数控编程技术暨习题集

第1章数控技术概论1.1数控机床的概念及发展概况1.2数控机床的工作原理及基本组成1.3数控机床的分类1.4数控机床的特点和应用范围1.5数控编程概述1.6数控编程工艺基础1.7数控程序编制中的数学处理方法1.1数控机床的概念及发展概况数字控制的基本概念数字控制(NumericalControl)，简称为数控，是一种自动控制技术，是用数字化信号对控制对象加以控制的一种方法。数控机床的产生与发展过程数控系统是一种控制系统，它自动输入载体上事先给定的数字量，并将其译码，再进行必要的信号处理和运算后，控制机床动作和加工零件。最初的数控系统是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控系统。随着微型计算机的发展，硬件数控系统已逐渐被淘汰，取而代之的是计算机数控系统(ComputerNumericalControl,CNC)。下一页返回1.1数控机床的概念及发展概况数控机床发展到今大，完全依赖于数控系统的发展。自1952年美国研制出第一台数控铣床起，数控系统经历了两个阶段和六代的发展数控阶段(1952-1970年)第一代数控:1952-1959年采用电子管元件构成的专用(NC)装置第二代数控:1959-1964年采用晶体管电路的NC装第三代数控:1965-1970年采用小、中规模集成电路的NC装置下一页上一页返回1.1数控机床的概念及发展概况计算机数控阶段(1970年至今)第四代数控:1970-1974年，采用大规模集成电路的小型通用计算机数控(CNC)系统第五代数控:1974-1990年，微处理器应用于数控系统。第六代数控:1990年以后PC(即个人计算机，国内习惯称微机)的性能已发展到很高的阶段，可满足作为数控系统核心部件的要求，数控系统从此进入了基于PC的时代。下一页上一页返回1.1数控机床的概念及发展概况我国数控技术发展概况我国从1958年开始研究数控技术，1966年研制成功晶体管数控系统，并将样机应用于生产。1968年成功研制X53K-1立式铣床。20世纪70年代初，加工中心研制成功。1988年FMS通过验收投入运行，用于生产、伺服电动机的零件。1981-2000年我国数控技术经历了引用国外先进技术、消化吸收、科技攻关和产业化攻关四阶段，使我国的数控技术飞速发展。2003年全国数控机床产量达到36813台，同比增值47.73%。目前，数控机床的品种有1500多种，其中，数控车床产量居世界第一下一页上一页返回1.1数控机床的概念及发展概况数控技术发展趋势高速度、高精度化多功能化高效化结构新型化智能化先进制造系统上一页返回1.2数控机床的工作原理

及基本组成数控机床的工作原理数控机床的工作原理示意图如图1-5所示。首先根据被加工零件的形状、尺寸及工艺要求等，采用手工或计算机进行零件加工的程序编排，把加工零件所需机床的各种动作及工艺参数变成数控装置所能接收的程序代码，并将这些程序代码存储在控制介质(穿孔带、磁带、磁盘)上，然后经输入装置读出信息并送入数控装置。下一页返回1.2数控机床的工作原理

及基本组成数控机床的组成数控机床的组成数控机床一般是由输入/输出设备、数控装置、伺服系统、机床本体和检测反馈装置组成，其基本组成框图如图1-6所示输入/输出设备用于记载零件加工的工艺过程、工艺参数和位移数据等各种加工信息，从而控制机床的运动，实现零件的机械加工。数控装置数控装置是数控机床的核心，它的作用是接收输入装置所输入的加工信息，实现数值的计算、逻辑判断、输入/输出控制等功能。下一页上一页返回1.2数控机床的工作原理

及基本组成伺服系统伺服系统是数控系统的执行部件，它包括电动机、速度控制单元、测量反馈单元、位置控制等部分。机床本体数控机床的主体是完成各种切削加工的机械部分，主要包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置。检测反馈装置检测反馈装置的作用是将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转变成电信号，传输给数控装置，通过比较校核机床的实际位置与指定位置是否一致，并由数控装置发出指令修正所产生误差。下一页上一页返回1.2数控机床的工作原理

