數(shù)控技術(shù)第二章標(biāo)準(zhǔn)

1、數(shù)控技術(shù) 青島大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,第二章 數(shù)控加工編程基礎(chǔ),一、數(shù)控編程的概念 所謂程序編制，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、工藝參數(shù)、加工路線及加 工中需要的輔助動(dòng)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?jī)?nèi)容輸入到機(jī) 床數(shù)控裝置中，從而指揮數(shù)控機(jī)床加工。這種根據(jù)零件 圖樣和加工工藝轉(zhuǎn)換成加工指令并輸入到數(shù)控裝置的過 程稱為數(shù)控加工的程序編制。,第一節(jié) 概述,二、數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟,第一節(jié) 概述,1確定加工方案 選擇實(shí)現(xiàn)該方案的適當(dāng)?shù)臋C(jī)床、刀具、夾具和裝夾法. 2.工藝處理 工藝處理包括

2、選擇對(duì)刀點(diǎn)，確定加工路線和切削用量. 3. 數(shù)學(xué)處理 根據(jù)圖紙數(shù)據(jù)求出編程所需的數(shù)據(jù)，即計(jì)算刀心軌跡。包括基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的計(jì)算。 4. 編寫程序清單 5. 制備介質(zhì)和程序檢驗(yàn) 空刀運(yùn)動(dòng)、用筆代刀、大批量生產(chǎn)（試切一件）、三維動(dòng)態(tài)顯示,第一節(jié) 概述,三、數(shù)控編程的方法 1. 手工編程 人工進(jìn)行刀具軌跡的運(yùn)算，并進(jìn)行指令編制。這種 方式簡(jiǎn)單、易掌握、適應(yīng)性較大。適用于中等復(fù)雜程度 程序、計(jì)算量不大的零件編程，對(duì)機(jī)床操作人員來講必 須掌握。 2. 自動(dòng)編程 （1）自動(dòng)編程軟件編程 利用專用的自動(dòng)編程軟件，以人機(jī)對(duì)話方式確定加工 對(duì)象和加工條件自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算和生成指令。,第一節(jié) 概述,（2）CAD/CAM集

3、成數(shù)控編程系統(tǒng)自動(dòng)編程 利用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)、分析及加工編 程。該種方法適用于制造業(yè)中的CAD/CAM集成編程數(shù) 控系統(tǒng)，目前正被廣泛應(yīng)用。該方式適應(yīng)面廣、效率高、 程序質(zhì)量好適用于各類柔性制造系統(tǒng)（FMS）和集成制 造系統(tǒng)（CIMS），但投資大，掌握起來需要一定時(shí)間。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),一、程序的結(jié)構(gòu)與格式 1. 加工程序的結(jié)構(gòu) 加工程序 主程序和子程序 程序段(block) 字(word) 地址和數(shù)據(jù) 2. 程序段格式,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),順序號(hào)字地址符:N 作用：程序校對(duì)和檢索修改；在加工軌跡圖幾何節(jié)點(diǎn)處標(biāo)上相應(yīng)順序號(hào)字，可直觀檢查程序；可作為條件轉(zhuǎn)向的目標(biāo)；可

4、進(jìn)行程序段的復(fù)歸操作。 使用規(guī)則：數(shù)字為整數(shù)；數(shù)字可以不連續(xù)；可只在部分程序段中設(shè)順序號(hào)，也可全設(shè)，也可全不設(shè)。,N G X Y Z F S T M LF,程序段序號(hào),準(zhǔn)備機(jī)能字,坐標(biāo)字,進(jìn)給功能字,主軸轉(zhuǎn)速功能字,刀具功能字,輔助功能字,結(jié)束符,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),準(zhǔn)備功能字：G00G99，前置“0”可省略，使機(jī)床做某種操作的指令 模態(tài)（續(xù)效）指令：一經(jīng)指定，直到出現(xiàn)同組其它G指令才失效。 非模態(tài)指令：只有在它所在的程序段內(nèi)有效。 尺寸字：X、Y、Z、U、V、W、 I、J、K。指定直線坐標(biāo)軸、移動(dòng)方向和目標(biāo)位置指令。 組成：后帶符號(hào)的數(shù)字組成。如X100.987、 Y- 340.6542

