數(shù)控編程多媒體課件1

1、 數(shù)控專業(yè)數(shù)控編程，本課程數(shù)控專業(yè)數(shù)控編程，本課程4 48 8學(xué)時(shí)，每周學(xué)時(shí)，每周5 5課時(shí)，共課時(shí)，共1 10 0周。周。 該數(shù)控編程課件主要講述了數(shù)控編程基礎(chǔ)該數(shù)控編程課件主要講述了數(shù)控編程基礎(chǔ)（數(shù)控車床和銑床的編程）及方法、數(shù)控（數(shù)控車床和銑床的編程）及方法、數(shù)控裝置軌跡插補(bǔ)原理、數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)裝置軌跡插補(bǔ)原理、數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)工作原理同時(shí)還敘述了數(shù)控技術(shù)的基本概工作原理同時(shí)還敘述了數(shù)控技術(shù)的基本概念等。念等。 第一章第一章 數(shù)控機(jī)床與編程概述數(shù)控機(jī)床與編程概述 第二章第二章 數(shù)控加工編程基礎(chǔ)數(shù)控加工編程基礎(chǔ) 第三章第三章 數(shù)控車床的程序編制數(shù)控車床的程序編制 第四章第四章 數(shù)控銑

2、床的程序編制數(shù)控銑床的程序編制 1.1 數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)控技術(shù)的基本概念 1.2 數(shù)控機(jī)床的組成和分類數(shù)控機(jī)床的組成和分類 1.3 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及使用范圍數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及使用范圍 1.4 數(shù)控機(jī)床插補(bǔ)原理數(shù)控機(jī)床插補(bǔ)原理 1.5 數(shù)控編程方法數(shù)控編程方法 一、一、NC技術(shù)和技術(shù)和NC機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展過程機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展過程 產(chǎn)生和發(fā)展基礎(chǔ)：微電子技術(shù)、自動信產(chǎn)生和發(fā)展基礎(chǔ)：微電子技術(shù)、自動信息處理、數(shù)據(jù)處理、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，推息處理、數(shù)據(jù)處理、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，推動了機(jī)械制造自動化技術(shù)的發(fā)展。動了機(jī)械制造自動化技術(shù)的發(fā)展。 1、NC機(jī)床的產(chǎn)生機(jī)床的產(chǎn)生 NC機(jī)床是適應(yīng)航空工業(yè)制造復(fù)雜零件需

3、機(jī)床是適應(yīng)航空工業(yè)制造復(fù)雜零件需要而產(chǎn)生的，是社會生產(chǎn)發(fā)展（軍備競賽要而產(chǎn)生的，是社會生產(chǎn)發(fā)展（軍備競賽的產(chǎn)物）的產(chǎn)物） 。我國第一臺數(shù)控機(jī)床我國第一臺數(shù)控機(jī)床 2.目的目的解決單件、中小批量精密復(fù)雜零解決單件、中小批量精密復(fù)雜零件的加工問題件的加工問題 3.時(shí)間時(shí)間1948 1952 1959 1965 1970 1974 共經(jīng)歷了六代共經(jīng)歷了六代 電子管、晶體管、小規(guī)模集成電路、電子管、晶體管、小規(guī)模集成電路、 CNC、MNC、基于、基于PC-NC智能數(shù)控系統(tǒng)智能數(shù)控系統(tǒng) 前三代為硬件，后三代軟件數(shù)控前三代為硬件，后三代軟件數(shù)控 利用數(shù)字化信息對數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動及加工進(jìn)行控利用數(shù)字化信息對數(shù)

4、控機(jī)床的運(yùn)動及加工進(jìn)行控制的加工技術(shù)稱為數(shù)控技術(shù)制的加工技術(shù)稱為數(shù)控技術(shù) NC與與CNCNC為早期硬件數(shù)控，雖然信為早期硬件數(shù)控，雖然信號傳遞速度快，但柔性靈活性號傳遞速度快，但柔性靈活性差，故障率高，差，故障率高，CNC：定時(shí)控制，硬件：定時(shí)控制，硬件+軟件軟件 主要發(fā)展趨勢：高速、高精度、高性能、大功率、主要發(fā)展趨勢：高速、高精度、高性能、大功率、高柔性、多功能復(fù)合化、制造系統(tǒng)自動化即增強(qiáng)高柔性、多功能復(fù)合化、制造系統(tǒng)自動化即增強(qiáng)功能，降低造價(jià)，方便使用功能，降低造價(jià)，方便使用。三、數(shù)控與程控三、數(shù)控與程控1、機(jī)床要求控制的主要內(nèi)容、機(jī)床要求控制的主要內(nèi)容a:動作順序的程控，動作順序的程控

5、，b：主軸轉(zhuǎn)速、刀進(jìn)速、換刀、冷切削液開關(guān)、工件加主軸轉(zhuǎn)速、刀進(jìn)速、換刀、冷切削液開關(guān)、工件加緊松開等輔控，緊松開等輔控，c：工件位移量、相對位置坐標(biāo)控制。：工件位移量、相對位置坐標(biāo)控制。 2、NC機(jī)床機(jī)床 不僅能對以上三個(gè)方面進(jìn)行控制，并且是以數(shù)不僅能對以上三個(gè)方面進(jìn)行控制，并且是以數(shù)字指令形式（時(shí)間和數(shù)值上均不連續(xù)變化的信號）字指令形式（時(shí)間和數(shù)值上均不連續(xù)變化的信號）控制的機(jī)床?？刂频臋C(jī)床。 3、程控（順控機(jī)床）、程控（順控機(jī)床） 只能自動控制各動作的先后順序，而各部件的只能自動控制各動作的先后順序，而各部件的位移量需擋塊和行程開關(guān)等進(jìn)行控制，不能進(jìn)行位移量需擋塊和行程開關(guān)等進(jìn)行控制，不

6、能進(jìn)行坐標(biāo)控制。坐標(biāo)控制。三、數(shù)控機(jī)床的工作流程三、數(shù)控機(jī)床的工作流程 數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，根據(jù)所輸入的工作程序（零件數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，根據(jù)所輸入的工作程序（零件 加工程序），由數(shù)控裝置機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡，加工程序），由數(shù)控裝置機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡，形成零件加工輪廓，加工出合格零件。形成零件加工輪廓，加工出合格零件。工作流程工作流程 零件加工程序的編制零件加工程序的編制輸入譯碼輸入譯碼刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償插插補(bǔ)補(bǔ)位置控制和機(jī)床加工位置控制和機(jī)床加工。 1 零件加工程序的編制 在加工時(shí)，首先根據(jù)被加工零件的加工圖紙中的零件的形狀尺寸，在加工時(shí)，首先根據(jù)被加工零件的加工圖紙中的零件的形狀尺寸，材料

7、及技術(shù)要求等，確定零件加工工藝，然后根據(jù)數(shù)控機(jī)床編程材料及技術(shù)要求等，確定零件加工工藝，然后根據(jù)數(shù)控機(jī)床編程手冊中規(guī)定和程序格式代碼編寫程序加工程序單手冊中規(guī)定和程序格式代碼編寫程序加工程序單 早期的數(shù)控機(jī)床早期的數(shù)控機(jī)床 程序清單程序清單穿孔機(jī)穿孔機(jī)穿孔紙帶穿孔紙帶 形狀復(fù)雜的零件，采用計(jì)算機(jī)自動編程或者用形狀復(fù)雜的零件，采用計(jì)算機(jī)自動編程或者用CAD/CAMCAD/CAM軟件自動軟件自動生成零件加工程序生成零件加工程序 2.輸入- -把零件程序把零件程序, ,控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控裝置中去控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控裝置中去早期的數(shù)控機(jī)床通過光電讀帶機(jī)早期的數(shù)控機(jī)床通過光電讀帶機(jī)現(xiàn)在

