數(shù)控加工編程技術(shù)

數(shù)控加工編程技術(shù)第1頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五§2－1數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識

在數(shù)控機床上加工零件時，一般首先需要編寫零件加工程序，即用數(shù)字形式的指令代碼來描述被加上零件的工藝過程、零件尺寸和工藝參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速、進給速度等），然后將零件加工程序輸入數(shù)控裝置。經(jīng)過計算機的處理與計算，發(fā)出各種控制指令，控制機床的運動與輔助動作，自動完成零件的加工。當變更加工對象時，只需重新編寫零件加工程序，而機床本身則不需要進行調(diào)整就能把零件加工出來。這種根據(jù)被加工零件的圖紙及其技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制的數(shù)控加工指令序列，就是數(shù)控加工程序，或稱零件程序。要在數(shù)控機床上進行加工，數(shù)控加工程序是必須的。制備數(shù)控加工程序的過程稱為數(shù)控加工程序編制，簡稱數(shù)控編程，它是數(shù)控加工中的一項極為重要的工作。第2頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五一、數(shù)控程序編制的內(nèi)容與步驟程序編制的內(nèi)容包括：在編程之前，編程員應(yīng)了解所用數(shù)控機床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)所具備的功能及編程指令格式等。編制程序時，應(yīng)先對圖紙的技術(shù)要求、零件的幾何形狀、尺寸及工藝要求進行分析，確定使用的刀具、切削用量及加工順序和走刀路線；再對走刀路線進行數(shù)值計算，獲得刀位數(shù)據(jù)；然后按數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼和程序格式、將工件的尺寸、刀具運動軌跡、位移員、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、刀具進給量、背吃刀量等）以及輔助功能（換刀，主軌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，冷卻液開、關(guān)等）編制成加工程序，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。由數(shù)控系統(tǒng)控制數(shù)控機床自動地進行加工。典型的數(shù)控編程過程與步驟如圖2－1所示。第3頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－1數(shù)控編程步驟第4頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五二、工藝處理編制數(shù)控機床加工零件程序需要處理工藝問題。在普通機床上加工零件的工藝實際上只是個工藝過程卡，機床加工的切削用量、走刀路線、工序內(nèi)的工步安排等，往往都是操作工人自行決定。而數(shù)控機床是按照程序進行加工的。因此，加工中的所有工序、工步，每道工序的切削用量、走刀路線、加工余量，以及所用刀具的尺寸、類型等都要預(yù)先確定好并編入程序中。

1、加工工件的選擇不同類型的零件應(yīng)在不同種類的數(shù)控機床上加工；數(shù)控車床適于加工形狀比較復(fù)雜的軸類零件和由復(fù)雜曲線回轉(zhuǎn)形成的模具內(nèi)型腔。數(shù)控立式鏜銑床和立式加工中心適于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體零件，以及模具的內(nèi)、外型腔等。數(shù)控臥式鏜銑床和臥式加工中心適于加工復(fù)雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體等。多坐標聯(lián)動的臥式加工中心用于加工各種復(fù)雜的曲線、曲面、葉輪、模具等?？傊煌愋偷牧慵x用不同的數(shù)控機床進行加工。第5頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

2、加工工序的劃分在數(shù)控機床上特別是在加工中心上加工零件，工序十分復(fù)雜，許多零件只需在一次裝卡中就能完成全部工序。但是零件的粗加工，特別是鑄鍛毛坯零件的基準面、定位面等部位的加工，應(yīng)在普通機床上加工完成后，再裝卡到數(shù)控機床上進行加工。這樣可以發(fā)揮數(shù)控機床的特點，保持數(shù)控機床的精度，延長數(shù)控機床的使用壽，降低數(shù)控機床的使用成本。經(jīng)過粗加工或半精加工的零件裝卡到數(shù)控機床上之后，數(shù)控機床按照規(guī)定的工序一步一步地進行半精加工和精加工。在數(shù)控機床上加工零件的工序劃分方法有：

⑴刀具集中分序法該法是按所用刀具劃分工序。用同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把刀完成它們可以完成的部位。這樣可以減少換刀次數(shù)，壓縮空行程時間，減少不必要的定位誤差。第6頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑵粗、精加工分序法對單個零件要先粗加工、半精加工，而后精加工。對于一批零件，先全部進行租加工、半精加工，最后再進行精加工。粗、精加工之間，最好隔一段時間，以使粗加工后零件的變形得到充分的恢復(fù)，再進行精加工，以提高零件的加工精度。⑶按加工部位分序法一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。

