數(shù)控高級(jí)教學(xué)PPT第三章和數(shù)控機(jī)床編程及加工

數(shù)控車(chē)工(高級(jí))沈建峰虞俊主編第三章

數(shù)控車(chē)床編程基礎(chǔ)

了解數(shù)控編程的定義、分類及步驟；掌握數(shù)控車(chē)床坐標(biāo)系的確定方法；掌握數(shù)控編程的基本功能指令；掌握數(shù)控機(jī)床的編程規(guī)則；掌握數(shù)控編程過(guò)程中基點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)的計(jì)算方法；掌握數(shù)控車(chē)床一般工件的編程方法；掌握數(shù)控車(chē)床刀具補(bǔ)償功能進(jìn)行編程的方法。第三章數(shù)控車(chē)床編程基礎(chǔ)目錄第三章數(shù)控車(chē)床編程基礎(chǔ)

一、絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)二、米制與英制編程三、小數(shù)點(diǎn)編程第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理一、數(shù)值計(jì)算的內(nèi)容二、基點(diǎn)計(jì)算方法三、非圓曲線節(jié)點(diǎn)的擬合計(jì)算第七節(jié)一般工件的編程方法一、常用插補(bǔ)G指令介紹二、與坐標(biāo)系相關(guān)的功能指令三、常用M功能指令規(guī)則四、編程實(shí)例第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法一、數(shù)控車(chē)床用刀具的交換功能二、刀具補(bǔ)償功能三、編程實(shí)例復(fù)習(xí)思考題

第一節(jié)數(shù)控編程概述一、數(shù)控編程的定義二、數(shù)控編程的分類三、數(shù)控車(chē)床的編程特點(diǎn)與要求第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)一、機(jī)床坐標(biāo)系二、工件坐標(biāo)系第三節(jié)數(shù)控加工程序的格式與組成一、程序的組成二、程序段的組成第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能一、準(zhǔn)備功能二、輔助功能三、其他功能四、常用功能指令的屬性第五節(jié)數(shù)控機(jī)床的編程規(guī)則第一節(jié)數(shù)控編程概述一、數(shù)控編程的定義

數(shù)控編程的過(guò)程不僅僅單一指編寫(xiě)數(shù)控加工指令的過(guò)程，它還包括從零件分析到編寫(xiě)加工指令再到制成控制介質(zhì)以及程序校核的全過(guò)程。二、數(shù)控編程的分類

手工編程具有編程快速及時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是不能進(jìn)行復(fù)雜曲面的編程。手工編程比較適合批量較大、形狀簡(jiǎn)單、計(jì)算方便、輪廓由直線或圓弧組成的零件的加工。1.手工編程第一節(jié)數(shù)控編程概述

二、數(shù)控編程的分類

圖3-1數(shù)控編程的步驟第一節(jié)數(shù)控編程概述

二、數(shù)控編程的分類

2.自動(dòng)編程

自動(dòng)編程是指用計(jì)算機(jī)或編程器編制數(shù)控加工程序的過(guò)程。自動(dòng)編程的優(yōu)點(diǎn)是效率高，程序正確性好。

自動(dòng)編程較適合于編制形狀復(fù)雜零件的加工程序，如：模具加工、多軸聯(lián)動(dòng)加工等場(chǎng)合。

三、數(shù)控車(chē)床的編程特點(diǎn)與要求

(1)混合編程(2)徑向尺寸以直徑量表示(3)徑向加工精度高(4)固定循環(huán)簡(jiǎn)化編程(5)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（6）采用刀具位置補(bǔ)償?shù)谝还?jié)數(shù)控編程概述第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)

為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，就要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫機(jī)床坐標(biāo)系，也叫標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。

在確定機(jī)床坐標(biāo)系的方向時(shí)規(guī)定：永遠(yuǎn)假定刀具相對(duì)于靜止的工件而運(yùn)動(dòng)。對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系的方向，統(tǒng)一規(guī)定增大工件與刀具間距離的方向?yàn)檎较颉?/p>

