數(shù)控技術(shù)課件

數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)主要內(nèi)容2.1概述2.2數(shù)控加工程序編制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2.3數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)和指令2.4數(shù)控加工工藝分析2.5銑削加工編程2.6車削加工編程2.7其他加工編程簡介2.8自動編程的概念與典型CAM軟件介紹主要內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序編制主要內(nèi)容2.1概述主要內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序編制主要內(nèi)容2.1概述2.1.1數(shù)控編程的定義程序編制加工控制機床加工零件圖紙程序代碼加工指令成品零件本章內(nèi)容主要內(nèi)容2.1概述2.1.1數(shù)控編程的定義程序編制加工控2.1.2數(shù)控編程步驟

計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改數(shù)控系統(tǒng)2.1.2數(shù)控編程步驟計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制編程方法：自動編程手工編程2.1.3編程方法其它編程方法：藍圖編程對話式編程示教編程編程方法：自動編程手工編程2.1.3編程方法O2002N01G91G00G41D01X-50Y25S400M03M08；N02M98P01L10；N03G40M02；#01工藝分析手工編程的過程自動編程的過程O2002工藝分析手工編程的過程自動編程的過程主要內(nèi)容據(jù)統(tǒng)計：用手工編程時，一個零件的編程時間與機床實際加工時間之比，平均約為30：1；數(shù)控機床不能開動的原因中，有20-30%是由于加工程序不能及時編制出造成的。編程自動化是當(dāng)今的趨勢手工編程VS自動編程主要內(nèi)容據(jù)統(tǒng)計：手工編程VS自動編程主要內(nèi)容2.2.1軸的概念及定義1.目的

為簡化編程和保證程序的通用性，對數(shù)控機床的坐標(biāo)軸和方向命名制訂了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。2.分類

基本坐標(biāo)軸：規(guī)定直線進給坐標(biāo)軸用X、Y、Z表示；

回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸：圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進給坐標(biāo)軸分別用A、B、C表示；

附加坐標(biāo)軸：平行于基本坐標(biāo)系中坐標(biāo)軸的進給軸，用U、V、W表示。2.2數(shù)控加工程序編制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容2.2.1軸的概念及定義1.目的2.分類2.2主要內(nèi)容3.右手規(guī)則X、Y、Z相互之間滿足右手規(guī)則A~X；B~Y；C~Z滿足右手螺旋規(guī)則XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A主要內(nèi)容3.右手規(guī)則XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY主要內(nèi)容4.Z座標(biāo)軸的確定Z座標(biāo)軸：平行主軸軸線的進給軸沒有主軸或有多個主軸：垂直于工件裝夾面的方向為Z座標(biāo)主軸能擺動：在擺動的范圍內(nèi)只與標(biāo)準(zhǔn)座標(biāo)系中的某一座標(biāo)平行時，則這個坐標(biāo)便是Z坐標(biāo)；若在擺動的范圍內(nèi)與多個座標(biāo)平行，則取垂直于工件裝夾面的方向為Z座標(biāo)。主要內(nèi)容4.Z座標(biāo)軸的確定立式5軸數(shù)控銑床的座標(biāo)系主要內(nèi)容Z座標(biāo)正方向規(guī)定：刀具遠離工件的方向+Z+Z立式5軸數(shù)控銑床的座標(biāo)系主要內(nèi)容Z座標(biāo)正方向規(guī)定：刀具遠離工主要內(nèi)容+Z主要內(nèi)容+Z主要內(nèi)容5.X座標(biāo)軸的確定在刀具旋轉(zhuǎn)的機床上銑床、鉆床、鏜床等；+Z+X/

