加工中心編程教案

第一部分緒論

本章重點(diǎn)：.數(shù)控機(jī)床概念

.數(shù)控機(jī)床采用的新穎機(jī)械結(jié)構(gòu)

.數(shù)控機(jī)床按檢測系統(tǒng)的分類

一般了解：數(shù)控機(jī)床的組成、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)'數(shù)控機(jī)床

的發(fā)展趨勢

一、數(shù)字控制：用數(shù)字化信號對機(jī)床的運(yùn)動及其加工過程

進(jìn)行控制的一種控制方法。

數(shù)控機(jī)床：國際信息處理聯(lián)盟（）第五技術(shù)委員會，對

數(shù)控機(jī)床作了如下定義：一種裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該

系統(tǒng)能邏輯的處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的

程序。

二、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及發(fā)展：

（一）產(chǎn)生：

'傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法已滿足不了生產(chǎn)需求

1）單件小批量生產(chǎn)——占-一般用試切法?

技術(shù)水平要求高，勞動強(qiáng)度大，精度不高，

無法實(shí)現(xiàn)自動化。如：普通車、銃'刨、

磨床等

2）工藝流水作業(yè)——調(diào)整法加工，生產(chǎn)率提

高,精度提高,成本低,品種多,米用組

合機(jī)床，多機(jī)床配合，環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，生

產(chǎn)停滯。

3）自動機(jī)床：用凸輪控制，適于生產(chǎn)簡單工

件，且改型困難

、社會的需求

1）品種多樣化

2）零件精度和形狀復(fù)雜程度不斷提高

3）生產(chǎn)品種的頻繁換型

、技術(shù)上的可行性

1）電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明

2）電子技術(shù)的發(fā)展

a、現(xiàn)代控制理論的發(fā)展

b、各種功能優(yōu)越件的產(chǎn)生

c、大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)

3）新穎機(jī)械結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)

a、滾珠絲杠一代替普通絲杠，動作更靈

活，間隙更小，精度提高

b、滾動導(dǎo)軌一代替滑動導(dǎo)軌，移動靈

活，克服爬行和前沖現(xiàn)象

4）機(jī)床動態(tài)特性的研究成果

使機(jī)床的剛度更好?主軸轉(zhuǎn)速更高?抗振

性提高

由于生產(chǎn)的發(fā)展要求出現(xiàn)新的生產(chǎn)工具，而在技術(shù)上又

已具備了條件.于是在年.美國帕森斯公司提出應(yīng)用計(jì)算機(jī)

控制機(jī)床加工的設(shè)想，并及麻省理工學(xué)院合作進(jìn)行研制工作。

年試制成功第一臺三坐標(biāo)立式數(shù)控銃床。年我國開始研制數(shù)

控機(jī)床。

（二）發(fā)展：

——年?電子管制成數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)

——年，晶體管制成數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)

——年，小規(guī)模集成電路

——年，大規(guī)模集成電路

微型計(jì)算機(jī)

三、數(shù)控機(jī)床的組成:

數(shù)字控制計(jì)算機(jī)：處理加工程序?輸出各種信號，控制機(jī)

床完成各種運(yùn)動。

控制部分：介于控制計(jì)算機(jī)和機(jī)械、液壓部件之間的控制

系統(tǒng)，接受計(jì)算機(jī)輸出的指令信號，經(jīng)過編

譯、邏輯判斷、功率放大后，直接驅(qū)動相應(yīng)

的電器、液壓、氣動和機(jī)械部件，完成相應(yīng)

的動作。

以上兩部分加上輸入輸出設(shè)備'驅(qū)動裝置等可以和

稱為——計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（

）也可簡稱為系統(tǒng)。目前通常所

說的數(shù)控系統(tǒng)?一般均指計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。

液壓、氣動系統(tǒng)：輔助裝置，用來實(shí)現(xiàn)潤滑'冷卻'夾

緊、轉(zhuǎn)位、排屑等功能。

機(jī)械部分：包括主運(yùn)動部件（主軸）、進(jìn)給運(yùn)動執(zhí)行部分

（工作臺、拖板、床身等）

伺服系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)來的速度和位移指令，控制執(zhí)行部件的

進(jìn)給速度、方向、位移。

四、數(shù)控機(jī)床的加工運(yùn)動：

主運(yùn)動（控制主運(yùn)動可以得到合理的切削速度）一般指主

軸轉(zhuǎn)速。

數(shù)控機(jī)床需要無級變速?一般采用變頻器控制變頻

電機(jī)來實(shí)現(xiàn)無級變速。如：采用日本安川變頻器?

河北變頻電機(jī)。

進(jìn)給運(yùn)動（控制進(jìn)給運(yùn)動可以得到不同的加工表面）用伺

服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)來控制絲杠的轉(zhuǎn)動，從而帶動工

作臺或刀具在二維、三維空間內(nèi)進(jìn)行移動，加工出

各種曲面。

五、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：.精度高，質(zhì)量穩(wěn)定

傳動精度高（滾珠絲杠），摩擦阻力?。L動導(dǎo)軌），

設(shè)有檢測元件（矯正誤差）程序自動加工，避免

認(rèn)為誤差。

..生產(chǎn)率高，采用高硬度的硬質(zhì)合金刀具?因而切

削速度提高，可實(shí)現(xiàn)自動換刀-空行程速度快：

15m240m■因而縮短了輔助時(shí)間。

.功能多，一次裝夾可完成多種加工，消除因重復(fù)定

位而帶來的誤差。如：數(shù)空鋒銃床、縱切機(jī)床。

.適應(yīng)不同零件的自動加工，要換零件品種，只需改變程序。

.能完成復(fù)雜形面的加工，如：螺旋槳面

.減低勞動強(qiáng)度，有較高經(jīng)濟(jì)效益。

缺點(diǎn)：.價(jià)格昂貴,一次性投資大

.維修和操作較復(fù)雜

數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

.增加機(jī)床的剛度

.注重散熱和排屑

.采用滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌，或塑料貼面導(dǎo)軌

?采取了傳動消除間隙機(jī)構(gòu)，提高了傳動精度

六、分類：

.按工藝用途分

.按加工路線分

點(diǎn)位控制系統(tǒng)：孔坐標(biāo)位置精度要求高，如：鉆床、鋒

床、沖床等.