（1）Z坐標(biāo)方向其主軸及與主軸軸線平行的坐標(biāo)軸都稱為Z坐標(biāo)軸（簡(jiǎn)稱Z軸）。（2）X坐標(biāo)方向水平方向并垂直于Z軸。（3）Y坐標(biāo)方向Y坐標(biāo)垂直于X、Z坐標(biāo)軸（4）旋轉(zhuǎn)軸方向一、機(jī)床坐標(biāo)系1.機(jī)床坐標(biāo)系的定義2.機(jī)床坐標(biāo)系中的規(guī)定3.機(jī)床坐標(biāo)系的方向第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)

一、機(jī)床坐標(biāo)系（1）機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定的點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已調(diào)整好，一般情況下不允許用戶進(jìn)行更改，因此它是一個(gè)固定的點(diǎn)。（2）機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床上一個(gè)特殊位置的點(diǎn)。通常，數(shù)控車(chē)床的第一參考點(diǎn)一般位于刀架正向移動(dòng)的極限點(diǎn)位置,并由機(jī)械擋塊來(lái)確定其具體的位置。對(duì)于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床，開(kāi)機(jī)第一步總是先使機(jī)床返回參考點(diǎn)（即所謂的機(jī)床回零）。4.機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)

一、機(jī)床坐標(biāo)系圖3-2右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)

這種針對(duì)某一工件并根據(jù)零件圖樣建立的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系（亦稱編程坐標(biāo)系）。

一、機(jī)床坐標(biāo)系

這種針對(duì)某一工件并根據(jù)零件圖樣建立的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系（亦稱編程坐標(biāo)系）。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在圖中以符號(hào)“”表示。二、工件坐標(biāo)系1.工件坐標(biāo)系1.工件坐標(biāo)系2.工件坐標(biāo)系原點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控加工程序的格式與組成一、程序的組成

一個(gè)完整的程序由程序號(hào)、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成，如下所示：O0001；程序號(hào)N10G98G40G21；N20T0101；；程序內(nèi)容N40M03S800；

……；N210M30；程序結(jié)束第三節(jié)數(shù)控加工程序的格式與組成一、程序的組成

（1）程序號(hào)

程序號(hào)寫(xiě)在程序的最前面，必須單獨(dú)占一行。

FANUC系統(tǒng)程序號(hào)的書(shū)寫(xiě)格式為O××××SIEMENS系統(tǒng)中，程序號(hào)由任意字母、數(shù)字和下劃線組成。（2）程序內(nèi)容

整個(gè)加工程序的核心。（3）程序結(jié)束

必須寫(xiě)在程序的最后。第三節(jié)數(shù)控加工程序的格式與組成二、程序段的組成

（1）程序段基本格式

通常情況下，程序段格式有使用地址符程序段格式、使用分隔符的程序段格式、固定程序段格式三種。N

G

X

Y

Z

F

S

T

M

LF

程序準(zhǔn)備尺寸字進(jìn)給主軸刀具輔助結(jié)束段號(hào)功能功能功能功能標(biāo)記

如N50G01X30.0Z30.0F100S800T01M03第三節(jié)數(shù)控加工程序的格式與組成二、程序段的組成

（2）程序段的組成

1）程序段號(hào)。程序段在存儲(chǔ)器內(nèi)以輸入的先后順序排列，而程序的執(zhí)行是嚴(yán)格按信息在存儲(chǔ)器內(nèi)的先后順序一段一段地執(zhí)行，也就是說(shuō)程序在系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行的先后次序與程序段序號(hào)無(wú)關(guān)。

2）程序段內(nèi)容。6個(gè)基本要素，即準(zhǔn)備功能字、尺寸功能字、進(jìn)給功能字、主軸功能字、刀具功能字、輔助功能字。

3）程序段結(jié)束。程序段以結(jié)束標(biāo)記“CR（或LF）”結(jié)束，實(shí)際使用時(shí)，常用符號(hào)“；”或“＊”表示“CR（或LF）”。

第三節(jié)數(shù)控加工程序的格式與組成二、程序段的組成

（3）程序的斜杠跳躍（4）程序段注釋

FANUC系統(tǒng)的程序注釋用“（）”括起來(lái)，SIEMENS系統(tǒng)的程序注釋則跟在“；”之后。第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能一、準(zhǔn)備功能

