第二章數(shù)控程序編制

第二章數(shù)控程序編制第二章數(shù)控程序編制2-1

概述一、程序編制的內(nèi)容與步驟圖2-1數(shù)控程序編制分析零件圖紙工藝處理數(shù)學(xué)處理編寫(xiě)程序單數(shù)控機(jī)床11/12/20232-1概述二、程序編制的方法手工編程(簡(jiǎn)單零件的數(shù)控編程)APT語(yǔ)言自動(dòng)編程基于CAD/CAM的自動(dòng)編程系統(tǒng)Pro/EUGIdeasMasterCAMCAXA11/12/20232-2數(shù)控機(jī)床加工的工藝分析

一、選擇合適的對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)

刀位點(diǎn)：刀具上的幾何參考點(diǎn)

對(duì)刀點(diǎn)：數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，也是程序的起點(diǎn)換刀點(diǎn)：為實(shí)現(xiàn)刀具交換所確定的空間參考點(diǎn)11/12/20232-2數(shù)控機(jī)床加工的工藝分析二、選擇合適的零件安裝方式安裝：盡量保證一次安裝，完成所有待加工面的加工，避免重復(fù)安裝誤差

通用夾具夾具選用

組合夾具

專(zhuān)用夾具（必要時(shí)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)）三、刀具選擇考慮因素：工件材質(zhì)、加工輪廓類(lèi)型、機(jī)床允許的切削用量以及剛性和耐用度相關(guān)事項(xiàng)：編程時(shí)要規(guī)定刀具的結(jié)構(gòu)尺寸和調(diào)整尺寸，對(duì)加工中心機(jī)床，要在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)或尺寸測(cè)量，并將有關(guān)尺寸輸入數(shù)控裝置。11/12/20232-2數(shù)控機(jī)床加工的工藝分析四、確定加工路線1.點(diǎn)位加工路線示例11/12/20232.銑削輪廓加工路線示例雙向走刀方式銑削輪廓的加工路線單向走刀方式環(huán)形走刀方式銑削輪廓時(shí)刀具的切入與切出徑向切入切向切入行切式封閉輪廓的銑削加工環(huán)切式行切式＋環(huán)切式2-2數(shù)控機(jī)床加工的工藝分析11/12/20232-2數(shù)控機(jī)床加工的工藝分析3.旋轉(zhuǎn)體類(lèi)零件加工路線示例直線、斜線走刀加工路線適用于加工余量大且又不均勻的零件表面加工三種方式矩形走刀加工路線適用于加工余量不均勻且表面形狀復(fù)雜的零件加工斜線走刀加工路線適用于需要徑向走刀且刀具強(qiáng)度較差的情況11/12/20232-3數(shù)控程序編制一、數(shù)字控制的標(biāo)準(zhǔn)代碼EIA（ElectronicIndustriesAssociation）代碼

美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（補(bǔ)奇代碼，第五列為補(bǔ)奇列）ISO（InternationalStandardOrganization）代碼

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)（補(bǔ)偶代碼，第八列為補(bǔ)奇列）

兩種代碼標(biāo)準(zhǔn)均采用八單位穿孔紙帶，由信息孔和同步孔構(gòu)成。11/12/20232-3數(shù)控程序編制二、數(shù)控加工程序段格式及程序結(jié)構(gòu)程序段格式字地址格式（需要地址判別電路）N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF分割符固定順序格式（不需要地址判別電路）

001HT90HT01HT200HT300HT15HT32HT01HT03LF002HTHTHT250HT350HTHTHTHTLF003HTHT00HT0HT0HTHTHTHT02LF11/12/20232-3數(shù)控程序編制程序結(jié)構(gòu)

符號(hào)字程序段程序N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF

有些數(shù)控系統(tǒng)要求整個(gè)程序以“%”或“O”開(kāi)始，要求以“;”或“CR”作為程序段結(jié)束，例：%600N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF11/12/20232-3數(shù)控程序編制三、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系一）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其方向的規(guī)定ISO標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)：“右手直角迪卡爾坐標(biāo)系”正方向：刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向11/12/20232-3數(shù)控程序編制編程坐標(biāo)：為了編程方便，一律假定工件不動(dòng)，刀具移動(dòng)所設(shè)定的迪卡爾坐標(biāo)正方向：刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向編程坐標(biāo)的確定

