第2章數(shù)控加工的編程基礎(chǔ)

1、第2章 數(shù)控加工編程基礎(chǔ)2.1、數(shù)控編程的基本概念、數(shù)控編程的基本概念在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，程序員根據(jù)加工零件的圖樣和加工工藝，將零件加工的工藝過程及加工過程中需要的輔助動(dòng)作，如換刀、冷卻、夾緊、主軸正反轉(zhuǎn)等，按照加工順序和數(shù)控機(jī)床中規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序單。再將程序單中的全部?jī)?nèi)容輸入到機(jī)床數(shù)控裝置中，自動(dòng)控制數(shù)控機(jī)床完成工件的全部加工。根根據(jù)零件圖樣和加工工藝編制成加工指令并輸入到數(shù)控裝置的過程據(jù)零件圖樣和加工工藝編制成加工指令并輸入到數(shù)控裝置的過程稱為數(shù)控程序編制數(shù)控程序編制。1.程序編制的一般內(nèi)容和過程程序編制的一般內(nèi)容和過程如圖如圖2-1所示。所示。 （1）.分析零件圖

2、樣和工藝處理分析零件圖樣和工藝處理根據(jù)零件圖樣，對(duì)零件的形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量、材料、毛坯種類、熱處理和工藝方案等進(jìn)行詳細(xì)分析，制定加工工藝。（2）.數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算在編制程序前要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡的基點(diǎn)、圓弧線段的圓心等坐標(biāo)值計(jì)算，這些坐標(biāo)值是編制程序時(shí)需要輸入的數(shù)據(jù)。所謂基點(diǎn)就是運(yùn)動(dòng)軌跡相鄰幾何要素間的交點(diǎn)。（3）.編寫加工程序單編寫加工程序單 根據(jù)計(jì)算出的運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工順序、加工路線、切削參數(shù)以及輔助動(dòng)作等，按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定使用的功能代碼及程序格式，逐段編寫加工程序單。（4）.制備控制介質(zhì)制備控制介質(zhì) 并輸入加工程序并輸入加工程序簡(jiǎn)單程序可以直接使用鍵盤輸入數(shù)控裝置。比較復(fù)雜

3、的程序一般通過通信方式輸入數(shù)控裝置。（5）.程序校驗(yàn)和首件試切程序校驗(yàn)和首件試切 校驗(yàn)的一般方法是： 1）在不裝夾工件情況下起動(dòng)數(shù)控機(jī)床，進(jìn)行空運(yùn)行，觀察運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確。 2）在具有CRT屏幕圖形顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，進(jìn)行工件圖形的模擬加工，檢查工件圖形的正確性。然后進(jìn)行首件試切，進(jìn)一步考察程序單或控制介質(zhì)的正確性，并檢查是否滿足加工精度要求。 2.數(shù)控編程的方法數(shù)控編程的方法 手工編程和自動(dòng)編程手工編程和自動(dòng)編程 1)手工編程：手工編程：數(shù)控加工程序編制的各個(gè)階段均由人工完成的編程方法。 手工編程多用于數(shù)控車和加工中心加工比較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，廣泛用于點(diǎn)位直點(diǎn)位直線和形狀簡(jiǎn)單的輪廓加工。線和形狀

4、簡(jiǎn)單的輪廓加工。手工編程的優(yōu)點(diǎn)：是方便快捷，并且可以省略很多走空刀的地方。最大地優(yōu)化加工路徑。缺點(diǎn)：無法編制復(fù)雜工件比如非常規(guī)曲面的程序，同時(shí)手工編程對(duì)編程人員有較高的要求，又要水平高，又要細(xì)心。 2）自動(dòng)編程：）自動(dòng)編程：數(shù)控加工程序編制的大部分或全部工作均由計(jì)算機(jī)完成的編程方法。 自動(dòng)編程多用于加工復(fù)雜工件。自動(dòng)編程多用于加工復(fù)雜工件。 優(yōu)點(diǎn)：由軟件生成，可信度高，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，可以用軟件模擬出來的任意可加工曲面。 缺點(diǎn)：前期準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，需要用軟件建立模型，再設(shè)置刀具和毛坯等等，不適于簡(jiǎn)單工件的加工。程序冗長(zhǎng)，一個(gè)復(fù)雜曲面的加工程序可能達(dá)到幾十兆大小，需要在線加工，機(jī)床內(nèi)存無法存儲(chǔ)這么大的程序