G功能或G指令，是用于數(shù)控機(jī)床做好某些準(zhǔn)備動(dòng)作的指令。它由地址G和后面的兩位數(shù)字組成，從G00～G99共100種，雖然從G00～G99共有100種G指令，但并不是每種指令都有實(shí)際意義.二、輔助功能M功能或M指令。它由地址M和后面的兩位數(shù)字組成，從M00～M99共100種。在同一程序段中，既有M指令又有其他指令時(shí)，M指令與其他指令執(zhí)行的先后次序由機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能三、其他功能

T功能。（1）T4位數(shù)法

T后的4位數(shù)中前兩位數(shù)用于指定刀具號(hào)，后兩位數(shù)用于指定刀具補(bǔ)償存儲(chǔ)器號(hào)，刀具號(hào)與刀具補(bǔ)償存儲(chǔ)器號(hào)不一定要相同。（2）T2位數(shù)法目前FANUC系統(tǒng)和國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床采用T4位數(shù)法；絕大多數(shù)的加工中心及SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床采用T2位數(shù)法。1.坐標(biāo)功能2.刀具功能第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能三、其他功能

（1）每分鐘進(jìn)給

直線運(yùn)動(dòng)的單位為mm/min；如果主軸是回轉(zhuǎn)軸，則其單位為°/min。準(zhǔn)備功能字G98（數(shù)控銑床及部分?jǐn)?shù)控車(chē)床系統(tǒng)采用G94）來(lái)指定。（2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給

單位為mm/r，準(zhǔn)備功能字G99（數(shù)控銑床及部分?jǐn)?shù)控車(chē)床系統(tǒng)采用G95）來(lái)指定。3.進(jìn)給功能第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能三、其他功能

S功能（1）轉(zhuǎn)速S單位是r/min,準(zhǔn)備功能G97來(lái)指定（2）恒線速度v單位為m/min，用準(zhǔn)備功能G96來(lái)指定。式中v——切削線速度，單位為m/min；

D——刀具直徑，單位為mm；

n——主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。在實(shí)際操作過(guò)程中，可通過(guò)機(jī)床操作面板上的主軸倍率開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)主軸轉(zhuǎn)速值進(jìn)行修正，一般其調(diào)整范圍為50%-120%。4.主軸功能第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能三、其他功能

圖3-10線速度與轉(zhuǎn)速關(guān)系第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能三、其他功能

（3）主軸的啟、停

輔助功能M03/M04/M05進(jìn)行控制（1）指令分組

就是將系統(tǒng)中不能同時(shí)執(zhí)行的指令分為一組，并以編號(hào)區(qū)別。

對(duì)于不同組的指令，在同一程序段內(nèi)可以進(jìn)行不同的組合。而同組指令則應(yīng)避免編入同一程序段內(nèi)，以免引起混淆。四、常用功能指令的屬性第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能

（2）模態(tài)指令

（又稱為續(xù)效指令）表示該指令一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，在接下來(lái)的程序段中一直持續(xù)有效，直到出現(xiàn)同組的另一個(gè)指令時(shí)，該指令才失效。對(duì)于模態(tài)指令與非模態(tài)指令的具體規(guī)定，通常情況下，絕大部分的G指令與所有的F、S、T指令均為模態(tài)指令，M指令的情況比較復(fù)雜，請(qǐng)查閱有關(guān)系統(tǒng)出廠說(shuō)明書(shū)。（3）開(kāi)機(jī)默認(rèn)指令四、常用功能指令的屬性第五節(jié)數(shù)控機(jī)床的編程規(guī)則

一、絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)(1)FANUC系統(tǒng)中的絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)

直接以地址符X、Z組成的坐標(biāo)功能字表示絕對(duì)坐標(biāo)，而用地址符U、W組成的坐標(biāo)功能字表示增量坐標(biāo)。

FANUC數(shù)控車(chē)床可不能用G90/G91指令來(lái)指定絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)。(2)SIEMENS系統(tǒng)中的絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)絕對(duì)坐標(biāo)用指令G90表示，增量坐標(biāo)用G91表示。

