數(shù)控加工技術(shù).

1、 數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控加工技術(shù).數(shù)控技術(shù)概述 數(shù)字控制（數(shù)字控制（Numerical Control Technology， NC）是一種借助數(shù)字化信息（數(shù)字、字符）對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）發(fā)出指令并實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System）采用數(shù)字控制技術(shù)的自動控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床（數(shù)控機(jī)床（Numerical Control Machine Tools） 是采用數(shù)字控制技術(shù)對機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動控制的一類機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動化機(jī)床。是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。. 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展 2.制造業(yè)的

2、發(fā)展需求制造業(yè)的發(fā)展需求 產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型頻繁，提出高性能、高精度和產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型頻繁，提出高性能、高精度和高自動化要求高自動化要求一一. .產(chǎn)生背景產(chǎn)生背景1傳統(tǒng)機(jī)床的不足傳統(tǒng)機(jī)床的不足人工操作，勞動強(qiáng)度大，難以提高生產(chǎn)效率人工操作，勞動強(qiáng)度大，難以提高生產(chǎn)效率人為誤差，難以保證質(zhì)量人為誤差，難以保證質(zhì)量難以加工復(fù)雜形狀的零件難以加工復(fù)雜形狀的零件不利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化不利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化1國外國外 19301930年，數(shù)控專利年，數(shù)控專利 19481948年，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的萌芽年，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的萌芽 19681968年，柔性制造系統(tǒng)年，柔性制造系統(tǒng)19741974年，采用微

3、處理器年，采用微處理器 19901990年，采用基于工業(yè)年，采用基于工業(yè)PCPC的計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2國內(nèi)國內(nèi) 2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代末，華中數(shù)控自主開發(fā)出基于年代末，華中數(shù)控自主開發(fā)出基于PC-NCPC-NC的的HNCHNC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)二產(chǎn)生與發(fā)展歷程二產(chǎn)生與發(fā)展歷程. 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第五代：微處理器數(shù)控(1974年)第四代：小型機(jī)數(shù)控(1967年)第三代：集成電路式(1965年)第二代：晶體管分立元件式(1959年)第一代：電子管、繼電器式(1952年） 硬、軟件數(shù)控軟件數(shù)控硬件數(shù)控3數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展.知名數(shù)控

4、系統(tǒng)知名數(shù)控系統(tǒng) 日本FANUC德國西門子SIEMENS 日本三菱MITSUBISHI 日本山崎馬扎克(MAZAK) 西班牙發(fā)格(FAGOR) 華中數(shù)控系統(tǒng) 廣州數(shù)控系統(tǒng) 國內(nèi)知名： 1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1.數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 1) 高速高精度高速高精度 2) 智能化智能化 （1） 應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù) （2） 自動編程技術(shù) （3） 具有故障自動診斷功能 （4） 應(yīng)用模式識別技術(shù) 3) 開放式數(shù)控系統(tǒng)開放式數(shù)控系統(tǒng)三三. . 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展4)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控系統(tǒng)(1)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的CNC裝置與數(shù)字伺服間

5、的 通信，主要通過SERCOS鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)字伺服控制信息； (2)數(shù)控系統(tǒng)與上級主計算機(jī)間的通信； (3)與車間現(xiàn)場設(shè)備及I/O裝置的通信，主要通過現(xiàn)場總線，如PROFIBUS等進(jìn)行通訊； (4)通過因特網(wǎng)與服務(wù)中心的通信，傳遞維修數(shù)據(jù)； (5)通過因特網(wǎng)與另一個工廠交換制造數(shù)據(jù)。1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展2. 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展加工高精化提高機(jī)械設(shè)備的制造和裝配精度；提高數(shù)控系統(tǒng)的控制精度；采用誤差補(bǔ)償技術(shù)。1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展功能復(fù)合化復(fù)合化是指在一臺設(shè)備能實現(xiàn)多種工藝手段加工的方法。鏜銑鉆復(fù)合加工中心（ATC）、五面加工中心（AT

6、C，主軸立臥轉(zhuǎn)換）；車銑復(fù)合車削中心（ATC，動力刀頭）；銑鏜鉆車復(fù)合復(fù)合加工中心（ATC，可自動裝卸車刀架）；銑鏜鉆磨復(fù)合復(fù)合加工中心（ATC，動力磨頭）；可更換主軸箱的數(shù)控機(jī)床組合加工中心； 1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展控制智能化 隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，并為滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動化發(fā)展需求，數(shù)控技術(shù)智能化程度不斷提高，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇智能故障診斷與自修復(fù)技術(shù)智能化交流伺服驅(qū)動裝置1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展體系開放化定義（定義（IEEEIEEE）：）：具有在不同的工作平臺上均能實現(xiàn)系統(tǒng)功能、且可以與其他的系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行互操作

7、的系統(tǒng)。 開放式數(shù)控系統(tǒng)特點：開放式數(shù)控系統(tǒng)特點： 系統(tǒng)構(gòu)件（軟件和硬件）具有標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化和互換性的特征 允許通過對構(gòu)件的增減來構(gòu)造系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)“積木式”的集成。構(gòu)造應(yīng)該是可移植的和透明的；開放體系結(jié)構(gòu)CNC的優(yōu)點 向未來技術(shù)開放：向未來技術(shù)開放：由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開發(fā)費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長生命周期； 標(biāo)準(zhǔn)化的人機(jī)界面：標(biāo)準(zhǔn)化的人機(jī)界面：標(biāo)準(zhǔn)化的編程語言，方便用戶使用，降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動消耗； 向用戶特殊要求開放：向用戶特殊要求開放：

8、更新產(chǎn)品、擴(kuò)充能力、提供可供選擇的硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求，給用戶提供一個方法，從低級控制器開始，逐步提高，直到達(dá)到所要求的性能為止。另外用戶自身的技術(shù)訣竅能方便地融入，創(chuàng)造出自己的名牌產(chǎn)品； 可減少產(chǎn)品品種，便于批量生產(chǎn)、提高可靠性和降低成本，增強(qiáng)市場供應(yīng)能力和競爭能力。1.2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展交互網(wǎng)絡(luò)化支持網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，既滿足單機(jī)需要，又能滿足FMC、FMS、CIMS對基層設(shè)備集成要求的數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是形成“全球制造”的基礎(chǔ)單元。網(wǎng)絡(luò)資源共享。數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）監(jiān)視、控制。數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）培訓(xùn)與教學(xué)（網(wǎng)絡(luò)數(shù)控）數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)（數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）診