輪廓加工控制系統(tǒng)：刀具軌跡運(yùn)動精度要求高，如銃床

.按有無檢測裝置分：

）開環(huán)系統(tǒng)一無位置檢測裝置

）閉環(huán)系統(tǒng)一檢測元件裝在床身和移動部件上

）半閉環(huán)系統(tǒng)一檢測元件裝在電機(jī)尾部

.按可聯(lián)動坐標(biāo)數(shù)分：

二坐標(biāo)聯(lián)動——數(shù)控車床

三坐標(biāo)聯(lián)動——數(shù)控銃床

在工作臺上裝數(shù)控分度頭-即四坐標(biāo)聯(lián)動?使工作臺

沿軸可轉(zhuǎn)動，即軸聯(lián)動。

七、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢：

.先進(jìn)的自檢能力:提高機(jī)床的綜合性能

.向高速、高精度發(fā)展：分辨率可達(dá)微米，進(jìn)給速度可

達(dá)800mm

更高的生產(chǎn)率，利用率：自動換刀

單元模塊化：控制單元、伺服單元、機(jī)械部件已模塊

化生產(chǎn)，需要時(shí)組裝，如：機(jī)械部分北京一機(jī)床，

西門子生產(chǎn)

更強(qiáng)的通訊、圖象編程、顯示功能：計(jì)算機(jī)編程

)\、

3）在加工過程中必須進(jìn)行多種加工的零件

4）切削余量大的零件

5）必須嚴(yán)格控制公差（即公差帶范圍?。┑牧慵?/p>

6）工藝設(shè)計(jì)經(jīng)常變化的零件

7）加工過程中的錯(cuò)誤會造成嚴(yán)重浪費(fèi)的貴重零件

8）需要全部檢驗(yàn)的零件?等

第二部分零件加工程序的編制

第一節(jié)概述

本節(jié)重點(diǎn)：.數(shù)控加工基本原理

.數(shù)控機(jī)床編程方法

-、數(shù)控加工基本原理

二'數(shù)控機(jī)床程序編制的內(nèi)容和步驟

主要內(nèi)容：分析零件圖、確定加工工藝過程、進(jìn)行數(shù)學(xué)處

理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進(jìn)行程序檢查、

程序輸入'工件試切

步驟：

.分析零件圖和工藝處理

分析零件圖，決定加工方案，確定加工順序，設(shè)計(jì)夾具-

選擇刀具，確定走刀路線.切削用量等。正確選擇對刀

點(diǎn)、切入方式。

.數(shù)學(xué)處理

建立工件坐標(biāo)系?確定加工路線，計(jì)算出各幾何元素的

起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓心坐標(biāo)值。（復(fù)雜零件或不規(guī)則零件坐標(biāo)

點(diǎn)不好找，可以借助畫圖求出）

.編寫程序

根據(jù)所使用的數(shù)控系統(tǒng)指定的代碼及格式編寫程序。

.程序輸入

以前用穿孔帶作為介質(zhì)?通過紙帶閱讀機(jī)送入數(shù)控系統(tǒng)。

現(xiàn)在可以直接用鍵盤輸入?或在計(jì)算機(jī)中編好后通過相

應(yīng)的軟件及接口傳入程序。

.程序校驗(yàn)及首件試切

程序必須經(jīng)過檢查校驗(yàn)試切后才可使用。

可以通過空運(yùn)行程序檢查軌跡是否正確，還可以用圖形

模擬功能。

首件試切時(shí)?一般單段運(yùn)行，監(jiān)視加工狀況，隨時(shí)調(diào)整

參數(shù)，出現(xiàn)問題，立刻停車。

三、數(shù)控機(jī)床編程方法

1）手工編程

由人工完成零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫程

序清單，直到程序輸入、校驗(yàn)，稱為"手工編程"。

此種方法適用于點(diǎn)位或幾何形狀不太復(fù)雜的零件。

）自動編程

所謂"自動編程"，就是使用計(jì)算機(jī)或編程機(jī)?完成零件

編程的過程，使用規(guī)定的語言手工編寫一個(gè)描述零件加工要

求的程序，輸入計(jì)算機(jī)中■計(jì)算機(jī)自動進(jìn)行計(jì)算并生成程序。

、、等可先畫出零件的三維實(shí)體圖，設(shè)置好加工參數(shù)、路徑?

可以自動生成加工程序。

此方法適用于復(fù)雜曲面的零件或幾何元素不復(fù)雜，但程序量

很大的零件。

手工編程時(shí)間：加工時(shí)間約為：且機(jī)床不能開動的原因中是

由于程序不能及時(shí)編出造成的?所以必須要求編程自動化。

第二節(jié)、數(shù)控機(jī)床編程的基礎(chǔ)知識

本節(jié)重點(diǎn)：.程序段格式

.各功能字作用

國際上已形成了兩個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（）標(biāo)準(zhǔn)和

美國電子工業(yè)學(xué)會（）標(biāo)準(zhǔn)。我國根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定了《數(shù)字控

制機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動方向的命名》等國標(biāo)。由于生產(chǎn)廠家使用

標(biāo)準(zhǔn)不完全統(tǒng)一，使用代碼、指令含義也不完全相同，因此

需參照機(jī)床編程手冊。

'程序結(jié)構(gòu)及格式

一個(gè)完整的零件加工程序，由若干程序段組成；

一個(gè)程序段.序號、若干代碼字和結(jié)束符號組成;

程序段序列號

選擇程序段跳過符

例：設(shè)