第五節(jié)數(shù)控機(jī)床的編程規(guī)則

數(shù)字單位以米制為例分為兩種，一種是以mm為單位，另一種是以脈沖當(dāng)量即機(jī)床的最小輸入單位為單位，現(xiàn)在大多數(shù)機(jī)床常用的脈沖當(dāng)量為。

數(shù)控編程時(shí)，不管那種系統(tǒng)，為保證程序的正確性，最好不要省略小數(shù)點(diǎn)的輸入。二、米制與英制編程

如FANUC系統(tǒng)采用G21/G20來(lái)進(jìn)行米、英制的切換，而SIEMENS系統(tǒng)和A-B系統(tǒng)則采用G71/G70來(lái)進(jìn)行米、英制的切換。三、小數(shù)點(diǎn)編程第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

（1）基點(diǎn)的概念

構(gòu)成零件輪廓的這些不同幾何元素的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn)，顯然，相鄰基點(diǎn)間只能是一個(gè)幾何元素。

（2）節(jié)點(diǎn)的概念與計(jì)算擬合線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)就稱為節(jié)點(diǎn)。

這種根據(jù)零件圖樣，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計(jì)算數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)控加工的數(shù)值計(jì)算。一、數(shù)值計(jì)算的內(nèi)容1.基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的概念與計(jì)算第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

（1）基點(diǎn)的概念

構(gòu)成零件輪廓的這些不同幾何元素的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn)，顯然，相鄰基點(diǎn)間只能是一個(gè)幾何元素。

（2）節(jié)點(diǎn)的概念與計(jì)算擬合線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)就稱為節(jié)點(diǎn)。

這種根據(jù)零件圖樣，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計(jì)算數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)控加工的數(shù)值計(jì)算。一、數(shù)值計(jì)算的內(nèi)容1.基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的概念與計(jì)算第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

輔助計(jì)算包括增量計(jì)算、輔助程序段計(jì)算、切削用量計(jì)算、編程尺寸與標(biāo)注尺寸的換算和尺寸鏈解算等。

二、基點(diǎn)計(jì)算方法

基點(diǎn)計(jì)算法中，計(jì)算機(jī)繪圖球揭發(fā)最為簡(jiǎn)便，也最為精確，在近幾年的數(shù)控加工中也最為普及。2.刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算3.輔助計(jì)算第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

二、基點(diǎn)計(jì)算方法（1）解析法中的常用方程直線方程的一般形式為：直線方程的標(biāo)準(zhǔn)形式：圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為：圓的一般方程為：1.解析法第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

二、基點(diǎn)計(jì)算方法（2）列方程求解直線與圓弧的交點(diǎn)或切點(diǎn)（3）解析法實(shí)例（1）三角函數(shù)法中常用的定理正弦定理：

余弦定理：式中a、b、c——分別為角A、B、C所對(duì)邊的邊長(zhǎng)；

R——三角形外接圓半徑。1.解析法2.三角函數(shù)計(jì)算法第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理2.三角函數(shù)計(jì)算法

二、基點(diǎn)計(jì)算方法（2）三角函數(shù)法求解直線和圓弧的交點(diǎn)與切點(diǎn)（3）三角函數(shù)計(jì)算法實(shí)例

（1）常用CAD繪圖軟件當(dāng)前在國(guó)內(nèi)常用的CAD繪圖軟件有AutoCAD和CAXA電子圖板等。

CAXA電子圖板軟件由北航海爾公司研制開(kāi)發(fā)，是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的全國(guó)產(chǎn)化軟件。繪圖分析法第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

（2）CAD繪圖分析基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)1）分析過(guò)程2）注意事項(xiàng)①繪圖要細(xì)致認(rèn)真，不能出錯(cuò)。②圖形繪制時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按1∶1的比例進(jìn)行。③尺寸標(biāo)注的精度單位要設(shè)置正確，通常為小數(shù)點(diǎn)后三位。④標(biāo)注尺寸時(shí)找點(diǎn)要精確，不能捕捉到無(wú)關(guān)的點(diǎn)上去。3）CAD繪圖分析法特點(diǎn)

