數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ)

1、第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.1 數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程的基本概念 2.2 常用功能指令及編程方法常用功能指令及編程方法 2.3 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 2.4 數(shù)控編程中的數(shù)值計(jì)算數(shù)控編程中的數(shù)值計(jì)算 思考與練習(xí)題思考與練習(xí)題 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.1 數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程的基本概念 2.1.1 2.1.1 編程過程與方法編程過程與方法1 1 編程過程編程過程數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的數(shù)控程序自動(dòng)地對(duì)工件進(jìn)行加工的高效自動(dòng)化設(shè)備。理想的數(shù)控程序不僅應(yīng)該保證能加工出符合圖樣要求的合格工件，還應(yīng)該使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控

2、機(jī)床能安全、可靠、高效地工作。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 在程序編制以前，編程人員應(yīng)了解所用數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、 性能、數(shù)控系統(tǒng)所具備的功能及編程指令格式等。編制程序時(shí)， 需要先對(duì)零件圖樣規(guī)定的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，確定加工方法和加工路線，再進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，以獲得刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡的位置數(shù)據(jù)。然后，按數(shù)控機(jī)床規(guī)定采用的代碼和程序格式， 將工件的尺寸、刀具運(yùn)動(dòng)中心軌跡、 位移量、 切削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、 切削進(jìn)給量、 背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開與關(guān)等)編制成數(shù)控加工程序。在大部分情況下，要將加工程序記錄在加工程序控制介質(zhì)(簡(jiǎn)稱控制介質(zhì))上。常見的控制介

3、質(zhì)有磁盤、 磁帶、穿孔帶等。 通過控制介質(zhì)將零件加工程序輸入至數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制數(shù)控機(jī)床自動(dòng)地進(jìn)行加工。數(shù)控機(jī)床的加工過程見圖21。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖2-1 數(shù)控機(jī)床的加工過程 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 數(shù)控機(jī)床的程序編制主要包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫程序單、制作控制介質(zhì)及程序檢驗(yàn)。因此，數(shù)控程序編制也就是指由分析零件圖樣到程序檢驗(yàn)的全部過程， 見圖2-2。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-2 數(shù)控機(jī)床程序的編制過程 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 數(shù)控機(jī)床程序編制的具體步驟與要求如下：(1） 分析零件圖樣和制定工藝方案。這一步驟的內(nèi)容包括： 對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析， 明確

4、加工的內(nèi)容和要求； 確定加工方案；選擇合適的數(shù)控機(jī)床；選擇、設(shè)計(jì)刀具和夾具； 確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) (2） 數(shù)學(xué)處理。 在確定了工藝方案后，下一步需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線，計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。一般的數(shù)控系統(tǒng)均具有直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的功能，對(duì)于加工由圓弧和直線組成的較簡(jiǎn)單的平面零件，只需要計(jì)算出零件輪廓上相鄰幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)值。如果數(shù)控系統(tǒng)無(wú)刀具補(bǔ)償功能，還應(yīng)該計(jì)算刀具運(yùn)動(dòng)的中心軌跡。對(duì)于較復(fù)雜的零件或零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時(shí)， 就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)

5、值計(jì)算。例如對(duì)非圓曲線(如漸開線、 阿基米德螺旋線等)需要用直線段或圓弧段來逼近，在滿足加工精度的條件下，計(jì)算出曲線各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值。對(duì)于列表曲線、 空間曲面的程序編制，其數(shù)學(xué)處理更為復(fù)雜，般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算， 否則難以完成。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) (3） 編寫零件加工程序單及程序檢驗(yàn)。在完成上述工藝處理及數(shù)值計(jì)算工作后，即可編寫零件加工程序單。程序編制人員使用數(shù)控系統(tǒng)的程序指令，按照規(guī)定的程序格式，逐段編寫零件加工程序。 程序編制人員應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、 程序指令及代碼非常熟悉，才能編寫出正確的加工程序。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 程序編寫好之后，需將它存放在控制介質(zhì)上，然后輸入到數(shù)控系

6、統(tǒng)，控制數(shù)控機(jī)床工作。一般說來，正式加工之前， 要對(duì)程序進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)于平面零件可用筆代替刀具，以坐標(biāo)紙代替工件進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)畫圖，通過檢查機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性來檢驗(yàn)程序。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床上可通過顯示走刀軌跡或模擬刀具對(duì)工件的切削過程，對(duì)程序進(jìn)行檢查。對(duì)于復(fù)雜的零件，需要采用鋁件、塑料或石蠟等易切材料進(jìn)行試切。 通過檢查試件，不僅可確認(rèn)程序是否正確， 還可知道加工精度是否符合要求。若能采用與被加工工件材質(zhì)相同的材料進(jìn)行試切， 則更能反映實(shí)際加工效果。當(dāng)發(fā)現(xiàn)工件不符合加工技術(shù)要求時(shí)， 可修改程序或采取尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2 2 編程方法編程方法在普通機(jī)床上加

7、工零件時(shí)，應(yīng)由工藝員制訂零件的加工工藝規(guī)程。在工藝規(guī)程中規(guī)定了所使用的機(jī)床和刀具，工件和刀具的裝夾方法，加工順序和尺寸，切削參數(shù)等內(nèi)容，然后由操作者按工藝規(guī)程進(jìn)行加工。 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，首先要進(jìn)行程序編制。將加工零件的加工順序， 工件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)，工藝參數(shù)(主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度，背吃刀量等)以及輔助操作(變速、換刀、切削液?jiǎn)⑼?、工件夾緊、松開等)等加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定的格式編寫成加工程序單，并將程序單的信息通過控制介質(zhì)輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)加工。從零件圖樣到編制零件加工程序和制作控制介質(zhì)的全部過程，稱為程序編制。 第

8、2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 1） 手工編程手工編程是指從零件圖樣到編制零件加工程序和制作控制介質(zhì)的全部過程(工藝過程確定、加工軌跡和尺寸的計(jì)算、程序單編制及校驗(yàn)、控制介質(zhì)制備、程序校驗(yàn)及試切等)都是由人工完成的。這就要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。 手工編程對(duì)于簡(jiǎn)單零件通?？梢詣偃?，但對(duì)于一些形狀復(fù)雜的零件或空間曲面零件，編程工作量十分巨大，計(jì)算非常繁瑣， 花費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)，且容易出錯(cuò)。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2） 自動(dòng)編程所謂自動(dòng)編程指編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定，編寫一個(gè)零件源程序，送入編程計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)