3．工件的裝卡方式在數(shù)控機床上加工零件，由于工序集中，往往是在一次裝卡中完成全部工序。因此，對零件的定位、夾緊方式要充分注意下面的問題：

⑴盡量采用組合夾具。當工件批量較大，工件精度要求較高時，可以設(shè)計專用夾具。第7頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑵零件定位、夾緊的部位應(yīng)考慮到不妨礙各部位的加工、更換刀具以及重要部位的測量，尤其要注意不能發(fā)生刀具與工件、刀具與夾具碰撞的現(xiàn)象出現(xiàn)。⑶夾緊力應(yīng)力求通過（或靠近）主要文承點或在支承點所組成的三角形內(nèi)；應(yīng)力求靠近切削部位，并在剛性較好的地方。盡量不要在被加工孔徑的上方，以減少零件變形。⑷零件的裝卡、定位要考慮到重復(fù)安裝的一致性，以減少對刀時間，提高同一批零件加工的一致性。一般同一批零件采用向一定位基準，同一裝卡方式。

4、加工路線的確定加工路線是指數(shù)控機床加工過程中刀具運動的軌跡和方向。每道工序加工路線的確定是非常重要的，因為它影響零件的加工精度和表面粗糙度。加工路線的確定應(yīng)考慮以下幾點：第8頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五對刀點（起刀點）對刀點（起刀點）是指刀具起始運動的刀位點，亦即程序開始執(zhí)行時的刀位點。刀位點即刀具的基準點，如圓柱銑刀底面中心、球頭刀中心、車刀與鏜刀的理論刀尖。當用夾具時，常用與工件零點有固定聯(lián)系尺寸的圓柱銷等進行對刀，則對刀點即為起刀點。如圖2—7所示，對刀元件在夾具上，X1與Y1為固定尺寸，X0與Y0為零點偏置，可用MDI方式以對刀點相對于機床零點間的顯示值確定偏置值并予以記億，由補償號調(diào)用。圖2－7夾具上的對刀點第9頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑴應(yīng)盡量減少進、退刀時間和其它輔助時間。⑵在銑削加工零件輪廓時，要盡量采用順銑加工方式，以減小機床的顫振，提高零件表面粗糙度和加工精度。⑶選擇合理的進、退刀位置，盡量避免沿零件輪廓法向切入和進給中途停頓。位置應(yīng)選在不重要的位置。⑷加工路線一般是先加工外輪廓，再加工內(nèi)輪廓。

5、切削用量的選擇數(shù)控機床加工零件時，其切削用量都預(yù)先編入程序中,正常情況下人工不予改變。只有在試切削或出現(xiàn)異常情況時，才通過速度調(diào)節(jié)旋鈕或電手輪調(diào)節(jié)切削用量。因此程序中選定的切削用量應(yīng)是最佳的和合理的。這樣才能提高數(shù)控機床的加工精度、刀具壽命和生產(chǎn)率，降低加工成本。第10頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五三、程序結(jié)構(gòu)與程序段格式1、程序結(jié)構(gòu)

主程序零件加工程序包括：子程序其中，子程序可被主程序調(diào)用，并可有多級嵌套。程序號主（子）程序：若干程序段程序結(jié)束指令程序號：又稱程序名，置于程序的開頭，用作一個具體加工程序存儲、調(diào)用的標記。程序段：是控制機床加工的一種語句，表示一個完整的運動或操作。第11頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

程序段號程序段若干功能字程序段結(jié)束符號功能字：表示某種功能的代碼符號，也稱為指令代碼、指令或代碼。程序結(jié)束指令：用M02或M30代碼。由于M02或M30總是在程序段其他指令完成之后才起作用，故編程時也可置于最后一條工作程序段的末尾。2、程序段格式程序段格式：程序中的字、字符、數(shù)據(jù)的安排規(guī)則。程序段格式種類：固定順序格式、分隔符順序格式、字地址格式等；第12頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五常用格式：字地址可變程序段格式

特點：程序段中字的數(shù)目是可變的，程序段的長度也是可變的；程序段中所包含的信息可讀性高，便于人工編輯修改，為數(shù)控系統(tǒng)解釋執(zhí)行數(shù)控加工程序提供了一種便捷的方式。