采用CAD繪圖分析法可以避免了大量復(fù)雜的人工計(jì)算，操作方便，基點(diǎn)分析精度高，出錯(cuò)幾率少。繪圖分析法第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

（3）CAD繪圖分析基點(diǎn)坐標(biāo)實(shí)例三、非圓曲線節(jié)點(diǎn)的擬合計(jì)算

在手工編程過(guò)程中，常用的擬合計(jì)算方法有等間距法、等插補(bǔ)段法和三點(diǎn)定圓法等幾種。（1）等間距法（2）等插補(bǔ)段法（3）三點(diǎn)定圓法繪圖分析法1.非圓曲線節(jié)點(diǎn)的擬合計(jì)算方法第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

三、非圓曲線節(jié)點(diǎn)的擬合計(jì)算圖3-17非圓曲線節(jié)點(diǎn)的等間距擬合第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

三、非圓曲線節(jié)點(diǎn)的擬合計(jì)算圖3-18非圓曲線節(jié)點(diǎn)的等插補(bǔ)段擬合第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

三、非圓曲線節(jié)點(diǎn)的擬合計(jì)算2.非圓曲線的擬合誤差

通常情況下，擬合誤差δ應(yīng)小于或等于編程允許誤差，即δ≤?？紤]到工藝系統(tǒng)及計(jì)算誤差的影響，一般取零件公差的1/10～1/5。第六節(jié)手工編程中的數(shù)學(xué)處理

三、非圓曲線節(jié)點(diǎn)的擬合計(jì)算2.非圓曲線的擬合誤差

圖3-19非圓曲線的擬合誤差第七節(jié)一般工件的編程方法

一、常用插補(bǔ)G指令介紹

（1）指令格式

G00X

Z

；（2）指令說(shuō)明

G00不用指定移動(dòng)速度，其移動(dòng)速度由機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。（1）指令格式

G01X

Z

F

；（2）指令說(shuō)明

G01指令是直線運(yùn)動(dòng)指令，它命令刀具在兩坐標(biāo)軸間以插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)的方式按指定的進(jìn)給速度作任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)。1.快速點(diǎn)定位指令（G00）2.直線插補(bǔ)指令（G01）第七節(jié)一般工件的編程方法（1）指令格式

G02（03）X

Z

R(CR=)

；

G02（03）X

Z

I

K

；

I

J

K

為圓弧的圓心相對(duì)其起點(diǎn)并分別在X、Y和Z坐標(biāo)軸上的增量值。（2）指令說(shuō)明1）順、逆圓弧判斷。順時(shí)針?lè)较驁A弧用G02表示，逆時(shí)針?lè)较驁A弧為G03表示。在判斷圓弧的順逆方向時(shí)，一定要注意刀架的位置及Y軸的方向。2）I、J、K值判斷。在判斷I、J、K值時(shí)，一定要注意該值為矢量值。

一、常用插補(bǔ)G指令介紹3.圓弧插補(bǔ)指令（G02/G03）第七節(jié)一般工件的編程方法

一、常用插補(bǔ)G指令介紹

圖3-22圓弧順逆判斷第七節(jié)一般工件的編程方法

一、常用插補(bǔ)G指令介紹

圖3-23圓弧編程中的I、K值圖3-24R及I、K編程舉例第七節(jié)一般工件的編程方法

一、常用插補(bǔ)G指令介紹3）圓弧半徑的確定

當(dāng)圓弧圓心角小于或等于180°（如圖3-24中圓弧A）時(shí)，程序中的R用正值表示。當(dāng)圓弧圓心角大于180°并小于360°（如圖3-24中圓弧A）時(shí)，R用負(fù)值表示。使用G04指令時(shí)，一定要注意其時(shí)間單位。

其指令格式為：；或G04P2023；（FANUC系統(tǒng)）G04F2；或G04S100；（SIEMENS系統(tǒng)）4.暫停功能（G04）第七節(jié)一般工件的編程方法

