數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控原理概述總結(jié)

數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控原理概述總結(jié)第1頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.1數(shù)字控制技術(shù)1.1.1數(shù)控技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控(NumericalControl—NC)是利用數(shù)字化信息對機(jī)械運(yùn)動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法現(xiàn)代數(shù)控采用計算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱為計算機(jī)數(shù)控(ComputerizedNumericalControl—CNC)GB8129—1997中對NC的定義為：用數(shù)值數(shù)據(jù)的控制裝置，在運(yùn)行過程中不斷地引入數(shù)值數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制。第2頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.1數(shù)字控制技術(shù)用來實數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體稱為數(shù)控系統(tǒng)(NumericalControlSystem)數(shù)控系統(tǒng)核心是數(shù)控裝置(NumericalController)在數(shù)控機(jī)床行業(yè)中，數(shù)控系統(tǒng)是指計算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程序控制器、進(jìn)給驅(qū)動與主軸驅(qū)動裝置等相關(guān)設(shè)備的總稱。有時則僅指其中的計算機(jī)數(shù)字控制裝置。為區(qū)別起見將其中的計算機(jī)數(shù)字控制裝置稱為數(shù)控裝置

第3頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.1數(shù)字控制技術(shù)采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床(NC機(jī)床)。它是一種綜合應(yīng)用了計算機(jī)術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機(jī)床設(shè)計等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。機(jī)床控制是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域數(shù)控機(jī)床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。第4頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.1數(shù)字控制技術(shù)若機(jī)床的操作命令以數(shù)值數(shù)據(jù)的形式描述，工作過程按照規(guī)定的程序自動地進(jìn)行，則這種機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床以其適應(yīng)性強(qiáng)，加工質(zhì)量穩(wěn)定，精度高等特點在機(jī)械加工中得到廣泛應(yīng)用。其主要特點如下：1．對零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好2．加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠3．自動化程度高，工人勞動強(qiáng)度低、勞動條件得到改善4．加工生產(chǎn)效率高5．良好的經(jīng)濟(jì)效益6．有利于機(jī)械加工綜合自動化發(fā)展第5頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.1數(shù)字控制技術(shù)1.1.2NC機(jī)床、加工中心、FMC、FMS與CIMS凡是采用了數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床統(tǒng)稱NC機(jī)床帶有自動刀具交換裝置(AutomaticToolChanger—ATC)的數(shù)控機(jī)床(帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)控車床除外)稱為加工中心（MachineCenter—MC）在加工中心的基礎(chǔ)上，通過增加多工作臺(托盤)自動交換裝置(AutoPalletChanger—APC)以及其他相關(guān)裝置，組成的加工單元稱為柔性加工單元(FlexibleManufacturingCell—FMC)在FMC和加工中心的基礎(chǔ)上，通過增加物流系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人以及相關(guān)設(shè)備，并由中控制系統(tǒng)進(jìn)行集中、統(tǒng)一控制和管理，這樣的制造系統(tǒng)稱為柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem—FMS)從市場預(yù)測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造直到產(chǎn)品銷售的全面自動化的、完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，稱為計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(ComputerIntegratedManufacturingSystem—CIMS)第6頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))1.2.1數(shù)控系統(tǒng)的基本組成與基本原理第7頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))1.2.1數(shù)控系統(tǒng)的基本組成與基本原理數(shù)控系統(tǒng)是所有數(shù)控設(shè)備的核心數(shù)控系統(tǒng)的主要控制對象是坐標(biāo)軸的位移(包括移動速度、方向、位置等)，其控制信息主要來源于數(shù)控加工或運(yùn)動控制程序數(shù)控系統(tǒng)的最基本組成應(yīng)包括：程序的輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動這三部分