Z軸水平（臥式）：則從刀具(主軸)向工件看時，X座標(biāo)的正方向指向右邊。主要內(nèi)容5.X座標(biāo)軸的確定+Z+X/Z軸水平（臥式）主要內(nèi)容Z軸垂直（立式）：單立柱機床，從刀具向立柱看時，X的正方向指向右邊；+Z+X/立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系+Z+X/主要內(nèi)容Z軸垂直（立式）：+Z+X/立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系主要內(nèi)容+Z雙立柱機床(龍門機床)，從刀具向左立柱看時，X軸的正方向指向右邊。+X/Z軸垂直（立式）：主要內(nèi)容+Z+X/Z軸垂直（立式）：主要內(nèi)容在工件旋轉(zhuǎn)的機床上（車床、磨床等）。X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。+Z+X主要內(nèi)容在工件旋轉(zhuǎn)的機床上（車床、磨床等）。X軸的運動方向是主要內(nèi)容6.Y坐標(biāo)的確定利用已確定的X、Z坐標(biāo)的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標(biāo)的正方向。右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向為食指指向。右手螺旋法則：在XZ平面，從Z至X，姆指所指的方向為+y。

主要內(nèi)容6.Y坐標(biāo)的確定主要內(nèi)容+Z+X/+Y+Z+X/+Y/+C/+A+C/7.回轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C

主要內(nèi)容+Z+X/+Y+Z+X/+Y/+C/+A+C/7.主要內(nèi)容8.輔助坐標(biāo)U、V、W

+Z+X/+Y/+A+C/+W主要內(nèi)容8.輔助坐標(biāo)U、V、W+Z+X/+Y/+A+主要內(nèi)容立式數(shù)控銑床課堂練習(xí)：機床軸的命名臥式數(shù)控銑床主要內(nèi)容立式數(shù)控銑床課堂練習(xí)：機床軸的命名臥式數(shù)控銑床主要內(nèi)容+Z+X/+Y+Z+X/+Y/龍門數(shù)控銑床課堂練習(xí)：機床軸的命名主要內(nèi)容+Z+X/+Y+Z+X/+Y/龍門數(shù)控銑床課堂練習(xí)：主要內(nèi)容2.2.2機床座標(biāo)系與工件座標(biāo)系坐標(biāo)系的三要素軸------X、Y、Z；A、B、C；U、V、W。原點---機床或工件坐標(biāo)系的原點。單位---編程單位、脈沖當(dāng)量。主要內(nèi)容2.2.2機床座標(biāo)系與工件座標(biāo)系坐標(biāo)系的三要素軸主要內(nèi)容工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離。主要內(nèi)容工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機主要內(nèi)容2.2.3絕對坐標(biāo)編程和相對坐標(biāo)編程定義絕對坐標(biāo)編程：工件所有點的坐標(biāo)值基于某一坐標(biāo)系（機床或工件）零點計量的編程方式。相對坐標(biāo)編程：運動軌跡的終點坐標(biāo)值是相對于起點計量的編程方式（增量坐標(biāo)編程）。主要內(nèi)容2.2.3絕對坐標(biāo)編程和相對坐標(biāo)編程主要內(nèi)容表達方式：G90/G91；X、Y、Z絕對，U、V、W相對選用原則：主要根據(jù)具體機床的坐標(biāo)系，考慮編程的方便(如圖紙尺寸標(biāo)注方式等)及加工精度的要求，選用坐標(biāo)的類型。注意：在機床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系中均可用絕對坐標(biāo)編程；而在使用相對坐標(biāo)編程時，上述兩個坐標(biāo)系是無區(qū)別的。主要內(nèi)容表達方式：G90/G91；X、Y、Z絕對，U、V、主要內(nèi)容2.2.4分辨率（Resolution）分辨率(對控制系統(tǒng))，可以控制的最小位移量。數(shù)控機床的最小位移量（最小設(shè)定單位，最小編程單位，最小指令增量，脈沖當(dāng)量（步進電機））是指數(shù)控機床的最小移動單位，它是數(shù)控機床的一個重要技術(shù)指標(biāo)。一般為0.0001~0.01mm，視具體機床而定。）脈沖當(dāng)量——對應(yīng)于每一個指令脈沖（最小位移指令）機床位移部件的運動量。主要內(nèi)容2.2.4分辨率（Resolution）主要內(nèi)容2.3數(shù)控加工代碼及程序格式主要內(nèi)容代碼定義代碼分類程序結(jié)構(gòu)與格式主程序與子程序宏程序與固定循環(huán)主要內(nèi)容2.3數(shù)控加工代碼及程序格式主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、定義什么是數(shù)控加工代碼?例如:G01X100Y100程序的最小功能單元由文字、數(shù)字、符號以及它們的組合組成數(shù)控系統(tǒng)操作指令的總稱，又稱指令或編程指令主要內(nèi)容一、定義例如:G01X100Y100程序的最主要內(nèi)容常用地址碼及其含義機能地址碼說明程序段號N程序段順序編號地址坐標(biāo)字X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R；A，B，C，D，E；R；I，J，K；直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸圓弧半徑圓心相對起點坐標(biāo)準(zhǔn)備功能G準(zhǔn)備功能輔助功能M輔助功能補償值H或D補償值地址切削用量SF主軸轉(zhuǎn)速進給量或進給速度刀具號T刀庫中的刀具編號主要內(nèi)容常用地址碼及其含義機能地址碼說明程序段號N程序段順主要內(nèi)容二、代碼與指令分類G指令——準(zhǔn)備功能功能：規(guī)定機床運動線型、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，共有100種（G00～G99）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18，G54等主要內(nèi)容二、代碼與指令分類主要內(nèi)容M指令——輔助功能功能：控制機床及其輔助裝置的通斷的指令。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）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。示例：M02，M03，M08等 主要內(nèi)容M指令——輔助功能主要內(nèi)容F、S、T、D指令