5、。加工路徑不靈活，可能會(huì)有很多空行程。 自動(dòng)編程的方法主要有兩種： 1）用編程語言編程。）用編程語言編程。APT（Automatically Programmed Tools).根據(jù)擬定的工藝方案進(jìn)行編程。特點(diǎn)：程序簡(jiǎn)練、走刀控制靈活。缺點(diǎn)：編程工作量大，缺乏直觀性。 2）用）用CAD/CAM軟件自動(dòng)編程軟件自動(dòng)編程 軟件編程基本原理及大體步驟：(1)幾何造型 加工工藝分析 刀具軌跡生成 刀位驗(yàn)證及刀具軌跡的編輯 后置處理 數(shù)控程序的輸出 2.2 插補(bǔ)的基本知識(shí)插補(bǔ)的基本知識(shí)1.插補(bǔ)的基本概念插補(bǔ)的基本概念1）脈沖當(dāng)量：）脈沖當(dāng)量：刀具或機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件的最小移動(dòng)量最小移動(dòng)量稱為一個(gè)脈沖當(dāng)量脈沖

6、當(dāng)量。2）插補(bǔ)）插補(bǔ)：數(shù)據(jù)密化的過程。根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)，在已知點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化。3）插補(bǔ)器）插補(bǔ)器：完成插補(bǔ)運(yùn)算的裝置。 （1）硬件插補(bǔ)器：）硬件插補(bǔ)器：采用硬件的數(shù)據(jù)邏輯電路完成插補(bǔ)工作。用在硬件數(shù)控系統(tǒng)中。（2）軟件插補(bǔ)器）軟件插補(bǔ)器：由軟件完成插補(bǔ)工作的裝置。用在計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中。2.常用的插補(bǔ)方法常用的插補(bǔ)方法1)根據(jù)輸出信號(hào)方式的不同根據(jù)輸出信號(hào)方式的不同，軟件插補(bǔ)方法分為：脈沖插補(bǔ)：脈沖插補(bǔ)法和數(shù)字增量插補(bǔ)法。法和數(shù)字增量插補(bǔ)法。脈沖插補(bǔ)法：脈沖插補(bǔ)法：模擬硬件插補(bǔ)的原理，把每次插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生的指令脈沖輸出到伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。數(shù)字增量插補(bǔ)法：數(shù)字增量插補(bǔ)法：其位置伺服通過計(jì)

7、算機(jī)和檢測(cè)裝置構(gòu)成閉環(huán)，插補(bǔ)結(jié)果輸出數(shù)據(jù)。2)根據(jù)插補(bǔ)曲線的形式插補(bǔ)曲線的形式分類：直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、拋物線插補(bǔ)及高次曲線插補(bǔ)等。2.3 程序編制中的數(shù)學(xué)處理程序編制中的數(shù)學(xué)處理 輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)、刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)及列表曲線和輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)、刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)及列表曲線和空間曲面的數(shù)學(xué)處理?？臻g曲面的數(shù)學(xué)處理。1、基點(diǎn)計(jì)算：二直線的交點(diǎn)、直線與圓弧的交點(diǎn)或切點(diǎn)等。、基點(diǎn)計(jì)算：二直線的交點(diǎn)、直線與圓弧的交點(diǎn)或切點(diǎn)等。基點(diǎn)基點(diǎn)：各幾何要素之間的連接點(diǎn)。2. 節(jié)點(diǎn)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)：逼近線段與被加工曲線的交點(diǎn)。：逼近線段與被加工曲線的交點(diǎn)。3.刀具中

8、心軌跡的坐標(biāo)計(jì)算（刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算），列表曲線的數(shù)學(xué)處理，刀具中心軌跡的坐標(biāo)計(jì)算（刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算），列表曲線的數(shù)學(xué)處理，空間曲面加工的數(shù)學(xué)處理?？臻g曲面加工的數(shù)學(xué)處理。4. 數(shù)控編程允許的誤差數(shù)控編程允許的誤差 （1）逼近誤差）逼近誤差 （2）插補(bǔ)誤差）插補(bǔ)誤差 （3）圓整化誤差）圓整化誤差2.4 數(shù)控加工程序數(shù)控加工程序1.加工程序中的指令字加工程序中的指令字1） 字符與代碼字符與代碼字符字符（Character）是一個(gè)關(guān)于信息交換的術(shù)語，它的定義是：用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號(hào)，如數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、數(shù)學(xué)運(yùn)算符等。字符是機(jī)器能進(jìn)行存儲(chǔ)或傳送的記號(hào)。字符也是我們所要研究的加工程序的

9、最小組成單位。常規(guī)加工程序用的字符分四類常規(guī)加工程序用的字符分四類。一類是字母字母，它由大寫26個(gè)英文字母組成；第二類是數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)，它由09共10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字及一個(gè)小數(shù)點(diǎn)組成；第三類是符號(hào)，由正（正（+）號(hào)和負(fù)（號(hào)和負(fù)（-）號(hào)組成；第四類是功能字符功能字符，它由程序開始（結(jié)束）符（如“%”）、程序段結(jié)束符（如“；”）、跳過任選程序段符（如“/”）等組成。 代碼代碼由字符組成，數(shù)控機(jī)床功能代碼的標(biāo)準(zhǔn)有EIA（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）制定的EIA RS244和ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)）制定的ISO RS840兩種標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上大都采用國(guó)際上大都采用ISO代碼代碼，現(xiàn)在我國(guó)規(guī)定新產(chǎn)品一律采用IS