第8頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))(1)輸入/輸出裝置—作用是進(jìn)行數(shù)控加工或運(yùn)動控制程序、加工與控制數(shù)據(jù)、機(jī)床參數(shù)以及坐標(biāo)軸位置、檢測開關(guān)的狀態(tài)等數(shù)據(jù)的輸入、輸出鍵盤和顯示器是最基本的輸入/輸出裝置還可配光電閱讀機(jī)，磁帶機(jī)或軟盤驅(qū)動器等第9頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))(2)數(shù)控裝置—是數(shù)控系統(tǒng)的核心由輸入/輸出接口線路、控制器、運(yùn)算器和存儲器等部分組成作用是將輸入裝置輸入的數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部的邏輯電路或控制軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和處理，并輸出各種信息和指令，以控制機(jī)床的各部分進(jìn)行規(guī)定的動作在這些控制信息和指令中，最基本的是坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量指令。它經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算后生成，提供給伺服驅(qū)動，經(jīng)驅(qū)動器放大，最終控制坐標(biāo)軸的位移。它直接決定了刀具或坐標(biāo)軸的移動軌跡。此外，根據(jù)系統(tǒng)和設(shè)備的不同，如：在數(shù)控機(jī)床上，還可能有主軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和起、停指令；刀具的選擇和交換指令；冷卻、潤滑裝置的起、停指令；工件的松開、夾緊指令；工作臺的分度等輔助指令。在基本的數(shù)控系統(tǒng)中，它們是通過接口，以信號的形式提供給外部輔助控制裝置，由輔助控制裝置對以上信號進(jìn)行必要的編譯和邏輯運(yùn)算，放大后驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器件，帶動機(jī)床機(jī)械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的動作

第10頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))(3)伺服驅(qū)動—接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動機(jī)床的移動部件，以加工出符合圖樣要求的零件伺服精度和動態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一伺服驅(qū)動通常由伺服放大器(亦稱驅(qū)動器、伺服單元)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成第11頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))數(shù)控系統(tǒng)的配置和組成除三個最基本的組成部分外，還可能有:PLC測量檢測裝置數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體由:主軸傳動裝置、進(jìn)給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運(yùn)動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成

第12頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工的基本操作過程⑴程序編制(手動編程、自動編程2)⑵數(shù)控機(jī)床通電初始化⑶程序輸入⑷加工相關(guān)參數(shù)輸入⑸運(yùn)行加工程序，完成零件的數(shù)控加工第13頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))

計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的基本工作原理信息輸入譯碼轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理軌跡插補(bǔ)伺服驅(qū)動程序管理第14頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))1.2.2數(shù)控系統(tǒng)的分類1．按工藝用途分類1）金屬切削類機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)2）金屬成型類機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)3）特種加工類機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)2.按控制運(yùn)動的方式分類1）點位控制數(shù)控系統(tǒng)2）點位直線控制數(shù)控系統(tǒng)3）輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)①②③④⑤圖1-1點位控制第15頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))3．按伺服控制方式分類1）開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)2）閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)3）半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)還可以按照數(shù)控系統(tǒng)的功能水平、按照可聯(lián)動的坐標(biāo)軸數(shù)等進(jìn)行分類第16頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))1.2.3CNC系統(tǒng)的特點與功能1.CNC的特點1)靈活性2)通用性3)可靠性4)數(shù)控功能多樣性5)使用維修方便6)易于實現(xiàn)機(jī)電一體化第17頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))2．CNC系統(tǒng)的功能控制功能準(zhǔn)備功能插補(bǔ)功能固定循環(huán)加工功能進(jìn)給功能主軸功能輔助功能刀具功能和第二輔助功能補(bǔ)償功能字符圖形顯示功能自診斷功能通信功能人機(jī)對話程編功能第18頁/共83頁控制功能五軸聯(lián)動機(jī)床第19頁/共83頁準(zhǔn)備功能插補(bǔ)功能進(jìn)給功能第20頁/共83頁固定循環(huán)加工功能在數(shù)控加工過程中，有些加工工序如：鉆孔、攻絲、鏜孔、深孔鉆削和切螺紋等，所需完成的動作循環(huán)十分典型，數(shù)控系統(tǒng)事先將這些循環(huán)用G代碼進(jìn)行定義，在加工時使用這類G代碼，可大大簡化編程工作量。第21頁/共83頁主軸功能、輔助功能、刀具功能華中第22頁/共83頁補(bǔ)償功能刀具半徑補(bǔ)償圖例：基本思想：刀具半徑補(bǔ)償?shù)挠嬎憔褪歉鶕?jù)零件輪廓和刀具半徑值計算出刀具中心的運(yùn)動軌跡。第23頁/共83頁刀具半徑補(bǔ)償示例：%0010N20T0101；

