第2章數(shù)控編程基礎

2.1數(shù)控程序編制內(nèi)容與方法2.1.1數(shù)控程序編制內(nèi)容1.分析零件圖樣2.制定數(shù)控加工工藝——加工方法、切削用量、加工步驟3.數(shù)學處理——計算各特征點的坐標值4.編制程序5.程序輸入數(shù)控系統(tǒng)6.程序調(diào)試及首件試切第2章數(shù)控編程基礎2.1.2數(shù)控程序編制方法1.手工編程利用一般的計算工具，通過各種數(shù)學方法，由人工來完成數(shù)控編程各個階段的工作。適用幾何形狀不太復雜的零件，加工程序不長，計算比較簡單的零件編程。第2章數(shù)控編程基礎第2章數(shù)控編程基礎2.自動編程在編程過程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由工人進行外，其余工作由計算機輔助完成。步驟：（1）加工工藝確定：選擇刀具、夾具、加工路線、切削速度、進給速度等。（2）加工模型建立：利用CAM系統(tǒng)建立三維模型。（3）刀具軌跡生成：（4）后置代碼生成：后處理程序生成數(shù)控代碼。（5）加工代碼輸出：2.2數(shù)控機床坐標系定義：指用于確定機床的運動方向和移動距離的坐標系。2.2.1坐標系及運動方向規(guī)定標準的數(shù)控機床坐標系是一個右手笛卡爾坐標系，其基本坐標軸為X、Y、Z直角坐標，相對于每個坐標軸的旋轉(zhuǎn)運動坐標為A、B、C。即3個移動坐標軸和3個轉(zhuǎn)動坐標軸。在數(shù)控機床上加工時，一律假設為工件靜止，而刀具運動。第2章數(shù)控編程基礎右手笛卡爾直角坐標系第2章數(shù)控編程基礎2.2.2坐標軸及運動方向規(guī)定1.Z軸：Z軸平行于主軸軸線，其正方向為刀具遠離工件的方向。2.X軸：與Z軸垂直，并位于水平面內(nèi)，與工件的裝夾平面平行，分兩種情況判斷：1）工件做旋轉(zhuǎn)運動：則刀具離開工件的方向為正方向。如下圖數(shù)控車床坐標軸：第2章數(shù)控編程基礎（2）刀具做旋轉(zhuǎn)運動：刀具旋轉(zhuǎn)運動又可分兩種1）臥式機床（主軸軸向平行于工作臺）：沿著主軸向工件方向看，右邊為+X方向。第2章數(shù)控編程基礎2）立式機床（主軸軸向垂直工作臺）：面對主軸向立柱看，右邊為+X方向。第2章數(shù)控編程基礎3.Y軸：在確定了X、Z軸的正方向后，可按右手直角笛卡爾坐標系確定Y軸的正方向。

2.2.3工件坐標系

工件坐標系也稱為編程坐標系。是編程人員在編程和加工時使用的坐標系，是程序的參考坐標系，工件坐標系的位置以機床坐標系為參考點，一般在一個機床中可以設定６個工件坐標系。工件坐標系的原點，稱工件原點（或程序原點）。

工件坐標系中各軸的方向應該與所使用的數(shù)控機床相應的坐標軸方向一致第2章數(shù)控編程基礎機床原點（機械原點）是機床坐標系的原點，即X=0,Y=0,Z=0,它的位置是在各坐標軸的正向最大極限處。第2章數(shù)控編程基礎第2章數(shù)控編程基礎工件原點（編程原點）

