數(shù)控機床工程師培訓

數(shù)控機床工程師培訓第1頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控機床一、數(shù)控機床的組成輸入裝置輸出裝置計算機數(shù)控裝置PLC主軸控制單元主軸機床伺服電機速度控制單元工作臺位置檢測反饋裝置項目一數(shù)控機床基本組成第2頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

二、數(shù)控機床工作過程加工準備階段機床調(diào)整階段程序調(diào)試階段試切加工階段正式加工階段檢測數(shù)控機床第3頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

一）數(shù)控機床坐標系的作用

描述機床的運動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息。

二）數(shù)控機床坐標系確定的依據(jù)—JB3051-8（ISO841）

為簡化程序編制，保證數(shù)據(jù)的互換性。三、數(shù)控機床坐標系數(shù)控機床第4頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

三）數(shù)控機床坐標系的確定方法

1.假定刀具相對于固定的

工件運動

數(shù)控機床第5頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

2.采用右手笛卡兒坐標系

直線坐標XYZ旋轉坐標ABC附加坐標UVW數(shù)控機床第6頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

3.確定順序：Z—X—Y

Z軸在主軸方向，X軸平行于工件的裝夾平面，一般取水平位置，根據(jù)右手直角坐標系的規(guī)定，確定了X和Z坐標軸的方向，自然能確定Y軸的方向。

4.增大工件和刀具之間距離的方向為運動的正方向

數(shù)控機床第7頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

臥式數(shù)控車床坐標系-X+Z數(shù)控機床第8頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

立式數(shù)控銑床坐標系+Z+X+Y數(shù)控機床第9頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控機床四）數(shù)控機床的兩種坐標系機床坐標系和工件坐標系，工件坐標系又稱為編程坐標系。１.機床坐標系機床坐標系XYZ是生產(chǎn)廠家在機床上設定的坐標系，其原點是機床上的一個固定點，作為數(shù)控機床運動部件的運動參考點。2.工件坐標系設定工件坐標系的目的是為了編程方便。設置工件坐標系原點的原則盡可能選擇在工件的設計基準和工藝基準上，工件坐標系的坐標軸方向與機床坐標系的坐標軸方向保持一致。第10頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

項目二數(shù)控系統(tǒng)一、數(shù)控系統(tǒng)的組成與作用

1.組成

CNC系統(tǒng)由輸入輸出設備、CNC裝置、可編程控制器（PLC）、主軸驅動裝置和進給驅動裝置等組成。

2.作用

接受信息—計算處理—發(fā)出控制命令數(shù)控機床第11頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

二、數(shù)控系統(tǒng)工作過程

數(shù)控機床第12頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

三、常見數(shù)控系統(tǒng)

SIEMENSFANUC數(shù)控機床第13頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

華中HNC數(shù)控機床第14頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六一、刀具半徑補償1.刀具半徑補償?shù)幕靖拍?/p>

數(shù)控加工中，是按零件輪廓進行編程的。由于刀具總有一定的半徑(如銑刀半徑、銅絲的半徑)，刀具中心運動的軌跡并不等于所需加工零件的實際輪廓，而是偏移輪廓一個刀具半徑值。這種偏移稱為刀具半徑補償。2.B功能刀具半徑補償計算

B功能刀具半徑補償計算：根據(jù)零件尺寸和刀具半徑值計算直線或圓弧的起點和終點的刀具中心值，以及圓弧刀補后刀具中心軌跡的圓弧半徑值。刀具半徑矢量：在加工過程中始終垂直于編程軌跡，大小等于刀具半徑，方向指向刀具中心的矢量。數(shù)控機床項目三刀具補償?shù)?5頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六3.C功能刀具半徑補償計算（1）C功能刀具半徑補償?shù)幕舅枷隒刀補工作過程：刀補開始后，先將第一程序段讀入BS，算得此程編軌跡并送到CS暫存后，又將第二段程序讀入BS，算出第二段程編軌跡。對兩段程編軌跡的連接方式進行判別，根據(jù)判別結果，再對CS中的第一段程編軌跡作相應的修正。修正結束后，順序地將修正后的第一段程編軌跡由CS送AS，第二段程編軌跡由BS送人CS。隨后，由CPU將AS中的內(nèi)容送到OS進行插補運算，運算結果送到伺服裝置予以執(zhí)行。數(shù)控機床第16頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六(2).程編軌跡轉接類型如圖根據(jù)角度在四個象限的不同，有以下三種轉接類型：１）直線與直線轉接２）圓弧與圓弧轉接３）直線與圓弧轉接數(shù)控裝置的插補原理與刀具補償?shù)?7頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六數(shù)控裝置的插補原理與刀具補償二、刀具長度補償?shù)?8頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六數(shù)控編程的步驟第19頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控車削編程項目四