（轉(zhuǎn)1號刀，執(zhí)行1號刀補(bǔ)）

N30M03S1000；

（主軸按1000r／rain正轉(zhuǎn)）

N40G00X0．0Z10．0；

（快速點定位）

N50G42G01X0．0Z0．0F100（刀補(bǔ)建立）

N60X40．0；

N70Z-18．0；

（刀補(bǔ)進(jìn)行）

N80X80．0；

N90G40G00X85．0Z10．0；

（刀補(bǔ)取消）

N100G28U0W0；

（返回參考點）

N110M30；第24頁/共83頁刀具偏置補(bǔ)償?shù)毒邘缀窝a(bǔ)償

-刀具偏置補(bǔ)償

--絕對偏置補(bǔ)償

--相對偏置補(bǔ)償

-刀具磨損補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償?shù)?5頁/共83頁刀具半徑補(bǔ)償?shù)?6頁/共83頁刀具長度補(bǔ)償銑床第27頁/共83頁反向間隙補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償?shù)?8頁/共83頁自診斷功能、通訊功能報警和提示信息的報警號和報警內(nèi)容的形式顯示在報警欄中。第29頁/共83頁華中“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng)顯示功能圖形仿真模擬顯示人機(jī)對話編程功能第30頁/共83頁圖形軌跡模擬顯示（車）第31頁/共83頁圖形軌跡模擬顯示（銑）第32頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))1.2.4數(shù)控指令的標(biāo)準(zhǔn)代碼ISO(InternationalStandardOrganization

)代碼國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會EIA（ElectronicIndustriesAssociation）代碼美國電子工業(yè)協(xié)會 ISO代碼具有信息量大，可靠性高等優(yōu)點，目前世界各國都采用ISO代碼，EIA代碼發(fā)展較早。

我國規(guī)定新產(chǎn)品一律采用ISO代碼。第33頁/共83頁加工程序的結(jié)構(gòu)加工程序 主程序和子程序 程序段(block)

字(word)

地址和數(shù)據(jù)N××××G××X±××××.×××Y±××××.×××F××S××T××M××LF

程序段序號準(zhǔn)備機(jī)能字坐標(biāo)字進(jìn)給功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字刀具功能字輔助功能字結(jié)束符N003G90G01X+35.Y+279.3Z-429.7S1000T02F500M07；程序段格式第34頁/共83頁常用地址字符地址字 意義A、B、C 圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸角度尺寸字F、S、T 進(jìn)給速度指定機(jī)能、主軸速度機(jī)能、刀具機(jī)能G 準(zhǔn)備機(jī)能I、J、K 插補(bǔ)參數(shù)M 輔助機(jī)能N 程序段序號U、V、W 與X、Y、Z軸平行的第2移動坐標(biāo)尺寸字X、Y、Z 主坐標(biāo)軸X、Y、Z移動坐標(biāo)尺寸字第35頁/共83頁準(zhǔn)備功能字

G指令——準(zhǔn)備功能

功能：規(guī)定機(jī)床運(yùn)動線型、坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、暫停等操作。組成：G后帶二位數(shù)字組成，共有100種（G00～G99）。示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18等第36頁/共83頁國際標(biāo)準(zhǔn)化組織準(zhǔn)規(guī)定的準(zhǔn)備功能指令代碼—G代碼

模態(tài)代碼(又稱續(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代碼所代替非模態(tài)代碼：的功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效同組的任意兩個代碼不能出現(xiàn)在一個程序段中如G00G01X100Z100×不同組的G代碼根據(jù)需要可以在一個程序段中出現(xiàn)如G90G01X100Z100√第37頁/共83頁N001G01G17G41X_Y_F_;N002X_Y_;N003G03X_Y_I_J_;N004X_Y_I_J_;N005G01X_Y_;N006G00G40X_Y_;第38頁/共83頁1.工件坐標(biāo)系設(shè)定指令通過設(shè)定刀具對刀點來建立工件坐標(biāo)系。G92IP_;如G92X_Z_;表示建立工件坐標(biāo)系，對刀點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為X400.Z250.IP_:絕對坐標(biāo)編程時是終點坐標(biāo)，相對坐標(biāo)編程時時刀具移動的距離。

G92X400.Z250.