二、與坐標(biāo)系相關(guān)的功能指令（1）指令格式（2）指令說(shuō)明

工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏置指令的實(shí)質(zhì)，是通過(guò)對(duì)刀找出工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)值。

在FANUC及SIEMENS802D系統(tǒng)中可設(shè)置G54～G59共6個(gè)能通過(guò)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的偏置指令，而在SIEMENS802C/S系統(tǒng)中，則規(guī)定可設(shè)置G54～G57共4個(gè)通過(guò)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的偏置指令。1.工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏置指令（G54～G59）第七節(jié)一般工件的編程方法

二、與坐標(biāo)系相關(guān)的功能指令圖3-26工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏置第七節(jié)一般工件的編程方法

二、與坐標(biāo)系相關(guān)的功能指令（1）指令格式

G50X

Z

（2）指令說(shuō)明通過(guò)G50設(shè)定的工件坐標(biāo)系，由刀具的當(dāng)前位置及G50指令后的坐標(biāo)值反推得出。；工件坐標(biāo)系設(shè)為O點(diǎn)；工件坐標(biāo)系設(shè)為點(diǎn)采用G50設(shè)定的工件坐標(biāo)系，不具有記憶功能，當(dāng)機(jī)床關(guān)機(jī)后，設(shè)定的坐標(biāo)系即消失。2.FANUC系統(tǒng)工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（G50）第七節(jié)一般工件的編程方法

二、與坐標(biāo)系相關(guān)的功能指令指令格式為：

G52X

Z

；

G52X0Z0；

編程指令主要有G27、G28、G30三種(1)返回參考點(diǎn)校驗(yàn)指令（G27）1)指令格式為：G27X（U)

Z(W)

2）指令說(shuō)明。3.局部坐標(biāo)系（坐標(biāo)平移）指令（G52）4.返回參考點(diǎn)指令(2)自動(dòng)返回參考點(diǎn)指令（G28）1）指令格式為：G28X(U)Z(W)；G74X0Z0；第七節(jié)一般工件的編程方法

二、與坐標(biāo)系相關(guān)的功能指令(2)自動(dòng)返回參考點(diǎn)指令（G28）1）指令格式為：G28X(U)

Z(W)

；G74X0Z0；2）指令說(shuō)明。

在返回參考點(diǎn)過(guò)程中，設(shè)定中間點(diǎn)的目的是為了防止刀具與工件或夾具發(fā)生干涉。（3）從參考點(diǎn)返回指令（G29）1）指令格式為：G29X

Z

；第七節(jié)一般工件的編程方法

二、與坐標(biāo)系相關(guān)的功能指令2）指令說(shuō)明。（4）返回固定點(diǎn)指令（G30）1）指令格式為：G30P2/P3/P4X

Z

；G75X0Y0；2）指令說(shuō)明。第七節(jié)一般工件的編程方法

三、常用M功能指令規(guī)則表3-3常用M指令表第七節(jié)一般工件的編程方法

三、常用M功能指令規(guī)則

該指令常用于粗加工與精加工之間精度檢測(cè)時(shí)的暫停。

M01的執(zhí)行過(guò)程和M00類似，不同的是只有按下機(jī)床控制面板上的“選擇停止”開(kāi)關(guān)后，該指令才有效，否則機(jī)床繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。1.程序停止（M00）2.程序選擇停止（M01）3.程序結(jié)束（M02）4.程序結(jié)束（M30）5.主軸功能（M03/M04/M05）6.切削液開(kāi)、關(guān)（M08/M09）7.子程序調(diào)用指令（M98/M99）第七節(jié)一般工件的編程方法

四、編程實(shí)例圖3-32一般工件編程實(shí)例第七節(jié)一般工件的編程方法

四、編程實(shí)例

本課題主要用于訓(xùn)練學(xué)生采用一般指令進(jìn)行數(shù)控車(chē)床編程的能力。

本課題由于涉及圓弧和圓錐的粗加工。因此，在編程時(shí)要特別注意圓錐和圓弧加工過(guò)程中的加工工藝。1.編程與加工思路第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