5、等 ，其中數(shù)字表示沿由字母指定的坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng) 的目標(biāo)位置值,符號(hào)表示運(yùn)動(dòng)的方向。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),進(jìn)給功能字：F，指定（合成）進(jìn)給速度指令 組成：F 后帶若干位數(shù)字，如F150、F3500等。 其中數(shù)字表示實(shí)際的合成速度值。它是摸態(tài)指令。 S指令（切削速度）指定主軸轉(zhuǎn)速指令 組成：S 后帶若干位數(shù)字，如S500、S3500等。 其中數(shù)字表示實(shí)際的主軸轉(zhuǎn)速值。它是摸態(tài)指令。 T 指令刀具功能字 組成：T后跟兩位或四位數(shù)字，如 T11、T0202等。 指定刀具號(hào)和刀偏存放寄存器號(hào)指令。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),輔助功能M指令 功能：控制機(jī)床及其輔助裝置的通斷的指令。 如開、停冷卻泵；主軸正反

6、轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)；程序結(jié)束等。 組成：M后帶二位數(shù)字組成，共有100種(M00M99）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。 示例：M02，M03，M08等。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),3、程序的結(jié)構(gòu) 一個(gè)完整的數(shù)控加工程序由程序名、程序體和程序結(jié)束三部分組成。 %0001； 程序名 N01 G92 X50.0 Y20.0 ； N02 ； N03 ； 程序體 N04 ； N05 ; M30 ； 程序結(jié)束,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),程序名是一個(gè)程序必需的標(biāo)識(shí)符。 組成：由地址符后帶若干位數(shù)字組成。地址符常見的有： “%”、“O”、“P”等，視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。 示例：國(guó)產(chǎn)華中I型系統(tǒng) “%”， 日本FANU

7、C 系統(tǒng) “O”。 后面所帶的數(shù)字一般為48位。 如：%2000,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),程序段的一般格式 定義：程序段中指令的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式。 目前廣泛采用地址符可變程序段格式（字地址程序段格式） N03 G91 G01 X50 Y60 F200 S400 M03 M08 ；,程序段號(hào),G指令,尺寸指令,進(jìn)給速度指令,主軸轉(zhuǎn)速指令,M指令,程序段結(jié)束符,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),地址符可變程序段格式的特點(diǎn)： 程序段中的每個(gè)指令均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號(hào)的數(shù)字。 字長(zhǎng)不固定、程序段長(zhǎng)度可變； 指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以

8、任意順序的書寫 。 上段相同的摸態(tài)指令（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不寫。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),二、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系 1. 坐標(biāo)系的確定 編程時(shí)規(guī)定：工件視為固定，刀具運(yùn)動(dòng)。機(jī)床坐標(biāo) 系和工件坐標(biāo)系均為右手坐標(biāo)系。其回轉(zhuǎn)軸繞X軸為A 向，繞Y軸為B向，繞Z軸為C向，方向的正負(fù)按右手螺 旋法則確定，即迎著坐標(biāo)軸方向,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正向， 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為負(fù)向. 2.坐標(biāo)方向確定 以增大工件和刀具之間距離的方向?yàn)槊總€(gè)坐標(biāo)軸的 正向.,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),右手規(guī)則 X，Y，Z相互之間滿足右手規(guī)則 A-X；B-Y；C-Z滿足右手螺旋規(guī)則,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),坐標(biāo)系確定順序： Z X

9、Y Z座標(biāo)軸的確定 Z座標(biāo)軸：平行主軸軸線的進(jìn)給軸。 X 座標(biāo)軸的確定 在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上,如：銑床、鉆床、鏜床等，按Z 軸的布置情況以及機(jī)床的結(jié)構(gòu)不同，其判別方式不同。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),3、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)有兩個(gè)： 機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。 1）機(jī)床坐標(biāo)系又稱機(jī)械坐標(biāo)系， 用以確定工件、刀具等在機(jī)床中 的位置，是機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸及運(yùn)動(dòng)方 向按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，是機(jī)床上固有的 坐標(biāo)系。由機(jī)床設(shè)計(jì)和制造廠家 確定，用戶不能改變。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),2）工件坐標(biāo)系又稱編程坐標(biāo)系，供編程人員使用。程序

10、 員在編程時(shí)可選擇工件上的某一點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)。工件 零點(diǎn)是工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，只定義一個(gè)工件坐標(biāo)系時(shí)又 稱編程零點(diǎn)，由編程者確定。編程時(shí)，可根據(jù)切削點(diǎn)計(jì) 算方便的原則，把工件零點(diǎn)確定在工件的任何位置上。 如圖2.8所示。 4. 絕對(duì)坐標(biāo)系與增量（相對(duì)）坐標(biāo)系 如圖2.9所示。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),圖2.8 編程坐標(biāo)系,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),圖2.9 絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo),G90 G00 X10 Y12 G01 X30 Y37 F100,G91 G00 X10 Y12 G01 X20 Y25 F100,第三節(jié) 常用功能指令,常用指令代碼有： 準(zhǔn)備功能、輔助功能、主軸功能、進(jìn)給功能、刀具功能代碼

