数控加工编程基础课件

第二章

数控加工编程基础12/17/20221数控技术第二章数控加工编程基础☻数控编程的基础知识：☻常用准备功能指令的编程方法☻数控编程的工艺处理。☻编程中的尺寸计算。本章内容：12/17/20222数控技术一.数控编程的基本概念

数控加工程序编制：指从零件图纸到制成控制介质的全过程。

二、数控编程的内容和步骤

1、确定工艺过程（1）选定机床、刀具与夹具；（2）确定零件加工的工艺路线、工装及切削用量等工艺参数。

分析零件图纸数值计算确定工艺过程编写程序制备控制介质校验和试切错误修改2.1概述12/17/20223数控技术2、数值计算

按已确定的加工路线和允许的零件加工误差，计算出所需的输入数控装置的数据，称为数值计算。主要内容：零件轮廓和刀具轨迹的坐标值。零件图纸数值计算图纸工艺分析确定工艺过程编写程序制备控制介质校验和试切错误修改12/17/20224数控技术3、编制程序（1）编程根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序。（2）填写工艺文件。零件图纸数值计算图纸工艺分析确定工艺过程编写程序制备控制介质校验和试切错误修改12/17/20225数控技术4、制备控制介质

将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，作为数控系统的输入信息。注意：若程序较简单，也可直接通过键盘输入。零件图纸数值计算图纸工艺分析确定工艺过程编写程序制备控制介质校验和试切错误修改12/17/20226数控技术5、程序的校验和试切所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。零件图纸数值计算图纸工艺分析确定工艺过程编写程序制备控制介质校验和试切错误修改12/17/20227数控技术☺常用的校验和试切方法有3种：阅读法、模拟法、试切法（1）阅读法：阅读法检查指令语法的正确性。（2）模拟法:检查程序（刀具运动轨迹）的正确性。

空运转画图：用笔代替刀具，坐标纸代工件→空运转绘图。空走刀校验。用图形模拟刀具与工件的切削。12/17/20228数控技术注意：上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别加工误差是否满足要求。

（3）试切法：检查加工精度

对实际的毛坯试切，不仅可查出程序是否错，还可知道加工精度是否符合要求。12/17/20229数控技术编制方法有2种：

手工编程、自动编程两种。

1、手动编程：

整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高。（熟悉数控代码和编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力）