F指令——指定（合成）進給速度指令

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。它是摸態(tài)指令。單位：mm/min（公制）或inch/min（英制）

。視用戶選定的編程單位而定，若為公制單位，則上述兩個指令分別表示：

F=150mm/min；F=3500mm/min。

主要內(nèi)容F、S、T、D指令主要內(nèi)容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、S3500等。其中數(shù)字表示實際的主軸轉(zhuǎn)速值。它是摸態(tài)指令。單位：r/min。上述兩個指令分別表示主軸轉(zhuǎn)速：

500r/min；3500r/min。

主要內(nèi)容主要內(nèi)容

T、D指令指定刀具號和刀具長度、半徑存放寄存器號指令。組成：T、D后跟兩位數(shù)字，如T11、D02等。其中數(shù)字分別表示存放在庫中的刀具號和刀具長度、半徑補償寄存器號。上述兩個指令分別表示后續(xù)加工將選擇刀庫中11號刀具和采用D02寄存器中的數(shù)值進行補償。主要內(nèi)容T、D指令主要內(nèi)容三、數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)1、程序的組成一個完整的數(shù)控加工程序由程序名、程序體和程序結(jié)束三部分組成%0001；程序名N01G92X50.0Y20.0；N02………………；N03………………；程序體N04………………；N05…;M30；程序結(jié)束主要內(nèi)容三、數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容程序名

程序名是一個程序必需的標(biāo)識符。組成：由地址符后帶若干位數(shù)字組成。地址符常見的有：“%”、“O”、“P”等，視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。示例：國產(chǎn)華中I型系統(tǒng)“%”，日本FANUC系統(tǒng)“O”。后面所帶的數(shù)字一般為4～8位。如：%2000主要內(nèi)容程序名主要內(nèi)容程序體它表示數(shù)控加工要完成的全部動作，是整個程序的核心。組成：它由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令構(gòu)成。程序結(jié)束它是以程序結(jié)束指令M02或M30，結(jié)束整個程序的運行。主要內(nèi)容程序體主要內(nèi)容2、程序段的格式定義：程序段中指令的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式。

目前廣泛采用地址符可變程序段格式（字地址程序段格式）N03

G91G01

X50Y60

F200

S400

M03M08

；程序段號G指令尺寸指令進給速度指令主軸轉(zhuǎn)速指令M指令程序段結(jié)束符主要內(nèi)容2、程序段的格式程序段號G指令尺寸指令進給速度指令主要內(nèi)容

地址符可變程序段格式的特點：程序段中的每個指令均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字。指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫。上段相同的摸態(tài)指令（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不寫。主要內(nèi)容地址符可變程序段格式的特點：主要內(nèi)容主要內(nèi)容四、主程序和子程序O1000；……M98P0020;M30;O0020；……M98P0010M99;O0010；……M99;子程序主程序子程序主要內(nèi)容主要內(nèi)容四、主程序和子程序O1000；O0020；OO2002N01G91G00G41D01X-50Y25S400M03M08；N02M98P01L10；N03G40M02；O0001N01G00Z-25；N02G01Y-50F100；N03X50；N04G03Y50J25；N05G01X-55；N06G00Z25；N07X165；N08M99；180050160R25501907010160×10=1600對刀點O2002180050160R25501907010160×主要內(nèi)容五、宏程序與固定循環(huán)宏指令與宏程序