11、 一、準(zhǔn)備功能G指令 1.絕對(duì)值編程指令與增量值編程指令 G90、G91 它們是一對(duì)模態(tài)指令。G90指定其后的所有坐標(biāo)值都 是絕對(duì)坐標(biāo)，當(dāng)G91指定以后 的坐標(biāo)值則為相對(duì)坐標(biāo)。 G90 G01 X30.0 Y60.0 F100; G91 G01 X-40.0 Y30.0 F100;,第三節(jié) 常用功能指令,2.工件坐標(biāo)系設(shè)定指令 G92 G92是一種靈活的工件坐標(biāo)系零點(diǎn)設(shè)置方法，其步驟為：先確定刀具中心（數(shù)控車中為刀尖）在機(jī)床坐標(biāo)系中的 位置，并存入偏置寄存器中，再給出刀具中心在工件坐 標(biāo)系的位置，即建立了該工件坐標(biāo)系。 指令格式：G92 X_ Y_ Z_； 圖中的設(shè)置指令為： G92 X30.

12、0 Y40.0 Z25.0,第三節(jié) 常用功能指令,值得注意的是：G92指令是指定刀具在工件坐標(biāo)系中的 位置，如果這時(shí)刀具的位置是已知的（相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo) 系），也就確定了工件坐標(biāo)系的位置。 G92一般放在加工程序的開始，首先確定工件坐標(biāo)系， 這時(shí)刀具位置是確定的，如加工中心處于換刀位置（一 般為參考點(diǎn))，或?qū)Φ饵c(diǎn)（對(duì)刀點(diǎn)通過對(duì)刀儀可確定其在 機(jī)床坐標(biāo)系中的位置）。 G92指令在一個(gè)零件的加工程序中可多次使用，第二 次設(shè)置工件坐標(biāo)系前的刀具位置是確定的，就可以得到 第二次設(shè)置的坐標(biāo)系位置。依次類推。,第三節(jié) 常用功能指令,第三節(jié) 常用功能指令,例1：加工矩形零件的外輪廓，加工程序的第一句為： N1

13、0 G90 G92 X-10 Y-10 Z0; 即確定了工件坐標(biāo)系位置。,第三節(jié) 常用功能指令,例2：圖中為一次裝夾加工三個(gè)相同的零件，采用G92指 令多次設(shè)置工件坐標(biāo)系。,第三節(jié) 常用功能指令,N01 G90 G92 X6.0 Y6.0 Z0.0; 將程序定義在第一個(gè) 零件上的工件坐標(biāo)原點(diǎn)W1 . N10 G00 X0.0 Y0.0; 快速回到程序原點(diǎn) N15 G92 X4.0 Y3.0; 將程序定義在第二個(gè)零件 上的工件坐標(biāo)原點(diǎn)W2 N25 G00 X0 Y0; 快速回到程序原點(diǎn) N30 G92 X4.5 Y-1.2; 第三個(gè)工件坐標(biāo)系 ,第三節(jié) 常用功能指令,3.工件坐標(biāo)系選取指令 G5

14、4G59 先測(cè)出工件零點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置(X、Y、Z)， 把測(cè)出的數(shù)據(jù)輸入偏置寄存器中，G54G59可存放六個(gè) 不同的工件零點(diǎn),需用不同的工件零點(diǎn)時(shí)調(diào)用相應(yīng)寄存器 存放的偏置量即可。 在上例中采用G54G59指令，首先設(shè)置原點(diǎn)偏置寄存 器， 對(duì)零件1：G54 X-6.0 Y-6.0 Z0.0 對(duì)零件2：G55 X-10.0 Y-9.0 Z0.0 對(duì)零件3：G56 X-14.5 Y-7.8 Z0.0,第三節(jié) 常用功能指令,N10 G90 G54; N20 G55; N30 G56; 4.快速點(diǎn)定位指令 G00 指令格式：G00 X_ Y_ Z_； 運(yùn)動(dòng)速度指令中不設(shè)定，由機(jī)床原始設(shè)定。,第三

15、節(jié) 常用功能指令,根據(jù)不同的系統(tǒng)實(shí)際路徑可能不同，有三種路徑，根據(jù) 具體機(jī)床手冊(cè)確定。,X,X,X,Y,Y,Y,A,B,A,B,A,B,第三節(jié) 常用功能指令,5. 直線插補(bǔ)指令 G01 G01指令即直線插補(bǔ)指令，按程序段中規(guī)定的進(jìn)給速度 F，由某坐標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)到另一坐標(biāo)點(diǎn)，插補(bǔ)加工出任意斜 率的直線。 指令格式：G01 X_ Y_ Z_ F_ ； 例如下圖所示路徑，要求用G01，坐標(biāo)系原點(diǎn)O是程序 起始點(diǎn)，要求刀具由O點(diǎn)快速移動(dòng)到A點(diǎn)，然后沿AB、 BC、CD、DA實(shí)現(xiàn)直線切削，再由A點(diǎn)快速返回程序起 始點(diǎn)O，其程序如下：,第三節(jié) 常用功能指令,N01 G92 X0 Y0； N10 G90 G00

