我对数控编程学习中的一些心得体会

我对数控编程学习中的一些心得体会

数控编程的基本概念

数控编程是数控加工准备阶段的主要内容，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过

程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试

切。。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。

常用方法

手工编程

1.定义

手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具，通过各种数学方法,

人工进行刀具轨迹的运算.并进行指令编制。

这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大

的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。

2.编程步.

人工完成零件加工的数控工艺

分析零件图纸

制定工艺决策

确定加工路线

选择工艺参数

计算刀位轨迹坐标数据

编写数控加工程序单

验证程序

手工编程

3.优.

主要用于点位加工（如钻、较孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计

算量小，程序段数有限，编程直观易于实现的情况等。

4.缺.

对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，

工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成。

自动编程（图形交互式）

1.定.

对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处

理后生成加工程序，称为自动编程。

随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助

功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。FANUC6M数控系统的参数编程，应用灵活,

形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易

懂，实现普通编程难以实现的功能。

数控编程同计算机编程一样也有自己的”语言”，但有一点不同的是,现在电脑发展到了以

微软的Windows为绝对优势占领全球市场.数控机床就不同了，它还没发展到那种相互通用

的程度，也就是说,它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所

以，当我要对一个毛坏进行加工时，首先要以我们已经拥有的数控机床采用的是什么型号的系

统.

2.常用自动编程软.