指令格式一：T0101；FANUC系統(tǒng)換刀指令指令格式二：T04D01；SIEMENS系統(tǒng)換刀指令

一、數(shù)控車(chē)床用刀具的交換功能第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

（1）刀具補(bǔ)償功能的定義

數(shù)控機(jī)床根據(jù)刀具實(shí)際尺寸，自動(dòng)改變機(jī)床坐標(biāo)軸或刀具刀位點(diǎn)位置，使實(shí)際加工輪廓和編程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補(bǔ)償（系統(tǒng)畫(huà)面上為“刀具補(bǔ)正”）功能。

數(shù)控車(chē)床的刀具補(bǔ)償分為刀具偏置（亦稱為刀具位置補(bǔ)償）和刀具圓弧半徑補(bǔ)償兩種。（2）刀位點(diǎn)的概念

編制程序和加工時(shí)，用于表示刀具特征的點(diǎn)，也是對(duì)刀和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。

二、刀具補(bǔ)償功能

1.刀具的補(bǔ)償功能第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-33數(shù)控車(chē)刀的刀位點(diǎn)第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

(1)刀具偏置的含義

刀具偏置是用來(lái)補(bǔ)償假定刀具長(zhǎng)度與基準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度之差的功能。車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定X軸與Z軸可同時(shí)實(shí)現(xiàn)刀具偏置。

刀具偏置的實(shí)質(zhì)就是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)長(zhǎng)。

刀具偏置分為刀具幾何偏置和刀具磨損偏置兩種。

幾何偏置的數(shù)值通常較大，而磨損偏置的數(shù)值通常較小。2.刀具的偏置第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-34刀具偏置補(bǔ)償功能示例第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-34刀具偏置補(bǔ)償功能示例圖中的代碼“T”指刀具切削沿類型，不是指刀具號(hào)，也不是指刀補(bǔ)號(hào)第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

(2)利用刀具幾何偏置進(jìn)行對(duì)刀操作1）對(duì)刀操作的定義。

調(diào)整每把刀的刀位點(diǎn)，使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點(diǎn)，這一過(guò)程稱為對(duì)刀。2）對(duì)刀操作的過(guò)程。首先手動(dòng)操作加工端面，記錄下這時(shí)刀位點(diǎn)的Z向機(jī)械坐標(biāo)值（圖中z值，機(jī)械坐標(biāo)值為相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值）。再用手動(dòng)操作方式加工外圓，記錄下這時(shí)刀位點(diǎn)的X向機(jī)械坐標(biāo)值（圖3-36中值），停機(jī)測(cè)量工件直徑D，用公式x=-D計(jì)算出主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值。再將x、z值輸入相應(yīng)的刀具幾何偏置存儲(chǔ)器中，完成該刀具的對(duì)刀操作。第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-36數(shù)控車(chē)床的對(duì)刀過(guò)程第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

(1)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)亩x

為確保工件輪廓形狀，加工時(shí)刀具刀尖圓弧的圓心運(yùn)動(dòng)軌跡不能與被加工工件輪廓重合，而應(yīng)與工件輪廓偏置一個(gè)半徑值，這種偏置稱為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。(2)假想刀尖與刀尖圓弧半徑

所謂刀尖圓弧半徑是指車(chē)刀刀尖圓弧所構(gòu)成的假想圓半徑（圖3-37中的r）。3.刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（G40、G41、G42）第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-37假想刀尖示意圖第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-38未使用刀尖圓弧補(bǔ)償功能時(shí)的誤差分析第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能(4)使用刀具圓弧半徑補(bǔ)償功能時(shí)的拐角過(guò)渡1）B型刀補(bǔ)2）C型刀補(bǔ)(5)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令1)指令格式：G41G01/G00X

Z

F

；

G42G01/G00X

Z

F

；

G40G01/G00X

Z

；2）指令說(shuō)明。當(dāng)?shù)毒咛幵诩庸ぽ喞髠?cè)時(shí)，稱為刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償，此時(shí)用G41表示；當(dāng)?shù)毒咛幵诩庸ぽ喞覀?cè)時(shí)，稱為刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償，此時(shí)用G42表示。