用同一把鉆頭加工、兩孔-

加工程序如下：

（程序名?一個(gè)完整程序存放在內(nèi)存中的首地址表識符。西

門子

用?用)

;快速定位到點(diǎn)，主軸正轉(zhuǎn)

轉(zhuǎn)速

;刀具下降33mm（距工件2mm

;直線插補(bǔ)?刀具向下工進(jìn)26mm穿透工件

;快速返回

;快速定位到點(diǎn)

；刀具向下工進(jìn)?進(jìn)入到工件內(nèi)

；暫停秒

；刀具快速上移

；返回起始點(diǎn)

；程序結(jié)束

一個(gè)程序段包含三部分：程序標(biāo)號字（字）程序主體結(jié)束符

（）程序標(biāo)號字（字）：也成為程序段號?用以識別和區(qū)分

程序段的標(biāo)號?不是所有程序段都要有標(biāo)號，但有標(biāo)號便于

查找，對于跳轉(zhuǎn)程序來說，必須有程序段號，程序段號及執(zhí)

行順序無關(guān)。

（）結(jié)束符號：用"；"，有些系統(tǒng)用"*"或""，任何程

序段都必須有結(jié)束符■否則不及執(zhí)行。（一般情況下■在數(shù)

控系統(tǒng)中直接編程時(shí)，按回車鍵，可自動生成結(jié)束符，但在

電腦中編程時(shí)?需手工輸入結(jié)束符）

（）程序段主體部分：一個(gè)完整加工過程?包括各種控制信

息和數(shù)據(jù)?由一個(gè)以上功能字組成。功能字包括：準(zhǔn)備功能

字（），坐標(biāo)字（、、），輔助功能字（）-進(jìn)給功能字（）-

主軸功能字（）?刀具功能字（）等。

'功能字：

（）準(zhǔn)備功能字（字）：使機(jī)床做某種操作的指令。用地址

和兩位數(shù)字表示，從共種。

非模態(tài)代碼：只在它所在的程序段內(nèi)有效，如：、、、（力口、

減速）

模態(tài)代碼：一旦執(zhí)行就一直保持有效，直到被同一模態(tài)組的

另一代碼替代為止。如：、、

（）坐標(biāo)字：由坐標(biāo)名、帶號的絕對坐標(biāo)值（或增量值）構(gòu)

成。'

（）進(jìn)給功能字（字）：由地址碼和后面表示進(jìn)給速度的若

干位數(shù)構(gòu)成。

（）主軸轉(zhuǎn)速功能字（字）：由字母和后面的若干位數(shù)字組

成。

（）刀具功能字（字）：地址字后接若干位數(shù)值■數(shù)值為刀

號和刀補(bǔ)號。如選號刀具

（）輔助功能字（字）：地址字后接位數(shù)值，共種代碼。如、、、

等

（）刀具偏置字（字和字）：字后接一個(gè)數(shù)值是將規(guī)定在刀

具偏置表中的刀具直徑值調(diào)出，當(dāng)程序中有或指令時(shí)，這個(gè)

值就是刀具半徑的補(bǔ)償值。字后接一個(gè)數(shù)值是將規(guī)定在刀具

偏置表中的刀具長度度值調(diào)出，當(dāng)軸運(yùn)動時(shí)?這個(gè)值就是刀

具長度偏置值。

第三節(jié)、坐標(biāo)系

本節(jié)重點(diǎn)：）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定

）機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系'參考點(diǎn)

）工件坐標(biāo)系的設(shè)定

—'坐標(biāo)軸

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用直角笛卡爾坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為''

直角坐標(biāo)系。其名稱和方向符合右手法則。

坐標(biāo)軸方向確定：

軸：無論哪一種機(jī)床都規(guī)定軸作為平行于主軸中心線的坐標(biāo)

軸，如果有多個(gè)主軸，應(yīng)選擇垂直于工件裝夾面的軸為軸。

軸：通常選擇為平行于工件裝夾面,及主要切削進(jìn)給方向平

行。

旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)、、的方向分別對應(yīng)、、軸按右手螺旋方向確定。

:使刀具遠(yuǎn)離工件的方向。

:（）.在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（如銃床），如果軸水平，當(dāng)從

主軸向工件看時(shí)?方向指向右方（臥銃）。如果軸垂直■當(dāng)

從主軸向工件看時(shí)■方向指向右方（立銃）。

（）.在沒有旋轉(zhuǎn)刀具、沒有旋轉(zhuǎn)工件的機(jī)床上（牛頭刨），

軸平行于主要切削方向。

注意：編程時(shí)認(rèn)為刀具運(yùn)動，工件靜止,刀具在刻畫工件。

二'坐標(biāo)原點(diǎn)

.機(jī)床原點(diǎn)：現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般都有一個(gè)基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床

原點(diǎn)（）或機(jī)床絕對原點(diǎn)（）。是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的

一個(gè)物理位置，其作用是使機(jī)床及控制系統(tǒng)同步,建立測量

機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)的起始點(diǎn)。一般用""表示。或用表示。

.機(jī)床參考點(diǎn)：及機(jī)床原點(diǎn)相對應(yīng)的還有一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)（），

用""表示，或用表示。它是機(jī)床制造商在機(jī)床上用行程開

關(guān)設(shè)置的一個(gè)物理位置，及機(jī)床原點(diǎn)的相對位置是固定的，

機(jī)床出廠前由機(jī)床制造商精密測量確定。

.程序原點(diǎn)：（）編程員在數(shù)控編程過程中定義在工件上的幾

何基準(zhǔn)點(diǎn)，有時(shí)也稱為工件原點(diǎn)（），用""表示，或用表

示。程序原點(diǎn)一般用或（對于數(shù)控鏈銃床）和（對于數(shù)控車

床）設(shè)置。

二'坐標(biāo)系

.機(jī)床坐標(biāo)系：機(jī)床原點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)系稱為機(jī)床坐標(biāo)系■它是

