数控编程技术课件

数控机床的程序编制

零件图纸制订工艺数值计算制备数控带编写程序校验数控装置数控机床毛坯成品程序编制

§2-1编程的内容及有关规定

一、NC机床的编程

将零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移量及方向以及其它辅助动作（换刀、变速、冷却、夹紧等），按运动顺序用数控机床规定的指令代码和程序格式编成加工程序，再将程序单中的全部内容记录在控制介质上。然后输出给数控装置，从而指挥数控机床加工，从图纸到制成介质过程叫数控编程。§2-1编程的内容及有关规定

编程的方法：

手工编程：

全部或主要由人工进行，广泛采用于简单

的点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中。但对复杂零件编程计算繁琐、程序量大、费时且易出错。NGXU

ZW

I

K

FSMTMLF备注N001G92X20000Z35000

LF坐标设定N002G00X4180Z29200

S31M03T11M08LF

N003G01X4780Z28900

F15

LF倒角N004

U0Z2300

LFφ47.8N005

X5000W0

LF退刀N006

X6200W-6000

LF锥度N007

U0Z15500

LFφ62N008

X7800W0

LF退刀N009

X8000W-100

LF倒角N0010

U0W-1900

LFφ80N0011G02U0W-6000I6235K-3000

LF圆弧N0012G01U0Z6500

LFφ80N0013

X9000W0

LF退刀N0014G00X20000Z35000

T10M09LF退至换刀点N0015

X5100Z23000

S23M03T22M08LF

N0016G01X4500W0

F10

LF切槽N0017G04U50

LF延迟N0018G00X5100W0

LF退刀N0019

X20000Z35000

T20M09LF退至换刀点N0020G00X6200Z29600

S22M03T33M08LF

N0021G33X4720Z23150

F150

LF切螺纹N0022

I-60K0

LF切螺纹N0023

I-50K0

LF切螺纹N0024

I-30K0

LF切螺纹N0025G00X20000Z35000

LF退至换刀点(2)计算机辅助编程

自动编程：

用数控语言编写零件源程序输入计算机。计算机对源程序进行计算处理和后置处理，最后自动产生具体机床的加工程序单，这个过程称为自动编程。

§2-1编程的内容及有关规定零件图纸数控语言零件源程序输入编译数学处理后置处理

显示图形打印程序单穿制纸带计算机通讯修改计算机自动编程系统PARTNO/SAMPLEPARTPROGRAMC5 ;零件源程序号为试件程序C5

SAPT=POINT/0，0，0;SAPT为起刀点的代号，即坐标系原点L1=LINE/16，8，0，16，32，0;直线L1的两点坐标值

P1=POINT/16，32，0 ;L2=LINE/P1，ATANGL，45 ;直线L2为过P1点并与X轴夹角为45°

计算机自动编程实例:零件图源程序L3=LINE/32，48，0，48，48，0;L4=LINE/56，20，0，56，40，0;L5=LINE/0，8，0，40，8，0;C1=CIRCLE/48，40，0，8;圆C1圆心坐标为X=48，Y=40，Z=0，R为8

C2=CIRCLE/56，8，0，12;CUTTER/10 ;刀具直径φ10OUTTOL/0.05 ;轮廓外容差≤0.05SPINDL/1600，CLW ;主轴转速

1600r/min，顺时针方向回转COOLNT/ON ;打开冷却液FEDRAT/500 ;进给速度为00mm/min零件源程序

FROM/SAPT ;刀具起始点为SAPT点

GO/TO，L1 ;刀具从点SAPT开始以最短距离向L1运动，直至与L1相切TLLFT ;顺着切削运动方向看,刀具处在零件左边的位置COLFT/L1，PAST，L2 ;刀具到达L1时，相对于前一运动向左并沿L1运动，直到走过L2时为止

GORGT/L2，PAST，L3;从L2的运动方向看，刀具向右沿L2运动，直到走过L3时为止零件源程序GORGT/L3，TANTO，C1 ;向右沿L3运动，直到与C1圆相切为止

GOFWD/C1，TANTO，L4 ;向前沿C1圆运动，直到与L4相切

GOFWD/L4，PAST，C2 ;GORGT/C2，PAST，L5 ;GORGT/L5，PAST，L1 ;GOTO/SAPT ;走到SAPT点

GOOLNT/OFF ;关闭冷却液

SPINDL/OFF ;主轴停

FINI

;零件源程序结束零件源程序

(2)计算机辅助编程

CAD绘图§2-1编程的内容及有关规定零件1CAD辅助制作(2)计算机辅助编程

Pro/E建模§2-1编程的内容及有关规定零件2Pro/E建模介绍(2)计算机辅助编程

Pro/E仿真§2-1编程的内容及有关规定零件3Pro/E仿真介绍(2)计算机辅助编程§2-1编程的内容及有关规定

数字扫描

§2-1编程的内容及有关规定§2-1编程的内容及有关规定二、编程的一般步骤

数控装置程序校核制定工艺轨迹计算控制介质编写程序零件图

纸制定工艺控制介质

程序校核

数控装置轨迹计算编写程序1．分析零件图

分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状、热处理要求等确定是否适用在NC机床上加工或哪类NC机床。

2．制定工艺过程

根据零件图纸对零件形状、尺寸、技术要求、工艺方案等进行细致分析，从而确定加工方法和加工工艺路线，刀具形状和尺寸及布置，切削用量，定位关系等，对毛坯的基准面及余量也应提出一定要求。

