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第一章 数控铣编程基础知识一、数控铣编程概述编程是数控铣加工的重要步骤。加工程序的好坏不仅决定是否能加工出合格零件，同时影响数控铣床的功能利用，影响机床的安全性、可靠型及加工效率。数控编程一般包括：分析零件图，确定加工工艺、数值计算、编写程序、输入程序、检验程序及试机。二、数控铣编程特点铣削包括平面铣削和轮廓铣削。使用数控铣床的目的在于解决复杂的和难加工的工件的加工问题，数控铣床加工可以大大提高加工效率。数控铣床功能各异，规格繁多，编程时要考虑如何最大限度地发挥数控铣床的特点。机床二坐标联动数控铣床用于加工平面零件轮廓；三坐标以上的数控铣床用于难度较大的复杂工件的立体轮廓加工。铣镗加工中心具有多种功能，可以多工位、多工件和多种工艺方法加工。数控编程一般分为手工编程和自动编程两类，数控铣床的编程主要有以下几个特点： 铣削是机械加工中最常用的方法之一，它分为平面铣削和轮廓铣削。由于数控铣床功能各异，规格繁多，编程时要考虑如何最大限度地发挥数控机床的特点。二坐标联动用于加工平面零件轮廓；三坐标以上的数控铣床用于难度较大的复杂工件的立体轮廓加工。 数控铣床的数控装置具有多种插朴方式，一般都具有直线插补和圆弧插补，有的还具有极坐标插补、抛物线插补、螺旋线插补等多种插补功能。编程时要合理充分地选择这些功能，以提高加工精度和效率。 程序编制时要充分利用数控铣床齐全的功能，如刀具位置补偿、刀具长度补偿、刀具半径补偿和固定循环、对称加工、旋转等功能。 由直线、圆弧组成的平面轮廓铣削的数学处理比较简单。非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓铣削mi，数学处理比较复杂，一般要采用计算机辅助计算和自动编程。 2数控铣床编程中的特殊功能指令 数控铣床编程中除了要用到上一节介绍的常用的功能指令外，还要用到一些比较将殊的功能指令，不同系统特殊的功能指令代码也不同，F面选择FANUC系统中的部分指令逐一简单介绍。 (1)工件坐标系设定指令 数控铣床除了可用G92指令建立工件坐标系以外，还可以用G54一G59指令设置工件坐标系。这样设置的每一个工件坐标系自成体系。采用G54一G59指令建立的坐标系不像用G92指令那样，需要在程序段中给出工件坐标系于机床坐标系的偏置值，而是在安装工件后测量工件坐标系原点相对于机床坐标系原点在工、y、z各轴方向的偏置量，然后用MDI方式将其输入到数控系统的工件坐标系偏置值存储器中。系统在执行程序时，从存储器中读取数值，并按照工件坐标系中的坐标值运动，图?,-51b所示为工件坐标系与机床坐标系之间的关系。机床使用G54设定工件坐标系的程序段如下： 其中G54为设定工件坐标系，其原点与机床坐标系原点的偏置值已输入数控系统的存储器中，其后执行COO XIOOo Y50.0 2200.0时，刀具就移到G54所设的工件坐标系中的Xl00 Y50 2200的位置上。 (2)镜像加工指令 1)镜像功能C24/G25 格式： C24 X_Y_Z_A_ M98 P_ C25 X_Y_Z_A_ 说明： G24为建立镜像； G25为取消镜像； X.y、Z、A为镜像位置。 当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以利用镜像功能和子程序，只对工件的一部分进行编程，就能加工出工件的对称部分，这就是镜像功能。机床当某一轴的镜像有效时，该轴执行与编程方向相反的运动。 024和C25为模态指令可相互注销，C25为默认值。 说明： 这组指令的作用是将本程序段所定义的两个程序段号之间的程序，分别按y轴、工轴、原点对称如工，并按循环次数循环若干次； 镜像加工完成后，下一加工程序段是镜像加工段的下一程序段； 镜像加工指令不可作为整个加工程序的最后一段。