(1)UG

Unigraphics是美国UnigraphicsSolution公司开发的一套集CAD.CAM、CAE功能于一

体的三维参数化软件，是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，用于航空、

航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。

UG软件在CAM领域处于领先的地位，产生于美国麦道飞机公司，是飞机零件数控加

工首选编程工具。

UG优点

提供可靠、精确的区县路径

能直接在曲面及实体上加工

良好的使用者界面，客户也可自行化设计界面

多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径

完整的刀具库

加工参数库管理功能

包含二轴到五轴铳削、车床铳削、线切割

大型刀具库管理

实体模拟切削

泛用型后处理器等功能

高速铳功能

CAM客户化模板

(2)Catia

Catia是法国达索(Dassault)公司推出的产品，法制幻影系列战斗机、波音737、777

的开发设计均采用Catiao

CATIA据有强大的曲面造型功能，在所有的CAD三维软件位居前列，广泛应用于国内

的航空航天企业、研究所.以逐步取代UG成为复杂型面设计的首选。

CATIA具有较强的编程能力，可满足复杂零件的数控加工要求。目前一些领域采取

CATIA设计建模,UG编程加工，二者结合，搭配使用。

(3)Pro/E是

美国PTC(参数技术有限公司)开发的软件，是全世界最普及的三维CAD/CAM(计

算机辅助设计与制造)系统。广泛用于电子、机械、模具、工业设计和玩具等民用行业。具

有零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、造型设计等多种功能。

Pro/E在我国南方地区企业中被大量使用，设计建模采用PRO-E,编程加工采用

MASTERCAM和CIMATRON是目前通行的做法。

(4)C(imatronCAD/CAM系统

以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品，是较早在微机平台上实现三维

CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图,

全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。

CimatronCAD/CAM系统在国际上的模具制造业备受欢迎，国内模局制造行业也在广泛使

用。

(5)Mastercam

美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型

Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出更杂的曲

线、曲面零件。Maslercam具有较强的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多

种选择方式，可以满足复杂零件的曲面加工要求，同时具备多轴加工功能。由于价格低廉,

性能优越，成为国内民用行业数控编程软件的首选。

(6)FeatureCAM

美国DELCAM公司开发的基于特征的全功能CAM软件，全新的特征概念，超强的特征

识别，基于工艺知识界的材料而，刀具库，图标导航的基于工艺卡片的编程模式。全模块的

软件，从2~5轴铳削，到车铳复合加工，从曲面加工到线切割加工，为车间编程提供全面解

决方案。DELCAM软件后编辑功能相对来说是比较好的。

近年来国内一些制造企业正在逐步引进，以满足行业发展的需求，属新兴产品。

(7)CAXA制造工程师

CAXA制造工程师是北京北航海尔软件有限公司推出•款全国产化的CAM产品，为国

产CAM软件在国内CAM市场中占据了一席之地。作为我国制造业信息化领域自主知识

产权软件优秀代表和知名品牌，CAXA已经成为我国CAD/CAM/PLM业界的领导者和主要

供应商。CAXA制造工程师是一款面向二至五轴数控铳床与加工中心、具有良好工艺性

能的铳削/钻削数控加工编程软件。该软件性能优越，价格适中，在国内市场颇受欢迎。

(8)EdgcCAM

英国Pathtrace公司出品的具有智能化的专业数控编程软件，可应用于车、铳、线切割等

数控机床的编程。针对当前复杂三维曲面加工特点，EdgeCAM设计出更加便捷可靠的加工

方法，目前流行于欧美制造业。英国路径公司正在进行口国市场的开发和运作，为国内的制

造业的客户提供更多的选择。

(9)VERICUTVERICUT

美国CGTECH公司出品的一种先进的专用数控加工仿真软件。VERICUT采用了先进

的三维显示及虚拟现实技术，对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。不仅能用彩色

的三维图像显示出刀具切刖毛坏形成零件的全过程，还能显示出刀柄、夹具，甚至机床的运行

过程和虚拟的工厂环境也能被模拟出来，其效果就如同是在屏幕上观看数控机床加工零件

时的录像。

编程人员将各种编程软上生成的数控加工程序导入VERICUTVERICUT中，由该软件

进行校验，可检测原软件编程中产生的计算错误，降低加工中由「程序错误导致的加工事故

率。FI前国内许多实力较强的企业，已开始引进该软件来充实现有的数控编程系统，取得了

良好的效果。

随着制造业技术的飞速发展，数控编程软件的开发和使用也进入了一个高

速发展的新阶段，新产品层出不穷，功能模块越来越细化，工艺人员可是在微

机上轻松地设计出科学合理并富有个性化的数控加工工艺，把数控加工编程变

得更加容易、便捷。

数控编程的基本步骤

1.分析零件图确定工艺过程

对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析，明确加工内容与要求；确

定加工方案、走刀路线、切削参数以及选择刀具及夹具等。

2.数值计算

根据零件的几何尺寸、加工路线、计算出零件轮廓上的几何要素的起点、终点及圆弧的

圆心坐标等。

3.编写加工程序

在完成上述两个步骤后，按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式，编写加

工程序单。

4.将程序输入数控系统

程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统，也可以通过计算机通信接口输入数控系

统。

5.检验程序与首件试切

利用数控系统提供的图形显示功能，检查刀具轨迹的正确性。对工件进行首件试切，分

析误差误差产生的原因，及时修正，直到试切出合格零件。

虽然，每个数控系统的编程语言和指令各不相同,但其间也有很多相通之处.

功能代码

字与字的功能

1.字符与代码

字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符

等。国际上广泛采用两种标准代码：

1）ISO国际标准化组织标准代码

2）EIA美国电子工业协会标准代码

2.字

在数控加工程序中，字是指•系列按规定排列的字符，作为•个信息单元存储、传递和

操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。

如："X25OO”是一个字,X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。

3.字的功能

组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以FANUC-0M数控系统的规范

为主来介绍的。

（1）顺序号字N

顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序号字N和后续数字

组成。其作用为校对、条件跳转、固定循环等。使用时应间隔使用，如NION2ON3O……

（2）准备功能字G

准备功能字的地址符是G,又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方

式的一种指令。G00〜G99

（3）尺寸字

尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置.

其中,第一组X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组A,B,C,

D,E用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组I,J,K用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在

一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。

（4）进给功能字F

进给功能字的地址符是F,又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车

床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F

指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。

（5）主轴转速功能字S

主轴转速功能字的地址符是S,又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为

r/miiio

（6）刀具功能字T

刀具功能字的地址符是T,又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号,

如TOI。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用，如TOIO'

（7）辅助功能字M

辅助功能字的地址符是M,后续数字一般为1〜3位正整数，又称为M功能

或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作，如M00〜M99。

程序格式

程序段格式

一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据

的安排形式。程序段格式举例：

N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08；N40X90；（木程序段省略了

续效字“G01,Y3O.2,F5O0,S3（）OO.TO2,MO8"，但它们的功能仍然有效）

在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：

移动目标：终点坐标值X、Y、Z；

沿怎样的轨迹移动：准备功能字G；

进给速度：进给功能字F；

切削速度：主轴转速功能字S；

使用刀具：刀具功能字T；

机床辅助动作：辅助功能字Mo

程序格式

1）程序开始符、结束符

程序开始符、结束符是同一个字符,ISO代码中是％,EIA代码中是EP,书写时要单列段。

2）程序名

程序名有两种形式：一种是英文字母O（%或P）和I〜4位正整数组成；另一种是由英

文字母开头，字母数字多字符混合组成的程序名（如TEST1等）。一般要求单列一段。

3）程序主体

程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一股占一行。

4）程序结束

程序结束可以用M02或M30指令。一般要求单列一段。

加工程序的一般格式举例：

%//开始符

02000//程序名

N10G54GOOX10.0Y20.0M03S1000//程序主体

N20G01X60.0Y30.0F100T02M08

N30X80.0

N200M30//程序结克

%//结束符

机床坐标系

机床坐标系的确定

（1）机床相对运动的规定

在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工

件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程

（2）机床坐标系的规定

标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。

在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和

辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个

坐标系被称之为机床坐标系。

例如铳床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用机床

坐标系来描述。

标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：

1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y

坐标，中指代表Z坐标。

2）大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐

标的正方向。

3）围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇

指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C

的正向。

（3）运动方向的规定

增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，下图为数控车床上两个运动的正

方向。

坐标轴方向的确定

（1）Z坐标

Z坐标的运动方向足由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于生釉轴线的坐标岫即为

Z坐标,Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。（2）X坐标

X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况:

1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。

2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件

看时,+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面而刀具主轴向立柱看时,+X运动方向

指向右方。下图所示为数控车床的X坐标。

（3）Y坐标

在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来

确定Y坐标的方向。

机床原点的设置

机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试

时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。

（1）数控车床的原点

在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参

数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。

（2）数控铳床的原点

主轴下端面中心,三轴正向极限位置。

Mastercam软件后置处理文件

Mastercam软件的后置处理文件及其设定方法

Mastercam系统配置的是适应单一类型控制系统的通用后置处理，该后置处理提供了一种

功能数据库模型，用户根据数控机床和数控系统的具体情况，可以对其数据库进行修改和

编译，定制出适应某一数控机床的专用后置处理程序.