§2-1编程的内容及有关规定

3．运动轨迹的坐标计算

根据图纸尺寸按规定的坐标系计算零件轮廓和刀具运动轨迹的各坐标值。

4．编写程序单

将有关几何元素以及相应的坐标值，按走刀路线的顺序进行分段和排序，同时将所要求的诸如主轴转速、进给速度、刀号、刀具位置补偿、冷却等辅助机能指令按规定格式填到相应的程序段中，从而构成一份完整的程序单。§2-1编程的内容及有关规定

5．制成控制介质

控制介质可以是穿孔纸带、磁带、磁盘等

6．程序校核方式有：空运行、图形仿真、首件试切§2-1编程的内容及有关规定§2-1编程的内容及有关规定常用的校验和试切方法：对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、坐标纸代替工件进行空运行绘图。对于空间曲面零件，可用蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件，进行试切，以此检查程序的正确性。在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法，则更为方便。§2-1编程的内容及有关规定常用的校验和试切方法（续）：上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工误差。首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。

当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。

三、编程的有关规定

1．穿孔带与代码

EIA代码（美国电子工业协会）ISO代码（国际标准化组织）§2-1编程的内容及有关规定《数控机床用七单位编码字符》标准（JB3050-82）

ISO代码与EIA代码相比较有如下优点：（1）：ISO代码为七位二进制代码，EIA代码为六位二进制代码（不包括奇偶校验位），因而ISO代码比EIA代码大一倍。（2）：ISO代码EIA代码的编码规律性强，容易识别。（3）：ISO代码为偶数码，第8位为补偶位。而EIA代码为奇数码，第5位为补奇位。

ISO包括：数字码0-9，字母码A-Z（26个），

符号码+、-、×、%等。

同步孔介于第3、4列之间，作为其它大孔的基准并产生同步读入信号2)补偶列第8列，每行代码孔的个数必须是偶数，若为奇数，则在第8列补一孔使之成为偶数个孔§2-1编程的内容及有关规定

三、编程的有关规定

1．穿孔带与代码

3)数字码在第5、6列都有孔

字母码在第7列都有孔

符号码在第6列有孔，而第7列无孔

4)容量为27=128

孔带尺寸：宽25.4mm（1英寸）、通孔径

1.83mm±0。05，同步孔径

1.17mm，厚度0.1mm，孔间距、孔中心距均有公差范围，使用条件温度：23

2℃，湿度：50

2%§2-1编程的内容及有关规定

三、编程的有关规定

1．穿孔带与代码

2．程序段格式

一个程序是由若干个程序段组成。

每个程序段完成某一动作，它由若干功能字组合而成。如：N15G00X12.5F1200TIS1000N16M05

一个功能字包括一个地址符和若干数字。程序段格式就是指一个程序段中各功能字的排列顺序及其表达形式。§2-1编程的内容及有关规定

三、编程的有关规定

1）常用功能字

①准备功能字

以地址符G为首，后跟而往数字（00-99）如：G00，G01，G02，G03，G04，G40，G41，G42

②坐标功能字（尺寸字）

用来设定机床各坐标的位置量，以X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E

等为首，其后跟+、-及一串数字

单位：脉冲数，mm、英寸等。§2-1编程的内容及有关规定2．程序段格式

如：N15G00X12.5F1200T1S1000N16M05③进给功能字

用于指定刀具相对于工件运动的速度，以F为首后跟一串数字，具体有以下指定方法。

A>三位数代码法

F后跟三位数字，第一位是实际进给速度整数位数，加上了后二位是进给速度的前二位有效数字.

如:实际进给速度为156.4mm/min，用F315指定。

B>二位数代码法

F后跟二位数字代码（00-99），代码与速度有一定对应关系§2-1编程的内容及有关规定如：N15G00X12.5F1200T1S1000

C>一位数代码法

F后跟一位数（0-9），用于速度档次较少，最多10种的NC机床。

D>直接指定法

按预定的单位在F后直接写上要求的进给速度。

E)其它

为了便于进给速度的控制，系统指定某种特殊意义的表示法，如时间倒数法，即用实际进给速度V(mm/min)除以位移量L(mm)作为F指定值。§2-1编程的内容及有关规定如：N15G00X12.5F1200T1S1000④主轴转速功能字

用于指定主轴转速

以S为首，后跟一串数字，其表示法与F一样。对照表与F通用，只是单位换成转/min。⑤刀具功能字

用于选择和更换刀具只在具备有换刀功能的系统中使用

§2-1编程的内容及有关规定⑥辅助功能字

以M为首，后跟两位数字（00-99）如：M00，M01，M02，M03，M04，M05，M07，M09如：N15G00X12.5T1S1000N16M05

2).程序段格式——功能字的排列顺序和表达方式。

①固定顺序式

013

01

+04500

-12300

15

40

02

LFNGXYFSN§2-1编程的内容及有关规定

②带分隔符的固定顺序式

③字地址程序段格式（带地址符的可变程序段格式）

N15G00X12.5F1200T1S1000N16M053、坐标轴及运动方向

直角坐标系：X、Y、Z、

U、V、W、

P、Q、R旋转坐标系：

A、B、C§2-1编程的内容及有关规定

假定刀具相对工件移动（刀具运动、工件不动）刀具远离工件的方向为正1）Z轴

产生切削力的轴线方向作为Z轴方向。

*

对于有主轴的机床，如卧车、立铣，以主轴轴线方向作Z轴。

*

对无主轴机床，如牛头刨，与装卡工件的工作台面相垂直的直线作为Z轴方向。

§2-1编程的内容及有关规定2）X轴X轴是水平的，平行于工件的装卡面。在工件旋转的机床上（车、磨），X方向在工件的径向上，且平行于模滑座。在刀具旋转的机床上（铣、钻、镗）若Z水平：从刀具主轴向工件看时，+X指向右方。若Z垂直：对单元柱机床——