2、自动编程：

编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式输入计算机。三、数控编程的方法12/17/202210数控技术一.零件件加工程程序的结结构1．程序序的构成成2.2编编程程的基础础知识程序号程序段指令字2指令字1字母数字符号程序…指令字n12/12/202211数控控技技术术O0600N0010G92X0Y0;N0020G90G00X50Y60；；N0040G01X10Y50F150S300T12M03；；．．．．．．．．．．．N0100G00X-50Y-60M02；；这是是一一个个完完整整加加工工程程序序,它它有有1个个程程序序号号和和10个个程程序序段段组组成成。。O0600程序的编号（600号程序）程序地址码（英文字母）（1））程程序序号号组组成成规规则则12/12/202212数控控技技术术注意意：：不同同的的数数控控系系统统，，程程序序号号地地址址码码可可以以不不相相同同。。编程程时时一一定定要要根根据据说说明明书书规规定定使使用用。。（2））程程序序段段组组成成规规则则程序序段段以以程程序序段段号号开开始始，，以以““;””结结束束;程序序段段号号：N××××××××；；2、程序序段段格格式式固定定顺顺序序程程序序段段格格式式；；带分分割割符符的的固固定定顺顺序序的的程程序序段段格格式式；；字地地址址程程序序段段格格式式。。12/12/202213数控控技技术术2．．程程序序段段格格式式注意意：：目前前广广泛泛采采用用的的是是字址址地地程程序序段段格格式式，也也称称地地址址符符可可变变程程序序段段格格式式。这种种格格式式的的特特点点是是：：●程程序序段段的的长长短短、、指指令令字字数数和和字字长长都都是是可可变变的的；；●指令令字的的排排列列顺顺序序没没有有严严格格要要求求；；●不不需需要要的的指令令字以以及及与与上上一一个个程程序序段段相相同同的的续续效效指令令字可可以以不不写写。。12/12/202214数控控技技术术2.2编编程程的的基基础础知知识识字地址程序段的一般格式为：N—G—X—Y—Z—F—S—T—M—；程序段号G指令尺寸指令进给速度指令主轴转速指令辅助功能字程序段结束符刀具功能字例如如：：N0020G01X25Y-36Z64F100S300T02M03；；12/12/202215数控控技技术术程序序段段由由若若干干个个程程序序字字组组成成，程序序字字由由地地址址码码和和数数字字组组成成。。例如如：：N0020G01X25Y-36Z64F100S300T02M03；；该程程序序段段由由程程序序段段号号和和8个个指指令令字字（（程程序序字字））组组成成。。程序序字字格格式式：：X-25数字与符号地址码12/12/202216数控控技技术术表常常用用地地址址码码及及其其含含义义机能地址码说明程序段号N坐标字X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R;A、B、C、D、E；R；I，J，K;直线坐标旋转坐标圆弧坐标圆弧中心坐标准备功能G指令机床动作方式辅助功能M机床辅助动作指令补偿值H或D补偿值地址切削用量SF主轴转速进给量或进给速度刀号T刀库中的刀具标号12/12/202217数控控技技术术3、、主主程程序序、、子子程程序序在一一个个零零件件的的加加工工程程序序中中，，若若有有几几个个连连续续的的程程序序段段在在多多处处重重复复出出现现，，则则可可将将这这些些重重复复的的程程序序串串单单独独抽抽出出来来，，按按一一定定的的格格式式编编写写成成子子程程序序。。调用用的的程程序序段段为为:N-M98P×××××××L××;主程程序序：：N01…………；；N02…………；；N11调调用子程序1；……N28调调用子程序8；……N××……M02；子程序1：N01……；；……N××……M99；；子程序n：N01……；；……N××……M99；12/12/202218数控技术2.2编编程的基础右手直角笛卡卡尔坐标系1、坐标轴及及运动方向的的规定（1）直线进进给和圆周进进给运动坐标标系★直角坐标系：：直线进给运动动的坐标系（（X.Y.Z）。二、数控机床床坐标系直角坐标轴相相互关系：由右手定则决决定。★圆周进给坐标标：绕X.Y.Z轴转动的圆圆进给坐标轴轴分别用A、、B、C表示示。坐标轴正向：：由右手螺旋法法则而定。12/12/202219数控技术XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A2.2编编程的基础知知识具体规定：①坐标系是假定定工件不动，，刀具相对于于工件做进给给运动的坐标标系。②以增大工件与与刀具之间距距离的方向为为坐标轴的正正方向。数控机床的进进给运动是相相对运动。12/12/202220数控技术（2）机床坐标轴的的确定方法①Z轴的确定定具体地讲：a.对于刀刀具旋转的机机床：平行于旋转刀刀具轴线的坐标为z坐坐标。平行于机床主主轴轴线的刀刀具运动坐标标＋Z＋Z12/12/202221数控技术术b.对于工件件旋转的的机床：：平行于旋旋转工件件轴线的坐标为为z坐标标。＋Z12/12/202222数控技术术2.2编编程程的基础础知识②X坐标标的确定定在水平方方向，垂垂直于Z轴并平平行于工工件的装装夹面。。具体的讲讲：a.