φ400250zx以FANUC系統(tǒng)為例

一、與坐標(biāo)系有關(guān)的G代碼G92、G54～G59、G52、G17、G18、G19第39頁/共83頁

重要說明：

(1)在執(zhí)行此G92指令之前必須先進(jìn)行對刀，通過調(diào)整機(jī)床，將刀尖放在程序所要求的起刀點位置上（即在執(zhí)行G92指令之前，刀尖的位置要在X400Y250.上）。

(2)此指令并不會產(chǎn)生機(jī)械移動，只是把這個坐標(biāo)值存儲在數(shù)控裝置內(nèi)，從而建立新的坐標(biāo)系。

（3）設(shè)定的坐標(biāo)系在機(jī)床重開機(jī)時消失此法復(fù)雜容易出錯！用時要特別小心??！此法最好不用，而用刀具偏置法來設(shè)定工件坐標(biāo)系。第40頁/共83頁選擇工件坐標(biāo)系指令（G54～G59）指令格式：

G54…IP_:G59G54為缺省值。

G54G55參考點機(jī)床坐標(biāo)系原點可用G54～G59指令來代替G92建立工件坐標(biāo)系。它是先測定出工件原點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，并把該值用MDI方式輸入，因而該值無論斷電與否都將一直被系統(tǒng)所記憶，直到重新設(shè)置為止。很多數(shù)控系統(tǒng)都提供G54～G59指令，完成共預(yù)置六個工件原點的功能。第41頁/共83頁設(shè)定局部坐標(biāo)系指令（G52）

G52X100.Y50.;執(zhí)行此指令后，程序指定的坐標(biāo)值都是局部坐標(biāo)系中的值。取消局部坐標(biāo)系指令：G52IP0;如G52X0Z0；

⊙●機(jī)床坐標(biāo)系原點參考點局部坐標(biāo)系局部坐標(biāo)系G59G58G57G56G55G54第42頁/共83頁

坐標(biāo)平面設(shè)定指令（G17，G18，G19）

G17----xy平面;G17為缺省值。

G18----zx平面; G19----yz平面.對于三軸聯(lián)動的銑床和加工中心，常用這些指令指定在哪一個平面內(nèi)進(jìn)行加工。對于兩軸聯(lián)動的機(jī)床，如數(shù)控車床，由于總是在XZ平面內(nèi)運(yùn)動，故無需設(shè)定平面指令。Z/X平面G18Y/Z平面G19X/Y平面G17YXZ第43頁/共83頁坐標(biāo)值尺寸G代碼（1）絕對值和增量值編程指令（G90，G91）絕對編程：G90G01X100.0Z50.0;增量編程：G91G01X60.0Z-100.0;

注：在某些機(jī)床中用X、Z表示絕對編程，用U、W表示相對編程，允許在同一程序段中混合使用絕對和相對編程方法!!!!絕對：G01X100.0Z50.0；相對：G01U60.0W-100.0;混用：G01X100.0W-100.0；G01U60.0Z50.0;這種編程方法不需要在程序段前用G90或G91來指定。第44頁/共83頁（2）公制，英制轉(zhuǎn)換指令

G20；英制輸入 G21；公制輸入，默認(rèn)G21

(3)直徑編程與半徑編程G36直徑編程，缺省值。出廠一般設(shè)為直徑編程G37半徑編程三、關(guān)于參考點的G代碼（1）自動返回參考點指令（G28IP_）

（2）自動從參考點返回指令（G29IP_）

第45頁/共83頁G28和G29指令應(yīng)用的例子；刀具從A經(jīng)B點返回參考點R，換刀后經(jīng)由B點返回C點%0001T0101G00X150.0Z5.0G28X200.0Z200.0；返回參考點（A→B→R）T0202；在參考點換刀G29X80.0Z50.0；從參考點經(jīng)由B點返回到C點（R→B→C）第46頁/共83頁輔助功能字

M指令功能：主要用于數(shù)控機(jī)床開、關(guān)量的控制,如開、停冷卻泵；主軸正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)；程序結(jié)束等組成：M后帶二位數(shù)字組成，共有100種（M00～M99）。示例：M02，M03，M08等 M00—暫停指令