9、行程序編制，編程系統(tǒng)便可自動(dòng)打印出程序清單和制備控制介質(zhì)。自動(dòng)編程既可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短編程時(shí)間， 又可減少差錯(cuò), 使編程工作變得簡(jiǎn)便。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 數(shù)控語(yǔ)言編程，就是編程員用數(shù)控語(yǔ)言把被加工零件的有關(guān)信息 (如零件的幾何形狀、材料、加工要求或切削參數(shù)、 進(jìn)給路線、刀具等) 編制成一個(gè)簡(jiǎn)短的零件源程序， 輸入到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)則通過預(yù)先存入的自動(dòng)編程系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行前置處理，翻譯零件源程序并進(jìn)行刀位數(shù)據(jù)計(jì)算，最后由后置處理得到數(shù)控機(jī)床能夠接受的指令單，也可以通過通信接口將后置處理的輸出直接輸入至CNC系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中。 圖2-3 為數(shù)控語(yǔ)言編程的過程示意圖。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖2

10、-3 數(shù)控語(yǔ)言編程的過程示意圖 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 數(shù)控圖形編程是利用圖形輸入裝置， 如鍵盤、 鼠標(biāo)器等直接向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的圖形，編程員基本上是將零件圖的數(shù)控語(yǔ)言編程過程示意圖“照搬”給計(jì)算機(jī)， 就能得到零件各輪廓點(diǎn)的位置坐標(biāo)值， 再給出一些必要的工藝參數(shù)， 便可立即在圖形顯示屏上顯示出刀具的加工軌跡，自動(dòng)生成NC加工指令清單。 圖2-4 是一種典型的配置方案。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-4 一種典型的配置方案 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 語(yǔ)音編程系統(tǒng)是隨著電子技術(shù)的研究而發(fā)展起來的。語(yǔ)音編程是用人說話作為輸入介質(zhì)的。 編程人員只需對(duì)著話筒說出各種基本操作，計(jì)算機(jī)即可自動(dòng)編制零件

11、的數(shù)控加工程序。 圖2-5為語(yǔ)音編程的系統(tǒng)框圖。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-5 語(yǔ)音編程的系統(tǒng)框圖 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 視覺編程系統(tǒng)是采用計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)來自動(dòng)閱讀、理解圖樣，由編程員在編程過程中實(shí)時(shí)給定切刀點(diǎn)、下刀點(diǎn)和退刀點(diǎn)，然后自動(dòng)計(jì)算出刀位點(diǎn)，經(jīng)后置處理輸出數(shù)控加工程序清單。 圖2-6為視覺系統(tǒng)編程的系統(tǒng)框圖。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-6 視覺系統(tǒng)編程的系統(tǒng)框圖 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)編程系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界上實(shí)際應(yīng)用的數(shù)控語(yǔ)言系統(tǒng)有100余種，其中最主要的是美國(guó)APT(Automatically Programmed Tools,自動(dòng)化編程

12、工具)語(yǔ)言系統(tǒng)。它是一種發(fā)展最早、容量最大、功能較全面又成熟的應(yīng)用廣泛的數(shù)控編程語(yǔ)言。 它能用于點(diǎn)位、連續(xù)控制系統(tǒng)以及25坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床， 可以加工極為復(fù)雜的空間曲面。數(shù)控語(yǔ)言(多用APT)接近于自然語(yǔ)言，易于編程人員學(xué)習(xí)與掌握。 但是， 數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)也有不少缺點(diǎn)，主要是： （1） 編程人員要學(xué)習(xí)和掌握數(shù)控語(yǔ)言。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) （2） 需要將被加工零件的信息轉(zhuǎn)換為文字信息，而文字信息遠(yuǎn)不如圖形信息直觀，且在這種轉(zhuǎn)換中容易產(chǎn)生一些人為的錯(cuò)誤。 （3） 數(shù)控語(yǔ)言編程目前還是采用批處理形式，即用數(shù)控語(yǔ)言編寫的零件源程序，輸入給計(jì)算機(jī)后一次處理，在處理過程中編程人員不能對(duì)其運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行調(diào)整

13、。因此，零件源程序的編寫、編輯、修改等還不夠直觀，這些缺點(diǎn)阻礙了編程效率和質(zhì)量的進(jìn)一步提高。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 雖然語(yǔ)音和視覺是快速傳遞和接收信息的主要手段，比手寫快十幾倍，甚至幾十倍，操作簡(jiǎn)單，也容易實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。但是，語(yǔ)音編程和視覺編程的發(fā)展及應(yīng)用，依賴于語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展水平，而且受工廠、企業(yè)的具體條件限制。國(guó)際上有些國(guó)家的語(yǔ)音編程系統(tǒng)和視覺編程系統(tǒng)在生產(chǎn)中已有所應(yīng)用，但到目前為止，真正在生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用的還很少。在國(guó)內(nèi)，剛剛進(jìn)入試驗(yàn)、研制階段。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 數(shù)控圖形編程系統(tǒng)是利用圖形輸入裝置直接向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的圖形，無(wú)需再對(duì)圖形信息進(jìn)行轉(zhuǎn)

14、換，大大減少了人為錯(cuò)誤，比語(yǔ)音編程系統(tǒng)具有更多的優(yōu)越性和廣泛的適應(yīng)性， 提高了編程的效率和質(zhì)量。另外，由于CAD的結(jié)果是圖形，故可利用CAD系統(tǒng)的信息生成NC指令單。因此，它能實(shí)現(xiàn)CADCAM集成化。正因?yàn)閳D形編程具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，目前乃至將來一段時(shí)間內(nèi)，它是自動(dòng)編程系統(tǒng)的發(fā)展方向，必將在自動(dòng)編程方面占主導(dǎo)地位。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.1.2 2.1.2 坐標(biāo)系的概念坐標(biāo)系的概念1 1 機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手笛卡爾坐標(biāo)系，其坐標(biāo)命名為X、Y、 Z， 常稱為基本坐標(biāo)系，如圖2-7 所示。右手的大拇指、食指和中指互相垂直時(shí)，拇指的方向?yàn)閄坐標(biāo)軸的正方向，食指為Y坐標(biāo)軸的正方向，