格式：N____G__X±____Y±____F__S__T__M__LF程序段序號：以字母N和若干位數(shù)字表示；說明：其數(shù)字大小的順序不表示加工或控制順序，只是程序段的識別標記，用作程序段檢索、人工查找第13頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五準備功能指令：由字母G和兩位數(shù)字組成；表2－1說明：

準備功能指令G代碼是與機床運動有關(guān)的一些指令代碼，包括坐標系設(shè)定、平面選擇、參考點設(shè)定、坐標尺寸表示方法、定位、插補、刀補、固定循環(huán)、速度指定、安全和測量功能等方面的指令。⑴G代碼按功能類別不同分為若干組，例如a、b、c、d等組?；蚝瓿绦蛑械臒o條件轉(zhuǎn)移。因此，在編程時，數(shù)字大小的排列可以不連續(xù)，也可顛倒，甚至可以部分或全部省略。但習(xí)慣上還是按順序并以5的倍數(shù)編程，以備插入新的程序段。第14頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五同組的任意兩個代碼不能同時出現(xiàn)在一個程序段中。有的系統(tǒng)規(guī)定在一個程序段中有同組的多個G代碼，最后一個G代碼有效。不同組的G代碼根據(jù)需要可以在一個程序段中出現(xiàn)。⑵G代碼按功能保持時間的不同又分為：模態(tài)代碼（也稱為續(xù)效代碼）一經(jīng)在一個程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同組其它G代碼所代替。即在后續(xù)的程序段中不寫該代碼，功能仍然起作用。表中有字母a、b、c、d的代碼為模態(tài)代碼。非模態(tài)代碼（也叫一次性代碼）的功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效；表中沒有字母的代碼為非模態(tài)代碼。第15頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑶G代碼表中的“不指定”代碼，用作將來修訂標準時供指定新的功能之用。⑷G代碼表中的“永不指定”代碼，表示即使將來修訂標準時也不指定新的功能。但是，數(shù)控系統(tǒng)廠家已不遵守這些規(guī)定、根據(jù)需要改變了一些功能和自行定義了許多新功能。坐標運動尺寸：如X、Y、Z等代碼指定運動坐標尺寸；F代碼：進給速度指令，格式：F__。S代碼：主軸轉(zhuǎn)速指令，格式：S__。T代碼：刀具號指令，格式：T__。M代碼：輔助功能指令，格式：M__。第16頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五表2－2說明：

輔助功能是控制機床某一輔助動作通－斷（開－關(guān)）的指令，如主軸的開、停，切削液的開、關(guān)，轉(zhuǎn)位部件的夾緊與松開等等。表2－2為我國JB3028—83標準規(guī)定的M代碼及其功能。表中：序號⑵表示該功能在程序段中與運動指令開始時同步執(zhí)行；序號⑶表示該功能在程序段中運動指令完成后執(zhí)行；序號⑷、⑸分別為模態(tài)指令與非模態(tài)指令，其含義與前述的G指令相同。LF：程序段結(jié)束符號。第17頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五5、主程序與子程序