在在刀具旋旋转的机机床上（（铣床、、钻床、、镗床））12/12/202223数控技术术Z轴水平平时（卧式）），则从从刀具(主轴)向工件件看时，，X坐标标的正方方向指向向右边。。＋X12/12/202224数控技术术Z轴垂直直时（立式）），对单单立柱机机床，面面向刀具具主轴向向立柱看看时，X轴的的正方向向指向右右边＋X12/12/202225数控技术术b.在在工件旋旋转的机机床上（（车床、、磨床等等），X轴的运运动方向向是工件件的径向向并平行行于横向向滑座，，且刀具离开开工件旋旋转中心心的方向向是X轴轴的正方方向。＋X12/12/202226数控技术术③Y坐标标利用已确确定的X、Z坐坐标的正正方向，，用右手手定则或或右手螺螺旋法则则，确定定Y坐标标的正方方向。+z+z+x+x+Y+Y12/12/202227数控技术术④A、B、C坐坐标用右手定定则来确确定。⑤附加坐坐标系X、Y、、Z为第第一坐标标系；U、V、、W为第第二坐标标系；P、Q、、R为第第三坐标标系。A、B、、C第一一回转坐坐标系，，其他命命名为D、E。。12/12/202228数控技术术2.2编编程程的基础础知识（3）编编程坐标标系编程时一一律假定定工件不不动，全全部用刀刀具运动动的坐标标系编程程，即：：X、Y、Z、、A、B、C。。2、机床床坐标系系与工件件坐标系系（1）机机床原点点与机床床坐标系系①机床原原点：是机床坐坐标系的的零点。。这个原原点是在在机床调调试完成成后便确确定了，，是机床床上固有有的点（（见机床床说明书书），不能随意意改变。机床原点点的建立立：用回零运运行方式式建立。。12/12/202229数控技术术②机床坐坐标系●以机床原原点为坐坐标系原原点的坐坐标系，，是机床床固有的的坐标系系，它具具有唯一一性。12/12/202230数控技术（2）工件件原点与工工件坐标系系①工件原点点：为编程方便便在零件、、工装夹具具上选定的的某一点。。②工件坐标标系：以工件原点点为零点建建立的一个个坐标系，，编程时，，所有的尺尺寸都基于于此坐标系系计算。③工件原点点偏置：工件随夹具具在机床上上安装后，，工件原点点与机床原原点间的距距离。注意:现代数控机机床均可设设置多个工工件坐标系系，在加工时通过G指令进行行变换。12/12/202231数控技术(3)机床坐标系系与工件坐坐标系的关关系①关系:原点不同,各坐标轴轴互相平行行.②处理办法法:将两原点间间的距离预预储存在数数控装置中中,在加工工过程中,系统便可可按机床坐坐标系确定定加工时的的坐标值.12/12/202232数控技术3、绝对坐坐标编程和和相对(增增量)坐标标绝对坐标系系：在这种坐标标系中,工工件所所有点的坐坐标值基于于固定的坐坐标系（机机床或工件件）的原原点来确定定。相对坐标系系：在这种坐标标系中,运运动轨轨迹的终点点坐标值是是相对于起起点计算的的。12/12/202233数控技术2.2编编程的基基础知识例如:在a)图的的绝对坐标标系中,B点的坐坐标值为(25,50);在b)图的的增量坐标标系中,B点的坐坐标值为(15,30).12/12/202234数控技术4、最小设设定单位与与编程尺寸寸的表示法法（1）最小小设定单位位(脉冲当当量、分辨辨率):指数控系统统能实现的最最小位移量量。它是数控机机床的一个个重要技术术指标。一一般为0.0001～0.01mm，（2）编程程尺寸表示示方法：●以最小设定定单位来表表示；●以毫米为单单位来表示示.12/12/202235数控技术三、穿孔带带及代码“中导孔””,用来产产生读带同步控控制信号,其余八个大大孔为“信信息孔”,用用来记录有有关信息，有有孔表示二进制的””1”，无无孔表示二进制制的“0””。1、穿孔带的的规格：数控采用八八位穿孔纸纸带，穿孔孔带的每行可穿9个小孔，，其中一个个小孔成为为“同步孔孔”或12/12/202236数控技术第二节编编程的基基础知识☻数控系统统中常用的的代码有ISO代码码和EIA代码。☻ISO代码由7位二进制制数和一位位偶校验位位组成。☻EIA代码由6位二进制制数和一位位奇校验位位组成。补奇、补偶偶的作用是是可以检验验纸带的孔孔是否少穿,孔道是是否被弄脏脏、堵塞、、断裂以及及阅读装置置线路元元件是否否完好。12/12/202237数控技术ISO代代码规律:所有数字必必须在第5和6列上上穿孔;所有字母必必须在第7列上穿孔孔;第8列是偶偶数校验位位.2.2编编程的基基础知识EIA代码码规律:第5列是偶偶数校验位位.注意:ISO代码码的信息量量是EIA的2倍.(ISO代代码是7位位码,EIA码是是6位码)12/12/202238数控技技术表2-2ISO及EIA穿孔带代码12/12/202239数控技技术四、功功能代代码简简介1.准准备功功能G代码码G代码码构成成：地址码码G后后跟2位数数字组组成，，从G00-G99共100种。。先介绍绍2个个基本本概念念：（1））模态态指令令（续续效指指令））：是指该该指令令一旦旦在某某程序序段中中被使使用,将一一直保保持有有效到到被同同组的的其它它指令令取代代（或或注销销）,或整整个程程序结结束为为止。。由此此可知知：①同组指指令在在一个个程序序段中中只能能出现现一个个，否否则只只有最后的的代码码有效效。②模态指指令只只需在在使用用时指指定一一次即即可，，而不不必在在后续的的程序序段中中重复复指定定。12/12/202240数控技技术2.2编编程程的基基础知知识（2））非模模态指指令（（非续续效指指令））：是指该该指令令仅在在使用用它的的某程程序段段中有有效。。