16、 X10 Y12 ； N20 G01 Y28 F100； N30 X42； N40 Y12； N50 X10； N60 G00 X0 Y0； N80 M02；,第三節(jié) 常用功能指令,6. 平面選擇指令 G17、G18、G19 功能：用來指定平面直線和圓弧插補(bǔ)、刀具補(bǔ)償平面. 指令格式： G17；（設(shè)置加工平面為XY，數(shù)控銑床默認(rèn)平面） G18；（設(shè)置加工平面為ZX，數(shù)控車床默認(rèn)平面） G19；（設(shè)置加工平面為YZ）,第三節(jié) 常用功能指令,7. 圓弧插補(bǔ)指令 G02、G03 功能：G02為順圓插補(bǔ)；G03為逆圓插補(bǔ)，用以在指定平 面內(nèi)按設(shè)定的進(jìn)給速度沿圓弧軌跡切削。 指令格式：,第三節(jié) 常用功能

17、指令,I、J、K：圓心相對(duì)于起點(diǎn)的增量 有些系統(tǒng)相反； 有些系統(tǒng)可由G90、G91決定 I、J、K是絕對(duì)或增量尺寸； 有些車削系統(tǒng)I可用直徑值； 圓心角180，R為正； 180，R為負(fù)。 整圓不能用半徑編程。 數(shù)控車床圓弧順逆方向和銑床 相反。,第三節(jié) 常用功能指令,絕對(duì)坐標(biāo)： G90 G03 X140. Y100. I-60. J0. F100.； G02 X120. Y60. I-50. J0； 相對(duì)坐標(biāo)： G91 G03 X-60. Y60. I-60. J0 F100.； G02 X-20. Y-40. I-50.J0；,第三節(jié) 常用功能指令,例：精車凸凹球面。 絕對(duì)值方式： N006

18、0 G03 X44 Z-45.32 I0 K-28 F50; N0070 G02 X44 Z-75 I16.44 K-14.84 F50;,第三節(jié) 常用功能指令,例：銑削如圖曲線，A點(diǎn)為起刀點(diǎn)，進(jìn)給速度為100。 1)絕對(duì)值方式（圓心坐標(biāo)法） G92 X0 Y18; G90 G02 X18 Y0 I0 J-18 F100; G03 X68 Y0 I25 J0; G02 X88 Y20 I0 J20; M02; 2)增量值方式（圓心坐標(biāo)法） G92 X0 Y18; G91 G02 X18 Y-18 I0 J-18 F100; G03 X50 Y0 I25 J0; G02 X20 Y20 I0 J

19、20; M02；,第三節(jié) 常用功能指令,3) 絕對(duì)值方式（半徑R法） G92 X0 Y18; G90 G02 X18 Y0 R18 F100; G03 X68 Y0 R25; G02 X88 Y20 R-20; M02; 4) 增量值方式（半徑R法） G92 X0 Y18; G91 G02 X18 Y-18 R18 F100; G03 X50 Y0 R25; G02 X20 Y20 R-20; M02;,第三節(jié) 常用功能指令,8. 暫停指令 G04 G04可使刀具作短暫無進(jìn)給加工。常用于車槽、鏜平 面、锪孔等場(chǎng)合。 指令格式： G04 X_ 或 G04 P_ 用X地址時(shí)，單位為秒，可以用小數(shù)點(diǎn)

20、；用P地址時(shí)， 單位為毫秒，不能用小數(shù)點(diǎn)，如P1000表示暫停1秒。 例如：G91 G01 Z-7.0 F60；工進(jìn)位置 G04 X5.0；刀具在孔底暫停5秒 G00 Z7.0；退回到工進(jìn)位置,第三節(jié) 常用功能指令,9. 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令 G43、G44、G49 用于刀具軸向（Z方向）的補(bǔ)償，它使刀具在Z方向上 實(shí)際位移量比程序給定值增加或減少一個(gè)偏置量，這樣 刀具在長(zhǎng)度方向發(fā)生變化時(shí)(刀具磨損、更換刀具)，可在 不改變程序的情況 下，通過修改偏置 量，加工出所要求 的零件尺寸。 例如：,第三節(jié) 常用功能指令,鉆頭刃磨后長(zhǎng)度減少1.2mm，若不修改程序，則鉆孔深 度將減少1.2mm。采用長(zhǎng)度補(bǔ)