Z坐標(biāo)軸：平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸多主軸機(jī)床和無(wú)主軸機(jī)床取垂直于工件裝夾面的軸為Z軸

正方向：刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向11/12/20232-3數(shù)控程序編制X軸：與Z軸垂直，一般為水平方向，并與工件裝夾面平行；正方向工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床：刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向（如車(chē)床、磨床）刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床Z軸水平：由主軸尾端向工件看，右為正（如：立銑床、鏜床）Z軸垂直：由刀具主軸向立柱看，右為正（如：臥銑床、插齒機(jī)）

Y坐標(biāo)軸：根據(jù)X、Z軸，由迪卡爾原則確定11/12/20232-3數(shù)控程序編制二）機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)

機(jī)床坐標(biāo)系：機(jī)床固有的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)為機(jī)床原點(diǎn)

機(jī)床原點(diǎn)（機(jī)械原點(diǎn)）：機(jī)床固定不變的基準(zhǔn)點(diǎn)（出廠時(shí)已定義，用戶無(wú)變更權(quán)限）工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn)

工件坐標(biāo)系：是編程人員為了便于編程所確定的坐標(biāo)系工件原點(diǎn)：工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)（工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的偏置值由數(shù)控系統(tǒng)的偏置功能指令設(shè)定）11/12/20232-3數(shù)控程序編制絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)絕對(duì)坐標(biāo)：是指刀具下一位置相對(duì)于程序原點(diǎn)的坐標(biāo)機(jī)床設(shè)G90代碼：G90G01X30Y37機(jī)床不設(shè)G90代碼：G01X30Y37相對(duì)坐標(biāo)：是指刀具從當(dāng)前位置到的增量值機(jī)床設(shè)G91代碼：G91G01X20Y25機(jī)床不設(shè)G91代碼：G01U20V2511/12/20232-3數(shù)控程序編制四、數(shù)控機(jī)床的最小設(shè)定單位

最小設(shè)定單位：數(shù)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的最小位移量開(kāi)環(huán)系統(tǒng)最小設(shè)定單位：脈沖當(dāng)量閉環(huán)系統(tǒng)最小設(shè)定單位：分辨率脈沖當(dāng)量：步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖信號(hào)，工作臺(tái)的相應(yīng)位移量分辨率：閉環(huán)系統(tǒng)位移檢測(cè)元件的檢測(cè)分辨率

脈沖數(shù)編程：編程尺寸一般應(yīng)轉(zhuǎn)換成與最小設(shè)定單位相應(yīng)的數(shù)據(jù)

實(shí)際尺寸編程：按給定零件尺寸編程11/12/20232-3數(shù)控程序編制五、數(shù)控加工程序常用編程指令

常用編程指令主要用來(lái)描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式、加工類(lèi)別、主軸的啟停、冷卻液的開(kāi)關(guān)、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、刀具選擇等。(GMFSTXYZ)一）準(zhǔn)備功能指令（G指令）用于建立機(jī)床的加工機(jī)能，分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼

模態(tài)代碼（續(xù)效代碼）：一經(jīng)使用，便保持有效到以后的程序段中，遇同組代碼失效。

非模態(tài)代碼（非續(xù)效代碼）：只在本程序段有效。例：N001G01X30Y40Z0N003Y65N005Z-10

11/12/20232-3數(shù)控程序編制坐標(biāo)系有關(guān)指令（G90、G91、G92）G90:絕對(duì)坐標(biāo)指令，編程尺寸按工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)給定。G91:相對(duì)坐標(biāo)指令，編程尺寸相對(duì)加工起點(diǎn)給定。G92:工件坐標(biāo)系設(shè)定指令，以刀位點(diǎn)為參考點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定。11/12/20232-3數(shù)控程序編制坐標(biāo)平面選擇指令（G17、G18、G19）G17：指定零件進(jìn)行xy平面加工G18：指定零件進(jìn)行zx平面加工G19：指定零件進(jìn)行yz平面加工