从刀具主轴向立柱看时，+X指向右方；对桥式龙门机床——从主轴向左侧立柱看时，+X指向右方。§2-1编程的内容及有关规定§2-1编程的内容及有关规定

3）Y轴

根据X、Z运动方向，按右手直角笛卡系坐标系确定。

4．A、B、C轴在X、Y、Z正方向上按右手螺旋方向。习题1.什么是数控机床的程序编制？简述程序编制的内容及步骤2.程序编制过程中程序校核的作用是什么？如何进行？

3.数控机床上常用的编程方法有哪些？

4.什么是自动编程，适用于什么情况？

5.国际上常采用的八列穿孔带有哪两种代码？6.进给速度代码有几种？

7.准备功能G主要有哪几种功用？

8.辅助功能M主要有哪几种功能？

§2-2程序编制中的工艺处理

一、NC工艺的主要内容

1．选择适合在NC机床上加工的零件。

2．零件图纸的数控工艺性分析。

3．制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、

基准选择，与非数控工序的衔接等。

4．数控工序的设计，如工步、刀具选择，夹具定位与安装，走刀路线的确定、测量、切削用量等。

5．有关数控工序程序的调整，如对刀、刀具补偿等。

6．数控加工中的容差分配。

7．数控机床上部分工艺指令的处理。

二、程序编制中的工艺分析1．零件数控加工合理性分析(1)针对NC机床选择合适的零件加工。

技术要求能否保证是否有利于提高生产率经济上是否合算§2-2程序编制中的工艺处理

考虑因素主要有：毛坯材料和类型、零件尺寸大小、尺寸精度和表面粗糙度要求，轮廓形状复杂程度、零件批量、热处理状态等。总之：

数控加工适用范围可用下图粗略表示，图示表明：当零件不太复杂，生产批量又较小时，宜采用通用机床；当批量很大时宜采用专用机床；批量不大、复杂、品种变化大的零件，适用于用NC机床加工。§2-2程序编制中的工艺处理

①用通用机床加工时，要求设计制造复杂的专用夹具或需很长调整时间的零件。②小批量生产（100件以下）的零件。③

轮廓形状复杂、加工精度高或必须用数学方法决定的复杂曲线、曲面零件。④

要求精密复制的零件。§2-2程序编制中的工艺处理

下述类型的零件最适于NC加工，即:⑥

钻、镗、铰、锪、攻丝及铣削工序联合进行的零件，如箱体、航空附件壳件机匣等零件。⑦价值高的零件，如飞机大梁等零件，若加工中出现差错而报费，将造成巨大经济损失。⑧

要求百分之百检验的零件。

⑤

预备多次改型设计的零件(新产品试制中心零件)。

下述类型的零件最适于NC加工，即:§2-2程序编制中的工艺处理

(2)针对零件选择NC机床

凡经数控加工的零件，图纸上尺寸数据的给出要符合编程方便的原则。

零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型或尺寸，这样可以减少换刀次数，还有可能缩短程序长度。有的数控机床有对称加工的功能(镜象功能)，具有对称结构的零件可简化编程。

2．数控加工零件图工艺性分析§2-2程序编制中的工艺处理

尽量减少装夹次数按照“定位基准与设计基准重合”的原则合理选择定位基准和夹紧方案数控机床对夹具要求：

保证夹具本身在机床上安装准确；协调零件和机床坐标系的尺寸关系§2-2程序编制中的工艺处理

3．确定零件的安装方法和选择夹具

②装卸零件要迅速

以缩短机床的仃顿时间

③加工部位要开敝夹具机构或其它元件不得影响走刀④夹具在机床上安装要准确可靠§2-2程序编制中的工艺处理

①结构力求简单

尽可能利用由通用元件拼装的组合可调夹具，以缩短生产准备周期。

考虑夹具应注意：

4．确定坐标系和程序起点

工件坐标系机床坐标系§2-2程序编制中的工艺处理

坐标系原点的判定

工件原点、机床零点、程序起点

程序起点

在数控加工时刀具相对于工件运动的起点。也称“起刀点”

选择原则：

便于数学处理和简化程序编制在机床上易找正加工过程中检查方便§2-2程序编制中的工艺处理

引起的加工误差小

4．确定坐标系和程序起点

刀位点：代表刀具位置的点

车镗刀：刀尖

钻头：刀尖

尖端铣刀：刀具轴成与刀具底面交点

球头铣刀：球头球心

§2-2程序编制中的工艺处理

换刀点：

换刀时的位置，为多刀机床的程编设定数5．确定加工路线

加工路线(或称走刀路线)是指数控加工中刀具（刀位点）相对于被加工零件的运动轨迹。确定加工路线的原则：

①使被加工零件获得良好的加工精度和表面质量

②使数值计算容易③尽量使走刀路线最短，省时，减少刀具消耗，机床磨损少，以减少空刀时间和程序段数目。§2-2程序编制中的工艺处理

最短加工路线选择铣削外轮廓时：

刀具沿轮廓切线方向切入、切出，以保证工件轮廓光滑；若沿法向方向，将在零件外形上留下明显的刀痕。§2-2程序编制中的工艺处理

切向切入径向切入加工路线图

某飞机零件内外形及膜板面余量各为1.5--2mm

若用一次走刀切除，则胶板面不平整幅度为0.3-0.5mm，

外形误差为0.15-0.25mm；

若采用二次走刀切除全部余量，则误差稳定在0.1mm

（最后一次走刀切除量通常以0.2-0.5mm为宜）§2-2程序编制中的工艺处理

采用多次走刀，能控制零件变形误差，以提高零件加工精度

在轮廓加工时应避免进给停顿加工内槽时，为达到表面粗糙度，采用环切法。若用行切法，则需最后环切一切，光整表面§2-2程序编制中的工艺处理

§2-2程序编制中的工艺处理

车螺纹及钻孔时，增加必要辅助尺寸增加必要的停顿时间

G04：使刀具在短时间内作无进给光整加工，用于车槽、镗平面、锪孔等场合.停顿时间视机床而定。§2-2程序编制中的工艺处理

精铣时，尤其是工件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金，应尽量采用顺铣，以利于提高零件的表面质量。§2-2程序编制中的工艺处理