在包含M00的程序段執(zhí)行后自動運(yùn)行停止，機(jī)床的主軸、進(jìn)給和冷卻液都自動停止。程序停止時所有的模態(tài)信息保持不變，用“循環(huán)起動”按鈕恢復(fù)自動運(yùn)行。M01——計劃暫停，在“任選停止”按鍵被按下時，M01才有效。M02——程序結(jié)束，機(jī)床的主軸、進(jìn)給和冷卻液全部停止，并使機(jī)床復(fù)位。該指令必須出現(xiàn)在程序的最后一個程序段中。M30—程序結(jié)束，并返回到程序開始處。M03、M04和M05－主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。M07、M08和M09－冷卻液開、關(guān)指令。M98、M99－子程序調(diào)用和返回指令。第47頁/共83頁

主程序與子程序子程序調(diào)出的形式：

M98P_

_

；子程序號重復(fù)調(diào)用次數(shù)（最大999）O0001;…M98P1000;…M30;O1000;…M98P2000;…M99;O2000;…M98P3000;…M99;主程序子程序子程序1重嵌套2重嵌套第48頁/共83頁如在華中數(shù)控和SIEMENS系統(tǒng)中，子程序調(diào)用格式：M98P_L_；

子程序號重復(fù)調(diào)用次數(shù)（最大999）如M98P0003L6%O0003...M99第49頁/共83頁F、S、T、D指令F指令——

指定（合成）進(jìn)給速度指令（組成：F后帶若干位數(shù)字，如F150、F3500等。其中數(shù)字表示實際的合成速度值。）單位：G98——每分鐘進(jìn)給量mm/min，G94為缺省值。

G99——主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給量mm/r注意：在G01、G02、G03方式下，F(xiàn)一直有效，直到被新的F值所取代。而在G00方式下，快速移動的速度是各軸的最高速度，與F無關(guān)。機(jī)床控制面板上的倍率按鍵,F可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行倍率修調(diào)，但攻絲循環(huán)G76、G82,螺紋切削G32除外?？刂泼姘迳系闹鬏S修調(diào)、快速修調(diào)、進(jìn)給修調(diào)進(jìn)給功能字第50頁/共83頁S指令（切削速度）——指定主軸轉(zhuǎn)速指令組成：S后帶若干位數(shù)字，如S500、3500等。其中數(shù)表示實際的主軸轉(zhuǎn)速值。單位：r/min。

G96——恒線速度（單位：m/min)G97——取消恒線速度，G97為缺省值。

如：S200T0101;G96S200;G97S500;主軸轉(zhuǎn)速功能字第51頁/共83頁刀具功能字T、D、H指令指定刀具號和刀具長度、半徑存放寄存器號指令。T、D后跟兩位數(shù)字，如T01、D02等。其中數(shù)字分別表示存放的在庫中的刀具號和刀具長度（H）、半徑補(bǔ)償（D）寄存器號。上述兩個指令分別表示后續(xù)加工將選擇刀庫中01號刀具和采用D02寄存器中的數(shù)值進(jìn)行補(bǔ)償。若用四位數(shù)碼指令時，例如T0102，則前兩位數(shù)字表示刀號，后兩位數(shù)字表示刀補(bǔ)號。由于不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的指定方法和含義，具體應(yīng)用時應(yīng)參照所用數(shù)控機(jī)床說明書中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

第52頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))2.數(shù)控程序組成及格式數(shù)控程序由若干個“程序段”組成，每個程序段由若干個“字”按一定格式組成，各程序段之間用程序段結(jié)束符來分隔開程序段格式有多種形式如固定順序格式及有分隔符的順序格式等程序段格式現(xiàn)在已很少使用現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是“字地址可變程序段”格式，又稱“字地址格式”。在這種格式中，在前面程序段已寫明且本程序段又無變化的那些字可不必重寫，在尺寸字中前置零可以省略而只寫有效數(shù)字，因此各個程序段的長度（即程序字的個數(shù)）是可變的。下面是這種格式的例子：