可以進行變量運算、流程控制的指令固定循環(huán)：把具有某種固定動作次序的一組指令，像子程序一樣存儲在存儲器中，并將該組指令用一個指令代表，完成特定的可參數(shù)化的特征的加工。#1=#1+1WHILEIFENDWENDIF主要內(nèi)容五、宏程序與固定循環(huán)宏指令與宏程序可以進行變2.4常用數(shù)控編程指令2.4.1坐標(biāo)編程方式指令2.4.2模態(tài)與非模態(tài)概念2.4.3軌跡運動指令2.4.4坐標(biāo)系指定指令2.4.5常用M,S,T指令2.4常用數(shù)控編程指令2.4.1坐標(biāo)編程方式指令2.4.1坐標(biāo)編程方式指令（G90、G91）G90/G91G90絕對坐標(biāo)編程選擇G91相對坐標(biāo)編程選擇例1：G90G01X100Y100Z100例2：G91G01X100Y100Z1002.4.1坐標(biāo)編程方式指令（G90、G91）G90/G90、G91作用：規(guī)定尺寸變化的方式。功能：

G90：絕對值編程，每個編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對于程序原點的；G91：相對值編程，每個編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對于前一位置而言的，該值等于沿軸移動的距離。性質(zhì)：G90、G91為模態(tài)功能，可相互注銷，G90為缺省值。G90、G91G90/G91應(yīng)用舉例：要求刀具由原點按順序移動到1、2、3點G90/G91應(yīng)用舉例：要求刀具由原點按順序移動到1、2、非模態(tài)G功能:只在所規(guī)定的程序段中有效，程序段結(jié)束時被注銷模態(tài)G功能：一組可相互注銷的G功能，這些功能一旦被執(zhí)行，則一直有效，直到被同一組的G功能注銷為止2.4.2模態(tài)與非模態(tài)概念非模態(tài)G功能:只在所規(guī)定的程序段中有效，程序段結(jié)束時被注銷2模態(tài)指令與非模態(tài)的含義

G90G00X100Y100Z100G90G00X200Y100Z100G90G00X200Y200Z100G90G00X100Y200Z100G90G00X100Y100Z100G90G00X100Y100Z100X200Z200X100Y100模態(tài)指令與非模態(tài)的含義G90G00

快速定位指令指令刀具相對于工件以各軸預(yù)先設(shè)定的速度，從當(dāng)前位置快速移動到程序段指令的定位目標(biāo)點。例1：G90G00X100Y10Z150例2：G91G00X10Y-100Z-1302.4.3運動軌跡指令（G00G01G02G03）G00快速定位指令2.4.3運動軌跡指令（G00G0G01直線進給指令指令刀具以聯(lián)動的方式，按F規(guī)定的合成進給速度，從當(dāng)前位置按線性路線(聯(lián)動直線軸的合成軌跡為直線)移動到程序段指令的終點.格式：G01X_Y_Z_F_例1：G90G01X100Y100Z100F200例2：G91G01X-100Y130Z110F200G01直線進給指令G01與G00的區(qū)別G00各軸獨自以最大速度運動G01各軸聯(lián)動以指令速度為合成速度運動

G01與G00的區(qū)別課堂練習(xí)：試用G01完成下圖軌跡

O點為起刀點，A點為第一點課堂練習(xí)：試用G01完成下圖軌跡

O點為起刀點，A點為第一點G02、G03圓弧進給指令作用：圓弧進給功能：

G02：順時針圓弧G03:逆時針圓弧性質(zhì)：模態(tài)功能格式及使用舉例：G17G02/G03XYIJG17G02/G03XYRG18G02/G03XZIKG18G02/G03XZRG19G02/G03YZJKG19G02/G03YZR說明:G17、G18、G19

XYZ:圓弧終點，

IJK:圓心相對于圓弧起點的偏移值,等于圓心的坐標(biāo)減去圓弧起點的坐標(biāo)