1.原點應盡量選在設計基準或工藝基準上2.對稱的零件，一般選在對稱中心上3.原點應選擇方便對刀第2章數(shù)控編程基礎2.2.4坐標系的建立1.機床坐標系的建立每次機床接通電源時，對機床進行回零操作即返回參考點操作，這時機床坐標系就被建立起來了。注：每次機床開機后一定要回零，機床回零可以使機床重新核定基準，消除基準偏差。第2章數(shù)控編程基礎2工件坐標系與機床坐標系的統(tǒng)一1）利用G92（G50）設定的工件坐標系，關機后不能記憶，常用于單件加工。2）在加工中常用G54~G59建立多個工件坐標系，這些工件坐標系是固定不變的，一旦機床坐標系建立后即可生效。第2章數(shù)控編程基礎第2章數(shù)控編程基礎2.2.5絕對坐標與增量坐標編程1．絕對坐標系：所有的坐標值均從同一坐標點計量的坐標系。2.增量坐標系：運動軌跡的終點坐標是相對于起點計量的坐標系，也叫相對坐標系。第2章數(shù)控編程基礎程序中也可以不用G91來指令增量坐標，當程序中出現(xiàn)U、V、W時，后面跟的坐標值就是增量坐標，用U、V、W來表示增量的優(yōu)勢是程序段中坐標類型可以混用。G01X200.0V-120.0F200；G90G01X80.0Y150.0F200；G91G01X-120.0Y90.0F200；第2章數(shù)控編程基礎2.3數(shù)控編程中的數(shù)學處理2.3.1基點坐標計算基點是指零件各幾何要素之間的連接點，基點坐標是編程中必需的重要數(shù)據(jù)。如下圖的A、B、C、D、E為基點。第2章數(shù)控編程基礎2.3.2節(jié)點坐標計算非圓曲線的節(jié)點計算1）等間距直線逼近法2）圓弧逼近法用若干條小直線段或小圓弧段去逼近擬合成一條曲線，這些逼近線段的交點或切點稱為節(jié)點，如下圖的A、B、C、D、E、F等為節(jié)點。第2章數(shù)控編程基礎2.4程序的組成與格式如下為銑100×100，深為-5的正方形輪廓程序：％（開始符）O1234；（程序號）N10G90G54G00X0Y0Z30；（第一程序段）N20M03S600；（第二程序段）N30G01Z-5F300；……N40G01X100Y0；N50G01X100Y100；N60G01X0Y100；N70G01X0Y0；N80G01Z30；N90M05；N100M30；（程序結(jié)束）％（結(jié)束符）第2章數(shù)控編程基礎2.4.1程序的組成與格式數(shù)控程序的組成：開始符%、程序號（程序名）、程序段、程序結(jié)束、結(jié)束符%。每一行程序都是由“;”結(jié)束。1.開始符開始符為%，寫在程序名的前面。2.程序號（程序名）Oxxxx——由字母O和任意4位數(shù)字組成。注：程序號必須在程序最前面，并獨占一行。第2章數(shù)控編程基礎3.程序段

程序中的每一行都稱為一個程序段。4.程序結(jié)束指令

結(jié)束指令必須在程序的最后，并獨占一行，常用的結(jié)束語有：M02、M30、M99。5.結(jié)束符結(jié)束符為%，寫在程序的最后面。M02、M30、M99區(qū)別：M02：程序結(jié)束，光標停在程序最后一行。M30：程序結(jié)束，光標返回程序第一行。M99：子程序結(jié)束指令第2章數(shù)控編程基礎2.4.2程序段的組成與格式每一個程序段一般由若干個程序字組成。例如以下某一個程序段：N10G01X40Z40F200;其中：N10、G01、X40、Z40、F200均為程序字。編寫程序時其程序的主體部分主要有以下六要素：

◆移動的目標◆沿什么樣的軌跡移動◆移動速度要多快◆刀具的切削速度是多少◆選擇哪把刀移動◆機床的輔助動作第2章數(shù)控編程基礎2.4.3程序字的格式程序字由地址字、符號和數(shù)字組成。例如以下程序字：N10、G01、X-40、Z40、F200

N、G、X、Z、F均為地址字，各代表不同功能，如：N代表程序段號，G為準備功能，X、Z為目標點坐標，F(xiàn)為進給量功能?！?”為符號；10、40等為數(shù)字。下表2-1為常用的地址字含義表：第2章數(shù)控編程基礎第2章數(shù)控編程基礎2.5基本指令功能2.5.1模態(tài)代碼、單段有效代碼2.5.2尺寸字如X-50中的-50為尺寸字，廣數(shù)系統(tǒng)的尺寸字要帶小數(shù)點。模態(tài)代碼：指該代碼自出現(xiàn)的程序段開始一直持續(xù)起作用，直到被同組的代碼代替或者程序結(jié)束，模態(tài)代碼有延續(xù)性。非模態(tài)代碼：指該代碼只在當前程序段中有效。2.5.3準備功能（G代碼）下表2-2為常用準備功能G代碼表。2.4.4主程序、子程序、用戶宏程序第2章數(shù)控編程基礎表2-2常用準備功能G代碼第2章數(shù)控編程基礎2.5.4進給功能F150——150mm/min2.5.5主軸轉(zhuǎn)速功能S表示主軸轉(zhuǎn)速，如S300，G96時單位是m/min，G97時單位是r/min。2.5.6刀具功能車床：T0101；銑床：M06T01D01。2.5.7輔助功能（M代碼）主要用于指令控制功能和機床功能，多與程序執(zhí)行（M02、M30）和機械控制（M07、M08）有關。下表2-3為常用輔助功能M代碼。第2章數(shù)控編程基礎表2-3常用輔助功能M代碼第2章數(shù)控編程基礎第2章數(shù)控編程基礎項目一：數(shù)控編程基礎案例導入：圖示零件為簡單階梯軸，分析圖樣并確定其加