Mastercam系统后置处理文件的扩展名为PST,称为PST文件，它定义了切削加工参数、NC

程序格式、辅助工艺指令，设置了接口功能参数等，其结构由八个部分组成.

1.注.

程序每一列前有“#”符号表示该列为不影响程序执行的文字注解。如.

.mi2-Absolute.o.Incrementa.positionin.

0=absolut.

l=incrementa.

表示mi2定义编程时数值给定方式，若mi=0为绝对值编程，mi=l为增量值编程.

在这一部分里，定义了数控系统编程的所有准备功能G代码格式和辅助功能M代码格式.

2.程序纠.

程序中可以插入文字提示来帮助纠错，并显示在屏幕上。如.

.Erro.message.（错误信息.

psuberro..Ar.outpu.no.allowe.

"ERROR-WRON.AXI.USE.I.AXI.SUBSTITUTION"..

如果展开图形卷成旋转轴时，轴替换出错，则在程序中会出现上面引号中的错误提示.

3.定义变量的数据类型、使用格式和常量赋.

如规定G代码和M代码是不带小数点的两位整数，多釉加工中心的旋转轴的地址代码是A.B

和C,圆弧长度允许误差为0.002,系统允许误差为0.00005,进给速度最大值为10m/min

等.

4.定义问.

可以根据机床加工需要，插入一个问题给后置处理程序执行.

如定义NC程序的目录，定义启动和退出后置处理程序时的C-Hook程序名.

5.字符串列.

字符串起始字母为s,可以依照数值选取字符串，字符串可以由两个或更多的字符来组成.

字符串sgl7z表示指定XY加工平面，NC程序中出现的是G17zsccl表示刀具半径左补偿,

NC程序中出现的是G41,字符串sccomp代表刀具半径补偿建立或取消.

6.自定义单.

可以让使用者将一个或多个NC码作有组织的排列.

自定义单可以是公式、变量、特殊字符串等.

pwc..G54.coordinat.settin.a.toolchang.

i.mi.>l.pwcs_g5.

表示用pwcs单节指代#654+在换刀时坐标设定值，mil定义为工件坐标系（G54~G59.

7.预先定义的单.

使用者可按照数控程序规定的格式将一个或多个NC代码作有组织的排列，编排成一条程序

段.

8.系统问.

后置处理软件提出了五组问题，供使用者回答，可按照注解文字、赋值变量、字符串等为容,

根据使用的机床、数控系统进行回答.

设计后置处理文件，一般是按照NC程序的结构模块来进行。根据NC程序的功能，后置处

理文件分成六个模块如M

1.文件.

文件头部分设定程序名称和编号，此外,SINUMERL810D系统还必须指定NC程序存放路径,

并按照以下格式输出.

“％_N_（程序名及编号）_（路径）”.

NC程序可存放在主程序、子程序和工作程序目录下，扩展名分别为：MPF、SPF、WPD,一

般放在工作程序目录下。为此经修改的Pst文件格式为.

Pheade..Star.o.fil.

progname."_WPD.（程序名、存放目录.

2.程序起.

在程序开始，要完成安全设定、刀具交换、工件坐标系的设定、刀具长度补偿、主铀转速控

制、冷却液控制等，并可显示编程者、编程日期、时间等注解.

修改后的有刀具号Pst文件开头格式如下.

.Star.o.fil.fo.non-zer.too.numbe.

pspindl.（主轴转速计算.

pcom_movbt.（移动设备.

ptoolcommen.（刀具参数注解.

pbld.n.*sgcode.*sgplane."G40"."G80".*sgabsin.

（快进、XY加工平面、取消刀补、取消固定循环、绝对方式编程.

i.mi.<=one.pg92_rtrnz.pg92_rtrn.pg92_g9.（返网参考点.

pbld.n.*sgcode.*sgabsinc.pwcs.pfxout.pfyout.pfcout.*speed.*spindle.pgear.pcan.

（快进至某位置、坐标系编置、主轴转速等.

pbld.n.pfzout.*tlngno.scoolant..i.stagetool=one.*next_tool.

（安全高度、刀长补偿、开冷却液.

pcom_move.（加工过程.

3.刀具交.

刀具交换执行前，须完成返回参考点、主轴停止动作，然后换刀，接着完成刀具长度补偿、

安全设定、主轴转速控制.

Pst文件中用自定义单节ptlchg指代换刀过程，编辑修改后的程序如下.

Ptlch..Too.chang.

ptoolcommen.（新刀参数注解.

commen.（插入注解.

i.stagetoo.v.two.pbld.n.*t..（判断、选刀.

n."M6.（换刀.

pinde.（输出地址.

pbld.n.*sgcode.*sgabsinc.pwcs.pfxout.pfyout.pfcout.*speed.*spindle.pgear.pcan.

（快进至某位置、坐标系偏置、主轴转速等.

pbld.n.pfzout.*tlngno."M7",[i.stagetool=one.*next_too.

（安全高度、刀长补偿号、开冷却液.

pcom_move.（加工过程.