10、O代碼。 2）加工程序的指令結(jié)構(gòu)）加工程序的指令結(jié)構(gòu) 地址字符與地址字：位于字頭的字符或字符組，用于識(shí)別其后的數(shù)據(jù)。如X55，F(xiàn)100、G01等。3）指令字的組成與功能）指令字的組成與功能（1）順序號(hào)字）順序號(hào)字 N10 、N20 等，后面一10為間隔設(shè)置。（2）準(zhǔn)備功能字）準(zhǔn)備功能字 準(zhǔn)備功能G指令是用來規(guī)定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡（即插補(bǔ)功能）、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指令由地址符G 及其后面的二位數(shù)字組成，共有100種G指令 （G00G99），G代碼有模態(tài)與非模態(tài)兩種。種類種類意義意義模態(tài)模態(tài)G G代碼代碼在同組其它在同組其它G G代碼出現(xiàn)前一直有效代

11、碼出現(xiàn)前一直有效非模態(tài)非模態(tài)G G代碼代碼只在被指令的程序段有效只在被指令的程序段有效（3）坐標(biāo)尺寸字）坐標(biāo)尺寸字X、Y 、Z和U、V、W及P、Q、R表示直線坐標(biāo)；A、B、C表示角度坐標(biāo)，I、J、K圓弧的圓心坐標(biāo)，R表示圓弧半徑。脈沖數(shù)編程：X50。小數(shù)點(diǎn)編程：X50.0或X50. 坐標(biāo)字的指令值最大不超過8位。（4）進(jìn)給功能字）進(jìn)給功能字由F和若干個(gè)數(shù)字組成。表示切削進(jìn)給速度，如F200.單位：mm/r或mm/min.(5)主軸轉(zhuǎn)速功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字由S和若干個(gè)數(shù)字組成。表示主軸的轉(zhuǎn)速，如S800，表示轉(zhuǎn)速為800r/min,.（6）刀具功能字）刀具功能字 由T和若干個(gè)數(shù)字組成，表示指定加

12、工刀具或刀具補(bǔ)償號(hào)。 數(shù)控車床數(shù)控車床;常用2位或4位，前面2位表示刀具號(hào)，后面2位表示刀具補(bǔ)償號(hào)，T0102，若為0，則為取消刀補(bǔ)。 數(shù)控銑床數(shù)控銑床;2位數(shù)字，大部分只表示刀具號(hào)，刀補(bǔ)一般由D或H指定。 加工中心加工中心 ：Txx表示加工時(shí)選用的刀具號(hào)。（7）.輔助功能輔助功能M指令指令輔助功能M指令是控制數(shù)控機(jī)床“開、關(guān)”功能的指令，主要用于完成加工操作時(shí)的輔助動(dòng)作。M指令由地址符M 及其后面的二位數(shù)字組成，共有100種M指令（M00M99），如表2-3所示。 1 程序暫停指令：程序暫停指令：M00功能：M00使程序停在本段狀態(tài)，不執(zhí)行下段。當(dāng)按下循環(huán)啟動(dòng)鍵后，可繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。 應(yīng)

13、用：該指令可應(yīng)用于自動(dòng)加工過程中，停車進(jìn)行某些固定的手動(dòng)操作，如手動(dòng)變速、換刀等。2程序計(jì)劃暫停指令：程序計(jì)劃暫停指令：M01功能：與M00相似。預(yù)先按下“任選停止”開關(guān)，當(dāng)執(zhí)行到M01時(shí)，程序即停止。若不按下“任選停止”開關(guān)，則M01不起作用，程序繼續(xù)執(zhí)行。應(yīng)用：該指令常用于關(guān)鍵尺寸的抽樣或臨時(shí)停車。代代碼碼模模態(tài)態(tài)功能功能代碼代碼模態(tài)模態(tài)功功 能能M00M00程序暫停程序暫停M24M24取消取消M23M23指令指令M01M01程序計(jì)劃暫停程序計(jì)劃暫停M30M30紙帶結(jié)束紙帶結(jié)束M02M02程序結(jié)束程序結(jié)束M40M40主軸空檔主軸空檔M03M03主軸正轉(zhuǎn)主軸正轉(zhuǎn)M41M41主軸低速主軸低速M(fèi)