在一個加工程序中，如果有幾個一連串的程序段完全相同（即一個零件有幾處的幾何形狀相同），或順次加工幾個相同的工件，為縮短程序，可將這些重復(fù)的程序段按規(guī)定的程序格式編成子程序，并存儲在子程序存儲器中。子程序以外的程序為主程序，主程序在執(zhí)行過程中，如需執(zhí)行該子程序即可調(diào)用，并可多次重復(fù)調(diào)用，從而可大大簡化編程工作，也可減少出錯。第18頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五§2－2數(shù)控機床的坐標系一、坐標軸的運動方向及其命名1、直線進給和圓周進給運動坐標系在數(shù)控機床中，為了完成一個零件的加工，往往需要控制幾個方向上的運動，這就需要建立坐標系，以便分別進行控制。一臺機床，有幾個方向可以進行數(shù)字控制就稱為幾坐標數(shù)控機床。直線進給運動坐標系采用右手直角笛卡兒坐標系，基本坐標軸為X、Y、Z三者的關(guān)系及其正方向用右手定則判定；圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進給運動坐標軸及其正方向＋A、＋B、+C分別用右手螺旋法則判定。第19頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－2右手定則右手直角右手螺旋第20頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五相對運動的坐標：由于機床上的運動是刀具與工件間的相對運動。所以，在圖2－2中：字母不帶“’”的坐標表示工件固定刀具運動的坐標；帶“’’’的坐標表示刀具固定工件運動的坐標；規(guī)定增大工件與刀具之間距離的方向為正方向。附加坐標：如果在X、Y、Z坐標以外，還有平行于它們的坐標，可分別指定為U、V、W。如還有第三組運動，則分別指定為P、Q和R。2、機床上X、Y、Z坐標的確定⑴Z坐標規(guī)定平行于機床主軸的方向為正方向（＋Z）；當機床有幾個主軸時，則Z軸垂直于工件裝夾面。⑵X坐標X坐標平行于工件的裝夾面。第21頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－3臥式車床工件旋轉(zhuǎn)的機床：X坐標的方向是在工件的徑向上、且平行于橫滑座。刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向為X軸正方向（如圖2－3）。第22頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五刀具旋轉(zhuǎn)的立式機床：X運動的正方向為：當從刀具主軸向立柱看時，右手所在方向為X軸正方向（如圖2－4）；圖2－4立式升降臺銑床第23頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－5臥式銑床刀具旋轉(zhuǎn)的臥式機床：規(guī)定從刀具（主軸）尾端向工件看時，右手所在方向為X軸正方向（如圖2－5）。＋第24頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑶Y坐標的運動

Y坐標垂直于X、Z坐標軸；Y運動的正方向根據(jù)X和Z坐標的正方向，按照右手直角笛卡兒坐標系來判斷。二、機床坐標系與工件坐標系在編程與加工時，需要確定機床坐標系、工件坐標系、刀具起點三者的位置數(shù)據(jù)才能加工。例如圖2－6所示的車削編程，需要確定機床零點M、參考點R、工件零點P、起刀點A等基準點的位置數(shù)據(jù)。圖2－6數(shù)控車床坐標系(起刀點與機床零點不重合）第25頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五1、機床坐標系、機床零點與機床參考點⑴機床坐標系是機床上固有的坐標系；⑵機床坐標系的坐標原點稱為機床零點。機床零點是機床上的一個固定點，由機床制造廠確定。它是其它所有坐標系，如工件坐標系、編程坐標系的基準點。數(shù)控車床零點一般設(shè)在主軸前端面的中心，如圖2－6的M點。坐標系是從機床零點開始建立的X、Z二維坐標系；Z軸與主軸平行，為縱向進刀方向；X軸與主軸垂直，為橫向進刀方向（即工件的徑向）。數(shù)控銑床的零點位置，一般設(shè)在進給行程范圍的終點，如圖2－7。第26頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－7數(shù)控銑床的機床坐標系與工件坐標系第27頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑶機床參考點

它指機床各運動部件在各自的正向自動退至極限的一個固定點。1）參考點的位置由每個運動軸上的擋鐵和行程開關(guān)精確確定；該點在機床出廠時已調(diào)定，用戶一般不作變動。2）具體操作：當進行回參考點的操作時，裝在每個運動件上的行程開關(guān)碰到相應(yīng)的擋塊后，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號，由系統(tǒng)控制運動件停止運動，完成回參考點的操作。3）參考點的作用：建立機床坐標系數(shù)控車床：機床通電之后，不論刀架位于什么位置，此時顯示器上顯示的Z與X的坐標值均為零。當完成回參考點的操作后，則馬上顯示此時刀架中心在機床坐第28頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

標系中的坐標值（如圖2—6中的XR與ZR

），就相當于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立了一個以機床原點為坐標原點的機床坐標系。數(shù)控銑床：在返回參考點時，顯示為零(X0，Y0，Z0)，表示該機床零點與機床參考點重合，如圖2－7。2、工件坐標系與工件零點⑴工件坐標系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素（點、直線、圓弧等）的位置而建立的坐標系，編程尺寸都按工件坐標系中的尺寸確定。⑵工件零點工件坐標系的原點。1）選擇原則：便于將零件圖的尺寸方便地轉(zhuǎn)化為編程的坐標值和提高加工精度。第29頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五2）位置選擇：

