數(shù)控編程基礎(chǔ)課件-002

第二章數(shù)控編程基礎(chǔ)2.1程序編制的基本內(nèi)容程序編制的基本概念

從零件圖紙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。

程序編制分為手工和自動(dòng)編程兩種。

1、手工編程的步驟

2.1程序編制的基本內(nèi)容確定加工方案工藝處理數(shù)學(xué)處理編寫程序清單制備控制介質(zhì)程序檢驗(yàn)

圖2-1數(shù)控編程過程2、自動(dòng)編程

自動(dòng)編程可分為機(jī)內(nèi)編程和機(jī)外編程。利用CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編程的框圖如下：2.1程序編制的基本內(nèi)容圖2-2自動(dòng)編程過程的框圖零件幾何造型加工模擬程序傳輸生成刀具路徑文件生成零件加工程序利用CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編程的基本步驟

1）確定加工工藝

2）加工模型建立3）刀具軌跡生成4）后置代碼生成5）加工代碼輸出

2.1程序編制的基本內(nèi)容1.定義

機(jī)床坐標(biāo)系是指用于確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離的坐標(biāo)系。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是一個(gè)右手笛卡爾直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，相對(duì)于每個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)為A、B、C。

2.2機(jī)床坐標(biāo)系圖2－3數(shù)控銑床坐標(biāo)系2.2機(jī)床坐標(biāo)系圖2-4右手笛卡爾直角坐標(biāo)系+X′、+Y′、+Z′表示工件的正移動(dòng)方向。2.2機(jī)床坐標(biāo)系2.各坐標(biāo)軸的確定（1）Z軸的確定

Z軸是傳遞切削力的主軸所規(guī)定的主軸軸向。對(duì)于銑床、鏜床、鉆床等是帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的軸；圖2－5銑床z軸+2.2機(jī)床坐標(biāo)系圖2－6車床Z軸方向的確定車床、磨床等是帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的軸,其方向是平行于主軸軸線，遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎较颉?.2機(jī)床坐標(biāo)系（2）X軸的確定

X軸一般是水平的，平行于工件的裝夾平面。它平行于主要的切削方向，且以此方向?yàn)橹鞣较颉?/p>

1）對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（如車床、磨床等），X坐標(biāo)是工件的徑向且平行于橫向拖板，刀具遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)中心是正向。2.2機(jī)床坐標(biāo)系圖2-7臥式數(shù)控車床2.2機(jī)床坐標(biāo)系①當(dāng)Z軸水平時(shí)，沿刀具主軸向工件看，X軸的正方向指向右邊。2）對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（如銑、鉆、鏜床）

圖2-8臥式鏜床2.2機(jī)床坐標(biāo)系

a．對(duì)于單立柱機(jī)床，X軸的正方向指向右邊。②Z軸為鉛垂方向（立式主軸）圖2－9立式數(shù)控機(jī)床+x2.2機(jī)床坐標(biāo)系圖2-10龍門式輪廓銑床

b．對(duì)于雙立柱機(jī)床（如龍門機(jī)床），當(dāng)站在操作臺(tái)一側(cè)從主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，X軸的正方向指向右邊。2.2機(jī)床坐標(biāo)系（3）Y軸的確定Y軸的運(yùn)動(dòng)方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定。圖2-11立式銑床+y2.2機(jī)床坐標(biāo)系

（4）轉(zhuǎn)動(dòng)方向的確定圍繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)分別用A、B、C表示，它們的正方向?yàn)橛倚菁y前進(jìn)的方向。

3．機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)是指機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，即X=0,Y=0,Z=0的點(diǎn)。2.2機(jī)床坐標(biāo)系

4.工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)

工件坐標(biāo)系是由編程人員以工件圖紙上的某一固定點(diǎn)位原點(diǎn)（也稱工件原點(diǎn)）所建立的坐標(biāo)系。2.2機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床原點(diǎn)工件原點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)編程原點(diǎn)圖2-12數(shù)控車床坐標(biāo)系及相關(guān)點(diǎn)的關(guān)系2.2機(jī)床坐標(biāo)系

