數(shù)控編程實例

第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)1.1機床坐標(biāo)系

為了確定機床個運動部件的運動方向和移動距離，需要在機床上建立一個坐標(biāo)系，這個坐標(biāo)系就叫做機床坐標(biāo)系1機床坐標(biāo)軸及其方向數(shù)控機床的運動軸分為平動軸和轉(zhuǎn)動軸數(shù)控機床各軸的運動，有的是使刀具產(chǎn)生運動，有的則是使工件產(chǎn)生運動。2025/1/31現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)鑒于以上兩方面情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不論機床的具體運動結(jié)果如何，機床的運動統(tǒng)一按工件靜止而刀具相對于工件運動來描述，并以右手笛卡爾坐標(biāo)系表達，其坐標(biāo)軸用X，Y，Z表示，用來描述機床的主要平動軸，稱為基本坐標(biāo)軸，若機床有轉(zhuǎn)動軸，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繞X，Y和Z軸轉(zhuǎn)動的軸分別用A、B、C表示，其正向按右手螺旋定則確定。

2025/1/32現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)2Z坐標(biāo)軸將機床主軸沿其軸線方向運動的平動軸定義為Z軸。所謂主軸是指產(chǎn)生切削動力的軸，例如銑床、鉆床、鏜床上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車床上的工件旋轉(zhuǎn)軸。如果主軸能夠擺動，即主軸軸線方向是變化的，則以主軸軸線垂直于機床工作臺裝卡面時的狀態(tài)來定義Z軸。對于Z軸的方向，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以增大刀具與工件間距離的方向為Z軸的正方向。

2025/1/33現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)3X坐標(biāo)軸將在垂直于Z軸的平面內(nèi)的一個主要平動軸指定為X軸，它一般位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)。對于不同類型的機床，X軸及其方向有具體的規(guī)定。例如對于銑床、鉆床等刀具旋轉(zhuǎn)的機床，若Z軸是水平的，則X軸規(guī)定為從刀具向工件方向看時沿左右運動的軸，且向右為正若Z軸是垂直的，則X軸規(guī)定為從刀具向立柱(若有兩個立柱則選左側(cè)立柱)方向看時沿左右運動的軸，且向右為正。

4Y坐標(biāo)軸Y軸及其方向則是根據(jù)X和Z軸按右手法則確定。2025/1/34現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)2025/1/35現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)5機床原點機床原點是機床坐標(biāo)系的原點。對某一具體的機床來說，機床原點是固定的，是機床制造商設(shè)置在機床上的一個物理位置2025/1/36現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)

6機床參考點是用于對機床工作臺、滑板以及刀具相對運動的測量系統(tǒng)進行定標(biāo)和控制的點，也稱為機床零點。參考點相對于機床原點來講是一個固定值。它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按鈕使移動部件移動到機床坐標(biāo)系中的一個固定不變的極限點。數(shù)控機床在工作時，移動部件必須首先返回參考點，測量系統(tǒng)置零，之后測量系統(tǒng)即可以以參考點作為基準(zhǔn)，隨時測量運動部件的位置。2025/1/37現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)7工件坐標(biāo)系和工件零點用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點就是工件零點工件零點的一般選用原則：工件零點選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上，這樣可以直接用圖紙標(biāo)注的尺寸作為編程點的坐標(biāo)值，減少計算工作量；能使工件方便地裝卡、測量和檢驗；工件零點盡量選擇尺寸精度較高、粗糙度比較低地工件表面上，以提高加工精度和同一批零件的一致性；對于有對稱形狀地幾何零件，工件零點最好選擇對稱中心上。2025/1/38現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)8程序原點為了編程方便，在圖紙上選擇一個適當(dāng)位置作為程序原點，也叫編程原點或程序零點。對于簡單零件，工件零點就是程序零點，這時的編程坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系。對于形狀復(fù)雜的零件，需要編制幾個程序或子程序，為了編程方便和減少許多坐標(biāo)值的計算，編程零點就不一定設(shè)在工件零點上，而設(shè)在便于程序編制的位置。程序原點一般用G92或G54~G59（對于數(shù)控鏜銑床）和G50（對于數(shù)控車床）指定2025/1/39現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)1.2原點偏移現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都要求機床在回零操作，即使機床回到程序原點或機床參考點之后，通過手動或程序命令初始化控制系統(tǒng)后，才能啟動。機床參考點和機床原點之間的偏移值存放在機床常數(shù)中。對于編程員來說，一般只要知道工件上的程序原點就夠了，與機床原點、機床參考點無關(guān)，也與所選用的機床型號無關(guān)。工件在機床上固定后，程序原點與機床參考點的偏移量必須通過測量來確定。2025/1/310現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)1.2原點偏移機床的原點偏移，實質(zhì)上使機床參考點向程序員定義在工件上的程序原點的偏移。現(xiàn)代CNC系統(tǒng)一般都配有工件測量頭，在手動操作下能準(zhǔn)確地測量該偏移量，存在G54到G59原點偏移寄存器中，供CNC系統(tǒng)原點偏移計算用沒有工件測量頭地情況下，程序原點位置地測量要靠對刀的方式來實現(xiàn)2025/1/311現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)下圖描述了一個一次裝夾加工三個相同零件的多程序原點與機床參考點之間的關(guān)系及偏移計算方法2025/1/312現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)采用G54到G59實現(xiàn)原點偏移首先設(shè)置G54到G56原點偏移寄存器對于零件1：G54X-10.0Y-7.0Z0對于零件2：G55X-14.0Y-11.5Z0對于零件3：G56X-18.5Y-10.3Z0然后調(diào)用：N1G90G54……//加工第一個零件N7G55……//加工第二個零件N10G56……//加工第三個零件2025/1/313現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)采用G92實現(xiàn)原點偏移N1G90N2G92X10.0Y7.0Z0//對刀定義程序原點……//加工第一個零件N8G00X0Y0//快速回程序原點N9G92X4.0Y4.5//對刀定義程序原點……//加工第二個零件N13G00X0Y0//快速回程序原點N14G92X4.5Y-1.2//對刀定義程序原點……//加工第三個零件2025/1/314現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)1.3絕對坐標(biāo)編程及增量坐標(biāo)編程絕對坐標(biāo)編程：在程序中用G90指定，刀具運動過程中所有的刀具位置坐標(biāo)是以一個固定的編程原點為基準(zhǔn)給出的，即刀具運動的指令數(shù)值（刀具運動的位置坐標(biāo)），是與某一固定的編程原點之間的距離給出。增量坐標(biāo)編程：在程序中用G91指定，刀具運動的指令數(shù)值是按刀具當(dāng)前所在位置到下一個位置之間的增量給出。2025/1/315現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式 數(shù)控程序由一系列程序段和程序塊構(gòu)成。 每一程序段用于描述準(zhǔn)備功能、刀具坐標(biāo)位置、工藝參數(shù)和輔助功能等。 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對數(shù)控機床的數(shù)控程序的編碼字符和程序段格式、準(zhǔn)備功能和輔助功能等制定了若干標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。2025/1/316現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式2.1程序的結(jié)構(gòu)與格式 （1）程序的結(jié)構(gòu)程序的組成：刀具T01程序名：O2000