及基本组成数控机床的工作过程数控机床的工作过程如图1-7所示。加工零件时，应先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具位移数据，再按照编程的有关规定编写加工程序，然后制作信息载体的加工信息输入到数控装置，在数控装置内部的控制软件支持下，经过处理计算后，发出相应的指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，完成对零件的切削加工。上一页返回1.3数控机床的分类按加工方式分类金属切削类数控机床此类数控机床有数控车床、数控钻床、数控铣床、数控锁床、数控磨床和加工中心等金属成型类数控机床此类机床有数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机。特种加工类数控机床此类数控机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割机等。其他类数控机床如数控火焰切割机、数控三坐标测量仪等。下一页返回1.3数控机床的分类按控制刀具运动方式分类点位控制数控机床如图1-8(a)所示，点位控制(Positioningcontrol)数控机床仅能控制两个坐标轴，带动刀具或工作台从一个点(坐标位置)准确快速地移动到下一个点(坐标位置)，然后控制第3个坐标轴进行钻削、锁削等切削加工。直线控制数控机尿如图1-8(b)所示，直线控制(Straight-LineControl)数控机床不仅要求有准确的定位功能，而且要求从一点到另一点要按直线(一般是平行坐标轴的直线)运动，并能控制位移速度。这一类机床在两点之间移动时要进行切削加工，故对于不同的刀下一页上一页返回1.3数控机床的分类轮廓控制数控机床如图1-8(c)所示，轮廓控制(ContouringControl)数控机床具有同时控制几个坐标轴协调运动的功能，即具有多轴联动的功能，可以使刀具相对于工件按程序制定的轨迹和速度运行，能在运动过程中进行连续切削加工，这类数控机床有用于加工曲线和曲面形状零件的数控车床、数控铣床、加工中心等。现在的数控机床基本上都是这种类型的机床下一页上一页返回1.3数控机床的分类按伺服控制方式分类开环控制数控机床开环控制(OpenLoopControl)机床不带位置检测反馈装置，采用步进电动机进行驱动。数控装置输出的指令脉冲由驱动电路进行功率放大，并驱动步进电动机转动，再经传动机构带动执行部件运动，如图1-9所示闭环控制数控机尿闭环控制(CloseLoopControl)机床的工作台上安装了位置检测反馈系统，用以检测机床工作台的实际移动位置，并与数控装置的指令位置进行比较，对差值进行控制，使其误差减小。它采用伺服电动机驱动。闭环控制框图如图1-10所示下一页上一页返回1.3数控机床的分类半闭环控制数控机床将检测元件与伺服电动机或丝杠同轴安装，则为半闭环控制(Half-Loopcontrol)数控机床。半闭环控制框图如图1-11所示。由于半闭环的环路内不包括滚珠丝杠螺母副及工作台，所以具有比较稳定的控制特性，调试比较方便，因而被广泛采用。但其控制精度不如闭环控制数控机床高。下一页上一页返回1.3数控机床的分类按数控系统的功能水平分类高档数控机床此类数控机床的分辨率为0.1um，进给速度为15-100m/min，采用闭环控制，以直流或交流伺服电动机驱动，联动轴数为3轴以上，有制造自动化协(ManufacturingAutomationProtocol,MAP)通信接口，具有联网功能，可以进行三维图形显示，内装有强功能的可编程控制器(PLC),配有32位以上CPU下一页上一页返回1.3数控机床的分类中档数控机床此类数控机床的分辨率为1um，进给速度在15-24m/min，采用半闭环控制，以直流或交流伺服电动机驱动，联动轴数2~4轴，有RS-2320串行接口或直接数控(DirectNumericalControl,DNC)接口，具有较齐全的屏幕显示功能(不仅可以显示字符，还可以显示图形)，具有人一机对话及自诊断功能，内装有PLC,CPU一般为16~32位低档数控机床此类数控机床的分辨率为10um，进给速度为8~15m/min，采用开环控制，以步进电机驱动，联动轴数一般不超过2轴，没有通信功能，只有简单的数码管显示或单色屏幕字符显示，无内装PLC，一般采用4位的CPU下一页上一页返回1.3数控机床的分类按可联动的轴数分类两轴控制两轴控制指的是可以同时控制两个坐标轴。图1-12(a)是X,Y,Z3个坐标轴中同时控制X,Y两个坐标轴所加工的曲线形状。如果控制X,Z坐标或Y,Z坐标，则可加工成如图1-12(b)所示形状的零件下一页上一页返回1.3数控机床的分类两轴半控制两个轴是连续控制，第3轴是点位或直线控制。可实现3个主要轴X,Y,Z之间的两维控制，即是通常所说的3轴两联动多轴控制3轴控制，3个轴同时插补，实现三维连续控制，刀具在空间可作任意方向的移动，用于加工三维立体形状的零件，如图1-13所示4轴控制，同时控制3个坐标轴和1个旋转坐标，用于加工叶轮或圆柱凸轮，如图1-14所示

