数控编程(课件)

1、数控编程数控编程 数控机床概述数控机床概述 数控机床坐标系数控机床坐标系 数控编程指令数控编程指令 数控机床操作数控机床操作 数控（数控（Numerical Control，NC） 数字控制，用数字、字母和符号构成的数字控制，用数字、字母和符号构成的数字数字化信号化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。种方法。 数控机床（数控机床（Numerically Controlled Machine Tool ） 采用了数控技术的机床。采用了数控技术的机床。数控机床的基本概念数控机床的基本概念数控机床的组成数控机床的组成辅助控制装置伺服系统按照运动控制的特点分

2、类按照运动控制的特点分类1.1.点位控制数控机床点位控制数控机床实现从一点到另一点的精确、快实现从一点到另一点的精确、快速定位。速定位。在两点间移动时没有切削加工。在两点间移动时没有切削加工。不要求轨迹和速度。不要求轨迹和速度。代表机床：数控钻床、数控镗床代表机床：数控钻床、数控镗床、数控冲床等，主要用于平面内、数控冲床等，主要用于平面内孔系的加工。孔系的加工。数控机床的分类数控机床的分类2.2.直线控制数控机床直线控制数控机床控制刀具或工作台控制刀具或工作台以一定的以一定的速度沿直线速度沿直线从一个点移动到从一个点移动到另一个点。另一个点。移动过程中进行切削加工。移动过程中进行切削加工。可控

3、轴数一般为可控轴数一般为23个，个，但联动轴数只有但联动轴数只有1个。个。代表机床：简易数控车、数代表机床：简易数控车、数控铣。控铣。数控机床的分类数控机床的分类3.3.轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床可以同时控制可以同时控制两个或两个以上两个或两个以上的坐标轴进行加工的坐标轴进行加工连续控制加工过程中每个点的连续控制加工过程中每个点的坐标和速度，以形成所需的曲坐标和速度，以形成所需的曲线或曲面。线或曲面。根据联动轴数可细分为根据联动轴数可细分为2轴联轴联动、动、2.5轴联动、轴联动、3轴联动、轴联动、4轴联动、轴联动、5轴联动。轴联动。除了少数专用数控机床，如数除了少数专用数控机床，如数控钻

4、床、冲床等以外，现代数控钻床、冲床等以外，现代数控机床都具有轮廓控制功能。控机床都具有轮廓控制功能。数控机床的分类数控机床的分类按照伺服系统的类型分类按照伺服系统的类型分类1.1.开环数控机床开环数控机床特点：无测量反馈装置；伺服驱动原件为步进电机特点：无测量反馈装置；伺服驱动原件为步进电机优点：结构简单、工作稳定、调试维修方便、价格低优点：结构简单、工作稳定、调试维修方便、价格低缺点：控制精度不高缺点：控制精度不高应用：用于经济型数控机床或旧机床数控化改造。应用：用于经济型数控机床或旧机床数控化改造。数控机床的分类数控机床的分类2.2.闭环控制数控机床闭环控制数控机床特点：位置检测装置安装在

5、移动部件上，直接测量实际位特点：位置检测装置安装在移动部件上，直接测量实际位置；伺服驱动元件为直流、交流伺服电机置；伺服驱动元件为直流、交流伺服电机优点：可以消除机械传动部分的各种误差，控制精度高、优点：可以消除机械传动部分的各种误差，控制精度高、加工精度高加工精度高缺点：价格昂贵，调试维修复杂、成本高缺点：价格昂贵，调试维修复杂、成本高应用：主要用于精度要求高的镗铣床、超精车床、超精磨应用：主要用于精度要求高的镗铣床、超精车床、超精磨床和大型的数控机床。床和大型的数控机床。数控机床的分类数控机床的分类3.3.半闭环控制数控机床半闭环控制数控机床有测量反馈装置；间接测量工作台的位移，伺服驱动元

6、件有测量反馈装置；间接测量工作台的位移，伺服驱动元件为直流、交流伺服电机。为直流、交流伺服电机。优点：控制精度高于开环控制系统，稳定性较好，成本低优点：控制精度高于开环控制系统，稳定性较好，成本低，调试维修比较方便。，调试维修比较方便。缺点：部分误差无法消除。缺点：部分误差无法消除。应用：兼顾开环与闭环的优点，应用广泛。应用：兼顾开环与闭环的优点，应用广泛。数控机床的分类数控机床的分类 数控机床跟随计算机技术的发展而发展，经历了数控机床跟随计算机技术的发展而发展，经历了两个阶段，共六代两个阶段，共六代系统。系统。第一代第一代：采用：采用电子管元件电子管元件的专用的专用NC系统系统第二代第二代：