8、零件程序短用手工鍵盤輸入現(xiàn)在零件程序短用手工鍵盤輸入(MDI-Manual data (MDI-Manual data Input)Input)零件程序較長由磁帶零件程序較長由磁帶, ,磁盤磁盤, ,光盤或計(jì)算機(jī)通信輸入光盤或計(jì)算機(jī)通信輸入輸入工作方式輸入工作方式 : : 邊輸入邊加工邊輸入邊加工 早期早期 (NC(NC紙帶工作式紙帶工作式) ) 一次性輸入到存儲器一次性輸入到存儲器, ,加工是再從存儲加工是再從存儲器中段一段調(diào)器中段一段調(diào)( (存儲工作方式存儲工作方式)-)-便于批便于批量加工量加工. .3.譯碼 零件加工程序是由零件加工程序是由G,F,M,S,TG,F,M,S,T等代碼和數(shù)

9、字組成等代碼和數(shù)字組成, ,計(jì)計(jì)算機(jī)不能直接識別它們算機(jī)不能直接識別它們. .譯碼程序就像一個(gè)翻譯譯碼程序就像一個(gè)翻譯, ,按照一按照一定的語法規(guī)則將上述信息解釋成計(jì)算機(jī)能夠識別的數(shù)據(jù)定的語法規(guī)則將上述信息解釋成計(jì)算機(jī)能夠識別的數(shù)據(jù)形式形式, ,并按一定的數(shù)據(jù)格式并按一定的數(shù)據(jù)格式( (十六進(jìn)制十六進(jìn)制) )存放在指定的內(nèi)存存放在指定的內(nèi)存專用區(qū)域?qū)Ｓ脜^(qū)域( (譯碼結(jié)果緩沖器譯碼結(jié)果緩沖器) )在譯碼過程中還可以對程序在譯碼過程中還可以對程序段進(jìn)行語法檢查有錯(cuò)的立即報(bào)警段進(jìn)行語法檢查有錯(cuò)的立即報(bào)警. .4.刀具補(bǔ)償 把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡運(yùn)動加工出所把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡運(yùn)

10、動加工出所要的零件輪廓要的零件輪廓. .使零件的加工程序可以按照零件輪廓來編使零件的加工程序可以按照零件輪廓來編制制. . 刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償: a.: a.刀具半徑補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償 b.b.刀具長度補(bǔ)償?shù)毒唛L度補(bǔ)償5.5.插補(bǔ)插補(bǔ) 目的目的-控制加工運(yùn)動控制加工運(yùn)動, ,使刀具相對于工件作出符合零件輪廓軌跡的使刀具相對于工件作出符合零件輪廓軌跡的 相對運(yùn)動相對運(yùn)動. . 任務(wù)任務(wù)在以知曲線的種類在以知曲線的種類, ,起點(diǎn)起點(diǎn), ,終點(diǎn)和進(jìn)給速度的條件下終點(diǎn)和進(jìn)給速度的條件下, ,在曲線在曲線 的起的起 終點(diǎn)之間進(jìn)行終點(diǎn)之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”. . 由于零件的輪廓圖形往往由直線、圓

11、弧或其它曲線組成，刀具由于零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其它曲線組成，刀具在加工過程中必需按圖形軌跡移動。但是在編程過程中輸入零件加在加工過程中必需按圖形軌跡移動。但是在編程過程中輸入零件加工程序是各線段的軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)值。工程序是各線段的軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)值。 一、數(shù)控機(jī)床的組成一、數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床是由輸入是由輸入/輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機(jī)床本體組成伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機(jī)床本體組成。輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備數(shù)控裝置數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)機(jī)床本體機(jī)床本體測量反饋裝置測量反饋裝置 數(shù)控機(jī)床的核心為數(shù)控機(jī)床的核心為數(shù)控裝

12、置數(shù)控裝置，接收程序和數(shù)據(jù)，接收程序和數(shù)據(jù)，并按輸入信息的要求完成數(shù)值計(jì)算，邏輯判斷，輸并按輸入信息的要求完成數(shù)值計(jì)算，邏輯判斷，輸入輸出等功能。入輸出等功能。 數(shù)控裝置主要實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝置主要實(shí)現(xiàn)：多軸聯(lián)動，插補(bǔ)功能，程多軸聯(lián)動，插補(bǔ)功能，程序輸入、編輯、修改、故障自診斷、補(bǔ)償功能、序輸入、編輯、修改、故障自診斷、補(bǔ)償功能、信息（信息（ISO/EIAISO/EIA代碼）轉(zhuǎn)換功能、多種加工方式代碼）轉(zhuǎn)換功能、多種加工方式的選擇、輔助功能、顯示功能、通信和聯(lián)網(wǎng)功能的選擇、輔助功能、顯示功能、通信和聯(lián)網(wǎng)功能二、數(shù)控機(jī)床的分類二、數(shù)控機(jī)床的分類: 1.按工藝用途分按工藝用途分 2.按運(yùn)動控制方式分按運(yùn)動

13、控制方式分 3.按聯(lián)動軸數(shù)分按聯(lián)動軸數(shù)分 4.按伺服系統(tǒng)分按伺服系統(tǒng)分按工藝用途分按工藝用途分：金屬切削金屬切削（普通數(shù)控機(jī)床，加工中心，多坐標(biāo)機(jī)床） 金屬成形金屬成形（拉，壓，沖，擠）特種加工數(shù)控機(jī)床特種加工數(shù)控機(jī)床（電火花，線切割，激光）測量儀，對刀儀測量儀，對刀儀按運(yùn)動方式分按運(yùn)動方式分 ：a a點(diǎn)位控制點(diǎn)位控制 b b直線控制直線控制 c c輪廓控制輪廓控制（圖）（圖）按聯(lián)動軸數(shù)分按聯(lián)動軸數(shù)分 ：2 2軸，軸，2.52.5軸，軸，3 3軸，軸，4 4軸，軸，5 5軸（軸（見圖見圖）按伺服系統(tǒng)分：按伺服系統(tǒng)分：a a開環(huán)伺服系統(tǒng)開環(huán)伺服系統(tǒng) b b閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng) c c半閉環(huán)伺

14、服系統(tǒng)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控車數(shù)控車數(shù)控鉆銑床數(shù)控鉆銑床數(shù)控鏜床數(shù)控鏜床數(shù)控導(dǎo)軌磨數(shù)控導(dǎo)軌磨數(shù)控銑數(shù)控銑5軸數(shù)控龍門銑軸數(shù)控龍門銑臥式數(shù)控銑臥式數(shù)控銑銑削加工中心銑削加工中心車削加工中心車削加工中心采用直線電機(jī)的立式加工中心采用直線電機(jī)的立式加工中心五軸聯(lián)動加工中心數(shù)控線切割機(jī)床三維五軸聯(lián)動激光切割機(jī) 數(shù)控電火花機(jī)床點(diǎn)位控制加工原理圖點(diǎn)位控制加工原理圖直線控制的加工原理圖直線控制的加工原理圖 2軸控制，同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸控制，同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo) 3軸聯(lián)動，軸聯(lián)動，(3軸控制軸控制)4軸控制軸控制 圖圖1-6 多軸聯(lián)動數(shù)控加工的原理圖多軸聯(lián)動數(shù)控加工的原理圖 5軸聯(lián)動加工軸聯(lián)動加工 5軸聯(lián)動加工軸聯(lián)動

15、加工a）開環(huán)伺服系統(tǒng)）開環(huán)伺服系統(tǒng)（無檢測裝置）數(shù)控裝置數(shù)控裝置驅(qū)動電路驅(qū)動電路步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)機(jī)床工作臺機(jī)床工作臺指令脈沖指令脈沖 特點(diǎn)：特點(diǎn)：無檢測裝置，信號流程單向，精度取決于驅(qū)動元件，步無檢測裝置，信號流程單向，精度取決于驅(qū)動元件，步進(jìn)電機(jī)，機(jī)械傳動的綜合精度，該結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，但精度進(jìn)電機(jī)，機(jī)械傳動的綜合精度，該結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，但精度低。低。 步進(jìn)電動機(jī)每接受一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，從而通過齒輪與絲步進(jìn)電動機(jī)每接受一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，從而通過齒輪與絲杠螺母副帶動工作臺移動。杠螺母副帶動工作臺移動。一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的進(jìn)給軸移動量稱為脈沖當(dāng)量。b)b)閉環(huán)控制閉環(huán)控制數(shù)控裝置數(shù)