5轴控制，3个坐标再加上转台的回转及刀具的摆动，如图1-15所示。上一页返回1.4数控机床的特点和应用范围数控机床的加工特点适应性强适合加工复杂型面的零件加工精度高、加工质量稳定生产效率高一机多用减轻操作者的劳动强度有利于生产管理的现代化价格较贵调试和维修较复杂下一页返回1.4数控机床的特点和应用范围数控机床的应用特点轮廓形状复杂、加工精度要求高或必须用数学方法解决的复杂曲线、曲面类零件试制中尚需多次改变设计的零件加工工序较多但相互之间的位置精度要求高的零件，如凸轮类、箱体类零件、航空附件壳体等。价格昂贵的零件，如飞机大梁要求精密加工的零件上一页返回1.5数控编程概述数控编程的方法与内容手工编程从零件图样分析、工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校检等各步骤主要由人工完成的编程过程称为手工编程。零件图纸分析首先明确图纸上标明的零件的材料、形状、尺寸、精度和热处理要求，以便确定零件毛坯形状是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种类型的数控机床上加工，并明确加工的内容和要求。下一页返回1.5数控编程概述确定加工工艺过程通过对零件图样的全面分析，确定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹定位方法等)、工艺路线(如加工时的走刀路线、对刀点、换刀点等)及工艺参数(如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度)等数值计算数值计算是指根据加工时所设计的走刀路线来计算刀具中心的运动轨迹编写零件的加工程序单根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入CNC装置的存储器中。下一页上一页返回1.5数控编程概述程序校验及首件试切通常需要校对检查程序，也可利用数控机床的空运转功能进行检验，即在数控机床上用笔代替刀具，以坐标纸代替工件进行空运转画图，检查机床的动作和运动轨迹的正确性。自动编程自动编程也称为计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。目前，数控语言式自动编程除工艺处理仍主要靠人工进行外，其余的工作(如数学处理、编写零件加工程序单、纸带穿孔、程序校验及自动输出打印加工程序等)均可由计算机自动处理。典型的编程有人—机对话式自动编程及图形交互自动编程。下一页上一页返回1.5数控编程概述程序的结构与格式每种数控系统，根据系统本身的特点及编程的需要，都有一定的程序格式。对于不同的机床，其程序的格式也不同。因此编程人员必须严格按照机床说明书的规定格式进行编程。程序的结构一个完整的程序由程序号、程序的内容和程序结束3部分组成程序号。程序号即为程序的开始部分，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编号地址码。下一页上一页返回1.5数控编程概述程序内容。程序内容部分是整个程序的核心，它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，它表示数控机床要完成的全部动作。程序结束。程序结束以程序结束指令M02或M30作为整个程序结束的符号，通过执行程序结束指令来结束整个程序。程序段格式零件的加工程序是由程序段组成的，每个程序段由若干个数据字组成，每个数据字是控制系统的具体指令，它是由表示地址的英语字母、特殊文字和数字集合而成。程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的书写规则，通常有以下3种格式下一页上一页返回1.5数控编程概述字地址程序段格式字地址程序段格式是由语句号字、数据字和程序段结束组成。字地址程序段格式如图1-16所示程序段内各字的说明如下。语句号字。用以识别程序段的编号。用地址码N和后面的若干位数字来表示准备功能字(G功能字)G指令通常有两种:非模态G指令。这种指令只有在被指定的程序段内才有意义模态G指令。这种指令在同组其他的G指令出现以前一直有效下一页上一页返回1.5数控编程概述尺寸字尺寸字由地址码、+符号、一符号及绝对值(或增量)的数值构成。尺寸字的地址码有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、.T、K、D、H等表示地址码的英文字母的含义见表1-1进给功能字数控铣床的进给速度指令。数控铣床的进给速度指令是由地址F及其后面的数字组成的，单位为mm/min。F指令是一个模态指令，在未出现新的F指令以前，F指令在后面的程序中一直有效下一页上一页返回1.5数控编程概述数控车床的进给指令。数控车床的进给指令由F及其后面的数字组成。一般数控系统对进给速度有两种设置方法，即每分钟进给和每转进给，其单位分别是mm/min和mm/r主轴转速功能字。由地址码S和在其后面的若干位数字组成，单位为转速单位(r/min)刀具功能字所换刀具，刀具号用刀具功能指令由地址功能码T和其后面的若干数字组成。其中T表示T后面的数字表示，常见的表示方法有以下两种T后面的数字表示刀具号，如T00-T99，适用于数控铣床及加工中心下一页上一页返回1.5数控编程概述T后面的数字表示刀具号和刀具补偿号(刀尖位置补偿、半径补偿、长度补偿量的补偿号)，适用于数控车床。适用于数控车床。如T0812，表示选择8号刀具，用12号补偿量。辅助功能字(M功能)。辅助功能表示一些机床辅助动作的指令。用地址码M和后面两位数字表示。从M00-M99共100种程序段结束。写在每一程序段之后，表示程序结束。当用EIA标准代码时，结束符为CR;用ISO标准代码时为NL或LF。有的用符号;或*表示下一页上一页返回1.5数控编程概述使用分隔符的程序段格式这种格式预先规定了输入时可能出现的字的顺序，在每个字前写一个分隔符HT，这样就可以不使用地址符，只要按规定的顺序把相应的数字跟在分隔符后面就可以了。固定程序段格式这种程序段既无地址码也无分隔符，各字的顺序及位数是固定的。重复的字不能省略，所以每个程序段的长度都是一样的。这种格式的程序段长且不直观，目前很少使用。下一页上一页返回1.5数控编程概述机床坐标系和运动方向坐标和运动方向命名的原则为了使编程人员能在不知道机床在加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，就可以根据图样确定机床的加工过程，特规定:永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动。标准坐标系的规定在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向，移动的距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫标准坐标系，也叫机床坐标系。在编制程序时，就可以以该坐标系来规定运动方向和距离。下一页上一页返回1.5数控编程概述数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-17所示，图中大拇指的方向为X轴的正方向;食指为Y轴的正方向;中指为Z轴的正方向机床坐标系原点与机床参考点机床坐标系原点机床坐标系原点也称为机床零点或机床原点，是由机床厂家在设计时确定的。它不但是机床坐标系的原点，同时也是其他坐标系(如工件坐标系)的基准点。下一页上一页返回1.5数控编程概述机床参考点机床参考点是相对机床零点的一个特定点、一个可设定的参数值。它由机床厂家在机床导轨上设定，测量其位置后输入至数控系统中，用户不得随意改动。机床参考点的坐标值小于机床的行程极限。设立机床参考点的主要意义在于建立机床坐标系。工件坐标系工件坐标系是编程时对工件设置的坐标系。工件坐标系的原点也称为工件零点或工件原点(也称编程原点)，是编程人员在编程中根据实际情况任意设定的。上一页返回1.6数控编程工艺基础数控加工工艺的基本特点工序的内容复杂。工步的安排更为详尽数控加工工艺分析的主要内容实践证明，数控加工工艺分析主要包括以下几方面。选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线设计调整数控加工序的程序。分配数控加工中的容差，处理数控机床上部分工艺指令，数控加工序下一页返回1.6数控编程工艺基础数控加工工艺分析的一般步骤与方法机床的合理选用在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况:有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况:已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的因素主要有毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有3点:①要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品;②有利于提高生产率;③尽可能降低生产成本(加工费用)根据国内外数控技术应用实践，数控机床加工的适用范围可用图1-22和图1-23定性分析下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础综上分析可知，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件。单件、多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备(工具、夹具和模具)的零件需要多次改型的零件价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。需要最短生产周期的急需零件下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础数控加工零件工艺性分析数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则零件图样上尺寸标注方法应适应数控加工的特点。构成零件轮廓的几何元素的条件应充分下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小零件铣削底平面时，槽底圆角半径，一般不应过大应采用统一的基准定位此外，还应分析零件图中要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证、有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础加工方法的选择与加工方案的确定加工方法的选择加工方法的选择原则是要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。加工方案确定的原则零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。平面类零件斜面轮廓加工方案的选择在加工过程中，工件按表面轮廓可分为平面类零件和曲面类零件。其中平面类零件中的斜面轮廓一般又分为两种。下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础有固定斜角的外形轮廓面。有变斜角的外形轮廓面此外，还要考虑机床选择的合理性。工序与工步的划分工序的划分按零件装卡定位方式划分工序按粗、精加工划分工序按所用刀具划分工序。下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。同一表面按粗加工、半精加工、分开进行。对于既有铣面又有锁孔的零件，精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工可先铣面后锁孔。按刀具划分工步下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础零件的安装与夹具的选择定位安装的基本原则力求设计、工艺与编程计算的基准统一尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表曲避免采用占机人工调整式加工方案，以允分发挥数控机床的效能。下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础选择夹具的基本原则数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求:一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定;二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外，还要考虑以下4点当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀(如产生碰撞等)。下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础刀具的选择与切削用量的确定刀具的选择选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。刀具的有关参数如图1-29所示，推荐按下述经验数据选取刀具半径