9、斷、遠(yuǎn)程維護(hù)、電子商務(wù)等）。1.3 數(shù)控機(jī)床的工作過程 數(shù)控機(jī)床仍采用刀具和磨具對材料進(jìn)行切削加工，這點在本質(zhì)上和普通機(jī)床并無區(qū)別。但在如何控制切削運(yùn)動等方面則與傳統(tǒng)切削加工存在本質(zhì)上的差別，如下圖。零件圖編制工藝卡工人操作機(jī)床編制程序零件圖鍵盤輸入加工運(yùn)動數(shù)控裝置伺服裝置加工運(yùn)動檢測(a)普通機(jī)床加工(b)數(shù)控機(jī)床加工信息反饋數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)控制面板控制面板顯示器顯示器滾珠絲桿滾珠絲桿刀刀 架架主主 軸軸1.4 數(shù)控加工技術(shù)的特點 (1)生產(chǎn)效率高，由于加工過程是自動進(jìn)行的，且機(jī)床能自動換刀、自動不停車變速和快速空行程等功能，使加工時間大大減少 (2)能穩(wěn)定地獲得高精度，數(shù)控加工時人工干預(yù)減少

10、，可以避免人為誤差，且機(jī)床重復(fù)精度高 (3)由于機(jī)床自動化程度大大提高，減輕了工人勞動強(qiáng)度，改善了勞動條件 (4)加工能力提高，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床可以很準(zhǔn)確的加工出曲線、曲面、圓弧等形狀非常復(fù)雜的零件，因此，可以通過編寫復(fù)雜的程序來實現(xiàn)加工常規(guī)方法難以加工的零件1.5 數(shù)控系統(tǒng)的組成現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控裝置(NC unit)、伺服系統(tǒng)(servo system)、位置測量與反饋系統(tǒng)(feedback system)、輔助控制單元(accessory control unit)和機(jī)床主機(jī)(main engine)組成，下圖是各組成部分的邏輯結(jié)構(gòu)簡圖： 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，能完成信息的輸入、存儲

11、、變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實現(xiàn)各種功能； 伺服系統(tǒng)是接受數(shù)控裝置的指令，驅(qū)動機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的驅(qū)動部件，它包括主軸驅(qū)動單元（主要是速度控制）、進(jìn)給驅(qū)動單元（主要有速度控制和位置控制）、主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)等。 位置測量與反饋系統(tǒng)由檢測元件和相應(yīng)電路組成，其作用是檢測速度與位移，并將信息反饋給數(shù)控裝置，形成閉環(huán)控制；但不一定每種數(shù)控機(jī)床都裝備位置測量與反饋系統(tǒng)（圖中虛線部分表示該模塊不是基本配置），沒有測量與反饋系統(tǒng)的數(shù)控裝置稱開環(huán)控制系統(tǒng)（如運(yùn)動簡單的中低檔數(shù)控車床），常用的測量元件有脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵尺等。 輔助控制單元用以控制機(jī)床的各種輔助動作，包括：冷卻泵的啟停等各種輔助操

12、作。 機(jī)床主機(jī)包括床身、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)，在絲杠1和螺母4上各加工有圓弧，當(dāng)螺母4旋轉(zhuǎn)時，絲杠1的旋轉(zhuǎn)面經(jīng)滾珠2推動螺母4軸向移動，同時滾珠2沿螺旋形滾道滾動，使絲杠1和螺母4之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)為滾珠與絲杠1、螺母4之間的滾動摩擦。螺母螺旋槽的兩端用回珠管3連接起來，使?jié)L珠2能夠從一端重新回到另一端，構(gòu)成一個閉合的循環(huán)回路。 各類中小型數(shù)控機(jī)床普遍采用滾珠絲杠。 1.6 數(shù)控機(jī)床主機(jī)中的傳動機(jī)構(gòu) 為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工范圍廣，工藝適應(yīng)性強(qiáng)和自動化程度高的特點，要求主傳動裝置具有很寬的變速范圍，并能無級變速，隨著全數(shù)字化交流調(diào)速技術(shù)的日趨完善，齒輪分級變速傳動在逐漸減少，

13、大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用電動機(jī)直接驅(qū)動主軸的結(jié)構(gòu)。 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動裝置，靈敏度和穩(wěn)定性，將直接影響到工件的加工質(zhì)量，因此常采用不同于普通機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，例如采用線性導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌代替普通滑動導(dǎo)軌，用滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)代替普通的滑動絲杠螺母機(jī)構(gòu)，以及采用可以消除間隙的齒輪傳動副和可以消除間隙的鍵連接等 數(shù)控加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松夾工件、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給冷卻液等）和步驟以及與工件之間的相對位移等都用數(shù)字化的代碼表示，并按工藝先后順序組織成“NC程序”， 數(shù)控機(jī)床之所以能夠加工一些幾何形狀復(fù)雜的零件，就是因為數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸能夠聯(lián)動，編程人員在編寫NC程序

14、時，使用規(guī)定的NC代碼體系，只給出聯(lián)動軸的起終點坐標(biāo)及插補(bǔ)速度等的代碼，而完成聯(lián)動軸在起終點間的運(yùn)動過程參數(shù)要由NC自動求出。2. 數(shù)控加工原理插補(bǔ)原理： 插補(bǔ)是在已知曲線的起終點之間，確定一些中間點坐標(biāo)的一種計算方法，機(jī)械零件大部分由直線和圓弧組成，因此NC都具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能。零件程序中提供了直線的起點和終點坐標(biāo)，圓弧的起點坐標(biāo)以及圓弧走向（順時針或逆時針）或圓心相對于起點的偏移量或圓弧半徑。插補(bǔ)的任務(wù)，是根據(jù)偏程進(jìn)給速度的要求，完成從輪廓起點到終點的中間點坐標(biāo)值的計算。2.6 數(shù)控加工原理（續(xù)）如圖所示，刀具由O至A，直線OA是其理論軌跡。如何確定控制軸X、Z的走向呢？用逐點比較法

15、：每走一步與理論軌跡比較一下，從而確定下一步的走向。起點坐標(biāo)（0，0），終點坐標(biāo)（Xe,Ze）于是直線OA的方程為：X/Z=Xe/Ze; 即：ZXe-XZe=0; 若點（X,Z）在直線上方，則：ZXe-XZe0; 若點（X,Z）在直線下方，則：ZXe-XZe0時，NC發(fā)出移動微指令，使控制軸向+X方向移動一個步長；當(dāng)F0時，NC發(fā)出移動微指令，使控制軸向+Z方向移動一個步長；當(dāng)F=0時，可以規(guī)定NC使控制軸向+X或+Z方向移動一個步長 這樣可以不斷地趨向終點，圖中，帶箭頭的折線軌跡是機(jī)床實際運(yùn)動的插補(bǔ)軌跡，直線OA是理論軌跡，由于插補(bǔ)運(yùn)算所取的步長很小，所以可以近似地認(rèn)為插補(bǔ)軌跡就是直線OA的