數(shù)控車床編程一、數(shù)控車床編程基礎1.米制與英制編程

G20英制，G21米制（默認）。2.直徑與半徑編程

1)直徑編程把X坐標值表示為回轉零件的直徑值，稱為直徑編程。由于圖紙上都用直徑表示零件的回轉尺寸，用此種方法編程，X坐標值與回轉零件直徑尺寸保持一致，不需要尺寸換算，比較方便。

2)半徑編程把X坐標值表示為回轉零件的半徑值，稱為半徑編程。這種表示方法符合直角坐標系的表示方法。3.車床的前置刀架與后置刀架數(shù)控車床刀架布置有兩種形式:(如圖4-1所示)前置刀架位于Z軸的前面，與傳統(tǒng)臥式車床刀架的布置形式一樣，刀架導軌為水平導軌，使用四工位電動刀架。第20頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控車削編程

后置刀架位于Z軸的后面，刀架的導軌與正平面傾斜，便于觀察刀具的切削過程、切屑容易排除、后置空間大，可以設計更多工位的刀架，一般全功能的數(shù)控車床都設計為后置刀架。圖4-1車床的前置刀架與后置刀架

4.M指令功能有效性

M指令功能有效性指在同一程序段中M指令功能與其它指令功能有效的順序，與指令在程序段中排列次序無關。有的M指令功能在其它指令功能執(zhí)行前有效，如M03與G01指令；有的M指令功能在其它指令功能執(zhí)行后有效，如G00與M02指令。5.數(shù)控機床的初始狀態(tài)

數(shù)控機床的初始狀態(tài)指數(shù)控機床通電后具有的狀態(tài)，也稱為數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的默認狀態(tài)，一般設定絕對坐標方式編程、使用米制、取消刀具補償、主軸和切削液泵停止等狀態(tài)。二、F、S、T指令功能1.進給量指令指令格式F_

指令功能F表示進給地址符。指令說明F表示主軸每轉進給量，單位為mm/r；也可以表示進給速度，單位為mm/min?？赏ㄟ^G指令設定。第21頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控車削編程2.主軸轉速指令指令格式S_指令功能S表示主軸轉速地址符，指令說明S表示主軸轉速，單位為r/min；也可以表示切削速度，單位為m/min。其量綱通過G指令設定。3.刀具號指令指令格式T_指令功能T表示刀具地址符，前兩位數(shù)表示刀具號。通過刀具補償號調(diào)用刀具數(shù)據(jù)庫內(nèi)刀具補償參數(shù)。三、G指令應用1.設定工件坐標系指令（Ｇ92）指令格式G92

X_Z_

指令功能通過設置刀具起點或換刀點的位置設定工件坐標系原點。指令說明G92后面的坐標值表示刀具起點或換刀點在工件坐標系中的坐標值。在編寫加工程序時，將工件坐標系的原點設定在工件的設計基準與工藝基準處，工件坐標系又稱編程坐標系，其坐標系原點又稱編程原點或編程零點。見圖4-2中的0p點，這樣對編寫程序帶來很大的方便。

G92指令的功能通過設置刀具起點或換刀點相對于工件坐標系的坐標值來建立工件坐標系，這里的刀具起點或換刀點是指車刀或鏜刀的刀尖位置。

設置換刀點的原則：既要保證換刀時刀具不碰撞工件，又要保證換刀時的輔助時間最短。如圖4-2所示，設定換刀點距工件坐標系原點在Z軸方向距離為B，在X軸方向距第22頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控車削編程離為A（直徑），執(zhí)行G92XAZB后，在系統(tǒng)內(nèi)部建立了以0p為原點的工件坐標系。圖4-2刀具起點設置(工件坐標系)圖4-3設置工件坐標系