14、04M04主軸反轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)M42M42主軸高速主軸高速M(fèi)05M05主軸停止主軸停止M68M68夾頭緊夾頭緊M08M08切削液開切削液開M69M69夾頭松夾頭松M09M09切削液關(guān)切削液關(guān)M70M70接手伸出接手伸出M19M19主軸準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)停M71M71接手退回、自動(dòng)送料接手退回、自動(dòng)送料M20M20機(jī)器人工作起機(jī)器人工作起動(dòng)動(dòng)M98M98調(diào)用子程序調(diào)用子程序M23M23車螺紋車螺紋45450 0M99M99子程序結(jié)束并返回主程子程序結(jié)束并返回主程序序 3程序結(jié)束指令：程序結(jié)束指令：M02 功能：該指令表示加工程序全部結(jié)束。它使主軸、進(jìn)給、切削液都停止，機(jī)床復(fù)位。它比M00功能多了一項(xiàng)“復(fù)位”

15、功能。 應(yīng)用：該指令必須編在最后一個(gè)程序段中。 4主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停指令：主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停指令：M03、M04、M05 功能：M03（正轉(zhuǎn)）、M04（反轉(zhuǎn)）、M05（停轉(zhuǎn)）。 5換刀指令：換刀指令：M06 功能：自動(dòng)換刀。 應(yīng)用：用于具有自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床，加工中心、數(shù)控車床等。 6 冷卻液噴霧開冷卻液噴霧開M07;冷卻液開關(guān)冷卻液開關(guān)M08開啟、開啟、 M09停止。停止。 7子程序調(diào)用子程序調(diào)用M98. 8子程序結(jié)束子程序結(jié)束M99. 9程序結(jié)束：程序結(jié)束：M30,程序段結(jié)束字程序段結(jié)束字“LF”或或“NL”. 功能 ：與M02相似，但M30可使程序返回到加工程序的起始位置。在開始新零件加

16、工時(shí)，只需按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕即可，不需“復(fù)位”程序 2、數(shù)控程序結(jié)構(gòu)與程序段格式、數(shù)控程序結(jié)構(gòu)與程序段格式 1).程序的結(jié)構(gòu)程序的結(jié)構(gòu) 一個(gè)完整的數(shù)控加工程序由一個(gè)完整的數(shù)控加工程序由程序號(hào)、程序段和程序結(jié)束符三部分組成。三部分組成。 2.)程序段格式程序段格式 NGXYZFSTMLF； N為程序地址字； G為準(zhǔn)備功能字； XYZ(及UVW)IJK等為坐標(biāo)軸地址,后面的數(shù)字表示刀具在相應(yīng)坐標(biāo)軸上的移動(dòng)距離或坐標(biāo)值； F為進(jìn)給功能字； S為主軸轉(zhuǎn)速功能字； T為刀具功能字； M為輔助功能; LF為程序段結(jié)束符。 3.主程序和子程序主程序和子程序 在一個(gè)零件的加工程序中，若有一定數(shù)量的連續(xù)的程序段在

17、幾處完全重復(fù)出現(xiàn)，可將這些重復(fù)的程序段按一定的格式做成子程序，并存入到子程序存儲(chǔ)器中。如圖2-2 圖2-2 主程序與子程序關(guān)系圖 子程序：子程序：包含固定的加工路線或多次重復(fù)的圖形，或在同一部位重復(fù)加工，簡(jiǎn)化編程，任何主程序都可調(diào)用，也可多層嵌套。子程序結(jié)構(gòu)和與主程序相同，唯一的區(qū)別結(jié)束符號(hào)不同，子程序用唯一的區(qū)別結(jié)束符號(hào)不同，子程序用M99，而主程序用，而主程序用M30或或M02. 子程序調(diào)用格式：子程序調(diào)用格式：M98 Pxxx yyyy P后面七位數(shù)字，前3位表示被重復(fù)調(diào)用的次數(shù)（前置零可以省略）后4位表示調(diào)用子程序號(hào)。如P51212. 當(dāng)只被調(diào)用1次時(shí)，可以省略不寫。如M98 P121

18、22.5數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)1.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的命名原則數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的命名原則1）.刀具相對(duì)于靜止工件而運(yùn)動(dòng)的刀具相對(duì)于靜止工件而運(yùn)動(dòng)的原則原則假定刀具(動(dòng))相對(duì)于靜止的工件(靜)運(yùn)動(dòng)。 2）.標(biāo)準(zhǔn)（機(jī)床）坐標(biāo)系的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)（機(jī)床）坐標(biāo)系的規(guī)定（1）機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床坐標(biāo)系是一個(gè)右手笛卡爾坐標(biāo)系，如圖標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床坐標(biāo)系是一個(gè)右手笛卡爾坐標(biāo)系，如圖23所示，規(guī)定了所示，規(guī)定了X、Y、Z三個(gè)直角坐標(biāo)軸的方，三個(gè)直角坐標(biāo)軸的方，這個(gè)坐標(biāo)系的各個(gè)這個(gè)坐標(biāo)系的各個(gè)坐標(biāo)軸與機(jī)床的主要機(jī)床的主要導(dǎo)軌平行。根據(jù)右手螺旋法則，我們可以很方便地確定出根據(jù)右手螺旋法則，