1)工件零點應(yīng)選在零件圖的尺寸基準上，這樣便于坐標值的計算，并減少錯誤；

2)對于對稱的零件，應(yīng)設(shè)在對稱中心上；

3)對于一般零件，設(shè)在工件外輪廓的某一角上；

4)Z軸方向上的零點，一般設(shè)在工件表面。車削工件零點：在工件的右端面或左端面，且與主軸中心線重合的地方（見圖2－6）。銑削工件零點：在工件外輪廓的角上，進刀深度方向的工件零點大多取在工件表面（見圖2－7）。3）在機床上的位置工件零點在機床坐標系中的位置是任意設(shè)定的(編程時設(shè)定)，它在工件裝夾完畢后，通過對刀來實現(xiàn)。第30頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3、編程坐標系與編程零點

⑴編程坐標系即編程人員在計算工件節(jié)點坐標值時的坐標系。編程人員在編程的時候不考慮工件在機床上的安裝位置，而只是根據(jù)零件的特點及尺寸來編程。⑵編程零點或程序零點即是編程坐標系的原點。簡單零件：工件零點就是編程零點。即編程坐標系就是工件坐標系，編程尺寸按工件坐標系中的尺寸確定。形狀特別復(fù)雜的零件：需要幾個程序或子程序，為了編程方便和減少許多坐標值的計算，編程零點就不一定設(shè)在工件零點上。

第31頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五三、絕對坐標系與增量（相對）坐標系絕對坐標系刀具（或機床）運動軌跡的坐標值是以相對于固定的坐標原點O給出的，即稱為絕對坐標系。增量(相對)坐標系圖2－8絕對坐標與增量坐標刀具（或機床）運動軌跡的坐標值是相對于前一位置（如起點A）計算的，該坐標系稱為增量坐標系。第32頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五四、絕對尺寸與增量尺寸

零件圖上尺寸的標注分為絕對尺寸與增量尺寸。絕對尺寸標注的零件尺寸，是從工件坐標系的原點進行標注的（即坐標值）。增量尺寸標注的某點零件尺寸，是相對它前一點的位置增量進行標注的，即零件上后一點的位置是以前一點為零點進行標注的。當對零件的輪廓加工進行編程時，要將圖紙上的尺寸換算成點的坐標值。如果選用的工件零點、編程零點位置不同，采用的尺寸標注方式不同（絕對尺寸或增量尺寸），其點的坐標值也不同。第33頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五五、最小設(shè)定單位數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出一個脈沖指今后，經(jīng)伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換、放大、反饋后推動數(shù)控機床上的工件（或刀具）實際移動的位移量叫做數(shù)控機床的最小設(shè)定單位，又稱最小指令增量或脈沖當量。即：

一個脈沖運動執(zhí)行件的實際位移量脈沖當量一般為0.01～0.0001mm，視不同檔次的機床而選定。在編程時，所有編程尺寸都應(yīng)轉(zhuǎn)換成與最小設(shè)定單位相應(yīng)的數(shù)值。第34頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五§2－3G指令編程應(yīng)用與舉例圖2－9輪廓零件銑削編程實例(起刀點與機床零點重合）絕對坐標編程相對坐標編程G00X20Y20LF第35頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五一、坐標指令1、G90－絕對坐標指令格式：G90……說明：G90編入程序時，以后所有編人的坐標值全部是以編程零點為基準的。2、G91－相對坐標指令格式：G91……說明：G91編入程序時，以后所有編入的坐標值均為增量值。即以前一個坐標位置作為起始點來計算運動的位移矢量。一般在同一個程序中只用一種坐標指令，但是也有些數(shù)控系統(tǒng)允許在同一程序中混合使用G90和G91兩種指令。第36頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3、G92－坐標系設(shè)定的預(yù)置寄存指令格式：G92X___Y___Z___說明：

1）在用絕對坐標編程時，用于確定刀具所在機床坐標系中的點（對刀點）相對工件坐標系原點的距離；2）執(zhí)行該指令后，X、Y和Z被記憶在系統(tǒng)中并在系統(tǒng)中建立了工件坐標，但不產(chǎn)生運動；3）該指令要求X、Y和Z齊全；4）該指令應(yīng)安排在程序段的起始位置。

圖2－6，設(shè)定程序為“G92XAZA”，表明工件坐標系設(shè)定在距起刀點A的（－XA、－ZA）處。

圖2－9，設(shè)定程序為“G92X－10Y－10”，表明工件坐標系設(shè)定在距起刀點（10，10）處。第37頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五4、G17、G18、G19－平面指令格式：G17選擇XY平面插補