固定不變的，是最基本的坐標(biāo)系，是在機(jī)床返回參考點(diǎn)后建

立起來的?一旦建立?除了受斷電影響外-不受程序控制和

新設(shè)定坐標(biāo)系影響。通過給參考點(diǎn)賦值可以給出機(jī)床坐標(biāo)系

的原點(diǎn)位置，有些機(jī)床把參考點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。

.工件坐標(biāo)系：程序原點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系，這個(gè)

坐標(biāo)系由編程員自己設(shè)定，只要方便編程即可。但在實(shí)際加

工中,操作者在機(jī)床上裝好工件之后要測量該工件坐標(biāo)系的

原點(diǎn)和基本機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離,并把測得的距離在數(shù)控

系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定■這個(gè)設(shè)定值叫工件零點(diǎn)偏置。如圖：

例.如車床

例.如銃床

一般數(shù)控系統(tǒng)可以設(shè)定幾個(gè)工件坐標(biāo)系。例如美國公司的系

列數(shù)控系統(tǒng)就可以設(shè)定個(gè)工件坐標(biāo)系。它們是............

它們是同一組模態(tài)指令，同時(shí)只能有一個(gè)有效。

下面舉例說明機(jī)床參考點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系的建立

及關(guān)系:

如圖：通過給機(jī)床參考點(diǎn)賦值、，定義了機(jī)床坐標(biāo)系，然后

在機(jī)床坐標(biāo)系中用坐標(biāo)值'定義工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)位置。

舉例說明工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系

設(shè)刀具在基準(zhǔn)點(diǎn)（，），要使刀具從基準(zhǔn)點(diǎn)移到'再到'、、

再經(jīng)點(diǎn)返回基準(zhǔn)點(diǎn)。

程序如下：

舉例說明工件坐標(biāo)系及工件坐標(biāo)系的關(guān)系

程序如下：

;激活工件坐標(biāo)系

;刀具移到工件坐標(biāo)系中的、點(diǎn)

;刀具移到工件坐標(biāo)系中的、點(diǎn)

;刀具運(yùn)動到工件坐標(biāo)系中的、點(diǎn)

修改偏置表中的偏置值：常用的是手動修改和通過程序修改

兩種。

.設(shè)定工件坐標(biāo)系

設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)常用或（對于數(shù)控鍵銃床）設(shè)置。

（）后面的坐標(biāo)值是把刀具的當(dāng)前位置設(shè)定在新坐標(biāo)系中的

坐標(biāo)值。如下例中句設(shè)定的坐標(biāo)系是把刀具所在的位置點(diǎn)?

設(shè)定在該坐標(biāo)系的、點(diǎn)上。句設(shè)定的坐標(biāo)系是把點(diǎn)設(shè)定在該

坐標(biāo)系的、點(diǎn)上。指令不能命令機(jī)床運(yùn)動。

通常用設(shè)定對刀點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，有時(shí)先把刀具移到第

一工步的起始點(diǎn)上，利用建立工件坐標(biāo)系。下面以車床為例:

注：先測量工件的直徑、長度（、），刀具起始位置在點(diǎn)，

主軸啟動?手動移動到點(diǎn)，言動程序?程序運(yùn)行到時(shí)，自動

把點(diǎn)定義為新建工件坐標(biāo)系中的（，）點(diǎn)，新工件坐標(biāo)系建

立?加工程序在工件坐標(biāo)系中運(yùn)行。

的另一功能是移動由建立的工件坐標(biāo)系。如圖例

;在坐標(biāo)系移到，點(diǎn)

;在坐標(biāo)系移到，點(diǎn)

;把刀具所在位置定義新坐標(biāo)系下

?點(diǎn)，同時(shí)移動相同增量

;移動到新坐標(biāo)系下?點(diǎn)

;移動到新坐標(biāo)系下，點(diǎn)

舉例說明、的應(yīng)用：

下圖描述了一個(gè)一裝夾加工三個(gè)相同零件的多程序原點(diǎn)及機(jī)

床參考點(diǎn)之間的笑系及偏移計(jì)算方法?先以為例：

如圖：

;絕對編程?刀具位于機(jī)床參考點(diǎn)

;將程序原點(diǎn)定義在第一個(gè)零件的工件原點(diǎn)

:::加工第一個(gè)零件

;快速返回程序原點(diǎn)

;將程序原點(diǎn)定義在第二個(gè)零件的工件原點(diǎn)

:::加工第二個(gè)零件

13G;快速返回程序原點(diǎn)

14G;將程序原點(diǎn)定義在第三個(gè)零件的工件原點(diǎn)

舉例說明應(yīng)用：

首先設(shè)置原點(diǎn)偏置寄存器：

對于零件:

對于零件:

對于零件：

然后調(diào)用：

:加工第一個(gè)零件

:加工第二個(gè)零件

:加工第三個(gè)零件

.工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)偏置

用指令可將工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)偏置一個(gè)增量值

執(zhí)行該指令可將當(dāng)前坐標(biāo)系零點(diǎn)從原來的位置偏移一個(gè)距

離。

及比較

區(qū)別：后面的坐標(biāo)值是工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的移動值，而后面的

坐標(biāo)值是刀具在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

相同：不產(chǎn)生機(jī)床移動，只改變工件坐標(biāo)系位置。

例：程序機(jī)床坐標(biāo)系位置工件坐標(biāo)系位置

注：前無工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（如），所以工件坐標(biāo)系及機(jī)

床坐標(biāo)系重合，偏置后機(jī)床坐標(biāo)系不動，工件坐標(biāo)系移動。

取消方式：

）用

）用移動有零點(diǎn)偏置的坐標(biāo)系

）程序結(jié)束

第四節(jié)常用編程指令

本節(jié)重點(diǎn)：）重點(diǎn)掌握基本編程指令的使用

）注意車床及銃床編程時(shí)的區(qū)別

）熟練掌握極坐標(biāo)編程

）會使用刀具長度偏置指令及半徑補(bǔ)償指令

-、快速定位方式（模態(tài)）

格式：；

軌跡是直線-速度由系統(tǒng)確定，后面的坐標(biāo)值為終點(diǎn)坐標(biāo)值?

