數(shù)控機床編程應(yīng)用與舉例

第五章數(shù)控機床編程第一節(jié)概述第二節(jié)數(shù)控機床的坐標(biāo)系第三節(jié)Ｇ指令編程應(yīng)用與舉例第四節(jié)數(shù)控加工程序編制舉例第五節(jié)程序編制中的數(shù)學(xué)處理第六節(jié)自動編程1第一節(jié)概述二、數(shù)控編程的代碼三、數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)四、最小設(shè)定單位一、什么是數(shù)控編程?2在數(shù)控編程以前，首先對零件圖紙規(guī)定的技術(shù)要求、幾何形狀、加工內(nèi)容、加工精度等進(jìn)行分析；在分析的基礎(chǔ)上確定加工方案、加工路線、對刀點、刀具和削用量等；然后進(jìn)行必要的坐標(biāo)計算。在完成工藝分析并獲得坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，將確定的工藝過程、工藝參數(shù)、刀具位移量與方向以及其它輔助動作，按走刀路線和所用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼及程序格式編制出程序單，經(jīng)驗證后通過MDI、RS232C接口、USB接口等多種方式輸入到數(shù)控系統(tǒng)，以控制數(shù)控機床自動加工。這種從分析零件圖紙開始，到獲得數(shù)控機床所需的數(shù)控加工程序的全過程叫做數(shù)控編程（NCProgramming）。一、數(shù)控編程的概念3（1）數(shù)控編程的步驟完成零件圖紙確定工藝過程計算加工軌跡和加工尺寸編寫程序單校核制作控制介質(zhì)程序校驗和試切檢驗NYNY1.確定工藝過程考慮通用的一般工藝原則考慮充分發(fā)揮數(shù)控機床的指令功能走刀次數(shù)少對毛坯的基準(zhǔn)面和余量有一定要求走刀路線短換刀次數(shù)少加工安全可靠要求：4（1）數(shù)控編程的步驟完成零件圖紙確定工藝過程計算加工軌跡和加工尺寸編寫程序單校核制作控制介質(zhì)程序校驗和試切檢驗NYNY2.計算加工軌跡和加工尺寸在規(guī)定的坐標(biāo)系中計算:零件輪廓和刀具運動軌跡的坐標(biāo)值xY直線：起點、終點坐標(biāo)幾何元素的交點、切點坐標(biāo)刀具中心運動軌跡坐標(biāo)圓?。浩瘘c、終點、圓心坐標(biāo)、半徑5（1）數(shù)控編程的步驟完成零件圖紙確定工藝過程計算加工軌跡和加工尺寸編寫程序單校核制作控制介質(zhì)程序校驗和試切檢驗NYNY3.編寫程序單按一定的格式，用規(guī)定的代碼逐段編寫加工程序另外：填寫相關(guān)的工藝文件數(shù)控加工工序卡片數(shù)控刀具卡片機床調(diào)整單6（1）數(shù)控編程的步驟完成零件圖紙確定工藝過程計算加工軌跡和加工尺寸編寫程序單校核制作控制介質(zhì)程序校驗和試切檢驗NYNY4.制作控制介質(zhì):將程序單的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上。5.程序校驗和試切削:檢查方法:機床空運轉(zhuǎn)圖形顯示:顯示刀具軌跡動態(tài)模擬:模擬刀具與工件的加工過程首件試切:零件的加工精度零件的表面粗糙度7（2）數(shù)控編程的方法分類手工編程和自動編程。①手工編程手工編程是指由人工完成數(shù)控編程的全部工作，包括零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、程序編制等。

具備機械工藝知識數(shù)值計算能力熟悉數(shù)控代碼、編程規(guī)則編程人員：適合于：幾何形狀比較簡單的零件/一般的點位加工零件經(jīng)濟、省時8（2）數(shù)控編程的方法分類②自動編程自動編程是指由計算機來完成數(shù)控編程的大部分或全部工作，如數(shù)學(xué)處理、加工仿真、數(shù)控加工程序生成等。自動編程方法減輕了編程人員的勞動強度，縮短了編程時間，提高了編程質(zhì)量，同時解決了手工編程無法解決的復(fù)雜零件的編程難題，也利于與CAD的集成。工件表面形狀越復(fù)雜，工藝過程越繁瑣，自動編程的優(yōu)勢就越明顯。編程人員：零件源程序圖形交互構(gòu)件建幾何圖形適合于：幾何形狀復(fù)雜的零件/有復(fù)雜曲面的零件幾何形狀并不復(fù)雜，但程序量很大的零件9（一）穿孔帶及其代碼（二）G指令、M指令及其它指令二、數(shù)控編程的代碼國際上通用的八單位數(shù)控穿孔帶有ISO和EIA代碼。1.G指令——準(zhǔn)備功能功能：規(guī)定機床運動軌跡、坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補償、暫停等操作。組成：G后帶二位數(shù)字組成，共后有100種（G00～G99）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。101、G指指令——準(zhǔn)備功功能G指令按功功能分成若若干組：第(2)欄欄標(biāo)有字母母,且字字母相同的的G代碼為為同一組，，不同組的的G代碼在在同一個程程序段中可可以有多個個；同組的的G代碼在在同一個程程序段中,只能能出現(xiàn)一個個。N03G01G17X20；N04G00G01X20Y50；第(2)欄欄標(biāo)有字母母的:對應(yīng)的G指指令為模態(tài)態(tài)代碼（續(xù)續(xù)效指令））續(xù)效指令：：（模態(tài)代代碼）這種代碼在在某個程序序段出現(xiàn)后后，其功能能就一直保保持有效,直到后后面程序段段中又出現(xiàn)現(xiàn)同組的另另一個代碼碼，原代碼碼才失效。。