16、理論軌跡。 刀具補(bǔ)償原理：是指NC對編程時零件輪廓軌跡與刀具實際運(yùn)行軌跡差值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓δ?。如右圖所示：用一個半徑為R的刀具加工圖中的實線表示的工件，刀具運(yùn)行的實際中心軌跡應(yīng)為圖中的虛線所示，于是刀具離開工件的這一個距離就是偏置（二者之間相差一個刀具半徑R），偏置量(offset value )是一個二維的矢量，可正可負(fù) 同理：在刀具長度方向上，每種刀具長度不一致，也是采用同樣的方法進(jìn)行補(bǔ)償，稱刀具長度補(bǔ)償。刀具補(bǔ)償又可以分為形狀補(bǔ)償(geometry offset)和磨損補(bǔ)償(wear offset)，運(yùn)行程序前的刀具標(biāo)稱半徑或長度是形狀補(bǔ)償量，在加工過程中，刀具由于磨損的作用發(fā)生細(xì)微的尺寸

17、變化，這時，將磨損量輸入到磨損補(bǔ)償號中，可以不必改動形狀補(bǔ)償號。方便操作。3. 數(shù)控加工編程基礎(chǔ) .1 機(jī)機(jī)床床坐坐標(biāo)標(biāo)系系 .1.1 機(jī)床坐標(biāo)系和主運(yùn)動方向機(jī)床坐標(biāo)系和主運(yùn)動方向 1標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定 對數(shù)控機(jī)床中的坐標(biāo)系和運(yùn)動方向的命名，ISO標(biāo)準(zhǔn)和我國JB305282部頒標(biāo)準(zhǔn)都統(tǒng)一規(guī)定采用標(biāo)準(zhǔn)的右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，一個直線進(jìn)給運(yùn)動或一個圓周進(jìn)給運(yùn)動定義一個坐標(biāo)軸。 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定直線進(jìn)給運(yùn)動用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系X、Y、Z表示，常稱基本坐標(biāo)系。X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手定則決定。如圖-1所示，圖中大拇指的指向為X軸的正方向，食指指向為Y軸的正方向，中指指向為Z軸的正方向

18、。圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A、B、C表示。根據(jù)右手螺旋法則，可以方便地確定A、B、C三個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。以大拇指指向X、Y、Z方向，則食指、中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動A、B、C方向。YZXZCYAXZBYXX、Y或ZA、B或C圖3-1 右手直角笛卡兒坐標(biāo)系 如果數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動多于X、Y、Z三個坐標(biāo)，則可用附加坐標(biāo)軸U、V、W分別表示平行于X、Y、Z三個坐標(biāo)軸的第二組直線運(yùn)動；如果在回轉(zhuǎn)運(yùn)動A、B、C外還有第二組回轉(zhuǎn)運(yùn)動，可分別指定為D、E、F。然而，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床加工的動作只需三個直線坐標(biāo)軸及一個旋轉(zhuǎn)軸便可完成大部分零件的數(shù)控加工。2運(yùn)動方向的確定運(yùn)動方向的確定數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動

19、，有的是由刀具向工件運(yùn)動來實現(xiàn)的，有的是由工作臺帶著工件向刀具來實現(xiàn)的。為了在不知道刀具、工件之間如何作相對運(yùn)動的情況下，便于確定機(jī)床的進(jìn)給操作和編程，統(tǒng)一規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系X、Y、Z作為刀具(相對于工件)運(yùn)動的坐標(biāo)系，增大刀具與工件距離的方向為坐標(biāo)正方向，即坐標(biāo)系的正方向都是假定工件靜止、刀具相對于工件運(yùn)動來確定的?？紤]到刀具與工件是一對相對運(yùn)動，即刀具向某一方向運(yùn)動等同于工件向其相反方向運(yùn)動的特點，圖3-1中虛線所示的X、Y、Z必然是工件(相對于刀具)正向運(yùn)動的坐標(biāo)系。3坐標(biāo)軸的確定坐標(biāo)軸的確定(1) Z軸的確定。統(tǒng)一規(guī)定與機(jī)床主軸重合或平行的坐標(biāo)為Z軸，遠(yuǎn)離工件的方向為正方向。機(jī)床主軸是傳遞

20、切削動轉(zhuǎn)矩的軸。如數(shù)控車床、數(shù)控外圓磨床是主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)，數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床等是主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)。對于沒有主軸的機(jī)床，規(guī)定垂直于工件裝夾表面的方向為Z坐標(biāo)軸的方向，正向是使刀具離開工件的方向。(2) X軸的確定。X軸為水平的、平行于工件裝夾面的軸。對于加工過程中主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，如數(shù)控車床、數(shù)控磨床等，X軸沿工件的徑向并平行于橫向拖板，刀具或砂輪離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向為X軸的正向。對于如銑床、鉆床、鏜床等刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，若Z軸水平(主軸是臥式的)，當(dāng)從主軸(刀具)向工件看時，X軸的正向指向右邊，如數(shù)控臥式鏜床、銑床；若Z軸垂直(主軸是立式的)，對于單立柱機(jī)床，當(dāng)從主軸向立柱看時，X軸的

21、正向指向右邊，對于雙立柱機(jī)床，當(dāng)從主軸向左側(cè)立柱看時，X軸的正向指向右邊。(3) Y軸的確定。根據(jù)X、Z軸及其方向，可按右手直角笛卡兒坐標(biāo)系，利用右手螺旋法則確定軸。根據(jù)X、Y、Z軸及其方向，利用右手螺旋法則即可確定A、B、C的方向。一些數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系如圖3-2所示。3.1.2 機(jī)床原點和機(jī)床參考點機(jī)床原點和機(jī)床參考點1機(jī)床原點機(jī)床原點機(jī)床原點是機(jī)床基本坐標(biāo)系的原點，是工件坐標(biāo)系、機(jī)床參考點的基準(zhǔn)點，又稱機(jī)械原點、機(jī)床零點，它是機(jī)床上的一個固定點，其位置是由機(jī)床設(shè)計和制造單位確定的，通常不允許用戶改變，如圖3-3所示。數(shù)控車床的機(jī)床原點一般在卡盤前端面或后端面的中心；數(shù)控銑床的機(jī)床原點，各生

22、產(chǎn)廠不一致，有的在機(jī)床工作臺的中心，有的在進(jìn)給行程的終點。圖3-3 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床原點與參考點 2機(jī)床參考點機(jī)床參考點是機(jī)床坐標(biāo)系中一個固定不變的點，是機(jī)床各運(yùn)動部件在各自的正向自動退至極限的一個點(由限位開關(guān)精密定位)，如圖3-3所示。機(jī)床參考點已由機(jī)床制造廠測定后輸入數(shù)控系統(tǒng)，并記錄在機(jī)床說明書中，用戶不得更改。實際上，機(jī)床參考點是機(jī)床上最具體的一個機(jī)械固定點，既是運(yùn)動部件返回時的一個固定點，又是各軸啟動時的一個固定點，而機(jī)床零點(機(jī)床原點)只是系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)算的基準(zhǔn)點，處于機(jī)床何處無關(guān)緊要。機(jī)床參考點對機(jī)床原點的坐標(biāo)是一個已知定值，可以根據(jù)該點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點的位置。在機(jī)