16、控裝置位置比較電路位置比較電路速度控制電路速度控制電路伺服電動機(jī)伺服電動機(jī)機(jī)床工作臺機(jī)床工作臺速度反饋速度反饋位置反饋位置反饋 加工中，時(shí)刻將指令位置值與檢測反饋末端工作臺實(shí)際位加工中，時(shí)刻將指令位置值與檢測反饋末端工作臺實(shí)際位置值進(jìn)行比較，產(chǎn)生比較跟隨誤差，并以該誤差為控制信息，置值進(jìn)行比較，產(chǎn)生比較跟隨誤差，并以該誤差為控制信息，使工作臺不斷向誤差減小的方向運(yùn)動，直到誤差為零為止，使工作臺不斷向誤差減小的方向運(yùn)動，直到誤差為零為止，精度最高。精度最高。c c）半閉環(huán)）半閉環(huán) 精度比閉環(huán)低，比開環(huán)高，性能介于開環(huán)、閉環(huán)之間，應(yīng)精度比閉環(huán)低，比開環(huán)高，性能介于開環(huán)、閉環(huán)之間，應(yīng)用廣泛用廣泛1.

17、3 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及使用范圍數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及使用范圍一、數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別 1.1.復(fù)雜零件加工復(fù)雜零件加工 2.2.高精度高精度, ,加工穩(wěn)定可靠加工穩(wěn)定可靠 3.3.高柔性高柔性, ,高生產(chǎn)率高生產(chǎn)率 4.4.勞動條件好勞動條件好 5.5.有利于管理現(xiàn)代化有利于管理現(xiàn)代化 6.6.投資大，使用費(fèi)用高投資大，使用費(fèi)用高 7.7.生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜 8.8.維修困難維修困難二、數(shù)控機(jī)床的適用范圍 1.1.批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件；批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件；2.2.幾何形狀復(fù)雜的零件；幾何形狀復(fù)雜的零件；3.3.貴重零件加工；貴重零件加工；4.4.需要全部檢驗(yàn)的零件；

18、需要全部檢驗(yàn)的零件； 5.5.試制件。試制件。一、插補(bǔ)概念一、插補(bǔ)概念插補(bǔ)：插補(bǔ)：是按一定要求完成被加工輪廓起始是按一定要求完成被加工輪廓起始點(diǎn)與終點(diǎn)間一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算，點(diǎn)與終點(diǎn)間一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算，作控制刀具運(yùn)行的坐標(biāo)依據(jù)，即數(shù)據(jù)密化。作控制刀具運(yùn)行的坐標(biāo)依據(jù)，即數(shù)據(jù)密化。插補(bǔ)工作插補(bǔ)工作由插補(bǔ)器完成，插補(bǔ)器可分為由插補(bǔ)器完成，插補(bǔ)器可分為直直線插補(bǔ)器線插補(bǔ)器（具有沿平滑直線合理協(xié)調(diào)）和（具有沿平滑直線合理協(xié)調(diào)）和圓弧插補(bǔ)器圓弧插補(bǔ)器（加工光滑圓?。┘庸す饣瑘A?。?.4 數(shù)控裝置的軌跡控制原理數(shù)控裝置的軌跡控制原理二、插補(bǔ)方法二、插補(bǔ)方法1 1、脈沖增量插補(bǔ)、脈沖增量插補(bǔ) 特點(diǎn)

19、：特點(diǎn)： 每一插補(bǔ)循環(huán)的結(jié)果產(chǎn)生單個(gè)行程增量，每一插補(bǔ)循環(huán)的結(jié)果產(chǎn)生單個(gè)行程增量，以一個(gè)脈沖的方式輸出給步進(jìn)電動機(jī)，機(jī)床的執(zhí)行件對以一個(gè)脈沖的方式輸出給步進(jìn)電動機(jī)，機(jī)床的執(zhí)行件對應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)最小位移增量，硬件軟件均可實(shí)現(xiàn)。應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)最小位移增量，硬件軟件均可實(shí)現(xiàn)。一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的進(jìn)給軸移動量為脈沖當(dāng)量一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的進(jìn)給軸移動量為脈沖當(dāng)量。普通機(jī)床取普通機(jī)床取=0.01mm=0.01mm，較為精密的機(jī)床取，較為精密的機(jī)床取=1m=1m或或0.1 m0.1 m，插補(bǔ)誤差不得大于一個(gè)脈沖當(dāng)量，插補(bǔ)誤差不得大于一個(gè)脈沖當(dāng)量脈沖增量插補(bǔ)可分為脈沖增量插補(bǔ)可分為：逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法和比較逐點(diǎn)比較法、數(shù)

20、字積分法和比較積分法。積分法。2 2、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) 主要用于高速、高精度直流或交流伺服電動機(jī)為主要用于高速、高精度直流或交流伺服電動機(jī)為驅(qū)動裝置的閉環(huán)、半閉環(huán)的控制系統(tǒng)，每一插補(bǔ)周驅(qū)動裝置的閉環(huán)、半閉環(huán)的控制系統(tǒng)，每一插補(bǔ)周期結(jié)果產(chǎn)生的不是單個(gè)脈沖，而是標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制期結(jié)果產(chǎn)生的不是單個(gè)脈沖，而是標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制3 3、逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)、逐點(diǎn)比較法插補(bǔ) 逐點(diǎn)比較法又稱代數(shù)運(yùn)算法，基本原理：數(shù)控逐點(diǎn)比較法又稱代數(shù)運(yùn)算法，基本原理：數(shù)控裝置在控制刀具按要求的軌跡移動過程中，不斷比裝置在控制刀具按要求的軌跡移動過程中，不斷比較刀具與給定輪廓的誤差，并由此誤差決定刀具下較刀具與給定輪廓的誤差，并由此

21、誤差決定刀具下一步的移動方向，使刀具向誤差減小方向移動，且一步的移動方向，使刀具向誤差減小方向移動，且只有一個(gè)方向移動。只有一個(gè)方向移動。逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)可分為四個(gè)工作節(jié)拍逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)可分為四個(gè)工作節(jié)拍第一節(jié)拍第一節(jié)拍 偏差的判別偏差的判別判別刀具當(dāng)前位置相對于給定輪判別刀具當(dāng)前位置相對于給定輪廓的偏離情況，決定刀具的移動方向。廓的偏離情況，決定刀具的移動方向。第二節(jié)拍第二節(jié)拍 進(jìn)給進(jìn)給根據(jù)判別結(jié)果，向給定輪廓靠攏，減少偏根據(jù)判別結(jié)果，向給定輪廓靠攏，減少偏差。差。第三節(jié)拍第三節(jié)拍 偏差的計(jì)算偏差的計(jì)算刀具進(jìn)給后已改變位置，應(yīng)計(jì)算出刀具進(jìn)給后已改變位置，應(yīng)計(jì)算出刀具當(dāng)前位置的新偏差，為下一次判

22、別作準(zhǔn)備。刀具當(dāng)前位置的新偏差，為下一次判別作準(zhǔn)備。第四節(jié)拍第四節(jié)拍 終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別判別刀具是否已到達(dá)加工輪廓線段的判別刀具是否已到達(dá)加工輪廓線段的終點(diǎn)，若已到達(dá)終點(diǎn)，則停止插補(bǔ)終點(diǎn)，若已到達(dá)終點(diǎn)，則停止插補(bǔ); ;若未到達(dá)若未到達(dá), ,繼續(xù)插補(bǔ)。繼續(xù)插補(bǔ)。逐點(diǎn)比較法既可作逐點(diǎn)比較法既可作直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)也可作也可作圓弧插補(bǔ)圓弧插補(bǔ) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 運(yùn)算簡單直觀，插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖量，輸出脈沖均勻，運(yùn)算簡單直觀，插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖量，輸出脈沖均勻，輸出脈沖速度變化小，調(diào)節(jié)方便，在兩坐標(biāo)聯(lián)動中應(yīng)用較為廣輸出脈沖速度變化小，調(diào)節(jié)方便，在兩坐標(biāo)聯(lián)動中應(yīng)用較為廣泛，但不能實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動。泛，但不能實(shí)現(xiàn)