21、償后，在程序運(yùn)行中，讓 刀具實(shí)際的位移量比給定值多運(yùn)行一個(gè)偏置量1.2mm， 達(dá)到了規(guī)定要求。 指令格式： G43 Z_ H_ ; 刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償 G44 Z_ H_ ; 刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償 G49 ; 取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 H是偏置量存儲(chǔ)器號(hào)，存儲(chǔ)器中保存偏置量具體值，在 程序運(yùn)行前設(shè)置。,第三節(jié) 常用功能指令,例：設(shè)定H01=-4.0（偏置值） G91 G00 G43 Z-32 H01; 實(shí)際Z向進(jìn)給-32.0+(-4.0)=-36.0 G01 Z-21.0 F1000; Z向?qū)?36.0進(jìn)給到-57.0 G00 G49 Z53.0; Z向?qū)⑼说?3.0+4.0，返回 到初始位置,第三節(jié) 常用功

22、能指令,10. 刀具半徑補(bǔ)償指令 G41、G42、G40 當(dāng)編制零件加工的程序時(shí)不需要計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌 跡, 而只需按零件輪廓編程。在控制面板上用(CRT/ MDI) 方式，人工輸入刀具半徑值，數(shù)控系統(tǒng)便能自動(dòng)的計(jì)算 出刀具中心的偏移向量。,第三節(jié) 常用功能指令,G41指令刀具左偏置：即沿刀具進(jìn)給方向看去，刀具中 心在零件輪廓的左側(cè)。 G42指令刀具右偏置：即沿刀具進(jìn)給方向看去，刀具中 心在零件輪廓的右側(cè)。,G41,G42,第三節(jié) 常用功能指令,G40 為取消刀補(bǔ)。 指令格式： G01 G41/G42 X_ Y_ F_ D_；刀具半徑預(yù)存在D指定的存儲(chǔ)器 G01 G40 X_ Y_； 可直接

23、按零件輪廓編程，不必考慮刀具半徑的半徑，從而簡(jiǎn)化編程； 當(dāng)?shù)毒吣p或重磨后，刀具半徑減小，只需手工輸入新的半徑值，而不必修改程序；,第三節(jié) 常用功能指令,例：刀具半徑補(bǔ)償。 N10 G92 X0 Y0 Z10 N30 G90 G17 N40 G41 G00 X20 Y10 D01 N50 Z-10 N60 G01 Y50 F100 N70 X50 N80 Y20 N90 X10 N100 G00 Z10 N110 G40 X0 Y0 N120 M30,第三節(jié) 常用功能指令,二、輔助功能M指令 1、M00程序停止指令 M00指令實(shí)際上是一個(gè)暫停指令。功能是執(zhí)行此指令后， 機(jī)床停止一切操作。按下控

24、制面板上的啟動(dòng)指令后，機(jī) 床重新啟動(dòng), 繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。 2、M01選擇停止指令 M01指令的功能與M00相似，不同的是，M01只有在預(yù) 先按下控制面板上“選擇停止開關(guān)”按鈕的情況下，程 序才會(huì)停止。,第三節(jié) 常用功能指令,3、M02程序結(jié)束指令 M02指令的功能是程序全部結(jié)束。此時(shí)主軸停轉(zhuǎn)、切削 液關(guān)閉，數(shù)控裝置和機(jī)床復(fù)位。但該指令并不返回程序 起始位置。 4、M03、M08884、M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止指令 M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)。所謂主軸正轉(zhuǎn)， 是從主軸向Z軸正向看，主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；反之，則為 反轉(zhuǎn)。M05表示主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 5、M06自動(dòng)換刀指令 M06為手動(dòng)或

25、自動(dòng)換刀指令。當(dāng)執(zhí)行M06指令時(shí)，進(jìn)給 停止，但主軸、切削液不停。,第三節(jié) 常用功能指令,6、M07、M08、M09冷卻液開關(guān)指令 M07表示2號(hào)冷卻液或霧狀冷卻液開。M08表示1號(hào)冷卻 液或液狀冷卻液開。M09表示關(guān)閉冷卻液開關(guān). 7、M30程序結(jié)束指令 M30指令與M02指令的功能基本相同，不同的是，M30 能自動(dòng)返回程序起始位置，為加工下一個(gè)工件作好準(zhǔn)備。 8、M98、M99子程序調(diào)用與返回指令 子程序調(diào)用與返回， M98調(diào)用子程序，M99返回到調(diào)用點(diǎn)。,第三節(jié) 常用功能指令,格式： （其中 M98 P xxx xxxx）,子程序的格式，如： %0345 M99,調(diào)用子程序的格式，如：