N50G01X108.467Z67.5F0.3S250T12M08；

N52X95.4；上例可看出，程序段由順序號字、準(zhǔn)備功能字、尺寸字、進(jìn)給功能字、主軸功能字、刀具功能字、輔助功能字和程序結(jié)束符LF（或CR）組成。此外，還有插補(bǔ)參數(shù)字等。實際使用時，常用符號“；”表示LF（或CR），作為結(jié)束標(biāo)記第53頁/共83頁第一章數(shù)控系統(tǒng)概述

1.2數(shù)控系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))下面是一最簡單的加工程序?qū)嵗篛0001；N1G00G90G80G54；N2S800M03；N3G00X100Y100；N4Z-100；N5G01Z-120F100；N6G00Z0；N7M02；在某些系統(tǒng)中程序號除可以用字符%代替O外，有的還可以直接用多字符程序名代替程序號程序的結(jié)束標(biāo)記用M指令中的M02和M30表示，且必須寫在程序的最后，代表著一個加工程序的結(jié)束為保證最后程序段的正常執(zhí)行，通常要求M02（M30）也必須單獨占一程序段。此外，M99及M17也可以用作程序結(jié)束標(biāo)記，以表示子程序的結(jié)束第54頁/共83頁一、基本坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)軸：為簡化編程和保證程序的通用性，對數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和方向命名制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定直線進(jìn)給坐標(biāo)軸用X,Y,Z表示，稱基本坐標(biāo)軸。X,Y,Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾法則確定，如下圖所示圖中大拇指指向X軸的正方向，食指指向Y軸的正方向，中指指向Z軸的正方向。機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)軸應(yīng)遵循的原則第55頁/共83頁運(yùn)動方向的確定

刀具相對與靜止工件而運(yùn)動的原則，且刀具遠(yuǎn)離工件的方向為坐標(biāo)軸正方向。則坐標(biāo)系用加“’”的字母表示，按相對運(yùn)動關(guān)系，工件運(yùn)動的正方向恰好與刀具運(yùn)動的正方向相反，則有：+X=-X′+Y=-Y′+Z=-Z′+A=-A′+B=-B′+C=-C′確定機(jī)床坐標(biāo)軸的正方向第56頁/共83頁坐標(biāo)軸方向的確定1、Z軸坐標(biāo)的運(yùn)動一般取產(chǎn)生切削力的主軸軸線方向為Z軸方向2、X軸坐標(biāo)的運(yùn)動

X軸一般位于平行于工件裝夾面的水平面內(nèi)，且垂直于Z軸，車床上是對應(yīng)刀架的徑向移動方向。3、Ｙ軸坐標(biāo)的運(yùn)動Ｙ軸（車床上通常設(shè)為虛軸）于Ｘ軸和Ｚ軸一起構(gòu)成遵循右手笛卡爾坐標(biāo)系。確定機(jī)床坐標(biāo)系各坐標(biāo)軸的具體方位的方法第57頁/共83頁坐標(biāo)軸運(yùn)動方向的確定1、X、Y、Z坐標(biāo)軸與正方向的確定

（1）Z坐標(biāo)軸3）、若機(jī)床有幾個主軸，可選擇一個垂直與工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確定Z坐標(biāo)軸。

1）、Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動由傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸為Z坐標(biāo)軸，其正方向為增加刀具和工件之間距離的方向。2）、若機(jī)床沒有主軸（刨床），則Z坐標(biāo)軸垂直與工件裝夾面。第58頁/共83頁（2）、X坐標(biāo)軸

4）、對刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（刨床），X坐標(biāo)平行于主要切削方向，并以該方向為正方向。

1）、X坐標(biāo)軸的運(yùn)動是水平的，它平行于工件裝夾面，是刀具或工件定位平面內(nèi)的運(yùn)動的主要坐標(biāo)。2）、對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（車床、磨床），X坐標(biāo)的方向在工件的徑向上，并且平行與橫滑座，刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向為X坐標(biāo)的正方向。3）、對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（銑床），若Z坐標(biāo)軸是水平的（臥式銑床），當(dāng)由主軸向工件看時，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；若Z坐標(biāo)軸是垂直的（立式銑床），當(dāng)由主軸向立柱看時，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；對于雙立柱的龍門銑床，當(dāng)由主軸向左側(cè)立柱看時，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方。第59頁/共83頁（3）、Y坐標(biāo)軸