應(yīng)用于空行程、快進(jìn)、快退'節(jié)省時(shí)間，提高效率。

二'直線插補(bǔ)指令（模態(tài)）

格式：；

坐標(biāo)值為直線終點(diǎn)坐標(biāo)值，可為絕對坐標(biāo)值或相對坐標(biāo)值?

為速度指令?改變值可以改變直線插補(bǔ)速度。

*程序中首次出現(xiàn)的插補(bǔ)指令（、、）一定要有指令，否則

出錯(cuò)！后續(xù)程序中如速度相同可省略。如速度改變不可省略。

三、）絕對坐標(biāo)編程指令（模態(tài)）

格式：；

以后出現(xiàn)的坐標(biāo)值均為絕對坐標(biāo)值，即刀具運(yùn)動的位置坐標(biāo)

是指刀具相對于程序原點(diǎn)的坐標(biāo)。

）相對坐標(biāo)編程指令（模態(tài)）

格式：；

以后出現(xiàn)的坐標(biāo)值均為相對坐標(biāo)值，即刀具運(yùn)動的位置坐標(biāo)

是指刀具從當(dāng)前位置到下一位置之間的增量。

有些數(shù)控系統(tǒng)不用、區(qū)分絕對和增量編程?而是直接用、、

表示絕對編程，用、、表示增量編程。

注意上例中，程序中有很多坐標(biāo)字、功能字被省略。（書頁：

若某個(gè)方向上的坐標(biāo)增量值為,則在程序中可以省略。）表

現(xiàn)在絕對編程中：相鄰程序段中坐標(biāo)值相同的坐標(biāo)字可以省

略；而在增量編程中：程序段中坐標(biāo)值為的坐標(biāo)字可以省略。

四、圓弧插補(bǔ)指令'（模態(tài)）

順圓插補(bǔ)（在車床上為逆圓插補(bǔ)）

逆圓插補(bǔ)（在車床上為順圓插補(bǔ)）

格式：

()()()或()，；

''值為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值()，或是終點(diǎn)相對起點(diǎn)的增量值

();

、'值為圓心相對于圓弧起點(diǎn)的增量值，且總為增量值；

值為圓弧半徑，該值的正負(fù)取決于圓弧的大小，若圓弧小于

或等于度?則為正值■若圓弧大于度?則值為負(fù)。

值為圓弧插補(bǔ)的進(jìn)給速度。

例：(此例為車床，軸方向及銃床不同，注意、方向)

絕對方式：

增量方式：

例：(比較上例，體會坐標(biāo)軸方向?qū)A弧插補(bǔ)方向的影

響)

絕對方式：

增量方式：

用編程：

五'確定插補(bǔ)平面指令''

平面選擇可由程序段中的坐標(biāo)字確定?也可由、、確定。

圓弧插補(bǔ)指令后不能同時(shí)出現(xiàn)三個(gè)方向的坐標(biāo)字

選擇平面

選擇平面

選擇平面

六、螺旋線加工

有些數(shù)控系統(tǒng)可利用、指令進(jìn)行三維螺旋線加工?即在選定

的插補(bǔ)平面內(nèi)完成圓弧插補(bǔ)的同時(shí)在垂直于該平面的第三維

方向上進(jìn)行直線插補(bǔ)。

格式：

繞軸的螺旋線是在平面內(nèi)的圓弧插補(bǔ)和軸的直線插補(bǔ)：

繞軸的螺旋線是在平面內(nèi)的圓弧插補(bǔ)和軸的直線插補(bǔ)：

繞軸的螺旋線是在平面內(nèi)的圓弧插補(bǔ)和軸的直線插補(bǔ)：

.............值及平面內(nèi)圓弧插補(bǔ)的含義一致。

例：為螺旋線，起點(diǎn)（，，），終點(diǎn)（，，），'（，，）

圓弧插補(bǔ)平面為平面，逆圓插補(bǔ)，程序如下：

注：、為投影圓?。?）的圓心相對于起點(diǎn)的增量值。

七、切削螺紋指令（模態(tài)）

八'板坐標(biāo)編程

用板坐標(biāo)（板徑和板角）方式編寫程序

格式：

;或（；或；）

在和平面內(nèi)，后面的數(shù)值是極徑的值，和后面的數(shù)值是極角，

在平面內(nèi)，字后面的是極徑，字后面是極角。（板角單位是

"度"■逆時(shí)針為"正"，順時(shí)針為"負(fù)"。

板徑和板角的值及增量方式還是絕對方式有關(guān)-也可以混用。

增量方式（）：板徑的起點(diǎn)是刀具當(dāng)前所在位置?極角是相

對于上一次編程角度的度量值，在剛造△極坐標(biāo)編程方式時(shí)，

極角的起始邊是當(dāng)前有效平面的箜二坐近迪，缺省表示極角

為。

絕對方式（）：板徑的起點(diǎn)齷坐標(biāo)系的期,板角的起始

邊永遠(yuǎn)是當(dāng)前有效平面的第一坐標(biāo)軸。

例圖■刀具運(yùn)行軌跡是

增量方式：

絕對方式：

極坐標(biāo)編程中?若后一段中的板徑或板角值及前一段相同，

則后一段程序中可省略不寫，但不能全部省略，至少要出現(xiàn)