若需需继续续使用用该功功能则则必须须在后后续的的程序序段中中重新新指定定。代码(1)功能保持到被取消或被同样字母表示的指令所代替（2）功能仅在出现的程序段内有效（3）功能（4）G00a点定位G01a直线插补G02a顺时针方向圆弧插补G03a逆顺时针方向圆弧插补G04*暂停G17cXY平面选择G18cZX平面选择12/12/202241数控技术☻表中(2)栏中标有字母的行所对应的的G代码是模模态代码,标标有相同同字母的G代代码为一组.☻表中(2)栏中没有字母的行所对应的的G代码是非非模态代码.☻表中（4））栏中的“不不指定”代码码，用作将来来修改标准时时，指定新的的功能。““永不指定””代码，指的的是即使修改改标准时，也也不指定新的的功能。这两类G代码码可由设计者者根据需要定定义新的功能能。12/12/202242数控技术N0010G00G17X-Y-M03M08;N0020G01G42X-Y-F-;N0030X-Y-;N0040G02X-Y-I-J-;N0050X-Y-I-J-;N0060G01X-Y-;N0070G00G40X-Y-M05M09;例子：模态代码的用用法：12/12/202243数控技术2.辅助功能M代码2.2编编程的基础知知识M指令构成：：地址码M后跟跟2位数字组组成，从M00-M99共100种种。(1)M00—程序停停止。(2)M01—计划（（任选）停止止。程程序运行前，，在操作面板板上按下“任任选停止”键键时，才执行M01指令，主轴轴停转、进给给停止、冷却却液关断、程序停止止执行。若““任选停止””处于无效状状态时，M01指指令不起作用用。利用启动动按钮才能再再次自动运转，继续续执行下一个个程序段。12/12/202244数控技术2.2编编程的基础知知识（3）M02、M30———程序结束束M30还使运运行程序返回回起始点，继继续加工下一一个零件。（4）M03、M04、M05———分别为主主轴顺时针旋旋转、主轴逆逆时针旋转、、主轴停转。。（5）M06——换刀指指令。（6）M07、M08、、M09———分别为2号号（雾状）冷冷却液开、1号（液状））冷却液开、、冷却液关。。（7）M10，M11———运动部件件的夹紧或松松开。12/12/202245数控技术3.F、S、、T代码（1）F代码作用：用来指定进给给速度的大小小,是进给给速度代码，，它是续效代代码。组成：F后带若干位位数字，如F150、F3500等等。其中数字字表示实际的的合成速度值值。它是模态态指令，单位位：mm/min。（2）S代码码作用：用来指定主轴轴的转速.该该代码为续续效代码.组成：S后带若干干位数字，如如S500、、S3500等。其中数数字表示实际际的主轴转速速值。它是模态指令。单位：r/min12/12/202246数控技术2.2编编程的基础知知识(3)T代代码组成：地址码T后跟跟若干位数字字（一般是4位）。作用：是刀具功能代代码。用来选选择所需的刀刀具号和刀补号。例：T0102前前2位数字字表示1号刀刀;后2位数数字表示选用用2号刀补。。12/12/202247数控控技技术术2.3常用用准准备备功功能能指指令令的的编编程程方方法法一、、与与坐坐标标系系有有关关的的指指令令1.绝绝对对坐坐标标与与增增量量坐坐标标指指令令——G90/G91指指令令G90指指令令：：表示示程程序序中中的的编编程程尺尺寸寸值值是是在在某某个个坐坐标标系系下下按按绝绝对对坐坐标标给给定定的的。。G91指指令令：：表示示程程序序中中编编程程尺尺寸寸值值是是相相对对于于本本段段的的起起点点，，即即编编程程尺尺寸寸值值是是本本程程序序段段各各轴轴的的移移动动增增量量，，故故G91又又称称增增量量坐坐标标指指令令。。12/12/202248数控控技技术术2.3常用用准准备备功功能能指指令令的的编编程程方方法法注意意：：这两两个个指指令令是是同同组组续续效效指指令令，，也也就就是是说说在在同同一一程程序序段段中中只只允允许许用用其其中中之之一一，，而而不不能能同同时时使使用用。。在缺缺省省的的情情况况下下(即即无无G90又又无无G91)，，系系统统按按G90状状态态处处理理。。12/12/202249数控控技技术术X例：：AB和BC两个个直直线线插插补补程程序序段段的的运运动动方方向向及及坐坐标标系系.假设设AB段段已已加加工工完完，，要要加加工工BC段段，，刀刀具具在在B点点，，则该该加加工工程程序序段段为为：：绝对对坐坐标标：：G90G01X30Y40;增量量坐坐标标：：G91G01X-50Y-30;YXCYBAC30403050UV12/12/202250数控控技技术术注意意：：有的的机机床床不不用用G91指指定定，，而而是是自自动动在在轨轨迹迹的的起起点点建建立立平平行行于于X、、Y、、Z的的增增量量坐坐标标系系U、、V、、W则则BC的的加加工工程程序序段段可可写写成成:G01U-50V-30;YXCYBAC30403050UV12/12/202251数控控技技术术2.坐坐标标系系设设定定指指令令——G92指指令令编制制程程序序时时，，首首先先要要设设定定一一个个坐坐标标系系，，程程序序中中的的坐坐标标值值均均以以此此坐坐标标系系为为根根据据，，此此坐坐标标系系称称为为工工件件坐坐标标系系。。G92指指令令就就是是用用来来建建立立工工件件坐坐标标系系的的，，它它规规定定了了工工件件坐坐标标系系原原点点的的位位置置。。就就是是说说它它确确定定了了工工件件坐坐标标系系的的原原点点(工工件件原原点点)在在距距刀刀具具起起始始位位点点多多远远的的地地方方。。