數(shù)控機床編程知識基礎(chǔ)

1、第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 3 31.1.絕對坐標指令與增量坐標指令（絕對坐標指令與增量坐標指令（G90G90、G91G91） G90絕對坐標指令 G91增量坐標指令例 編制圖中的移動量。絕對尺寸指令：G90 G01 X30 Y50； 增量尺寸指令：G91 G01 X20 Y30； 或 G01 U20 V30；2.2.坐標系設(shè)定指令（坐標系設(shè)定指令（G92G92）例 設(shè)置圖中工件坐標系坐標系設(shè)定指令：G92 X400 Z200；3.3.坐標平面選擇指令（坐標平面選擇指令（G17G17、G18G18、G19G19）G17、G18、G19指令分別表示在XY、ZX、YZ坐標平面內(nèi)進行加

2、工。其中，G17可缺省。200400O pX Z一一. .與坐標系有關(guān)指令與坐標系有關(guān)指令第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 3 31.1.快速點定位指令（快速點定位指令（G00G00）G00使刀具以點位控制方式從其所在點以最快速度移動到坐標系的另一點。書寫格式: _ 目標點坐標2.2.直線插補指令（直線插補指令（G01G01） G01用以指令兩個坐標(或三個坐標)以聯(lián)動的方式，按程序段中規(guī)定的進給速度F，插補加工出任意斜率的直線。書寫方式：進給速度目標點坐標二二. . 運動控制指令運動控制指令第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 3 3 (1)XY平面圓弧 (2)XZ平面圓弧 (3

3、)YZ平面圓弧 3.3.圓弧插補指令（圓弧插補指令（G02G02、G03G03） G02表示順時針圓弧插補；G03表示逆時針圓弧插補。 (1) 圓弧順、逆方向判斷：沿垂直于要加工的圓弧所在平面的坐標軸從正向往負向看，刀具相對于工件的轉(zhuǎn)動方向是順時針用G02，反之用G03。 (2) 書寫格式為：_030217FJIRYXGGG_030218FKIRZXGGG_030219FKJRZYGGG第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 3 3 例 編出加工圖所示零件程序。 1.使用絕對值且R方式：O0100N0010 G92 X0 Y0；N0020 G90 G17 G00 X40 Y-40 S600

4、T01 M03；N0030 G01 X-80 Y-40 F200；N0040 G01 X-80 Y-20；N0050 G02 X-40 Y20 R40 F100；N0060 G03 X20 Y80 R60；N0070 G01 X40 Y80 F200；N0080 Y-40；N0090 G00 X0 Y0 M02；第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 3 3 2.使用增量值且I、J方式： O0200 N0010 G92 X0 Y0； N0020 G91 G17 G00 X40 Y-40 S600 T01 M03； N0030 G01 X-120 Y0 F200； N0040 X0 Y20；

5、N0050 G02 X40 Y40 I40 J0 F100； N0060 G03 X60 Y60 I0 J60； N0070 G01 X20 F200； N0080 Y-120； N0090 G00 X-40 Y40 M02； 4. 4.暫停暫停( (延遲延遲) )指令（指令（G04G04） 主要用于光整加工 書寫格式為： G04 10第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 4 41.1.刀具半徑補償指令（刀具半徑補償指令（G41G41、G42G42、G40G40）1.1 刀具半徑補償概念實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，刀位點的運動軌跡即加工路線應(yīng)該與零件輪廓曲線有一

6、個半徑值大小的偏移量。 使刀具的刀位點正確運動有兩種方式： 1) 加工前計算出刀位點運動軌跡， 再編程加工； 2) 按零件輪廓的坐標數(shù)據(jù)編程， 由系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓和刀具半徑R 自動計算出刀具中心軌跡。三三. . 刀具補償指令刀具補償指令第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 4 41.2 刀具半徑補償指令 G41為刀具左補償，指順著刀具前進方向看，刀具偏在工件輪廓的左邊； G42為刀具右補償，指順著刀具前進方向看，刀具偏在工件輪廓的右邊； G40為取消刀補。書寫格式： 1G41、G42與G00，G01配合使用。 2G41、G42與G02，G03配合使用。X Y D；42410100GGGGD