孔系加工时，应尽量按规律运动6．选择切削刀具

刀具选择不仅影响加工效率，而且直接影响加工质量。

选择刀具时通常需考虑工件材料、工序内容、机床加工能力、切削用量、进给速度、热处理等因素。

数控加工对刀具提出了更高的要求，刚性好、精度高、尺寸稳定、耐用度好。这需采用新型高速钢和超细粒度硬质合金等优质材料并优选刀具参数。§2-2程序编制中的工艺处理

7．确定加工用量

切削深度或宽度、主轴转速、进给速度等

①切削深度(吃刀量ap)

一般与刀具直径d成正比，与切削宽度L、切削速度V反比。

主要根据机床、夹具、工件、刀具的刚性决定。在允许情况下，最好一次切除余量，提高加工效率。有时为了改善表面粗糙度和加工精度，留一点余量(0.2~0.5mm)最后光加工一次。§2-2程序编制中的工艺处理

②主轴转速n(转/分)

其中

D—工件或刀具直径(mm)

v—允许的切削速度(m/分)

粗加工：↑ap、↓v/h、↑F

粗加工：↓ap、↑v/h、↓F

据工厂经验，由于受机床、刀具的限制，v常选为

100~200米/分，现代CNC机床多是将n直接编入程序单。根据§2-2程序编制中的工艺处理

③进给速度（进给量）F(mm/min或mm/转)。

根据零件的加工精度、表面粗糙度、切削方式、刀具刚度、工件材料选择。加工精度要求高时，F选少一些。（20-50）mm/min

轮廓加工中，拐角较大且进给速度较高时，应在接近拐角处适当降低速度。§2-2程序编制中的工艺处理

F在程序中的表示法随控制机不同而异。8．编程误差及其控制

①近似计算误差——用近似计算法逼近零件轮廓时产生的。

i)

用近似计算方法处理列表曲线、曲面轮廓时所产生的逼近误差。

例如：用样条或参数曲面等近似方程所表示的形状与原始零件之间有误差，此类误差较小，可忽略。

ii)

用直线或圆弧去逼近零件轮廓（一次逼近误差）§2-2程序编制中的工艺处理

②插补误差

插补加工出的线段（直线或圆弧）与理论线段的误差。此误差与数控系统插补功能及有关参数有关。

③圆整误差编程误差=f(

逼，

插、

整)取公差的（1/5-1/10）§2-2程序编制中的工艺处理

§2-2程序编制中的工艺处理

习题

2.在铣削零件外轮廓时,刀具进刀和出刀的方向如何选择?1.选择程序起点的基本原则是什么?3.车螺纹及钻孔时，为何要增加辅助尺寸?§2-3数值计算

根据零件图纸，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控系统所需输入数据，称为数值计算

基点与节点的计算列表曲线的插值与拟合刀具中心轨迹的计算§2-3数值计算

一、基点与节点的计算

基点——构成零件轮廓几何元素间的连接点

节点——轮廓线与逼近线的交点(一)基点计算

如图示零件：基点B、A、E、D均易计算出，而C点需求解方程:

§2-3数值计算

(二)节点的计算

对曲率半径大的曲线用直线逼近较为有利若曲线某段接近圆弧，自然用圆弧逼近有利§2-3数值计算

用直线或圆弧逼近方程曲线y=f(x)，节点的数目及坐标值取决于曲线的特性、逼近线段的形状、允许的逼近误差

。

逼近线段的选择原则：保证逼近精度节点数目少，也就是程序段数目少计算简单1．等间距直线逼近法

X坐标按等间隔分段，将x1~

x8的值代入方程

y=f(x)，可求出坐标值y1~y8，从而求出节点A1~A8的坐标值。

间距的大小一般凭经验根据零件加工精度取求出各节点后，验算由分段造成的逼近误差是否小于允许值

只需验算：

y坐标值增量最大的线段(A8A9)

曲率半径较小的线段(A6A7)

有拐点线段(A7A8)§2-3数值计算

验算方法：若A1A2是要验算的线段

1)列出方程

2)列出距A1A2为

允的等距线的方程

3)等距线方程与y=f(x)曲线方程联立求解

若无解，即无交点，表示逼近误差<

允

若只有一解，表示逼近误差=

允

若有多解，表示逼近误差>

允

此时应缩小等间距值，重新计算节点并核算，直至最大的逼近误差小于

允。§2-3数值计算

特点：简单，但程序段数目较多

允

2．等弦长直线逼近法

每段逼近线长度相等①求最小曲率半径

min§2-3数值计算

求逼近线长度：②求逼近的弦长

l

允§2-3数值计算

④将以上圆方程与y=f(x)联充求解，得出b的坐标(xb，yb)⑤

顺次以b、c、d…为圆心，l

为半径作圆，求交点c、d…坐标。

③以曲线起点a为圆心，

l

为半径作圆，可求得圆的方程；特点：此法较等间距法复杂，但程序段数目较少。δ允

3．等误差直线逼近法

使每个直线段的逼近误差相等，并小于或等于

允

特点：较以上两种方法都合理，程序段数更少，

大型、复杂的零件轮廓采用此法较合理。①以曲线起点为圆心，

允为半径，作允差圆§2-3数值计算

②作允差圆与轮廓曲线的公切线T③过a作T的平行线与轮廓曲线的交点b，

b即是所求节点④以b为圆心，重复以上步骤，即可求各节点坐标4．圆弧逼近法求出每段圆弧圆心、起点、终点的坐标值，圆弧的半径计算节点的依据：使圆弧段与工件轮廓曲线间的误差小于或等于允许的逼近误差。§2-3数值计算