N01G01G17X20Y30M03M08;N02X50Y40;N03X70Y-20M00;N04G00X300Y500M05M09;N05………..…………非續(xù)效指令令：（非模態(tài)代代碼）其功能僅在在所出現(xiàn)的的程序段中中有效.112.M指令——輔助助功能M00：程程序暫停指指令執(zhí)行后，機機床的主軸軸、進(jìn)給、、冷卻液等等所有動作作全都自動動停止，程程序中全部部的模態(tài)信信息保持不不變。此時可進(jìn)行行一些比較較固定的手手工操作。。如測量工工件、換刀刀等。M01：任任選停止指指令（計劃劃停止指令令）執(zhí)行過程與與M00指指令相似，，但只有當(dāng)當(dāng)控制面板板上“任選選停止”按按鈕被按下下時，該指指令才有效效；否則該該指令不起起作用。主要用于：：在加工一批批工件時，，對工件上上的關(guān)鍵尺尺寸進(jìn)行停停機抽樣檢檢測。122.M指令——輔助助功能M02：：程序結(jié)束束指令用在程序的的最后一個個程序段中中，表示程程序結(jié)束。。該指令執(zhí)行行后，機床床的主軸、、進(jìn)給、冷冷卻液等所所有動作全全都自動停停止；整個個系統(tǒng)復(fù)位位，加工結(jié)結(jié)束。執(zhí)行后，程程序的內(nèi)部部指針停在在程序的最最后；若要要再次運行行程序，需需要重新調(diào)調(diào)用。M30：：程序結(jié)束束指令執(zhí)行過程與與M02指指令相似,用在程序的的最后一個個程序段中中，表示程程序結(jié)束。。執(zhí)行后，程程序的內(nèi)部部指針停在在程序的開開頭；若要要再次運行行程序，不不需要重新新調(diào)用；按按下控制面面板上“循循環(huán)啟動””按鈕即可可。132.M指令——輔助助功能M03：主主軸正轉(zhuǎn)指指令指令執(zhí)行后后，機床主主軸正轉(zhuǎn)啟啟動。M04：主主軸反轉(zhuǎn)指指令指令執(zhí)行后后，機床主主軸反轉(zhuǎn)啟啟動。M05：主主軸停止指指令指令執(zhí)行后后，機床主主軸停止轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。M06：換換刀指令執(zhí)行后，車車床：刀塔塔轉(zhuǎn)位換刀刀加工中心：：從刀庫取取刀、換刀刀143.F、S、T、、D指指令F指令——進(jìn)給給速度指令令組成：F后后帶若干干位數(shù)字，，如F150、F3500等。它它是模態(tài)指指令。單位位：mm/min（（米制）或in/min（英制）S指令（切削速度度）———主軸轉(zhuǎn)速速指令組成：S后后帶若干干位數(shù)字，，如S500、、S3500等等。它是模模態(tài)指令。。單位：r/min。T指令——刀具具號指令組成：T后后跟兩位位數(shù)字，如如T11、、D02等非模態(tài)指令。。指定所選擇擇的刀具號號/刀刀具補償償號例M06T02選擇第2號號刀具，進(jìn)進(jìn)行換刀（（銑床床）15三、數(shù)控加加工程序的的結(jié)構(gòu)（一）程序序的組成一個完整的的數(shù)控加工工程序由程程序名、程程序體和程程序結(jié)束三三部分組成成。程序名是一個程序序必需的標(biāo)標(biāo)識符。由由地址符后后帶若干位位數(shù)字組成成。地址符符常見的有有：“%”、、“O”、、“P”等。程序體表示數(shù)控加加工要完成成的全部動動作，是整整個程序的的核心。由由許多程序序段組成，，每個程序序段由一個個或多個指指令構(gòu)成。。程序結(jié)束是以程序結(jié)結(jié)束指令M02或或M30，結(jié)束束整個程序序的運行。。16（二）程序序段格式目前廣泛采采用地址符符可變程序序段格式（（字地址程程序段格式式）。地址符可變變程序段格格式的特點：程序段中的的每個指令令均以字母母（地址符符）開始，，其后再跟跟數(shù)字或無無符號的數(shù)數(shù)字。指令字在程程序段中的的順序沒有有嚴(yán)格的規(guī)規(guī)定，即可可以任意順順序的書寫寫。上段相同的的摸態(tài)指令令（包括G、M、F、、S及及尺寸指令令等）可以以省略不寫寫。17程序舉例及及說明%0021N01G91G00X50Y60；N02G01X100Y500F150S300T12M03；N03X200Y350；：：：：：：N10G00X-50Y-60M02；程序段開頭頭代碼字：具具體指令程序段結(jié)束束符程序段號地址符帶帶符符號數(shù)字程序開頭程程序序編號整個程序結(jié)結(jié)束程序段：表表示一個完完整的加工工工步或動動作10個程序序段18代碼字(指指令字):地址符功能后跟數(shù)字意義OP%表示程序號0000~9999指定程序編號N程序段號0~9999指定程序段號G準(zhǔn)備功能00~99機床運動狀態(tài)XYZIJKR坐標(biāo)字±0.001~9999.999坐標(biāo)軸移動坐標(biāo)圓弧中心坐標(biāo)、半徑F進(jìn)給功能1~12000mm/min指定進(jìn)給速度S主軸轉(zhuǎn)速0~9999r/min指定主軸轉(zhuǎn)速M輔助功能00~99機床電器開/關(guān)T刀具功能1~100刀具編號/偏置19（三）、主主程序和子子程序主程序：N01__；N02__；N11調(diào)用子程序序1；N28調(diào)用子程序序8；NXX__M02；子程序1：N01__；；NXX__M99；子程序8：N01__；；NXX__M99；20四、最小設(shè)設(shè)定單位數(shù)控機床的的數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)出一個個脈沖指令令后，經(jīng)伺伺服系統(tǒng)的的轉(zhuǎn)換、放放大、反饋饋后推動機機床上的工工件（或刀刀具）實際際移動的最最小位移量量，叫做數(shù)數(shù)控機床的的最小設(shè)定定單位（脈脈沖當(dāng)量））。