7、；4241GGX Y R；0302GG第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 4 41.3 1.3 刀具半徑補償過程刀具半徑補償過程刀具半徑補償執(zhí)行過程一般分為三步： ( (1)刀具補償建立(2)刀具補償進行 (3)刀具補償撤消刀具補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利用刀具補償功能作粗、精加工余量補償；2刀具磨損后，重輸?shù)毒甙霃剑槐匦薷某绦颍?利用刀補功能進行凹凸模具的加工。第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 4 4例 銑削加工圖所示的輪廓，采用20的立式銑刀。O0010N010 G92 X0 Y0；N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01 S80

8、0 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； YXO 70602020ABCDEFGR40R4012010040 O第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 4 42.2.刀具長度補償指令（刀具長度補償指令（G43G43、G44G44）用于刀具軸向（Z方向）補償，可使刀具在Z方向上的實際位移大于或小于程序給定值。即：書寫格式：

9、執(zhí)行結(jié)果：正偏置G43：Z實際值=Z指令值+（H）負偏置G44：Z實際值=Z指令值-（H）G40為取消刀補。 Z 向?qū)嶋H位移量程序給定值 補償值可正可負Z H； 4443GG第三節(jié) 常用準備功能指令編程方法教案教案 4 4 數(shù)控加工中，某些加工動作循環(huán)已經(jīng)典型化。 例如，鉆孔、鏜孔的動作是孔位平面定位、快速引進、工作進給、快速退回等，這樣一系列典型的加工動作已經(jīng)預(yù)先編好程序，存儲在內(nèi)存中，可用包含G代碼的一個程序段調(diào)用，從而簡化編程工作。 這種包含了典型動作循環(huán)的G代碼稱為循環(huán)指令，通常用G80G89。四四. . 固定循環(huán)指令固定循環(huán)指令第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理教案教案 4 41 1數(shù)控加工

10、工藝的內(nèi)容十分具體數(shù)控加工工藝的內(nèi)容十分具體 通用機床上由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時轉(zhuǎn)變成為編程人員必須事先具體設(shè)計和具體安排的內(nèi)容。2 2數(shù)控加工的工藝處理相當嚴密數(shù)控加工的工藝處理相當嚴密 在進行數(shù)控加工的工藝處理時，必須注意到加工過程中的每一個細節(jié)，考慮要十分嚴密。編程人員不僅必須具備較扎實的工藝基礎(chǔ)知識和較豐富的工藝設(shè)計經(jīng)驗，而且必須具有嚴謹踏實的工作作風。二二. . 數(shù)控編程中工藝處理的內(nèi)容數(shù)控編程中工藝處理的內(nèi)容一一. . 數(shù)控加工工藝特點數(shù)控加工工藝特點數(shù)控加工的合理性分析、零件的工藝性分析、工藝過程和工藝路線的確定、零件安裝方法的

11、確定、選擇刀具和確定切削用量。第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理教案教案 4 41.1.合理確定零件的加工路線合理確定零件的加工路線 零件的加工路線：數(shù)控機床加工過程中刀具刀位點相對于被加工零件的運動軌跡和運動方向。確定加工路線的原則：1應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求；2應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間；3應(yīng)使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。a) b) c) 三三. . 數(shù)控編程中工藝處理的幾個問題數(shù)控編程中工藝處理的幾個問題第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理教案教案 4 42.2.合理選擇對刀點、換刀點合理選擇對刀點、換刀點(1)刀位點：用來表示刀具在機床上的位置。如圖,立銑