5.絕對(duì)坐標(biāo)系與相對(duì)坐標(biāo)系1)絕對(duì)坐標(biāo)系

所有的坐標(biāo)值均從同一固定坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系。2)相對(duì)坐標(biāo)系

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（或增量坐標(biāo)系）。2.2機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)BXXYYO18121520圖2-13絕對(duì)與相對(duì)坐標(biāo)系以絕對(duì)坐標(biāo)計(jì)算：XA=12,YA=15,XB=30,YB=35

以相對(duì)坐標(biāo)計(jì)算：XA=0,YA=0,XB=18,YB=202.2機(jī)床坐標(biāo)系2.3常用數(shù)控指令和編程方法

2.3.1編制數(shù)控程序常用的指令代碼（一）準(zhǔn)備功能代碼（G代碼）

準(zhǔn)備功能代碼用于指定一些動(dòng)作或選擇一種操作方式，它使用G字編程。2.3常用數(shù)控指令和編程方法

模態(tài)代碼是指某些G代碼在一個(gè)程序段被指定后，直到以后程序段出現(xiàn)同組的另一個(gè)代碼時(shí)才失效的G代碼。

非模態(tài)代碼是指只有書寫了該代碼時(shí)才有效的代碼。表2-1與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令

1．與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令2.3常用數(shù)控指令和編程方法

代碼功能代碼功能G53～G59機(jī)床坐標(biāo)系選擇G18選擇XY平面G17選擇XY平面G19選擇XY平面2．與坐標(biāo)軸移動(dòng)有關(guān)的指令

表2-2與坐標(biāo)軸移動(dòng)有關(guān)的指令

2.3常用數(shù)控指令和編程方法

代碼功能G00定位（快速直線插補(bǔ)）G01直線插補(bǔ)G02順圓插補(bǔ)G03逆圓插補(bǔ)3．刀具補(bǔ)償指令

表2-3與刀具補(bǔ)償有關(guān)的指令

2.3常用數(shù)控指令和編程方法

代碼功能G40刀具半徑補(bǔ)償取消G41刀具半徑左補(bǔ)償G42刀具半徑右補(bǔ)償G43刀具長度正補(bǔ)償G44刀具長度負(fù)補(bǔ)償G49刀具長度補(bǔ)償取消

4．與指令確定的數(shù)值有關(guān)的指令

表2-4與指令確定的數(shù)值有關(guān)的指令

2.3常用數(shù)控指令和編程方法

代碼功能代碼功能G90絕對(duì)值編程G95進(jìn)給量（每轉(zhuǎn)）G91增量值編程G20輸入值為英制G94進(jìn)給速度（每分鐘）G21輸入值為米制5．可簡化編程的指令

表2-5可簡化編程的指令2.3常用數(shù)控指令和編程方法

代碼功能代碼功能G50縮放關(guān)G71～76循環(huán)加工指令G51縮放開G81～89孔循環(huán)加工指令G68旋轉(zhuǎn)變換G80取消孔循環(huán)加工指令G69旋轉(zhuǎn)取消6．其他功能G代碼

表2-6其他功能G代碼

2.3常用數(shù)控指令和編程方法

代碼功能G04暫停

（二）輔助功能代碼（M代碼）

輔助功能代碼（M代碼）用于指令控制功能和機(jī)床功能，多與程序執(zhí)行和機(jī)械控制有關(guān)。

1．M00程序停止。執(zhí)行M00后程序停止，可按機(jī)床上的起動(dòng)按鈕使機(jī)床重新起動(dòng)，繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。

2.3常用數(shù)控指令和編程方法

2．M01可選擇的程序停止。當(dāng)按下機(jī)床操作面板上的“選擇開機(jī)”按鈕時(shí)，執(zhí)行M0l以后程序停止，重新起動(dòng)則繼續(xù)執(zhí)行下段。

3．M02和M30程序結(jié)束。

4．M03、M04和M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。5．M06換刀。2.2常用數(shù)控指令和編程方法