23、床接通電源后，通常要做回零操作，使刀具或工作臺運(yùn)動到機(jī)床參考點。注意，通常我們所說的回零操作，其實是指機(jī)床返回參考點的操作，并非返回機(jī)床零點。當(dāng)返回參考點的工作完成后，顯示器即顯示出機(jī)床參考點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，表明機(jī)床坐標(biāo)系已經(jīng)自動建立。機(jī)床在回參考點時所顯示的數(shù)值表示參考點與機(jī)床零點間的工作范圍，該數(shù)值被記憶在CNC系統(tǒng)中，并在系統(tǒng)中建立了機(jī)床零點作為系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)算的基準(zhǔn)點。也有機(jī)床在返回參考點時，顯示為零(X0，Y0，Z0)，這表示該機(jī)床零點被建立在參考點上。3.1.3 工件坐標(biāo)系和工件原點工件坐標(biāo)系和工件原點工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時使用的，由編程人員以工件圖紙上的某一固定點為原點所

24、建立的坐標(biāo)系，編程尺寸都按工件坐標(biāo)系中的尺寸確定。為保證編程與機(jī)床加工的一致性，工件坐標(biāo)系也應(yīng)該是右手笛卡兒坐標(biāo)系，而且工件裝夾到機(jī)床上時，應(yīng)使工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向保持一致。工件坐標(biāo)系的原點稱為工件原點或編程原點。工件原點在工件上的位置可以任意選擇，為了有利于編程，工件原點最好選在工件圖樣的基準(zhǔn)上或工件的對稱中心上，例如回轉(zhuǎn)體零件的端面中心、非回轉(zhuǎn)體零件的角邊、對稱圖形的中心等。在數(shù)控車床上加工零件時，工件原點一般設(shè)在主軸中心線與工件右端面或左端面的交點處如圖3-4(a)所示；在數(shù)控銑床上加工零件時，工件原點一般設(shè)在工件的某個角上或?qū)ΨQ中心上，如圖3-4(b)所示。圖3-4 工件

25、原點設(shè)置(a) 數(shù)控車床；(b) 數(shù)控銑床 3.1.4 工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系編程時，尺寸都按工件坐標(biāo)系中的尺寸確定，不必考慮工件在機(jī)床上的安裝位置和安裝精度，但在加工時需要確定機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、刀具起點三者的位置才能加工。工件裝夾在機(jī)床上后，可通過對刀確定工件在機(jī)床上的位置。所謂對刀，就是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置關(guān)系。在加工時，工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，測量工件原點與機(jī)床原點之間的距離，這個距離稱為工件原點偏置，如圖3-5所示。在用絕對坐標(biāo)編程時，該偏置值可以預(yù)存到數(shù)控裝置中，在加工時工件原點偏置值可以自動加到機(jī)床坐標(biāo)系上，使數(shù)控系統(tǒng)可按機(jī)

26、床坐標(biāo)系確定加工時的坐標(biāo)值。圖3-5 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系 對刀過程一般從各坐標(biāo)方向分別進(jìn)行，可理解為通過找正刀具與一個在工件坐標(biāo)系中有確定位置的點(即對刀點)來實現(xiàn)。對刀點可以設(shè)在工件、夾具或機(jī)床上，但必須與工件的定位基準(zhǔn)(相當(dāng)于工件坐標(biāo)系)有已知的準(zhǔn)確關(guān)系，這樣才能確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系。選擇對刀點的原則是：便于確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置，容易找正，加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。當(dāng)對刀精度要求較高時，對刀點應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。對刀時直接或間接地使對刀點與刀位點重合。所謂刀位點，是指編制數(shù)控加工程序時用以確定刀具位置的基準(zhǔn)點。對于平頭立銑刀、面

27、銑刀類刀具，刀位點一般取為刀具軸線與刀具底端面的交點；對球頭銑刀，刀位點為球心；對于車刀、鏜刀類刀具，刀位點為刀尖；鉆頭取為鉆尖等，如圖3-6(a)(d)所示。刀具起始運(yùn)動的刀位點稱為起刀點。圖3-6 刀位點(a) 平頭銑刀；(b) 鉆頭；(c) 球頭銑刀；(d) 車刀、鏜刀 數(shù)控系統(tǒng)從對刀點開始控制刀位點運(yùn)動，并由刀具切削部分加工出要求的零件輪廓，如用球頭刀加工三坐標(biāo)立體型面的零件時，數(shù)控系統(tǒng)控制球頭刀球心軌跡，而由外圓切削刃加工出零件輪廓。對數(shù)控車床、加工中心等數(shù)控機(jī)床，如加工過程中要換刀，在編程時應(yīng)考慮選擇合適的換刀位置，為了防止換刀時刀具碰傷工件，換刀點必須設(shè)在零件的外部。3.1.5

28、相對坐標(biāo)與絕對坐標(biāo)表示法 其中A點（10，10）用絕對坐標(biāo)指令表示為X10 Z10; B點（25，30）用絕對坐標(biāo)指令表示為X25 Z30; B點用相對坐標(biāo)指令表示為U15 W20相對坐標(biāo)與絕對坐標(biāo)表示法 3.1.6 直徑指定與半徑指定數(shù)控車床系統(tǒng)的X軸方向的指令值，X軸方向是零件的半徑或直徑方向，在工程圖紙中，通常標(biāo)注的是軸類零件的直徑，如果按照數(shù)控車的工件原點，X軸的指令值應(yīng)是工件的半徑，這樣在編程時會造成很多直徑值轉(zhuǎn)化為半徑值的計算，給編程造成很多不必要的麻煩，因此，數(shù)控車的NC系統(tǒng)在設(shè)計時通常采用直徑指定，所謂直徑指定即數(shù)控車的X軸的指令值按坐標(biāo)點在X軸截距的2倍，即表示的是工件的直徑

29、，如X20,那么在數(shù)控車系統(tǒng)中表示的是X方向刀具與工件原點的距離是10mm而不是20mm。3.2 數(shù)控加工程序格式數(shù)控加工程序格式 3.2.1 程序基本格式程序基本格式1數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)一個完整的數(shù)控加工程序可分為程序號、程序段、程序結(jié)束指令等幾個部分。程序號又名程序名，置于程序開頭，用作一個具體加工程序存儲、調(diào)用的標(biāo)記。目前的計算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)床，能將程序存儲在內(nèi)存中，為了區(qū)別不同程序，在程序的最前端加上程序號碼以區(qū)分，以便進(jìn)行程序檢索。程序號碼以地址O、P、%以及19999范圍內(nèi)的任意數(shù)字組成，通常FANUC系統(tǒng)用“O”，SINUMERIC系統(tǒng)用“%”作為程序號的地

30、址碼。編程時要根據(jù)說明書的規(guī)定作指令，否則系統(tǒng)是不會執(zhí)行的。 工件加工程序由若干個程序段組成，程序段是控制機(jī)床的一種語句，表示一個完整的運(yùn)動或操作。程序結(jié)束指令用M02或M30代碼，放在最后一個程序段作為整個程序的結(jié)束。舉例如下，如圖3-7所示。圖3-7 編程示例 O2001； (程序號)N10 G50 X200 Z150 T0100；(建立工件坐標(biāo)系，選擇T01號刀)N20 G96 S150 M03； (恒線速設(shè)定，主軸正轉(zhuǎn))N25 G50 S2000； (設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速)N30 G00 X20 Z6 T0101； (建立刀具補(bǔ)償)N40 G01 Z-30 F0.25； (20圓柱加工)N50