15、中指為Z坐標(biāo)軸的正方向。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-7 右手直角笛卡爾坐標(biāo)系 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 以X、 Y、 Z坐標(biāo)軸線或以與X、Y、Z坐標(biāo)軸平行的坐標(biāo)軸線為中心旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A、 B、 C表示，根據(jù)右手螺旋定理，分別以大拇指指向+X、 +Y、 +Z方向，其余四指方向則分別為+A、+B、 +C軸的旋轉(zhuǎn)方向。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 1） 坐標(biāo)軸的指定（1） Z軸: 通常把傳遞切削力的主軸定為Z軸。對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，如車床、磨床等，工件轉(zhuǎn)動(dòng)的軸為Z軸；對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，如鏜床、 銑床、鉆床等，刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的軸為Z軸； 如果有幾根軸同時(shí)符合上述條件，則其中與工件夾持裝置垂直

16、的軸為Z軸； 如果主軸可以擺動(dòng)，若在其允許的擺角范圍內(nèi)有一根與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系軸平行的軸時(shí)，則該軸為Z軸；若有兩根或兩根以上的軸與標(biāo)準(zhǔn)直角坐標(biāo)軸平行時(shí)， 其中與裝夾工件的工作臺(tái)相垂直的軸定為Z軸。對(duì)于工件和刀具都不轉(zhuǎn)的機(jī)床， 如刨床、插床等，無(wú)主軸，則Z軸垂直于工件裝夾表面。 Z軸的正方向取作刀具遠(yuǎn)離工件的方向。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) （2） X軸: 它一般平行于工件裝卡面，且與Z軸垂直。 對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，取平行于橫向滑座的方向，即工件的徑向?yàn)閄軸坐標(biāo)，取刀具遠(yuǎn)離工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸的正向； 對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，若Z軸為水平 (如臥式銑床、 臥式鏜床)，則從刀具主軸向工件看，右手方向?yàn)閄軸

17、正向； 若Z軸為垂直，對(duì)單立柱機(jī)床 (如立式銑床)， 從刀具主軸向立柱方向看，右手方向?yàn)閄軸正向， 對(duì)于龍門機(jī)床，從主軸看龍門的方向?yàn)閄軸正向； 對(duì)于工件和刀具都不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，X軸與主切削方向平行且切削運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎颉?第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) （3） Y軸: 當(dāng)X軸與Z軸確定之后，Y軸垂直于X軸、Z軸， 其方向可按右手定理決定。 圖2-8圖2-11 分別給出了部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-8 數(shù)控車床坐標(biāo)系 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-9 數(shù)控銑床坐標(biāo)系 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-10 數(shù)控鏜、 銑床坐標(biāo)系 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-11 數(shù)控外磨

18、床坐標(biāo)系 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2） 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)方向有的數(shù)控機(jī)床需要有繞坐標(biāo)軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，例如繞X軸、 Y軸、Z軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸別稱為A軸、 B軸和C軸，它們的方向如圖2-12 所示。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-12 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2 2 工作坐標(biāo)系工作坐標(biāo)系工作坐標(biāo)系是編程人員在編程過程中使用的。它由編程人員以工件圖樣上的某一固定點(diǎn)為原點(diǎn)所建立的坐標(biāo)系，又稱為工件坐標(biāo)系或編程坐標(biāo)系， 編程尺寸都按工件的尺寸確定。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3 附加坐標(biāo)系附加坐標(biāo)系 以上X軸、Y軸、Z軸通常稱為第一坐標(biāo)系； 若有與這些軸平行的第二直線運(yùn)動(dòng)時(shí)稱為第二坐標(biāo)系，對(duì)應(yīng)

19、地命名為U軸、 V軸、 W軸；若有第三直線運(yùn)動(dòng)時(shí)， 則對(duì)應(yīng)地命名為P軸、Q軸、 R軸， 或者稱為第三坐標(biāo)系。 如果有不平行于X軸、Y軸、Z軸的直線運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)使用方便的原則確定U軸、V軸、W軸和P軸、Q軸、R軸。當(dāng)有兩個(gè)以上相同方向的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可按靠近第一坐標(biāo)軸的順序確定U軸、V軸、W軸和P軸、Q軸、R軸。 對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸除了A軸、B軸和C軸以外，還可以根據(jù)使用要求繼續(xù)命名為D軸、E軸。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 4 4 坐標(biāo)系的原點(diǎn)坐標(biāo)系的原點(diǎn) 1） 坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，并設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)。機(jī)床上有一些固定的基準(zhǔn)線，如主軸中心線； 也有一些固定的基準(zhǔn)面， 如工作臺(tái)面

20、、 主軸端面、 工作臺(tái)側(cè)面等等。當(dāng)機(jī)床的坐標(biāo)軸手動(dòng)返回各自的原點(diǎn) (或稱零點(diǎn)) 以后， 用各坐標(biāo)軸部件上的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面之間的距離便可確定機(jī)床原點(diǎn)的位置，該點(diǎn)在數(shù)控機(jī)床的使用說明書上均有說明。 如立式數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)為O, X軸、Y軸返回原點(diǎn)后，在主軸中心線與工作臺(tái)面的交點(diǎn)處，可由主軸中心線至工作臺(tái)的兩個(gè)側(cè)面的給定距離來測(cè)定。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2） 工作坐標(biāo)系與工作原點(diǎn)工作坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中稱為調(diào)整點(diǎn)。在加工時(shí)， 工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，測(cè)量工作原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的距離，這個(gè)距離稱為工作原點(diǎn)偏置，如圖2-13 所示。該偏置值需要預(yù)存到數(shù)控系統(tǒng)中，在加工時(shí)，工作原點(diǎn)偏置值便能自

21、動(dòng)附加到工作坐標(biāo)系上，使數(shù)控系統(tǒng)可按機(jī)床坐標(biāo)系確定加工時(shí)的坐標(biāo)值。因此，編程人員可以不考慮工件在機(jī)床上的安裝位置和安裝精度，而利用數(shù)控系統(tǒng)的原點(diǎn)偏置功能，通過工作原點(diǎn)偏置值來補(bǔ)償工件的安裝誤差，使用起來非常方便, 現(xiàn)在多數(shù)數(shù)控機(jī)床都具有這種功能。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-13 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3） 絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系，稱為相對(duì)坐標(biāo)系(或稱增量坐標(biāo)系)。所有坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值均從某一固定坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系，稱為絕對(duì)坐標(biāo)系。如圖2-14 中的 A、B兩點(diǎn)，若以絕對(duì)坐標(biāo)計(jì)量，則A=30，YA=35，XB=12，YB=15。