应小于零件内轮廓面的最小曲率半径

，一般取零件的加工高度

，以保证刀具有足够的刚度。对不通孔(深槽)，选取粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础加工肋时，刀具直径为对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀(如图1-31所示)切削用量的确定切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量和进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是:粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础背吃刀量主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定主轴转速主要根据允许的切削速度选取进给量(进给速度)是数控机床切削用量中的重要参数，要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刃具、工件的材料性质选取。下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础对刀点与换刀点的确定在编程时，应正确地选择“对刀点”和“换刀点”的位置。“对刀点”就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行，所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”对刀点的选择原则主要有以下几点。便于用数字处理和简化程序编制。在机床上容易找正，加工中便于检查引起的加工误差小下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础走刀路线的确定在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为走刀路线。编程时，走刀路线的确定原则主要有以下几点。走刀路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可缩短空刀时间。使数值计算简单，以减少编程工作量。此外，确定走刀路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加下以及在铣削加工中是采用顺铣还是采用逆铣等。数控钻孔的尺寸关系如图1-34所示下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础数控加工工艺文件工序卡数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，但不同的是该卡中应反映使用的辅具、刃具切削参数、切削液等，它是操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应按已确定的工步顺序填写。表1-2为加工中心上数控锁铣削工序卡片下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础数控刀具调整单数控刀具调整单主要包括数控刀具卡片(简称刀具卡)和数控刀具明细表(简称刀具表)两部分数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机外对刀仪上，事先调整好刀具直径和长度。刀具卡主要反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等，它是组装刀具和调整刀具的依据。刀具卡的格式见表1-3数控刀具明细表是调刀人员调整刀具输入卡要依据刀具表格式见表1-4下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础机床调整单机床调整单是机床操作人员在加工前调整机床的依据。它主要包括机床控制面板开关调整单和数控加工零件安装、零点设定卡片两部分机床控制面板开关调整单，主要记有机床控制面板上有关“开关”的位置，如进给速度倍率开关、调整旋钮位置或超调(倍率)旋钮位置、刀具半径补偿旋钮位置等内容。机床调整单格式见表1-5数控加工零件安装和零点设定卡片(简称装夹图和零点设定卡)，表明了数控加工零件定位方法和夹紧方法，也标明了工件零点设定的位置和坐标方向，使用夹具的名称和编号等。装夹图和零点设定卡片格式见表1-6下一页上一页返回1.6数控编程工艺基础数控加工程序单数控加工程序单是编程员根据工艺分析情况，经过数值计算，按照机床特点的指令代码编制的。它是记录数控加工工艺过程、工艺参数、位移数据的清单以及手动数据输入(MDI)和置备纸带、实现数控加工的主要依据不同的数控机床，不同的数控系统，程序单的格式不同。此外，在数控加工工艺文件中，对于较复杂轨迹的数控铣削和圆弧切入、切出的铣削加工还应绘制刀具轨迹图(即走刀路线示意图)。上一页返回1.7数控程序编制中的

数学处理方法数学处理的概念对零件图形进行数学处理(又称数值计算)是数控编程前的主要准备工作，无论对于手工编程还是自动编程都是必不可少的。图形的数学处理就是根据零件图样的要求，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需输入的数据。下一页返回1.7数控程序编制中的

数学处理方法基点的数学处理方法平面零件轮廓大多由直线和圆弧组成，而现代数控机床的数控系统都具有直线插补和圆弧插补功能，所以平面零件轮廓曲线的基点计算比较简单。一般基点的计算可根据图纸给定条件，采用几何求解法、数学解析法、直接采点法求得几何求解法采用手工编程时，常利用直角三角形的几何关系进行基点坐标的数值计算，首先分析下件几何元素间关系，然后根据各几何元素之间的几何关系进行各基点坐标值的求解。下一页上一页返回1.7数控程序编制中的

数学处理方法数学解析法当用数学解析法求基点时，首先选定零件坐标系的原点，列出各直线和圆弧的数学方程，再联立相关方程求解直接采点法在手工编程时，亦可以根据零件轮廓的尺寸，利用绘图软件(如AutoCAD,CAXA等)画出零件的形状，然后在所画图形上直接获取基点坐标值，这种方法即为直接采点法上一页返回图1-5数控机床工作原理图返回图1-6数控机床组成框图返回图1-7数控机床的工作过程返回图1-8按控制系统功能分类返回图1-9开环控制框图返回图1-10闭环控制框图返回图1-11半闭环控制框图返回图1-12两轴控制返回图1-133轴控制返回图1-144轴控制返回图1-155轴控制返回图1-16字地址程序段格式返回表1-1地址码中英文字母的含义返回图1-17右手笛卡尔坐标系统图1-22零件复杂程度与零件批量的关系返回图1-23零件的批量与总加I_费用的关系返回图1-29刀具尺寸的选择图1-31常用铣刀图1-34数控转孔