31、 X50； (50軸肩加工)N60 X60 Z-70； (50圓錐加工)N70 X90； (60軸肩加工)N80 G00 X200 Z150 T00 M05；(刀具回位)N90 M02； (程序結(jié)束)上例為一個完整的零件加工程序，程序號為O2001。以上程序中每一行即稱為一個程序段，共由10個程序段組成，每個程序段以序號“N”開頭。M02作為整個程序的結(jié)束。 2程序段的組成程序段的組成一個程序段表示一個完整的加工工步或動作。程序段由程序段號、若干程序字和程序段結(jié)束符號組成。程序段號N又稱程序段名，由地址N和數(shù)字組成。數(shù)字大小的順序不表示加工或控制順序，只是程序段的識別標(biāo)記。在編程時，數(shù)字大小可

32、以不連續(xù)，也可以顛倒，也可以部分或全部省略。但一般習(xí)慣按順序并以5或10的倍數(shù)編程，以備插入新的程序段。程序字由一組排列有序的字符組成，如G00、G01、X120、M02等，表示一種功能指令。每個“字”是控制系統(tǒng)的具體指令，由一個地址文字(地址符)和數(shù)字組成，字母、數(shù)字、符號統(tǒng)稱為字符。例如X250為一個字，表示X向尺寸為250 mm；F200為一個字，表示進(jìn)給速度為200 mm/min(具體值由規(guī)定的代碼方法決定)。每個程序段由按照一定順序和規(guī)定排列的“字”組成。程序段末尾的“；”為程序段結(jié)束符號，有時也用“LF”表示程序段結(jié)束。3程序段的格式程序段的格式程序段格式指程序中的字、字符、數(shù)據(jù)的

33、安排規(guī)則。不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式，格式不符合規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)便不能接受，則程序?qū)⒉槐粓?zhí)行而出現(xiàn)報警提示，故必須依據(jù)該數(shù)控裝置的指令格式書寫指令。 程序段的格式可分為固定順序程序段格式、分隔符程序格式和可變程序段格式。數(shù)控機(jī)床發(fā)展初期采用的固定順序程序段格式以及后來的分隔符程序格式，現(xiàn)已不用或很少使用，最常用的是地址可變程序段格式，簡稱字地址程序格式。其形式如下： N_G_X_Y_Z_F_S_T_M_；例如：N10 G01 X40 Z0 F0.2；其中：N為程序段地址碼，用于指令程序段號；G為指令動作方式的準(zhǔn)備功能地址，G01為直線插補(bǔ)指令；X為坐標(biāo)軸地址，后面的數(shù)字表示刀具移動的目

34、標(biāo)點坐標(biāo)；F為進(jìn)給量指令地址，后面的數(shù)字表示進(jìn)給量。在程序段中除程序段號與程序段結(jié)束字符外，其余各字的順序并不嚴(yán)格，可先可后，但為便于編寫，習(xí)慣上可按N，G，X，Y，Z，F(xiàn)，S，T，M的順序編程。字地址程序格式具有程序簡單、可讀性強(qiáng)、易于檢查的特點。程序段的長短，隨字?jǐn)?shù)和字長(位數(shù))都是可變的，一個程序段中字的數(shù)目與字的位數(shù)(字長)可按需給定，不需要的代碼字以及與上段相同的續(xù)效字可以不寫，使程序簡化、縮短?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中廣泛采用這種格式。3.2.2 程序指令分類程序指令分類 1G功能功能G指令是使數(shù)控機(jī)床建立起某種加工指令方式，如規(guī)定刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡(即規(guī)定插補(bǔ)功能)、刀具補(bǔ)償、固定循

35、環(huán)、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面等多種加工功能。G指令由地址符G和后面的兩位數(shù)字組成，從G00到G99共100種。G代碼是程序的主要內(nèi)容，JB/T32081999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如表2-1所示。表表3-1 G代碼代碼(JB/T32081999) 代 碼 功能保持到被取消或被同樣 字母表示的程序指令所代替 功能僅在所出現(xiàn)的 程序段內(nèi)有效 功 能 G00 a 點定位 G01 a 直線插補(bǔ) G02 a 順時針圓弧插補(bǔ) G03 a 逆時針圓弧插補(bǔ) G04 * 暫停 G05 # # 不指定 G06 a 拋物線插補(bǔ) G07 # # 不指定 G08 * 加速 G09 * 減速 G10G16 # # 不指定 G17 c XY

36、平面選擇 G18 c ZX 平面選擇 G19 c YZ 平面選擇 G20G32 # # 不指定 表表3-1 G代碼代碼(JB/T32081999) G33 a 螺紋切削，等螺距 G34 a 螺紋切削，增螺距 G35 a 螺紋切削，減螺距 G36G39 # # 永不指定 G40 d 刀具補(bǔ)償/刀具偏置注銷 G41 d 刀具補(bǔ)償(左) G42 d 刀具補(bǔ)償(右) G43 #(d) # 刀具偏置(正) G44 #(d) # 刀具偏置(負(fù)) G45 #(d) # 刀具偏置/ G46 #(d) # 刀具偏置/ G47 #(d) # 刀具偏置/ G48 #(d) # 刀具偏置/ G49 #(d) # 刀具

37、偏置 0/ G50 #(d) # 刀具偏置 0/ G51 #(d) # 刀具偏置/0 G52 #(d) # 刀具偏置/0 G53 f 直線偏移注銷 代 碼 功能保持到被取消或被同樣 字母表示的程序指令所代替 功能僅在所出現(xiàn)的 程序段內(nèi)有效 功 能 G54 f 直線偏移 X G55 f 直線偏移 Y G56 f 直線偏移 Z G57 f 直線偏移 XY G58 f 直線偏移 XZ G59 f 直線偏移 YZ G60 h 準(zhǔn)確定位 1(精) G61 h 準(zhǔn)確定位 2(中) G62 h 準(zhǔn)確定位(粗) G63 * 攻絲 G64G67 # # 不指定 G68 #(d) # 刀具偏置，內(nèi)角 G69 #(

38、d) # 刀具偏置，外角 表表3-1 G代碼代碼(JB/T32081999) G70G79 # # 不指定 G80 e 固定循環(huán)注銷 G81G89 e 固定循環(huán) G90 j 絕對尺寸 G91 j 增量尺寸 G92 * 預(yù)置寄存 G93 k 時間倒數(shù)，進(jìn)給率 G94 k 每分鐘進(jìn)給 G95 k 主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給 G96 i 恒線速度 G97 i 主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) G98、G99 # # 不指定 表表3-1 G代碼代碼(JB/T32081999) 2輔助功能輔助功能(M指令指令)輔助功能指令用于指定主軸的啟停、正反轉(zhuǎn)、冷卻液的開關(guān)、工件或刀具的夾緊與松開、刀具的更換等。輔助功能由指令地址符M和后面的兩位