22、若以相對(duì)坐標(biāo)計(jì)量，則B點(diǎn)的坐標(biāo)是在以A點(diǎn)為原點(diǎn)建立起來的坐標(biāo)系內(nèi)計(jì)量的，則終點(diǎn)B的相對(duì)坐標(biāo)為XB=-18, YB =-20。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-14 絕對(duì)坐標(biāo)系和相對(duì)坐標(biāo)系 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.1.3 2.1.3 程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)1 1 程序的結(jié)構(gòu)程序的結(jié)構(gòu)1） 程序號(hào) 程序號(hào)即為程序的開始部分，為了區(qū)別存儲(chǔ)器中的程序， 每個(gè)程序都要有程序編號(hào)，在編號(hào)前采用程序編號(hào)地址碼。 如在FANUC6系統(tǒng)中，般采用英文字母O作為程序編號(hào)地址， 而其他系統(tǒng)有的采用P，以及“： ”等。程序號(hào)的范圍是0999。 接下來書寫程序段， 程序號(hào)的格式為：N4(即N后最多允許有4位數(shù))，程序號(hào)的

23、范圍是09999。 為了修改程序時(shí)能隨時(shí)插入一些程序段，程序號(hào)一般不按自然數(shù)列編寫，而是采用跳寫的方式， 例如 N10、 N20、 N30 或N0、 N5、 N10 。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2） 程序內(nèi)容 程序內(nèi)容部分是整個(gè)程序的核心。它由許多程序段組成， 每個(gè)程序段由一個(gè)或多個(gè)指令構(gòu)成，它表示數(shù)控機(jī)床要完成的全部動(dòng)作。程序開頭的幾個(gè)程序段，一般先進(jìn)行選刀、換刀、 設(shè)定切削用量，規(guī)定主軸轉(zhuǎn)向，是否使用冷卻液等工作，還要用G54G59或G92指出編程的原點(diǎn)。然后書寫工件各表面加工的內(nèi)容， 最后是程序結(jié)束語(yǔ)句M02或M30。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3） 程序結(jié)束 程序結(jié)束是以程序結(jié)束指令M0

24、2或M30作為整個(gè)程序結(jié)束的符號(hào)，來結(jié)束整個(gè)程序。M30與M02的不同點(diǎn)在于，前者程序結(jié)束后自動(dòng)返回剛執(zhí)行過的程序的起始處，準(zhǔn)備接下去啟動(dòng)機(jī)床加工下一個(gè)(相同的)工件，而無(wú)需人工進(jìn)行查找和調(diào)用等操作。程序結(jié)構(gòu)如下： 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) O XXXX (程序號(hào)) N10 G92 X40 Y30 LF N20 G90 G00 X28 T01 S800 M03 LF N30 G01X-8 YS F200 LF (程序內(nèi)容) N40 X0 Y0 LF N50 X28 Y30 LF N60 G00 X40 LF N70 M02 LF (程序結(jié)束) 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2 2 程序段格式程序段格式

25、 零件的加工程序是由程序段組成的。每個(gè)程序段由若干個(gè)數(shù)據(jù)字組成，每個(gè)字是控制系統(tǒng)的具體指令，它是由表示地址的英語(yǔ)字母、特殊文字和數(shù)字集合而成的。 程序段格式是指一個(gè)程序段中字、 字符、 數(shù)據(jù)的書寫規(guī)則， 通常有以下三種格式。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 1）字地址程序段格式 字地址程序段格式是由語(yǔ)句號(hào)字、數(shù)據(jù)字和程序段結(jié)束組成。各字前有地址，各字的排列順序要求不嚴(yán)格，數(shù)據(jù)的位數(shù)可多可少，不需要的字以及與上一程序段相同的續(xù)效字可以不寫。該格式的優(yōu)點(diǎn)是程序簡(jiǎn)短、直觀以及容易檢驗(yàn)、修改， 故該格式在目前廣泛使用。字地址程序段格式如下： N-G-X-Y-Z-F-S-T-M-LF例如, N40 G01 X2

26、5 Y-36 F100 S300 T02 M03 LF。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 程序段內(nèi)各字的說明： （1） 語(yǔ)句號(hào)字(N): 用以識(shí)別程序段的編號(hào)。用地址碼N和后面的若干位數(shù)字來表示。例如, N40表示該語(yǔ)句的語(yǔ)句號(hào)為40。 （2） 準(zhǔn)備功能字(G功能字): G功能是使數(shù)控機(jī)床做某種操作的指令， 用地址符G和兩位數(shù)字來表示，從G00G99共100種。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) （3） 尺寸字 (X、 Y、 Z等): 尺寸字由地址碼、+、符號(hào)及絕對(duì)值(或增量)的數(shù)值構(gòu)成。 尺寸字的地址碼有X、 Y、 Z、 U、 V、 W、 P、 Q、 R、 A、 B、 C、 I、 J、 K、 D等。 例如,

27、X20 Y-40。 尺寸字的“+”可省略。 表示地址碼的英文字母的含義見表2-1。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 表表2-1 地址碼中英文字母的含義地址碼中英文字母的含義 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) （4） 進(jìn)給功能字 (F): 它表示刀具中心運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度。它由地址碼F和后面若干位數(shù)字構(gòu)成。這個(gè)數(shù)字的單位取決于每個(gè)數(shù)控系統(tǒng)所采用的進(jìn)給速度的指定方法。如F100表示進(jìn)給速度為100 mmmin，有的以F*表示后兩位既可以是代碼，也可以是進(jìn)給量的數(shù)值。具體內(nèi)容見所用數(shù)控機(jī)床編程說明書。 （5）主軸轉(zhuǎn)速功能字(S): 由地址碼S和其后的若干位數(shù)字組成，單位為轉(zhuǎn)速單位 (rmin)。例如, S800表示主軸

28、轉(zhuǎn)速為800 rmin。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) （6） 刀具功能字(T): 由地址碼T和若干位數(shù)字組成。刀具功能字的數(shù)字是指定的刀號(hào)。 數(shù)字的位數(shù)由所用系統(tǒng)決定。例如：T04表示第四號(hào)刀。 （7） 輔助功能字(M功能): 輔助功能表示一些機(jī)床輔助動(dòng)作的指令，用地址碼M和后面兩位數(shù)字表示。從M00M99共100種。 （8） 程序段結(jié)束符:它寫在每一程序段之后，表示程序結(jié)束。當(dāng)用EIA標(biāo)準(zhǔn)代碼時(shí)，結(jié)束符為“CR”，用ISO標(biāo)準(zhǔn)代碼時(shí)為“NL”或“LF”。 有的用符號(hào)“； ”或“+”表示。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2） 使用分隔符的程序段格式 這種格式預(yù)先規(guī)定了輸入時(shí)可能出現(xiàn)的字的順序，在每個(gè)字前