19、我們可以很方便地確定出A、B、C三個(gè)三個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的方向。的方向。 如圖如圖2-3圖2-3 右手笛卡兒坐標(biāo)系 3）.運(yùn)動(dòng)方向的確定運(yùn)動(dòng)方向的確定 （1）Z坐標(biāo)的確定坐標(biāo)的確定 Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)由傳遞切削力的坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)由傳遞切削力的主軸所決定，與主軸軸線平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)。 正方向是刀具遠(yuǎn)離工件的方向。正方向是刀具遠(yuǎn)離工件的方向。 （2）X坐標(biāo)的確定坐標(biāo)的確定 X坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)一般是水平的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)一般是水平的，它平行于工件的裝夾平面，是刀具或工件定位平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的主要坐標(biāo)。A)對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，X軸的運(yùn)動(dòng)方向是徑向的，且平行于橫向滑座，以刀具離開旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)檎较颉?B)對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，臥式

20、，主軸是水平的，當(dāng)從主軸向工件看時(shí)，X軸的正方向指向右方；若主軸是垂直的，當(dāng)從主軸向立柱看時(shí)，X軸的正方向是向右的；一句話：當(dāng)面對(duì)機(jī)床看時(shí)，立式銑床和臥式銑床X軸正方向是相反的。 （3）Y坐標(biāo)的確定坐標(biāo)的確定 Y X Z Y軸的判定可以根據(jù)右手笛卡爾法則判定。 （4）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系 X（A）、）、Y （B） 、 Z （C） c圖圖2-4 數(shù)控車床坐標(biāo)系數(shù)控車床坐標(biāo)系+X+X圖圖2-5 數(shù)控銑床坐標(biāo)系數(shù)控銑床坐標(biāo)系圖圖2-6 2-6 數(shù)控鏜銑床坐標(biāo)系數(shù)控鏜銑床坐標(biāo)系 2、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系 機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床固有的點(diǎn)，以該點(diǎn)為原點(diǎn)與機(jī)床的主要坐標(biāo)建

21、立的直角坐標(biāo)系，稱為機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是制造機(jī)床時(shí)用以確定各零部件相對(duì)位置而建立起來的。工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是指編程人員以零件圖紙上的某一點(diǎn)（工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)）為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系，編程時(shí)用來確定編程尺寸。 如圖2-7所示。 圖2-7 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系 3.對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定1）對(duì)刀和刀位點(diǎn)）對(duì)刀和刀位點(diǎn)對(duì)刀：對(duì)刀：將刀具移向?qū)Φ饵c(diǎn)，并使刀具的刀位點(diǎn)和對(duì)刀點(diǎn)重合的操作。車刀、鏜刀車刀、鏜刀的刀位點(diǎn)是指刀尖或刀尖圓弧中心刀尖或刀尖圓弧中心；立銑刀立銑刀的刀位點(diǎn)指刀具底面的中心刀具底面的中心，球頭銑刀球頭銑刀的刀位點(diǎn)是球心球心；鉆頭鉆頭的刀位點(diǎn)是鉆尖鉆

22、尖。 對(duì)刀方法：人工對(duì)刀，對(duì)刀方法：人工對(duì)刀，對(duì)操作者要求較高。 專用對(duì)刀儀，專用對(duì)刀儀，保證對(duì)刀精度。2）對(duì)刀點(diǎn)的確定）對(duì)刀點(diǎn)的確定對(duì)刀點(diǎn)：對(duì)刀點(diǎn)：數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，也是程序的起點(diǎn)，編程前，應(yīng)確定對(duì)刀點(diǎn)的位置。選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則原則（1）選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。 （2）容易找正、便于檢查的位置。 （3）便于坐標(biāo)值的計(jì)算，最好選在坐標(biāo)系的原點(diǎn)或已知坐標(biāo)值的點(diǎn)上。 3） 換刀點(diǎn)的確定換刀點(diǎn)的確定 加工中心、數(shù)控車床等多刀加工機(jī)床，設(shè)置在被加工零件外面，并具有一定的安全被加工零件外面，并具有一定的安全量。一般換刀點(diǎn)選在起刀點(diǎn)，也有把機(jī)床量。一般換刀點(diǎn)選在起刀點(diǎn)，也有把機(jī)床參

