y-40 M05 M09 M02；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,,,4.2 刀具長度補(bǔ)償指令（G43、G44） 用于刀具軸向（Z方向）補(bǔ)償，可使刀具在Z方向上的實(shí)際位移大于或小于程序給定值。即：,,,書寫格式：,,執(zhí)行結(jié)果： 正偏置G43：Z實(shí)際值=Z指令值+（H—） 負(fù)偏置G44：Z實(shí)際值=Z指令值-（H—） G40為取消刀補(bǔ)。,,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,5 尺寸單位選擇G20，G21 G20：英制輸入； G21：公制（米制）輸入，其為缺省值。 尺寸輸入制式及其單位,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,6 進(jìn)給速度的單位設(shè)定G94、G95 G94 [F-]：每分鐘進(jìn)給，其為缺省值； G95 [F-]：每轉(zhuǎn)進(jìn)給。 G94對(duì)于線性軸，F(xiàn)的單位依據(jù)G20/G21的設(shè)定而分別為mm/min或in/min；對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸，F(xiàn)的單位為度/min。 G95為每轉(zhuǎn)進(jìn)給，即主軸轉(zhuǎn)一周時(shí)刀具的進(jìn)給量。F 的單位依據(jù)G20/G21的設(shè)定而分別為mm/r或in/r。此功能只在主軸裝有編碼器時(shí)才能使用。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,7 絕對(duì)值編程G90與相對(duì)值編程G91 G90：絕對(duì)值編程，每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì) 于程序原點(diǎn)的。 G90為缺省值。 G91：相對(duì)值編程，每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì) 于前一位置而言的，該值等于沿軸移動(dòng)的距離。 絕對(duì)編程時(shí)，用G90指令后面的X、Z表示X軸、Z軸的坐標(biāo)值； 增量編程時(shí)，用U、W 或G91 指令后面的X、Z表示X軸、Z軸的增量值。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,如圖所示，使用G90、G91編程：要求刀具由原點(diǎn)按順序移動(dòng)到1、2、3點(diǎn)，然后回到原點(diǎn)。 絕對(duì)編程 增量編程 混合編程,,,圖3.3.1 G90/G91 編程,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,8 坐標(biāo)系設(shè)定G92 G92 X- Z- X、Z：對(duì)刀點(diǎn)到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的有向距離。 G92 指令建立工件坐標(biāo)系。當(dāng)執(zhí)行 G92 Xα Z β指令后，系統(tǒng)內(nèi)部即對(duì) ( α ， β ) 進(jìn)行記憶，并建立一個(gè)使刀具當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)值為 ( α ， β ) 的坐標(biāo)系，系統(tǒng)控制刀具在此坐標(biāo)系中按程序進(jìn)行加工。執(zhí)行該指令只建立一個(gè)坐標(biāo)系，刀具并不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,坐標(biāo)系選擇G54~G59 G54、G55、G56、G57、G58、G59 G54~G59是系統(tǒng)預(yù)定的六個(gè)坐標(biāo)系，可根據(jù)需要選用。 加工時(shí)其坐標(biāo)系的原點(diǎn)，必須設(shè)為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，否則加工出的產(chǎn)品就有誤差或報(bào)廢，甚至出現(xiàn)危險(xiǎn)。 這六個(gè)預(yù)定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的值（工件零點(diǎn)偏置值）可用MDI方式輸入，系統(tǒng)自動(dòng)記憶。工件坐標(biāo)系一旦選定，后續(xù)程序段中絕對(duì)值編程時(shí)的指令值均為相對(duì)于坐標(biāo)系原點(diǎn)的值。 G54~G59為模態(tài)功能，可相互注銷，G54為缺省值。,第四章 切削用量的選擇,1. 確定合理切削用量的意義 切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度。 數(shù)控加工時(shí)對(duì)同一加工過程選用不同的切削用量，會(huì)產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系統(tǒng)強(qiáng)度、剛性允許的條件下充分利用機(jī)床功率，最大限度地發(fā)揮刀具的切削性能，并保證刀具具有一定的使用壽命。,第四章 切削用量的選擇,2. 選擇切削用量的一般原則 (1) 粗加工時(shí)切削用量的選擇 粗加工時(shí)一般以提高效率為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。