數(shù)控編程基礎(chǔ)(修訂)

河南理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心

主講人：吳亞輝數(shù)控編程基礎(chǔ)內(nèi)容提綱一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)二、數(shù)控車床編程基礎(chǔ)三、數(shù)控車床加工仿真四、數(shù)控銑床編程基礎(chǔ)五、數(shù)控銑床加工仿真前言

自從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)創(chuàng)立以來，它給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化?，F(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，現(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上；數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段；基于它的相關(guān)產(chǎn)業(yè)是體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)；專家們預(yù)言:

二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)字控制（NumericalControlNC）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號(hào)對(duì)某一工作過程（如加工、測(cè)量、裝配等）進(jìn)行可編程控制的自動(dòng)化方法。數(shù)控技術(shù)（NumericalControlTechnology）采用數(shù)字控制的方法對(duì)某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)就是利用數(shù)字化信號(hào)進(jìn)行控制的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）是采用數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床。具體地說，凡是將刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和相關(guān)的工藝信息用代碼進(jìn)行編程，然后送入數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)字運(yùn)算、處理，并通過高性能的驅(qū)動(dòng)單元控制機(jī)床的刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工出所需工件的一類機(jī)床即為數(shù)控機(jī)床。它數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。1.1.1數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)控技術(shù)一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)工藝分析數(shù)控加工程序工序卡傳統(tǒng)加工數(shù)控加工數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)加工零件的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作條件有利于生產(chǎn)管理便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化便于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化便于實(shí)現(xiàn)智能化1.1.2數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí),要首先把加工零件所需的所有機(jī)床動(dòng)作以程序的形式記錄下來,登載到某種存儲(chǔ)物上,該存儲(chǔ)物質(zhì)稱為控制介質(zhì),并且輸入到數(shù)控裝置中,由數(shù)控裝置處理程序,發(fā)出控制信號(hào)指揮機(jī)床的伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床,協(xié)調(diào)指揮機(jī)床的動(dòng)作,使其產(chǎn)生主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng),完成零件的加工。1.2.1數(shù)控機(jī)床的工作原理原理與分類當(dāng)改變加工不同的零件時(shí),在數(shù)控機(jī)床只要改變加工程序,就可以繼續(xù)加工新零件。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)機(jī)床本體檢測(cè)裝置數(shù)控機(jī)床的組成一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)控加工時(shí)，機(jī)床必須按人們的意圖去加工零件。

為了得到圖紙上所規(guī)定的零件形狀和加工精度，在加工過程中，機(jī)床所需要的全部操作動(dòng)作和刀具相對(duì)于零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，要求由人們按照一定的要求和順序編制成控制指令，然后把這些所需要的全部控制指令（數(shù)控機(jī)床的加工程序）存放在一種存儲(chǔ)物上。這種在人和數(shù)控機(jī)床之間建立聯(lián)系的媒介物，稱為控制介質(zhì)?？刂平橘|(zhì)一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的控制中樞，一般由微處理器計(jì)算機(jī)（8031單片機(jī)）和小型計(jì)算機(jī)來擔(dān)任，這樣的數(shù)控系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）。它用存放在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器里的系統(tǒng)程序（系統(tǒng)內(nèi)控軟件）來實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的控制。數(shù)控裝置一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)在數(shù)控裝置中，系統(tǒng)程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，零件加工程序（用戶軟件）由控制介質(zhì)通過常規(guī)輸入設(shè)備讀入內(nèi)存。CNC系統(tǒng)經(jīng)接口電路與常規(guī)輸入/輸出設(shè)備、操作面板、機(jī)床的控制部件、測(cè)量部件等聯(lián)接。根據(jù)執(zhí)行零件加工程序（用戶軟件）的程序和指令，在系統(tǒng)內(nèi)控軟件的調(diào)動(dòng)下，自動(dòng)進(jìn)行零件加工。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)伺服系統(tǒng)的作用是把來自數(shù)控裝置的插補(bǔ)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床位移部件的移動(dòng)。相當(dāng)于手工操作時(shí)的人的手，使工作臺(tái)（或拖板、或主軸箱）移動(dòng)，并能按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相當(dāng)運(yùn)動(dòng)。

因此，伺服電動(dòng)機(jī)的性能是決定數(shù)控機(jī)床的加工精度、表面質(zhì)量（表面粗糙度）和生產(chǎn)效率的主要因素之一。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的每一個(gè)脈沖信號(hào)，控制機(jī)床部件移動(dòng)的位移量稱為脈沖當(dāng)量（步進(jìn)位移控制精度）。

伺服系統(tǒng)一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)①調(diào)節(jié)放大單元是將來自計(jì)算機(jī)的指令信號(hào)和反饋信號(hào)加以比較，變換成為電壓信號(hào)并放大，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的有關(guān)電路。②執(zhí)行單元又稱為驅(qū)動(dòng)單元。它是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生一定的功率，用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。③電機(jī)數(shù)控系統(tǒng)能夠控制的電動(dòng)機(jī)有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，交流伺服電動(dòng)機(jī)，直流伺服電動(dòng)機(jī)。

在開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中的執(zhí)行單元一般為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；

在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中的執(zhí)行單元一般為交流伺服電動(dòng)機(jī)和直流伺服電動(dòng)機(jī)。④控制對(duì)象是指機(jī)床的工作臺(tái)、刀架或主軸箱等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。他們也是組成伺服系統(tǒng)的一個(gè)重要部分。

一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)在數(shù)控機(jī)床中，數(shù)控裝置通過伺服系統(tǒng)和機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)元件，最終控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、主軸箱、刀架或拖板）作準(zhǔn)確的位移。因?yàn)闄C(jī)床在加工中是自動(dòng)控制的，所以，數(shù)控機(jī)床應(yīng)該具有比一般普通機(jī)床更高的穩(wěn)定性、抗震性、運(yùn)行精度的性能和精度要求。機(jī)床本體一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)控機(jī)床中，數(shù)控裝置是依靠指令值與位移檢測(cè)裝置的反饋值進(jìn)行比較，來控制工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的。數(shù)控機(jī)床中檢測(cè)元件的種類很多，采用較多的有光電編碼器和光柵。編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式的檢測(cè)角位移的傳感器。編碼器是數(shù)控機(jī)床中使用較多的一種傳感器。檢測(cè)裝置一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)控機(jī)床規(guī)格繁多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有400多個(gè)品種規(guī)格?？梢园凑斩喾N原則來進(jìn)行分類。但歸納起來，常見的是以下面6種方法來分類的。按工藝用途分類按運(yùn)動(dòng)軌跡分類按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分