移動軸尺寸單位旋轉(zhuǎn)軸尺寸單位英制英寸度公制毫米度脈沖當(dāng)量:移移動軸脈沖沖當(dāng)量旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸脈沖當(dāng)當(dāng)量直線位移：：0.001mm/脈沖角位移：0.001度/脈脈沖21第二節(jié)數(shù)數(shù)控機床的的坐標(biāo)系一、直線進(jìn)進(jìn)給和圓周周進(jìn)給運動動坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系系(基基本坐標(biāo)系系)：是是一個右手手笛卡兒坐坐標(biāo)系統(tǒng)，，它由三個個互為垂直直的直線坐坐標(biāo)軸X、、Y、、Z組成成，它們之之間的相互互關(guān)系由右右手定則決決定，見圖圖。圖中各各手指所指指的方向為為各坐標(biāo)軸軸的正向。?；剞D(zhuǎn)坐標(biāo)的的命名：圍圍繞X、、Y、、Z軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸分分別稱為A、B、、C，，其方向的的正負(fù)由右右手螺旋法法則而定。。見圖。附加坐標(biāo)軸軸的命名：：平行于標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系系中相應(yīng)坐坐標(biāo)軸的進(jìn)進(jìn)給軸，稱稱為附加坐坐標(biāo)軸，分分別用軸U、V、、W表表示。22右手笛卡兒兒坐標(biāo)23在編程中，，坐標(biāo)軸的的方向總是是刀具相對對工件的運運動方向，，用X、、Y、、Z、、A、、B、、C等表示示。在實際際中，對數(shù)數(shù)控機床的的坐標(biāo)軸進(jìn)進(jìn)行標(biāo)注時時，根據(jù)坐坐標(biāo)軸的實實際運動情情況，用工件相對刀具的運動方向向進(jìn)行標(biāo)注注，此時需需用X'、、Y'、Z'、、A'、、B'、C'等表示示，以示區(qū)區(qū)別。顯然有：+X=-X'、+Y=-Y'、+Z=-Z'、+A=-A'、+B=-B'、+C=-C'標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：：即表示刀具具固定，工工件運動的的坐標(biāo)：X'、Y'、、Z'、A'、B'、C'按相對運動動關(guān)系：工工件運動方方向與刀具具運動方向向相反車床：刀具做實際際的進(jìn)給運運動銑床：工作臺帶著著工件做實實際的進(jìn)給給運動24坐標(biāo)軸的確確定順序和和方法：Z坐標(biāo)方方位：①對只有一個個主軸，且且主軸無擺擺動運動的的，則平行行主軸軸線線的坐標(biāo)軸軸為Z坐標(biāo)標(biāo)；②對沒有主軸軸或有多個個主軸的數(shù)數(shù)控機床，，則規(guī)定垂垂直于工件件裝夾面的的方向的坐坐標(biāo)軸為Z坐標(biāo)；；③對主軸能擺擺動，且在在擺動的范范圍內(nèi)只與與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)標(biāo)系中的某某一坐標(biāo)平平行的數(shù)控控機床，該該坐標(biāo)軸便便是Z坐坐標(biāo)；④對主軸能擺擺動，若在在擺動的范范圍內(nèi)與多多個坐標(biāo)平平行的數(shù)控控機床，則則取垂直于于工件裝夾夾面方向的的坐標(biāo)軸為為Z坐標(biāo)標(biāo)。Z坐標(biāo)正正方向：刀刀具遠(yuǎn)離工工件的方向向。25X坐標(biāo)（（軸）1.在刀刀具旋轉(zhuǎn)的的機床上（（銑床、鉆鉆床、鏜床床等）：①對Z軸線在在水平方向向的機床，，規(guī)定從刀刀具軸(主軸)向向工件看時時，X坐坐標(biāo)的正正方向指向向右邊。②對Z軸軸線在豎豎直方向且且為單立柱柱的機床，，規(guī)定由刀刀具向立柱柱看時，X坐標(biāo)標(biāo)的正方向向指向右邊邊。③對Z軸線在在豎直方向向且為雙立立柱的機床床（如：龍龍門機床）），規(guī)定由由刀具向左左立柱看時時，X坐坐標(biāo)的正正方向指向向右邊。2.在工工件旋轉(zhuǎn)的的機床上（（車床、磨磨床等）：：①X坐坐標(biāo)的方位位：是工件件的徑向并并平行于橫橫向拖板，，②X坐坐標(biāo)正方向向：是刀具具離開工件件旋轉(zhuǎn)中心心的方向。。26Y坐標(biāo)利用已確定定的X、、Z坐坐標(biāo)的正正方向，用用右手定則則或右手螺螺旋法則，，確定Y坐標(biāo)的的正方向。。右手定則：：大拇指指向向+X，，中指指指向+Z，則+Y方方向為食食指指向。。右手螺旋法法則：在XZ平面，，從Z至至X，，拇指所所指的方向向為+ＹＹ。27數(shù)控機床坐坐標(biāo)系示例例(a)數(shù)數(shù)控車床床(b)立式銑床28數(shù)控機床坐坐標(biāo)系示例例(c)臥臥式銑床(d)五五坐標(biāo)銑銑床Z軸:鏜鏜桿運動W軸:立柱運運動U軸:鏜鏜頭徑向運運動29二、機床坐坐標(biāo)系與工工件坐標(biāo)系系（一）機床床原點與機機床坐標(biāo)系系1.機床床原點機床坐標(biāo)系系的零點。。這個原點點是在機床床調(diào)試完成成后便確定定了，是機機床上固有有的點。機床原點的的建立：用用回零方式式建立。