26、M98 P0345 L2 P：被調(diào)用的子程序號(hào) L：重復(fù)調(diào)用次數(shù),第三節(jié) 常用功能指令,舉例：一次裝夾加工多個(gè)相同的零件，Z軸開始點(diǎn)為工件上方 100mm處，切深10mm。 O0001 N10 G90 G54 G00 X0 Y0 S1000 M03; N20 Z100; N30 M98 P100; N40 G90 G00 X80; N50 M98 P100; N60 G90 G00 X0 Y0 M05; N70 M30;,第三節(jié) 常用功能指令,子程序： O100 N10 G91 G00 Z-95; N20 G41 X40 Y20 D1; N30 G01 Z-15 F100; N40 Y30;

27、N50 X-10; N60 X10 Y30; N70 X40; N110 X-50; N80 X10 Y-30; N120 Z110; N90 X-10; N130 X-30 Y-30; N100 Y-20; N140 M99;,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,一、數(shù)控加工工藝的特點(diǎn) 數(shù)控加工工藝過程是利用切削刀具在數(shù)控機(jī)床上直接 改變加工對(duì)象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等， 使其成為成品或半成品的過程。 由于數(shù)控加工采用了數(shù)控機(jī)床，使得數(shù)控加工工藝上 也與普通加工工藝具有一定的差異。 普通加工工藝 許多具體工藝問題，如工步的劃分與安排、刀具的幾 何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，

28、很 大程度上由操作人員根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)決定, 在設(shè)計(jì)工藝規(guī) 程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由試切保證。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,(2)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。 數(shù)控加工工藝 (1) 所有工藝問題必須事先設(shè)計(jì)和安排好，并編入加工 程序中。數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)的切削加工步驟，還包 括工夾具型號(hào)、規(guī)格、切削用量和其它特殊要求的內(nèi)容， 以及標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等。在自動(dòng)編程中 更需要確定詳細(xì)的各種工藝參數(shù)。 (2)自適應(yīng)性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必 須事先精心考慮，否則導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,例如：攻螺紋時(shí)，數(shù)控機(jī)床不

29、知道孔中是否已擠滿切屑， 是否需要退刀清理一下切屑再繼續(xù)加工。 (3)在數(shù)控加工中，刀具的移動(dòng)軌跡是由插補(bǔ)運(yùn)算完成的。 根據(jù)差補(bǔ)原理分析，在數(shù)控系統(tǒng)已定的條件下，進(jìn)給速度 越快，則插補(bǔ)精度越低，導(dǎo)致工件的輪廓形狀精度越差。 尤其在高精度加工時(shí)這種影響非常明顯。 (4)在復(fù)雜形面的自動(dòng)編程中必須先選定刀具再生成刀具中 心運(yùn)動(dòng)軌跡，因此對(duì)于不具有刀具補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床來 說，若刀具預(yù)先選擇不當(dāng)，所編程序只能重寫。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,二、數(shù)控加工工藝處理內(nèi)容 加工零件的選擇 數(shù)控工藝性分析 工藝路線制訂 對(duì)刀點(diǎn)/走刀路線/切削量 工序設(shè)計(jì) 數(shù)控加工零件的選擇,有毛坯和零件圖樣，選擇數(shù)控機(jī)床

30、；,有數(shù)控機(jī)床，選擇合適零件。,兩種情況：,考慮因素主要有：,毛坯材料、類型； 零件輪廓復(fù)雜程度、尺寸大小； 加工內(nèi)容及精度、零件批量。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,數(shù)控加工的工藝分析 零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則； 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn); 零件外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一幾何類型和尺寸（減少刀具規(guī)格和換刀時(shí)間）； 內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。,切削用量的選擇,切削深度 進(jìn)給量進(jìn)給速度 主軸轉(zhuǎn)速,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,切削深度 也稱為吃刀量,主要根據(jù)工件的加工余量和由工件、刀具、 夾具、機(jī)床組成的工藝系統(tǒng)剛度所決定，在剛度允許的情 況下，最好在留出精加工余量

31、的基礎(chǔ)上，一次切凈余量， 這樣可減少走刀次數(shù)，提高加工效率，同時(shí)又能提高加工 精度和改善表面質(zhì)量。 進(jìn)給速度 （1）當(dāng)工件質(zhì)量能得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選 較高的進(jìn)給速度。一般在100-200mm/min范圍內(nèi)選取。 （2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇 較低的進(jìn)給速度，一般在 20-50mm/min范圍內(nèi)選取。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,（3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選 小些，一般在20-50mm/min范圍內(nèi)選取。 （4）刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以選 擇該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高進(jìn)給速度。 主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)已經(jīng)選定的切削深度、進(jìn)給量及刀具