23、多軸聯(lián)動。1 1直線插補(bǔ)直線插補(bǔ) a:a:偏差的判別偏差的判別 起始點(diǎn)為原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)為起始點(diǎn)為原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)為(xe ye)(xe ye)直線方程：直線方程： xyexeyE(xe,ye)OxyA(xa,ya)y.xe-x.ye=0A A點(diǎn)在直線上方時(shí)點(diǎn)在直線上方時(shí) 則則ya.xe-xa.ye0ya.xe-xa.ye0A A點(diǎn)在直線上時(shí)點(diǎn)在直線上時(shí) 則則ya.xe-xa.ye=0ya.xe-xa.ye=0A A點(diǎn)在直線下方時(shí)點(diǎn)在直線下方時(shí) 則則ya.xe-xa.ye0ya.xe-xa.ye0F0時(shí)，沿時(shí)，沿+X+X方向走一步，方向走一步，y不變不變，x i+1=xi+1, y i+1=yiF

24、 i+1=xeyi+1-yexi+1= xeyi-ye(xi+1)= F i ye當(dāng)當(dāng)F=0F=0時(shí)，沿時(shí)，沿+X+X方向走一步，方向走一步， F F i+1i+1F F i i y ye e F0F=0F=0F=0F=0F0F0F=0,F=0,走走x x向（正負(fù)）向（正負(fù)）Fi+1=Fi- yeF0,F=0?+x走一步+y走一步F F+xeF F-yen=n-1=0?出口NYY例，設(shè)加工第一象限直線例，設(shè)加工第一象限直線OEOE，終點(diǎn)坐標(biāo)為，終點(diǎn)坐標(biāo)為xe=3,ye=5,xe=3,ye=5,用逐點(diǎn)比用逐點(diǎn)比較法加工直線較法加工直線OEOE。 解：總步數(shù)解：總步數(shù)n n3 35 58 8插補(bǔ)運(yùn)

25、算過程插補(bǔ)運(yùn)算過程序號序號 偏差判別偏差判別 進(jìn)給方向進(jìn)給方向 偏差計(jì)算偏差計(jì)算 終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別1 F =0 +x F1=F0-ye=-5 n=72 F10 +y F2=F1+xe=-2 n=63 F20 +x F4=F3-ye=-4 n=45 F40 +y F5=F4+xe=-1 n=36 F50 +x F7=F6-ye=-3 n=18 F70，刀具處于圓外，為在圓上，刀具處于圓外，為在圓上，=0，Y方向走一步，方向走一步， xi+1=xi,yi+1=yi-1,Fi+1=Fi-2yi+1F=0，X方向走一步，方向走一步， xi+1=xi-1,yi+1=yi, Fi+1=Fi-2xi+1 F

26、=0入口出口+y方向走一步-x方向走一步n-1=0?初始化x xs，y ys，F(xiàn) 0n= xe xs + ye - ysF F+2y+1y y+1F F-2x+1x x-1第一象限逆圓插補(bǔ)軟件流程圖第一象限逆圓插補(bǔ)軟件流程圖4.象限處理象限處理圓弧分兩組，每組四個(gè)共同規(guī)律，用兩套插補(bǔ)器圓弧分兩組，每組四個(gè)共同規(guī)律，用兩套插補(bǔ)器第一種情況：第一種情況：F=0,正負(fù)正負(fù)Y方向，方向，F(xiàn)i+1=Fi-2yi +1，yi+1= yi -1 F=0,正負(fù)正負(fù)X方向，方向， Fi+1=Fi-2 xi +1，xi+1= xi -1 F0，正負(fù)，正負(fù)Y方向，方向， Fi+1=Fi+2 yi +1，yi+1=

27、yi +1注意：在象限計(jì)算處理時(shí)，順圓和逆圓情況是一起分析的注意：在象限計(jì)算處理時(shí)，順圓和逆圓情況是一起分析的 另外，圓弧插補(bǔ)與直線插補(bǔ)比較，因?yàn)榱硗猓瑘A弧插補(bǔ)與直線插補(bǔ)比較，因?yàn)镕計(jì)算與前一點(diǎn)坐標(biāo)有計(jì)算與前一點(diǎn)坐標(biāo)有關(guān)，在過程中每插補(bǔ)一次，必須計(jì)算新的坐標(biāo)點(diǎn)。即直線插關(guān)，在過程中每插補(bǔ)一次，必須計(jì)算新的坐標(biāo)點(diǎn)。即直線插補(bǔ)為不變坐標(biāo)，而圓弧插補(bǔ)是即時(shí)坐標(biāo)。補(bǔ)為不變坐標(biāo)，而圓弧插補(bǔ)是即時(shí)坐標(biāo)。例，設(shè)例，設(shè)AB為第一像限逆圓弧，起點(diǎn)為為第一像限逆圓弧，起點(diǎn)為A（5，0），終點(diǎn)為），終點(diǎn)為B（0，5），用逐點(diǎn)比較法加工。），用逐點(diǎn)比較法加工。解：n= 5-0 + 0-5 =10插補(bǔ)運(yùn)算過程插補(bǔ)運(yùn)算過

28、程序號序號 偏差判別偏差判別 進(jìn)給方向偏差計(jì)算進(jìn)給方向偏差計(jì)算 終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別 1 F0=0 -x F1=F0-2x0+1=-9 ,x1=4,y1=0 n=9 2 F10 +y F2=F1+2y1+1=-8 ,x2=4,y2=1 n=8 3 F20 +y F3=F2+2y2+1=-5 ,x3=4,y3=2 n=7 4 F30 +y F4=F3+2y3+1=0 , x4=4,y4=3 n=6 5 F4=0 -x F5=F4-2x4+1=-7 ,x5=3,y5=3 n=5 插補(bǔ)運(yùn)算過程插補(bǔ)運(yùn)算過程序號序號 偏差判別偏差判別 進(jìn)給方向偏差計(jì)算進(jìn)給方向偏差計(jì)算 終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別 6 F50 +y F

29、6=F5+2y5+1=0 ,x6=3,y6=4 n=4 7 F6=0 -x F7=F6-2x6+1=-5 ,x7=2,y7=4 n=3 8 F70 -x F9=F8-2x8+1=1 ,x9=1,y9=5 n=1 10 F90 -x F10=F9-2x9+1=0 ,x10=0,y10=5 n=0 畫出實(shí)際與理論軌跡圖畫出實(shí)際與理論軌跡圖1.5 數(shù)控編程方法數(shù)控編程方法 一、一、數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程的基本概念1.1.何謂數(shù)控加工何謂數(shù)控加工 在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法2.2.何謂數(shù)控編程何謂數(shù)控編程1)普通機(jī)床加工工藝規(guī)程普通機(jī)床加工工藝規(guī)程

30、無柔性無柔性 在普通機(jī)床上加工零件的過程，通常編寫在機(jī)械加在普通機(jī)床上加工零件的過程，通常編寫在機(jī)械加工工藝卡片上，操作者按工藝卡片規(guī)定的工工藝卡片上，操作者按工藝卡片規(guī)定的“程序程序”加工零加工零件。件。 在自動機(jī)床上加工零件，通常利用凸輪、靠模、機(jī)在自動機(jī)床上加工零件，通常利用凸輪、靠模、機(jī)床自動地按凸輪或靠模規(guī)定的床自動地按凸輪或靠模規(guī)定的“程序程序”加工零件。加工零件。2)2)數(shù)控編程數(shù)控編程 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，根據(jù)零件在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，根據(jù)零件的加工圖紙把待加工的零件全部工藝過程，工的加工圖紙把待加工的零件全部工藝過程，工藝參數(shù)，位移數(shù)據(jù)和方向以及操作步驟等以數(shù)藝參數(shù)，位