第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-39刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓战沁^(guò)渡第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-40刀尖圓弧半徑補(bǔ)償偏置方向的判別a）后置刀架，+Y軸向外b）前置刀架，+Y軸向內(nèi)c)刀尖點(diǎn)位置第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

(6)圓弧車(chē)刀刀具切削沿位置的確定

數(shù)控車(chē)床采用刀尖圓弧補(bǔ)償進(jìn)行加工時(shí)，如果刀具的刀尖形狀和切削時(shí)所處的位置（即刀具切削沿位置）不同，那么刀具的補(bǔ)償量與補(bǔ)償方向也不同。

在判別刀具切削沿位置時(shí)，同樣要沿Y軸由正向負(fù)方向觀察刀具，同時(shí)也要特別注意前、后置刀架的區(qū)別。第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

圖3-41數(shù)控車(chē)床的刀具切削沿位置第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

二、刀具補(bǔ)償功能

(7)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償過(guò)程

刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程分為三步：即刀補(bǔ)的建立(AB)，刀補(bǔ)的進(jìn)行(BCDE)和刀補(bǔ)的取消(EF)。圖3-42所示補(bǔ)償過(guò)程的加工程第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

三、編程實(shí)例例試編寫(xiě)如圖3-43所示工件的數(shù)控車(chē)加工程序。

圖3-43刀具補(bǔ)償功能編程實(shí)例a）b）第八節(jié)刀具補(bǔ)償功能的編程方法

三、編程實(shí)例

采用圓弧車(chē)刀并運(yùn)用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令進(jìn)行編程與加工。1.編程與加工思路第一章液壓傳動(dòng)原理與液壓元件1.數(shù)控編程的步驟有哪些？2.數(shù)控編程分哪幾類?各有何特點(diǎn)？3.數(shù)控車(chē)床的編程有哪些特點(diǎn)？4.如何確定機(jī)床坐標(biāo)系的方向？機(jī)床原點(diǎn)是如何確定的？5.何謂編程坐標(biāo)系？如何確定編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)？6.試寫(xiě)出一完整的程序段，并說(shuō)明各部分的功能。7.主軸轉(zhuǎn)速分哪兩種？它們之間是如何進(jìn)行換算的？8.進(jìn)給功能分哪兩種？程序中是如何指定不同的進(jìn)給功能的？9.常用編程指令的功能屬性有哪些？這些功能屬性對(duì)數(shù)控編程有哪些幫助？10.常用的數(shù)控編程規(guī)則有哪些？第一章液壓傳動(dòng)原理與液壓元件11.何謂數(shù)控加工的數(shù)值計(jì)算？常用的基點(diǎn)計(jì)算方法有哪些？12.如何進(jìn)行非圓曲線節(jié)點(diǎn)的擬合計(jì)算？對(duì)非圓曲線的擬合誤差有哪些要求？13.與工件坐標(biāo)系設(shè)定相關(guān)的指令有哪些？與返回參考點(diǎn)相關(guān)的指令有哪些？14.何謂刀具補(bǔ)償功能？刀具補(bǔ)償功能分哪兩類？15.利用刀具位置補(bǔ)償進(jìn)行對(duì)刀的實(shí)質(zhì)是什么？16.試說(shuō)明如何進(jìn)行數(shù)控車(chē)床的對(duì)刀和刀具位置參數(shù)的設(shè)定。17.執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，通常分哪幾步？刀具半徑補(bǔ)償功能對(duì)編程有何幫助？18.何謂B型刀補(bǔ)？何謂C型刀補(bǔ)？?jī)煞N刀補(bǔ)有什么不同？19.如何確定數(shù)控車(chē)刀的刀具切削沿位置號(hào)？20.試分別寫(xiě)出FANUC及SIEMENS系統(tǒng)編程時(shí)的程序內(nèi)容開(kāi)始段及程序結(jié)束段，并說(shuō)明每條程序段的功能。數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過(guò)程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語(yǔ)言記錄在程序單上的全過(guò)程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對(duì)程序經(jīng)過(guò)處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過(guò)程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫(xiě)零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫(xiě)程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車(chē)床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)