的尺寸关系返回表1-2数控加工工序卡片返回表1-3数控刀具卡片返回表1-4数控刀具明细表返回表1-5数控铣床调整单返回表1-6工件安装和零件设定卡片返回第2章数控车床FANUC系统编程2.1数控车床编程基础2.2FANUC系统数控车床程序的编制2.3数控车床编程实例二2.1数控车床编程基础数控车床概述数控车削加工的对象数控车床是当前使用最广泛的数控机床之一，它主要用于加工精度要求高，表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件。下一页返回12.1数控车床编程基础数控车床编程特点在一个编程段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示。因此通常采用直径尺寸进行编程比较方便。车削加工常采用棒料或锻料作为毛坯，加工余量大，为简化编程，数控装置常具备同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。在车削编程时，认为车刀刀尖是一点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧。下一页上一页返回2.1数控车床编程基础数控车尿的组成及其作用现今数控车床的布局大都采用全封闭防护，它主要由以下几个部分组成主体机床主体主要包括床身、主轴箱、床鞍、尾座、进给机构等机械部件计算机数控装置(CNC装置)数控装置是数控车床的控制核心，一般采用专用计算机控制，主要由输入和输出装置、存储器及系统软件等组成上一页下一页返回2.1数控车床编程基础伺服驱动系统伺服驱动系统是数控车床执行机构的驱动部件，将CNC装置输出的运动指令转换成机床运动部件的运动，主要包括主轴驱动、进给驱动及位置伺服驱动等部件。辅助装置辅助装置是指数控车床的一些配套部件，包括换刀装置、对刀仪、液压、润滑、气动装置、冷却系统和排屑装置等。上一页下一页返回2.1数控车床编程基础数控车床的分类数控车床的分类方法较多，通常都以与普通车床相似的方法进行分类。按车床主轴位置分类立式数控车床、卧式数控车床按加工零件的基本类型分类卡盘式数控车床、顶尖式数控车床按数控系统的功能分类经济型数控车床、全功能型数控车床、精密型数控车床。上一页下一页返回2.1数控车床编程基础数控车床坐标系Z轴方向的判定:Z轴平行与主轴，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。X轴方向的判定:刀具远离工件的方向为X轴的正方向，根据刀具布置形式不同(刀具前置与刀具后置)，X轴的坐标正方向也不同。上一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制程序组成及程序结构程序段的构成程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际是数控加工程序中的一句。零件加工程序的主体由若干个程序段组成。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段由尺寸字、非尺寸字和程序段结束指令构成。在书写、打印和屏幕显示时，每个程序段一般占一行。字(Word)是程序字的简称，它是数控机床数字控制的专用术语下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制零件加工程序零件加工程序是用来描述零件加工过程的指令代码集合，由程序号、程序段组成。程序号程序号是零件程序的存储代号，与文件名的作用相似。它一般以特殊符号开头，后续数字码，如040表示第40号程序.程序段一个程序段由若干个功能指令字组成，用来指定一个加工步骤上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制准备功能准备功能G指令是使数控机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。G指令由地址符G和其后的两位数字组成，从G00一G99共100种。在一个程序段G指令有两种:一种是其功能仅在出现的程序段中起作用，称为非模态(或非续效)指令，这种非模态的G指令每次使用时都必须指定;另一种为模态(续效)指令，只要指定一次，在它被同组的其他G指令取代或被注销以前，其功能一直有效上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制辅助功能辅助功能指令是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、冷却液的开关，工件或刀具的夹紧或松开，刀具的更换等功能。辅助功能指令由地址符M及其后面的两位数字组成。在JB/T3208-1999标准中有相关的规定。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制准备功能指令应用工件坐标系设定(G50)编程时，首先应该确定工件原点并用G50指令设定工件坐标系。车削加工工件原点一般设置在工件右端面或左端面与主轴轴线的交点上。快速定位指令(G00)G00是使刀具以系统预先设定的速度移动定位至所指定的位置。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制直线插补指令(G01)G01是使刀具以指令的进给速度沿直线移动到目标点圆弧插补指令(G02,G03)圆弧插补在切削圆弧时使用，顺时针切削用G02，逆时针切削用G03。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制暂停指令(G04)该指令控制系统按指定时间暂时停止执行后续程序段。暂停时间结束则继续执行。该指令为非模态指令，只在本程序段有效。指令格式为:上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制G04主要应用于以下两种情况:在车削沟槽或钻孔时，为使槽底或孔底得到准确的尺寸精度及光滑的加工表面，在加工到槽底或孔底时，应该暂停一适当时间，使工件回转一周以上;使用G96(主轴以恒线速度回转)车削工件轮廓后，改成G97(主轴以恒定转速回转)车削螺纹时，指令暂停一段时间，使主转转速稳定后再执行车削螺纹，以保证螺距加工精度要求。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制绝对坐标编程与增量坐标编程数控车床的绝对、增量坐标的表示方法一般不用G90,G91表示，一般用X,Z表示绝对坐标，用U,W表示增量坐标。如图2-7中的移动用绝对坐标编程与增量坐标编程，以直径值指令表示的程序如下。绝对坐标编程:X70.0Z40.0;增量坐标编程:U40.0W60.0;上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制小数字输入数控编程可以使用小数点编程也可以使用脉冲数编程直径值指令与半径值指令由于数控车削加工工件的剖面一般为圆形，因此数控车床编程时其径向尺寸可按直径值或半径值两种方法指定，分别称为直径编程和半径编程。数控车床一般默认为直径编程公制/英制变换指令(G21,G20)用G代码可选择公制尺寸输入或英制尺寸输出。G20指令的分辨率为0.0001英寸，G21指令的分辨率为0.001mm上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制返回参考点功能参考点是指机床上刀具容易移到的某特定位置。图2-8中的R点为参考点。返回参考点指令可使刀具以快速运动方式从当前点返回机床的有关参考点。该功能主要用于以下几个方面。