若位于最后时，则再写一句M02程序段； 循环次数若为1，可省略不写； G24. G25所定义的镜像加工程序段号内，不得发生其他转移加工指令，如子程序、跳转移加工等。三、数控铣常用系统功能及程序结构1数控铣加工程序的结构一个完整的数控铣程序由程序开始部分、程序内容、程序结束3部分组成。（1）数控铣程序的开始部分 程序号为程序的开始部分，也是程序的开始标记，供在数控装置存储器中的程序目录中查找、调用。程序号一般由地址码和四位编号数字组成。常见的程序定义地址码为O、P或%。 （2）程序内容 程序内容是整个程序的主要部分，由多个程序段组成。每个程序段又由若干个字组成，每个字由地址码和若干个数字组成。指令字代表某一信息单元，代表机床的一个位置或一个动作。 （3）程序结束部分 程序结束一般由辅助功能代码M02（程序结束指令）或M30（程序结束指令和返回程序开始指令）组成。 2程序段中的字的含义（1）程序段格式程序段格式是指一个程序段中的字、字符和数据的书写规则。目前常用的是字地址可编程序段格式，它由语句号字、数据字和程序段结束符号组成。每个字的字首是一个英文字母，称为字地址码，字地址码可编程序段格式如下表所示。表 程序段的常见格式N156 G G X Y Z A B C F M字地址码可编程序段格式的特点是：程序段中各自的先后排列顺序并不严格，不需要的字以及与上一程序段相同的继续使用的字可以省略；每一个程序段中可以有多个G指令或G代码；数据的字可多可少，程序简短，直观，不易出错，因而得到广泛使用。 （2）程序段序号简称顺序号 通常用数字表示，在数字前还冠有标识符号N，现代数控系统中很多都不要求程序段号，程序段号可以省略。 （3）准备功能 准备功能简称G功能，由表示准备功能地址符G和数字组成，如直线插补指令G01，G指令代码的符号已标准化。 G代码表示准备功能，目的是将控制系统预先设置为某种预期的状态，或者某种加工模式和状态，例如G00将机床预先设置为快速运动状态。准备功能表明了它本身的含义，G代码将使得控制器以一种特殊方式接受G代码后的编程指令。 （4）坐标字 坐标字由坐标地址符及数字组成，并按一定的顺序进行排列，各组数字必须具有作为地址码的地址符X、Y、Z开头，各坐标轴的地址符按下列顺序排列，X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C，其中，X、Y、Z为刀具运动的终点坐标值。 程序段将说明坐标值是绝对模式还是增量模式，是英制单位还是公制单位，到达目标位置的运动方式是快速运动或直线运动。 （5）进给功能F 进给功能由进给地址符F及数字组成，数字表示所选定的进给速度。 （6）主轴转速功能S 主轴转速功能由主轴地址符S及数字组成，数字表示主轴转速，单位为rpm。 （7）刀具功能T 刀具功能由地址符T和数字组成，用以指定刀具的号码。 （8）辅助功能 辅助功能简称M功能，由辅助操作地址符M和数字组成。 （9）程序段结束符号 程序段结束符号放在程序段的最后一个有用的字符之后，表示程序段的结束，因为控制不同，结束符应根据编程手册规定而定。 需要说明的是，数控机床的指令在国际上有很多格式标准。随着数控机床的发展，其系统功能更加强大，使用更方便，在不同数控系统之间，程序格式上会存在一定的差异，因此在具体掌握某一数控机床时要仔细了解其数控系统的编程格式。4、 数控铣编程中的程序处理数控铣编程中的程序处理包括手工编程的数据计算处理（数学处理）和自动编程的后处理等，所要处理的内容包括计算走刀轨迹，设定刀具进给参数，设定刀具转速参数等。数据计算处理 数学处理就是计算出零件轮廓上或刀具刀位点（中心）轨迹上一些点的坐标数据、增量数据，算出走刀轨迹。要注意以下几个步骤：（1）编程的允许误差（2）基点坐标的计算（3）节点坐标的计算（4）刀具中心轨迹的计算（5