①求轮廓曲线y=f(x)起点

(xn,yn)处的曲率中心的坐标及半径计算步骤：③以(xn,yn)为起点，以(xn+1,yn+1)为终点，半经为的圆弧段即是待求的逼近圆弧段。④求圆弧段的圆心坐标

§2-3数值计算

②以点为圆心，为半径作圆与曲线求交，求其交点(xn+1,yn+1)

即求得圆心坐标

⑤重复以上步骤可依次求出其它逼近圆弧段二、列表曲线的插值与拟合列表曲线和曲面

表面形状只能给出离散的型值点来描述曲线(面)的大致走向，即几乎都要由实验方法确定的。典型例子--机翼，风洞实验构成这种曲面的方法是先采用测量法取得若干个截面形状，而每一截面又是由几十个点的坐标来确定。航空零件中类似的曲面还有发动机上各种的叶片、飞机的机头罩、梁、框各种样板、模具等。§2-3数值计算

列表曲线数学描述:插值方程拟合(第一次逼近)直线或圆弧逼近(加密扦值点)(第二次逼近)

NC程序单§2-3数值计算

列表曲线处理过程如下：

一般，通过二、三个列表点就用一个方程式来描述，这样，列表曲线就可用许多参数不同的同样的方程式，且方程式之间的联接处应该光滑。若通过所有点用一个方程式来描述，就会使方程式过于复杂。

逼近法通常有牛顿扦值法和三次样条扦值法。列表曲线加工实例需要在光学曲线磨床上加工燃气导管,其横剖面检查样板如下图所示.该样板为一列表曲线,其列表点数据如表所示.样板图

X

YP130.4258.32P236.3641.44P352.9332.93P479.0129.00P5107.1827.31列表数据XYP1P2P3P4P5P0PLNID,1;

平面选择语言TOOL,3;刀具半径补偿TOLER,0,1;容差MOVE,P,0,0;刀具快速移动到给定点LINE,1,0,0,P,0,58,32;直线运动0

P0LINE,P,0,58.32,P,30.42,58.32;P0

P1CURV,SDF,SDB,P1,30.42,58.23,P2,36.36,41.44,P3,52.93,32.93,P4,79.01,29.00,P5,107.18,27.31;P1

P5LINE,P,120,0,ANGLE,-P1/2,YSMALLLINE,P,0,0,ANGLE,P1LINE,P,0,0,ANGLE,P1/2END列表曲线加工实例

使用数控编程语言HZAPT编写零件加工源程序如下:

X

YP130.4258.32P236.3641.44P352.9332.93P479.0129.00P5107.1827.31XYP1P2P3P4P5P0

在三座标联动的锉床上加工，可用“行切法”，把立体型面看成由无数条平面曲线叠成，根据表面光洁度允许的范围，将立体型面分割成若干“行”，每行都是一条平面曲线，可采用平面曲线零件的程序编制计算方法。

§2-3数值计算

三坐标立体型面:三、刀具中心轨迹计算§2-3数值计算

习题

1.已知工件廓形方程时，可以用哪些方法进行插补计算？

2.直线插补时，等间距计算法的基本原理是什么？

3.直线插补时，等误差计算法的基本原理是什么？

4.试述等间距法与等误差法的优缺点及它们的使用场合6.工件廓形为列表曲线时，常用的拟合方法有哪些？

5.三次样条曲线插值计算用于什么场合?§2-4数控编程实例

例1试编制加工图1示零件的零件程序..

毛坯直径为25mm，长度为50mm.

解：1、根据零件图，选用CNC车床加工，用三爪卡盘夹紧工件

2、先加工R8.5，长22.5的外圆，分粗，精加工三次，再加工R2.5逆圆弧，最后加工R2.5顺圆弧

3、程序原点选为B点，坐标为(X15，Z5)4、刀具外圆车刀（左偏刀）

切削用量：S800--粗加工

S1000–精加工、圆弧加工

F1000--快速定位运动

F80--直线切削加工

F40--圆弧加工5、填写程序单

坐标轴及方向

坐标原点及程序起点

绝对/增量（G90/G91）方式编程绝对方式：所有坐标点均以某一个固定原点计量。相对方式：运动轨迹的终点坐标以其起点坐标计量。

N1G71 ;mm为单位

N2G90;绝对方式编程，

N3G50X15Z5；加工起点，距编程原点距离

N4G00X13Z0.5F1000T1S800；快速接近工件

N5G73D03；粗加工,循环3次

N6G91 ；改用相对编程

N7G00X-1Z0F1000T1S800；

N8G01X0Z-25.5F80T1S800；

N9G00X0Z25.5F1000；原路退回

N10G06;循环结束

N11G73D02;精加工，循环两次N12G00X-1Z0S1000；吃刀1mmN13G01X0Z-23F80；N14G00X0.5Z0

；避开工件N15G00X0Z23；退回N16G06；N17G90；N18G00X8.6Z-22.4；快点定位N19G01X8.5Z-22.5F100；靠近加工点

N20G03X10Z-25R2.5CCWF40；逆圆加工N21G02X12.5Z-27.5R2.5CWF40;顺圆加工N22G00X15Z0；退刀N23G00X15Z5；退回程序原点N24M05;主轴停止N25M02;程序结束§2-4数控编程实例例2.试写出加工图2示零件的加工程序，毛坯厚5mm，加工深度3mm