12、刀指刀具軸線與刀具底面的交點，球頭銑刀指球頭銑刀的球心，車刀和鏜刀指刀尖，鉆頭指鉆尖。第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理教案教案 4 4 刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置，用符號 表示。 在數(shù)控機床上加工零件時，刀具刀位點相對零件運動的起始點。用符號 表示。選擇對刀點的原則： 1.要便于數(shù)學(xué)處理和簡化編程； 2.在機床上找正容易，加工中檢查方便； 3.引起的加工誤差小。(2)起刀點 (對刀點、程序起點)：(3)換刀點：第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理教案教案 4 43.3.合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量(1)選用和設(shè)計夾具應(yīng)遵循的原則(2)數(shù)控加工的刀具要求精度高、剛性好、

13、耐用度高、尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便，因而需采用優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。(3) 選擇切削用量的原則四四. . 合理編制工藝文件合理編制工藝文件 數(shù)控加工工藝文件主要有：工序卡、刀具調(diào)整單、零件的加工程序單等。 1. 1. 工序卡工序卡 2. 2. 刀具調(diào)整單刀具調(diào)整單 3. 3. 機床調(diào)整單機床調(diào)整單 4. 4. 數(shù)控加工程序單數(shù)控加工程序單第五節(jié) 編程中的數(shù)值計算教案教案 5 51.1.基點和節(jié)點的計算基點和節(jié)點的計算基點：構(gòu)成零件輪廓的兩相鄰幾何元素的交點或切點。節(jié)點：在誤差允許范圍內(nèi)，逼近非圓曲線的若干個直線段或圓弧段的交點。2.2.刀位點軌跡的計算刀位點軌跡的計算刀位點運

14、動軌跡與零件輪廓曲線不完全重合，對沒有刀具半徑補償功能的經(jīng)濟型數(shù)控機床，編程時需計算出刀位點運動軌跡。3.3.輔助計算輔助計算輔助計算包括：輔助程序計算、脈沖數(shù)計算、尖角過渡計算、增量計算。一一. . 數(shù)值計算的主要內(nèi)容數(shù)值計算的主要內(nèi)容第五節(jié) 編程中的數(shù)值計算教案教案 5 5方法：選定零件坐標系，列出各直線和圓弧的解析方程：將兩相鄰幾何元素的方程聯(lián)立起來，可解出各交點或切點的坐標。 若數(shù)控機床沒有刀具半徑補償功能，由直線和圓弧組成的零件輪廓，需要根據(jù)零件輪廓和刀具半徑計算出刀位點軌跡上的基點坐標。方法為：選定零件坐標系，列出各直線和圓弧的等距線解析方程： 將兩相鄰幾何元素的等距線方程聯(lián)立起來

15、，可求出刀位點軌跡的基點坐標值。222)()(0RyxcByAx=-+-=+hx，圓?。褐本€：22222()()(），圓?。褐本€：刀刀rRyxBArcByAx=+=+hx二二. . 直線和圓弧組成的零件輪廓的基點計算直線和圓弧組成的零件輪廓的基點計算第五節(jié) 編程中的數(shù)值計算教案教案 5 51以起點A為圓心，以 為半徑作圓2求PT的斜率以下方程聯(lián)立求點坐標:、則()()222允d=-+-aayyxx允d()ppyx,()ttyx ,()()()()=-=-+-=-曲線方程曲線切線方程圓方程（）（圓切線方程允)()()222tttptptapapapapptptxfyxfxxyyxxyyyyxxx

16、xyydptptxxyyk-=三三. . 非圓曲線的節(jié)點計算非圓曲線的節(jié)點計算a a）基本原理）基本原理b) b) 計算步驟計算步驟第五節(jié) 編程中的數(shù)值計算教案教案 5 53.過A點與直線PT平行的直線方程為：4.與曲線聯(lián)立求解B點 5.按以上各步驟依次求得各節(jié)點C，D。c）特點 各程序段誤差均相等，程序段數(shù)目最少，但數(shù)值計算過程較復(fù)雜，需借助計算機。=-=-)()(xfyxxkyyaa)(aaxxkyy-=-()bbyx ,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計算教案教案 5 5 數(shù)控加工誤差數(shù)加是由編程誤差編、機床誤差機、定位誤差定、對刀誤差刀等誤差綜合形成。即：數(shù)加=f(編+機+定+刀) 其中：（1）編