按伺服系統(tǒng)的控制方式分類按數(shù)控裝置分類按功能水平分類

1.2.2數(shù)控機(jī)床的分類一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)切削加工類：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、FMC等。成型加工類：數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控沖裁機(jī)等。特種加工類：數(shù)控線切割機(jī)、電火花加工機(jī)、激光加工機(jī)等。其它非加工設(shè)備：數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)、機(jī)器人等。按工藝用途一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床：點(diǎn)——點(diǎn)位置精確控制，保證的是定位精度，以慢~快~慢的運(yùn)動(dòng)方式如：鉆床、沖床、測(cè)量機(jī)

點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床：位置控制+速度和路線控制，只能沿某個(gè)坐標(biāo)軸方向（平行或45°）切削加工輪廓控制數(shù)控機(jī)床：每點(diǎn)的位置+速度+路線控制，可對(duì)2坐標(biāo)或2坐標(biāo)以上坐標(biāo)軸進(jìn)行控制。按運(yùn)動(dòng)軌跡一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)2軸聯(lián)動(dòng)（平面曲線）：能同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，適于數(shù)控車床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床銑削平面輪廓。兩軸半聯(lián)動(dòng)：在兩軸的基礎(chǔ)上增加了Z軸的移動(dòng)，當(dāng)機(jī)床坐標(biāo)系的X、Y軸固定時(shí)，Z軸可以作周期性進(jìn)給。兩軸半聯(lián)動(dòng)加工可以實(shí)現(xiàn)分層加工。3軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）：能同時(shí)控制三個(gè)坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)，用于一般曲面的加工，一般的型腔模具均可以用三軸加工完成。4軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）5軸及5軸以上聯(lián)動(dòng)（空間曲面）：多軸聯(lián)動(dòng)能同時(shí)控制四個(gè)以上坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)。多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高、程序編制復(fù)雜，適于加工形狀復(fù)雜的零件，如葉輪葉片類零件。按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復(fù)雜。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)全閉環(huán)控制系統(tǒng)半閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)按控制方式一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)這種控制方式不帶位置測(cè)量元件。數(shù)控裝置根據(jù)信息載體上的指令信號(hào)，經(jīng)控制運(yùn)算發(fā)出指令脈沖，使伺服驅(qū)動(dòng)元件轉(zhuǎn)過一定的角度，并通過傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠螺母副，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如工作臺(tái))移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。這種控制方式?jīng)]有來自位置測(cè)量元件的反饋信號(hào)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況不進(jìn)行檢查，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)無位置反饋，精度相對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。一般以功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。這類系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動(dòng)力矩不大的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)不是直接測(cè)量工作臺(tái)的位移量，而是通過旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼盤或分解器等角位移測(cè)量元件，測(cè)量伺服機(jī)構(gòu)中電動(dòng)機(jī)或絲杠的轉(zhuǎn)角，來間接測(cè)量工作臺(tái)的位移。這種系統(tǒng)中滾珠絲杠螺母副和工作臺(tái)均在反饋環(huán)路之外，其傳動(dòng)誤差等仍會(huì)影響工作臺(tái)的位置精度，故稱為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置(常用伺服電機(jī))或絲杠引出。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)這是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中包含功率放大和反饋，使輸出變量的值響應(yīng)輸入變量的值。數(shù)控裝置發(fā)出指令脈沖后，當(dāng)指令值送到位置比較電路時(shí)，此時(shí)若工作臺(tái)沒有移動(dòng)，即沒有位置反饋信號(hào)時(shí)，指令值使伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過齒輪、滾珠絲杠螺母副等傳動(dòng)元件帶動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)。裝在機(jī)床工作臺(tái)上的位置測(cè)量元件，測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位移量最后，反饋到數(shù)控裝置的比較器中與指令信號(hào)進(jìn)行比較，并用比較后的差值進(jìn)行控制。若兩者存在差值，經(jīng)放大器放大后，再控制伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至差值為零時(shí)，工作臺(tái)才停止移動(dòng)。這種系統(tǒng)稱為閉環(huán)伺服系統(tǒng)。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)介于開環(huán)和閉環(huán)之間，由于角位移測(cè)量元件比直線位移測(cè)量元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此裝有精密滾珠絲杠螺母副和精密齒輪的半閉環(huán)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。目前已經(jīng)把角位移測(cè)量元件與伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成一個(gè)部件，使用起來十分方便。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的加工精度雖然沒有閉環(huán)系統(tǒng)高，但是由于采用了高分辨率的測(cè)量元件，這種控制方式仍可獲得比較滿意的精度和速度。系統(tǒng)調(diào)試比閉環(huán)系統(tǒng)方便，穩(wěn)定性好，成本也比閉環(huán)系統(tǒng)低，目前，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)①采用了高性能的主軸及伺服傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈較短；②為了使連續(xù)性自動(dòng)化加工，機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動(dòng)態(tài)剛度及耐磨性，熱變形?。虎鄹嗟牟捎酶咝?、高精度的傳動(dòng)部件，如滾珠絲杠、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌等；④加工中心帶有刀庫、自動(dòng)換刀裝置⑤采用輔助裝置：冷卻、排屑、防護(hù)、潤滑、儲(chǔ)運(yùn)等裝置。1.3.1數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)發(fā)展方向設(shè)計(jì)特點(diǎn)一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)●適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件小批量、復(fù)雜零件●加工零件一致性好、重復(fù)精度高●高自動(dòng)化、高效率●只要改變程序就可改變加工件，不需要大量復(fù)雜工裝夾具●可以采用復(fù)合工藝●有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化優(yōu)勢(shì)一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)入九十年代以來，隨著國際上計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著下述方向發(fā)展：●運(yùn)行高速化●加工高精化●功能復(fù)合化●控制智能化●體系開放化●驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化●交互網(wǎng)絡(luò)化1.3.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)速度和精度是數(shù)控設(shè)備的兩個(gè)重要指標(biāo)，它們是數(shù)控技術(shù)永恒追求的目標(biāo)。因?yàn)樗苯雨P(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。新一代數(shù)控設(shè)備在運(yùn)行高速化、加工高精化等方面都有了更高的要求。運(yùn)行高速化使進(jìn)給率、主軸轉(zhuǎn)速、刀具交換速度、托盤交換速度實(shí)現(xiàn)高速化，并且具有高加（減）速率。①進(jìn)給率高速化：在分辨率為1m時(shí)，F(xiàn)max=240m/min。在Fmax下可獲得復(fù)雜型面的精確加工；在程序段長度為1mm時(shí)，F(xiàn)max=30m/min，并且具有1.5g的加減速率；一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)②主軸高速化：采用電主軸（內(nèi)裝式主軸電機(jī)），即主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸就是主軸部件。主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)200000r/min。主軸轉(zhuǎn)速的最高加（減）速為1.0g，即僅需1.8秒即可從0提速到15000r/min。③換刀速度0.9秒（刀到刀）2.8秒（切削到切削）④工作臺(tái)（托盤）交換速度：6.3秒一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)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提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補(bǔ)技術(shù)，以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給，使CNC控制單位精細(xì)化，采用高分辨率位置檢測(cè)裝置，提高位置檢測(cè)精度（日本交流伺服電機(jī)已有裝上