機床原點建建立過程實實質(zhì)上是機機床坐標(biāo)系系建立過程程。車床：機床床原點定義義在主軸旋旋轉(zhuǎn)中心線線與卡盤后后端面的交交點。立式銑床：：機床原點點定義在X向、Y向向工作臺和和Z向主軸軸箱向正方方向運動到到達(dá)的極限限位置。30二、機床坐坐標(biāo)系與工工件坐標(biāo)系系（一）機床床原點與機機床坐標(biāo)系系2.機床床坐標(biāo)系以機床原點點為坐標(biāo)系系原點的坐坐標(biāo)系，是是機床固有有的坐標(biāo)系系，它具有有唯一性。。機床坐標(biāo)系系是數(shù)控機機床中所建建立的工件件坐標(biāo)系的的參考坐標(biāo)標(biāo)系。(x,z)O機XZ31二、機床坐坐標(biāo)系與工工件坐標(biāo)系系（二）工件件原點與工工件坐標(biāo)系系工件原點：：為編程方便便在零件、、工裝夾具具上選定的的某一點或或與之相關(guān)關(guān)的點。該該點也可以以與對刀點點重合。工件坐標(biāo)系系：以工件原點點為零點建建立的一個個坐標(biāo)系，，編程時，，所有的尺尺寸都基于于此坐標(biāo)系系計算。現(xiàn)現(xiàn)代數(shù)控機機床均可設(shè)設(shè)置多個工工件坐標(biāo)系系，在加工工時通過G指令進(jìn)進(jìn)行切換。。工件原點偏偏置：工件隨夾具具在機床上上安裝后，，工件原點點與機床原原點間的距距離。O機起刀點O工32三、絕對坐坐標(biāo)與相對對坐標(biāo)1.絕對對坐標(biāo)：所有坐標(biāo)標(biāo)值均從某某一固定坐坐標(biāo)原點計計量的坐標(biāo)標(biāo)系。2.相對對坐標(biāo)：運動軌跡的的終點坐標(biāo)標(biāo)值是相對對于起點計計量的坐標(biāo)標(biāo)系。35151230ABXY絕對坐標(biāo)：：XA=30YA=35XB=12YB=15相對坐標(biāo)：：XB=-18YB=-20XA=18YA=2033第三節(jié)Ｇ指指令編程應(yīng)應(yīng)用與舉例例一、坐標(biāo)指指令二、快速定定位指令三、直線插插補指令四、圓弧插插補指令五、刀具半半徑補償指指令六、刀具長長度補償指指令七、暫停指指令34一、坐標(biāo)指指令1.G90指令G90指指令：表示示程序中的的編程尺寸寸值是在某某個坐標(biāo)系系下按其絕絕對坐標(biāo)給給定的。2.G91指令令G91指指令：表示示程序中編編程尺寸值值是相對于于本段的起起點，即編編程尺寸值值是本程序序段各軸的的移動值增增量，故G91又又稱增量坐坐標(biāo)指令。。3.G92指令令坐標(biāo)系設(shè)定定的預(yù)置寄寄存指令，，它只有在在采用絕對對坐標(biāo)編程程時才有意意義。規(guī)定了刀具具起刀點到到工件件原點的距距離。編程格式：：車床：G92X-Y-（相對坐標(biāo)標(biāo)指令）（絕對坐標(biāo)標(biāo)指令）（工件坐標(biāo)標(biāo)系設(shè)定指指令）銑床：G92X-Y-Z-354.平面面指令坐標(biāo)平面選選擇指令：：G17、G18、、G19分分別表示示規(guī)定的操操作在XY,ZX,YZ坐坐標(biāo)平面面內(nèi)。一、坐標(biāo)指指令對于三坐標(biāo)標(biāo)控制，任任意兩坐標(biāo)標(biāo)可聯(lián)動的的銑床和加加工中心：：默認(rèn)：XY平面選擇擇，此時時G17可可省略對于兩坐標(biāo)標(biāo)控制的機機床：如車床：只只有X軸、、Z軸構(gòu)成成的ZX平平面，無須須使用上述述指令36二、快速定定位指令G00指指令編程格式：：G00XaYbZc；功能：指令令刀具從當(dāng)當(dāng)前點，以以數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)預(yù)先調(diào)定定的快進(jìn)速速度，快速速移動到程程序段所指指令的下一一個定位點點（a、b、c)。格式車車床：G00X__Z__銑床：G00X__Y__Z__若用了G90：X、Y、Z值是運運動終點在在工件坐標(biāo)標(biāo)系下的坐坐標(biāo)值X、Y、Z值是運運動終點相相對于當(dāng)前前點的坐標(biāo)標(biāo)增量若用了G91：一般用作為為空行程運運動37三、直線插插補指令G01指指令編程格式：：G01XaYbZcFf；功能：指令令多坐標(biāo)（（2、、3坐坐標(biāo)）以聯(lián)聯(lián)動的方式式，按程序序段中規(guī)定定的合成進(jìn)進(jìn)給速度f，使使刀具相對對于工件按按直線方式式，由當(dāng)前前位置移動動到程序段段中規(guī)定的的位置（a、b、c），當(dāng)前前位置是直直線的起點點，為已知知點，而程程序段中指指定的坐標(biāo)標(biāo)值即為終終點坐標(biāo)。。若用了G90：X、Y、Z值是運運動終點在在工件坐標(biāo)標(biāo)系下的坐坐標(biāo)值若用了G91：X、Y、Z值是運運動終點相相對于當(dāng)前前點的坐標(biāo)標(biāo)增量車床：G01X__Z__F__銑床：G01X__Y__Z__F__38舉例一一銑削加工圖圖示輪廓，，P為起刀刀點，刀具具由P點快快速移至A點，然后后沿A—B—O—A方向銑削削，再快速速返回P點點。編寫加加工程序。。