走刀路线:OABBˊCDEAO解：选用CNC锉床加工该零件

选取φ20mm立铣刀

加工起点A距编程原点A(10，10)N2M03S1000；启动主轴

N3G00Z3F1000；N4G41；刀具左偏置N5G00X10Y10F1000；快速点定位到加工起点N6G01Z-3F80；切入工件3mmN7G01X10Y35F80；加工至B点

N1M06T1；选用1#刀，换刀N8G02X40Y65CWXC40YC35F70；顺圆加工至B'N9G02X55Y60.98CWXC40YC35F70；顺圆加工至CN10G01X108.25Y30F80；加工至DN11G01Y10F80；加工至EN12G01X10F80；加工至AN13G00Z3F1000；快速抬刀N14G40；取消刀偏N15M05；停止主轴N16G00X0Y0F1000；N17M02；程序结束

数控车床的编程一、数控车床的用途和组成

CK7815型数控车床配有FANUC-6T系统，为两坐标连续控制CNC车床

机床的主要部件有：床身、主轴箱、转塔刀架、纵向滑板（Z）轴、横向滑板（X）轴、尾座、液压控制系统、及电气控制系统系统操作面板CRTONPOWER10OFFRESETCURSORPAGEALTERINSERTDELETINPUTSTART7O8N9G4X5Z6F1U2W3R--M0S.TPOSPRGRMOPSETPARAMALARMDGNOS功能键数据输入键二、车床的主要技术参数盘类零件最大车削直径

400mm轴类零件最大车削直径

150mm外圆最小车削直径

10mm最大车削长度

500mm刀架纵向行程

660mm刀架横向行程

240mm主轴锥孔锥度

莫氏5#

高速区主轴转速范围（无级）低速区38~3000r/min直流电动机

22~1800r/min37.5~5000r/m交流电动机

15~2000r/m刀具数

8或12进给速度0.01~500mm/r1~2000mm/min0.0001~50in/r0.01~600in/min快移速度纵向（Z）轴横向（X）轴12m/min9m/min尾座行程

90mm锥孔锥度

莫氏4#主电动机连续30min5.5KW7.5KW伺服电动机额定功率额定转速1.4KW1500r/min外形尺寸（长*宽*高）

2395mm*1385mm*1860mm三、基本编程方法1、坐标系的设定①工件坐标系设定

G50X———Z———

该指令是规定刀具的起刀点至工件原点的距离。坐标值X、Z为刀尖在工件坐标系中的起点。②坐标系平移

G50U———W———该指令能把已建立起来的某个坐标系进行平移，其中U和W分别代表坐标原点X轴和Z轴上的位移量。

由此可见，G50的作用就是让系统内部用新的坐标值代替旧的坐标值，从而建立新的坐标值。2、快速定位

G00X（U）——Z（W）——采用绝对编程，刀具分别以各轴快速进给速度移动到工件坐标系中坐标值为X、Z的点上；采用增量编程时，则刀具移动到距始点（当前点）距离为U、W的值的点上。3、直线插补G01X（U）——Z（W）——

采用绝对编程时，刀具以F指令的进给速度进行直线插补，移至坐标值为X、Z的点上，如图AB段采用增量编程时，刀具则移至距当前点（始点）距离为U、W值的点上ABCDEXYO4、圆弧插补

G02I——K

——

X（U）——Z（W）——

F——

G03R——

圆弧插补G02、G03指令刀具相对工件以F指令的进给速度从当前点（始点）向终点进行圆弧插补。G02是顺时针圆弧插补；G03是逆时针圆弧插补；G02G02G02G03G03G03YZXR为圆弧半径

①当圆弧所对的圆心角为0°~180°时，R取正值

②当所对的圆心角为180°~360°时，R取负值I、K为圆心在X、Z轴方向上相对始点的坐标增量（I、K和R同时给予指令的程序段，以R为优先，I、K无效）

5、单一固定循环切削

（1）、外圆切削循环（G90）切削圆柱面时，格式：

G90X（U）——Z（W）——F——

切削锥面时，格式：

G90X（U）——Z（W）——I——F——（2）、端面切削循环（G94）切削端平面时，格式：

G94X（U）——Z（W）——F——切削带有锥度的端面时，格式：

G94X（U）——Z（W）——K（或R）——F——四、编程举例例:如图所示。图a中零件外圆直径为85mm不加工，要求编制加工程序。图b为刀具布置图及安装尺寸，三把车刀分别用于车外圆、切槽和车螺纹。对刀时，用对刀显微镜以T01号刀为准进行，螺纹车刀的刀尖相对T01号刀尖Z向偏置10mm加工程序见下表所示。O+X8529015565602060808062ABCDEFGHIJKML加工程序N001G50X200.0Z350.0T0101N02S630M03N003G00X41.8Z292.0M08N004G01X48.34Z289.0F0.15N005Z227.0N006X50.0N007X62.0W-60.0N008Z155.0N009X78.0N010X80.0W-1.0N011W-19.0N012G02W-60.0I63.25K-30.0程序注释外圆车刀A→BB→CC→DD→EE→FF→GG→HH→II→JJ→KN013G01Z65.0N014X90.0N015G00X200.0Z350.0T0100M09N016M06T0202N017S315M03N018G00X51.0Z227.0M08N019G01X45.0F0.16N020G04U51.0N021G00X51.0N022X200.0Z350.0T0200M09N023M06T0303N024S200M03N025X62.0Z296.0M08N026G92X47.54Z228.5F1.5K→LL→MM→A切槽切槽A→NN→PP→N退N→A加工螺纹A→QQ→d1第一次N027X46.94N028X46.38N030G00X200.0Z350.0T0300M09N031M05N032M30d2第二次d3第三次d4第四次→A