10^6脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測(cè)器，其位置檢測(cè)精度能達(dá)到0.01m/脈沖）；位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法。加工高精化一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)②采用誤差補(bǔ)償技術(shù)：采用反向間隙補(bǔ)償、絲桿螺距誤差補(bǔ)償和刀具誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù);設(shè)備的熱變形誤差補(bǔ)償和空間誤差的綜合補(bǔ)償技術(shù)。研究結(jié)果表明，綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可將加工誤差減少60％～80％。三井精機(jī)的JidicH5D型超精密臥式加工中心的定位精度為±0.1m。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)合化是指在一臺(tái)設(shè)備能實(shí)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（ATC，主軸立臥轉(zhuǎn)換）；●車銑復(fù)合—車削中心（ATC，動(dòng)力刀頭）；●銑鏜鉆車復(fù)合—復(fù)合加工中心（ATC，可自動(dòng)裝卸車刀架）；●銑鏜鉆磨復(fù)合—復(fù)合加工中心（ATC，動(dòng)力磨頭）；●可更換主軸箱的數(shù)控機(jī)床—組合加工中心；功能復(fù)合化一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)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(dòng)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(gè)方面：①加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)通過監(jiān)測(cè)加工過程中的切削力、主軸和進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進(jìn)行識(shí)別，以辯識(shí)出刀具的受力、磨損以及破損狀態(tài)，機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)；并根據(jù)這些狀態(tài)實(shí)時(shí)修調(diào)加工參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度）和加工指令，使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及設(shè)備運(yùn)行的安全性。控制智能化一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)②加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇將工藝專家或技工的經(jīng)驗(yàn)、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器”，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達(dá)到提高編程效率和加工工藝水平，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的。采用經(jīng)過優(yōu)化的加工參數(shù)編制的加工程序，可使加工系統(tǒng)始終處于較合理和較經(jīng)濟(jì)的工作狀態(tài)。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)③智能故障診斷與自修復(fù)技術(shù)

智能故障診斷技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法（AI、ES、ANN等），實(shí)現(xiàn)故障快速準(zhǔn)確定位的技術(shù)。

＊智能故障自修復(fù)技術(shù)：指能根據(jù)診斷確定故障原因和部位，以自動(dòng)排除故障或指導(dǎo)故障的排除技術(shù)。智能自修復(fù)技術(shù)集故障自診斷、故障自排除、自恢復(fù)、自調(diào)節(jié)于一體，并貫穿于加工過程的整個(gè)生命周期。

＊智能故障診斷技術(shù)在有些日本、美國公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)中已有應(yīng)用，基本上都是應(yīng)用專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。

＊智能化自修復(fù)技術(shù)還在研究之中。一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)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(duì)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)）診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)、電子商務(wù)等）。交互網(wǎng)絡(luò)化一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)并聯(lián)加工中心（又稱6條腿數(shù)控機(jī)床、虛軸機(jī)床）是數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上取得的重大突破。特點(diǎn)并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)器人與傳統(tǒng)加工技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物；由于它沒有傳統(tǒng)機(jī)床所必需的床身、立柱、導(dǎo)軌等制約機(jī)床性能提高的結(jié)構(gòu)，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)桿機(jī)架