絕對坐標(biāo)編編程%1050N10G92X28Y20Z0;N20G90G00X16S600M03;N30G01X-8Y8F100;N40X0Y0;N50X16Y20;N60G00X28M02;相對坐標(biāo)編編程%1050N10G92X28Y20Z0;(可省)N20G91G00X-12S600M03;N30G01X-24Y-12F100;N40X8Y-8;N50X16Y20;N60G00X12Y0M02;39精車圖示零零件輪廓(ф40外圓不加加工),設(shè)設(shè)A為起刀刀點,刀刀具由A點點快進(jìn)至B點(在工工件右端面面前2mm),然然后沿B——C—D——E—F方方向切削削,再快快退至A點點.舉例二二直徑方式、、絕對對坐標(biāo)編程程O1030N01G92X50Z10;N02G90G00X20Z2M03S600;N03G01X20Z-14F100;N04X28Z-38;N05Z-48;N06X42;N07G00X50Z10;N08M02;40四、圓弧插插補指令G02、、G03指令編程格式：：G02(G03)X-Y-I-J-F-LF；G02順順時針圓弧弧插補，G03：逆逆時針圓弧弧插補。續(xù)效指令41沿垂直于圓圓弧所在平平面的坐標(biāo)標(biāo)軸的負(fù)方方向觀察，，來判別圓圓弧的順、、逆時針方方向。如圖圖所示。順、逆方向向判別規(guī)則則：從正向往負(fù)負(fù)向看例XY平平面的G0242四、圓弧插插補指令G02X__Y__I__J__F__G02X__Z__I__K__F__G02Y__Z__J__K__F__XY平面順時針圓弧弧插補ZX平面面YZ平面若用了G90：X、Y、Z值是圓圓弧終點在在工件坐標(biāo)標(biāo)系下的坐坐標(biāo)值若用了G91：X、Y、Z值是圓圓弧終點相相對于圓弧弧起點的坐坐標(biāo)增量另：F為刀刀具移動時時的合成進(jìn)進(jìn)給速度I、J、K是圓弧起點點相對于圓圓心的坐標(biāo)標(biāo)增量注：1.用用G02、、G03之之前，一般般要先用G17、G18、G19指定定平面2.G02、G03指令令中X、Y、Z、/I、J、K必須須與指定平平面中的軸軸相對應(yīng)（I、J、、K是圓心相對對于圓弧起起點的坐標(biāo)標(biāo)增量）根據(jù)編程說說明書決定43四、圓弧插插補指令G02X__Y__R__F__R：圓弧半半徑G02X__Z__R__F__G02Y__Z__R__F__XY平面順順時針圓弧弧插補ZX平面面YZ平面若用了G90：X、Y、Z值是圓圓弧終點在在工件坐標(biāo)標(biāo)系下的坐坐標(biāo)值若用了G91：X、Y、Z值是圓圓弧終點相相對于圓弧弧起點的坐坐標(biāo)增量當(dāng)圓心角小小于180度時，R為正值；；否則為負(fù)負(fù)值。半徑R法44四、圓弧插插補指令銑削加工圖圖示零件，，設(shè)A為起起刀點，從從A點沿圓圓弧C1、、C2、C3到D點點停止，進(jìn)進(jìn)給速度為為100mm/min。絕對坐標(biāo)、圓心坐標(biāo)標(biāo)法編程%1002G92X0Y18Z0;G90G02X18Y0I0J18F100S300;G03X68Y0I-25J0;G02X88Y20I0J-20M02;相對坐標(biāo)、、圓心坐標(biāo)標(biāo)法編程%1002G91G02X18Y-18I0J18F100S300;G03X50Y0I-25J0;G02X20Y20I0J-20M02;45四、圓弧插插補指令絕對坐標(biāo)、、半徑R法編編程G92X0Y18Z0;G90G02X18Y0R18F100S300;G03X68Y0R25;G02X88Y20R-20M02;相對坐標(biāo)、、半徑R法編編程%1002G91G02X18Y-18R18F100S300;G03X50Y0R25;G02X20Y20R-20M02;46編程實例絕對坐標(biāo)編編程：%1001G92X-10Y-10Z0;N01G90G17G00X10Y10S300;N02G01X30F100;N03G03X40Y20I0J-10;N04G02X30Y30I0J-10;N05G01X10Y20;N06Y10;N07G00X-10Y-10M02;相對坐標(biāo)編編程：%1001N01G91G17G00X20Y20S300;N02G01X20F100;N03G03X10Y10I0J-10;N04G02X-10Y10I0J-10;N05G01X-20Y-10;N06Y-10;N07G00X-20Y-20M02;47五、刀具半半徑補償指指令G40、、G41、G42指指令G01(G02、G03)G41D__X__Y__；左刀補，沿沿加工方向向看刀具在在左邊G01(G02、G03)G42D__X__Y__；右刀補，沿沿加工方向向看刀具在在右邊刀具半徑補補償注銷G01(G02、G03)G40D__X__Y__；編程時假定定的理想刀刀具半徑與與實際使用用的刀具半半徑之差作作為偏置設(shè)設(shè)定在偏置置存儲器D01～～D99中。。在實際使使用的刀具具選定后，，將其與編編程刀具半半徑的差值值事先在偏偏置寄存器器中設(shè)定，，就可以實實現(xiàn)用實際際選定的刀刀具進(jìn)行正正確的加工工，而不必必對加工程程序進(jìn)行修修改。功能：R48絕對坐標(biāo)編編程%1001N01G92X-10Y-10Z0;N02S300M03;N03G90G17G00G42D01X10Y10;N04G01X30F100;N05G03X40Y20I0J-10;N06G02X30Y30I0J-10;N07G01X10Y20;N08Y10;N09G00G40X-10Y-10M02;相對坐標(biāo)編編程%1001N01S300M03N01G91G17G00G42D01X20Y20;N02G01X20F100;N03G03X10Y10I0J-10;N04G02X-10Y10I0J-10;N05G01X-20Y-10;N06Y-10;N07G00G40X-20Y-20M02;49六、刀具長長度補償指指令G40、G44、、G43指令令G01G43D__Z__；刀具長度正正補償G01G44D__Z__；刀具長度負(fù)負(fù)補償G01G40Z__；刀具長度注注銷編程程時時假假定定的的理理想想刀刀具具長長度度與與實實際際使使用用的的刀刀具具長長度度之之差差作作為為偏置置設(shè)定定在在偏偏置置存存儲儲器器D01～～D99中中。。