17、程誤差編由逼近誤差、圓整誤差組成。（2）機床誤差機由數(shù)控系統(tǒng)誤差、進給系統(tǒng)誤差等原因產(chǎn)生。 （3）定位誤差定是當工件在夾具上定位、夾具在機床上定位時產(chǎn)生的。（4）對刀誤差刀是在確定刀具與工件的相對位置時產(chǎn)生。四四. .數(shù)控加工誤差的組成數(shù)控加工誤差的組成第六節(jié) 自動編程簡介教案教案 5 51. 1. 自動編程的類型及特點自動編程的類型及特點(1)語言式自動編程2. 2. 自動編程系統(tǒng)的信息處理過程自動編程系統(tǒng)的信息處理過程(1)語言式自動編程系統(tǒng)的信息處理過程(2)圖形交互式自動編程系統(tǒng)的信息處理過程3. 3. 自動編程的發(fā)展趨勢自動編程的發(fā)展趨勢 (1)發(fā)展具有完善的工藝處理功能的自動編程

18、(2)實物模型自動編程(4)在線編程一一. .數(shù)控編程的方法數(shù)控編程的方法二二. .自動編程自動編程1.1.手工編程手工編程2.2. 自動編程自動編程(2)圖形交互式自動編程(3)語音式自動編程(5)視覺編程第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)控車床的程序編制數(shù)控車床的程序編制第三章 數(shù)控加工編程第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)控銑床的程序編制數(shù)控銑床的程序編制第一節(jié) 數(shù)控車床的程序編制教案教案 車削零件編程原點的X向零點應(yīng)選在零件的回轉(zhuǎn)中心。Z向零點一般應(yīng)選在零件的右端面、設(shè)計基準或?qū)ΨQ平面內(nèi)。二二. .設(shè)定編程原點設(shè)定編程原點一一. .數(shù)控車削加工編程的特點數(shù)控車削加工編程的特點第一節(jié) 數(shù)控車床的程序編制教案教案 1. 1.

19、 外圓車削循環(huán)指令外圓車削循環(huán)指令G90G90書寫格式：G90 X（U） Z（W） F；例1 編寫車削如圖零件程序N0050 G90 X50 Z-30 F50；執(zhí)行結(jié)果：刀具從A點快進到B點，再從B點切削到C點，然后從C點退刀至D點，最后刀具又快速返回到A點。 90f 60f 50fABCDZX pO3010三三. .車削固定循環(huán)指令車削固定循環(huán)指令第一節(jié) 數(shù)控車床的程序編制教案教案 2. 2. 外圓錐面循環(huán)指令外圓錐面循環(huán)指令G90G90書寫格式：G90 X（U） Z（W） I F；X、Z為切削終點的坐標值，U、W為切削終點相對于循環(huán)起點的增量值，I（或R）為錐體兩端的半徑之差，即 ，F(xiàn)為進

20、給速度。2dDI-=例2 編寫車削如圖零件程序N0050 G90 X40 Z20 I-5 F30；N0060 X30；N0060 X20；執(zhí)行結(jié)果：刀具從A點快進到B點，再從B點切削到C點，然后從C點退刀至D點，最后刀具又快速返回到A點；如此又走刀：，每次循環(huán)都退回到A點。第一節(jié) 數(shù)控車床的程序編制教案教案 3.3.螺紋切削循環(huán)指令螺紋切削循環(huán)指令G92G92 螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)切入和切出的空刀行程 、 ，用以避免升降速過程對螺紋質(zhì)量的影響。實際刀具行程：（1）書寫格式：G92 X（U） Z（W） F； G92 X（U） Z（W） I F；LL1L212WLLL=+2L1L第一節(jié) 數(shù)控車床