動(dòng)平臺(tái)主軸電機(jī)伺服電機(jī)主軸刀具柔性夾具工件靜平臺(tái)圖

并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化一、數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)（1）數(shù)控編程（2）常用編程指令及程序結(jié)構(gòu)（3）機(jī)床坐標(biāo)系（4）常用G指令（5）數(shù)控車削相關(guān)（6）刀尖半徑補(bǔ)償主要內(nèi)容：2.數(shù)控車床編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)所謂程序編制，就是將加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)(F、S、T)、刀具位移量與方向以及輔助動(dòng)作（換刀、冷卻、夾緊等），按運(yùn)動(dòng)順序和所用數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫加工程序單（相當(dāng)于普通機(jī)床加工的工藝過程卡），再將程序單中的全部內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上（如穿孔帶、磁帶等）然后輸給數(shù)控裝置，從而指揮數(shù)控機(jī)床加工。這種從零件圖紙到制成控制介質(zhì)的過程稱為數(shù)控加工的程序編制。數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)分析零件圖樣對(duì)零件圖仔細(xì)分析，包括零件尺寸、加工精度、表面質(zhì)量、零件材料、熱處理等內(nèi)容。制定加工工藝根據(jù)對(duì)零件圖的分析，選擇加工方法，確定加工順序、加工路線、裝夾方法、刀具及切削參數(shù)，選擇正確的下刀點(diǎn)、退刀點(diǎn)及換刀點(diǎn)等。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，計(jì)算出所需的輸入數(shù)控裝置的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)值計(jì)算。數(shù)值計(jì)算的主要內(nèi)容是在規(guī)定的坐標(biāo)系內(nèi)計(jì)算零件輪廓和刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡的坐標(biāo)值。（基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)）計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡程序編制制備控制介質(zhì)校驗(yàn)和試切零件圖紙錯(cuò)誤圖紙工藝分析修改2.1.1數(shù)控編程的內(nèi)容及步驟二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)編寫零件加工程序按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼及程序格式，編寫加工程序，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。程序校驗(yàn)和首件試切①在正式加工前需對(duì)程序進(jìn)行校驗(yàn)，以保證加工質(zhì)量和避免質(zhì)量損失。②啟動(dòng)數(shù)控機(jī)床，按照輸入的程序進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確。在有圖形顯示的數(shù)控機(jī)床上，利用模擬加工的圖形顯示，檢查運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性。③進(jìn)行首件試切，此時(shí)，可用易加工材料替代零件材料。當(dāng)發(fā)現(xiàn)零件不符合加工技術(shù)要求時(shí)，分析誤差產(chǎn)生的原因，找出問題，修改程序或進(jìn)行尺寸補(bǔ)償。首件試切之后，方可進(jìn)行正式切削加工。2.2.1編程指令二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)代碼：是文字、數(shù)字、符號(hào)以及它們組合的總稱，又稱指令，它是程序的最小單元。編程指令：系統(tǒng)操作代碼的總稱。

常用編程指令主要用來描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式、加工類別、主軸的啟停、冷卻液的開關(guān)、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、刀具選擇等。(GMFSTXYZ)常用編程指令及程序結(jié)構(gòu)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)功能：規(guī)定機(jī)床運(yùn)動(dòng)線型、坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、暫停等操作。組成：G后帶2～3位數(shù)字組成，有100~1000種。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)（非續(xù)效）指令之分。示例：G00，G01，G02、G03，G04，G41，G91，G18，G54等。模態(tài)代碼（續(xù)效代碼）：一經(jīng)使用，便保持有效直到以后的程序段中遇同組代碼失效。非模態(tài)代碼（非續(xù)效代碼）：只在本程序段有效。2.2.2代碼分類G指令（準(zhǔn)備功能）二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)G指令通常位于程序段中尺寸字之前。N010G54；N020M03S1000；N030G00X16；N040G01X8Y6F200；N050X0Y0；N030程序段中，G90、G00是續(xù)效代碼，但他們不屬于同一組，故可編在同一程序段中；N040中出現(xiàn)G01，同組中的G00失效，G90不屬同一組，所以繼續(xù)有效；N050程序段的功能和N040程序段相同，因G01是續(xù)效代碼，繼續(xù)有效，不必重寫。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)功能：控制機(jī)床及其輔助裝置通斷的指令。如開、停冷卻泵；主軸正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)；程序結(jié)束等。組成：M后帶2~3位數(shù)字組成，共有100~1000種。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)（非續(xù)效）指令之分。示例： M00----程序停止。實(shí)際上是一個(gè)暫停指令。程序運(yùn)行停止后，模態(tài)信息全部被保存，利用機(jī)床的“啟動(dòng)”鍵，可使機(jī)床繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。該指令經(jīng)常用于加工過程中測(cè)量工件的尺寸、工件調(diào)頭、手動(dòng)變速等固定操作。M01----計(jì)劃(選擇停止)與M00相似，但一定與機(jī)床面板上的選擇停按鈕配合使用。否則，這指令不起作用。M02----程序結(jié)束，編程時(shí)表示編程結(jié)束。主軸進(jìn)給冷卻停止，數(shù)控系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)。M指令（輔助功能）二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)M03,M04,M05----分別命令主軸正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停轉(zhuǎn)。M06----換刀指令。加工中心換刀前的準(zhǔn)備動(dòng)作。M07,M08----命令1#2#冷卻液開M09----命令1#2#冷卻液停M10,M11----運(yùn)動(dòng)部件的夾緊與松開M19----主軸定向停止M30----程序結(jié)束與M02基本相同，但M30能自動(dòng)返回程序頭，為加工下一個(gè)工件作好準(zhǔn)備。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)F指令（指定進(jìn)給速度指令）單位mm/min或mm/r,分別用G94,G95指定組成：F后帶若干位數(shù)字，如F150,F3500等。后面所帶的數(shù)字表示實(shí)際的速度值，上述兩個(gè)指令分別表示F=150mm/min，F(xiàn)=3500mm/min。S指令（指定主軸轉(zhuǎn)速指令）組成：同F(xiàn)，如S1000等T指令在自動(dòng)換刀的數(shù)控車床中，該指令用以選擇所需的刀具號(hào)和刀補(bǔ)號(hào)。刀具用字母T及其后面的兩位或四位數(shù)字表示。如T06表示6號(hào)刀具，T0602表示6號(hào)刀具選用2號(hào)刀補(bǔ)。F、S、T指令二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)尺寸指令（指定的刀具沿坐標(biāo)軸移動(dòng)的方向和目標(biāo)位置的指令）組成：由在X,Y,Z,(i,j,k,R),A,B,C后帶符號(hào)的數(shù)字組成。如X100,Y200等。單位：數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的單位,如mm。其他指令二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)一個(gè)完整的零件加工程序由程序號(hào)（名）和若干程序段組成，每個(gè)程序段由若干個(gè)指令字組成，每個(gè)指令字又由字母、數(shù)字、符號(hào)組成。例如：O0600；N0010G92X0Y0；N0020G90G00X50Y60；N0030G01X10Y50F150S300M03；……N0100M30；