或或者者说说，，以以工工件件原原点点为为准准，，确确定定起起刀刀点点的的坐坐标标值值。。12/12/202252数控控技技术术2.坐坐标标系系设设定定指指令令——G92指指令令作用用：：以工工件件原原点点为为准准，，确确定定起起刀刀点点的的坐坐标标值值。。编程程格格式式：：G92XaYbZc；；（（a、、b、、c为为当当前前刀刀位位点点在在所所设设工工件件坐坐标标系系中中的的坐坐标标值值））工件件坐坐标标系系原原点点可可以以设设定定在在工工件件基基准准或或工工艺艺基基准准上上，，也也可可以以设设定定在在卡卡盘盘端端面面中中心心或或工工件件的的任任意意一一点点上上。。注意意：：G92指指令令只只是是设设定定坐坐标标系系原原点点位位置置，，执执行行该该指指令令后后，，刀刀具具(或或机机床床)并并不不产产生生运运动动。。12/12/202253数控技术术例：数控车的的坐标系系设定；；G92X50Z30；；OZ30φ50X(1)车车削编程程中，X尺寸字字中的数数值一般般用坐标标值的2倍，即即用刀尖尖相对于于回转中中心的直直径值编编程。(2)该该指令程程序段要要求坐标标值x、、z必须须齐全，，不可缺缺少，并并且只能能使用绝绝对坐标标值，不不能使用用增量坐坐标值。。(3)在在一个零零件的全全部加工工程序中中，根据据需要，，可重复复设定或或改变编编程原点点。12/12/202254数控技术术3.坐标标平面指指定指令令—G17、G18、、G19指令G17，，G18，G19分别别表示规规定在XY,ZX,YZ坐坐标平面面内的加加工。注意:若数控系系统只有有在一个个平面的加工能能力,可可省略.铣铣床中XY平面面最常用用，故G17可可省略;在车车床中,总是在在XZ平平面内运动，，G18可省略略。12/12/202255数控技术术二、运动动控制指指令1、快速速点定位位指令——G00指令令编程格式式：G00X——Y—Z—;功能：命令刀具具从当前前点，以以数控系系统预先调定定的快进速速度，快速移移动到程程序段所所指定的的下一个个定位点。。其中：X,Y,Z为目目标点的的绝对或或增量坐坐标。12/12/202256数控技术术(1)G00指指令中不不需要指指定速度度，即F指令无无效。系系统快进进的速度度事先已已确定。。(2)在在G00状态下下．不同同数控机机床坐标标轴的运运动情况况可能不不同。编程前应应了解机机床数控控系统的的G00指令各各坐标轴轴运动的的规律和和刀具运运动轨迹迹，避免免刀具与与工件或或夹具碰碰撞。注意：12/12/202257数控技术术2.直线线插补指指令—G01指令编程程格式：：G01X——Y—Z——F——；功能：按程序段段中规定定的合成成进给速速度F，，使刀具具相对于于工件，，由当前前位置沿沿直线移移动到程程序段中中规定的的位置。。其中：X、Y、、Z为直直线终点点的绝对对或增量量坐标;F为沿沿插补方方向的进进给速度度。12/12/202258数控技术术(1)G01指指令既可可双坐标标联动插插补运动动，又可可三坐标标联动插插补运动动，取决决于数控控系统的的功能，，当G01指令令后面只只有两个个坐标值值时，刀刀具将作作平面直直线插补补，若有有三个坐坐标值时时，将作作空间直直线插补补。(2)G01程程序段中中必须含含有进给给速度F指令，，否则机机床不动动作。(3)G01和和F指令令均为续续效指令令。注意：12/12/202259数控技术术O0020N0010G92X50Z10；N0020G90G00X20Z2S600T11M03;N0030G01X20Z-14F100;N0040X28Z-38;N0050X28Z-48;N0060X42Z-48;N0070G00X50Z10M02;例2.1：车削零件件如下图图，设A点为起起刀点，，刀具由由A点快快进到B点，然然后沿B→C→→D→E→F方方向切削削，再快快退至A点.（（直径40的外外圆不加加工）。。XZ143848φ20φ280BCDEF2A12/12/202260数控技术术用绝对坐坐标编程程:O0050N0010G92X28Y20;N0020G90G00X16S600T01M03;N0030G01X-8Y8F100;N0040X0Y0;N0050X16Y20;N0060G00X28M02;XAPB0Y12816128例2.2：铣削下图图零件，，设P点点为起刀刀点，刀刀具由P点快快进到A点，然然后沿A-B-O-A方向铣铣削，再再快退至至P点（（绝对编编程和增增量编程程）。12/12/202261数控技术术用相对(增量)坐标编编程:O0050N0010G92X28Y20;N0020G91G00X-12S600T01M03;N0030G01X-24Y-12F100;N0040X8Y-8;N0050X16Y20;N0060G00X12Y0M02;2.3常常用用准备功功能指令令的编程程方法XAPB0Y1281612812/12/202262数控技技术2.3常用用准备备功能能指令令的编编程方方法3.圆圆弧弧插补补指令令—G02、、G03G02：顺顺时针针圆弧弧插补补。G03：逆逆时针针圆弧弧插补补。☻顺、逆逆时针针方向向判别别规则则：沿垂直直于圆圆弧所所在平平面的的坐标标轴由由正方方向向向负方方向观观察,来判判别圆圆弧的的顺逆逆时针针方向向.