在在實實際際使使用用的的刀刀具具選選定定后后，，將將其其與與編編程程刀刀具具長長度度的的差差值值事事先先在在偏偏置置寄寄存存器器中中設(shè)設(shè)定定，，就就可可以以實實現(xiàn)現(xiàn)用用實實際際選選定定的的刀刀具具進(jìn)進(jìn)行行正正確確的的加加工工，，而而不不必必對對加加工工程程序序進(jìn)進(jìn)行行修修改改。。功能能：：格式式：：(D00、、H00)50編程程位位置置實際際位位置置加工工A、、B、、C孔孔，，刀刀具具長長度度補補償償值值H01=-4.0%1002N1G91G00X120Y80M03；；N2G43Z-32H01；N3G01Z-21S200F100；；N4G04P2000；；N5G00Z21；；N6X30Y-50；；N7G01Z-41；；N8G00Z41；；N9X50Y30；；N10G01Z-25；；N11G04P2000；；N12G00Z57H00；N13X-200Y-60；；N14M02；；51七、、暫暫停停指指令令G04指指令令編程程格格式式：：G04X__或或G04F__;其中中：：X,F其其后后的的數(shù)數(shù)值值表表示示暫暫停停時時間間（（ms）），，或或是是刀刀具具、、工工件件的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)，，視視具具體體數(shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)而而定定。。功能能：：可使使刀刀具具作作短短時時的的無無進(jìn)進(jìn)給給運運動動用途途：：用于于車車削削環(huán)環(huán)槽槽、、鉆鉆孔孔等等光光整整加加工工；；用用作作時時間間匹匹配配，，對對于于那那些些動動作作較較長長的的外外部部，，或或者者為為了了使使某某一一操操作作有有足足夠夠的的時時間間可可靠靠的的完完成成，，可可在在程程序序中中插插入入該該指指令令。。52第四四節(jié)節(jié)數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編程程舉舉例例一、、數(shù)數(shù)控控銑銑削削加加工工程程序序編編程程平面輪廓、、立體輪廓廓：如凸輪、模模具、葉片片、螺旋槳槳。2～5坐標(biāo)標(biāo)數(shù)控銑床床加工。53G17G01G42X149997Y974H21;至E點G02X122565Y－－56043R72;E->FX54839Y－75443R93;F->GG01G42X-7539Y-68589H22;G02X-37601Y57855R69;G->HH->AG01G42X7955Y87463H23;A->BG02X102740Y89511R90;B->CX148525Y20984R95;X149997Y974R150;C->DD->EG01G40Y－－15000;54二、數(shù)控鉆鉆鏜攻絲加加工程序編編程固定循環(huán)動動作順序組組成：動作1X軸和Y軸的定位位動作2快快速移動動至R點平平面動作3孔孔加工動作4孔孔底的動動作動作5返返回到R點動作6快快速移動動至初始點點定位平面的的軸和鉆孔孔軸如表所所示。G代碼定位平面鉆孔軸G17XY平面ZG18ZX平面YG19YZ平面X55G54G90G00X-80Y-62;至孔1G43Z100H01S200M03;G98G81Z-90R2F50;孔深85＋＋5X-250;孔2X-375Y-80Z-120;孔3深115＋＋5X-355Y-133;孔4Y-185;孔5X-160Z-50;孔6X-80Y-150;孔7G80G00Z100M05;回到起始點點注：G54：選擇第第一加工坐坐標(biāo)系G98：固固定循環(huán)返返回到初始始點鉆孔后退到到R，R離離工件面2mmZYX056第五節(jié)程序序編制中的的數(shù)學(xué)處理理任務(wù)：根據(jù)據(jù)零件圖樣樣、加工路路線和允許許的加工誤誤差，計算算出數(shù)控裝裝置所需的的輸入數(shù)據(jù)據(jù)?；c和節(jié)點點的計算：：基點：零件件輪廓上各各幾何元素素之間的連連接點。直線與直線線的交點直線與圓弧弧的交點、、切點圓弧與圓弧弧的交點、、切點直線/圓弧弧與二次曲曲線的交點點、切點如果零件輪輪廓是由直直線與圓弧弧組成，數(shù)控機床具具有直線和和圓弧插補補功能刀具半徑補補償功能只要計算零零件輪廓基基點坐標(biāo)57一、非圓曲曲線節(jié)點的的計算如果零件輪輪廓是由非圓曲線組成，則數(shù)數(shù)值計算任任務(wù)稍繁瑣瑣。一般的數(shù)控控機床只具具有直線和和圓弧插補補功能，無無法直接插插補加工出出非圓曲線線。采用“逼近”思想在允許的誤誤差范圍內(nèi)內(nèi)非圓曲線小曲線段分割成若干干個用直線段/或圓弧段段逼近逼近直線段段/逼近圓圓弧段二者的交點點或切點：：節(jié)點58（一）等間間距直線逼逼近法Ｘ1～Ｘ7的值代人人方程ｙ=f(x)，可求出出坐標(biāo)值y1～y2，從而求求得節(jié)點A1－A12的坐標(biāo)標(biāo)值。間距的大小小一般根據(jù)據(jù)零件加工工精度要求求憑經(jīng)驗選選取。求出出節(jié)點坐標(biāo)標(biāo)后，再驗驗算由分段段造成的逼逼近誤差是是否小于允允許值。