31、移數(shù)據(jù)和方向以及操作步驟等以數(shù)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用控制介質(zhì)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用控制介質(zhì)上的信息來控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)零件的全部加工過程。上的信息來控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)零件的全部加工過程。 我們將從零件圖紙到獲得數(shù)控機(jī)床所需的我們將從零件圖紙到獲得數(shù)控機(jī)床所需的控制介質(zhì)的全部過程稱為數(shù)控編程?？刂平橘|(zhì)的全部過程稱為數(shù)控編程。 零件圖紙零件圖紙 分析圖樣確定工藝過程分析圖樣確定工藝過程 計(jì)算加工軌跡和尺寸計(jì)算加工軌跡和尺寸 編制程序單編制程序單 制作控制介質(zhì)制作控制介質(zhì) 程序校檢和首件試切程序校檢和首件試切校校 核核校校 核核檢檢 驗(yàn)驗(yàn) Y Y YN N N 數(shù)控編程的步驟數(shù)控編程的步驟二

32、、數(shù)控編程的內(nèi)容步驟二、數(shù)控編程的內(nèi)容步驟1.主要步驟主要步驟2.內(nèi)容內(nèi)容1）零件圖）零件圖 A.幾何信息幾何信息 B.工藝信息工藝信息2) 工件分析工件分析 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 確定加工方案確定加工方案,選擇合適的數(shù)控機(jī)床。選擇合適的數(shù)控機(jī)床。3）工藝方案確定）工藝方案確定A 刀具加工夾具的設(shè)計(jì)和選擇。刀具加工夾具的設(shè)計(jì)和選擇。 刀具由加工方法、切削用量等因素確定刀具由加工方法、切削用量等因素確定B 選擇對刀點(diǎn)選擇對刀點(diǎn)選在容易找正，比并在加工過程中便于檢查的位置選在容易找正，比并在加工過程中便于檢查的位置C 確定

33、加工路線確定加工路線盡量縮短走刀路線，減少空刀行程，提高生產(chǎn)率。盡量縮短走刀路線，減少空刀行程，提高生產(chǎn)率。D 確定切削用量確定切削用量 切削用量應(yīng)根據(jù)被加工件材料加工工序以及其他工藝要求并結(jié)合實(shí)際切削用量應(yīng)根據(jù)被加工件材料加工工序以及其他工藝要求并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來確定。經(jīng)驗(yàn)來確定。4)刀具軌跡數(shù)值計(jì)算刀具軌跡數(shù)值計(jì)算 按已確定的加工路線和允許的零件加工誤差按已確定的加工路線和允許的零件加工誤差,計(jì)算需輸入計(jì)算需輸入數(shù)控裝置的數(shù)據(jù)稱為數(shù)值計(jì)算數(shù)控裝置的數(shù)據(jù)稱為數(shù)值計(jì)算,主要部分是刀具中心軌跡的計(jì)主要部分是刀具中心軌跡的計(jì)算。算。A）點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床無需計(jì)算，當(dāng)編程坐標(biāo)系與零件

34、坐無需計(jì)算，當(dāng)編程坐標(biāo)系與零件坐標(biāo)系不一致時(shí)，進(jìn)行坐標(biāo)換算。標(biāo)系不一致時(shí)，進(jìn)行坐標(biāo)換算。B）對由直線和圓弧組成的簡單零件輪廓對由直線和圓弧組成的簡單零件輪廓只需計(jì)算出零件輪只需計(jì)算出零件輪廓的相鄰幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。（系統(tǒng)具有直線廓的相鄰幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。（系統(tǒng)具有直線和圓弧插補(bǔ)功能）和圓弧插補(bǔ)功能）C對于由非圓曲線對于由非圓曲線,曲面組成的形狀復(fù)雜零件曲面組成的形狀復(fù)雜零件需要用直線或需要用直線或圓弧段逼近，在滿足精度的條件下圓弧段逼近，在滿足精度的條件下,計(jì)算相鄰逼近直線或圓弧計(jì)算相鄰逼近直線或圓弧的交點(diǎn)或切點(diǎn)的的交點(diǎn)或切點(diǎn)的 坐標(biāo)值。以上計(jì)算需用計(jì)算機(jī)來完成。坐標(biāo)值

35、。以上計(jì)算需用計(jì)算機(jī)來完成。切點(diǎn)切點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)交點(diǎn)交點(diǎn)切點(diǎn)切點(diǎn)5)編寫零件加工程序單編寫零件加工程序單 根據(jù)加工路線計(jì)算出刀具運(yùn)動軌跡坐標(biāo)值和已確定的切削根據(jù)加工路線計(jì)算出刀具運(yùn)動軌跡坐標(biāo)值和已確定的切削用量以及輔助動作用量以及輔助動作,并依據(jù)數(shù)控裝置規(guī)定使用的指令代碼及程序并依據(jù)數(shù)控裝置規(guī)定使用的指令代碼及程序段格式段格式,逐段編寫零件加工程序清單。逐段編寫零件加工程序清單。 此外還應(yīng)填寫有關(guān)的工藝文件如數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控此外還應(yīng)填寫有關(guān)的工藝文件如數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控刀具卡片、數(shù)控刀具明細(xì)表。刀具卡片、數(shù)控刀具明細(xì)表。6）控制介質(zhì)及程序檢驗(yàn)）控制介質(zhì)及程序檢驗(yàn) 控制介質(zhì)有穿孔紙帶、穿孔

36、卡、磁帶、軟盤和硬盤等?？刂平橘|(zhì)有穿孔紙帶、穿孔卡、磁帶、軟盤和硬盤等。7）程序檢驗(yàn)和首件試切）程序檢驗(yàn)和首件試切 程序檢驗(yàn)程序檢驗(yàn)只能檢驗(yàn)出程序運(yùn)動是否正確，不能檢查被加只能檢驗(yàn)出程序運(yùn)動是否正確，不能檢查被加工零件的加工精度。工零件的加工精度。 因程序檢驗(yàn)不能檢查出因編程計(jì)算不準(zhǔn)確或刀具調(diào)整不當(dāng)造因程序檢驗(yàn)不能檢查出因編程計(jì)算不準(zhǔn)確或刀具調(diào)整不當(dāng)造成成 的加工誤差，因此還需經(jīng)過的加工誤差，因此還需經(jīng)過首件試切首件試切，進(jìn)行測量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有，進(jìn)行測量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差時(shí)應(yīng)分析誤差產(chǎn)生的原因并采取措施加以糾正。加工誤差時(shí)應(yīng)分析誤差產(chǎn)生的原因并采取措施加以糾正。 三、數(shù)控編程的方法三、數(shù)控編程的方

37、法1.1.手工編程手工編程 用人工完成程序編制的全部工作用人工完成程序編制的全部工作( (包括用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行數(shù)值計(jì)算包括用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行數(shù)值計(jì)算) )稱為手工編程。稱為手工編程。 手工編程適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀較為簡單的零件，但對于零件手工編程適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀較為簡單的零件，但對于零件輪廓不是由直線、圓弧組成或零件的程序量很大時(shí)使用手工編程既繁鎖費(fèi)時(shí)輪廓不是由直線、圓弧組成或零件的程序量很大時(shí)使用手工編程既繁鎖費(fèi)時(shí)又容易出錯(cuò)。且無法解決復(fù)雜件的數(shù)控加工。又容易出錯(cuò)。且無法解決復(fù)雜件的數(shù)控加工。2.2.自動編程自動編程CAPCAP 自動編程也稱計(jì)算機(jī)輔助編程時(shí)指用計(jì)算機(jī)代替手工進(jìn)行數(shù)