4.加工过.

这一过程是快速移动、直线插补、圆弧插补、刀具半径补偿等基本加工动作.

对于儿乎所有系统，这些加工动作的程序指令基本相同。只是注意SINUMERL810D系统的

刀具长度补偿值由字母D后加两位数字调用，不需要G43/G44指令；而半径补偿值则由

G41/G42调用，不需要再接地址代码。用G40取消刀具长度和刀具半径补偿.

5.切削循.

Mastercam软件提供了6种内定的孔加工固定循环方式：一般钻削（Drill/Cbore）、深孔啄

钻（Pec.Dr川）、断屑钻（Chi.Break）、右攻丝（Tap）、精屑孔（Bore#1）、粗镣孔（Bor.#2）,

通过杂项选项（Mis.#l/Mis.#2）可设定左攻丝、背链孔、盲孔镂孔、盲孔较孔等循环，并

采用G73-G89代码来表示.

如对于深孔钻削固定循环，Mastercam采用的格式为：G8.X_Y_Z_R_Q_F：而

SINUMERI.810D系统用CYCLE83指代深孔钻削循环，其NC程序要求给出循环加工所有参

数，输出格式为.

CYCLE83（RTPZRFP,SD1S,DP,DPR,FDEP,FDPR,DAM,DTBZDTSZFRF,VARI.

在pst文件中需按SINUMERI.810D系统格式进行定义、修改和编写.

6.程序结.

程序结尾一般情况下是取消刀补、关冷却液、主轴停止、执行回参考点，程序停止等动作。

下面是修改后的pst程序结尾.

Ptoolend_.#En.o.too.path.toolchang.

pbld.n.sccomp."M5".*scoolant..（取消刀补、主轴停止、关冷却液.

pbld.n.*sg74,"Zl=O.Xl=O.Yl=0."..（返回参考点.

i.mi2=one.pbld.n.*sg74."Xl=0."."Yl=0.".protretinc..

tretab.（程序结束）

例子中文说明：［转贴.

・POS.名,・wgkG5.

・类・・MIL.

・机床名・・GENERI・FANU.

■控制器名“GENERLFANU.

.S..GENERI.FANU..AXI.MIL.POS.

.Associate.Pos..NON.

・车/铳复,・N.

.4-axis/Axi.subs..N.

•Ji**N■

,子程序支・・N・

・自动换・・N・

.工作坐标・・G5,

.Executabl..M.8.0.

.这个POST支持FANUC控制器普通三轴

铳床的的.代码输出.

.不支持自动换刀，有最大圆弧报.

.它来源于MP-EZ-PS.

.是针对Masterca.Mil.V8的特征而设计.

■修改日志.

■

.Programmer.Note.

.CN.05/01/0..Initia.pos.setup.jc.

・2002T0T■■去掉自动换刀，XX.

・2002■10・1■■增加中文注释，XX.

.2002T02.增加最大圆弧警告，xx.

・2002・11・0.■修改坐标系为G54,xx.

•特征.

■

.下,Misc.（杂项,必须使用整数.

■

・mi・・绝对或增量坐・a・to」eve.

・•维

…增.

■

・mi..选择G28或G30来执行参考点回归.

...G28...G3.

.Canne.text.

.在轮廓点里插入“cantext”.以允许/禁.下

列Mastercam里许可的功能.

.Enterin.cantex.o.-contou.poin.fro.wit

hi.Masterca.allow.th.

.followin.function.t.enable/disable.

■Cantex■值.

…Sto••输.”M00,停止.

■■■Osto■■输.“M0L选择停止.

■■■单节打■单节删除码（\.

单节关■单节删除码（\.

.钻孔.

.在这.POS.里支持所有的钻孔方法.

■附加注意事项.

.l.G5.call.ar.generate.wher.th.wor.of

fse.entr.o...G54.

...G55.etc.

2由NCI变量"mejtool”决定是否使用

米.

.3.以增量方式从换刀起始位置计算运动量.

.起始位置通常定义为所有换刀时刀具所处

的］后位.

.Incrementa.mod.calculate.motio.fro.

hom.positio.a.toolchanges.

.Th.hom.positio.i.use.t-defin.th.las.po

sitio.o.th.too.

.fo.al.toolchanges.

・4,变.'absinc,现已被预先定义,设・mi.（杂

项整数）以定.

.绝对/增量程序输出.

.Debuggin.an.Factor.Se.Progra.Switc

he.调试和加工设置程序切.

m_orL.・.#定义常■

zer・・・#定义常・

on・・・#定义常.

tw・・・#定义常・

thre・・・#定义常.

fou・・,#定义常.

fiv・・・#定义常.

C9..999.#定义常.

fastmocL.・#Postin■速度最佳.

bug.“#O=不显示」=普通列表框.2=编辑.

bug..-3.#Appen.postlin.labels.non-ze

r.i.colum.position.

bug...#Appen.whatlin.no.t.eac.NJine,

bug...#Appen.NC.Iin.no.t.eac.N.line.

whatn..ye.#不执.whatlin.brandies（分

枝）.（leav.a.yes.

get_100...#Fin.gcod.l00.wit.getnext

op.

rpd_typ_v...#Us.Versio.-styl.contou.fl

ags/processing.

strtool_v...#Us.Versio.7.toolname.

tlchng_af...#Dela.cal.t.toolchang.unti

.mov.lin.

cant_tlchn...#^.cantex.