32、耐用度選擇切削速度。 S1000Vc/D,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定,何謂對(duì)刀點(diǎn)？,刀位點(diǎn) 對(duì)刀點(diǎn) 換刀點(diǎn)（與換刀位置的區(qū)別）,相關(guān)概念,選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則： 選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，或與之相關(guān)的位置上。 選在對(duì)刀方便，便于測(cè)量的地方。 選在便于坐標(biāo)計(jì)算的地方。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,刀位點(diǎn)：用于確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的刀具上的特定點(diǎn)。,鏜刀,鉆頭,立銑刀、端銑刀,面銑刀,指狀銑刀,球頭銑刀,車刀,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,對(duì)刀點(diǎn)可以是工件或夾具上的點(diǎn)，或者與它們相關(guān)的易于測(cè)量的點(diǎn)。 對(duì)刀點(diǎn) 確定之后，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系就確定了 對(duì)車削中心

33、、加工中心等多刀加工數(shù)控機(jī)床，因加 工過程中要進(jìn)行換刀，故編程時(shí)應(yīng)考慮不同工步間 的換刀問題。,對(duì)刀點(diǎn):確定刀具與工件相對(duì)位置的點(diǎn),換刀點(diǎn),第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,加工路線確定 加工路線是指刀具相對(duì)于被加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，不 但包含了工步的內(nèi)容，而且也反映了工步的順序。 保證零件的加工精度和表面粗糙度要求； 簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，減少程編工作量； 縮短加工路線，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率。 進(jìn)退刀位置 外輪廓加工時(shí)，銑刀的切入切 出應(yīng)沿切線以保證零件輪廓的 光滑。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,(2) 消除反向運(yùn)動(dòng)間隙 例如在車床上加工臺(tái)階軸，兩軸段直徑精度要求較高， 圖(a)中的加工路線會(huì)引

34、入坐標(biāo)軸的反向運(yùn)動(dòng)間隙。 (b)增加了一段進(jìn)給程序段，消除了反向間隙。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,例如位置精度要求較高的孔系加工，加工順序安排不當(dāng)會(huì) 受坐標(biāo)軸反向運(yùn)動(dòng)間隙的影響。 圖(a)中由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，y方向 反向間隙增大 了定位誤差。 圖(b)的加工 順序避免了 反向間隙的 引入。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,加工螺紋時(shí)，沿螺距方向的進(jìn)給應(yīng)和主軸轉(zhuǎn)速保持嚴(yán)格的 速比關(guān)系，應(yīng)避免在加減速階段切削，為此要有引入距離 1和超越距離2。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,(3)凹槽的加工路線 在加工內(nèi)腔輪廓時(shí)，用行切法則在每?jī)纱巫叩兜钠瘘c(diǎn) 與終點(diǎn)處會(huì)留下殘余高度。用環(huán)切法

35、計(jì)算量大。先用行 切法，最后再環(huán)切一刀,可得到較好的效果。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,三、工藝文件制定 數(shù)控加工工藝文件主要包括工序卡、刀具調(diào)整卡、加工程序單。,數(shù)控加工工序卡片,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,數(shù)控加工走刀路線圖,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,數(shù)控刀具卡片,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,一、數(shù)值計(jì)算的一般計(jì)算內(nèi)容 工件零件輪廓中的幾何元素的基點(diǎn) 插補(bǔ)線段的節(jié)點(diǎn) 刀具中心位置 輔助計(jì)算等內(nèi)容 基點(diǎn)：構(gòu)成零件輪廓的各相鄰幾何元素之間的交點(diǎn)或切點(diǎn)。如兩直線的交點(diǎn)、直線與圓弧的交點(diǎn)或切點(diǎn)、圓弧與二次曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)等等，均屬基點(diǎn)。一般來說，基點(diǎn)的坐標(biāo)根據(jù)圖紙給定的尺寸，利用一般的解析幾何或三

36、角函數(shù)關(guān)系不難求得。,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,節(jié)點(diǎn)：在滿足容差要求條件下用若干插補(bǔ)線段（如直線段或圓弧段等）去逼近實(shí)際輪廓曲線時(shí)，相鄰兩插補(bǔ)線段的交點(diǎn)。 刀具中心位置：刀具相對(duì)于每個(gè)切削點(diǎn)刀具中心所處的位置。因?yàn)榈毒叨加幸欢ǖ陌霃?，要使刀具的切削部位切過輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)，必須對(duì)刀具進(jìn)行一定的偏置。對(duì)于沒有刀具偏置功能的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)計(jì)算出相對(duì)于基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的刀具中心位置軌跡。對(duì)于具有刀具偏置功能的數(shù)控系統(tǒng)，加工某些內(nèi)腔型面時(shí)，往往也要求計(jì)算出刀具中心軌跡的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 輔助計(jì)算：如增量計(jì)算、脈沖數(shù)計(jì)算、輔助程序段計(jì)算.,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,二、基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 兩直線的交點(diǎn)、直線與圓弧的交點(diǎn)或