只需驗算ＹＹ坐標(biāo)增量量值最大的的線段（如如A1A2段），，曲率比較較大的線段段（如A5A6段段）以及有有拐點的線線段（如A6A7段）大于允許值值時應(yīng)縮小小等間距坐坐標(biāo)的增量量值，重新新計算節(jié)點點和驗算逼逼近誤差59設(shè)圖中A1A2是要要驗算的線線段，曲線線的方程ｙｙ=ｆ（（ｘ）,A1A2的的坐標(biāo)已知知為（ｘ1，ｙ1））（ｘ2，，ｙ2），，則過A1A2的直直線方程為為（一）等間間距直線逼逼近法距直線A1A2為為δ允的等等距線的方方程為式中：A=ｙ1-ｙ2，ＢＢ=ｘ2-ｘ1，Ｃ=ｙｌ（ｘ1-x2）-ｘ1（ｙ1-ｙ2）如果無解，，即沒有交交點，表示示逼近誤差差小于δ允允；將方程與曲曲線方程ｙｙ=f(x)聯(lián)立求求解。如果只有一一個解，即即等距線與與輪廓曲線線相切，表表示逼近誤誤差等于δδ允；如果有兩個個或兩個以以上的解，，表示逼近近誤差大于于δ允.60（二）等弦弦長直線逼逼近法該法是每個個程序段的的直線段長長度相等。。由于零件件輪廓曲線線各處的曲曲率不同，，因此，各各段的逼近近誤差不相相等，必須須使最大誤誤差仍小于于δ允。已知零件輪輪廓曲線的的方程為ｙｙ=f(x)，則曲曲線的曲率率半徑為：：將上式對ｘｘ求一次導(dǎo)導(dǎo)數(shù),并令令其值為零零便可得到最最小曲率半半徑ρmin逼近的弦長長以曲線的起起點ａ為圓圓心，l為半徑作圓圓,得交點點b的坐標(biāo)標(biāo)，并按上上述方法求求交點，即即可求得節(jié)節(jié)點ｃ，ｄｄ，ｅ…的的坐標(biāo)值。。61（三）等誤誤差直線逼逼近法以a點為圓圓心的允差差圓的方程程為公切線Ｔ的的方程y=kx十十b聯(lián)立方程求求得式中F(x)=y是是允差圓的的方程，y=f(x)為輪廓廓曲線的方方程k過ａ點且平平行于Ｔ的的直線的方方程為y-ya=k(x-xa)求此方程與與輪廓曲線線ｙ=f(x)的交交點就是節(jié)節(jié)點b。再再從b點開開始，重重復(fù)上述述的計算步步驟，可以以求出其他他各節(jié)點。。62（四）等誤誤差圓弧逼逼近法1）輪廓曲線ｙｙ=ｆ（ｘｘ）在起點點（xn，yn）處的曲曲率中心的的坐標(biāo)（ξn,ηn）和曲率率半徑ρn2)以點（ξn，ηn）為圓心心，ρn士δ允為半徑作作圓，與曲曲線相交，，求其交點點為（xn+1,yn+1）。。圓的方程為為3)以（xn，yn）為起點點，（xn+1,yn+1）為為終點，半半徑為ρn圓弧段就就是所要求求的逼近圓圓弧段。圓心（ξm，ηm）4)重復(fù)上述步步驟可依次次求出其他他逼近圓弧弧段。63第六節(jié)自動動編程一、自動編編程的概念念自動編程的的特點是編編程工作主主要由計算算機完成。。在自動編編程方式下下，編程人人員只需采采用某種方方式輸入工工件的幾何何信息以及及工藝信息息，計算機機就可以自自動完成數(shù)數(shù)據(jù)處理、、編寫零件件加工程序序、制作程程序信息載載體以及程程序檢驗的的工作而無無須人的參參與。二、自動編編程的分類類（一）使用用的計算機機硬件種類類劃分，可可分為：微微機自動編編程，小型型計算機自自動編程，，大型計算算機自動編編程，工作作站自動編編程，依靠靠機床本身身的數(shù)控系系統(tǒng)進(jìn)行自自動編程（二）按程程序編制系系統(tǒng)（編程程機）與數(shù)數(shù)控系統(tǒng)緊緊密程度劃劃分1、離線自動編編程與數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)相脫離，，采用獨立立機器進(jìn)行行程序編制制工作稱為為離線自動動編程。其其特點是可可為多臺數(shù)數(shù)控機床編編程，功能能多而強，，編程時不不占用機床床工作時間間。隨著計計算機硬件件價格的下下降，離線線編程將是是未來的趨趨勢。2、、在線線自自動動編編程程數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)不不僅僅用用于于控控制制機機床床，，而而且且用用于于自自動動編編程程，，稱稱為為在在線線自自動動編編程程。。64（三三））編編程程信信息息的的輸輸入入方方式式劃劃分分1、、語語言言自自動動編編程程：：這是是在在自自動動編編程程初初期期發(fā)發(fā)展展起起來來的的一一種種編編程程技技術(shù)術(shù)。。語語言言自自動動編編程程的的基基本本方方法法是是：：編編程程人人員員在在分分析析零零件件加加工工工工藝藝的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，采采用用編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)所所規(guī)規(guī)定定的的數(shù)數(shù)控控語語言言，，對對零零件件的的幾幾何何信信息息、、工工藝藝參參數(shù)數(shù)、、切切削削加加工工時時刀刀具具和和工工件件的的相相對對運運動動軌軌跡跡和和加加工工過過程程進(jìn)進(jìn)行行描描述述形形成成所所謂謂““零零件件源源程程序序””。。然然后后，，把把零零件件源源程程序序輸輸入入計計算算機機，，由由存存于于計計算算機機內(nèi)內(nèi)的的數(shù)數(shù)控控編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)軟軟件件自自動動完完成成機機床床刀刀具具運運動動軌軌跡跡數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的計計算算，，加加工工程程序序的的編編制制和和控控制制介介質(zhì)質(zhì)的的制制備備（（或或加加工工程程序序的的輸輸入入））、、所所編編程程序序的的檢檢查查等等工工作作。。2、、圖形形自自動動編編程程：這這是是一一種種先先進(jìn)進(jìn)的的自自動動編編程程技技術(shù)術(shù)，，目目前前很很多多CAD/CAM系系統(tǒng)統(tǒng)都都采采用用這這種種方方法法。。