上面是一個(gè)完整的零件加工程序，它由一個(gè)程序號(hào)和10個(gè)程序段組成。最前面的“O0600”是整個(gè)程序的程序號(hào)，也叫程序名。每一個(gè)獨(dú)立的程序都應(yīng)有程序號(hào)，它可作為識(shí)別、調(diào)用該程序的標(biāo)志。2.2.3程序結(jié)構(gòu)（FANUC系統(tǒng)）程序的構(gòu)成二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)每個(gè)程序段用“；”表示結(jié)束，其中有若干個(gè)指令字，每個(gè)指令字表示一種功能。一個(gè)程序段表示一個(gè)完整的加工工步或動(dòng)作。程序段的長短、字?jǐn)?shù)和字長都是可變的，字的排列順序沒有嚴(yán)格要求，不需要的字及與上一程序段相同的續(xù)效字可以不寫。程序段格式二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

字地址程序段格式也叫地址符可變程序段格式，這種格式的特點(diǎn)是：程序段中的每個(gè)指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟有符號(hào)或無符號(hào)的數(shù)字。指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫。不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫。因此，這種格式具有程序簡(jiǎn)單、可讀性強(qiáng)，易于檢查等優(yōu)點(diǎn)。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)坐標(biāo)軸：數(shù)控裝備的每個(gè)進(jìn)給軸(直線進(jìn)給、圓進(jìn)給)定義為坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)軸。基本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系（X.Y.Z）。坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右手定則決定?；剞D(zhuǎn)坐標(biāo)：繞X.Y.Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A.B.C表示，坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右手螺旋法則而定。坐標(biāo)軸方向：定義為刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的方向。XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A2.3.1機(jī)床坐標(biāo)系的相關(guān)概念機(jī)床坐標(biāo)系二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)①坐標(biāo)系中的各個(gè)坐標(biāo)軸與機(jī)床的主要導(dǎo)軌相平行。②A、B、C分別表示繞X、Y、Z的軸線或繞與X、Y、Z軸線相平行的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。其正方向用右手螺旋定則確定。③加工過程中不論是刀具移動(dòng)還是工件移動(dòng)，一律假定工件靜止不動(dòng)，而刀具在移動(dòng)，并規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向。坐標(biāo)軸的命名規(guī)定確定機(jī)床坐標(biāo)軸時(shí)，一般先確定Z軸，再確定X軸和Y軸。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)Z軸：平行于機(jī)床主軸（傳遞切削動(dòng)力）的軸線作為Z軸。+X+Z坐標(biāo)軸及方向判斷（數(shù)控車床）刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正方向。X軸：水平方向，且垂直于Z軸。X軸的運(yùn)動(dòng)方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床參考點(diǎn)編程總是基于某一坐標(biāo)系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的概念及相互關(guān)系是至關(guān)重要的。機(jī)床坐標(biāo)系：數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試時(shí)便設(shè)定好的固定坐標(biāo)系，并設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)，就是機(jī)床原點(diǎn)（機(jī)械原點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)）。機(jī)床坐標(biāo)系具有唯一性，是工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。2.3.2機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)機(jī)床參考點(diǎn)：用于對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和控制的固定位置點(diǎn)。是機(jī)床坐標(biāo)系中一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)，其固定位置由各軸向的機(jī)械擋塊來確定。對(duì)數(shù)控銑床、加工中心而言，機(jī)床參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)重合，一般取在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上；對(duì)數(shù)控車床（如下圖），機(jī)床原點(diǎn)取在卡盤右端面與旋轉(zhuǎn)中心線的交點(diǎn)之處，機(jī)床參考點(diǎn)在車刀退離主軸端面和旋轉(zhuǎn)中心線最遠(yuǎn)的某一固定點(diǎn)。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)工件原點(diǎn)：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點(diǎn)或與之相關(guān)的點(diǎn)。該點(diǎn)也可以是對(duì)刀點(diǎn)重合。工件坐標(biāo)系：以工件原點(diǎn)為零點(diǎn)建立的一個(gè)坐標(biāo)系，編程時(shí)，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計(jì)算。工件原點(diǎn)偏置：工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的距離。工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)①工件原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)重合，以利于編程；②工件原點(diǎn)盡量選在尺寸精度高、表面粗糙度值小的工件表面上；③工件原點(diǎn)最好選在工件的對(duì)稱中心上；④要便于測(cè)量和檢驗(yàn)。工件原點(diǎn)只與工件有關(guān)，而與機(jī)床坐標(biāo)系無關(guān)。但考慮到編程的方便性，工件坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸方向一致。工件原點(diǎn)的設(shè)置一般應(yīng)遵循下列原則：二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)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)系的相應(yīng)坐標(biāo)軸一般相平行，方向也相同，但原點(diǎn)不同。工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的距離稱為工件原點(diǎn)偏置，加工時(shí)，這個(gè)偏置值需預(yù)先輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)2.3.3絕對(duì)坐標(biāo)系與相對(duì)坐標(biāo)系絕對(duì)坐標(biāo)系：所有坐標(biāo)值均從坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系。所用的編程指令稱為絕對(duì)指令。絕對(duì)坐標(biāo)常用X、Y、Z代碼表示。增量坐標(biāo)系：運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)值相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)是移動(dòng)的。所用的編程指令稱為增量指令。增量坐標(biāo)常用U、V、W代碼表示（數(shù)控車床）。如右圖，加工直線AB，在絕對(duì)坐標(biāo)系中表示B點(diǎn)坐標(biāo)值：XB＝30，YB＝50；在增量坐標(biāo)系中表示B點(diǎn)坐標(biāo)值：UB＝20，VB＝30二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)G00指令使刀具以點(diǎn)位控制方式從刀具所在點(diǎn)以數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的快進(jìn)速度，快速移動(dòng)到程序段所指令的下一個(gè)定位點(diǎn)。