提高切削速度、加大進(jìn)給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率。其中切削速度對(duì)刀具壽命的影響最大，切削深度對(duì)刀具壽命的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時(shí)首先應(yīng)選擇一個(gè)盡可能大的切削深度，以減少進(jìn)給次數(shù)，其次選擇較大的進(jìn)給速度，最后在刀具使用壽命和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。,第四章 切削用量的選擇,（2） 精加工、半精加工時(shí)切削用量的選擇 精加工和半精加工的切削用量要保證加工質(zhì)量，兼顧生產(chǎn)效率和刀具壽命。 精加工和半精加工的切削深度是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求及粗車后留下的加工余量決定的，一般情況是一次去除余量。 精加工和半精加工的切削余量較小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的情況下適當(dāng)加大進(jìn)給量。,第四章 切削用量的選擇,3. 如何選擇切削用量 1） 切削用量一般可以根據(jù)刀具供應(yīng)商所提供的刀具 樣本數(shù)據(jù)來確定，這是比較快捷而穩(wěn)妥的方法； 也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或試切來確定。 2） 查閱切削用量手冊(cè)。 3） 生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。,（一）數(shù)控加工工序的劃分 工序的劃分原則： 先面后孔的原則； 刀具集中的原則； 粗、精分開的原則； 按部位分序的原則。 （二）對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn) 對(duì)刀點(diǎn)：刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，又稱起刀點(diǎn)，也就是程序運(yùn)行的起點(diǎn)。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則： 對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)便于數(shù)學(xué)處理和程序編制； 對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床上容易校準(zhǔn)； 在加工過程中便于檢查； 引起的加工誤差小。 對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在零件、夾具上面或機(jī)床上面。 換刀點(diǎn)：一把刀具用完后，為防止刀具與工件相碰，刀具要先到工件之外，再進(jìn)行換刀這個(gè)位置就叫換刀點(diǎn)。 換刀點(diǎn)應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容的安排。為了防止換刀時(shí)刀具碰傷工件，換刀點(diǎn)往往設(shè)在零件的外面。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),（三）走刀路線的選擇 走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀位點(diǎn)相對(duì)于被加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),走刀路線的選擇原則： 保證零件的加工精度和表面租糙度； 方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量； 縮短走刀路線，減少空行程。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),（四）刀具的選擇 加工刀具的選擇，應(yīng)盡可能選用硬質(zhì)合金刀具或性能更好的更耐磨的帶涂層的刀具。銑平面輪廓用平頭立銑刀，銑空間輪廓時(shí)選球頭立銑刀。 選擇刀具時(shí)要規(guī)定刀具的結(jié)構(gòu)尺寸，供刀具組裝預(yù)調(diào)使用；還要保證有可調(diào)用的刀具文件；對(duì)選定的新刀具應(yīng)建立刀具文件供編程用。 （五）數(shù)控機(jī)床的選擇 1. 平面孔系零件的加工 這類零件或孔數(shù)較多，或孔位置精度要求較高，宜用點(diǎn)位直線控制的數(shù)控鉆床與鏜床加工。,,,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),2. 旋轉(zhuǎn)體類零件的加工 此類零件多選用數(shù)控車床或數(shù)控磨床加工。 3. 平面輪廓的加工 此類零件的輪廓多由直線和圓弧組成，一般選兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床加工。 4. 立體輪廓表面的加工 一般選用具有三軸或三軸以上聯(lián)動(dòng)功能的數(shù)控銑床加工此類零件。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),工件的裝卡方式 1）盡量采用組合夾具 2）選擇合理的定位、夾緊部位 避免干涉，便于測量 3）選擇合理的夾緊力位置和方向 減少變形 4）裝卡、定位要考慮到重復(fù)安裝的一致性,,,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),謝 謝,