38、控機(jī)床的程序編自動編程也稱計(jì)算機(jī)輔助編程時(shí)指用計(jì)算機(jī)代替手工進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的程序編制工作如自動地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，編寫零件加工程序清單自動地輸出打印加工程序單和制工作如自動地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，編寫零件加工程序清單自動地輸出打印加工程序單和制備介質(zhì)。制備介質(zhì)。 自動編程大大減輕了編程人員地勞動強(qiáng)度自動編程大大減輕了編程人員地勞動強(qiáng)度, ,能解決手工編程無法解決的復(fù)雜零能解決手工編程無法解決的復(fù)雜零件地編程難題。且工件表面形狀愈復(fù)雜，工藝過程愈繁瑣自動編程優(yōu)勢越明顯。件地編程難題。且工件表面形狀愈復(fù)雜，工藝過程愈繁瑣自動編程優(yōu)勢越明顯。 語言編程語言編程APTAPT語言（語言（Automatically P

39、rogrammed Automatically Programmed ToolsTools）自動編程類型自動編程類型 圖形編程圖形編程CAD/CAMCAD/CAM軟件（軟件（Mastercam Mastercam 、Pro/EPro/E） 實(shí)物編程實(shí)物編程通過測量頭測得數(shù)據(jù)通過測量頭測得數(shù)據(jù)利用利用CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動編程的基本步驟系統(tǒng)進(jìn)行自動編程的基本步驟 1) 加工工藝確定加工工藝確定 （1）校準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求；）校準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求； （2）確定裝卡位置；）確定裝卡位置； （3）選擇刀具；）選擇刀具； （4）確定加工路線；）確定加工路線； （5）選定工藝參數(shù)。

40、）選定工藝參數(shù)。 2)加工模型建立加工模型建立 利用利用CAM系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制在計(jì)算機(jī)屏幕上，作為計(jì)算機(jī)自動生成刀具加工部位繪制在計(jì)算機(jī)屏幕上，作為計(jì)算機(jī)自動生成刀具軌跡的依據(jù)。軌跡的依據(jù)。 3)刀具軌跡生成刀具軌跡生成 建立了加工模型后，即可利用建立了加工模型后，即可利用CAM系統(tǒng)提供的多種系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。 4)后置代碼生成后置代碼生成 后置處理的目的是形成數(shù)控指令文件，利用后置處理的目的是形成數(shù)控指令文件，利用CAM系統(tǒng)提供的后置處理器可方便地生成和

41、特定機(jī)床相匹配系統(tǒng)提供的后置處理器可方便地生成和特定機(jī)床相匹配的加工代碼。的加工代碼。 5)加工代碼輸出加工代碼輸出 內(nèi)容總結(jié)：內(nèi)容總結(jié)：數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)控技術(shù)的基本概念 數(shù)控機(jī)床的組成、分類、特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的組成、分類、特點(diǎn) 數(shù)控插補(bǔ)原理，插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)、種類數(shù)控插補(bǔ)原理，插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)、種類 著重講了脈沖增量插補(bǔ)中的直線插補(bǔ)著重講了脈沖增量插補(bǔ)中的直線插補(bǔ) 和圓弧插補(bǔ)過程和圓弧插補(bǔ)過程 數(shù)控編程內(nèi)容、數(shù)控編程方法和各數(shù)控編程內(nèi)容、數(shù)控編程方法和各 自的特點(diǎn)自的特點(diǎn)作業(yè)習(xí)題：作業(yè)習(xí)題：1，2，3，4，5，6，7，8，9 10，11，12，13，14 18，192.1 坐標(biāo)系及運(yùn)動方向的規(guī)定坐標(biāo)系及

42、運(yùn)動方向的規(guī)定2.2 編程的基礎(chǔ)知識編程的基礎(chǔ)知識2.3 常用準(zhǔn)備功能的編程指令方法常用準(zhǔn)備功能的編程指令方法2.4 數(shù)控編程的工藝處理數(shù)控編程的工藝處理2.5 程序編制中的數(shù)值計(jì)算程序編制中的數(shù)值計(jì)算一:數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)1.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸與運(yùn)動方向的規(guī)定 目的:保證保證NCNC機(jī)床的運(yùn)行機(jī)床的運(yùn)行, ,操作及編程編制的一致性和使用維修的方操作及編程編制的一致性和使用維修的方便性便性,ISO,ISO和國際規(guī)定數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定了數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸與運(yùn)動和國際規(guī)定數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定了數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸與運(yùn)動方向。方向。(1)直線進(jìn)給和圓周進(jìn)給運(yùn)動坐標(biāo)系 a.坐標(biāo)系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是一個(gè)右手笛

43、卡爾直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，相對于每個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動坐標(biāo)為A、B、C。 直線進(jìn)給運(yùn)動一用 X, Y, Z 表示 圓周進(jìn)給運(yùn)動一用 A, B, C表示 b.規(guī)定:假定工件不動,刀具運(yùn)動 c.規(guī)定:以增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向圖圖2-3 右手笛卡爾直角坐標(biāo)系右手笛卡爾直角坐標(biāo)系(2)機(jī)床坐標(biāo)軸的確定方法 a Z軸（坐標(biāo)）軸（坐標(biāo)） Z軸是傳遞切削力的主軸所規(guī)定的主軸軸向。對于銑床、鏜床、軸是傳遞切削力的主軸所規(guī)定的主軸軸向。對于銑床、鏜床、鉆床等是帶動刀具旋轉(zhuǎn)的軸；對于車床、磨床等是帶動工件旋轉(zhuǎn)鉆床等是帶動刀具旋轉(zhuǎn)的軸；對于車床、磨床等是帶動工件旋轉(zhuǎn)的軸。

44、其方向是平行于主軸軸線，遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎较?。的軸。其方向是平行于主軸軸線，遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎较颉?1)刀具旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn): Z軸為平行旋轉(zhuǎn)刀具軸線軸為平行旋轉(zhuǎn)刀具軸線 2)工件旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn): Z軸為平行旋轉(zhuǎn)工件軸線軸為平行旋轉(zhuǎn)工件軸線 3)機(jī)床無主軸機(jī)床無主軸: 取垂直于工件裝夾表面坐標(biāo)為取垂直于工件裝夾表面坐標(biāo)為Z坐標(biāo)坐標(biāo) 4)機(jī)床有多主軸機(jī)床有多主軸:取垂直于工件裝夾表面的一根主軸為取垂直于工件裝夾表面的一根主軸為Z坐標(biāo)坐標(biāo) 5)機(jī)床主軸能擺動機(jī)床主軸能擺動 (a):在擺動范圍內(nèi)只與主坐標(biāo)中的一個(gè)坐標(biāo)平行取該坐標(biāo)為在擺動范圍內(nèi)只與主坐標(biāo)中的一個(gè)坐標(biāo)平行取該坐標(biāo)為Z軸軸 (b):在擺動范圍內(nèi)

45、只與主坐標(biāo)中的多個(gè)坐標(biāo)平行取垂直于工件在擺動范圍內(nèi)只與主坐標(biāo)中的多個(gè)坐標(biāo)平行取垂直于工件裝夾裝夾 表面的坐標(biāo)為表面的坐標(biāo)為Z軸工件裝夾表面軸工件裝夾表面 b X軸（坐標(biāo)） 規(guī)定X軸一般水平的，且垂直于Z軸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?1）工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（如車床、磨床） X軸方向在工件的徑向上，且平行于工 件橫向滑座。 Z軸水平，遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎较颉?從刀具主軸后端向工件方向看，向右方向?yàn)閄軸的正方向。 圖圖2-4 臥式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床2）刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床 （如銑、鉆、鏜床 ） （1）Z軸垂直（立式主軸） 面對刀具是主軸向立柱方向看， 向右方向?yàn)閄軸的正