2.4.1快速點(diǎn)定位指令（G00）常用G指令編程格式：G00X__Y__Z__；說明：①G00運(yùn)動(dòng)軌跡視具體數(shù)控機(jī)床而定（通常是直線）；②含G00指令的程序段不需要指定進(jìn)給速度F，如果指定了，無效；③G00移動(dòng)的速度已由機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)定好，一般不允許修改。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)說明：①刀具的當(dāng)前位置是直線的起點(diǎn)，在程序段中指定的是終點(diǎn)的坐標(biāo)值；②G01程序段中必須指定進(jìn)給速度F；③G01與F都是續(xù)效指令。2.4.2直線插補(bǔ)指令（G01）G01用以指令兩個(gè)坐標(biāo)軸(或三個(gè)坐標(biāo)軸)以聯(lián)動(dòng)的方式，按程序段中規(guī)定的進(jìn)給速度F，插補(bǔ)加工出任意斜率的直線。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)相對(duì)坐標(biāo)編程為：G01U0.0W-80.0F0.2;OG01指令運(yùn)用40ZX80OG01指令運(yùn)用40ZX80二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)G02：順時(shí)針圓弧插補(bǔ)。G03：逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。2.4.3G02,G03指令（圓弧插補(bǔ)指令）順、逆方向判別規(guī)則：沿垂直于圓弧所在平面的坐標(biāo)軸由正方向向負(fù)方向觀察，順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)書寫格式：圓心坐標(biāo)（i、j、k）編程：i、j、k為圓弧起點(diǎn)指向圓心的坐標(biāo)值，且總為增量值（該定義以機(jī)床使用說明書為準(zhǔn)）。半徑R編程：小于或等于180度圓弧用+R，大于180度圓弧用-R編程。注意：不能用于整圓編程。G02G03X___Z___I___K___R___F__*二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)實(shí)例1二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)使刀具作短時(shí)間無進(jìn)給光整加工，用于車槽、鉆孔到孔底、鏜平面、锪孔等對(duì)粗糙度有要求的場(chǎng)合。經(jīng)過指令的暫停時(shí)間，再繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。2.4.4G04指令（暫停指令）書寫格式：G04β△△β一般用X或P，△△為暫停時(shí)間，當(dāng)用X時(shí)單位為s；當(dāng)用P時(shí)數(shù)值為整數(shù)，單位為ms。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)①尖形車刀——直線形切削刃為特征的車刀，這類車刀的刀尖（同時(shí)也為其刀位點(diǎn)）

②圓弧形車刀——刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。

③成型車刀——樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。2.5.1常用車刀的種類和用途數(shù)控車削相關(guān)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)1）切斷刀；2）90°左偏刀；3）90°右偏刀；4）彎頭車刀；5）直頭車刀；6）成型車刀；7）寬刃精車刀8）外螺紋車刀；9）端面車刀；10）內(nèi)螺紋車刀；11）內(nèi)槽車刀；12）通孔車刀；13）盲孔車刀二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)數(shù)控車削加工時(shí)，為了減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，盡量采用機(jī)夾車刀和機(jī)夾刀片，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化。常見刀片材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等，其中應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀片。2.5.2機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用

刀片材質(zhì)的選擇選擇刀片材質(zhì)主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動(dòng)等。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。a-T型；b-F型；c-W型；d-S型；e-P型；f-D型；g-R型；h-C型刀片形狀的選擇二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)被加工表面與適用的刀片形狀二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)在一個(gè)程序段中，可以采用絕對(duì)坐標(biāo)編程、增量坐標(biāo)編程或二者混合編程。（X、Z與U、W混合使用）。用絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，坐標(biāo)值X取工件的直徑；增量坐標(biāo)編程時(shí)，用徑向?qū)嶋H位移量的2倍值表示，并附上方向符號(hào)。原因：為提高工件的徑向尺寸精度，X向的脈沖當(dāng)量取Z向的一半。由于車削加工的余量較大，因此，為簡(jiǎn)化編程，數(shù)控裝置常具備不同形式的固定循環(huán)。編程時(shí)，常認(rèn)為刀尖是一個(gè)點(diǎn)，而實(shí)際中刀尖為一個(gè)半徑不大的圓弧，因此需要對(duì)刀尖半徑進(jìn)行補(bǔ)償。2.5.3數(shù)控車床編程特點(diǎn)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)進(jìn)刀時(shí)采用快速走刀接近工件切削起點(diǎn)附近的某個(gè)點(diǎn)，再改用切削進(jìn)給，以減少空走刀的時(shí)間，提高加工效率。切削起點(diǎn)的確定與工件毛坯余量大小有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點(diǎn)時(shí)刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。退刀時(shí)沿輪廓延長線工進(jìn)退出至工件輪廓，再快速退刀。一般先退X軸，后退Z軸。2.5.4進(jìn)刀和退刀的方式及換刀點(diǎn)的選擇二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)換刀點(diǎn)是指在編制數(shù)控車床多刀加工的加工程序時(shí)，相對(duì)于機(jī)床固定原點(diǎn)而設(shè)置的一個(gè)自動(dòng)換刀或換工作臺(tái)的位置。為了防止在換（轉(zhuǎn)）刀時(shí)碰撞到被加工零件、夾具或尾座而發(fā)生事故，除特殊情況外，其換刀點(diǎn)都設(shè)置在被加工零件的外面，并留有一定的安全區(qū)。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)對(duì)刀就是確定刀尖在工件坐標(biāo)系中的位置。常用的對(duì)刀方法為試切法，數(shù)控車床一般通過試切零件來建立工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系之間的聯(lián)系。2.5.5對(duì)刀二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)2.6.1為何要采用刀尖半徑補(bǔ)償二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)實(shí)際車刀尤其是精車刀，在其刀尖部分都存在一個(gè)刀尖圓弧（一方面可以提高刀尖強(qiáng)度，另一方面可以改善加工表面的表面粗糙度）。由于刀尖圓弧的存在，實(shí)際參與切削的是刀尖圓弧的各個(gè)切點(diǎn)。常用的對(duì)刀操作是以刀尖圓弧上X、Z方向上最突出點(diǎn)為準(zhǔn)，這樣得到的刀尖位置其實(shí)是一個(gè)假想刀尖。按假想刀尖車削與Z軸平行的表面是不存在誤差的，但是車削右端面、錐面及圓弧是存在誤差的，會(huì)造成零件的過切或者欠切。刀尖半徑補(bǔ)償二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)現(xiàn)代機(jī)床基本都具有刀具補(bǔ)償功能，刀尖半徑補(bǔ)償通過G41、G42、G40代碼及T代碼指定的刀沿號(hào)加入或取消的。補(bǔ)償方向的判斷如下圖所示。2.6.2刀尖半徑補(bǔ)償方式