37、切點(diǎn)、圓弧與二次 曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)等等，均屬基點(diǎn)。 1. 直線與圓弧相交或相切 已知直線方程，求以點(diǎn)(X0,Y0) 為圓心，半徑為R的圓與該直線 的交點(diǎn)坐標(biāo)。直線方程和圓方程 聯(lián)立,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,推算后給出標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式： 得到交點(diǎn)坐標(biāo)（xc,yc），其中xc較大者時(shí)取“”。 如果 ，說明直線和圓相切。,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,2. 圓弧與圓弧相交或相切 對(duì)于兩圓相交，聯(lián)立兩圓方程 推算后得到標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,當(dāng)兩圓相切時(shí),求xc較大值時(shí)取“”,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,三、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 對(duì)于只具有直線及圓弧插補(bǔ)功能的系統(tǒng)，若零件輪廓不是直線和圓弧組合而成，

38、則要用直線段或圓弧段去逼近輪廓曲線，故要進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算。 1. 用直線逼近輪廓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 常用方法：等間距法、等弦長(zhǎng)法(等步長(zhǎng)法)、等誤差法。 A. 等間距法 計(jì)算步驟為： (1) 將某一坐標(biāo)軸分成相等的間距，如沿x軸取x為等間距長(zhǎng)； (2) 由曲線方程 ，求得,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,(3) , ,即節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)； (4) 將相鄰節(jié)點(diǎn)連成直線，這些直線段就是曲線的逼近線段。 該方法計(jì)算簡(jiǎn)單， 但若使得逼近誤差小， 就必須x小，使節(jié) 點(diǎn)增多，程序段增多。,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,B. 等弦長(zhǎng)法 等弦長(zhǎng)是指逼近的直線段長(zhǎng)度相等，而逼近誤差則不一定相同。計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，須保證最大逼近誤差max

39、小于或等于容許的誤差。圖所示為一段輪廓曲線。設(shè)曲線方程為 y = f（x）， 則等弦長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算 步驟為：,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,(1)求曲線段的最小曲率半徑Rmin 最大逼近誤差max必在最小曲率半徑Rmin處產(chǎn)生，已知 曲線曲率半徑為： R = 1+（y）2 3/2 / y (1) 欲求最小曲率半徑，應(yīng)將式(1)對(duì)x求一階導(dǎo)數(shù)，即 dR/dx = 3(y)2 y1+(y)21/2 - 1+(y)23/2 y /(y)2 令dR / dx = 0，得 3(y）2y-1+（y）2y= 0 由此可求出最小曲率半徑處的x值。將此值代入(1)， 可得Rmin 。,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,(2)

40、 求弦長(zhǎng)h 在三角形ofg中，有 （/ 2）2 = R2 （R max ）2 取max =（一般取零件公差的1/51/10） R = Rmin ， 則逼近弦長(zhǎng)為 (3) 求逼近節(jié)點(diǎn) 弦長(zhǎng)確定之后，以曲線的起點(diǎn)a（x0，y0）為圓心，為半徑作圓，該圓與曲線的交點(diǎn)b，即為第一個(gè)節(jié)點(diǎn)。即聯(lián)立方程,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,y = f（x） （x x0）2 + （y y0）2 = 8 Rmin 的解（x1，y1），即為b的坐標(biāo)。再以b點(diǎn)為圓心，重復(fù) (3)，即可求得下一節(jié)點(diǎn)。依此類推，可求得y = f（x） 的全部節(jié)點(diǎn)。 等弦長(zhǎng)法，計(jì)算過程比較簡(jiǎn)單，但因弦長(zhǎng)取決于最小 曲率半徑，致使曲率變化較大時(shí)的節(jié)點(diǎn)過多過密，對(duì)于 曲率半徑變化不是太大的的曲線加工較為有利。,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,C. 等誤差逼近法 可使各逼近直線段的逼近誤差等于容許的誤差。該 方法適用于輪廓曲率變化比較大、形狀比較復(fù)雜的工件， 是逼近線段最少的方法。如圖所示，設(shè)輪廓曲線方程為 y = f（x）， 逼近容差為， 則等誤差法節(jié) 點(diǎn)的計(jì)算步驟 為：,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,(1)以曲線起點(diǎn)（x0 ，y0）為圓心，為半徑作允差圓,圓方 程為 （x x0）2 + （y y0）2 = 2 (2)作該圓與輪廓曲線y = f（x）的公切線，得到兩切點(diǎn) （0 ，0），（1