注：默認(rèn)值為G17兩維平面不必設(shè)定（如數(shù)控車(chē)床）11/12/2023直線插補(bǔ)指令（G01）刀具以進(jìn)給速度F指令給定的速度進(jìn)行直線插補(bǔ)加工快速點(diǎn)定位指令（G00）刀具以點(diǎn)位控制方式快速移動(dòng)，進(jìn)給速度F指令對(duì)其無(wú)效2-3數(shù)控程序編制11/12/20232-3數(shù)控程序編制G01代碼編程（相對(duì)坐標(biāo)）N001G92X28Y20LFN004X8Y8LFN002G91G00X－12Y0N005X16Y20LFM05T00LFS200M03T01LFN006G00X12Y0M02LFN003G01X－24Y－12F100G01代碼編程（絕對(duì)坐標(biāo)）N001G92X28Y20LFN002G90G00X16Y20S200M03T01LFN003G01X－8Y8F100LFN004X0Y0LFN005X16Y20LFM05T00LFN006G00X28Y20M02LF11/12/20232-3數(shù)控程序編制5.圓弧插補(bǔ)指令（G02、G03）G02：順時(shí)針插補(bǔ)指令G03：逆時(shí)針插補(bǔ)指令

注：圓弧順逆是從坐標(biāo)軸正方向向原點(diǎn)投影確定。圓心坐標(biāo)（i、j、k）編程：i、j、k為圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值，且總為增量值（該定義以機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)）半徑R編程：小于或等于180度圓弧用+R，大于180度圓弧用-R編程。注意：不能用于整圓編程G17G18G19G90G91G02G03X___Y___X___Z___Y___Z___I___J___I___K___J___K___R___F__*11/12/20232-3數(shù)控程序編制用絕對(duì)坐標(biāo)編程N(yùn)001G92X0Y0LFN002G90G00X20Y0S200M03T01LFN003G03X0Y20I-20J0F100LFN004X-20Y0I0J-20LFN005X0Y-20I20J0LFN006X20Y0I0J20LFN007G00X0YOMO2LF用增量坐標(biāo)編程N(yùn)001G91G00X20Y0S200M03T01LFN004X20Y-20I20J0LFN002G03X-20Y20I-20J0F100LFN005X20Y20I0J20LFN003X-20Y-20I0J-20LFN006G00X-20Y0M02LF按象限編程11/12/20232-3數(shù)控程序編制用絕對(duì)坐標(biāo)編程N(yùn)001G92X0Y0LFN002G90G00X20Y0S200M03T01LFN003G03X20Y0I-10J0F100LFN004G00X0Y0M02LF用增量坐標(biāo)編程N(yùn)001G91G00X20Y0S200M03T01LFN002G03X0Y0I-20J0F200N003G00X-20Y0M02LF跨象限編程11/12/20232-3數(shù)控程序編制用絕對(duì)坐標(biāo)編程N(yùn)001G92X0Y18LFN002G90G02X18Y0R18F100S300M03LFN003G03X68Y0R25LFN004G02X88Y20R-20M02LF用增量坐標(biāo)編程N(yùn)001G91G02X18Y-18R18F100S300M03LFN002G03X50Y0R25LFN003G02X20Y20R-20M02LF11/12/20232-3數(shù)控程序編制6.刀具半徑補(bǔ)償指令（G40、G41、G42）G40：刀具偏置注銷(xiāo)指令G41：左偏置刀具半徑補(bǔ)償指令G42：右偏置刀具半徑補(bǔ)償指令11/12/20232-3數(shù)控程序編制刀具半徑補(bǔ)償功能1）可在不知刀具半徑的情況下編程2）當(dāng)?shù)毒甙霃桨l(fā)生變化時(shí)，不必重新修改程序，只需手工輸入更改后的刀具半徑值即可。3）可用同一程序、同一刀具進(jìn)行粗加工和精加工11/12/20237.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令（G43、G44、G49）