二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)建立和取消必須采取直線運(yùn)動(dòng)方式執(zhí)行G71-G76固定循環(huán)時(shí)，循環(huán)過程中刀尖半徑補(bǔ)償暫時(shí)不生效，后面程序段中的G00、G01、G02、G03、G70指令，CNC會(huì)將補(bǔ)償模式恢復(fù)。建立刀尖半徑補(bǔ)償后，在Z軸的移動(dòng)量必須大于其刀尖半徑補(bǔ)償值，在X軸的移動(dòng)量必須大于2倍刀尖半徑補(bǔ)償值二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)①刀沿號(hào)（不同形式刀具的一種編碼）2.6.3刀尖半徑補(bǔ)償?shù)脑O(shè)定車外圓車內(nèi)孔二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)②補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置在補(bǔ)正/形狀頁面，R為刀尖半徑補(bǔ)償值，T為刀沿號(hào)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)實(shí)例2二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)3.車削固定循環(huán)（1）單一固定循環(huán)（2）復(fù)合固定循環(huán)主要內(nèi)容：二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)車削循環(huán)指令是用含有G功能的一個(gè)程序段完成多個(gè)程序段指令的加工操作，免去了復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，使程序得以簡(jiǎn)化。車削循環(huán)指令有單一固定循環(huán)指令和復(fù)合循環(huán)指令。單一固定循環(huán)指令只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的重復(fù)加工，主要有外徑/內(nèi)徑切削固定循環(huán)指令（G90）、螺紋切削固定循環(huán)指令（G92）和端面切削固定循環(huán)指令（G94）。3.1.1螺紋車削循環(huán)G92單一固定循環(huán)

單一固定循環(huán)可以將一系列連續(xù)加工動(dòng)作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一個(gè)循環(huán)指令完成，從而簡(jiǎn)化程序。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)螺距牙深螺距螺距螺紋大徑螺紋小徑

為避免在加減速過程中進(jìn)行螺紋切削，要設(shè)引入距離1和引出距離2，δ1—切入空刀行程量，一般為（3～5）F（導(dǎo)程）；δ2—切出空刀行程量，一般取0.5δ1。

進(jìn)行橫螺紋加工時(shí)，其進(jìn)給速度F的單位采用旋轉(zhuǎn)進(jìn)給率，即mm/r（或inches/r）。車削螺紋相關(guān)知識(shí)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

受車刀擠壓,螺紋車削后其大徑會(huì)漲大,因此,車削外螺紋前的外圓直徑應(yīng)比螺紋大徑小,當(dāng)螺距為1.5~3.5mm時(shí),外徑一般可以小0.2~0.4mm。

安裝螺紋車刀時(shí),刀尖必須與工件軸線等高,刀兩側(cè)刃角平分線與工件軸線垂直。

車削內(nèi)螺紋時(shí),孔徑尺寸D孔可按以下近似公式計(jì)算:①車削塑性金屬材料內(nèi)螺紋時(shí):D孔=D-P;②車削脆性金屬材料的內(nèi)螺紋時(shí):D孔=D-1.05P(式中D為內(nèi)螺紋大徑,P為螺距)。

車削外螺紋時(shí)：h=0.6495P≈0.65P（三角型普通螺紋牙高）D大徑＝D公稱－0.1PD小徑＝D公稱－1.3P二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)①P1表示單邊切削，每次切削量相等；②P2表示雙邊切削，每次切削量相等；③P3表示單邊切削，每次背吃刀量相等；④P4表示雙邊切削，每次背吃刀量相等。切削量相等是指每次循環(huán)切削面積相等，保證螺紋車刀在車削過程中受力均勻。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)a)圓柱螺紋車削b)錐螺紋車削圓柱螺紋的編程格式為：

G92X（U）Z（W）F＿

；錐螺紋的編程格式為：

G92X（U）Z（W）R＿F＿；G92的格式R表示了螺紋的錐度，其值為錐螺紋大、小徑的半徑差。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)實(shí)例3二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)對(duì)數(shù)控車床而言，非一刀加工完成的輪廓表面、加工余量較大的表面，采用循環(huán)編程，可以縮短程序段的長度，減少程序所占內(nèi)存。各類數(shù)控系統(tǒng)復(fù)合循環(huán)的形式和使用方法（主要是編程方法）相差甚大。3.2.1外圓粗車固定循環(huán)G71復(fù)合固定循環(huán)G71U(△d)R(e)；

G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)；

N(ns)……

………

N(nf)……

從序號(hào)ns至nf的程序段,指定A及B間的移動(dòng)指令。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)△d:每次循環(huán)切削深度（半徑指定）不指定正負(fù)符號(hào)。切削方向依照AA’的方向決定。e:每次循環(huán)退刀行程ns:粗加工形狀程序的第一個(gè)段號(hào)。nf:粗加工形狀程序的最后一個(gè)段號(hào)?！鱱:X方向精加工預(yù)留量的距離及方向。（直徑值，內(nèi)孔為負(fù)值）△w:Z方向精加工預(yù)留量的距離及方向。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)實(shí)例4G72W(△d)R(e)；G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)；△d,e,ns,nf,△u,△w，f,s的含義與G71相同。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)3.2.2端面粗車固定循環(huán)G72二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)實(shí)例5二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)3.2.3仿形粗車固定循環(huán)G73二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)△i及d的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：△i=(毛坯直徑－零件最小尺寸)/2－第一刀吃深d=毛坯余量/每刀吃深二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)實(shí)例6二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)3.2.4精加工循環(huán)指令G70G70P(ns)Q(nf)F(f)S(s)