一個(gè)板坐標(biāo)字。

例圖：

或者：

思考：針對上例，絕對方式及增量方式編程哪種較適合？

混合編程例圖：（板徑為絕對，極角為增量）

（省略）

為鉆孔循環(huán)，每鉆完一孔自動抬刀-抬升高度由值設(shè)定-值

為循環(huán)次數(shù)。

混合編程例圖：（板徑為增量?極角為絕對）

以上程序只出現(xiàn)一次，以后都省略。欲結(jié)束固定循環(huán)，需有

固定循環(huán)結(jié)束指令或程序結(jié)束。

加工圓弧時(shí)，可用板坐標(biāo)字指定圓弧終點(diǎn)位置，但圓心仍用''

表示?方法不變?所以圓弧加工程序段中包含板坐標(biāo)和直角

坐標(biāo)。

例圖：

九、刀具長度偏置指令、、（模態(tài)）通常，數(shù)控車床的刀具

裝在回轉(zhuǎn)刀架上?加工中心、數(shù)控鍵銃床、數(shù)控鉆床等刀具

裝在主軸上?由于刀具長度不同，裝刀后刀尖所在位置不同?

即使是同一把刀具?由于磨損'重磨變短，重裝后刀尖位置

也會發(fā)生變化。如果要用不同的刀具加工同一工件?確定刀

尖位置是十分重要的。為了解決這一問題，我們把刀尖位置

都設(shè)在同一基準(zhǔn)上,一般刀尖基準(zhǔn)是刀柄測量線（或是裝在

主軸上的刀具使用主軸前端面，裝在刀架上的刀具可以是刀

架前端面）。編程時(shí)不用考慮實(shí)際刀具的長度偏差，只以這

個(gè)基準(zhǔn)進(jìn)行編程，而刀尖的實(shí)際位置由'來修正。（一般而

言?刀具長度補(bǔ)償對于二坐標(biāo)、三坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工是有效

的，但對于刀具擺動的四、五坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工，則無效）

刀具長度補(bǔ)償在發(fā)生作用前，必須先進(jìn)行刀具參數(shù)的設(shè)置。

設(shè)置的方法有機(jī)內(nèi)試切法、機(jī)內(nèi)對刀法和機(jī)外對刀法。數(shù)控

車一般采用機(jī)內(nèi)試切法和機(jī)內(nèi)對刀法。數(shù)控鐵采用機(jī)外對刀

法。不論用哪種方法■所獲得的數(shù)據(jù)都必須通過手動數(shù)據(jù)輸

入方式將刀具參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的刀具參數(shù)表中。

格式：

為刀具長度正向偏置指令（或離開工件補(bǔ)償），為刀具長度

負(fù)向偏置指令（或趨向工件補(bǔ)償）。地址中存儲的為刀具偏

置量。取消刀具長度補(bǔ)償用指定。

作用：刀具在做向移動時(shí)，刀具實(shí)際移動距離等于值加上地

址中的刀具偏置值。

作用：刀具在做向移動時(shí)，刀具實(shí)際移動距離等于值減去地

址中的刀具偏置值。

地址中的偏置值可以為正值-也可以為負(fù)值。不可簡單理解

為測得的刀具長度。

例圖：

通過上例可以看出，在程序命令方式下，可以通過修改刀具

長度偏置寄存器中的值達(dá)到控制切削深度的目的，無須修改

零件程序。

思考：

既然（）只是把程序控制對象從基準(zhǔn)點(diǎn)移到刀尖?試分析下

列語句是否可以互換：

及

兩段程序走刀位置完全相同，可互換，但第一段程序更方便?

可應(yīng)用于不同的刀具，換刀后只需修改地址中的刀具偏置值

即可，而第二段程序若換刀后■刀長改變-刀尖位置也發(fā)生

改變，軌跡變化。

數(shù)控編程員應(yīng)記?。毫慵绦蚣僭O(shè)的是刀尖（或刀心）相對

于工件的運(yùn)動-刀具長度補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)是將刀具相對于工件的

坐標(biāo)由刀具長度基準(zhǔn)點(diǎn)（或刀具安裝定位點(diǎn)）移到刀尖（或

刀心）位置。

有些機(jī)床不需要、，而是實(shí)行自動刀具長度補(bǔ)償，即把基準(zhǔn)

點(diǎn)到刀尖的長度測出，輸入刀具參數(shù)表中即可自動補(bǔ)償。

刀具長度偏置的取消：

（）用取消，地址中的值總為

（）用取消

*注意：只有在線性程序段（、）才能使用刀具長度偏置！例

圖：

用銃刀

加工輪廓

線示意圖，立銃刀裝在

主軸上，銃刀測量基準(zhǔn)

到工件上表面的距離

為，要加工、面-必須

把刀具從基準(zhǔn)

面移近工件上表面，再作向切入進(jìn)給。程序如下：

由圖可知，銃刀端面及工件上表面間距離是（），但句中的，

如沒有刀偏（），則刀尖要下降會進(jìn)入工件上表面以下-顯

然不對.句中的就能修正這一錯(cuò)誤，這里地址中的刀具偏置

值是?則指令含義為刀具向下移動距離等于值地址中的值?

即，即刀具沿向以方式按相對坐標(biāo)值移動了，這時(shí)刀尖距離

工件上表面?句向下切削-從而完成刀具下切。句為取消刀

偏，使刀具退回起始點(diǎn)，作用是把加上的偏置長度從值中減

掉，即，即相當(dāng)于刀尖實(shí)際上移，回到初始位置。

十、刀具位置偏置（非模態(tài)）

在運(yùn)動方向上的偏置叫刀具位置偏置

格式：

:使刀具的實(shí)際運(yùn)動位置等于坐標(biāo)指令及偏置值的代數(shù)和

:是兩者的代數(shù)差

:刀具運(yùn)動距離等于編程距離及倍偏置值的代數(shù)和

:兩者的代數(shù)差

移動指令為零時(shí)，在絕對方式下（），刀具位置偏置指令不

起作用，在增量方式下（），僅移動偏置值。

用法，例如表：

例，根據(jù)軌跡編程，刀具半徑

十一、刀具半徑補(bǔ)償指令、、（模態(tài)）

（-）'刀具半徑補(bǔ)償?shù)哪康模?/p>

在數(shù)控銃床上進(jìn)行輪廓的銃削加工時(shí)，由于刀具半徑的存在,

刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。如果系統(tǒng)沒有半徑補(bǔ)償功

能,則只能按刀心軌跡進(jìn)行編程,即在編程時(shí)事先加上或減

去刀具半徑■其計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜?計(jì)算量大■尤其當(dāng)?shù)毒吣p'