A-o.mov.wit-tlchng_af.

newgloba・・・#全局变量错误检.

getnexto...#建立下一个变量.

.一般输出设.

sub」eve・・・#允许自动子程序支.

breakarc.n,#在各象限分割圆.

arcoutpu...#O.IJK,LR不带符号，2,,（超

过180度时带负号.

arctyp,・・#圆弧

中,工=abs,2=St-Ctr,3=Ctr・St.4=unsig

ne.inc.

arcchec・・・#检测小圆弧，转化为宜.

ato...0.#arccheck=2时的角度公.

lto...00.#arccheck=l时的长度公・

vto…000.#系统公.

maxfeedp・,50.#进给速度极.（英寸/分钟.

ltol_・・・0.#arcdieck=1时的长度公差，米.

vtol_・・・002.#系统公差，米.

maxfeedpm_..：LOOO・#进给速度极■毫米/

分.

force_wc..ye.#每次换刀时强制输出WC.

space...#各指令之间插入的空格.

omitse.m.#省略序.

seqma..999.#j:大序■

513961：00.・・#“无预先备刀”・预备刀・

use_gea・・・#输出齿轮交换代

码,0=no,1=ye.

max_spee“600.#最大主轴转.

min_spee...#j，、主轴转.

nobr..n.#Omi.breaku.o.x....rapi.move.

prognam.”#使用大写字母表示程序.

Mastercam系统缺省后处理文件的简单优

化

MasterCAM系统缺省的后处理文件为MPFAN.PST,适用于FANUC（法兰克、发那科）数

控代码的控制器。其它类型的控制器需选择对应的后处理文件。

由于实际使用需要，用缺省的后处理文件时，输出的NC文件不能直接用于加工。原因是：

⑴进行模具加工时，需从G54〜G59的工件坐标系指令中指定一个，最常用的是

G54。部分控制器使用G92指令确定工件坐标系。对刀时需定义工件坐标原点，原

点的机械坐标值保存在CNC控制器的G54-G59指令参数中。CNC控制器执行

G54〜G59指令时，调出相应的参数用于工件加工。采用系统缺省的后处理文件

时，相关参数设置正确的情况下可输出G55〜G59指令，但无法实现G54指令的

自动输出。

⑵FANUC.PST后处理文件针对的是4轴加工中心，而目前使用量最大的是3轴加

工中心，多出了第4轴数据“A0.”。

（3）不带刀库的数控铳使用时要去掉刀具号、换刀指令、回参考点动作。

（4）部分控制器不接受NC文件中的注释行.

（5）删除行号使NC文件进一步缩小。

⑹调整下刀点坐标值位置，以便于在断刀时对NC文件进行修改。

⑺普通及啄式钻孔的循环指令在缺省后处理文件中不能输出。使用循环指令时

可大幅提高计算速度，缩小NC文件长度。

如果要实现以上全部要求，需对NC文件进行大量重复修改，易于出现差错，效率低下，因

此必须对PST（后处理）文件进行修改。修改方法如下：

1.增加G54指令（方法一）：

采用其他后处理文件（如MP_EZ.PST）可正常输出G54指令。由于FANUC.PST后处理文

件广泛采用，这里仍以此文件为例进行所有修改。其他后处理文件内容有所不同，修改时根

据实际情况调整。

选择【File]>[Edit]>[PST]命令，系统弹出读文件窗口，选择Mpfan.PST文件，系统弹

出如下图所示编辑器。

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“G49”，如下图所示：

单击按钮，查找结果所在行为：

pbld,n,*sgcode,*sgplane,"G40'\"G49'\"G80';*sgabsinc,e

插入G54指令到当前行，将其修改为：

pbld,n,*sgcode,*sgplane,"G40","G49","G80",*sgabsinc,"G54",e

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

N102G0G17G40G49G80G90

修改后变为：

N102G0G17G40G49G80G90G54

查找当前行的上一行：

pbld,n,*sme（ric,e

将其整行删除，或加上成为注释行：

#pbld,n,*smetric,e

修改后G21指令不再出现，某些控制器可不用此指令。注意修改时保持格式一致。G21指令

为选择公制单位输入，对应的英制单位输入指令为G20o

2.增加G54指令（方法二）：

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“force_wcs"，单击按钮，查找结果所在行为：

force_vvcs:no#ForceWCSoutputateverytoolchange?

将no改为yes,修改结果为：

force_wcs:yes#ForceWCSoutputateverj;toolchange?

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

N106G0G90X16.Y-14.5A0,S2200M3

修改后变为：

N106G0G90G54X16.Y-14.5A0.S2200M3

前一方法为强制输出固定指令代码，如需使用G55〜G59指令时，有所不便。多刀路同时输

出时，只在整个程序中出现一次G54指令。后一方法同其他后处理文件产生G54指令的原

理相同，多刀路同时输出时，每次换刀都会出现G54指令，也可根据参数自动转换成G55〜

G59指令。

输出三轴加工中心程序的FANUC后处理文件为MP.EZ.PST,输出4相加工中心程序的三菱

控制器后处理文件为MP520AM.PST。

3.删除第四轴数据“A0.”，以适应三轴加工中心：

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“RolaryAxis"，单击按钮，查找结果所在行为：

164.Enabl.Rotar.Axi.button..