G43:刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償指令G44：刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償指令G49：刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償注銷(xiāo)指令實(shí)際位移量=程序給定值補(bǔ)償值2-3數(shù)控程序編制正偏置:-A2=-A1+(-D1)=-(A1+D1)負(fù)偏置:-A2=-A1-(-D2)=-A1+D2G43（G44）Z-A1H01H—內(nèi)存刀補(bǔ)表地址(刀補(bǔ)號(hào))11/12/20232-3數(shù)控程序編制A=-150+(-30)=-180G91G00G43Z-150H01A=-150-(-30)=-120G91G00G44Z-150H01刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償示例11/12/20232-3數(shù)控程序編制8.暫停（延時(shí)）指令（G04）使刀具作短時(shí)間無(wú)進(jìn)給光整加工，用于車(chē)槽、鏜平面、锪孔程序格式為：G04β__β一般用x或F，其后數(shù)字表示延時(shí)時(shí)間或主軸轉(zhuǎn)數(shù)N001G91G01Z-7F60S300M03LFN002G04X5LFN003G00Z7M02LF11/12/20232-3數(shù)控程序編制二）輔助功能指令（M代碼）M代碼主要用于開(kāi)關(guān)量控制，分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼。常用M代碼簡(jiǎn)介1）M00:程序停止指令。程序執(zhí)行到該指令時(shí)無(wú)條件停止主軸、刀具、冷卻液等。2）M01:計(jì)劃停止指令。程序執(zhí)行到該指令時(shí)有條件停止主軸、刀具、冷卻液等。3）M02:程序結(jié)束指令。除停止主軸、刀具、冷卻液以外，還用于機(jī)床復(fù)位和回卷紙帶等。4）M03、M04、M05:用于主軸的正傳、反轉(zhuǎn)、停止。5）M06:換刀指令6）M30:紙帶結(jié)束。11/12/20232-3數(shù)控程序編制三）進(jìn)給速度F、主軸轉(zhuǎn)速S、及刀具功能T代碼進(jìn)給速度F代碼（續(xù)效代碼）1）代碼法：F__（F后面的數(shù)字為進(jìn)給速度代碼）2）直接指定法：F_（F后面的數(shù)字為實(shí)際進(jìn)給速度）主軸轉(zhuǎn)速S代碼（續(xù)效代碼）S__（S后面的數(shù)字含義與F代碼相同）刀具功能F代碼（續(xù)效代碼）T__（例T0101為選用1號(hào)刀并對(duì)1號(hào)刀進(jìn)行補(bǔ)償）11/12/20232-3數(shù)控程序編制六、編程實(shí)例車(chē)削階梯軸N01G90G92X200.0Z305.0;N02G00X30.0Z108.0S600T0101M03;N03G01X40.0Z103.0F0.12;N04Z75.0;N05X60.0Z65.0;N06Z35.0;N07G03X70.0Z30.0R5.0;N08G01Z20.0;N09G00X200.0Z305.0T0100M02;11/12/20232-4自動(dòng)數(shù)控編程一、自動(dòng)編程概述1、數(shù)控自動(dòng)編程的產(chǎn)生和發(fā)展美：APTADAPTAUTOSPOT2C2CL2PC德：EXAPT-1/2/3（點(diǎn)位、車(chē)削、銑削）日：PAPTHAPT2、數(shù)控編程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)★發(fā)展會(huì)話型自動(dòng)編程系統(tǒng)★數(shù)控圖形編程系統(tǒng)★數(shù)字化技術(shù)編程法★語(yǔ)音數(shù)控自動(dòng)編程★計(jì)算數(shù)控中的直接編程★發(fā)展模塊化的多功能的編程系統(tǒng)11/12/20232-4自動(dòng)數(shù)控編程零件圖紙數(shù)控語(yǔ)言零件源程序翻譯處理刀具軌跡處理后置處理數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)處理程序打印程序單制作穿孔帶直接通訊繪圖儀檢查CRT顯示通用計(jì)算機(jī)二、數(shù)控自動(dòng)編程語(yǔ)言APT11/12/20232-4自動(dòng)數(shù)控編程三、微機(jī)自動(dòng)編程系統(tǒng)基于CAD/CAM的自動(dòng)編程Pro-EUGIdeasCATIASolidedgeSlidewoksMasterCAMCAXA11/12/2023本章作業(yè)1.在數(shù)控車(chē)床上加工圖示零件,請(qǐng)采用G代碼格式編制加工程序。要求：(1)在給定工件坐標(biāo)系內(nèi)用增量尺寸（G91）編程，X坐標(biāo)用2倍值編程；(2)圖中刀具位置為程序的起點(diǎn)和終點(diǎn)，?70軸左端20mm不加工；(3)進(jìn)給速度代碼F100，主軸轉(zhuǎn)速代碼S500；(4)刀具切入留量2mm。11/12/20232.在圖示零件上鉆孔,請(qǐng)采用G代碼格式編制加工程序。要求：(1)在給定工件坐標(biāo)系內(nèi)用增量尺寸編