設置工件坐標系時，刀具起點位置可以不變，通過G92指令的設定，把工件坐標系原點設在所需要的工件位置上，如圖4-3所示。工件坐標系原點設定在工件左端面位置：

G92X200Z210工件坐標系原點設定在工件右端面位置：

G92X200Z100工件坐標系原點設定在卡爪前端面位置：

G92X200Z190

顯然，當G92指令中相對坐標值A、B不同或改變刀具的刀具起點位置，所設定工件坐標系原點的位置也發(fā)生變化。有的數(shù)控系統(tǒng)用G54—G59指令確定工件坐標系XpOpZp相對機床坐標系XOZ的位置，以此方法建立工件坐標系，指令中X、Z表示工件坐標系原點在機床坐標系中的坐標值。例題4-1

設Op點為工件坐標系原點，Op點在機床坐標系中的坐標值為（0,150），用G54指令設置工件坐標系。

G54

X0

Z150第23頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控車削編程2.快速進給指令（G00）指令格式G00

X（U）_Z（W）_指令功能G00指令表示刀具以機床給定的快速進給速度移動到目標點，又稱為點定位指令。指令說明采用絕對坐標編程，X、Z表示目標點在工件坐標系中的坐標值；采用增量坐標編程，U、W表示目標點相對當前點的移動距離與方向。例題4-2

如圖4-4所示，刀具從換刀點Ａ（刀具起點）快進到Ｂ點，試分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編寫G00程序段。絕對坐標編程：

G00X40Z122

增量坐標編程：

G00U-60W-803.直線插補指令（G01）指令格式G01

X（U）_Z（W）_F_

指令功能G01指令使刀具以設定的進給速度從所在點出發(fā)，直線插補至目標點。指令說明采用絕對坐標編程，X、Z表示目標點在工件坐標系中的坐標位置；采用增量坐標編程U、W表示目標點相對當前點的移動距離與方向，其中F表示進給速度，在無新的F指令替代前一直有效。例題4-3

如圖4-5所示，設零件各表面已完成粗加工，試分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編寫G00，G01程序段。圖4-4快速定位第24頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控車削編程圖4-5直線插補絕對坐標編程：增量坐標編程：G00X18Z2;

A-BG00U-62W-58;

A-BG01X18Z-15F50;B-CG01Ｗ-17Ｆ50;Ｂ-ＣG01X30Z-26;

C-DG01U12W-11;Ｃ-ＤG01X30Z-36;

D-EG01W-10;Ｄ-ＥG01X42Z-36;

E-FG01U12;Ｅ-Ｆ4.圓弧插補指令（G02，G03）指令格式G02

X（U）_Z（W）I_K_(R)F_

G03

X（U）_Z（W）I_K_(R)F_

指令功能G02、G03表示刀具以Ｆ進給速度從圓弧起點向圓弧終點進行順、逆圓弧插補。指令說明

1）G02順圓插補，G03逆圓插補。圓弧的順、逆方向判斷見圖4-6左圖，沿與圓弧所在平面垂直的坐標軸的負方向看，順時針G02，逆時針G03，圖4-6右圖分別表示了車床前置刀架和后置刀架對圓弧順與逆方向的判斷；

2）如圖4-7，用絕對坐標編程，X、Z為圓弧終點坐標值；用增量坐標編程，U、W為圓弧終點相對起點的坐標增量，R是圓弧半徑，當圓弧所對圓心角圖4-6圓弧的順逆方向為0°～180°時，Ｒ取正值；當圓心角為180°～360°時，R取負值。I、K為圓心在X、Z軸方向上相對圓弧起點的坐標增量（用半徑值表示），I、K為零時可以省略。第25頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控車削編程圖4-7圓弧插補例題4-4如圖4-8所示，走刀路線為A-B-C-D-E-F，試分別用絕對坐標方式和增量坐標方式編程。圖4-8圓弧插補應用絕對坐標編程G03X34Z-4K-4（或R4）F50;

A-BG01Z-20;

B-CG02Z-40R20;

C-DG01Z-58;D-EG02X50Z-66I8（或R8）;

E-F增量坐標編程G03U8W-4k-4（或Ｒ4）Ｆ50;

A-BG01W-16;B-CG02W-20R20;C-DG01W-18;

D-EG02U16W-8I8（或R8）;E-F第26頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程項目五數(shù)控銑床編程一、數(shù)控銑床編程基礎