29、寫一個(gè)分隔符“HT”，這樣就可以不使用地址符，只要按規(guī)定的順序把相應(yīng)的數(shù)字跟在分隔符后面就可以了。 使用分隔符的程序段與字地址程序段的區(qū)別在于用分隔符代替了地址符。在這種格式中，重復(fù)的可以不寫， 但分隔符不能省略。若程序中出現(xiàn)連在一起的分隔符， 表明中間略去了一個(gè)數(shù)據(jù)字。 使用分隔符的程序格式一般用于功能不多且較固定的數(shù)控系統(tǒng), 但程序不直觀，容易出錯(cuò)。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3） 固定程序段格式 這種程序段既無(wú)地址碼也無(wú)分隔符，各字的順序及位數(shù)是固定的。 重復(fù)的字不能省略，所以每個(gè)程序段的長(zhǎng)度都是一樣的。 這種格式的程序段長(zhǎng)且不直觀， 目前很少使用。第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.2 常用功能

30、指令及編程方法常用功能指令及編程方法 2.2.1 2.2.1 準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能G G指令代碼指令代碼G指令代碼也稱準(zhǔn)備功能指令。這類指令在數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算之前需要預(yù)規(guī)定，為插補(bǔ)運(yùn)算、刀補(bǔ)運(yùn)算、固定循環(huán)等做好準(zhǔn)備。例如，刀具在哪個(gè)坐標(biāo)平面加工，是直線還是圓弧等。 JB320883中規(guī)定：G指令由字母G和其后面的二位數(shù)字組成， 從G00G99共100種代碼， 見表2-2。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 表表2-2 G 指指 令令 代代 碼碼第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 表表2-2 G 指指 令令 代代 碼碼第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) G指令有以下兩種： (1) 模態(tài)G指令。在表2-2內(nèi)第二欄中，如標(biāo)有字母則表示相

31、對(duì)應(yīng)的G代碼為模態(tài)指令。相同字母對(duì)應(yīng)的G代碼為一組，同組的任意兩個(gè)代碼不能同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)程序段中。模態(tài)代碼表示這種代碼在一個(gè)程序段中一經(jīng)指定，便保持有效到以后的程序段中出現(xiàn)同組的另一個(gè)代碼時(shí)才失效。在某一程序中一經(jīng)應(yīng)用某模態(tài)G指令，如果其后續(xù)的程序段中還有相同功能的操作且沒有出現(xiàn)過同組的G指令時(shí)，則在后續(xù)的程序段中可以不再指令和書寫這一功能代碼。 (2) 非模態(tài)G指令。表2-2內(nèi)第二欄中沒有字母的表示對(duì)應(yīng)的G代碼為非模態(tài)代碼，即只有書寫了該代碼時(shí)才有效。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.2.2 2.2.2 輔助功能輔助功能M M指令代碼指令代碼輔助功能代碼也有M00M99共計(jì)100種。見表2-3。

32、M代碼也有續(xù)效代碼與非續(xù)效代碼。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) (1) M00為程序停止指令。在執(zhí)行完含有M00的程序段后， 機(jī)床的主軸、進(jìn)給及切削液都自動(dòng)停止。該指令用于加工過程中進(jìn)行測(cè)量工件的尺寸、命令工件調(diào)頭、手動(dòng)變速等固定操作。當(dāng)程序運(yùn)行停止時(shí)，全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變， 固定操作完成，重按“啟動(dòng)”鍵，便可繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的程序。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) (2) M01為計(jì)劃 (任選) 停止代碼。該代碼與M00基本相似， 所不同的是： 只有在“任選、 停止”按鍵被按下時(shí)，M01才有效，否則機(jī)床仍不停地繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的程序段。該代碼常用于工件關(guān)鍵尺寸

33、的停機(jī)抽樣檢查等情況，當(dāng)檢查完成后，按啟動(dòng)鍵繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。 (3) M02為程序結(jié)束代碼。當(dāng)全部程序結(jié)束時(shí)，用此代碼使主軸、進(jìn)給、冷卻全部停止并使機(jī)床復(fù)位。 該代碼必須出現(xiàn)在程序的最后一個(gè)程序段中。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) (4) M03、 M04、 M05 分別表示主軸正轉(zhuǎn)、 反轉(zhuǎn)和主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 (5) M06用于電動(dòng)控制刀架或多軸轉(zhuǎn)塔刀架的自動(dòng)轉(zhuǎn)位實(shí)現(xiàn)換刀，或具有刀庫(kù)的數(shù)控機(jī)床（如加工中心）的自動(dòng)換刀。 (6) M07、M08、M09 用于冷卻裝置的啟動(dòng)和關(guān)閉。 M07表示霧狀切削液開關(guān)； M08表示液狀切削液開關(guān)；M09表示關(guān)閉切削液開關(guān)，并注銷M07、M08、 M50及M51。

34、 (7) M30為程序結(jié)束。該指令與M02的功能基本相同，所不同的是，M30可使環(huán)形紙帶越過接頭或轉(zhuǎn)換到第二臺(tái)輸入機(jī)中。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.2.3 2.2.3 其他功能其他功能F F、S S、T T指令代碼指令代碼1 1 F F 功能（進(jìn)給功能）功能（進(jìn)給功能）F功能也稱進(jìn)給功能，它表示進(jìn)給速度。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，F(xiàn)功能的表示方法也不同。用“F+15位數(shù)字”表示， 通常用F后跟三位數(shù)字（FXXX）表示。進(jìn)給功能的單位一般為mm/min， 當(dāng)進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時(shí)（如車削螺紋），單位為mm/r。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2 2 S S功能（主軸轉(zhuǎn)速功能）功能（主軸轉(zhuǎn)速功能）S功能也

35、稱為主軸轉(zhuǎn)速功能，它主要表示主軸轉(zhuǎn)速或速度。 S功能用“S+24位數(shù)字”組成。其單位有兩種，r/min或m/min。 通常使用r/min，如800 r/min，表示主軸轉(zhuǎn)速為每分鐘800轉(zhuǎn)。 3 3 T T功能（刀具功能）功能（刀具功能）T功能也稱刀具功能，表示選擇刀具和刀補(bǔ)號(hào)。一般具有自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床才有此功能。刀具功能用“T+2或4位數(shù)字”表示。 F、 S、 T功能均為模態(tài)代碼。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.2.4 2.2.4 常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法1 1 G90G90絕對(duì)值編程指令絕對(duì)值編程指令該指令表示：在G90方式下，程序段中的軌跡坐標(biāo)都是相對(duì)于某一原