23、考點(diǎn)作為換刀點(diǎn)的。參考點(diǎn)作為換刀點(diǎn)的。 2.6 常用的編程指令及應(yīng)用常用的編程指令及應(yīng)用 2.6.1 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)指令概述進(jìn)給運(yùn)動(dòng)指令概述1.進(jìn)給加工運(yùn)動(dòng)的要素進(jìn)給加工運(yùn)動(dòng)的要素 （1）確定工件坐標(biāo)系 （2）選擇坐標(biāo)平面 （3）運(yùn)動(dòng)軌跡的線型 （4）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)軌跡的位置數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)方向2. 進(jìn)給加工運(yùn)動(dòng)的速度及速度變化進(jìn)給加工運(yùn)動(dòng)的速度及速度變化 運(yùn)動(dòng)速度由F指令給出，每分鐘進(jìn)給速度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給速度分別由G94、G95來區(qū)分。 1. 與坐標(biāo)系有關(guān)的指令與坐標(biāo)系有關(guān)的指令 （1）G92、G50設(shè)定工件坐標(biāo)系指令設(shè)定工件坐標(biāo)系指令 在FANUC-0數(shù)控系統(tǒng)中，G92數(shù)控銑床；G50數(shù)控車床。例如G92 X3

24、0 Y20;G50 X80 Z100， 注意：注意：執(zhí)行指令前，必須把刀具的刀位點(diǎn)通過手動(dòng)方式移動(dòng)到所設(shè)定坐標(biāo)系的指定位置。 1 執(zhí)行G92、G50后，機(jī)床不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，只是顯示坐標(biāo)發(fā)生變化。 2 后續(xù)各程序段中的絕對(duì)值坐標(biāo)均為該工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。 3 為模態(tài)指令。4程序第一段，首次設(shè)置，也可用于重新設(shè)置。 （2）G53選擇機(jī)床坐標(biāo)系指令選擇機(jī)床坐標(biāo)系指令G53 X Y Z 注意：注意：1 G53 為非模態(tài)指令。2在絕對(duì)坐標(biāo)方式下有效，增量方式下無效。3執(zhí)行前必須完成返回參考點(diǎn)操作。4快速移動(dòng)到設(shè)定的位置。 （3）G54G59選擇工件坐標(biāo)系指令選擇工件坐標(biāo)系指令 如果零件的加工部位很多，為避免

25、尺寸換算，預(yù)先設(shè)定輔助工件坐標(biāo)系，加工時(shí)直接調(diào)用，將刀具移到該輔助坐標(biāo)系中進(jìn)行加工。 （4）G17、G18、G19坐標(biāo)平面設(shè)定指令坐標(biāo)平面設(shè)定指令 G17XY平面；平面；G18XZ平面；平面；G19YZ平面平面注意：注意：1）在進(jìn)行圓弧插補(bǔ)和刀具補(bǔ)償時(shí)必須指定所在平面。）在進(jìn)行圓弧插補(bǔ)和刀具補(bǔ)償時(shí)必須指定所在平面。 2) G17、G18、G19為模態(tài)指令，可以相互注銷。為模態(tài)指令，可以相互注銷。 3）開機(jī)默認(rèn)為）開機(jī)默認(rèn)為XY平面。平面。 2、絕對(duì)編程（、絕對(duì)編程（G90）與增量編程（）與增量編程（G91） 絕對(duì)編程絕對(duì)編程是表示刀具（或機(jī)床）運(yùn)動(dòng)位置的坐標(biāo)值，是相對(duì)于固定的坐標(biāo)原點(diǎn)給出的。如

26、圖2-8a 增量編程增量編程所表示的刀具（或機(jī)床）運(yùn)動(dòng)位置的坐標(biāo)值是相對(duì)于前一位置的，而不是相對(duì)于固定的坐標(biāo)原點(diǎn)的。如圖2-8b 圖2-8 絕對(duì)編程系與增量編程 注意幾點(diǎn)：注意幾點(diǎn)： (1)程序段開始時(shí)，要指定程序中尺寸坐標(biāo)的模式。 （2）機(jī)床開機(jī)后，一般G90作為默認(rèn)值被設(shè)置的。 （3）有些數(shù)控系統(tǒng)不用G90或G91規(guī)定尺寸坐標(biāo)，而用X、Y、Z表示絕對(duì)坐標(biāo)，U、V、W表示增量坐標(biāo)編程，在一個(gè)程序段中可以混合編程。 （4）在G90/G91模式下，一個(gè)程序段只能選用一種。 3.G203.G20、G21G21英制輸入、公制輸入英制輸入、公制輸入 G20表示英制輸入，G21表示米制輸入。G20和G2