21、的程序編制教案教案 例 在數(shù)控機床上加工如圖零件的外螺紋，先用1號刀精車螺紋的外表面，再用2號刀加工螺紋，試編寫程序。解：1）計算螺紋尺寸螺紋外徑40-0.86624=39.6；螺紋牙深=0.64952=1.299；螺紋內(nèi)徑39.6-21.299=37.0。 303ZM402Xo（2）螺紋加工尺寸計算螺紋標注為：M402 令螺紋全高0.866；螺紋外徑公稱直徑-/；螺紋牙深=0.6495；螺紋內(nèi)徑螺紋外徑-2螺紋牙深。第一節(jié) 數(shù)控機床的程序編制教案教案 7 72.編程如下： （螺紋分4次切削）O0010N0010 G92 X200.0 Z100.0；N0020 G00 X39.6 Z2.0 S

22、600 T0101 M03； N0030 G01 Z-31.5 F100；N0040 G00 X200.0 Z100.0；N0050 M01；計劃停止（停機檢查）N0060 T0202；N0070 G00 X41.0 Z5.0 S200 M08 M03； N0080 G92 X38.7 Z-31.5 F2.0；加工螺紋N0090 X37.8；N0100 X37.3；N0110 X37.0；N0120 G00 X200.0 Z100.0 M09；M09關(guān)切削液N0130 M30；紙帶結(jié)束303oM402ZX第一節(jié) 數(shù)控機床的程序編制教案教案 4.4.端面切削循環(huán)指令端面切削循環(huán)指令G94G94書

23、寫格式：G94 X（U） Z（W） F；（平端面） G94 X（U） Z（W） I F；（帶錐度端)5.5.復(fù)合固定循環(huán)指令復(fù)合固定循環(huán)指令G71G71、G70G701).直徑粗車循環(huán)指令G71如圖,A點是粗加工循環(huán)起始點，加工路線為：ABCDEA，書寫格式：G71 U(d) R(e) ；G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F- S- T-；2).精車循環(huán)指令G70 書寫格式： G70 P(ns) Q(nf) ； 第一節(jié) 數(shù)控機床的程序編制教案教案 例 加工如圖的零件，試編寫程序清單。O0010N0010 G92 X200 Z220;N0020 G00 X160 Z180 S6

24、00 M03;N0030 G71 U7 R1;N0040 G71 P0050 Q0110 U4 W2 F30;N0050 G00 X40 S800;N0060 G01 W-40 F15;N0070 U20 W-30;N0080 X60 W-20;N0090 X100 W-10;N0100 W-20;N0110 X140 W-20;N0120 G70 P0050 Q0110; N0130 G00 X200 Z220 M02;第一節(jié) 數(shù)控機床的程序編制教案教案 例 加工如圖零件，要求精車所有外形，不留加工余量。解： 1. 1. 分析零件圖紙、確定加工工藝過程分析零件圖紙、確定加工工藝過程1)選擇刀

25、具并畫出刀具布置圖根據(jù)要求選用三把刀：1號刀車外圓，2號刀切槽，刀刃寬4mm，3號刀車螺紋。換刀點、起刀點在（200、300）。四四. .車削加工編程實例車削加工編程實例第一節(jié) 數(shù)控機床的程序編制教案教案 2)工藝路線首先車削外形，再切槽，最后車螺紋。3)確定切削用量車外圓：主軸轉(zhuǎn)速為S600r/min，進給速度為F150/min；切槽：主軸轉(zhuǎn)速為S300r/min，進給速度為F100/min；車螺紋：主軸轉(zhuǎn)速為S200r/min，進給速度為F1.0/r。2. 2. 數(shù)值計算數(shù)值計算螺紋外徑=12-0.8661411.8；螺紋牙深=0.64951=0.6495；螺紋內(nèi)徑螺紋外徑-2螺紋牙深11