39、數(shù)字組成，也有M00M99共100種。M指令也有續(xù)效指令與非續(xù)效指令。JB/T32081999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如表3-2所示。 表表3-2 輔助功能輔助功能M代碼代碼(JB/T32081999) 功能開始時間 代碼 與程序段指令運(yùn)動同時開始 在程序段指令運(yùn)動完成后開始 功能保持到被注銷或被適當(dāng)程序指令所代替 功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有作用 功 能 M00 * * 程序停止 M01 * * 計劃停止 M02 * * 程序結(jié)束 M03 主軸順時針方向 M04 主軸逆時針方向 M05 * * 主軸停止 M06 # # * 換刀 M07 2 號冷卻液開 M08 * * 1 號冷卻液開 M09 * * 冷卻液關(guān)

40、 M10 # # * 夾緊 M11 # # * 松開 M12 # # # # 不指定 M13 * * 主 軸 順 時 針 方向，冷卻液開 M14 * * 主 軸 逆 時 針 方向，冷卻液開 M15 * * 正運(yùn)動 M16 * * 負(fù)運(yùn)動 M17、M18 # # # # 不指定 M19 * * 主軸定向停止 M20M29 # # # # 永不指定 表表3-2 輔助功能輔助功能M代碼代碼(JB/T32081999) 功能開始時間 代碼 與程序段指令 運(yùn)動同時開始 在程序段指令運(yùn)動完成后開始 功能保持到被注銷或被適當(dāng)程序指令所代替 功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有作用 功 能 M30 * * 紙帶結(jié)束 M

41、31 # # * 互鎖旁路 M32M35 # # # # 不指定 M36 * # 進(jìn)給范圍 1 M37 * # 進(jìn)給范圍 2 M38 * # 主軸速度范圍 1 M39 * # 主軸速度范圍 2 M40M45 # # # # 齒輪換擋 M46、47 # # # # 不指定 M48 * * 注銷 M49 M49 * # 進(jìn)給率修正旁路 M50 * # 3 號冷卻液開 表表3-2 輔助功能輔助功能M代碼代碼(JB/T32081999) M51 * # 4 號冷卻液開 M5254 # # # # 不指定 M55 * # 刀具直線位移，位置 1 M56 * # 刀具直線位移，位置 2 M57M59 #

42、# # # 不指定 M60 * * 更換工件 M61 * 工件直線位移，位置 1 M62 * * 工件直線位移，位置 2 M63M70 # # # # 不指定 M71 * * 工件角度位移，位置 1 M72 * * 工件角度位移，位置 2 M73M89 # # # # 不指定 M90M99 # # # # 永不指定 續(xù)表 常用M指令如下：(1) M00程序停止指令。M00使程序停止在本段狀態(tài)，不執(zhí)行下段。執(zhí)行完含有M00的程序段后，機(jī)床的主軸、進(jìn)給、冷卻都自動停止，但全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變，重按控制面板上的循環(huán)啟動鍵，便可繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。該指令可用于自動加工過程中停車進(jìn)行測量工件尺寸、工

43、件調(diào)頭、手動變速等操作。(2) M01計劃停止指令。該指令與M00相似，不同的是必須預(yù)先在控制面板上按下“任選停止”鍵，當(dāng)執(zhí)行到M01時程序才停止；否則，機(jī)床仍不停地繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的程序段。該指令常用于工件尺寸的停機(jī)抽樣檢查等，當(dāng)檢查完成后，可按啟動鍵繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。(3) M02程序結(jié)束指令。用此指令使主軸、進(jìn)給、冷卻全部停止，并使機(jī)床復(fù)位。M02必須出現(xiàn)在程序的最后一個程序段中，表示加工程序全部結(jié)束。(4) M03、M04、M05主軸正/反轉(zhuǎn)、停止指令。M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)，M05表示主軸停止。(5) M06換刀指令。該指令用于具有自動換刀裝置的機(jī)床。3進(jìn)給功能進(jìn)給功能

44、(F功能功能)F指令為進(jìn)給速度指令，用來指定坐標(biāo)軸移動進(jìn)給的速度。F代碼為續(xù)效代碼，一經(jīng)設(shè)定后如未被重新指定，則先前所設(shè)定的進(jìn)給速度繼續(xù)有效。該指令一般有以下兩種表示方法：(1) 代碼法。代碼法后面的數(shù)字不直接表示進(jìn)給速度的大小，而是機(jī)床進(jìn)給速度數(shù)列的序號。(2) 直接指定法。F后跟的數(shù)字就是進(jìn)給速度的大小，如F150，表示進(jìn)給速度為150 mm/min。這種方法比較直觀，目前大多數(shù)數(shù)控機(jī)床都采用直接指定法。4S功能功能S指令用來指定主軸轉(zhuǎn)速，用字母及后面的14位數(shù)字表示，有恒轉(zhuǎn)速(單位為r/min)和恒線速(單位為m/min)兩種指令方式。S指令只是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速的大小，并不會使主軸回轉(zhuǎn)，必須

45、有M03(主軸正轉(zhuǎn))或M04(主軸反轉(zhuǎn))指令時，主軸才開始旋轉(zhuǎn)。S指令是續(xù)效代碼。3.T功能功能T指令用于選擇所需的刀具，同時還可用來指定刀具補(bǔ)償號。一般加工中心程序中的T代碼后的數(shù)字直接表示所選擇的刀具號碼，如T12，表示12號刀；數(shù)控車床程序中的T代碼后的數(shù)字既包含所選擇的刀具號，也包含刀具補(bǔ)償號，如T0102，表示選擇01號刀，調(diào)用02號刀補(bǔ)參數(shù)。需要說明的是：盡管數(shù)控代碼是國際通用的，但是各個數(shù)控系統(tǒng)制造廠家往往自定了一些編程規(guī)則，不同的系統(tǒng)有不同的指令方法和含義，具體應(yīng)用時要參閱該數(shù)控機(jī)床的編程說明書，遵守編程手冊的規(guī)定，這樣編制的程序才能為具體的數(shù)控系統(tǒng)所接受。3.2.3 程序編制

46、步驟程序編制步驟數(shù)控機(jī)床是一種按照輸入的數(shù)字信息進(jìn)行自動加工的機(jī)床，因此，在數(shù)控機(jī)床上加工零件有一個零件程序的編制問題。程序編制就是根據(jù)加工零件的圖樣和加工工藝，將零件加工的工藝過程及加工過程中需要的輔助動作，如換刀、冷卻、夾緊、主軸正/反轉(zhuǎn)等，按照加工順序和數(shù)控機(jī)床中規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序單，再將程序單中的全部內(nèi)容輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置的過程。程序編制的一般過程如下：1) 分析零件圖樣首先要根據(jù)零件的材料、形狀、尺寸、精度、毛坯形狀和熱處理要求等確定加工方案，選擇合適的機(jī)床。2) 工藝處理 工藝處理涉及的問題較多，主要考慮以下幾點：(1) 確定加工方案。此時應(yīng)按照充分發(fā)揮數(shù)控