数控铣床的编程一、数控铣床的用途和组成

XK5032型数控铣床是配有高精度、高性能、带有固化软件的CNC微机数控系统的三坐标数控铣床。从结构上讲，XK5032型数控铣床是一种机电一体化设备，可加第四轴。

机床的主要部件有床身、铣头、纵向工作台（X）、横向床鞍（Y）轴、升降台、液压控制系统、气动控制系统及电气控制系统。系统操作面板OUTPUTSTARTCRTRESETCURSORPAGEALTERINSERTDELETINPUT7O8

N9

G4

X5

Y6

Z1

U2

W3

RD4THBKJILNO.QPPOSPRGRMMENUOPSETDGNOSPARAMOPRALARMAUXGRAPH功能键数据输入键/,#EOBCAN软键二、铣床的主要技术参数

主轴端面至工作台面的距离90~490工作台工作面积

320mm*1220mm工作台纵向行程

750mm工作台横向行程（Y）轴

350mm升降台垂向行程（手动）

400mm主轴孔锥度

ISO40#,7:24主轴（套筒）垂向行程（Z）轴

150mm主轴中心线至床身垂直导轨的距离

330mm

高速档主轴转速范围低速档

80~4500r/m

45~2600/m进给速度范围(X、Y、Z）5~2500mm/mm

快速移动速度（X、Y、Z）5000mm/mm主电动机功率

3.7KW/5.5KW三个坐标的进给电动机的额定转矩

3Nm,3.6Nm,(AC)机床外形尺寸1964*2190*2673机床净重2200kg三、基本编程方法1、设定工件G92指令

G92X——Y

——Z——

G92指令是规定工件坐标系坐标原点的指令。工件坐标系坐标原点又称为程序零点，坐标值X、Y、Z为刀具刀位点在工件坐标系中的初始位置。2、点定位G00指令

G00X——Y

——Z——点定位G00指令为刀具相对于工件分别以各轴快速移动速度由始点快速移动到终点定位3、绝对值G90指令和增量值输入G91指令G90（G91）X——Y

——Z——G90按绝对值方式设定输入坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以工件坐标系原点为基准来计算

G91按增量值方式设定输入坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z、都是以始点为基准来计算的，再根据终点相对于始点的方向来判断正负，与坐标轴同向取正，反向取负。4、直线插补G01指令G01X——Y

——Z——F

——直线插补G01指令为刀具相对于工件以F指令的进给速度从当前点向终点进行直线插补。6、顺时针圆弧插补G02指令和逆时针圆弧插补命令G17G02（G03）

X——Y

——R——（I——J

——）F

——：XY平面圆弧G18G02（G03）

X——Y

——R——（I——J

——）F

——：ZX平面圆弧G19G02（G03）

X——Y

——R——（I——J

——）F

——：YZ平面圆弧5、平面选择G17、G18、G19指令平面选择G17、G18、G19指令分别用来指定程序段中刀具的圆弧插补平面和刀具半径补偿平面。G17：选择XY平面G18：选择ZX平面G19：选择YZ平面7、暂停G04指令G04X——（P——）暂停G04指令刀具暂时停止进给，直到经过指令的暂停时间，再继续下一段程序段。其中地址X后可以是带小数点的数，单位为s，地址P不能带小数点。，只能是整数。四、编程举例例：如下图所示。立铣刀直径为30mm程序见后表。2040300+Z+Y120702580605555ABCJKLMIHGFEDN加工程序程序注释N01C92X450.0Y250.0Z300.0N02G90G00X175.0Y120.0N03Z-5.0S130M03N04G01H10X150.0F80N05X80.0N06G39X80.0Y0N07G02X30.0R25.0N08G01Y140.0N09G03X-30.0R30.0N10G01Y120.0N11G02X-80.0R25.0N12G39X-150.0AA→BB→B`B`→CC→DD→EE→FF→GG→HH→IN13G01X-150.0N14G39X150.0Y0N15Y0N16G39X0Y0N17X80.0N18G39X150.0Y40.0N19X150.0Y40.0N20G39X150.0Y120.0N21Y125.0N22G00G40X175.0Y120.0N23M05N24G91N25G28X0Y0N26M30I→JJ→KK→LL→MM→N加工中心的编程一、概述

加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。二、自动换刀装置1、自动换刀的装置的形式：

回转刀架带刀库的的自动换刀装置2、刀库的形式鼓轮式刀库（一般存放刀具不超过32把）

链式刀库3、换刀过程自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成4、刀具的选择方法数控机床常用的的选刀方式有顺序选刀方式和任选两种三、XHK716型立式加工中心

XHK716立式加工中心为工作台不升降、十字滑座型立式加工中心。它可以实现纵向、横向和垂向三个坐标、直线插补和圆弧插补的连续控制运动。采用FANUC-6MCVC数控系统并配有感应同步器检测闭环系统，因此保证了机床的高精度、高性能和高可靠性。