26、.8-20.6495=10.5。第一節(jié) 數(shù)控機床的程序編制教案教案 3. 3. 編寫程序編寫程序O0010N0010 G50 X200.0 Z300.0；（建立工件坐標系）N0020 G00 X0 Z1.0 S600 T0101 M03 M08；（快進到接近點）N0030 G01 Z0.0 F150；（工進到）N0040 X10.0；（車端面）N0050 X11.8 Z-0.9；（倒角）N0060 Z-14.0；（車螺紋外表面）N0070 X16.0 Z-18.0；（車錐面）N0080 X10.0 Z-38.0；（車倒錐面）N0090 G02 X18.0 Z-42.0 I4.0 K0.0；（順

27、圓加工）N0100 G03 X24.0 Z-45.0 I0.0 K-3.0；（逆圓加工）N0110 G01 Z-52.0；（車大外徑）N0120 G00 X200.0 Z300.0 T0100 M05 M09；（快回到換刀點）第一節(jié) 數(shù)控機床的程序編制教案教案 N0130 X16.0 Z-14.0 S300 T0202 M03 M08；N0140 G01 X9.0 F100；（切槽）N0150 G04 P5.0；（延時5s ）N0160 G00 X200.0；（徑向退刀）N0170 Z300.0 T0200 M05 M09；（快回到換刀點）N0180 X16.0 Z3.0 S200 T0303

28、 M03 M08；N0190 G92 X11.3 Z-12.0 F1.0；（以下分三刀切削螺紋）N0200 X10.9；N0210 X10.6；N0220 G00 X200.0 Z300.0 T0300 M05 M09；（快回到換刀點）N0230 X30.0 Z-54.0 S300 T0202 M03 M08；N0240 G01 X0.0 F100；（切斷）N0250 G00 X200.0 Z300.0 T0200 M02；（結(jié)束） 第二節(jié) 數(shù)控銑床的程序編制教案教案 銑削零件的編程原點，X、Y向零點一般可選在設(shè)計基準或工藝基準的端面或孔的中心線上，對于有對稱部分的工件，可以選在對稱面上，以便

29、用鏡像等指令來簡化編程。Z向的編程原點，習慣選在工件上表面，這樣當?shù)毒咔腥牍ぜ骦向尺寸字均為負值，以便于檢查程序。二二. . 設(shè)定編程原點設(shè)定編程原點一數(shù)控銑削加工編程的特點一數(shù)控銑削加工編程的特點第二節(jié) 數(shù)控銑床的程序編制教案教案 1.1.工件坐標系設(shè)定指令（工件坐標系設(shè)定指令（G54G54G59G59）如圖零件，下面兩種代碼是等效的：（1）N0010 G92 X100 Y200； N0020 G00 X10 Y30；（2）預(yù)先設(shè)置G54原點偏置寄存器：X（-100）、Y（-200）代碼：N0010 G54 G00 X10 Y30；2.2.鏡像加工指令（鏡像加工指令（G11G11、G12G12、G13G13）書寫格式：G11 N*. *. * Y軸G12 N*. *. * X軸G13 N*. *. * 原點O 三三. .數(shù)控銑床編程中的特殊功能指令數(shù)控銑床編程中的特殊功能指令3 0YX2第二節(jié) 數(shù)控銑床的程序編制教案教案 3.3.固定循環(huán)指令（孔加工）固定循環(huán)指令（孔加工）1).孔加工循環(huán)的組成動作2).孔加工循環(huán)指令格式：書寫格式： G98（G99） G_ X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_；ABR2345R12345RABz快速退回快速定位到空上方快速退回初始平面初始平面安全高度平面z第二節(jié) 數(shù)控銑床的程序編制教案教案 3).部分固