自动返回参考点(G28)返回参考点检测(G27)上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制辅助功能指令应用程序停止指令M00在完成编有M00指令的程序段的其他指令后，主轴停止、进给停止、冷却液关断、序停止执行。按启动按钮、程序接着执行。带有M00的程序段中可以不编入坐标数据计划停止指令M01M01与M00的功能相似。两者唯一不同的是M01指令只有控制面板上的“选择停开关”处于接通状态时，才起作用上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制主轴控制指令M03,M04,MOSM03,M04,M05指令的功能分别为控制主轴顺时针方向转动、逆时针方向转动和停止转动冷却液控制指令M07，M08，M09数控车床的冷却液通常使用液态或者雾态冷却液M07—2号冷却液开，用于雾状冷却液开。M08—1号冷却液开，用于液状冷却液开。M09—冷却液关。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制夹紧、松开指令M10,M11M10,M11分别用于机床滑座、工件、夹具、主轴等的夹紧、松开程序结束指令M02,M30M02的功能是在完成工件加工程序段的所有指令后，使主轴、进给和冷却液停止。常用来使数控装置和机床复位。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制进给、主轴、刀具功能指令F、S、T功能进给功能—F功能设定每转进给量(mm/r)设定每分钟进给速度(mm/min)上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制主轴功能—S功能主轴功能也称S功能，用来设定主轴转速或切削速度，具体设定方法如下。恒切削速度控制(G96)最高转速控制G50该指令用于采用恒切削速度控制时限制主轴的最高转速。编程时一般设在程序的开头。直接转速控制G97。采用G97代码编程，可直接指定主轴转速。电源接通时即为G97方式。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制刀具功能——指令格式:T刀具补偿功能刀具位置偏置刀具位置偏置补偿是对编程时假想刀具(一般为基准刀具)与实际加工使用刀具位置的差进行补偿，分为刀具形状补偿和刀具磨损补偿。刀具半径补偿刀具半径补偿的目的。数控车床按刀尖对刀，但车刀的刀尖总有一段小圆弧，所以对刀时刀尖的位置是假想刀尖P，如图2-10所示。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制刀具半径补偿的方法。刀具半径补偿可通过从键盘输入刀具参数，并在程序中采用刀具半径补偿指令实现。刀具参数包括刀尖半径、车刀形状、刀尖圆弧位置，这些都与工件的形状有关，必须将参数输入刀具数据库。如图2-13所示为9种刀尖圆弧位置上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制单一循环功能指令应用(G90,G94)单一固定循环可以将一系列连续加工动作，即“切入一切削一退刀一返回”，操作完成图2-16所示1-2-3路径的循环操作。U和W的正负号(+/-)在增量坐标程序里是根据1和2的方向改变的。用一个循环指令完成，从而简化程序圆柱面或圆锥面切削循环圆柱面或圆锥面切削循环是一种单一固定循环，圆柱面单一固定循环如图2-17所示，圆锥面单一固定循环如图2-18所示圆锥面切削循环上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制端面切削循环端面切削循环也是一种单一固定循环。适用于端面切削加工，进给路线如图2-19所示，其中1,4步快速走刀，2,3步以进给速度走刀平面端面切削循环锥面端面切削循环上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制螺纹加工指令应用(G32,G92)螺纹加工基本原理数控车床加工螺纹，主要是利用主轴运动与刀具进给的同步性进行的。螺纹车刀与工件作相对旋转运动，并由先形成的螺纹沟槽引导着刀具作轴向移动，逐层切削直至加工完成。基本螺纹切削指令基本螺纹切削方法如图2-22所示。螺纹切削循环指令螺纹切削循环指令把“切入一螺纹切削一退刀一返回”4个动作作为一个循环，如图2-24所示，用一个程序段来控制。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制螺纹加工的数值计算及余量分配通常螺纹加工中要进行大小径的计算，螺纹大小径计算公式如下:复合循环功能指令应用(G70-G76)外圆粗切循环外圆粗切循环是一种复合固定循环。适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工，如图2-27所示端面粗切循环端面粗切循环是一种复合固定循环。端面粗切循环适于Z向余量小、X向余量大的棒料粗加工，如图2-29所示上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制封闭切削循环封闭切削循环是一种复合固定循环，如图2-31所示。封闭切削循环适于对铸、锻毛坯切削，对零件轮廓的单调性则没有要求。复合螺纹切削循环指令复合螺纹切削循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务刀具的切削条件，在编程中应优先考虑应用该指令，如图2-33。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制精加工循环由G71,G72,G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工。精加工时，G71,G72,G73程序段中的F,S,T指令无效，只有在ns-nf程序段中的F,S,T才有效深孔钻循环通常全功能数控车床及数控车削中心还可以进行深孔加工。深孔钻循环功能适用于深孔钻削加工，如图2-35所示外径切槽循环外径切削循环功能适合于在外圆面上切削沟槽或切断加下上一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制子程序功能应用主程序程序分为主程序和子程序，通常CNC系统按主程序指令运行，但在主程序中遇见调用子程序的情形时，则CNC系统将按子程序的指令运行，在子程序调用结束后控制权重新交给主程序。子程序在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它。这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制子程序的编制在子程序的开始为0地址指定的程序号，子程序中最后结束子程序指令M99，为一单独程序段。子程序的执行子程序是由主程序或上层子程序调用并执行的。子程序由程序调用字、子程序号和调用次数组成。FANUC子程序调用格式如下:上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制子程序结束M99表示子程序结束，并返回到主程序中。子程序的嵌套子程序调用下一级子程序称为嵌套。上一级子程序与下一级子程序的关系，和主程序与第一层子程序的关系相同。子程序可以嵌套多少层由具体的数控系统决定。上一页返回2.3数控车床编程实例基本指令编程编写如图2-38所示程序，利用直线插补指令编程螺纹加工螺纹加工。对图2-40圆柱螺纹编程复合循环编程实例轴类零件编程套类零件编程下一页返回2.3数控车床编程实例综合实例零件加工编程实例确定工艺过程选择刀具确定切削用量编制加工程序上一页返回图2-7绝对坐标编程与