47、機(jī)床功能的原則，使用合適的數(shù)控機(jī)床，確定合理的加工方法。(2) 刀具、夾具的選擇。數(shù)控加工用刀具由加工方法、切削用量及其他與加工有關(guān)的因素來確定。數(shù)控加工一般不需要專用的、復(fù)雜的夾具，在選擇夾具時應(yīng)特別注意要迅速完成工件的定位和夾緊過程，以減少輔助時間，所選夾具還應(yīng)便于安裝，便于協(xié)調(diào)工件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。(3) 選擇對刀點。對刀點是程序執(zhí)行的起點，也稱“程序原點”，程序編制時正確地選擇對刀點是很重要的。對刀點的選擇原則是：所選的對刀點應(yīng)使程序編制簡單；對刀點應(yīng)選在容易找正、加工過程中便于檢查的位置；為提高零件的加工精度，對刀點應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。(4) 確定加工路線。

48、確定加工路線時要盡量縮短加工路線，減少進(jìn)刀和換刀次數(shù)，保證加工安全可靠。(5) 確定切削用量。即確定切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床使用說明書的規(guī)定、被加工工件的材料、加工工序以及其他要求并結(jié)合實際經(jīng)驗來確定。同時，對毛坯的基準(zhǔn)面和加工余量要有一定的要求，以便毛坯的裝夾，使加工能順利進(jìn)行。3) 刀具運(yùn)動軌跡計算(數(shù)學(xué)處理) 工藝處理完成后，根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線計算數(shù)控機(jī)床所需的輸入數(shù)據(jù)。一般的數(shù)控系統(tǒng)都具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的功能，所以對于由直線和圓弧組成的較簡單的平面零件，只需計算出零件輪廓的相鄰幾何元素的交點或切點(稱為基點)的坐標(biāo)值；對于較復(fù)雜的零件或零件的

49、幾何形狀與數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時，就需要進(jìn)行較為復(fù)雜的數(shù)值計算。例如非圓曲線，需要用直線段或圓弧段來逼近，計算出相鄰逼近直線或圓弧的交點或切點(稱為節(jié)點)的坐標(biāo)值，編制程序時要輸入這些數(shù)據(jù)。4) 編寫加工程序單 完成工藝處理與運(yùn)動軌跡運(yùn)算后，根據(jù)計算出的運(yùn)動軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工順序、加工路線、切削參數(shù)和輔助動作，以及所使用的數(shù)控系統(tǒng)的指令、程序段格式，按數(shù)控機(jī)床規(guī)定使用的功能代碼及程序格式，編寫加工程序單。5) 程序輸入 編好的程序可以通過幾種方式輸入數(shù)控裝置：可以按規(guī)定的代碼存入穿孔紙帶、磁盤等程序介質(zhì)中，變成數(shù)控裝置能讀取的信息，送入數(shù)控裝置；可以用手動方式，通過操作面板的按鍵將程

50、序輸入數(shù)控裝置；如果是專用計算機(jī)編程或用通用微機(jī)進(jìn)行的計算機(jī)輔助編程，可以通過通信接口，直接傳入數(shù)控裝置。6) 程序校驗 編好的程序在正式加工之前，需要經(jīng)過檢測。一般采用空走刀檢測，在不裝夾工件的情況下啟動數(shù)控機(jī)床，進(jìn)行空運(yùn)行，觀察運(yùn)動軌跡是否正確。也可采用空運(yùn)轉(zhuǎn)畫圖檢測，在具有CRT屏幕圖形顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，進(jìn)行工件圖形的模擬加工，檢查工件圖形的正確性。7) 首件試切 以上這些方法(即步驟1)6)只能檢查運(yùn)動是否正確，不能檢查出由于刀具調(diào)整不當(dāng)或編程計算不準(zhǔn)而造成的誤差，因此，必須用首件試切的方法進(jìn)行實際切削檢查，進(jìn)一步考察程序的正確性，并檢查加工精度是否滿足要求。若實際切削不符合要求，

51、可修改程序或采取補(bǔ)償措施。試切一般采用鋁件、塑料、石蠟等易切材料進(jìn)行。本節(jié)主要介紹數(shù)控車床編程的基本方法及典型零件本節(jié)主要介紹數(shù)控車床編程的基本方法及典型零件的工藝分析程序編制的工藝分析程序編制 注意事項一注意事項一: 數(shù)控車床的直徑編程數(shù)控車床的直徑編程例如，例如，A點坐標(biāo)點坐標(biāo)為（為（110，60） B點坐標(biāo)點坐標(biāo)為為 （50，0）在程序中輸入直徑值在程序中輸入直徑值注意事項二注意事項二: 數(shù)控車床的數(shù)控車床的絕對、增量、混合編程絕對、增量、混合編程數(shù)控車床機(jī)床的數(shù)控車床機(jī)床的坐標(biāo)系及機(jī)床原點坐標(biāo)系及機(jī)床原點機(jī)床原點的機(jī)床原點的 尋找尋找及其位置及其位置.1數(shù)控車床機(jī)床的坐標(biāo)系及機(jī)床原點數(shù)

52、控車床機(jī)床的坐標(biāo)系及機(jī)床原點編程坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系（工件坐標(biāo)系）（工件坐標(biāo)系） 原點的合理位置原點的合理位置編程編程原點，選在機(jī)床原點時原點，選在機(jī)床原點時，編程編程原點原點 選在工件右端面回轉(zhuǎn)中心原點時，選在工件右端面回轉(zhuǎn)中心原點時， 結(jié)果是：結(jié)果是：工件原點，工件原點， 在右端面比在右端面比 在機(jī)床原點在機(jī)床原點尺寸數(shù)字更簡，尺寸數(shù)字更簡， 一目了然一目了然。 第一種第一種是：通過對刀將刀偏值寫入?yún)?shù)從而獲得工件坐標(biāo)系。這種方法操作簡單，可靠性好，它通過刀偏與機(jī)械坐標(biāo)系緊密的聯(lián)系在一起，只要不斷電、不改變刀偏值，工件坐標(biāo)系就會存在且不會變，即使斷電，重啟后回參考點，工件坐標(biāo)系還在原來的位置。

53、 第二種第二種是：用G50設(shè)定坐標(biāo)系，對刀后將刀移動到G50設(shè)定的位置才能加工。對刀時先對基準(zhǔn)刀，其他刀的刀偏都是相對于基準(zhǔn)刀的。 第三種第三種方法是MDI參數(shù)，運(yùn)用G54G59可以設(shè)定六個坐標(biāo)系，這種坐標(biāo)系是相對于參考點不變的，與刀具無關(guān)。這種方法適用于批量生產(chǎn)且工件在卡盤上有固定裝夾位置的加工。 4.2 FANUC系統(tǒng)確定工件坐標(biāo)系的三種方法:如何尋找和保證？工件原點在所選位置如何尋找和保證？工件原點在所選位置一、直接用刀具試切對刀 1.用外園車刀先試車一外園，記住當(dāng)前X坐標(biāo)，測量外園直徑后，用X坐標(biāo)減外園直徑，所的值輸入offset界面的幾何形狀X值里。2.用外園車刀先試車一外園端面，記