46、方向 圖圖2-3立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床（2）當(dāng)Z軸水平時(shí)(臥式主軸） 沿刀具主軸向工件看，X軸的正方向指向右邊。 圖圖25 臥式升降臺銑床臥式升降臺銑床 圖圖2-7 臥式鏜床臥式鏜床C Y軸（坐標(biāo)） Y軸垂直于X, Z軸,在已確定的X,Z軸的正方向后,根據(jù)右手定則來確定Y軸坐標(biāo)的正方向d A B C軸（坐標(biāo)） 分別為繞X,Y,Z軸的回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動坐標(biāo)，它們的正方向?yàn)橛倚菁y前進(jìn)的方向。e 附加運(yùn)動軸（坐標(biāo)） 第二坐標(biāo)為U、V、W和第三坐標(biāo)為P、Q、R (3)編程坐標(biāo)系的規(guī)定 與機(jī)床坐標(biāo)系規(guī)定相同,假定為工件固定不動,全部用刀具運(yùn)動的坐標(biāo)系編程。2.機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系1

47、)機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)a.機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床上固有的坐標(biāo)系機(jī)床上固有的坐標(biāo)系,并設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)，其坐標(biāo)并設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)，其坐標(biāo)和運(yùn)動方向視機(jī)床的種類和結(jié)構(gòu)而定。和運(yùn)動方向視機(jī)床的種類和結(jié)構(gòu)而定。b.機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn) 也叫機(jī)械原點(diǎn)（也叫機(jī)械原點(diǎn)（X=0,Y=0,Z=0),是固有的點(diǎn)是固有的點(diǎn),不能隨便不能隨便改變，機(jī)床出廠已設(shè)定好。改變，機(jī)床出廠已設(shè)定好。2)工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn)工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn)a.工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系 也稱編程坐標(biāo)系，是編程人員編程使用的，由編程人員以工件圖樣上也稱編程坐標(biāo)系，是編程人員編程使用的，由編程人員以工件圖樣上的某一點(diǎn)為原點(diǎn)建立

48、的坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸與機(jī)床坐標(biāo)系相應(yīng)的某一點(diǎn)為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸與機(jī)床坐標(biāo)系相應(yīng)的的坐坐標(biāo)軸平行標(biāo)軸平行。b.工件原點(diǎn)工件原點(diǎn) 也稱編程原點(diǎn)，編程坐標(biāo)系的零點(diǎn)，可在程序中設(shè)置。也稱編程原點(diǎn)，編程坐標(biāo)系的零點(diǎn)，可在程序中設(shè)置。c.機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系x2x1x0o1oy2y1y0X1XYY1對刀點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床原點(diǎn)工件坐標(biāo)系工件原點(diǎn)兩坐標(biāo)系的關(guān)系是：相應(yīng)的坐標(biāo)軸相平行，方向也相同，但原點(diǎn)位置不同。工件3.絕對坐標(biāo)系和增量（相對）坐標(biāo)系絕對坐標(biāo)系和增量（相對）坐標(biāo)系 1)絕對坐標(biāo)系絕對坐標(biāo)系 所有的點(diǎn)的坐標(biāo)均以坐標(biāo)原點(diǎn)為起點(diǎn)確定坐標(biāo)

49、值 2)增量（相對）坐標(biāo)系增量（相對）坐標(biāo)系 所有點(diǎn)坐標(biāo)均以前一點(diǎn)的坐標(biāo)為起點(diǎn)確定坐標(biāo)值 ABXXYYO18121520 圖圖3-9 絕對與增量坐標(biāo)系絕對與增量坐標(biāo)系 以絕對坐標(biāo)計(jì)算：以絕對坐標(biāo)計(jì)算：XA=12, YA=15, XB=30, YB=35 以相對坐標(biāo)計(jì)算：以相對坐標(biāo)計(jì)算：XA=0, YA=0, XB=18, YB=20 加工精度要求加工精度要求選擇何種坐標(biāo)編程應(yīng)考慮選擇何種坐標(biāo)編程應(yīng)考慮 編程方便程度編程方便程度圖310坐標(biāo)方式的選擇4.最小設(shè)定單位與編程尺寸表示最小設(shè)定單位與編程尺寸表示 1)最小設(shè)定單位最小設(shè)定單位 機(jī)床能實(shí)現(xiàn)的最小位移量，又稱最小指令增量或脈沖當(dāng)量。機(jī)床能實(shí)

50、現(xiàn)的最小位移量，又稱最小指令增量或脈沖當(dāng)量。一般值一般值0.00010.01mm 。 2)編程尺寸表示法編程尺寸表示法 a）最小設(shè)定單位）最小設(shè)定單位例：例：X125.30mm Z405.247mm 最小設(shè)定單位為最小設(shè)定單位為0.01mm 程序?qū)懗桑撼绦驅(qū)懗桑篨12530 Z40525 b）以毫米為單位表示）以毫米為單位表示 上述程序?qū)懗桑荷鲜龀绦驅(qū)懗桑?X125.30 Z405.247三.功能代碼簡介 尺寸字尺寸字 指令字指令字 G代碼代碼 功能字（功能代碼或功能指令）功能字（功能代碼或功能指令） M代碼代碼 F、S、T代碼代碼 功能代碼的作用：描述加工過程進(jìn)行何種操作和運(yùn)動特征。功能代碼

51、的作用：描述加工過程進(jìn)行何種操作和運(yùn)動特征。1.準(zhǔn)備功能代碼準(zhǔn)備功能代碼G(G代碼代碼)1)作用作用:指定數(shù)控機(jī)床的加工方式指定數(shù)控機(jī)床的加工方式,為數(shù)控裝置的插補(bǔ)運(yùn)算為數(shù)控裝置的插補(bǔ)運(yùn)算,刀補(bǔ)運(yùn)算刀補(bǔ)運(yùn)算,固定循環(huán)固定循環(huán)等等 做好準(zhǔn)備做好準(zhǔn)備2)組成及種類組成及種類 組成組成: G代碼由字母代碼由字母G和其后面的兩數(shù)字組成和其后面的兩數(shù)字組成 ，G00到到G99共共100種種分類分類: 模態(tài)模態(tài)G代碼：表示該代碼在一個(gè)程序段中被使用后一直有效代碼：表示該代碼在一個(gè)程序段中被使用后一直有效,直到直到出出現(xiàn)同組的另一代碼功能才失效。現(xiàn)同組的另一代碼功能才失效。 G代碼代碼 非模態(tài)非模態(tài)G代碼：

52、非摸態(tài)代碼只有在被指定的程序段才有意義代碼：非摸態(tài)代碼只有在被指定的程序段才有意義例：例：G00 G01 G02 G03 為同一組代碼為模態(tài)代碼。為同一組代碼為模態(tài)代碼。 （1）同一組的模態(tài)代碼在同一個(gè)程序段中不能同時(shí)出現(xiàn)，否則只有最后的代碼有效。一般情況在同一程序段中不能出現(xiàn)多個(gè)同組指令，否則只有最后的代碼有效。 （2）非同一組的代碼可在同一程序段中出現(xiàn)。 （3）G代碼通常位于程序段中尺寸字前。 例：N001 G00 G17 X Y M03 M08； N002 G01 G42 X Y F； N003 X Y； N004 G02 X Y I J； N005 X Y I J； N006 G01

53、X Y； N007 G01 G04 X Y M05 M09；2.輔助功能輔助功能M代碼代碼 也稱也稱M功能功能, M指令或指令或M代碼代碼1)作用作用: 描述機(jī)床各種輔助動作及狀態(tài)（工藝性指令）描述機(jī)床各種輔助動作及狀態(tài)（工藝性指令） 例：主軸的開、停、正、反轉(zhuǎn)，切削液的開關(guān)等例：主軸的開、停、正、反轉(zhuǎn)，切削液的開關(guān)等2)組成組成: 字母字母M和其后面的數(shù)字組成。和其后面的數(shù)字組成。M00M99共共100種種 3)編程特點(diǎn)編程特點(diǎn): 一般在程序段的后部一般在程序段的后部,且同一個(gè)程序中不能出現(xiàn)兩個(gè)以上且同一個(gè)程序中不能出現(xiàn)兩個(gè)以上同組同組M 代碼代碼,不同組的不同組的M代碼可以出現(xiàn)多個(gè)。代碼可