1.數(shù)控銑床的主要功能

1）點位控制主要用于孔加工，如鉆孔、擴孔、鉸孔和鏜孔等。

2）連續(xù)控制用直線插補、圓弧插補或復雜的曲線插補運動，銑削平面和曲面。

3）刀具半徑補償?shù)毒甙霃窖a償功能使數(shù)控系統(tǒng)自動計算刀具中心軌跡，使刀具中心偏離工件輪廓一個刀具半徑值，從而加工出符合圖紙要求的輪廓。利用刀具半徑補償?shù)墓δ埽淖兊毒甙霃窖a償量，還可以補償?shù)毒吣p量和加工誤差，實現(xiàn)對工件的粗加工和精加工。

4）刀具長度補償改變刀具長度的補償量，可以補償?shù)毒邠Q刀后的長度偏差值，還可以改變切削加工的平面位置，控制刀具的軸向定位精度。

5）固定循環(huán)加工固定循環(huán)加工指令簡化加工程序，減少編程工作量。

6）子程序把加工工件形狀相同或相似部分寫成子程序，由主程序調(diào)用，簡化程序結構。引用子程序的功能使加工程序模塊化，便于加工調(diào)試，優(yōu)化加工工藝。

7）特殊功能在數(shù)控銑床上配置仿形軟件和仿形裝置，用傳感器對實物掃描及數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后自動生成NC程序，進而實現(xiàn)對工件的仿形加工，實現(xiàn)反向加工工程。第27頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程2.數(shù)控銑床加工范圍

1）平面加工工件的水平面（XY）加工，工件的正平面（XZ）加工和工件的側平面（YZ）加工。兩軸半控制的數(shù)控銑床。

2）曲面加工復雜曲面加工。三軸甚至更多軸聯(lián)動的數(shù)控銑床。

3.數(shù)控銑床的裝備

1）夾具通用夾具主要有：平口鉗、磁性吸盤和壓板裝置。中、大批量或形狀復雜的工件——設計組合夾具，如果使用氣動和液壓夾具，用程序控制夾具，實現(xiàn)工件的自動裝缷，進一步提高工作效率和降低勞動強度。

2）刀具常用的銑削刀具有立銑刀、端面銑刀、成形銑刀和孔加工刀具。二、數(shù)控銑床基本指令圖5-1

G92設定工件坐標系1.設定工件坐標系G92指令格式G92X__Y__Z__功能設定工件坐標系說明1)在機床上建立工件坐標系（也稱編程坐標系）；

2)如圖5-1所示，坐標值X、Y、Z為刀具刀位點（起刀點或換刀點）在工件坐標系中的坐標值(根據(jù)換刀點位置設定工件坐標系的原點)；

3)操作者必須于工件安裝后檢查或調(diào)整刀具刀位點，以確保機床上設定的工件坐標系與編程時在零件上所規(guī)定的工件坐標系在位置上重合一致；

4)對于尺寸較復雜的工件，為了計算簡單，在編程中可以任意改變工件坐標系的程序零點。第28頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程

另一種方法如圖5-2所示，通過與機床坐標系XYZ的相對位置建立工件坐標系XpYpZp，如有的數(shù)控系統(tǒng)用G54—G59指令的X、Y、Z坐標表示工件坐標系原點在機床坐標系中的坐標值。2.絕對坐標方式指令G90和增量坐標方式指令G91指令格式G90/G91指令功能設定坐標輸入方式指令說明

1）G90建立絕對坐標方式，X、Y、Z值表示刀具離開工件坐標系原點的距離；

2）G91建立增量坐標方式，X、Y、Z值表示刀具離開當前點的坐標增量。3.快速點定位G00指令指令格式G00X__Y__Z__指令功能快速點定位指令說明1)刀具以各軸內(nèi)定的速度由始點（當前點）快速移動到目標點；

2)刀具運動軌跡與各軸快速移動速度有關；

3)刀具在起始點開始加速至預定的速度，到達目標點前減速定位。例題5-1如圖5-3所示，刀具從A點快速移動至C點，使用絕對坐標與增量坐標方式編程。圖5-3快速定位圖5-2

G54設定工件坐標系第29頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程絕對坐標編程G92X0Y0Z0設工件坐標系原點，換刀點O與機床坐標系原點重合G90G00X15Y-40刀具快速移動至Op點G92X0Y0重新設定工件坐標系，換刀點Op與工件坐標系原點重合G00X20Y10刀具快速移動至A點定位X60Y30刀具從始點A快移至終點C用增量值方式編程G92X0Y0Z0G91G00X15Y-40G92X0Y0G00X20Y10X40Y204.直線插補G01指令圖5-4直線插補指令格式G01X__Y__Z__F__指令功能直線插補運動指令說明1)刀具按照F指令所規(guī)定的進給速度直線插補至目標點；