36、點(diǎn)所給定的絕對(duì)尺寸。以圖2-15 為例用絕對(duì)值編程的程序如下。N10 G90 ； N20 G01 X10 Y20 F120； N30 X30 Y30 ； N40 X40 Y60 ； N50 X80 Y30 ； N60 M02 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖2-15 G90、 G91應(yīng)用圖例 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2 2 G91G91增量值編程指令增量值編程指令該指令表示：在G91方式下，程序段中的軌跡坐標(biāo)都是相對(duì)于前一位置坐標(biāo)的增量尺寸。仍以圖2-15 為例， 在下列用增量值編程的程序中，各點(diǎn)坐標(biāo)都是相對(duì)于前一點(diǎn)位置來編程的。 N10 G91 ； N20 G01 X10 Y20 F120 ； N

37、30 X20 Y20 ； N40 X10 Y20 ； N50 X40 Y30 ； N60 M02如果在開始程序段不注明是G90還是G91方式， 則系統(tǒng)按G90方式運(yùn)行。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3 3 G92G92坐標(biāo)系設(shè)定指令坐標(biāo)系設(shè)定指令當(dāng)用絕對(duì)值編程時(shí)， 首先需要建立一個(gè)坐標(biāo)系， 用來確定絕對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn) (又稱編程原點(diǎn))設(shè)在距刀具現(xiàn)在位置多遠(yuǎn)的地方，即確定刀具起始點(diǎn)在某坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。 這個(gè)坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系。設(shè)定工件坐標(biāo)系的指令格式為：G92 X Y Z 其中, X Y Z為刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的初始位置。工件坐標(biāo)系建立后，程序內(nèi)所有用絕對(duì)值指定的坐標(biāo)值， 均為這個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

38、 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 必須注意，執(zhí)行G92指令時(shí)，機(jī)床并不動(dòng)作，即X、Y、Z軸均不動(dòng)作。只是顯示器上的坐標(biāo)值發(fā)出了變化。以圖2-16 為例，加工工件前，刀具起始點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系(XOY)中的坐標(biāo)值為（200，20），此時(shí)，顯示器上顯示的坐標(biāo)值也為(200, 20)，當(dāng)機(jī)床執(zhí)行“G92 X160 Y20”時(shí)，就建立起了工件坐標(biāo)系。 這時(shí)顯示器上顯示的坐標(biāo)值改變?yōu)?160, 20)，這個(gè)坐標(biāo)值是刀具起始點(diǎn)相對(duì)于工件坐標(biāo)系(XOY)中的坐標(biāo)值， 但刀具相對(duì)機(jī)床的位置沒有改變。在運(yùn)行后面的程序時(shí)， 凡是絕對(duì)值方式下的坐標(biāo)值均為點(diǎn)在XOY這個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-16 工件

39、坐標(biāo)系的設(shè)定 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 需要指出的是，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O（編程原點(diǎn)）相對(duì)機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)O的位置必須事先調(diào)整好，或者說刀具起始點(diǎn)相對(duì)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O的位置是已知的。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 4. G004. G00快速定位指令快速定位指令 G00快速定位指令的格式為：G00 XYZ其中， XYZ為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。 G00指令的功能是指令刀具相對(duì)于工件從一個(gè)定位點(diǎn)快速移動(dòng)到下一個(gè)定位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度不需在程序段里設(shè)定， 而是根據(jù)NC系統(tǒng)里預(yù)先設(shè)定的速度來執(zhí)行。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 5 5 G01G01直線插補(bǔ)指令直線插補(bǔ)指令 G01直線插補(bǔ)指令的格式為： G01 XYZF其中， XYZ為目標(biāo)

40、點(diǎn)坐標(biāo)。 G01指令的功能是指令兩個(gè)(或三個(gè))坐標(biāo)以聯(lián)動(dòng)的方式， 按程序段中規(guī)定的進(jìn)給速度F，插補(bǔ)加工出任意斜率的直線(或空間平面)。 X Y Z值在G90 方式下用絕對(duì)值坐標(biāo)，在G91方式下用增量值坐標(biāo)。F為刀具進(jìn)給速度。 如圖 2-17 所示，加工直線AB，刀具起點(diǎn)為A終點(diǎn)為B。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-17 直線插補(bǔ)G01 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 用絕對(duì)值編程的程序?yàn)椋?G90 G01 X60 Y50 F120 ； 用增量值編程的程序?yàn)椋?G91 G01 X50 Y40 F120 ； G01和F均為模態(tài)代碼，G01 程序段中必須含有F指令。 若無(wú)F指令， 則認(rèn)為進(jìn)給速度為零。 第

41、2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 6 6 G02G02、 G03G03圓弧插補(bǔ)指令圓弧插補(bǔ)指令G02、 G03 指令的功能是使機(jī)床在給定的坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。順圓弧和逆圓弧在各坐標(biāo)平面內(nèi)的判別方法如圖 2-18 所示。 即在圓弧插補(bǔ)中沿垂直于要加工圓弧所在平面的坐標(biāo)軸由正方向向負(fù)方向看，刀具相對(duì)于工件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針方向?yàn)镚02，逆時(shí)針方向?yàn)镚03。指令格式為： FJIYX0302GG第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-18 圓弧插補(bǔ) 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) X、Y為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值。在絕對(duì)值編程(G90)方式下，圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)是絕對(duì)坐標(biāo)尺寸；在增量值編程(G91)方式下，圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的

42、增量值。I、J表示圓弧圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)在X、Y方向上的增量坐標(biāo)，與G90 和G91 方式無(wú)關(guān)。F為刀具沿圓弧切向的進(jìn)給速度。 下面以圖 2-19 為例， 說明G02、 G03 的編程方法。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-19 G02、 G03 的編程圖例 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 設(shè)刀具由坐標(biāo)原點(diǎn)O快進(jìn)至a點(diǎn)，從a點(diǎn)開始沿a、b、c、d、 e、f、a切削，最終回到原點(diǎn)O。 用絕對(duì)值編程程序如下： N10 G92 X0 Y0 ； N20 G90 G00 X30 Y30 ； N30 G01 X120 F120 ； N40 Y55 ； N50 G02 X95 Y80 I0 J25 F100 ； N