54、以出現(xiàn)多個(gè)。4）常用）常用M代碼代碼(1)M00 程序停止程序停止 當(dāng)執(zhí)行當(dāng)執(zhí)行M00時(shí)時(shí),程序暫停程序暫停,等待按下控制面板上的等待按下控制面板上的“循環(huán)啟循環(huán)啟動動” 鍵程序繼續(xù)進(jìn)行鍵程序繼續(xù)進(jìn)行(2)M01 計(jì)劃計(jì)劃(任選任選)停止停止 M01功能與功能與M00功能的功能相同功能的功能相同,只是其是否執(zhí)行暫停只是其是否執(zhí)行暫停取決于參數(shù)設(shè)置功能中的取決于參數(shù)設(shè)置功能中的Conditional Stop設(shè)定或操作設(shè)定或操作面板上的面板上的“選擇停止開關(guān)選擇停止開關(guān)”的位置的位置 當(dāng)當(dāng)Conditional Stop設(shè)定為設(shè)定為0或或“選擇停止開關(guān)選擇停止開關(guān)”處處于不接通狀態(tài)時(shí)，于不接通狀

55、態(tài)時(shí)，M01不起作用，程序繼續(xù)執(zhí)行。不起作用，程序繼續(xù)執(zhí)行。 當(dāng)當(dāng)Conditional Stop設(shè)定為設(shè)定為1或或“選擇停止開關(guān)選擇停止開關(guān)”處處于接通狀態(tài)時(shí)，于接通狀態(tài)時(shí)，M01執(zhí)行暫停等待按下執(zhí)行暫停等待按下“循環(huán)啟動循環(huán)啟動”鍵后鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。程序繼續(xù)執(zhí)行。 M01指令適用與過程中需停機(jī)檢查測量零件中或換刀指令適用與過程中需停機(jī)檢查測量零件中或換刀和交接班等。和交接班等。(3)M02程序結(jié)束程序結(jié)束 該指令應(yīng)為程序的最后一句表示程序的全部結(jié)束。該指令應(yīng)為程序的最后一句表示程序的全部結(jié)束。(4)M03 、M04、M05 分別命令主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)分別命令主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn)與

56、反轉(zhuǎn)方向判別：正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)方向判別： 從主軸向從主軸向Z軸正向看去主軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)，軸正向看去主軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)，逆時(shí)針方向?yàn)榉崔D(zhuǎn)。逆時(shí)針方向?yàn)榉崔D(zhuǎn)。(5)M06自動換刀指令自動換刀指令 常用于加工中心。常用于加工中心。 刀架或多主軸轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位實(shí)現(xiàn)換刀刀架或多主軸轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位實(shí)現(xiàn)換刀換刀方法換刀方法 帶有機(jī)械手帶有機(jī)械手刀庫的換刀刀庫的換刀(6)M07、M08、M09冷卻液開關(guān)冷卻液開關(guān)說明：說明：M072號冷卻液開（霧狀冷卻液）號冷卻液開（霧狀冷卻液） M081號冷卻液開（液狀冷卻液）號冷卻液開（液狀冷卻液） M09冷卻液關(guān)冷卻液關(guān) (7)M30程序結(jié)束程序結(jié)束 功能與功能與M00

57、相似只是相似只是M30表示程序結(jié)束，同時(shí)使表示程序結(jié)束，同時(shí)使程序指針指向第一程序段，此時(shí)按程序指針指向第一程序段，此時(shí)按Esc鍵可返回主畫鍵可返回主畫面，面， 也可按循環(huán)啟動鍵再次進(jìn)行加工。也可按循環(huán)啟動鍵再次進(jìn)行加工。3、進(jìn)給功能、進(jìn)給功能F、主軸轉(zhuǎn)速功能、主軸轉(zhuǎn)速功能S、刀具功能、刀具功能T功能：利用字母功能：利用字母F、S、T后面指定的一個(gè)數(shù)值分別指定后面指定的一個(gè)數(shù)值分別指定進(jìn)給速度進(jìn)給速度 主軸轉(zhuǎn)速和主軸轉(zhuǎn)速和 所用刀具與刀補(bǔ)號。所用刀具與刀補(bǔ)號。 1）進(jìn)給功能（）進(jìn)給功能（F功能）功能）指定刀具進(jìn)給速度指定刀具進(jìn)給速度F后數(shù)字表達(dá)方法后數(shù)字表達(dá)方法 直接法直接法具體主軸轉(zhuǎn)速數(shù)值具

58、體主軸轉(zhuǎn)速數(shù)值 代碼法代碼法某種轉(zhuǎn)數(shù)的代碼某種轉(zhuǎn)數(shù)的代碼2）主軸轉(zhuǎn)速功能（）主軸轉(zhuǎn)速功能（S功能）功能）指定主軸轉(zhuǎn)速指定主軸轉(zhuǎn)速 加工過程中通過控制面板的主軸轉(zhuǎn)速倍率開關(guān)和進(jìn)給加工過程中通過控制面板的主軸轉(zhuǎn)速倍率開關(guān)和進(jìn)給速度倍率開關(guān)可以進(jìn)行速度倍率開關(guān)可以進(jìn)行F和和S的調(diào)整（的調(diào)整（50%200%）但編程）但編程時(shí)總是假定倍率為時(shí)總是假定倍率為100%。 格式：格式：S M03 S6003）刀具功能（）刀具功能（T功能）功能）指定刀具號和刀補(bǔ)號指定刀具號和刀補(bǔ)號 格式格式 ：T（兩位或四位數(shù)字組成）（兩位或四位數(shù)字組成） M06 T2例：例：T1 0 T1 1或或T01 01 T01 02

59、有的系統(tǒng)有的系統(tǒng)T后不需要刀補(bǔ)號，因?yàn)橄到y(tǒng)在每把刀號中已后不需要刀補(bǔ)號，因?yàn)橄到y(tǒng)在每把刀號中已存下刀具半徑和長度的補(bǔ)償。存下刀具半徑和長度的補(bǔ)償。 第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法一.與坐標(biāo)系相關(guān)的指令1.絕對坐標(biāo)與相對（增量）坐標(biāo)指令絕對坐標(biāo)與相對（增量）坐標(biāo)指令 G90 絕對絕對 G91 相對相對1)絕對編程絕對編程坐標(biāo)值以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)坐標(biāo)值以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn) 例:G90 G01 X12 Y15 NL(程序段結(jié)束符)OXYBAX1Y1起點(diǎn)終點(diǎn)153512302)增量編程增量編程坐標(biāo)值以前一個(gè)坐標(biāo)位置作為基準(zhǔn)來計(jì)算坐標(biāo)值以前一個(gè)坐標(biāo)位置作為基準(zhǔn)來計(jì)算例例:上圖上圖 G91 G01 X-18

60、 Y-20 NL 或或 G01 U-18 V-20 NL (U,V,W是相對坐標(biāo)增量是相對坐標(biāo)增量)2.坐標(biāo)系設(shè)定指令坐標(biāo)系設(shè)定指令G921)功能功能:建立編程坐標(biāo)系零點(diǎn)建立編程坐標(biāo)系零點(diǎn)2)建立方法建立方法: G92 X_ Y_ Z_例例: G92 X40 Y30 Z25 注意注意:G92只是設(shè)定坐標(biāo)系只是設(shè)定坐標(biāo)系,刀具機(jī)床并不運(yùn)動刀具機(jī)床并不運(yùn)動25Z3040YX3.坐標(biāo)平面選擇指令坐標(biāo)平面選擇指令G17(XY面面),G18(XZ面面),G19(YZ面面)功能功能:使三坐標(biāo)以上機(jī)床使三坐標(biāo)以上機(jī)床,從事于二維平面加工從事于二維平面加工G17可以省略可以省略G17到到G19在進(jìn)行圓弧插補(bǔ)和