将其修改为：

164.Enabl.Rotar.Axi.button..

修改后第四轴数据不再出现。

4.删除刀具号、换刀指令、回参考点指令，适应无刀库的数控铳机床：

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“M6”，单击按钮，查找结果所在行为：

ifstagetool>=zero,pbld,n,*t,"M6",e

将其修改为：

ifstagetool>=zero,e#pbld,n,*t,"M6",

另一个换刀的位置所在行为：

pbld.n,*l,"M6",e

将其删除或改为注释行：

Wpbld,n,*t,"M6'\e

修改后换刀指令行不再出现，通常修改第一个出现“M6”指令的位置即可。

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“*sg28ref"，单击按钮，查找结果所在行为：

pbld.n,sgabsinc,sgcode,*sg28ref,"ZO/',scoolant,e

pbld,n,*sg28ref,"X0.'\"Y().'\protretinc,e

将其修改为：

pbld,n,scoolant,e

#pbld,n,*sg28ref,"X0.M,"Y0.,\protretinc,e

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

N1I6G91G28Z0.M9

修改后变为：

N116M9

PST文件中另有两个类似位置，如使用G92指令确定工件坐标，可对其适当修改。加工结束

后，机床各轴不回参考点，便于手动换刀时节省时间。

5.删除NC文件的程序名、注释行：

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“％”，单击按钿，查找结果所在行为：

"%M,e

*progno,e

"(PROGRAMNAME-progname,e

”(DATE二DD-MM-YY-",date,"TIME=HH:MM-",time,e

将其删除或改为注释行：

e

#*progno,e

#"(PROGRAMNAME-",progname,")0,e

#"(DATE=DD-MM-YY-",date,"TIME=HH:MM-time,

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

00010

(PROGRAMNAME-A2)

(DATE=DD-MM-YY-25-12-04TIME=HH:MM-10:45)

修改后以上指令行不再出现。

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“pstrtool"，单击按钮，查找结果所在行为：

pstrtool.*tnote,*toffnote,*tlngnote,*tklia,e

将其删除或改为注释行：

#pstrtool,*tnotc,*toffnotc,*tlngnote,*tldia,c

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

(DI6R8..TOO...DIA.OFF...LEN...DIA..16..

修改后以上指令行不再出现。此注释行指明当前刀路所使用的刀具参数，可用于加工前核对

加工单，建议保留。法兰克及三菱控制器可以接受注释内容。

6.取消行号：

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“omiiseq"，单击按钮，查找结果所在行为：

omitse..n.#Omi.scquenc.no.

将其修改为：

omitse..ye.#Omi.sequenc.no.

修改后行号不再出现。

7、调整下刀点坐标值位置：

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“g43”，单击按钮，查找结果所在行为：

pcan1,pbld,n,*sgcode,*sgabsinc,pwcs,pfxout,pfyout,

pfcoul,*speed,*spindle,pgear,strcantext,e

pbld.n,"G43",*tlngno,pfzout,scoolant,next_tool,e

将其修改为：

pcan1,pbld,n,*sgcode,*sgabsinc,pwcs,pfxout.pfyout,pfcout,e

pbld,n,*sgcode,pfzout,e

pbkl.n,*speed.*spindle,pgear,strcantext,e

pbld,n,"G43",*tlngno,scoolant,next_tool,e

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

G0G90G54X16.Y-14.5S2200M3

G43H0Z20.M8

修改后变为：

G0G90G54X16.Y-I4.5

G0Z20.

S22(X)M3

G43H0M8

新的指令顺序使下刀点(安全高度)x、y、z坐标值同其他指令分开，易于在断刀时修改。

G43指令在PST文件中有两个位置，如仅使用G54指令时，修改第一个出现“G43”的位置

即可。

8-.输出普通及啄式钻孔循环指令：

单击按钮，系统弹出查找对话框，输入“usecandrill"，单击按钮，查找结果相关行为：

usecandrill:no#Usecannedcyclefordrill

usccanpcck:no#UsccannedcyclefbrPeck

将其修改为：

usecandrill:yes#Usecannedcyclefordrill

usecanpeck:yes#UsecannedcycleforPeck

此修改适用于支持G81.G83钻孔循环指令的控制器。

生产中有针对性的修改

我们需要根据不同的机床，有针对性的修改后处理文件，使我们的程序输出达到机床的要

求。我们默认后处理程序的是针对FANUC控制器后处理程序，根据不同的机床，默认的输

出还不是完美的nc程序，还需要修改；一般的我们修改程序头和程序危就可以了，下面这个

简单的程序就是默认的输出程序：

%

0000()

(PROGRAMNAME-33)

(DATE=DD-MM-YY-12-05-07TIME=HH:MM-17:35)

N100G21

N102G0G17G40G49G80G90

...TOO...DIA.OFF...LEN...DIA..10.)

N104T1M6

N10.GG9.G5.X-55.Y10.A0.S2OO.M3

N108G43H1Z50.

N110Z10.

N11.GZ-5.F300.

N186GOZ50.