增量坐标编程返回图2-8自动返回参考点返回图2-10刀具半径与假想刀尖返回图2-13数控车床所用刀具的

假想刀尖位置返回图2-16单一外圆粗车循环

功能走刀路线返回图2-17外圆切削循环举例返回图2-18圆锥面切削循环返回图2-19端面切削循环返回图2-22基本螺纹切削方法返回图2-24螺纹切削循环返回图2-27外圆粗车复合固定循环返回图2-29端面粗加工切削循环返回图2-31封闭切削循环返回图2-32G73程序例图返回图2-35深孔钻削循环返回图2-38G01编程实例返回图2-40螺纹编程实例返回第3章数控铣床SIEMENS系统编程3.1数控铣床基础3.2SIEMENS数控系统编程3.3数控铣床编程实例3.1数控铣床基础数控铣床概述数控铣削是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一，它除了能铣削普通铣床所能铣削的各种零件表血外，还能铣削普通铣床不能铣削的需要2~5个坐标联动的各种平面轮廓和立体轮廓。主要可进行钻孔、锁孔、攻螺纹、外轮廓形状、平面铣削、平面型腔铣削、变斜角类零件及三维复杂型面的铣削加工。下一页返回3.1数控铣床基础数控铣床编程具有以下特点:在编写程序时可以用绝对值编写，也可用相对值编写在确定铣削加工顺序时，尽量采用基准重合、先粗后精、先面后孔、先外后内、先主后次的方法来安排。在确定走刀路线时，应在保证零件加工精度和表血质量的条件下，尽量缩短加工路线，以提高生产效率编程时，由于通常刀具的刀位点与铣刀加工时和工件的接触点并不重合，所以尽可能使用刀具补偿功能。既可以减少对刀具中心轨迹的计算，也容易保证零件的加工精度因刀具的磨损等因素而产生的影响。对于钻孔类零件的加工，可选择钻孔类固定循环进行编写程序，以使程序书写简单、阅读方便上一页下一页返回3.1数控铣床基础对于具有特殊形状的零件结构，如同一零件图形中出现相同结构、相同尺寸或成比例尺寸时，或者是同一零件图形中图形是关于某个方向是对称关系等，则可以选择特殊编程方法进行编程，如子程序、坐标系平移、坐标系旋转、图形比例缩放和镜像加工等下一页上一页返回3.1数控铣床基础数控铣床坐标系机床坐标系的定义在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。机床坐标系中的规定数控铣床的加工动作主要分刀具的动作和工件的动作两部分，因此，在确定数控铣床坐标系的方向时，有如下规定:永远假定刀具相对于静止的而运动。对于机床坐标系的方向，一律将刀具远离工件的方向确定为正方向。下一页上一页返回3.1数控铣床基础数控铣床坐标系的方向数控铣床的坐标系采用右手笛卜尔坐标系。并且在判断数控铣床坐标系中各个坐标轴及其正方向时，应首先判断Z轴，然后再判断X轴，最后判断Y轴。例如图3-1和图3-2数控铣床上的有关点机床原点是指在机床上设置的一个固定的点，也是一个极限点。即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已经确定下来了，是数控机床进行加工运动的基准点。在数控铣床上，机床原点一般取在X,Y,Z3个直线坐标轴正方向的极限位置上下一页上一页返回3.1数控铣床基础机床参考点许多数控机床(全功能型及高档型)都设置有机床参考点，该点和机床原点在其进给坐标轴方向上的距离在机床出厂时已经准确确定，使用时可通过“寻找操作”方式确认刀架相关点从机械上说，所谓寻找机床参考点，就是使刀架相关点与机床参考点重合，从而使数控系统得知刀架相关点在机床坐标系中的坐标位置。所有刀具的长度补偿量均是刀尖相对该点的长度尺寸，即为刀长工件坐标系原点在工件坐标系上，确定工件轮廓的编程和计算原点，称为工件坐标系原点.上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程程序结构程序名称为了识别程序和调用程序，每个程序必须有一个程序名。在编制程序时，SIEMENS数控系统可以按以下规则确定程序名称开始的两个符号必须是字母，其后的符号可以是字母、最多为16个字符，不得使用分隔符数字或者下划线。程序的结构和内容数控程序由若干个程序段组成，所采用的程序段格式属于可变程序段格式。每一个程段执行一个加工工步，每个程序段由若干个程序字组成，最后一个程序段包含程序结束符指令M02或M30下一页返回3.2SIEMENS数控系统编程程序字及地址符程序字程序字主要由地址符和数值两部分组成:地址符一般为字母;数值是一个数字串，它可以带正、负号和小数点，正号可以省略不写扩展地址对于如下地址:R为计算参数;H为H功能;I,J,K为圆弧参数/中间点。这些地址可以通过1~4个数字进行地址打一展。在这种情况下，其数值可以通过“=”进行赋值。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程程序段结构程序段由若干个字和程序段结束符LF组成。在程序编写输入过程中进行换行或按“输入键”时，可以自动产生程序段结束符基本功能指令应用工件坐标系的建立工件零点的选择工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件坐标系的原点即为工件零点。工件零点的位置是任意的，它由编程人员在编制程序时根据零件的特点选定的。在选择工件零点的位置时应按照以下几点进行选择。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程工件零点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少错误。工件零点应尽量选在精度较高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度。对于对称的零件，工件零点应设在对称中心上。Z轴方向的零点，一般设在工件的上表面。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程工件坐标系建立指令常用建立工件坐标系的指令有G92,G54~G59两种方法。G92指令设定工件坐标系。G54~G59设定工件坐标系。在机床行程范围内还可由G54~G59指令设定6个不同的工件坐标系。图3-4描述了一种一次装夹加工3个相同零件的多程序原点与机床参考点之间的关系及偏移计算方法。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程绝对尺寸与增量尺寸绝对尺寸指令用G90表示。它表示程序段中的尺寸字为绝对尺寸，即从编程零点开始的坐标值。是数控系统默认状态指令选择平面指令该组指令用于选择圆弧插补和刀具半径补偿平面。如果数控系统中具有模拟功能，则也是用于选择模拟时所显示的平面下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程控制刀具运动指令快速点定位指令G00直线插补指令G01圆弧插补指令G02,G03暂停指令G04指令可使刀具作短暂的无进给光整加工，一般用于平面、锁孔等场合。通过在两个程序段之间插入一个G04程序段，可以使加工程序按程序中所给定的时间暂停，比如退刀槽切削等。G04程序段(含地址F或S)是非模态指令，只对自身程序段有效，并按所给定的时间暂停。在此之前程序中的进给量F和主轴转速S保持存储状态。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程轮廓倒角、倒圆在一个轮廓拐角处可以进行倒角或倒圆，指令CHF=____的运动轴指令或者RND=____与加工拐角一起写入和程序段中。倒角CHF=____直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间需要倒去棱角，可选用CHF=___功能、如图3-11所示.为两段首线之间倒角举例倒圆RND=____直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间需要倒一圆弧，圆弧与轮廓进行切线过渡，可选用RND=____进行倒圆，如图3-12所示下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程M,F,S.T功能指令在SIEMENS802D系统中，一个程序段中最多可以有5个M功能、1个T功能和1个D功能，它们按M、S,T,D,F的顺序输出到接口控制器。可由机床数据指定是在轴运动之前，还是在轴运动期间输出这些功能。如果是在轴运动过程中输出这些功能，则在轴运动之前，新的值是有效的，新的功能必须写入前一个程序段中。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程辅助功能M利用辅助功能可以设定一些开关操作，如“打开/关闭切削液”、“主轴旋转/主轴停止”等编程格式:M___;进给功能F进给速度是刀具轨迹速度，它是所有移动坐标轴速度的矢量和。坐标轴速度是刀具轨迹速度在坐标轴上的分量。进给率F在G01,G02,G03,CIP,CT插补方式中生效，并且一直有效，直到被一个新的地址F取代为止。进给速度F的单位，由相应的G功能指令确定，即G94和G95。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程主轴功能S当机床具有受控主轴时，主轴的转速可以用地址S编程，单位为r/min。旋转方向和主轴运动起始点和终点通过M指令规定。M03:主轴正转;M04:主轴反转;M05:主轴停转下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程刀具功能T刀具功能由地址代码T及后血的2位数字组成，数字表示所用刀具的编号。SIEMEN数控系统使用T指令编程可以选择刀具。