重磨或換新刀后-刀具半徑發(fā)生變化時(shí)，必須從新計(jì)算刀心

軌跡■修改程序，這樣既繁瑣，又不利于保證加工精度。當(dāng)

數(shù)控系統(tǒng)具備刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)，數(shù)控編程只需按工件輪

廓進(jìn)行■數(shù)控系統(tǒng)會自動計(jì)算刀心軌跡，使刀具偏離工件輪

廓一個(gè)刀具半徑值，即進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。

（二）、刀具半徑補(bǔ)償指令格式：

:左側(cè)刀具半徑補(bǔ)償

:右側(cè)刀具半徑補(bǔ)償

:取消半徑補(bǔ)償

、、：建立刀具半徑補(bǔ)償運(yùn)動的終點(diǎn)（實(shí)際為或指令的坐標(biāo)

字），半徑補(bǔ)償只能在規(guī)定的平面內(nèi)進(jìn)行，可由坐標(biāo)字或'、

選擇確定。

字：偏置號?后面是多位自然數(shù)，每一個(gè)偏置號都是一個(gè)內(nèi)

存地址?這些地址中存放著刀具半徑值（地址中值永遠(yuǎn)為）。

*刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒅荒茉?、下完?不可在、方式下完成，

但一旦建立，刀具所走過曲線都有效，即編程曲線永遠(yuǎn)是銃

刀回轉(zhuǎn)圓的包絡(luò)線。

（三）、刀具半徑補(bǔ)償編程舉例：

例：對圖零件編程：

圖中裝刀基準(zhǔn)點(diǎn)是■

銃刀長度是-

半徑是?編寫

加工輪廓線的程序：

注意退刀順序：先向退刀?再、向退刀。

例：根據(jù)圖編程?

設(shè)：

程序如下：

（四）、刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠?/p>

可以用指令取消，也可以用，地址中的半徑值是。

本節(jié)重點(diǎn)：注意刀具半徑補(bǔ)償方向的選擇！

思考,?試舉例說明如何用刀具半徑補(bǔ)償指令修正加工零件的

尺寸°

習(xí)題:獨(dú)立完成編程，注意半徑補(bǔ)償,可考慮用極坐標(biāo)編程,已知

第五節(jié)子程序和固定循環(huán).

本節(jié)重點(diǎn)）掌握子程序調(diào)用格式

）了解固定循環(huán)的使用方法

）能讀懂程序中固定循環(huán)指令的含義

-、子程序：

當(dāng)同樣的一組程序被重復(fù)使用多于一次時(shí)，經(jīng)常把他編成子

程序。

(—)'格式:

*****子程序名

:子程序主體/

;子程序結(jié)4

系統(tǒng)的子程序名用字母""打頭，后面跟位自然數(shù)?可區(qū)分

個(gè)不同的子程序。而西門子系統(tǒng)用""開頭。子程序的格式

和主程序完全相同，是子程序結(jié)束指令，遇到時(shí)返回主程序

斷點(diǎn)。

（二）、子程序調(diào)用（）

格式：

是子程序調(diào)用指令?是調(diào)用子程序標(biāo)識符?而后面的位自然

數(shù)是被調(diào)用的子程序的編號?它及子程序名中的""字母后

面的數(shù)相同?字是調(diào)用次數(shù)-缺省為次。

一般，程序都是按順序執(zhí)行的，根據(jù)工藝要求?子程序調(diào)用

指令被放在主程序合適的位置，當(dāng)執(zhí)行到*****時(shí)，控制系

統(tǒng)將轉(zhuǎn)去執(zhí)行子程序■遇到返回主程序斷點(diǎn)。

在子程序中，如果控制系統(tǒng)在讀到以前讀到了或，會停止零

件程序執(zhí)行，因此一般不在子程序中編寫、。

例：

主程序

;（調(diào)用子程序（一））

;（調(diào)用子程序（二））

子程序（一）

O

;（返回?cái)帱c(diǎn)）

子程序（二）

O

;(返回?cái)帱c(diǎn))

有些系統(tǒng)用""調(diào)用子程序

格式：

**;調(diào)用**子程序

**;子程序**開始

;子程序結(jié)束

例：(零件毛坯外徑，長度)

注意調(diào)用格式?注意后數(shù)值作用，注意程序執(zhí)行順序■分析

為何在句就出現(xiàn)，余下程序是否執(zhí)行？

(三)、功能

不論在主程序還是在子程序中都用做返回命令，但在住程序

中及在子程序中有所不同。

'在主程序中作用

()執(zhí)行程序段中所有命令，包括右邊的所有指令

()類似于、清除所有模態(tài)代碼

()將當(dāng)前主程序復(fù)位到第一個(gè)零件程序段

()零件程序復(fù)位后，自動執(zhí)行循環(huán)啟動

、在子程序中作用

()通知控制系統(tǒng)子程序結(jié)束

（）不再執(zhí)行后面的任何指令?并返回主程序

（四）、子程序調(diào)用舉例：

閱讀書上頁程序，了解子程序調(diào)用的方法，體會指令的作用?