2)F代碼是模態(tài)代碼，在沒有新的F代碼替代前一直有效；

3)各軸實際的進給速度是F速度在該軸方向上的投影分量；

4)用G90或G91可以分別按絕對坐標方式或增量坐標方式編程。例題5-2如圖5-4所示，刀具從A點直線插補至B點，使用絕對坐標與增量坐標方式編程。第30頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程

G90G01X60Y30F200或G91G01X40Y20F2005.插補平面選擇G17、G18、G19指令指令格式G17/G18/G19

指令功能表示選擇的插補平面指令說明1)G17表示選擇XY平面；

2)G18表示選擇ZX平面；

3)G19表示選擇YZ平面。6.順時針圓弧插補指令G02和逆時針圓弧插補指令G03

指令格式XY平面圓弧插補指令（如圖5-5所示）

G02R__G17X__Y__F__G03I__J__圖5-5XY插補平面圖5-6順逆圓弧的區(qū)分指令功能在指定平面內(nèi)做圓弧插補運動指令說明1)圓弧的順逆時針方向如圖5-6所示，向圓弧所在平面的垂直坐標軸的負方向看去，順時針方向為G02，逆時針方向為G03；

2)F規(guī)定了沿圓弧切向的進給速度；第31頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程

3)X、Y、Z為圓弧終點坐標值，如果采用增量坐標方式G91，X、Y、Z表示圓弧終點相對于圓弧起點在各坐標軸方向上的增量；

4)I、J、K表示圓弧圓心相對于圓弧起點在各坐標軸方向上的增量，與G90G91的定義無關；

5)R是圓弧半徑，當圓弧所對應的圓心角為0°～180°時，R取正值；圓心角為180°～360°時，R取負值；

6)I、J、K的值為零時可以省略；

7)在同一程序段中，如果I、J、K與R同時出現(xiàn)則R有效。例題5-3如圖5-7所示，設起刀點在坐標原點O，刀具沿A-B-C路線切削加工，使用絕對坐標與增量坐標方式編程。絕對坐標編程G92X0Y0Z0設工件坐標系原點、機床坐標系原點與換刀點重合（參考點）G90G00X200Y40刀具快速移動至A點G03X140Y100I-60(或R60)F100G02X120Y60I-50(或R50)增量坐標編程G92X0Y0Z0G91G00X200Y40G03X-60Y60I-60(或R60)F100G02X-20Y-40I-50(或R50)圖5-7圓弧插補第32頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程G92X0Y0Z0G90G00X30Y0G03I-30J0F100G00X0Y0例題5-4如圖5-8所示，起刀點在坐標原點O，從O點快速移動至A點，逆時針加工整圓，使用絕對坐標與增量坐標方式編程。圖5-8整圓加工G92X0Y0Z0G91G00X30Y0G03I-30J0F100G00X-30Y07.暫停G04指令指令格式

X__G04P__指令功能刀具作短暫的無進給光整加工指令說明1)地址碼X可用小數(shù)，單位為S；

2)地址碼P只能用整數(shù)，單位為ms。8.刀具半徑補償G41、G42指令指令格式

G41G00X__Y__H(或D)__G42G01

指令功能數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓和刀具半徑自動計算刀具中心軌跡，控制刀具沿刀具中心軌跡移動，加工出所需要的工件輪廓，編程時避免計算復雜的刀心軌跡。第33頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程指令說明1)X__Y__表示刀具移動至工件輪廓上點的坐標值