27、1是兩個(gè)可以互相取代的代碼。 注意注意 1)機(jī)床出廠前一般設(shè)定為G21狀態(tài)，機(jī)床的各項(xiàng)參數(shù)均以米制單位設(shè)定，所以數(shù)控車床一般適用于米制尺寸工件加工，如果一個(gè)程序開始用G20指令，則表示程序中相關(guān)的一些數(shù)據(jù)均為英制(單位為英寸)；如果程序用G21指令，則表示程序中相關(guān)的一些數(shù)據(jù)均為米制(單位為mm)。 2）在程序執(zhí)行過程中，絕對(duì)不能切換G20和G21指令，否則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。 3)在一個(gè)程序內(nèi)，不能同時(shí)使用G20或G21指令，且必須在坐標(biāo)系確定前指定。 3）G20或G21指令斷電前后一致，即停電前使用G20或G21指令，在下次后仍有效，除非重新設(shè)定。 （2 2）直線插補(bǔ)指令）直線插補(bǔ)指令G01G

28、01 _KJKIJI（3 3）圓弧插補(bǔ)指令）圓弧插補(bǔ)指令1)G02/G031)G02/G03的判斷的判斷5 5、刀具半徑自動(dòng)偏移補(bǔ)償、刀具半徑自動(dòng)偏移補(bǔ)償 G41/G42G41/G42如圖所示零如圖所示零件以件以30的的孔定位，精孔定位，精銑外輪廓銑外輪廓5刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令G43、G44 刀具長(zhǎng)度偏置指令刀具長(zhǎng)度偏置指令用來補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度方向尺寸的變化。數(shù)控機(jī)床規(guī)定傳遞切削動(dòng)力的主軸為數(shù)控機(jī)床的Z軸，所以通常是在Z軸方向進(jìn)行刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。軸方向進(jìn)行刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。在編寫工件加工程序時(shí)，無需考慮實(shí)際刀具的長(zhǎng)度，而是按照標(biāo)準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度或確定一個(gè)編程參考點(diǎn)進(jìn)行編程，如果實(shí)際刀具長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)刀

29、具長(zhǎng)度不一致，可以通過刀具長(zhǎng)度偏置功能實(shí)現(xiàn)刀具長(zhǎng)度差值的補(bǔ)償。 G43指令實(shí)現(xiàn)正向補(bǔ)償，指令實(shí)現(xiàn)正向補(bǔ)償，G44指令實(shí)現(xiàn)負(fù)向補(bǔ)償，它們指令實(shí)現(xiàn)負(fù)向補(bǔ)償，它們也是模態(tài)指令，用也是模態(tài)指令，用G49指令取消補(bǔ)償。指令取消補(bǔ)償。編程格式為： G91G00G43（G44）Z H ； G90 G00G43（G44）Z H ； H是存放長(zhǎng)度補(bǔ)償偏置量的地址，用于存放實(shí)際刀具長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)編程長(zhǎng)度的差值，即補(bǔ)償值或偏置量。下圖是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償實(shí)例，在編程時(shí)以主軸端部為編程參考點(diǎn)，可以主軸端部為編程參考點(diǎn)，可以認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度為零認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度為零。刀具安裝在主軸上后，測(cè)得刀尖到主軸端部（編程參考點(diǎn)）的距離為

30、100mm， 將100mm作為長(zhǎng)度偏置量存入H01地址單元中，加工程序?yàn)椋?G92X0Y0Z0； G90G43G00Z0H01； Z250S500； G01Z270F300； G00 G40Z0 圖2-18 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 6 暫停指令暫停指令G04 暫停指令暫停指令G04可使刀具在短時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)無進(jìn)給光整加工，可使刀具在短時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)無進(jìn)給光整加工，用于锪孔、車槽、車臺(tái)階軸清根等加工，暫停結(jié)束后，繼續(xù)執(zhí)行下一段程序。其程序格式為： G04 ； 符號(hào)是地址，常用X、P等表示，停留時(shí)間單位是s或ms，也可用工件旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)表示暫停時(shí)間的長(zhǎng)短，不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的規(guī)定。G04是非模態(tài)指令，只在本程序段有效。

31、例如：圖2-19為锪孔加工， 孔底有表面粗糙度要求。 程序如下：程序如下： N40 G91 G01 Z-7. F60； N50 G04 X5. N60 G00 Z7.； 圖2-19锪孔加工 7.返回參考點(diǎn)指令返回參考點(diǎn)指令 返回參考點(diǎn)檢查指令返回參考點(diǎn)檢查指令G27G27自動(dòng)返回參考點(diǎn)指令自動(dòng)返回參考點(diǎn)指令G28G28從參考點(diǎn)返回指令從參考點(diǎn)返回指令G29G291）回參考點(diǎn)檢查指令）回參考點(diǎn)檢查指令G27 格式：G90/G91 G27 X_ Y_ Z_ ；式中： X、Y、Z返回運(yùn)動(dòng)中間點(diǎn)的坐標(biāo)值功能：機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后，用來檢查工件原點(diǎn)的正確 性，以提高加工的可靠性及保證工件尺寸的正確性。2