43、60 G03 X70 Y105 ICD*225 J0 ； N70 G01 X30 Y105 F120 ； N80 Y30； N90 G00 X0 Y0 ； N100 M02 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 用增量值編程程序如下： N10 G91 G00 X30 Y30 ； N20 G01 X90 F120； N30 Y25； N40 G02 X25 Y25 I0 J25 F100 ； N50 G03 X25 Y25 ICD*225 J0 ； N60 G01 X40 F120 ； N70 Y75 ； N80 G00 X30 Y30 ； N100 M02 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 在實(shí)際銑削加工中，往往要求

44、在工件上加工出一個(gè)整圓輪廓，在編制整圓輪廓程序時(shí)需注意圓心坐標(biāo)I、J不能同時(shí)為 0。否則，在執(zhí)行此指令時(shí)，刀具將原地不動(dòng)或系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤信息。 下面以圖 2-20 為例， 說明整圓的編程方法。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 用絕對(duì)值編程程序如下：G02 X45 Y25 115 J0 F100 ； 用增量值編程程序如下：G91 G02 X0 Y0 I15 J0 F100 ； 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-20 整圓的編程方法 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 7 7 G04 G04 暫停指令暫停指令 G04 指令的功能是使刀具作短暫的無(wú)進(jìn)給加工，以獲得平整而光滑的表面。主要用于如下幾種情況： （1） 橫向切槽、

45、倒角、車頂尖孔時(shí)，為使表面平整，使用暫停指令，使刀具在加工表面位置停留幾秒鐘再退刀。 （2） 對(duì)不通孔進(jìn)行鉆削加工時(shí)，刀具進(jìn)給到孔底位置， 用暫停指令使刀具作非進(jìn)給光整切削，然后再退刀，保證孔底平整。 暫停指令的指令格式為： PXG04第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 地址碼X或P為暫停時(shí)間。其中X后面可用帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)， 單位為s。例如，G04X4.5 表示前一段程序執(zhí)行完，刀具在原地停留 4.5 s后，后一段程序才執(zhí)行。 P后面不允許用小數(shù)點(diǎn)， 單位為ms。例如, G04 P2000表示暫停 2 s。應(yīng)注意，G04 必須單獨(dú)編寫一個(gè)程序段， 并緊跟在需要暫停的程序段后。 圖 2-21 為車槽工序。假設(shè)

46、主軸轉(zhuǎn)速n600 rmin，則轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間為T0.1 s，若使刀具在槽底暫停到工件轉(zhuǎn)三圈， 程序如下： G01 X45 F60 ； G04 X0.3 ； G01 X60 F60 ； 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 圖 2-21 車槽工序 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2.3 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 2.3.1 2.3.1 工藝分析與設(shè)計(jì)工藝分析與設(shè)計(jì)在數(shù)控機(jī)床上加工零件，首先遇到的問題就是工藝問題。 數(shù)控機(jī)床的加工工藝與普通機(jī)床的加工工藝有許多相同之處， 也有許多不同，在數(shù)控機(jī)床上加工的零件通常要比普通機(jī)床所加工的零件工藝規(guī)程復(fù)雜得多。在數(shù)控機(jī)床加工前，要將機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過程、零件的工藝過程、刀

47、具的形狀、切削用量和走刀路線等都編入程序，這就要求程序設(shè)計(jì)人員要有多方面的知識(shí)基礎(chǔ)。合格的程序員首先是一個(gè)很好的工藝人員， 應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、特點(diǎn)、切削范圍和標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)等有較全面的了解，否則就無(wú)法做到全面周到地考慮零件加工的全過程以及正確、合理地確定零件的加工程序。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 數(shù)控機(jī)床是一種高效率的設(shè)備，它的效率一般高于普通機(jī)床的 24倍。要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握性能、特點(diǎn)及使用方法，同時(shí)還必須在編程之前正確地確定加工方案， 進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，再考慮編程。 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)， 數(shù)控加工工藝主要包括下列內(nèi)容： （1） 選擇并決定零件的數(shù)控加工內(nèi)容。（2） 零件

48、圖樣的數(shù)控工藝性分析。 （3） 數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)。 （4） 數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)。 （5） 數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 1 1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇對(duì)于某個(gè)零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成。 而往往只是其中的一部分適合于數(shù)控加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在選擇并做出決定時(shí)，應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的實(shí)際，立足于解決難題、攻克關(guān)鍵和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮： (1） 通用機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)選內(nèi)容。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ)

49、 (2） 通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容。 (3） 通用機(jī)床效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容， 可在數(shù)控機(jī)床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容則不宜選擇數(shù)控加工： （1） 占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn)，要用專用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容。 （2） 加工部位分散，要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時(shí)， 采用數(shù)控加工很麻煩， 效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工。 （3） 按某些特定的制造依據(jù)(如樣板等) 加工的型面輪廓。 主要

50、原因是獲取數(shù)據(jù)困難， 容易與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾， 增加編程難度。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2 2 數(shù)控加工工藝性分析數(shù)控加工工藝性分析在選擇和決定數(shù)控加工內(nèi)容的過程中，數(shù)控技術(shù)人員已經(jīng)對(duì)零件圖樣作過一些工藝性分析，但還不夠具體與充分。 在進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析時(shí)， 還應(yīng)根據(jù)所掌握的數(shù)控加工基本特點(diǎn)及所用數(shù)控機(jī)床的功能和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，力求把這一前期準(zhǔn)備工作做得更仔細(xì)、 更扎實(shí)些， 以便為下面要進(jìn)行的工作鋪平道路， 減少失誤和返工， 不留隱患。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 對(duì)圖樣的工藝性分析與審查，一般是在零件圖樣設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)以后進(jìn)行的。特別是在把原來采用通用機(jī)床加工的零件改為數(shù)控加工的情況下，零件設(shè)

51、計(jì)都已經(jīng)定型，我們?cè)僖蟾鶕?jù)數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)，對(duì)圖樣或毛坯進(jìn)行較大的更改， 一般是比較困難的，所以，一定要把重點(diǎn)放在零件圖樣或毛坯圖樣初步設(shè)計(jì)劃定之間的工藝性審查與分析上。因此，編程人員要與設(shè)計(jì)人員密切合作，參與零件圖樣審查，提出恰當(dāng)?shù)男薷囊庖姡?在不損害零件使用特性的許可范圍內(nèi)， 更多地滿足數(shù)控加工工藝的各種要求。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 1） 尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)在數(shù)控編程中，所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此，零件圖中最好直接給出坐標(biāo)尺寸，或盡量以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸。這種標(biāo)注法，既便于編程，也便于與尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，會(huì)在保持設(shè)計(jì)、工藝、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置