(见下下图)12/12/202263数控技技术☻顺、逆逆时针针方向向判别别规则则：沿垂直直于圆圆弧所所在平平面的的坐标标轴由由正方方向向向负方方向观观察,来判判别圆圆弧的的顺逆逆时针针方向向.12/12/202264数控技技术2.3常常用准准备功功能指指令的的编程程方法法说明:●圆弧弧的终终点坐坐标，，由X、Y、Z的数值（（绝对对或增增量尺尺寸））指定定。●程序段段中的的圆心心坐标标有两两种表表示方方法:圆弧加加工程程序段段一般般应包包括圆圆弧所所在的的平面面、圆圆弧的的顺逆逆、圆圆弧的的终点点坐标标以及及圆心心坐标标(或或半径径R)等信信息。。圆弧加加工程程序段段的格格式:12/12/202265数控技技术圆心的的位置置通常常有以以下2种表表示方方法：：●用由由圆弧弧起点点指向向圆心心的向向量在在X,Y,Z轴上上的投投影I,J,K表示示。12/12/202266数控技技术圆心的的位置置通常常有以以下2种表表示方方法：：●用半半径R表示示(R用代数数值).注意:用半径径R编程时时，不不能描描述整整圆.当θAB≤180o时，R取正值值；当180o<θAB<360o时,R取负值值.同一半半径的的情况况下，，从圆圆弧的的起点点到终终点有有两个个圆弧弧的可可能性性。因因此在在用半半径值值编程程时，，R带带有符符号。。12/12/202267数控技技术例：铣削如如图所所示R20圆孔孔。起起刀点点在坐坐标原原点O，加加工工时刀刀具快快进至至A，，沿逆逆时针针方向向以100mm/min速度度切切削整整圆至至A，，再快快速返返回原原点。。解:用绝对对坐标标编程程O0001N0010G92X0Y0;N0020G90G00X20Y0S300T01M03;N0030G03X20Y0I-20J0F100;N0040G00X0Y0M02;YXR200AG0312/12/202268数控技技术2.3常常用准准备功功能指指令的的编程程方法法例：在在车床床上加加工如如图所所示的的曲线线轮廓廓，试试写出出刀尖尖从编编程坐坐标原原点出出发，，精车车凸凹凹球面面的程程序段段。根据图图中几几何关关系，，计算算各点点坐标标值：：A(22,-45.32),B(22,-75)C(38.44,-60.16),F(0,-28)12/12/202269数控技技术2.3常常用准准备功功能指指令的的编程程方法法例：铣削加加工如图所所示的曲线线轮廓，设设A点为起起刀点，从从点A沿圆圆C1、C2、C3到D点停停止，方向向如图中所所示，仅给给速度为100mm/min.12/12/202270数控技术2.3常常用准备功功能指令的的编程方法法4、暂停指指令—G04功能：可使刀具作作短时的无无进给运动动.编程格式：：G04X-或G04U-或或G04P-;（（X,U或P后的数值值表示暂停停的时间，，单位为s，或者者是刀具、、工件的转转数，视具具体数控控系统而定定。）注意：G04为非续续效指令，，只在本程程序段有效效。12/12/202271数控技术(1)不通通孔作深度度控制时，，在刀具进进给到规定定深度后，，用暂停指指令使刀具具作非进给给光整切削削，然后退退刀，保证证孔底平整整。(2)镗孔孔完毕后要要退刀时，，为避免留留下螺旋划划痕而影响响表面粗糙糙度，应使使轴停止转转动，并暂暂停几秒钟钟，待主轴轴完全停止止后再退刀刀。(3)横向向车槽时，，应在主轴轴转过几转转后再退刀刀，可用暂暂停指令。。(4)在车车床上倒角角或车顶尖尖孔时，为为使表面平平整，使用用暂停指指令使工件件转过一转转后再退刀刀。G04指令令主要用于于以下几种种情况：12/12/202272数控技术例2.6：：图为锪孔加加工，孔底底有粗燥度度要求，根根据图示条条件，编制制加工程序序。解:孔底有粗燥燥度要求，，根据图示示条件，编编制加工程程序如下:O0001……N0010G91G01Z-7F60;N0020G04X5(刀具停留留5秒);N0030G00Z7M02;12/12/202273数控技术三、刀具补偿偿指令1、刀具半补补偿指令——G40、、G41、G42指令（1）刀具半半径自动补偿偿概念如图所示，用用半径为R的的刀具加工外外形轮廓为AB的工件，则刀具中心必须沿着与轮轮廓偏离R的的距离的轨迹迹移动，才能能加工出尺寸寸合格的工件件.因因此,刀具中心的运动轨迹与与工件的轮廓廓不重合.如如果不考虑虑刀具半径,直接按工件件轮廓编程,加工时刀具中心12/12/202274数控技术运动轨迹与工件的轮廓重合.加工出出来的零件变变小了,不符合要求.为加工出尺寸寸符合要求的的工件,可根根据轮廓AB的坐标参数和刀具具半径R计算算出刀具轨迹迹A’B’的的坐标参数,编制出程序进进行加工.这样做很不方方便,特别是是当刀具磨损,重重磨以及更换换新刀等导致刀具具半径变化时时,又要重新计算算.12/12/202275数控技术2.3常常用准备功能能指令的编程程方法(2)刀具半半径自动补偿偿的功能:数控系统能根根据工件轮廓廓AB和刀具具半径,自动动计算出刀具中心心轨迹A’B’.AA’B’BR12/12/202276数控技术2.3常常用准备功能能指令的编程程方法(3)刀具半半径自动补偿偿指令G41：刀具左偏，指指顺着刀具前前进的方向观观察，刀刀具偏在工工件轮廓的左左边。G42：刀具右偏，指指顺着刀具前前进的方向观观察，刀刀具偏在工工件轮廓的右右边。G40：取消刀补，使使刀具中心与与编程轨迹重重合。12/12/202277数控技术与G00,G01指令配配合使用时编编程格式：2.3常常用准备功功能指令的编编程方法与G02,G03指令配配合使用时编编程格式：指定刀具半径径补偿值寄存存器的地址号号12/12/202278数控技术例2.7：铣削加工如图图所示轮廓，，设刀具起点点在P点，刀刀心的轨迹如如图中虚线所所示。