R:圓弧半徑，當(dāng)圓弧圓心角小于180°時，R為正值，否則R為負值G02、G03圓弧進給指令說明:圓弧圓弧整圓（順圓）圓弧進給編程中的特例整圓（順圓）圓弧進給編程中的特例1/4圓弧(順圓)圓弧進給編程中的特例1/4圓弧(順圓)圓弧進給編程中的特例3/4圓弧(順圓)圓弧進給編程中的特例3/4圓弧(順圓)圓弧進給編程中的特例課堂練習(xí)

給出下列圓弧軌跡的四種編程指令課堂練習(xí)G92

臨時工件坐標(biāo)系設(shè)定指令用于設(shè)定工件坐標(biāo)系原點到刀具起點(當(dāng)前點)的有向距離。示例G92X100Y100Z100含義：起刀點(當(dāng)前點)在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值為:(100,100,100)2.4.4坐標(biāo)編程方式指令（G92G54～G59G17~G19G52G53）G922.4.4坐標(biāo)編程方式指令（G92G54～主要內(nèi)容工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92示例G92X160.0Y-20.0；（X200，Y

20）工件刀具起始點工件坐標(biāo)系機床坐標(biāo)系200160120804012010080604020OO′X′Y′YX主要內(nèi)容工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92示例G92X160.0Y-2主要內(nèi)容用G54-G59指令設(shè)定工件坐標(biāo)系操作者在實際加工前，測量工件原點與機床原點之間的偏置值，并在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定。這個值叫做“工件零點偏置”。

主要內(nèi)容用G54-G59指令設(shè)定工件坐標(biāo)系坐標(biāo)平面選擇指令G17、G18、G19

其它坐標(biāo)系指令：G52局部坐標(biāo)系設(shè)定G53直接機床坐標(biāo)系編程參考所用數(shù)控系統(tǒng)的編程說明書坐標(biāo)平面選擇指令G17、G18、G19其它坐標(biāo)系指令：輔助功能由地址字M和其后的一或兩位數(shù)字組成，主要用于控制零件程序的走向，以及機床各種輔助功能的開關(guān)動作

模態(tài)非模態(tài)前作用后作用2.4.5常用M,S,T指令輔助功能M代碼輔助功能由地址字M和其后的一或兩位數(shù)字組成，M00功能：暫停執(zhí)行當(dāng)前程序作用：方便操作者進行刀具和工件的尺寸測量、工件調(diào)頭、手動變速等操作特點：暫停時，機床的主軸、進給及冷卻液停止，而全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變，欲繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序，重按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵性質(zhì)：非模態(tài)后作用M功能

M00M02功能：結(jié)束機床的一切動作。主軸、進給、冷卻液全部停止作用：結(jié)束加工過程特點：使用M02的程序結(jié)束后，若要重新執(zhí)行該程序，就得重新調(diào)用該程序，或在自動加工子菜單下，按F4鍵（請參考HNC-21T操作說明書），然后再按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵性質(zhì)：非模態(tài)后作用M功能M02M30功能：程序結(jié)束并返回到零件程序頭作用：結(jié)束加工過程，并返回到零件程序頭特點：使用M30的程序結(jié)束后，若要重新執(zhí)行該程序，只需再次按操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵性質(zhì)：非模態(tài)后作用M功能

M30M03、M04、M05

功能：主軸控制作用：

M03啟動主軸以程序中編制的主軸速度順時針方向（從Z軸正向朝Z軸負向看）旋轉(zhuǎn)

M04啟動主軸以程序中編制的主軸速度逆時針方向旋轉(zhuǎn)

M05使主軸停止旋轉(zhuǎn)特點：M03、M04、M05可相互注銷性質(zhì)：M03、M04為模態(tài)前作用M功能；M05為模態(tài)后作用M功能，M05為缺省功能格式：M03M03、M04、M05M98、M99功能：子程序調(diào)用與返回作用：M98調(diào)用子程序，M99返回到調(diào)用點性質(zhì)：非模態(tài)后作用M功能格式：子程序的格式%****……M99調(diào)用子程序的格式M98 P****L** P：被調(diào)用的子程序號L：重復(fù)調(diào)用次數(shù)M98、M99子