；用于執(zhí)行G71,G72,G73粗加工循環(huán)指令后的精加工循環(huán)。在G70指令程序段內(nèi)要給出精加工第一個(gè)程序段的序號(hào)和精加工最后一個(gè)程序段序號(hào)。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)實(shí)例7二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)4.宏程序（FANUC）（1）變量（2）算術(shù)和邏輯運(yùn)算（3）控制指令（4）宏程序調(diào)用（5）實(shí)例主要內(nèi)容：二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

普通加工程序直接用數(shù)值指定G代碼和移動(dòng)距離；例如，GO1和X100.0。使用用戶宏程序時(shí)，數(shù)值可以直接指定或用變量指定。當(dāng)用變量時(shí)，變量值可用程序或由MDI設(shè)定或修改。

#1＝#2＋100.；

G01X#1F300；

例如：#1表達(dá)式可以用于指定變量號(hào)，必須封閉在括號(hào)中。

例如：#[#1+#2-12]

變量的表示變量符號(hào)（#）+變量號(hào)4.1.1變量的種類變量二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)變量的種類二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)局部變量和公共變量可以有0值或下面范圍中的值:

-1047到-10-29或10-29到1047

如果計(jì)算結(jié)果超出有效范圍,則發(fā)出P/S報(bào)警NO.111。

變量的范圍二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)#1=#2+100;#1=#2+#18＊SIN[#5];4.1.2變量的使用

#i=<表達(dá)式>將計(jì)算結(jié)果賦值給對(duì)應(yīng)的變量號(hào)常數(shù)、變量、函數(shù)和運(yùn)算符的組合變量的賦值二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)小數(shù)點(diǎn)的省略當(dāng)在程序中定義變量值時(shí)，小數(shù)點(diǎn)可以省略#1=123；#1123.000變量的引用

跟在地址后面的數(shù)值可用變量來代替。G01X10.0F#1；F把#1值作為F的指令值G01X-[#1+#2]F#1；把表達(dá)式放在括號(hào)中二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)把變量用于地址數(shù)據(jù)的時(shí)候，被引用變量的值根據(jù)地址的最小設(shè)定單位自動(dòng)地四舍五入G01X#1;當(dāng)#1賦值為12.3456時(shí)，實(shí)際指令值為G01X12.346;改變引用變量的值的符號(hào)，要把負(fù)號(hào)放在#的前面G00X-#1;二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)當(dāng)引用未定義的變量時(shí)，變量及地址字都被忽略G00X#1Y#2;當(dāng)#1=0，#2為空時(shí)， G00X0;從上面的例子可以看出，“變量值為零”與“變量值為空”是兩個(gè)完全不同的概念，可以這樣去理解：“變量值為零”相當(dāng)于“變量的數(shù)值等于0”

，“變量值為空”則意味著“該變量所對(duì)應(yīng)的地址根本就不存在，不生效”。二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

程序號(hào)、順序號(hào)和任選程序段跳轉(zhuǎn)號(hào)不能使用變量O#1;N#3Y200.0;/#2G00X10.;限制二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

4.2.1運(yùn)算命令的種類算術(shù)和邏輯運(yùn)算加減乘除二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

下取整(FIX)：舍去小數(shù)點(diǎn)以下部分上取整(FUP)：將小數(shù)后部分進(jìn)位到整數(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)處理二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

1.02.0-1.0-2.01.01.234-2.01.679計(jì)算相應(yīng)的變量值#1在邏輯運(yùn)算指令I(lǐng)F、WHILE中，ROUND函數(shù)在第一個(gè)小數(shù)位四舍五入。#2=1.2345;#1=ROUND[#2];變量1的值是1.0二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

三角函數(shù)的角度單位為度。如：90°30′表示為90.5三角函數(shù)二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

反三角函數(shù)的取值范圍#1=SIN[90];#1=COS[90];#1=TAN[45];#1=ATAN[1]/[1];#1=ATAN[-1]/[-1];10145.000-135.000#1#1#1#1#1二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

其它函數(shù)#2=2;#1=SQRT[#2];1.414#1二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

邏輯運(yùn)算

對(duì)32位的每一位按二進(jìn)制進(jìn)行邏輯運(yùn)算二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)29254000111010001100100000100二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)4.2.2運(yùn)算順序①函數(shù)②乘除運(yùn)算（＊，/，AND)③加減運(yùn)算(+,-,OR,XOR)#1=#2+#3＊SIN[#4]；③①②參考資料

可以利用[]來改變運(yùn)算順序，可嵌套5次

可以使用函數(shù)名前面的兩個(gè)字母來指定該函數(shù)。

ROUND→RO FIX→FI二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)

4.3.1無條件轉(zhuǎn)移（GOTO語句）控制指令GOTOn； n：程序段號(hào)（1-99999）無條件地轉(zhuǎn)移到程序段n去。n也可用變量或表達(dá)式來代替

GOTO10；

GOTO#10；二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)IF[<條件表達(dá)式>]GOTOn；若滿足<條件表達(dá)式>，下步操作轉(zhuǎn)移到程序段號(hào)為n的程序段去。若不滿足，執(zhí)行下個(gè)程序段。4.3.2條件轉(zhuǎn)移（IF語句）IF[<條件表達(dá)式>]THEN…；若滿足<條件表達(dá)式>，執(zhí)行THEN后的宏程序語句，只執(zhí)行一個(gè)語句。

IF[#1EQ#2]THEN#3=0；二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)條件表達(dá)式條件不滿足時(shí)執(zhí)行的操作條件滿足時(shí)是否IFGOTO二、數(shù)控車削編程基礎(chǔ)常用格式（當(dāng)前值）=（初值）；WHILE[（當(dāng)前值）比較（目標(biāo)值）]DOm;（執(zhí)行循環(huán)操作）；（當(dāng)前值）=（當(dāng)前值）±1；ENDm;4.3.3循環(huán)（WHILE語句）二、數(shù)控