根據(jù)X、Z坐標(biāo)軸，按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定。注：如在X、Y、Z主要直線運(yùn)動之外還有第二組平行于它們的運(yùn)動，可分別將它們坐標(biāo)定為U、V、W。

第60頁/共83頁Z軸垂直（與主軸軸線重合），向上為正方向；面對機(jī)床立柱的左右移動方向為X軸，將刀具向右移動（工作臺向左移動）定義為正方向；根據(jù)右手笛卡爾坐標(biāo)系的原則，Y軸應(yīng)同時與Z軸和X軸垂直，且正方向指向床身立柱。立式數(shù)控銑床的坐標(biāo)方向為：第61頁/共83頁Z軸水平，且向里為正方向（面對工作臺的平行移動方向）；工作臺的平行向左移動方向為X軸正方向；Y軸垂直向上臥式升降臺銑床的坐標(biāo)方向為：第62頁/共83頁2、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動A、B、C相應(yīng)地表示其軸線平行于X、Y、Z的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其正方向按照右旋螺紋旋轉(zhuǎn)的方向。第63頁/共83頁4軸聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系第64頁/共83頁5軸聯(lián)動的加工中心的坐標(biāo)系第65頁/共83頁主軸正旋轉(zhuǎn)方向：從主軸尾端向前端(裝刀具或工件端)看順時針方向旋轉(zhuǎn)為主軸正旋轉(zhuǎn)方向?qū)τ谄胀ㄅP式數(shù)控車床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向與C軸正方向相同3、主軸正旋轉(zhuǎn)方向與c軸正方向的關(guān)系對于鉆、鏜、銑加工中心機(jī)床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向為右旋螺紋進(jìn)入工件的方向，與c軸正方向相反第66頁/共83頁四機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系1．機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點、機(jī)床參考點(1)機(jī)床坐標(biāo)系

機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系，是確定刀具(刀架)或工件(工作臺)位置的參考系，并建立在機(jī)床原點上。第67頁/共83頁(2)機(jī)床原點（通常有機(jī)床制造廠確定）

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都有一個基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)的起始點。

機(jī)床坐標(biāo)系原點是指在機(jī)床上設(shè)置的一個固定點，即機(jī)床原點。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動的基準(zhǔn)參考點。一般取在機(jī)床運(yùn)動方向的最遠(yuǎn)點。

通常車床的機(jī)床零點多在主軸法蘭盤接觸面的中心即主軸前端面的中心上。主軸即為Z軸，主軸法蘭盤接觸面的水平面則為X軸。+X軸和+Z軸的方向指向加工空間。

第68頁/共83頁在數(shù)控銑床上，機(jī)床原點一般取在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上，見下圖

第69頁/共83頁(3)機(jī)床參考點也是機(jī)床上的一個固定點，不同于機(jī)床原點回零操作（回參考點）后表明機(jī)床坐標(biāo)系建立機(jī)床參考點對機(jī)床原點的坐標(biāo)是已知值，既可根據(jù)機(jī)床參考點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點的位置數(shù)控裝置通電時并不知道機(jī)床原點，為了在機(jī)床工作時正確建立機(jī)床坐標(biāo)系，通常在每個坐標(biāo)軸的移動范圍內(nèi)設(shè)置一個機(jī)床參考點（測量起點），機(jī)床啟動時，首先要進(jìn)行機(jī)動或手動的回參考點，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床原點實際上是通過返回（或稱尋找）機(jī)床參考點來確定的。歸納總結(jié)：機(jī)床開機(jī)后回參考點的目的就是為了找到機(jī)床原點，建立機(jī)床坐標(biāo)系。第70頁/共83頁2．工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系原點(1)工件坐標(biāo)系編程人員在編程時設(shè)定的坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。(2)工件坐標(biāo)系原點

也稱為工件原點或編程原點，由編程人員根據(jù)編程計算方便性、機(jī)床調(diào)整方便性、對刀方便性、在毛坯上位置確定的方便性等具體情況定義在工件上的幾何基準(zhǔn)點，一般為零件圖上最重要的設(shè)計基準(zhǔn)點工件原點選擇：1.與設(shè)計基準(zhǔn)一致2.盡量選在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面3.最好在工件的對稱中心上4.要便于測量和檢測工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