32、）自動(dòng)返回參考點(diǎn)指令）自動(dòng)返回參考點(diǎn)指令G28格式：G90/G91 G28 X_ Y_ Z_ ；式中： X、Y、Z經(jīng)過的中間點(diǎn)坐標(biāo)值；功能：使所有受控坐標(biāo)軸都快速定位到中間點(diǎn)，再自動(dòng)返 回參考點(diǎn)。G91 G28 X100. Y150.；G90 G28 X300. Y250.； G91 G28 X0 Y0； G91 G28 Z0；分別用絕對(duì)、增分別用絕對(duì)、增量編程？量編程？3）從參考點(diǎn)返回）從參考點(diǎn)返回G29格式：G90/G91 G29 X_ Y_ Z_ G90/G91 G29 X_ Y_ Z_ ；式中： X、Y、Z刀具的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)值；功能：使刀具由機(jī)床參考點(diǎn)經(jīng)過中間點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。M06 T02

33、； G90 G28 Z50.0；M06 T03；G29 X35. Y30. Z5.；一、子程序 當(dāng)同樣的一組程序被重復(fù)使用多次時(shí)，經(jīng)常把當(dāng)同樣的一組程序被重復(fù)使用多次時(shí)，經(jīng)常把它編成一個(gè)新的程序單獨(dú)存儲(chǔ)，以便另外的程序調(diào)它編成一個(gè)新的程序單獨(dú)存儲(chǔ)，以便另外的程序調(diào)用，這種程序被稱之為子程序。一個(gè)子程序在執(zhí)行用，這種程序被稱之為子程序。一個(gè)子程序在執(zhí)行時(shí)還可以調(diào)用其它的子程序，這就是子程序嵌套。時(shí)還可以調(diào)用其它的子程序，這就是子程序嵌套。嵌套次數(shù)由具體數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定。調(diào)用第一層子程嵌套次數(shù)由具體數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定。調(diào)用第一層子程序的指令所在的程序成為主程序。序的指令所在的程序成為主程序。（一）子程序

34、格式（一）子程序格式 Oxxxx; 子程序名 N10-; 程序主體 N20-; : M99; 子程序結(jié)束（二）子程序調(diào)用（二）子程序調(diào)用（M98M98） M98PoooxxxxM98Poooxxxx；P P是子程序標(biāo)識(shí)，是子程序標(biāo)識(shí)，oooooo是調(diào)用次數(shù)是調(diào)用次數(shù)（三）子程序調(diào)用舉例三）子程序調(diào)用舉例 子程序子程序1 1（鉆孔）（鉆孔） O1000 N10 G00 G90 Z5.0； 快速接近工件 N20 G01 Z-35.F100.； 鉆孔 N30 G00 Z5.0； 快速返回參考平面 N4015 M99； 子程序結(jié)束子程序子程序2 2（從左至右鉆4個(gè)孔） O1001 O1001 N10

35、M98 P1000N10 M98 P1000； 調(diào)用子程序調(diào)用子程序1 1，鉆，鉆1 1號(hào)孔，返回參考平面號(hào)孔，返回參考平面 N20 G91 X30.N20 G91 X30.； 移動(dòng)到移動(dòng)到2 2號(hào)孔號(hào)孔 N30 M98 P1000N30 M98 P1000； 調(diào)用子程序調(diào)用子程序1 1，鉆，鉆2 2號(hào)孔，返回參考平面號(hào)孔，返回參考平面 N40 G91 X30.N40 G91 X30.； 移動(dòng)到移動(dòng)到3 3號(hào)孔號(hào)孔 N50 M98 P1000N50 M98 P1000； 調(diào)用子程序調(diào)用子程序1 1，鉆，鉆3 3號(hào)孔，返回參考平面號(hào)孔，返回參考平面 N60 G91 X30.N60 G91 X30

36、.； 移動(dòng)到移動(dòng)到4 4號(hào)孔號(hào)孔 N70 M98 P1000N70 M98 P1000； 調(diào)用子程序調(diào)用子程序1 1，鉆，鉆4 4號(hào)孔，返回參考平面號(hào)孔，返回參考平面 N80 M99N80 M99； 子程序結(jié)束子程序結(jié)束主程序主程序O0001N10 G92 X0 Y0 Z200. ； 確定工件坐標(biāo)系確定工件坐標(biāo)系N20 G01 G43 H01 Z30.F3000.；移動(dòng)到初始平面，建立刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償；移動(dòng)到初始平面，建立刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償N30 S530 M03； 主軸正轉(zhuǎn)主軸正轉(zhuǎn)N40 G00 G90 X100.Y100.； 快速定位于快速定位于1號(hào)孔號(hào)孔N50 M98 P1001； 調(diào)用子程序調(diào)用子程序2，鉆，鉆14號(hào)孔號(hào)孔N60 G00 G90 X100