N188M5

N190G9IG28ZO.

N19.G2.X0.Y0.A0.

N194M30

%

这个程序我们需要修改的地方有几点：

1.在G21那行加上G54指令。

2.关闭A轴输出；

3.把T1和M6分两行来写（一些机床读到“T1M6；”是会报警的）。

4.把S2000M3；独立写在一行；

5.在N166后面加上开切削液的M8指令；

6.在程序尾加上关切削液的M9指令。

具体的修改方法是

12可跟据之前提到的方法修改，以卜.是一些特殊情况的修改：

3.把T1和M6分开输出:

找到ifstagctool>=zero,pbld,n$,*t$,“M6"，°$这一句，把“M6”,删除，然后在这一句后面加

上pbld,n$,"M6",©$这一句，就能让TI和M6分开来输出；

4、把S2OOOM3：独立写在一行：

找到pcan1,pbld,n$,*sgcode,*sgabsinc,pwes,pfxoui,pfyout,

pfeout,:J:spccd,*spindle,pgcar,streantext,幡这一句把它改成这样

pcan1,pbld,n$,*sgcode,*sgabsinc,pwes,pfxout,pfyout,

pfeout,e$

pbld,n$,"speed,"spindle,pgear,strcantext,e$

就能独立输出“S2000M3；”；

5.在N166后面加上开切削液的M8指令：

找至Upbld,n$,,,G43'\*tlngno$,pfzout,scoolant,ncxt_tool$,©$这一句，在它后面力n上

pbld,n$,"M8",e$这一句变成

pbld,n$,"G43",*tlngno$,pfzout,scoolant,ncxt_tool$,e$

pbld,n$,"M8",e$

这样就能输出M8指令「

6.在程序尾加上关切削液的M9指令：

找到这一句pbld,n$,sccomp,*sm05,psub_end_mny,e$,在这一句后面加上

pbld,n$,"M9';e$

这样就能输出M9指令了。

修改之后，后处理输出的程序就成这样了：

00000

(PROGRAMNAME-T)

(DATE=DD-MM-YY-13-05-07TIME=HH:MM-12:09)

N100G21G54

N102G0G17G40G49G80G90

..10.FLA.ENDMIL..TOO...DIA.OFF...LEN...DIA..10.)

N104T1

N106M6

N108GOG90X-67.884Y12.842

N110S5000M3

N112G43HIZ50.

N114M8

N11.Z10.

N192GOZ50.

N194M5

N196M9

N198G91G28ZO.

N20.G2.X0.Y0.

N202M30

%

软件编程过程中应注意的几点

一、下刀方式

1.外凸台加工

如图1所示，加工开放性外凸台时，可采用“平面轮廓加工”方式进行加工。一般选择

刀具从毛坯(A'B'C'D')实体材料外面的P1点下刀，这样可•以采用垂直下刀、直线切

入切出方式。若是选择从实体材料表面上某点下刀，就只能采用螺旋下刀方式或直线渐进方

式，否则就需要有预钻孔(即先用钻头预钻一小孔，然后再用立铳刀在预钻孔中垂直下刀,

进行平面上的切削加工)。若不明白这一点，直接在实体材料上垂直下刀，就把铳刀当钻头用

了，容易损坏刀具。

图1外凸台加工示意图图2外凸台环切加工方式

假定毛坯NB'C'D'的尺寸为100X10（）,凸令的尺寸为60X60,使用中24立铳

刀，垂直下刀对应的手工编程为：

G00Z50

X42Y65（实体外P1点）

Z-2（垂直下刀，切深2mm）G01Y-42F300（直线切入）

若用较小的铳刀，例如用中16的立铳刀就需要进行多刀加工（也即多行加工）。如图2

所示，对于这样的外凸台应该采取“从外向里”的环切方式。这不但保证了从实体外下刀,

而且方便预留精加工余晟。对于平底刀，粗切时的行距（行与行之间的距离）可取刀具直径

的0.7%〜0.8%。

2.内凹腔加工

当加工内凹的型腔时.不可避免地要从实体材料上下刀。如果在数控加工中心上加工零

件，可以先用中心钻预钻一个较小的孔，再用“平面区域加工”方式进行加工。如果是在普

通数控铳床上加工，就没必要预先钻孔了，直接采用“螺旋下刀方式”下刀到位后再进行平

面加工（节省换刀时间）。螺旋下刀方式对应的手工编程为：

力具

Yd■norz«v»e，cu，、

图3内生》的本设下力乐》坏切力。工方式

G00Z50

X-6Y-6（内腔加工在XY平面上的下刀点P1）

Z10（Z方向慢速下刀的相对高度点）GO1Z1F1OO（Z方向螺旋下刀的开始点）

G91GO3IOJ6Z-1L3（螺旋下刀，切深2mm到位）

G90G03I-3J0（这一句不能省，否则在工件底平面上会留下一些没加工干净的痕迹）

G01Y6F300（开始“从里向外”的平面内腔加工）

除了螺旋下刀方式外还可以采用直线倾斜方式下刀或者直线渐切方式下刀.