2)H(或D)__刀具半徑/長度補償寄存器地址符，存儲刀具半徑/長度補償值；

3)如圖5-9左圖所示，沿刀具進刀方向看，刀具中心在零件輪廓左側,則為刀具半徑左補償，用G41指令；

4)如圖5-9右圖所示，沿刀具進刀方向看，刀具中心在零件輪廓右側，則為刀具半徑右補償，用G42指令；圖5-9刀具半徑補償位置判斷

5)通過G00或G01運動指令建立刀具半徑補償。例題5-5如圖5-10所示，刀具由O點至A點，采用刀具半徑左補償指令G41后，刀具將在直線插補過程中向左偏置一個半徑值，使刀具中心移動到B點，其程序段為：G41G01X50Y40F100H01H01為刀具半徑偏置代碼，偏置量（刀具半徑）預先寄存在H01指令指定的寄存器中。運用刀具半徑補償指令，通過調(diào)整刀具半徑補償值來補償?shù)毒叩哪p量和重磨量，如圖5-11所示，r1為新刀具的半徑，r2為磨損后刀具的半徑。此外運用刀具半徑補償指令，還可以實現(xiàn)使用同一把刀具對工件進行粗、精加工，如圖5-12所示，粗加工時刀具半徑r1為r+Δ，精加工時刀具半徑補償值為r2為r，其中Δ為精加工余量。圖5-10刀具半徑補償過程第34頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程圖5-11刀具磨損后的刀具半徑補償圖5-12粗、精加工的刀具半徑補償9.取消刀具半徑補償指令G40指令格式G00/G01G40X__Y__指令功能取消刀具半徑補償指令說明1)指令中的X__Y__表示刀具軌跡中取消刀具半徑補償點的坐標值；

2)通過G00或G01運動指令取消刀具半徑補償；

3)G40必須和G41或G42成對使用。例題5-6如圖5-10所示，當?shù)毒咭园霃阶笱a償G41指令加工完工件后，通過圖中CO段取消刀具半徑補償，其程序段為：G40G00X0Y010.刀具長度補償G43、G44、G49指令指令格式G43Z__H__G49取消刀具長度補償指令功能對刀具的長度進行補償指令說明1)G43指令為刀具長度補償；

2)G49指令為取消刀具長度補償；

3)刀具長度補償指刀具在Z方向的實際位移比程序給定值增加或減少一個偏置值；第35頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程

4)格式中的Z值是指程序中的指令值；

5)H為刀具長度補償代碼，后面兩位數(shù)字是刀具長度補償寄存器的地址符。

H01指01號寄存器，在該寄存器中存放對應刀具長度的補償值。H00寄存器必須設置刀具長度補償值為0，調(diào)用時起取消刀具長度補償?shù)淖饔?，其余寄存器存放刀具長度補償值；圖5-13刀具長度補償例題5-7圖5-13所示，A為刀具起點，加工路線為1→2→3→4→5→6→7→8→9。要求刀具在工件坐標系零點Z軸方向向下偏移3mm，用增量坐標編程（把偏置量3mm存入地址為H01的寄存器中）。程序：N01G91G00X70Y45S800M03N02G43Z-22H01N03G01G01Z-18F100M08N04G04X5N05G00Z18N06X30Y-20N07G01Z-33F100N08G00G49Z55M09N09X-100Y-25N10M30第36頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程三、數(shù)控銑床綜合加工實例例題5-9用直徑為20mm的立銑刀，加工如圖5-27所示零件。要求每次最大切削深度不超過20mm。工藝分析:

零件厚度為40mm，根據(jù)加工要求，每次切削深度為20mm，分2次切削加工，在這兩次切深過程中，刀具在XY平面上的運動軌跡完全一致，故把其切削過程編寫成子程序，通過主程序兩次調(diào)用該子程序完成零件的切削加工，中間兩孔為已加工的工藝孔，設圖示零件上表面的左下角為工件坐標系的原點圖5-27零件圖第37頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控銑床編程程序注釋O1000程序號N010G90G92X0Y0Z300使用絕對坐標方式編程，建立工件坐標系N020G00X-50Y-50S800M03快速進給至X=-50，Y=-50，主軸正轉，轉速800r/minN030G01Z-20F150Z軸工進至Z=-20，進給速度150mm/minN040M98P1010調(diào)用子程序O1010N050Z-45F300Z軸工進至Z=-45，進給速度300mm/minN060M98P1010調(diào)用子程序O1010N070G00X0Y0Z300快速進給至X=0，Y=0，Z=300N100M30主程序結束O1010子程序號N010G42G01X-30Y0F300H02M08切削液開，直線插補至X=-30，Y=0，刀具半徑右補償H02=10mmN020X100直線插補至X=100，Y=0N030G02X300R100順圓插補至X=300，Y=0N040G01X400直線插補至X=400，Y=0N050Y300直線插補至X=400，Y=300N060G03X0R200逆圓插補至X=0，Y=300N070G01Y-30直線插補至X=0，Y=-30N080G40G01X-50Y-50直線插補至X=-50，Y=-50，取消刀具半徑補償N090M09切削液關N100M99子程序結束并返回主程序第38頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六2.工作節(jié)拍