G18選擇XZ平面插補

G19選擇YZ平面插補說明：1)G17、G18、G19定義軌跡插補的平面，以免發(fā)生混用錯誤；2)當存在G40、G41、G42刀具半徑補償時，不得變換定義平面；3）在進行圓弧插補和刀具補償時必須使用。4）由于大都運動于XY平面，故G17可省略。車床總是在XZ平面內(nèi)運動，故無需編寫平面指令。第38頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五二、G00－快速定位指令格式：

G00X___Y___Z___（目標點坐標）說明：1）指令刀具相對于工件從現(xiàn)時的定位點，以數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先調(diào)定的最大進給速度，快速移動到程序段所指令的下一個定位點。2）不能用F指令快速進給速度；3）用G00定位時，在程序段開始時加速到指定的快進速度，在接近程序段終點時進行減速，并且確認到達定位位置后轉(zhuǎn)入下個程序段；4）G00是續(xù)效指令；第39頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五5）刀具運動路線：非插補定位時，刀具以各軸單獨的快速進給速度運動，其軌跡一般是折線；直線插補定位時，刀具軌跡同直線插補(G01)一樣。圖2－10快速點定位第40頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五三、G01－直線插補指令格式：

G01X___Y___Z___F___

進給速度

目標點坐標說明：1）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)定的合成進給速度F__，插補加工出任意斜率的平面（或空間）直線。2）只需給出直線終點的坐標分量；3）G01與F代碼都是續(xù)效指令；4）如果沒有指令F，被看做是零速度。程序示例：見圖2－11。第41頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－11G01程序示例絕對坐標編程相對坐標編程對刀點第42頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五四、G02、G03－圓弧插補指令

G02、G03分別用于順時針及逆時針的圓弧加工，圓弧的順、逆方向可按圖2－12給出的方法判斷，即沿垂直于圓弧所在平面（如ZX平面）的坐標軸負方向（－Y）觀察、來判斷圓弧的順、逆方向。圖2－12不同坐標平面G02、G03的判別第43頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五格式：說明：1）圓弧程序應(yīng)包括圓弧的順逆、圓弧的終點坐標及圓心坐標（或半徑R）；2）X、Y在G91時，圓弧終點坐標是相對編程零點的絕對坐標值。在G90時，圓弧終點是相對圓弧起點的增量值。3）I、J是圓心坐標，是圓心相對于圓弧起點的增量值，I是X方向，J是Y方向，圓心坐標在圓弧插補時不得省略。不管是絕對值方式，還是增量方式，圓心坐標總是相對起點的增量。圓心參數(shù)也可用半徑R。第44頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五4）在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點到終點有兩個圓弧的可能性，其區(qū)別在于：圓弧≤180°時，R為正值；圓?。?80°時，R為負值。

用R參數(shù)時，不能描述整圓，只能用I、J編程。5）現(xiàn)代的數(shù)控機床都可跨象限編制圓弧程序。第45頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五示例Ⅰ－圓弧用R編程。設(shè)A為起刀點，從點A沿圓C1、C2、C3至D點。示例Ⅱ－封閉圓編程。設(shè)刀具起點在坐標原點O，快速至A，按箭頭方向以F100速度切削整圓至A，再返回原點。圓弧≤180°時，R為正值圓?。?80°時，R為負值第46頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五圖2－13封閉圓編程第47頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五五、G41，G42，G40—刀具半徑補償指令

G41－左偏指令G42－右偏指令G40－補償注銷指令

G41G00格式

G42X__Y__G40G01說明：1）G41、G42發(fā)生前，必須先將刀具中心的偏移量送入內(nèi)存中；2）G41、G42應(yīng)置于G00或G01程序段中，或在G02、G03程序段之前單設(shè)程序段；第48頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3）G41、G42與G40之間不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如跳轉(zhuǎn)等；4）G40必須與G41或G42成對使用；G41、G42、G40均為續(xù)效指令。5）當更換刀具需要改變刀具半徑補償值時，一般在偏移取消方式中進行。如果改變刀補在偏移方式中進行，那么程序段終點的偏移量被計算出來，作為新的刀具半徑補償值。見下圖。第49頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