（三）F、S、T指令—都是續(xù)效代碼（1）F指令為進(jìn)給速度指令(mm/min)（2）S指令—主軸轉(zhuǎn)速指令(r/min)（3）T指令—刀號(hào)指令，T后跟兩位數(shù)字，這兩位數(shù)字表示刀具的編號(hào)。2.3常用數(shù)控指令和編程方法

2.3.2數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)1．程序的組成一個(gè)完整的零件加工程序由程序段組成；一個(gè)程序段由若干個(gè)代碼字組成；每個(gè)代碼字由字符（字母、數(shù)字、符號(hào)）組成。

2.3常用數(shù)控指令和編程方法

例如：N01G91G00X50Y60LFN02G01X1000Y5000F150S300T12M03LF．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．N10G00X-50Y-60M02LF2.3常用數(shù)控指令和編程方法

每個(gè)程序段以序號(hào)“N”開頭，以LF(LineFinish)結(jié)束，M02作為整個(gè)程序的結(jié)束。2．程序段格式（1）地址符可編程序段格式這種格式稱字-地址程序格式，其特點(diǎn)是程序簡單，可讀性強(qiáng)，易于檢查。2.3常用數(shù)控指令和編程方法

（2）分隔符固定順序程序段格式該種格式是用分隔符“HT”代替地址符。由于該格式不直觀，編程不便，現(xiàn)在已很少使用。3．主程序和子程序（1）子程序：將重復(fù)出現(xiàn)的程序串單獨(dú)抽出來，按一定的格式寫成子程序，供主程序調(diào)用。

2.3常用數(shù)控指令和編程方法

（2）子程序的格式：除有子程序名或子程序開頭代碼字外，還要有子程序結(jié)束代碼字。其余部分與主程序相同。（3）主程序：程序中字子程序以外的部分便稱為主程序。

2.3常用數(shù)控指令和編程方法

2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算（一）數(shù)控加工工序的劃分工序的劃分原則：先面后孔的原則；刀具集中的原則；粗、精分開的原則；按部位分序的原則。（二）對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)：刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，又稱起刀點(diǎn)，也就是程序運(yùn)行的起點(diǎn)。2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算工作零點(diǎn)x0圖2-19對(duì)刀點(diǎn)的坐標(biāo)值x機(jī)床零點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)y0x1y1換刀點(diǎn)y2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算圖2－20對(duì)刀點(diǎn)2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算

對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則：①對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)便于數(shù)學(xué)處理和程序編制；②對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床上容易校準(zhǔn)；③在加工過程中便于檢查；④引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在零件、夾具上面或機(jī)床上面。

2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算

換刀點(diǎn)：一把刀具用完后，為防止刀具與工件相碰，刀具要先到工件之外，再進(jìn)行換刀這個(gè)位置就叫換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容的安排。為了防止換刀時(shí)刀具碰傷工件，換刀點(diǎn)往往設(shè)在零件的外面。2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算（三）走刀路線的選擇走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀位點(diǎn)相對(duì)于被加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡。走刀路線的選擇原則：①保證零件的加工精度和表面租糙度；②方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量；③縮短走刀路線，減少空行程。

2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算（四）刀具的選擇、切削用量的確定

加工刀具的選擇:1)選用硬質(zhì)合金刀具或性能更好的更耐磨的帶涂層的刀具；2)銑平面輪廓用平頭立銑刀，銑空間輪廓時(shí)選球頭立銑刀；2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算

切削用量的選擇:1)與普通機(jī)械加工相似2)可根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)或查問有關(guān)手冊(cè)

3）要規(guī)定刀具的結(jié)構(gòu)尺寸，供刀具組裝預(yù)調(diào)使用；4）保證有可調(diào)用的刀具文件。2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算

（五）數(shù)控機(jī)床的選擇1.平面孔系零件的加工這類零件或孔數(shù)較多，或孔位置精度要求較高，宜用點(diǎn)位直線控制的數(shù)控鉆床與鏜床加工。

2.4程序編制中的工藝處理及數(shù)值計(jì)算2.旋轉(zhuǎn)體類零件的加工此類零件多選用數(shù)控車床或數(shù)控磨床加工。3.平面輪廓的加工此類零件的輪廓多由直線和圓弧組成，一般選兩坐標(biāo)