在在這這種種方方法法中中，，編編程程人人員員直直接接輸輸入入各各種種圖圖形形要要素素，，從從而而在在計計算算機機內(nèi)內(nèi)部部建建立立起起加加工工對對象象的的幾幾何何模模型型，，然然后后編編程程人人員員在在該該模模型型上上進(jìn)進(jìn)行行工藝藝規(guī)規(guī)劃劃、、選選擇擇刀刀具具、、確確定定切切削削用用量量以以及及走走刀刀方方式式，之之后后由由計計算算機機自自動動完完成成機機床床刀刀具具運運動動軌軌跡跡數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的計計算算，，加加工工程程序序的的編編制制和和控控制制介介質(zhì)質(zhì)的的制制備備（（或或加加工工程程序序的的輸輸入入））等等工工作作。。此此外外，，計計算算機機系系統(tǒng)統(tǒng)還還能能夠夠?qū)λ沙傻牡某坛绦蛐蜻M(jìn)進(jìn)行行檢檢查查與與模模擬擬仿仿真真，，以以消消除除錯錯誤誤，，減減少少試試切切。。65自動動編編程程三、、自自動動編編程程的的發(fā)發(fā)展展1952年年，，美美國國麻麻省省理理工工學(xué)學(xué)院院（（MIT））研研制制成成功功世世界界上上第第一一臺臺數(shù)數(shù)控控銑銑床床。。1955年年公公布布并并發(fā)發(fā)布布了了世世界界上上第第一一個個語語言言自自動動編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)APTI（AutomaticalProgrammedTools））。。1956年年美美國國宇宇航航工工業(yè)業(yè)協(xié)協(xié)會會（（AIA））在在APTI的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上組組織織研研究究自自動動編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)，，于于1958年年發(fā)發(fā)展展為為APTII系統(tǒng)統(tǒng)。。AIA繼繼續(xù)續(xù)對對APT進(jìn)進(jìn)行行了了改改進(jìn)進(jìn)，，并并成成立立了了APT長長期期規(guī)規(guī)劃劃組組織織ALRP（（APTLongRangeProgram）），，由由美美國國伊伊利利諾諾斯斯理理工工學(xué)學(xué)院院負(fù)負(fù)責(zé)責(zé)。。到到了了70年年代代，，成成立立了了計計算算機機輔輔助助制制造造的的國國際際機機構(gòu)構(gòu)（（CAM-I）），，它它取取代代了了ALRP，，又又發(fā)發(fā)展展了了APTIV系系統(tǒng)統(tǒng)。。到80年年代代，，又又發(fā)發(fā)展展到到具具有有定定義義和和編編制制復(fù)復(fù)雜雜曲曲面面加加工工程程序序功功能能的的APTIV/SS。。66自動動編編程程參考考APT語語言言系系統(tǒng)統(tǒng)的的思思想想，，先先后后開開發(fā)發(fā)了了許許多多具具有有各各自自特特色色的的小小型型語語言言自自動動系系統(tǒng)統(tǒng)。。如如美美國國的的ADAPT、、AUTOSPOT；；英英國國的的2C、、2CL、、2PC；；德德國國的的EXAPT-1（（點點位位加加工工））、、EXAPT-2（（車車削削加加工工））、、EXAPT-3（（銑銑削削加加工工））；；法法國國的的IFAPT-P（（點點位位加加工工））、、IFAPT-C（（輪輪廓廓加加工工））、、IFAPT-CP（（點點位位輪輪廓廓加加工工））；；日日本本的的FAPT、、HAPT等等數(shù)數(shù)控控自自動動語語言言編編程程系系統(tǒng)統(tǒng)。。APT系統(tǒng)統(tǒng)及其其派生生系統(tǒng)統(tǒng)都屬屬于語語言自自動編編程系系統(tǒng)。。語言自自動編編程是由編編程人人員根根據(jù)零零件圖圖紙，，結(jié)合合加工工工藝藝手工工編寫寫源程程序，，再由由編程程系統(tǒng)統(tǒng)處理理生成成數(shù)控控代碼碼，因因而從從零件件設(shè)計計到數(shù)數(shù)控加加工程程序的的生成成各部部分工工作相相互隔隔離，，即影影響編編程效效率，，又使使得語語言自自動編編程系系統(tǒng)難難以和和CAD數(shù)數(shù)據(jù)庫庫以及及CAPP系統(tǒng)統(tǒng)有效效連接接，不不容易易作到到高度度的自自動化化，集集成化化。APT語言言經(jīng)過過近30年年的發(fā)發(fā)展，，功能能大而而全，，使其其語言言專用用詞多多，語語法規(guī)規(guī)則復(fù)復(fù)雜多多樣，，況且且大多多數(shù)APT語言言自動動編程程系統(tǒng)統(tǒng)都采采用了了字符符界面面，這這導(dǎo)致致了系系統(tǒng)用用戶界界面不不友好好。67由于語語言自自動編編程的的上述述缺點，使人人們開開始研研究圖圖形自自動編編程技技術(shù)。。自動編編程1998年年UnigraphicsSolutions公司司開發(fā)發(fā)出UGIICAD/CAM系統(tǒng)統(tǒng)，該該系統(tǒng)統(tǒng)也是是目前前應(yīng)用用最廣廣泛的的CAD/CAM集集成軟軟件之之一。。1978年年，法法國達(dá)達(dá)索飛飛機公公司開開發(fā)出出具有有三維維設(shè)計計、分分析與與數(shù)控控編程程一體體化功功能的的CATIA系系統(tǒng)。。如法國的Euclid；美國國的MasterCAM，SurfCAM，Pro/Engineer；以色列的的Cimatron；英國的的HyperMill等。90年代中中期以