應(yīng)用Ⅰ：當用圓形刀具（銑刀、圓頭車刀）編程時，利用刀具半徑自動補償功能，只需向系統(tǒng)輸入刀具半徑值，即可按零件輪廓尺才編程，而不必計算刀心軌跡與按刀心軌跡編程。如：當機床不具G41與G42指令時，須按A′、B′、C′…編程。具有補償指令時，則按輪廓A、B、C…編程，按圖示用絕對值編程。G92X0Y0;(工件坐標系設(shè)定在P點)G90G00

G41XAYAT1D01;(P→A)G01XBYBF__;(A→B)XAYA;(F→A)G00

G40X0Y0M02;(A→P)

第50頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

應(yīng)用Ⅱ：當?shù)毒邔嶋H半徑與理論半徑不一致、刀具磨損、換新刀甚至用同一把刀具實現(xiàn)粗、精加工時，只需改變輸入的半徑值，而原來輪廓程序無需改變。

粗、精加工的半徑值輸入方法：設(shè)精加工余量為Δ，先輸入（r＋Δ）半精加工至虛線位置；精加工時只輸入刀具半徑r。同理，利用r輸入值的大小可控制工件的精度。粗、精加工補償法由于半徑補償是輪廓的法向偏置，在兩幾何元素的轉(zhuǎn)接點處可能出現(xiàn)刀心軌跡的不連續(xù)或干涉現(xiàn)象，因此，可用B刀補、C刀補實現(xiàn)程序段間的尖角過渡。第51頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五

應(yīng)用Ⅲ：同一程序可以加工內(nèi)、外或凹、凸二者之一的圖形。它們程序之間的差距只是調(diào)整偏移量的正負。將刀具半徑偏移量變?yōu)樨撝?，則刀具中心軌跡在工件外側(cè)的切削變?yōu)閮?nèi)側(cè)切削；刀具中心軌跡在工件內(nèi)側(cè)的切削變?yōu)橥鈧?cè)切削。反之亦然。指定正、負值偏移量時刀具中心軌跡外（凸）圖形內(nèi)（凹）圖形第52頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五六、G43、G44、G40－刀具長度補償指令格式：G43（或G44）H××α___G40（H00）α___說明：1)當指令了G43時，用H代碼表示的刀具長度補償值加到編程終點坐標（α___）上。當指令了G44時，同樣的值從編程終點坐標上減去。其計算結(jié)果為補償后的編程終點坐標，而不管是否選擇了增量值還是絕對值方式。2)H為刀具長度補償值存儲器的地址字。如H01（補償號或偏置號）即是01號存儲器單元，該存儲器中放置刀具長度補償值。除H00必須放0以外，其余均可存放刀具長度補償值，該值的范圍是0～±999.999mm。第53頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3)由于刀具長度偏置號的改變而改變刀具長度補償值時，新的刀具長度補償值不能加到舊的刀具長度補償值上。例如：H1－刀具長度補償值為20.0H2－刀具長度補償值為30.0

則G90G43Z100.0H1；（刀具將沿Z坐標運動到120.0的位置）

G90G43Z100.0H2；（刀具將沿Z坐標運動到130.0的位置）4)

如果刀具長度補償和刀具半徑補償均在使用，則用H代碼表示刀具長度補償，用D代碼表示刀具半徑補償。第54頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五應(yīng)用：

當實際刀具長度與編程刀具長度不一致時，可以通過刀具長度補償功能實現(xiàn)對刀具長度差值的補償，而不用改變程序。刀具偏移量：e＝+3，相對坐標編程N01G91G00X70Y35S10M03LF快移、主軸開N02G43