程序段N01G91G17G00G42T01X85Y-25N02Z-15S400M03M08N03G01X85F300N04G03Y50I25N05G01X-75N06Y-60N07G00Z15M05M09N08G40X75Y35M022025/1/317現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式上面是一個完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段組成。程序名是該加工程序的標(biāo)識；程序段是一個完整的加工工步單元，它以N（程序段號）指令開頭，LF指令結(jié)尾；

M02作為整個程序結(jié)束的指令，有些數(shù)控系統(tǒng)可能還規(guī)定了一個特定的程序開頭和結(jié)束的符號，如%、EM等2025/1/318現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式由上面的程序可知：加工程序——由程序名和若干程序段有序組成的指令集。程序是由若干程序段組成程序段是由干指令字組成。指令字是由字母（地址符）和其后所帶的數(shù)字一起組成。2025/1/319現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式（2）程序段的格式

程序段的格式，是指一個程序段中指令字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，格式不符合規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)就不能接受。目前廣泛采用的是地址符可變程序段格式（或者稱字地址程序段格式），格式：N_G_X_Y_Z_F_S_T_M_LF這種格式的特點：

程序段中的每個指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟符號和數(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。不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫。因此，這種格式具有程序簡單、可讀性強，易于檢查等優(yōu)點。2025/1/320現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式 常用地址碼的含義如表所示機能地址碼意義程序號

順序號

準(zhǔn)備機能O

N

G程序編號

順序編號

機床動作方式指令坐標(biāo)指令X.Y.Z

A.B.C.U.V.W

R

I.J.K坐標(biāo)軸移動指令

附加軸移動指令

圓弧半徑

圓弧中心坐標(biāo)進給機能

主軸機能

刀具機能F

S

T進給速度指令

主軸轉(zhuǎn)速指令

刀具編號指令輔助機能M

B接通、斷開、啟動、停止指令

工作臺分度指令補償

暫停

子程序調(diào)用

重復(fù)

參數(shù)H.D

P.X

I

P.Q.R刀具補償指令

暫停時間指令

子程序號指定

固定循環(huán)重復(fù)次數(shù)

固定循環(huán)參數(shù)2025/1/321現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式2.2程序編制中的基本指令（1）G指令——準(zhǔn)備功能指令是使CNC機床準(zhǔn)備好某種運動方式的指令分為模態(tài)指令和非模態(tài)指令。 模態(tài)指令表示在程序中一經(jīng)被應(yīng)用，直到出現(xiàn)同組其它任一G指令時才失效。否則該指令繼續(xù)有效，直到被同組指令取代為止。 非模態(tài)指令只在本程序段中有效。組成：G后帶二位數(shù)字組成，從G00到G99共100種2025/1/322現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式（2）M指令——輔助功能指令作用：用于控制CNC機床開關(guān)量，如主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液的開停、工件的夾緊松開等。組成：M后帶二位數(shù)字組成。（3）F指令——進給速度指令續(xù)效代碼，一般直接指定，即F后跟的數(shù)字就是進給速度的大小，如F100表示進給速度為100mm/min在程序啟動第一個G01或G02或G03功能時，必須同時驅(qū)動F功能。2025/1/323現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié)數(shù)控編程常用的指令及其格式（4）S指令——主軸速度功能指令S代碼后的數(shù)值為主軸轉(zhuǎn)速，要求為整數(shù)在零件加工之前一定要啟動主軸運轉(zhuǎn)（M03或M04）（5）T指令——刀具功能指令Tnn代碼用于選擇刀具庫中的刀具，nn表示刀號2025/1/324現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。1月-251月-25Friday,January3,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。14:54:0814:54:0814:541/3/20252:54:08PM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。1月-2514:54:0814:54Jan-2503-Jan-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。14:54:0814:54:0814:54Friday,January3,202513、志不立，天下無可成之事。1月-251月-2514:54:0814:54:08January3,202514、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thave