讀懂程序執(zhí)行的順序。（可以給點(diǎn)時(shí)間自己閱讀，然后說明

程序執(zhí)行順序）：（順序執(zhí)行）（調(diào)）（順序執(zhí)行）（調(diào)）

（順）（返回?cái)帱c(diǎn)）（調(diào)）（順）（返回?cái)帱c(diǎn)）（順）（返

回?cái)帱c(diǎn)）（順）（結(jié)束）

（五）、子程序嵌套

子程序最多可嵌套四級。

二、固定循環(huán)

.鋒削循環(huán)的工藝路線：

如圖，用鍵刀鋒削直徑為的孔-工藝如下：

）設(shè)定工件坐標(biāo)系

）把刀具從基準(zhǔn)點(diǎn)（換刀點(diǎn)）移到初始點(diǎn)?刀具移到初始點(diǎn)

前，要用或建立刀具長度偏置。

）把刀尖快速引進(jìn)到平面，平面為安全平面

）從平面起?刀具進(jìn)給加工運(yùn)動，直到平面?平面是孔底平

面

）刀尖在孔底停留幾秒，可以光整孔底。

）刀尖退回（必須先沿中心線退回到平面以上?才可快速返

回基準(zhǔn)點(diǎn)。

圖

?鋒削循環(huán)程序：

（）:鍵孔循環(huán)?無暫停，工退。

:鍵孔循環(huán)，延時(shí)，工退。

由于退出時(shí)是以加工速度退出?所以加工精度較高?為精鋒

循環(huán)。

格式：；

'字是把刀具移動到初始點(diǎn)的坐標(biāo)字?到達(dá)的終點(diǎn)就是初始

點(diǎn)。值是孔底坐標(biāo)值，方式下為絕對坐標(biāo)值，方式下是從平

面到孔底的增量值。值是點(diǎn)的坐標(biāo)值，方式下為絕對坐標(biāo)值?

方式下為初始點(diǎn)到點(diǎn)的增量值。字是刀具在孔底停留時(shí)間?

單位為。字是進(jìn)給速度。值是循環(huán)次數(shù)■在方式下值是在同

一位置循環(huán)的次數(shù)，在方式值是由所在程序段中、坐標(biāo)值確

定坐標(biāo)移動距離，每移動一次循環(huán)一次。值為不作循環(huán)運(yùn)動，

為可省略。

'返回方式：工進(jìn)速度返回到平面。

和只有一點(diǎn)不同?是使刀具在孔底停留字給定時(shí)間-而不停

留。

例：加工圖中直徑的孔，刀具長度為，令

程序如下：

絕對方式：

;建立工件坐標(biāo)系

;建立刀具長度偏置，

刀尖快移到初始平面

;刀具移到初始點(diǎn)，加工直徑

的孔，完成后工進(jìn)返回平面

;取消固定循環(huán)，取消刀具長度偏置

;返回基準(zhǔn)點(diǎn)

;程序停止

相對方式：

;建立工件坐標(biāo)系

;建立刀具長度偏置-

刀尖快移到初始平面

3000F;刀具移到初始點(diǎn)，加

工直徑的孔，孔

底停留秒■完成后工

進(jìn)返回平面

；取消固定循環(huán)?取消

刀具長度偏置

；返回基準(zhǔn)點(diǎn)

；程序停止

注意增量方式中畫線部分的數(shù)值。

固定循環(huán)指令以及、、、等指令都是模態(tài)的-一旦指定就一

直保持有效?直到被取消為止。

是取消固定循環(huán)指令，如果不取消?句仍然執(zhí)行循環(huán)。如果

中間出現(xiàn)了任何組的指令代碼,如、、、等，循環(huán)數(shù)據(jù)也會

全部自動取消，及用效果一樣。

是返回基準(zhǔn)點(diǎn)指令?后面的坐標(biāo)字是返回基準(zhǔn)點(diǎn)的路過點(diǎn)。

(路過點(diǎn)省略)

指令使刀具返回初始平面，指令使刀具返回平面,一般只有

需要越過障礙，或全部加工完畢時(shí)，才選用。

():鍵削循環(huán)，主軸停止，快退

格式：；

加工到孔底后，主軸停止，刀具在孔底停留字規(guī)定時(shí)間，快

退到平面或初始平面后，主軸重新自動啟動。

采用這種加工方式，如果連續(xù)加工的孔間距較小，可能出現(xiàn)

刀具已經(jīng)定位到下一個(gè)孔的加工位置而主軸轉(zhuǎn)速尚未達(dá)到規(guī)

定的轉(zhuǎn)速，這種情況顯然不允許出現(xiàn)，為此，可以在各孔動

作之間加入暫停指令，使主軸達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速。

例：用加工上例中的孔，程序如下：

*定義加工完畢快退到初始平面。

():鍵削循環(huán)，主軸停止?手動退出

刀具到達(dá)孔底后延時(shí)字規(guī)定的時(shí)間后主軸停轉(zhuǎn)，系統(tǒng)進(jìn)入保

持狀態(tài)(程序暫停執(zhí)行)，這時(shí)可以進(jìn)行手動操作，如退刀

測量孔徑?調(diào)整刀尖位置等，手動完畢，按啟動按鈕，系統(tǒng)

會自動進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行退刀到點(diǎn)或初始點(diǎn)，然后主

軸啟動。

例：用加工圖中的的孔：

句的使刀具到達(dá)初始點(diǎn)，再快進(jìn)到平面-工進(jìn)加工到孔底?

延時(shí)秒后主軸停止，系統(tǒng)進(jìn)入保持狀態(tài)，這時(shí)可以手動操作，

手動后按啟動按鈕，刀具會快速移到點(diǎn)，回到循環(huán)狀態(tài)。是

指循環(huán)加工次。

():精鋒循環(huán)，主軸停轉(zhuǎn)?讓刀，快退

格式：；

刀具加工到孔底.主軸停止在定向位置,然后使刀頭作離開

加工面的偏移之后拔出-這樣可以高精度高效率的完成孔加

工而不損傷工件表面。

使用時(shí)，主軸上一定要裝有

準(zhǔn)停裝置，主軸每次都準(zhǔn)確的