二、“加工余量”的巧妙利用

机械制造工艺学中的加工余量和自动编程软件中的加工余量是有区别的。前者指的是

小次加工应该切削掉的余量，后者指的是小次加工完毕以后留给后续工步的余量。例如,

若内孔的成品尺寸为中800+0.2,如果本次加工就是最终的精加工，则自动编程时“加工

余量”应设置为“0”也果本次加工后还需要留单边0.1mm给精加工，则编程时“加工

余量”应设置为“0.1”。我们可以巧妙利用它来解决非对称公差的中间尺寸计算问题。在

手工编程中，通常要用“中间尺寸”进行编程，以确保加工后的零件实际尺寸在所要求的尺

寸公差范围以内。而对于非对称公差的尺寸，要计算其中间尺寸往往比较麻烦。在自动编程

中可以通过设置加工余量.轻松地解决这个问题。

如图7a所示零件，下偏差为基本偏差0,上偏差为+0.2,因此只需将加工

余量设为0.05,则编程软件会自动按60.1mm的中间尺寸计算轨迹。图7b所示

的零件，上偏差为基本偏差0,下偏差为-0.2,加工余量应设为-0.05,这样编

程软件才能自动按59.9mm的中间尺寸计算轨迹。

另外，前面提到的外轮廓采用“从外向里”、内轮廓采用“从里向外”的

走刀方式，也便于利用“加工余量”设置分别完成零件的粗精加工程序。

三、拐角过渡方式

CAXA自动编程软件的轨迹设计都需要设置“拐角过渡方式”，就是在切削过程中遇到

拐角时的处理方式。CNC会自动识别内角的拐角，对于内角加工，其拐角处刀具的中心轨迹

必定经过轮廓轨迹等距线的交点P,如图8所示。

图9所示为加工外角时的两种过渡方式。图9a为尖角过渡方式，即在加工一段轮廓到

另一段轮廓的拐角处，刀具的中心轨迹是两段等距直线相交（以刀具半径为距离的直线1P

和2P相交）。图9b为圆弧过渡方式，即在加工一段轮廓到另一段轮廓的拐角处，刀具中心

轨迹为一段圆弧（图中1点到2点的圆弧），起点为前一曲线的终点，终点为后一曲线的起点,

半径等于刀具半径。

从切削工艺方面，在加工半封闭或封闭的内外轮廓中，应尽量避免加工中的停顿现象。

因为“零件-刀具-机床”这一工艺系统在加工过程中暂时处于动态平衡弹性变形状态下，若

忽然进给停顿，切削力会明显减小，就会失去原工艺系统的平衡，使刀具在停顿处留卜划痕

或凹痕，影响零件表面的加工质量。

很明显，从工艺的角度考虑，拐角处应尽量选择尖角过渡。但尖角过渡时

刀具走过的路程较圆弧过渡长，特别是当零件夹角a越小，拐角处刀具中心

轨迹的交点就越远，影响加工效率。因此，拐角过渡选择的原则应是：粗加工

时一般选择“圆弧过渡”，精加工（特别是拐角处要求锐角且表面质量要求较高）

时，选择“尖角过渡”。

手工编程中也有尖角过渡和圆弧过渡之分。尖角过渡对应的指令代码是

G451（SIEMENS系统）和G61（FANUC系统），圆弧过渡对应的代码是G450（SIEMENS

系统）和G64（FANUC系统）。

四、带有拔模角度的轮廓加工

对于像棱锥台、圆锥台等零件，存在角度轮廓面需要加工。在传统加工技术中，通常有

二种进给方式，如图10所示。图10a进给方向为垂直方向，需采用和零件角度一致的专用成

型刀具。图10b采用普通的平底刀具，但其进给方向要与零件的角度方向一致，通常是将铳

刀头扳转一定角度，使其与零件角度方向一致。

a）尖角过波b）因弧过渡

a）平底方具加工b）球头刀具加工

图9（外角）拐角过渡方式

图11带有拔模角度的园锥台体的数控加工

图10圆锥台体的传统加工进给方式

在数控加工中，尤其是在三轴数控加工中，刀具的进给只能沿着各坐标轴方向运功，因

而刀具轨迹由几个方向的坐标运动复合而成，如图11所示。图11a采用平底刀具，图11b

采用球头刀具，1.2.3分别代表刀具在三个高度上的加工起点位置，也即1.2、3层的位置。

刀尖的轨迹形成了实际上的加工面，图中用红色线表示。这就从加工原理上决定了实际加工

表面与所要求的埋想表面有误差。这个误差可以由“每层下降高度”来限定。减小每层下降

高度就可以减小该误差。

从图11中可以看出，球头刀具比平底刀具加工产生的误差小。因此，在设计带有拔模角

度的轮廓面精加工轨迹时、应选用球头刀具、减小每层的下降高度，以提高表面质量。但对

于粗加工，多数还是选择平底刀加工，以提高生产率

圆锥台面的手工编程要用到宏程序，在此不作介绍。

总之，在学习和使用数控自动编程软件设计加工程序的过程中，不能忽略加工工艺知识的

灵活应用，不能将其与手工编程完全割裂开。一个优秀的编程人员，应该同时具备工艺常识、

手工编程技能和自动编程软件的使用技巧。将三者结合起来思考应用，会加深我们对编程软

件的透彻理解和良好应用.达到优化程序设计、增强软件使用效能的FI标。

FMS・・柔性制造系统

柔性制