52、的一致性方面帶來很大方便。由于零件設(shè)計(jì)人員往往在尺寸標(biāo)注中較多地考慮裝配等方面，而不得不采取局部分散的標(biāo)注方法，這樣會(huì)給工序安排與數(shù)控加工帶來諸多不便。 事實(shí)上，由于數(shù)控加工精度及重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)生較大的累積誤差而破壞使用性能， 因而改動(dòng)局部的分散標(biāo)注法為集中標(biāo)注或坐標(biāo)式尺寸是完全可以的。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2） 幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。 因?yàn)樵谧詣?dòng)編程時(shí)要對(duì)構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時(shí)要計(jì)算出每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)， 無(wú)論哪一點(diǎn)不精確或不確定，編程都無(wú)法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計(jì)人員在

53、設(shè)計(jì)過程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)給出參數(shù)不全或不清楚， 也可能有自相矛盾之處，如圓弧與直線、圓弧與圓弧到底是相切還是相交或相離狀態(tài)? 這就增加了數(shù)學(xué)處理與節(jié)點(diǎn)計(jì)算的難度。所以， 在審查與分析圖樣時(shí)，一定要仔細(xì)認(rèn)真，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)找設(shè)計(jì)人員更改。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3） 定位基準(zhǔn)可靠在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，可對(duì)零件進(jìn)行雙面、 多面的順序加工，確定基準(zhǔn)定位十分必要，否則很難保證兩次安裝加工后兩個(gè)面上的輪廓位置及尺寸協(xié)調(diào)。所以，如零件本身有合適的孔，最好就用它來做定位基準(zhǔn)孔，即使零件上沒有合適的孔，也要想辦法專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)。如零件上實(shí)在無(wú)法制出工藝孔，可以考慮以零件輪廓

54、的基準(zhǔn)邊定位或在毛坯上增加工藝凸耳，制出工藝孔，在完成定位加工后再除去。 此外，在數(shù)控銑削工藝中也常常需要對(duì)零件輪廓的凹圓弧半徑及毛坯的有關(guān)問題提一些特殊要求。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3 3數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)與用通用機(jī)床加工的工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別在于它不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計(jì)中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般均穿插于零件加工的整個(gè)工藝過程中間，因而要與普通加工工藝銜接好。 另外，在通用機(jī)床加工時(shí)由工人根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣所自行決定的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與安排

55、、刀具的幾何形狀、走刀路線及切削用量等，都是數(shù)控工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的內(nèi)容，并將正確的選擇編入程序中。在數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)中主要應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 1） 工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)， 數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： （1） 以一次安裝、加工做為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容不多的工件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 （2） 以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工面，但考慮到程序太長(zhǎng)，會(huì)受到某些限制， 如控制系統(tǒng)的限制 (主要是內(nèi)存容量)，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制 (如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束) 等。 此外，程序太長(zhǎng)會(huì)增

56、加出錯(cuò)檢索困難。因此程序不能太長(zhǎng)， 一道工序的內(nèi)容不能太多。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) （3） 以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件， 可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、 曲面或平面。 （4） 以粗、精加工劃分工序。對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件， 由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、 精加工的都要將工序分開。 總之，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性、 機(jī)床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本企業(yè)生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。零件宜采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則， 也要根據(jù)實(shí)際情況合理確定。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 2） 順序的安排

57、（1） 上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。（2） 先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工工序， 后進(jìn)行外形加工工序。（3） 以相同定位、夾緊方式或同一刀具加工的工序，最好接連進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。 （4） 在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序， 應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 3） 數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接數(shù)控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾，因此在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn)，如要不要留加工余量、留多少，定位面與孔的

58、精度要求及形位公差， 對(duì)校形工序的技術(shù)要求，對(duì)毛坯的熱處理狀態(tài)等，這樣才能使各工序滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗(yàn)收有依據(jù)。 數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)應(yīng)對(duì)零件圖、毛坯圖認(rèn)真消化，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則，盡量把數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)得更合理一些。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 4 4 數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)當(dāng)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)完成后，各道數(shù)控加工工序的內(nèi)容已基本確定，要達(dá)到的目標(biāo)已比較明確，對(duì)其他一些問題 (如刀具、夾具、量具、裝夾方式等)也大體做到心中有數(shù)， 接下來便可以

59、著手?jǐn)?shù)控工序設(shè)計(jì)。 在確定工序內(nèi)容時(shí)，要充分注意到數(shù)控加工的工藝是十分嚴(yán)密的。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床雖然自動(dòng)化程度較高，但自適應(yīng)性差。 它不能像通用機(jī)床，加工時(shí)可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題比較自由地進(jìn)行人為調(diào)整，即使現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在自適應(yīng)調(diào)整方面作出了不少努力與改進(jìn)，但由由度也不大。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 比如，數(shù)控機(jī)床在攻制螺紋時(shí)，它就不知道孔中是否已擠滿了切屑，是否需退一下刀， 或清理一下切屑再繼續(xù)。所以， 在數(shù)控加工的工序設(shè)計(jì)中必須注意加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)。 同時(shí)， 在對(duì)圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、 計(jì)算和編程時(shí)， 都要力求準(zhǔn)確無(wú)誤。因?yàn)?，?shù)控機(jī)床比同類通用機(jī)床價(jià)格要高得多，在數(shù)控機(jī)床上加工的也都是一些形

60、狀比較復(fù)雜、價(jià)值較高的零件， 萬(wàn)一損壞機(jī)床或零件都會(huì)造成較大的損失。在實(shí)際工作中， 由于一個(gè)小數(shù)點(diǎn)、一個(gè)逗號(hào)的差錯(cuò)而釀成重大機(jī)床事故和質(zhì)量事故的例子也是屢見不鮮的。 數(shù)控工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、 切削用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡都確定下來， 為編制加工程序做好充分準(zhǔn)備。 第2章數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ) 1） 確定走刀路線和安排工步順序在數(shù)控加工工藝過程中，刀具時(shí)刻處于數(shù)控系統(tǒng)的控制下， 因而每一時(shí)刻都應(yīng)有明確的運(yùn)動(dòng)軌跡及位置。走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映了工步的順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一，因此， 在確定走刀路線時(shí)