应用刀刀具半径补偿偿功能.解：利用刀具半径径补偿功能,编制程序片片段如下:……N0010G90G01G41XaYaD01N0020XbYb;N0030XcYc;N0040G42XdYd;N0050G41XaYa;N0060G40XpYpm02;ABCDYXG41G41G42PG4012/12/202279数控技术(4)刀具半半径补偿功能能的其他用途途1）刀具重磨或刀刀具磨损后半半径变小的补补偿2）粗、精加工余余量的补偿；；3）用一种加工程程序可以加工工基本尺寸相同同的内外两种种模具（用G41指指令可以得到到凸模轨迹，，用G42指令令可以得到凹凹模轨迹）12/12/202280数控技术2.刀具长度度补偿指令——G43、G44指指令(1)指令功功能:补偿假定刀具具长度与实际际刀具长度之之间的差值.(2)编程格格式：G43Z-H-;G44Z-H-其中：Z值是是程序中给定定的坐标值.H值是刀具长长度补偿值寄寄存器的地址址码.12/12/202281数控技术术2.刀具具长度补补偿指令令—G43、G44指令令(3)用用法:●G43是是正补偿偿,即当刀具具长度长长于编程程时的刀刀具长度时,补偿偿值e为为正值;反之之,e为负负值.有有Z实际值=Z指令值+(H——中存的的数值)12/12/202282数控技术术●G44是是负补偿偿,即当刀具具长度长长于编程程时的刀刀具长度度时,补补偿值e为负值值;反反之,e为正值值.有有Z实际值值=Z指指令值-(H—中中存的数数值)使刀具的的实际移移动距离离增加或或减少一一个偏置置值。例:按假定长长度编制制的程序序为：N01G91X70Y35M03；N02G43Z-22H01；；12/12/202283数控技术术四、固定定循环指指令2.3常常用用准备功功能指令令的编程程方法钻孔时完完成3个个固定动动作：快快速接近近,慢慢速钻孔孔,快快速退回回。车螺纹时时，需要要切入、、车螺纹纹、刀具具径向(或斜向向)退出出、再快快速返回回四个动动作。对对这些典典型的、、固定的的几个动动作如能能用一条条固定循循环指令令去执行行，则程程序段数数就会大大为减减少，而而对于多多次重复复的固定定循环指指令在程程序段中中加入循循环次数数指令和和每次循循环时刀刀具的推推进量，，则程序序段数更更为减少少。这种种固定循循环程序序既可使使程序编编制简短短，方便便又能提提高编程程质量。。12/12/202284数控技术术四、固定定循环指指令固定循环环指令功功能：一个指令令可以完完成几个固定定的动作作.常用G80~G89作作为固定定循环指指令。有有些车床床中，常常用G33~G35与G76~G79作为固固定循环环指令。。注意：本节介绍绍了常用用的G指指令的编编程方法法。实际际中，不同的系系统有不不同的规规定，严严格按其其规定使使用。2.3常常用用准备功功能指令令的编程程方法12/12/202285数控技术术2.4数数控编编程的工工艺处理理数控编程程中工艺艺处理内内容：●零件的的工艺性性分析；；●确定工工艺过程程和工艺艺路线；；●确定零零件安装装方法；；●选择择刀具和和切削用用量。12/12/202286数控技术术2.4数数控编编程工艺艺处理一、合理理确定零零件的加加工路线线零件的加加工路线线是指数控控机床加加工过程程中刀具具刀位点点相对于于被加工工零件的的运动轨轨迹和运运动方向向。1.加工工线路的的选择原原则：(1)应应能保证证零件的的加工精精度和表表面粗糙糙度的要要求。(2)应应尽量缩缩短加工工路线，，减少刀刀具空程程移动时时间。(3)应应使数值值为计算算简单，，程序段段数量少少，以减减少编程程工作量量。12/12/202287数控技术术在数控铣铣床上进进行加工工时，因因刀具的的运动轨轨迹和方方向不向向，可能能是顺铣铣或逆铣铣，其不不同的加加工路线线所得的的零件表表面粗糙糙度不同同，应根根据需要要合理选选择。在在铣削平平面轮廓廓零件时时，为了了减少刀刀具切入入切出的的刀痕，，对刀具具切入切切出路线线要仔细细考虑。。(4)应应能保证证零件的的加工精精度和表表面粗糙糙度的要要求。12/12/202288数控技术术原则则：：尽量量采采用用切切向向切切入入切切出出，，不不用用径径向向切切入入切出出.切向切入径向切入12/12/202289数控控技技术术n个蓝色路径=b+(n-1)(a+b)+切入/出段ban个红色路径=b+2(n-1)a+切入/出段ba(5)应应尽尽量量缩缩短短加加工工路路线线，，减减少少刀刀具具空空移移动动时时间间。。孔类类加加工工（（钻钻孔孔、、镗镗孔孔））12/12/202290数控控技技术术显然有:当a≈b时,两个路路径长度近似似相等;当a<<b时，红色路径比较短。当a>>b时，蓝色路径比较短。n个蓝色路径=b+(n-1)(a+b)+切入/出段ban个红色路径=b+2(n-1)a+切入/出段ba12/12/202291数控技术2.4数控控编程工艺处处理下图所示圆盘盘上共有8个个等距离（L）的孔。兰色路径长约约8L，红色路径长约约（4L+8L=12L）。12/12/202292数控技术二、合理选选择对刀点、、换刀点1、对刀点对刀点(起刀刀点):指刀具相对工工件运动的起起点.对刀点的选择择原则：1)要便于数数学处理和简简化程序编制制。(2)在机床床上找正容易易，加工中检检查方便。