逐點比較法一個插補循環(huán)有四個節(jié)拍：1)偏差判別2)坐標進給3)偏差計算4)終點判別工作循環(huán)圖如右：一、逐點比較法1.基本原理每給x或y坐標方向一個脈沖，加工點沿相應方向產(chǎn)生位移，然后對新點所在的位置與要求加工的曲線進行比較，根據(jù)偏離情況決定下一步該移動的方向，以縮小偏離距離，使實際加工出的曲線與要求的加工曲線的誤差為最小。終點判別開始加工偏差判別進給ΔX或ΔＹ偏差計算停止加工ＹＮ數(shù)控裝置的插補原理項目六直線插補與圓弧插補第39頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六A(xa，ya)C(xc，yc)yxE(xe，ye)B(xb，yb)3.直線插補（1）偏差計算公式如圖：點，有：即：點，有：即：點，有：即：令為偏差判別函數(shù)，由即可判別刀位點與直線的位置關系，判別方法如下：()bbyxB,eebbxyxy=0=-=ebebyxxyF()aayxA,eeaaxyxy>0>-=eaeayxxyF0<-=ececyxxyFeeccxyxy<()ccyxC,???íì<=>，刀位點在直線下方，刀位點在直線上，刀位點在直線上方000FFF數(shù)控裝置的插補原理第40頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

（2）坐標進給的符號判別進給方向：

（3）偏差計算公式簡化，其F值為：

a)若

b)若

＜0，

則:

設某時第一象限中某點為：由則：≥0，

iF?íì+<+3方向走一步。，沿方向走一步；，沿yFxFii00),(iiyxDeieiiyxxyF-=iF?íì=+=++iiiiyyxx111eieeieieieieieiiyFyyxxyyxxyyxxyF-=--=+-=-=+++)1(111?íì+==++111iiiiyyxxeieeieieieieieiixFxyxxyyxxyyxxyF+=+-=-+=-=+++)1(111iF數(shù)控裝置的插補原理第41頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六中減去１，（4）終點判斷（三種方法）

a)設置一個減法計數(shù)器，在其中存入

，Ｘ或Ｙ坐標方向進給時均在計數(shù)器中減去1,當

時，停止插補。

b)

設置和兩個減法計數(shù)器，在其中分別存入終點坐標值

，Ｘ或Ｙ坐標方向每進給一步時，就在相應的計數(shù)器直到兩個計數(shù)器都為0時，停止插補。

C）選終點坐標值較大的坐標作為計數(shù)坐標，用其終值作為計數(shù)器初值，僅在該軸走步時才減去1，當減到0時，停止插補。和?x?y?+=eeyx?=0eyex數(shù)控裝置的插補原理第42頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六YO12312345XE(5，3)例第一象限直線OE，起點為O（0，0），終點為E（5，3），請寫出用逐點比較法插補此直線的過程并畫出運動軌跡圖(脈沖當量為1)。解：插補完這段直線刀具沿Ｘ和Ｙ軸應走的總步數(shù)為＝5+3＝8。刀具的運動軌跡如圖?+=eeyx4.插補舉例數(shù)控裝置的插補原理第43頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六循環(huán)序號偏差判別坐標進給偏差計算終點判別

F≥0+XFi+1=Fi-yeΣ=|xe|+|ye|F＜0+YFi+1=Fi+xe0F0=0;xe=5;ye=3J=81F0=0+XF1=0-3=-3J=72F1=-3+YF2=-3+5=2J=63F2=2+XF3=2-3=-1J=54F3=-1+YF4=-1+4J=45F4=4+XF5=4-3=1J=36F5=1+XF6=1-3=-2J=27F6=-2+YF7=-2+5=3J=18F7=3+XF8=3-3=0J=0插補運算過程見表：數(shù)控裝置的插補原理第44頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六5.圓弧插補（1）偏差計算公式以第一象限逆圓弧為例，起點為S，終點為E，半徑為r，圓心在原點。再設刀具刀位點某一時刻位于點,它在圓弧上,有：；若位于點，它在圓弧的外部，有：，