机床主要由底座、立柱、十字滑台、工作台、主轴箱、自动换刀装置、液压系统、气动系统等组成。机床的主要技术参数机床电源总功率

42kw工作台工作面积

630mm*1200mm

1200mm

630mm

800mm主轴端头规格

50,JB2324-78主轴转速范围（无级）

25~2500r/min进给速率（X、Y、Z）

2~4000mm/min

快速移动(X、Y、Z)

10/min刀库容量

24把选刀方式

任选刀具最大直径120mm刀具最大长度

400mm刀具最大重量

12kg主电动机功率（DC）12kw或15kw进给直流伺服电动机（X、Y、Z）的额定转矩38.5n/m行程纵向横向垂向四、加工中心编程要点及举例例：如下图所示，加工程序见后表AB90程序零点1624#1#2#3#4#5#6#7#8#91414181681616161664加工程序程序注释N01T01M06G91G00G45H01G46Y0H02G92X0Y0Z0G90G44Z10.0H03S1500M03G00X-30.0Y40.0M08G01Z0F150X80.0X20.0X-12.0G28Z10.0加工A面

设定工件坐标系刀具长度补偿铣A面，定位Z向靠近工件表面

自动返回参考点程序注释

G00X0Y0M00N02T02M06G92X0Y0Z0G90G44Z10.0H04S1000M03G00X9.0Y-12.0M08G01Z-8.0F150Y76.0Y20.0Y-12.0G2810.0

暂停加工B面

铣B面定位靠近B面

程序注释

G00X0Y0M00N03T03M06G92X0Y0Z0G90G44Z10.0H05M08S1000M03G99G83X15.0Y18.0Z-27.0R-6.0Q5F100G98Y46.0Z-18.0G99X62.0R2.0Z-27.0X46.0Y32.0Z-10.0X62.0Y18.0Z-10.0G00G80X0Y0

钻6mm孔

钻#3孔钻#1孔钻#9孔钻#5孔钻#7孔程序注释

G28Z15M00N04T04M06G92X0Y0Z0G90G44Z10.0H06M08S700M03G99G83X62.0Y32.0Z-10.0R2.0Q5F100X46.0Y46.0Y18.0Z-27.0G98X15.0Y32.0R-6.0Z-18.0G00G80G28Z50.0

钻#8孔钻#6孔钻#4孔钻#2孔

数控线切割机床的编程一、数控线切割机床的编程方法

无间隙补偿程序（3B）

间隙补偿程序（4B）1、无间隙补偿程序BxByBJGZ(1)符号意义①B分隔符。表示一条程序段开始，并将x、y、J等分开。②x、y坐标值。都是以微米为单位。微米以下四舍五入。③

J计数长度：用于控制加工终长。④

G计数方向：有GX和GY两种，表示计数长度J是取X轴还是Y轴上的投影。⑤Z加工指令：直线四种：L1L2L3L4顺圆四种：SR1SR2SR3SR4逆圆四种：NR1NR2NR3NR4

2、间隙补偿程序BxByBJBRGD(D)Z符号意义：它和无间隙补偿程序格式比较，多了两项（1）R为圆弧半径。R通常是已知的，输入R可以使运算简化（2）D（DD）为曲线形式。凸圆弧D，凹圆弧为DD。它决定补偿方向。二、编程举例例：用3B格式编写加工凹模的加工程序。X7Y32R16R103812JBCDEFGHIAKL程序注释B12B16B16000GYL4BBB7000GXL1BB16000B32000GYNR4BBB7000GXL3B6B8B8000GYL3B6000B8000BGYNR1B6B8B8000GYL2BBB7000GXL3BB16000BGXNR2BBB7000GXL1B6B8B8000GYL1B6000B8000BGYNR3B6B8B8000GYL2O→AA→BB→CC→DD→EE→FF→GG→HH→JJ→KK→LL→O§2-4数控编程实例1.在某经济性数控机床上车削如图1所示零件，图中φ85外加工，要求编制精加工程序。图2所示为刀具布置图，I号车外圆，

II号刀切槽，III号刀车螺纹，采用对刀显微镜以I号刀为准进行对刀，螺纹刀尖相对于I号刀尖在10mm，III号刀的程序进行补偿，保持刀尖位置一致。.

2.

用数控铣床对图2-3所示的零件廓形进行精加工。完成工作：（1）按刀具有在零件左侧的加工路线，画出刀具中心轨迹图，并划分程序段;（2）计算各程序段数据;（3）编写程序段。答案1.什么是数控机床的程序编制？简述程序编制的内容及步骤？答：在数控机床上加工零件，首先要编制零件的加工程序，然后才能加工。即将零件的图形尺寸、工艺路线与工艺参数等内容，用数控机床能够接受的数字及文字代码表示，再根据代码的规定形式制成控制介质（如数控带、磁带），然后把控制介质作为数控装置的输入信息，自动控制机床加工。这种从零件到制成控制介质的过程称之为数控机床的编程。

程序编制的内容及步骤如下：（1）制定工艺过程（2）数值计算（3）编写程序单（4）制备控制介质（5）程序校核2.程序编制过程中程序校核的作用是什么？如何进行？答：在穿孔机上制成的数控带必须经过仔细的校对以防出错。为了确保加工的准确性还需用此树控带在机床上进行首件试切，并检验首件是否符合图纸要求。只有首件通过了检验才能将此树控带投入使用。试切可以综合的检查穿孔带程序单的错误，及零件精度是否符合图纸的要求。

3.数控机床上常用的编程方法有哪些？答：由零件图纸给出零件形状和尺寸，采用的编程方法有手工编程和自动编程两大类。由无尺寸的图形或实物模型给出零件形状和尺寸