H01Z-22LF快進、建立補償N03G01Z-18F500LF盲孔鉆削N04G04

X20LF無進給停頓20msN05G00Z18LF

快退N06X30Y-20LF快移N07G01Z-33F500LF通孔鉆削N08G00H00Z55LF快退、撤消補償N09X-100Y-15M02LF快移、主軸關(guān)刀具長度補償?shù)毒邔嶋H位置刀具編程位置第55頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五§2－4典型數(shù)控加工編程本節(jié)主耍介紹FANUCOM(OT)系統(tǒng)的一些功能。一、數(shù)控銑床加工編程1、編程特點⑴銑削是機械加上最常用的方法之一，它包括平面銑削和輪廓銑削；⑵數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)具有多種插補方法，一般都具有直線插補和輪廓插補功能；有的還具有極坐標插補、拋物線插補、螺旋線插補等多種插補功能；⑶程序編制時要充分利用數(shù)控銑床齊全的功能，如刀具位置補償、刀具長度補償、刀具半徑補償和固定循環(huán)、對稱加工等多種任選功能；第56頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑷直線、圓弧組成的平面輪廓銑削的數(shù)學(xué)處理一般比較簡單，非圓曲線、空間曲線和曲面的輪廓銑削的數(shù)學(xué)處理比較復(fù)朵，一般要采用計算機輔助計算和自動編程。2、刀具位置偏置作用：偏置（或叫偏移）經(jīng)常用于銑平行于坐標軸的直線輪廓，如凸臺和凹槽等，只要在偏置存儲器中設(shè)定刀具半徑值（可用MDI或程序設(shè)定）就可以利用偏置功能，將工件輪廓作為編程軌跡。

刀具偏置指令是為了切出規(guī)定的長度而設(shè)置的。第57頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五指令種類：G45－沿刀具起動方向增加一個偏置量e，即刀具半徑單邊正補償；G46－沿刀具起動方向減少一個偏置量e，即刀具半徑單邊負補償；G46G47G48G45G47－沿刀具起動方向增加兩倍偏置量e，即刀具半徑雙邊正補償；G48－沿刀具起動方向減少兩倍偏置量e，即刀具半徑雙邊負補償。第58頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五指令格式：G45G46G47G48H（D）－偏置存儲器中刀具半徑值的偏置號。說明：1)運動坐標為“0”時，在G90指令中，刀具指令不起作用，機床不動作；在G91指令中，機床僅移動偏置量。2)G46和G48指令中，移動指令值小于偏置值時，機床坐標的實際運動方向與編程方向相反。X__Y__H（D）__LF第59頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3)在圓弧插補和斜面輪廓加上時，盡量不采用G45～G48指令。4)G45～G48為非模態(tài)指令。3、編程示例第60頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五第61頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五二、數(shù)控車床加工編程1、編程特點⑴數(shù)控車床上的回轉(zhuǎn)體零件的徑向尺寸都是以直徑值表達的，因此，①用絕對值編程時，以直徑值編程；②用增量值編程時，以徑向?qū)嶋H位移量的兩倍值編程。⑵對于實心回轉(zhuǎn)體端面的車削，由于現(xiàn)代數(shù)控車床都具有恒速切削功能，為提高表面質(zhì)量和刀尖壽命，應(yīng)采用恒切削速度程序。⑶為了提高工件的徑向尺寸精度，X方向的脈沖當量經(jīng)常是Z向的一半。⑷車加工毛坯常用棒料或鑄、鍛件，加工余量較大，粗加工需多次分層走刀。為簡化編程，應(yīng)盡可能利用固定循環(huán)功能編程。第62頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑸車削加工時，為提高刀具壽命，車刀刀尖常磨成半徑不大的圓?。粸榱颂岣呒庸ぞ?，需對刀具半徑進行補償。2、刀尖圓角R的補償⑴刀尖圓角R圖中所示為圓頭刀，實際切削點為A、B，分別決定了X向和Z向的加工尺寸，X與Z的交點P

稱為理想刀尖。也是確定加工軌跡的點。因此，常以P點對刀。圓頭刀加工錐面與圓弧時，P點的軌跡與工件輪廓尺寸是不重合的。ABP第63頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五⑵刀尖圓角R的補償與指定方法在具有刀尖圓角R補償功能的數(shù)控系統(tǒng)中，補償計算在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部進行，以自動控制刀尖的運動。刀尖R補償指令：①G40為取消刀補，即按程序路徑進給；②G41為左刀補；③G42為右刀補。補償過程:刀補建立刀補狀態(tài)取消刀補指定方法：見右圖第64頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五3、G90固定切削循環(huán)⑴矩形切削循環(huán)N01G00X50.0;N02G01Z-30.0F_;N03X65.0;N04G00Z2.0;G90X50.0Z-30.0F__;其中，X、Z為C點坐標值。指令格式：第65頁，共75頁，2023年，2月20日，星期五示例：O1;N01G00G97S600T0101;N02G40X55.0Z10.0M03;N03G00G42Z2.0M08;N05G90X45.0Z-