7、1959年年 采用采用晶体管电路晶体管电路的的NC系统系统第三代第三代：1965年年 采用采用小规模集成电路小规模集成电路第四代第四代：1970年年 采用采用小型计算机小型计算机的的NC系统系统第五代第五代：1974年年 采用采用微处理器的微处理器的数控系统（数控系统（MNC）第六代第六代：1990年后，基于年后，基于PCPC机机的开放式数控系统的开放式数控系统数控机床的产生与发展数控机床的产生与发展1.1.手工编程手工编程定义定义从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序、程序输入、程序校验等各个步骤，均由人工写程序、程序输入、程序校验等各个步骤，均由

8、人工完成。完成。应用应用适用于加工适用于加工形状简单、计算简单、加工程序形状简单、计算简单、加工程序段不多段不多的零件，如由直线和圆弧组成的轮廓的加工。的零件，如由直线和圆弧组成的轮廓的加工。特点特点效率低、耗费时间较长，容易出现错误；但效率低、耗费时间较长，容易出现错误；但可避免一些多余的空行程、退刀，加工效率高，更适可避免一些多余的空行程、退刀，加工效率高，更适合批量生产的零件。是自动编程的基础。合批量生产的零件。是自动编程的基础。数控机床编程的方法数控机床编程的方法2. 2. 自动编程自动编程(Automatic (Automatic PromgramingPromgraming) )定

9、义定义除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作的大部分或全部由计算机完成的过程行外，其余工作的大部分或全部由计算机完成的过程。图形交互式图形交互式利用某种利用某种CAD软件人机交互完成加工软件人机交互完成加工零件的零件的几何造型几何造型，并，并设置工艺参数设置工艺参数，由软件，由软件自动生成自动生成数控程序文件数控程序文件，并用通信的方式直接送入数控机床。，并用通信的方式直接送入数控机床。应用应用适用于形状复杂的零件，特别是有非圆曲线适用于形状复杂的零件，特别是有非圆曲线、不规则曲面等构成的零件。、不规则曲面等构成的零件。数控机床编程的方法数控

10、机床编程的方法数控机床标准坐标系数控机床标准坐标系右手笛卡尔直角坐标右手笛卡尔直角坐标系系。旋转坐标旋转坐标根据根据右手螺旋定则右手螺旋定则判定，绕判定，绕X、Y、Z轴旋转的旋转坐标分别为轴旋转的旋转坐标分别为A、B、C。数控机床坐标系的规定数控机床坐标系的规定数控机床坐标系的规定数控机床坐标系的规定坐标和运动方向的命名原则坐标和运动方向的命名原则不管是刀具运动还是工件运动，在进行编程计算不管是刀具运动还是工件运动，在进行编程计算时，一律都是假定时，一律都是假定刀具相对于静止的工件运动刀具相对于静止的工件运动，即不管机床怎么运动，永远假定即不管机床怎么运动，永远假定工件静止，刀具工件静止，刀具

11、移动移动。刀具远离工件运动的方向为坐标轴正方向。刀具远离工件运动的方向为坐标轴正方向。数控机床坐标系的规定数控机床坐标系的规定数控机床坐标轴的确定数控机床坐标轴的确定1.1.数控机床坐标系原点数控机床坐标系原点数控机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的一数控机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的一个固定的坐标系统。个固定的坐标系统。机床坐标系的原点又称机械原点或机械零点。用机床坐标系的原点又称机械原点或机械零点。用 表示表示，是，是机床上的一个固定的点机床上的一个固定的点。数控车床的机床原点数控车床的机床原点取卡盘前端面或后端面与主轴中取卡盘前端面或后端面与主轴中心线的交点心线的交点。数控

12、铣床和立式加工中心上，机床原点一般取机床左数控铣床和立式加工中心上，机床原点一般取机床左前下方。前下方。数控机床坐标系数控机床坐标系数控机床坐标系数控机床坐标系2.2.机床参考点机床参考点参考点是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关参考点是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，精确调整好的，参考点在机床坐标系中的坐标值是个参考点在机床坐标系中的坐标值是个已知固定值。已知固定值。参考点参考点R用用 表示。表示。参考点一般都是设定在参考点一般都是设定在各轴正向行程极限点各轴正向行程极限点的位置上的位置上。机床原点由机床参考点定义。机床原点由机床参考点定义。数控机床坐标系数控机床坐标