54、住當(dāng)前Z坐標(biāo)，輸入offset界面的幾何形狀Z值里。二、用G50設(shè)置工件零點 1.用外園車刀先試車一外園，測量外園直徑后，把刀沿Z軸正方向退點，切端面到中心（X軸坐標(biāo)減去直徑值）。2.選擇MDI方式，輸入G50 X0 Z0，啟動START鍵，把當(dāng)前點設(shè)為零點。3.選擇MDI方式，輸入G0 X150 Z150 ，使刀具離開工件進(jìn)刀加工。4.這時程序開頭：G50 X150 Z150 .。5.注意：用G50 X150 Z150，你起點和終點必須一致即X150 Z150，這樣才能保證重復(fù)加工不亂刀。6.如用第二參考點G30，即能保證重復(fù)加工不亂刀，這時程序開頭 G30 U0 W0 G50 X150 Z

55、150三、 用工件移設(shè)置工件零點 1.在FANUC0-TD系統(tǒng)的Offset里，有一工件移界面，可輸入零點偏移值。2.用外園車刀先試切工件端面，這時Z坐標(biāo)的位置如：Z200，直接輸入到偏移值里。3.選擇“Ref”回參考點方式，按X、Z軸回參考點，這時工件零點坐標(biāo)系即建立。4.注意：這個零點一直保持，只有從新設(shè)置偏移值Z0，才清除。四、用G54-G59設(shè)置工件零點 1.用外園車刀先試車一外園，測量外園直徑后，把刀沿Z軸正方向退點，切端面到中心。2.把當(dāng)前的X和Z軸坐標(biāo)直接輸入到G54-G59里,程序直接調(diào)用如:G54X50Z50。3.注意:可用G53指令清除G54-G59工件坐標(biāo)系。 Fanuc

56、系統(tǒng)數(shù)控車床設(shè)置工件零點常用方法要求：要求：加工結(jié)束后，加工結(jié)束后，刀具回到起刀點。刀具回到起刀點。用用G50確定工件原點確定工件原點坐標(biāo)系的確定方法坐標(biāo)系的確定方法用用G50可以確定任意點可以確定任意點作為工件原點。作為工件原點。但，但，確定在右端面確定在右端面O3為更方便。為更方便。例如，例如，O1點，點，G50 X70 Z70；O2點，點，G50 X70 Z60；O3點，點，G50 X70 Z20；20用用G5459偏置零點的方法偏置零點的方法零點零點零點零點偏置后偏置后偏置后偏置后零點零點用刀具補(bǔ)償指令用刀具補(bǔ)償指令Txxxx 設(shè)定工件原點設(shè)定工件原點用刀具刀尖對準(zhǔn)右端面用刀具刀尖對準(zhǔn)

57、右端面OP處，處，當(dāng)?shù)毒呶挥谟叶嗣嫖恢?，輸入?dāng)?shù)毒呶挥谟叶嗣嫖恢?，輸入Z0，并按測量時，機(jī)械坐標(biāo)所顯示數(shù)值并按測量時，機(jī)械坐標(biāo)所顯示數(shù)值為：為： OP點到機(jī)床原點點到機(jī)床原點(零點零點)的距離；的距離；切外圓后，測量其直徑，該直徑是切外圓后，測量其直徑，該直徑是外圓到回轉(zhuǎn)中心的距離，將該直徑外圓到回轉(zhuǎn)中心的距離，將該直徑值寫入，并按測量時所顯示的機(jī)械值寫入，并按測量時所顯示的機(jī)械坐標(biāo)坐標(biāo)X數(shù)值為：回轉(zhuǎn)中心到機(jī)床原數(shù)值為：回轉(zhuǎn)中心到機(jī)床原點的距離。所以，等于是將機(jī)床零點的距離。所以，等于是將機(jī)床零點偏移了所顯示的數(shù)值后，零點偏點偏移了所顯示的數(shù)值后，零點偏到了右端面中心。到了右端面中心。 用刀具

58、補(bǔ)償指令對刀時用刀具補(bǔ)償指令對刀時對起刀點，沒有什么特殊要對起刀點，沒有什么特殊要求，刀具只要在工件外即可。求，刀具只要在工件外即可?？焖冱c定位 G00:4.3 基本移動指令代碼基本移動指令代碼快速點定位 G00:直線插補(bǔ) G01:G00 X/U_ Z/W_F S _B T _M _; 其中:X/U_ Z/W為快速定位的目標(biāo)點;常用格式G00 X/U_ Z/W_;實際速度受面板倍率OVERRIDE控制尾座移動_ _附加輔助_ _G01X/U_Z/W_A C/R F_ E_S_B _T_M_;其中:X/U_ Z/W為直線插補(bǔ)的目標(biāo)點; A E常用格式G01 X/U_ Z/W_ F_;角度值_ _

59、倒棱數(shù)據(jù)/倒圓數(shù)據(jù)_ _ _ _G00,G01快速移動定位（快速移動定位（G00）指令）指令格式：格式：G00 X(U)- Z(W)-；功能：功能：G00指令是使刀具以系統(tǒng)預(yù)先指令是使刀具以系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的快速進(jìn)給速度移動定位至程序設(shè)定的快速進(jìn)給速度移動定位至程序段所指定的位置，段所指定的位置，G00指令又稱為點指令又稱為點定位指令。其中定位指令。其中,X、Z表示目標(biāo)點絕表示目標(biāo)點絕對值坐標(biāo)對值坐標(biāo)，即采用絕對坐標(biāo)編程時，即采用絕對坐標(biāo)編程時, X、Z表示快速移動的終點位置在工件表示快速移動的終點位置在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；U、W表示目標(biāo)點表示目標(biāo)點相對前一點的增量坐標(biāo)相對前一點的

60、增量坐標(biāo)，即采用增量，即采用增量坐標(biāo)編程時坐標(biāo)編程時, U、W表示快速移動的終表示快速移動的終點位置相對于起點位置（前一點）的點位置相對于起點位置（前一點）的坐標(biāo)增量（即位移量坐標(biāo)增量（即位移量+移動方向）。移動方向）。如圖如圖3-17（a）和（）和（b）所示）所示,刀具快速移動刀具快速移動到指定位置時，用到指定位置時，用G00編程如下編程如下:（a）絕對值編程：）絕對值編程：G00 X50.0 Z6.0； 增量值編程：增量值編程：G00 U-70.0 W-84.0；（b）絕對值編程：）絕對值編程：G00 X38.0 Z2.0； （ABC） 增量值編程：增量值編程：G00 U-22.0 W-2