(3)引起的的加工误差小小。12/12/202293数控技术CR30R20R50φ20刀具中心运动轨迹工件轮廓XYZ35对刀点选在工工件上，也可可选在工件外外。但必须与零件件的定位基准准有一定的尺尺寸关系。为为了提高加工工精度，对刀刀点应尽量选选在零件的设设计基准或工工艺基准上。。例如以孔定位的零零件。选用孔孔的中心作为为对刀点较合合适。12/12/202294数控技术刀位点：指用于确定刀刀具在机床坐坐标系中位置置的的刀具具上的特定点点。常见刀具的刀刀位点如下图图所示.镗刀钻头立铣刀端铣刀球头铣刀车刀12/12/202295数控控技技术术2、、换换刀刀点点多刀刀加加工工的的机机床床在在加加工工过过程程中中需需要要换换刀刀，，应应设设换刀刀点点.●换换刀刀点点位位置置：：某某固固定定点点或或任任意意设设定定的的一一点点。。●换换刀刀点点设设置置：：位位于于工工件件或或夹夹具具的的外外部部。。12/12/202296数控控技技术术三、、合合理理选选择择工工件件的的装装夹夹方方法法、、刀刀具具和和切切削削用用量量数控控机机床床上上工工件件的的装装夹夹方方法法与与普普通通机机床床一一样样，，要要合合理理地地选选择择定定位位基基准准和和夹夹紧紧方方案案。。应尽尽量量选选用用已已有有的的通通用用夹夹具具装装夹夹，，减减少少装装夹夹次次数数，，做做到到在在一一次次装装夹夹中中能能把把零零件件上上所所有有要要加加工工的的表表面面都都加加工工出出来来。。工件件定定位位基基准准与与设设计计基基准准要要尽尽量量重重合合，，减减少少定定位位误误差差对对尺尺寸寸精精度度的的影影响响。。在选选用用或或设设计计夹夹只只时时应应当当遵遵循循以以下下原原则则：：12/12/202297数控控技技术术在选选用用或或设设计计夹夹只只时时应应当当遵遵循循以以下下原原则则：：●尽量量采采用用通通用用夹夹具具、、组组合合夹夹具具，，必必要要时时才才设设计计专专用夹夹具具。。●工件件的的装装卸卸要要快快速速、、方方便便、、可可靠靠。。●夹具具在在夹夹紧紧工工件件时时，，要要使使工工件件上上的的加加工工部部位位开开放，，夹夹紧紧机机构构上上的的各各部部件件不不得得妨妨碍碍走走刀刀。。四、、合合理理编编制制工工艺艺文文件件不同同的的机机床床，，其其工工艺艺文文件件不不同同，，不不再再详详细细介介绍绍。。12/12/202298数控控技技术术2.5程程序序编编制制中中的的数值值计计算算一、、概概述述数值值计计算算：：是指指根根据据工工件件的的图图样样要要求求，，按按照照确确定定的的加加工工路路线线和和允允许许的的编编程程误误差差，，计计算算出出数数控控系系统统所所需需输输入入的的数数据据。。对于于带带有有自自动动刀刀补补功功能能的的数数控控装装置置来来说说，，通通常常要计计算算出出零零件件轮轮廓廓上上一一些些点点的的坐坐标标数数值值。。12/12/202299数控控技技术术2.5程程序序编编制制中中的的数数值值计计算算1．．基基点点和和节节点点的的计计算算基点点:一个个零零件件的的轮轮廓廓曲曲线线一一般般是是由由许许多多不不同同的的几几何何元元素素组组成成的的，，把把各各几几何何元元素素间间的的连连接接点点称称为为基基点点。。节点点:根据据编编程程所所允允许许的的误误差差，，将将曲曲线线分分割割成成若若干干个个直直线线段段，，其其相相邻邻二二直直线线的的交交点点称称为为节节点点。。对于于立体体型型面面零零件件，，应根根据据铣铣削削面面的的几几何何形形状状精精度度要要求求分分割割成成不不同同的的铣铣道道，，各各铣铣道道上上的的轮轮廓廓曲曲线线也也要要计计算算基基点点和和节节点点。。12/12/2022100数控控技技术术2.5程程序序编编制制中中的的数数值值计计算算2．．刀刀位位点点轨轨迹迹的的计计算算数控控系系统统是是从从对对刀刀点点开开始始控控制制刀刀位位点点运运动动的的，，并并由由刀刀具具的的切切削削刃刃部部分分加加工工出出要要求求的的零零件件轮轮廓廓。。因因此此，，在许许多多情情况况下下，，刀刀位位点点轨轨迹迹并并不不与与零零件件轮轮廓廓完完全全重重合合。。编编程程时时就就需需要要根根据据零零件件轮轮廓廓和和刀刀具具类类型型计计算算出出刀刀位位点点的的运运动动轨轨迹迹。。12/12/2022101数控控技技术术2.5程程序序编编制制中中的的数值值计计算算3．．辅助助计计算算辅助助计计算算包包括括增增量量计计算算、、脉脉冲冲数数计计算算、、辅辅助助程程序序段段的的数数值值计计算算等等。。辅助程序序段:是指开始始加工时时，刀具具从对刀刀点到切切入点，，或加工工完时，，刀具从从切出点点返回到到对刀点点而特意意安排的的程序段段。数值值计算时时要计算算出相关关点的坐坐标。12/12/2022102数控技术术2.5程程序编编制中的的数值计计算二、直线线和圆弧弧组成的的零件轮轮廓的基基点计算算平面零件件轮廓的的曲线多多数是由由直线和和圆弧组组成的，，只需计计算出零零件轮廓廓的基点坐标即可可。由直线、、圆弧组组成的零零件轮廓廓的数值值计算比比较简单单，用数数学方程程求出相相邻几何何元素的的交点和切切点即可。直线方程程的一般般形式：：Ax+By+C＝0圆弧标准准方程的的形式：：（x+a)2+(y+b)2=R2式中：a、b——圆弧的圆圆心坐标标；R——圆圆弧半径径。联立方程程，求出出交点或或切点的的坐标值值。12/12/2022103数控控技技术术二、、直直线线和和圆圆弧弧组组成成的的零