13、系返参考点（回零）可以建立机床坐标系。返参考点（回零）可以建立机床坐标系。数控车床编程坐标系数控车床编程坐标系编程坐标系编程坐标系编程人员为了编程方便自行设定的坐编程人员为了编程方便自行设定的坐标系，又称工件坐标系。标系，又称工件坐标系。用于确定工件几何图形上各几何要素的位置，一般供用于确定工件几何图形上各几何要素的位置，一般供编程使用，与机床坐标系不重合。编程使用，与机床坐标系不重合。编程坐标系的原点称为工件原点或程序原点。数控车编程坐标系的原点称为工件原点或程序原点。数控车床的工件原点一般设在床的工件原点一般设在工件的左端面或右端面的中心工件的左端面或右端面的中心点点。数控车床编程坐标系数

14、控车床编程坐标系数控车床编程坐标系数控车床编程坐标系机床坐标系与编程坐标系机床坐标系与编程坐标系数控车床一般具有数控车床一般具有两轴联动两轴联动的功能，其中的功能，其中Z轴轴平行于主轴，平行于主轴，X轴在水平面上且垂直于主轴。轴在水平面上且垂直于主轴。主要加工对象：主要加工对象：轴类、盘套类回转体轴类、盘套类回转体零件，可零件，可完成内外圆柱、圆锥、圆弧、螺纹等的切削加完成内外圆柱、圆锥、圆弧、螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等。工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等。是目前国内使用较广的一种数控机床，约占国是目前国内使用较广的一种数控机床，约占国内数控机床总数的内数控机床总数的

15、25%。数控车床的用途数控车床的用途1.1.绝对编程和增量编程绝对编程和增量编程数控车床编程时绝对坐标和增量坐标可以在同一程序数控车床编程时绝对坐标和增量坐标可以在同一程序段中混用。段中混用。绝对坐标值常用绝对坐标值常用X、Z表示。表示。增量坐标值常用增量坐标值常用U、W表示，使用时应注意表示，使用时应注意轨迹运动的轨迹运动的方向方向。根据零件图纸的尺寸标注，以减少尺寸换算为选择原根据零件图纸的尺寸标注，以减少尺寸换算为选择原则。则。数控车床的编程特点数控车床的编程特点2.2.直径编程直径编程 数控车削加工时，由于图纸径向尺寸的标注和测量都数控车削加工时，由于图纸径向尺寸的标注和测量都使用直径

16、，所以编程时使用直径，所以编程时径向坐标（径向坐标（X方向）使用直径表示方向）使用直径表示数控车床的编程特点数控车床的编程特点数控编程常用功能指令数控编程常用功能指令辅助功能辅助功能M指令指令进给功能进给功能F指令指令数控编程常用功能指令数控编程常用功能指令准备功能准备功能G指令指令主轴功能主轴功能S指令指令刀具功能刀具功能T指令指令使数控机床或控制系统建立某种加工方式。使数控机床或控制系统建立某种加工方式。由地址符由地址符G和其后和其后2位数字组成，从位数字组成，从G00G99。数字。数字最前的最前的0可省略不写，如可省略不写，如G01可以写作可以写作G1。G指令可分为若干组，包括模态指令和

17、非模态指令。指令可分为若干组，包括模态指令和非模态指令。 同一个程序段中可以输入几个不同组的同一个程序段中可以输入几个不同组的G指令，当输入指令，当输入了两个或两个以上的同组了两个或两个以上的同组G指令时，最后一个指令时，最后一个G指令有指令有效。效。准准备备功功能能G代代码码切削用量三要素切削用量三要素：（主轴转速（主轴转速n）切削速度、背吃刀量切削速度、背吃刀量（切削深度）、进给速度（进给量）。（切削深度）、进给速度（进给量）。切削用量对于加工的影响切削用量对于加工的影响切削速度切削速度主要影响刀具的使用寿命、加工表面的粗主要影响刀具的使用寿命、加工表面的粗糙度和加工效率。糙度和加工效率。进给速度进给速度主要影响表面质量和加工效率。主要影响表面质量和加工效率。背吃刀量背吃刀量主要影响加工效率和尺寸的精度。主要影响加工效率和尺寸的精度