也可以与D和H寄存器实现刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程刀具半径、长度补偿功能指令刀具半径补偿功能刀具半径补偿的概念及指令格式刀具补偿指令为:G41一刀具半径左补偿，即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的左侧，如图3-13(a)所示G42一刀具半径右补偿，即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的右侧，如图3-13(b)所示G40一取消刀具半径补偿下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程刀具半径补偿实现的3个阶段刀具半径补偿的建立阶段。刀补的建立就是在刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。刀具半径补偿进行阶段。在G41,G42程序段后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量，直到刀具半径补偿指令取消刀具半径补偿的取消。刀具离开工件刀,具刀位点轨迹要过渡到与编程重合的过程下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程刀具半径补偿使用时应注意的问题在建立刀具半径补偿与取消刀具半径补偿的过程中，应注意以下四点要求G41,G42,G40指令只有放在G00和G01指令之前才有效，否则无效在加工工件之前必须建立好刀具半径补偿，在加工完工件之后才能取消刀具半径补偿为避免在加工中出现不安全的因素，一般在下刀过程中不建立刀具半径补偿，在抬刀过程中不取消刀具半径补偿在设计刀具运动轨迹路线时，一定要避免在刀具路径中出现锐角关系，也要注意刀具应该从工件外侧向工件的方向建立刀补，应该从工件向工件外侧的方向取消刀补下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程使用刀具半径补偿功能后，程序具有以下几个方面的特点。避免了计算刀具刀位点轨迹的过程，可以直接用零件轮廓尺寸编程;刀具因为磨损、重磨、换新刀而引起直径改变后不需要修改程序，只需要更改刀具参数中刀具的半径补偿值;应用同一程序，使用同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿值的修改可以进行粗精加工。应用同一程序，加工同一个公称尺寸的内、外两个型面下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程刀具长度补偿功能刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏移量，这样当刀具在长度方向的尺寸有所变化时，可以在不改变程序的情况下，通过改变偏置量，加工出所要求的零件尺寸。特别适用于同一程序中需要使用多把刀具的情况下。指令格式为:下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程孔加工固定循环功能指令数控铣床配备的固定循环功能主要用于孔加工，包括钻孔、扩孔、锪孔、锁孔、攻螺纹等。使用一个程序段就可以完成一个孔加工的全部动作，使得程序编写大大简化，减少编程工作量，阅读程序简便。常见孔加工固定循环见表3-1孔加工固定循环概述孔加工循环动作SIEMENS数控系统孔加工固定循环通常有以下4个动作组，主要是Z轴方向的动作和孔底的动作，具体如下下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程动作1—快速进给到安全平血其中安全间隙为SDIS。刀具从初始平血快速进给定位到安全平面。动作2—孔加工。以切削进给方式执行孔加工的动作。动作3—孔底动作。包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作动作4—返回到返回平面(RTP)。孔加工完成后，根据需要指定刀具退回的平曲位置。固定循环的调用非模态调用。SIEMENS数控系统孔加工固定循环的非模态调用格式如下:下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程模态调用。孔加工固定循环的模态调用格式如下:固定循环中的平面固定循环中的平面如图3-17所示，并说明如下。返回平面(RTP)。返回平面是为安全下刀而规定的一个平面加工开始平面(RFP+SDIS)o该平血类似于FANUC系统中的R参考平面，是刀具进刀时，自快进转为工进的高度平面参考平面(RFP)。参考平面是指孔深在Z轴方向上的工件表血的起始测量位置平面，该平面一般设在工件的上表面，参考平面等于加工开始平面减安全间隙。孔底平面(DP或DPR)。加工盲孔时，孔底平面就是孔底的Z轴高度下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程孔加工循环中参数的赋值直接赋值。在编写孔加工固定循环时，参数直接用数字编写孔加工循环指令钻孔循环CYCLE81与钳孔循环CYCLE82深孔往复排屑钻循环CYCLE83刚性攻螺纹循环CYCLE84与柔性攻螺纹循环CYCLE840精镗孔循环Ⅰ型(CYCLE85、CYCLE89)镗孔循环Ⅱ型(CYCLE87、CYCLE88)精镗孔(锁孔Ⅲ)循环(CYCLE86)下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程圆周孔的钻孔样式循环功能及作用圆周孔的样式循环(HOLES2)与钻孔类固定循环(如CYCLE83)联用，可用来加下沿圆周均布的一圈孔。指令格式HOLES2(CPA，CPO，RAD，STA1，INDA，NUM)指令说明。以上参数的具体含义如图3-32所示程序示例。固定循环指令中涉及的参数意义固定循环指令中涉及的参数及其意义见表3-2下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程SIEMENS数控系统子程序某些被加工的零件中，常常会出现几何形状完全相同的加工轨迹。在程序编程中，将有固定顺序和重复模式的程序段作为子程序存放，可使程序简单化。主程序执行过程中如果需要某一个子程序，可以通过一定格式的子程序调用指令来调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执行后血的程序段。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程子程序的结构子程序的结构与主程序的结构一样，子程序也是在最后一个程序段中用M17结束子程序运行，子程序结束后返回主程序子程序结束除了用M17指令外，还可以用RET指令。RET要求占用一个单独的程序段，不能和其他内容写在同一行。用RET指令结束子程序，返回主程序时不会中断G64连续路径运行方式，用M17指令则会中断G64运行方式，并进入停止状态。如图3-34所示是两次调用子程序的示意图。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程子程序名为了方便地调用某一子程序，必须给子程序取一个程序名，程序名可以自由选取，但必须符合以下规定。开始的两个符号必须是字母，其后的符号可以是字母、数字或下划线。最多为16个字符，不得使用分隔符子程序调用在一个程序中(主程序或子程序)可以直接用程序名调用子程序。子程序调用要求占用一个独立的程序段。下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程程序重复调用次数P如果要求多次连续地执行某一子程序，则在编程时必须在所调用子程序的程序名后地址P下写入调用次数，最大次数可以为9999,即P1~P9999嵌套深度子程序不仅可以从主程序中调用，也可以从其他子程序中调用，这个过程称为子程序的嵌套。有的系统子程序的嵌套深度可以为8层，也就是8级程序界面(包括主程序界面)，见图3-35。SIEMENS802D系统要求最多4级程序下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程特殊编程功能在SIEMENS数控系统中，可以使特殊编用特殊功能指令来描述坐标系的转换，常用的程功能指令有:坐标平移(TRANS,ATRANS)、坐标旋转(ROT,AROT)、坐标缩放(SCALE.ASCALE)、坐标镜像(MIRROR,AMIRROR下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程SIEMENS数控系统R参数编程R参数的基本概念R参数的表示R参数由地址R与若干位(通常为3位)数字组成R参数的引用除地址N,G,L外，R参数可以用来代替其他任何地址后血的数值。但是使用参数编程时，地址与参数间必须通过“=”连接R参数的种类R参数分成3类，即自由参数、加工循环传递参数和加工循环内部计算参数下一页上一页返回3.2SIEMENS数控系统编程R参数的运算参数运算格式R参数的运算与FANUC数控系统的B类宏变量运算相同，也是直接使用“运算表达式”进行。常用的R参数运算见表3-3参数运算次序R参数的次序依次为函数运算(SIN,COS,TAN等)、乘和除运算(*、/、AND等)、加和减运算(+、一、OR,XOR等)跳转指令跳转指令起到控制程序流向的作用。上一页返回3.3数控铣床编程实例XK714/A铣床简介机械构成及传动系统主要由工作台、主轴箱、气动系统、润滑系统、冷却系统、强电柜、数控柜及数控系统等部分组成。数控铣床编程实例内外轮廓加工类零件加工密封盖零件加工半圆球凸模零件加工矩形槽板零件加工下一页返回3.3数控铣床编程实例注意事项在宏程序编制时首先应准确确定逻辑关系，然后要与对应的变量赋值准确，不能混淆。粗铣时在加工到球面中部时，侧血余量较大，应在之前把毛坯外圈去除一定深度的余量，该程序省略球头刀与立铣刀应同时对好刀后在铣削，否则深度方向基准不一致，造成误差。球头刀不能清除根部圆角，应在用立铣刀精铣一圈(程序省略)上一页返回图3-1立式数控铣床坐标系返回图3-2卧式数控铣床坐标系返回图3-4机床参考点向多程序原点

的偏移图3-11两段直线之间倒角举例返回图3-12