數(shù)控機(jī)床工程師培訓(xùn)

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

數(shù)控機(jī)床一、數(shù)控機(jī)床的組成輸入裝置輸出裝置計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置PLC主軸控制單元主軸機(jī)床伺服電機(jī)速度控制單元工作臺(tái)位置檢測(cè)反饋裝置項(xiàng)目一數(shù)控機(jī)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(jī)床工作過程加工準(zhǔn)備階段機(jī)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(cè)數(shù)控機(jī)床第3頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

一）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的作用

描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息。

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

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

三）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定方法

1.假定刀具相對(duì)于固定的

工件運(yùn)動(dòng)

數(shù)控機(jī)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(biāo)系

直線坐標(biāo)XYZ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)ABC附加坐標(biāo)UVW數(shù)控機(jī)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(biāo)系的規(guī)定，確定了X和Z坐標(biāo)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?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的正方向

數(shù)控機(jī)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(biāo)系-X+Z數(shù)控機(jī)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(biāo)系+Z+X+Y數(shù)控機(jī)床第9頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

數(shù)控機(jī)床四）數(shù)控機(jī)床的兩種坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系又稱為編程坐標(biāo)系。１.機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系XYZ是生產(chǎn)廠家在機(jī)床上設(shè)定的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，作為數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)參考點(diǎn)。2.工件坐標(biāo)系設(shè)定工件坐標(biāo)系的目的是為了編程方便。設(shè)置工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的原則盡可能選擇在工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)上，工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向與機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向保持一致。第10頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

項(xiàng)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(shè)備、CNC裝置、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等組成。

2.作用

接受信息—計(jì)算處理—發(fā)出控制命令數(shù)控機(jī)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(jī)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(jī)床第13頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

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

數(shù)控加工中，是按零件輪廓進(jìn)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(yùn)動(dòng)的軌跡并不等于所需加工零件的實(shí)際輪廓，而是偏移輪廓一個(gè)刀具半徑值。這種偏移稱為刀具半徑補(bǔ)償。2.B功能刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算

B功能刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算：根據(jù)零件尺寸和刀具半徑值計(jì)算直線或圓弧的起點(diǎn)和終點(diǎn)的刀具中心值，以及圓弧刀補(bǔ)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(jī)床項(xiàng)目三刀具補(bǔ)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(bǔ)償計(jì)算（1）C功能刀具半徑補(bǔ)償?shù)幕舅枷隒刀補(bǔ)工作過程：刀補(bǔ)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(duì)兩段程編軌跡的連接方式進(jìn)行判別，根據(jù)判別結(jié)果，再對(duì)CS中的第一段程編軌跡作相應(yīng)的修正。修正結(jié)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(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果送到伺服裝置予以執(zhí)行。數(shù)控機(jī)床第16頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六(2).程編軌跡轉(zhuǎn)接類型如圖根據(jù)角度在四個(gè)象限的不同，有以下三種轉(zhuǎn)接類型：１）直線與直線轉(zhuǎn)接２）圓弧與圓弧轉(zhuǎn)接３）直線與圓弧轉(zhuǎn)接數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理與刀具補(bǔ)償?shù)?7頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理與刀具補(bǔ)償二、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)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(xiàng)目四

數(shù)控車床編程一、數(shù)控車床編程基礎(chǔ)1.米制與英制編程

G20英制，G21米制（默認(rèn)）。2.直徑與半徑編程

1)直徑編程把X坐標(biāo)值表示為回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)尺寸，用此種方法編程，X坐標(biāo)值與回轉(zhuǎn)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(biāo)值表示為回轉(zhuǎn)零件的半徑值，稱為半徑編程。這種表示方法符合直角坐標(biāo)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(dǎo)軌為水平導(dǎo)軌，使用四工位電動(dòng)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(dǎo)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(shè)計(jì)更多工位的刀架，一般全功能的數(shù)控車床都設(shè)計(jì)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(guān)。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(jī)床的初始狀態(tài)

數(shù)控機(jī)床的初始狀態(tài)指數(shù)控機(jī)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(rèn)狀態(tài)，一般設(shè)定絕對(duì)坐標(biāo)方式編程、使用米制、取消刀具補(bǔ)償、主軸和切削液泵停止等狀態(tài)。二、F、S、T指令功能1.進(jìn)給量指令指令格式F_

指令功能F表示進(jìn)給地址符。指令說明F表示主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r；也可以表示進(jìn)給速度，單位為mm/min。可通過G指令設(shè)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(zhuǎn)速指令指令格式S_指令功能S表示主軸轉(zhuǎn)速地址符，指令說明S表示主軸轉(zhuǎn)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(shè)定。3.刀具號(hào)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(hào)。通過刀具補(bǔ)償號(hào)調(diào)用刀具數(shù)據(jù)庫內(nèi)刀具補(bǔ)償參數(shù)。三、G指令應(yīng)用1.設(shè)定工件坐標(biāo)系指令（Ｇ92）指令格式G92

X_Z_

指令功能通過設(shè)置刀具起點(diǎn)或換刀點(diǎn)的位置設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。指令說明G92后面的坐標(biāo)值表示刀具起點(diǎn)或換刀點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。在編寫加工程序時(shí)，將工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)定在工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)處，工件坐標(biāo)系又稱編程坐標(biāo)系，其坐標(biāo)系原點(diǎn)又稱編程原點(diǎn)或編程零點(diǎn)。見圖4-2中的0p點(diǎn)，這樣對(duì)編寫程序帶來很大的方便。

G92指令的功能通過設(shè)置刀具起點(diǎn)或換刀點(diǎn)相對(duì)于工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值來建立工件坐標(biāo)系，這里的刀具起點(diǎn)或換刀點(diǎn)是指車刀或鏜刀的刀尖位置。

設(shè)置換刀點(diǎn)的原則：既要保證換刀時(shí)刀具不碰撞工件，又要保證換刀時(shí)的輔助時(shí)間最短。如圖4-2所示，設(shè)定換刀點(diǎn)距工件坐標(biāo)系原點(diǎn)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(diǎn)的工件坐標(biāo)系。圖4-2刀具起點(diǎn)設(shè)置(工件坐標(biāo)系)圖4-3設(shè)置工件坐標(biāo)系

設(shè)置工件坐標(biāo)系時(shí)，刀具起點(diǎn)位置可以不變，通過G92指令的設(shè)定，把工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在所需要的工件位置上，如圖4-3所示。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定在工件左端面位置：

G92X200Z210工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定在工件右端面位置：

G92X200Z100工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定在卡爪前端面位置：

G92X200Z190

顯然，當(dāng)G92指令中相對(duì)坐標(biāo)值A(chǔ)、B不同或改變刀具的刀具起點(diǎn)位置，所設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)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(biāo)系XpOpZp相對(duì)機(jī)床坐標(biāo)系XOZ的位置，以此方法建立工件坐標(biāo)系，指令中X、Z表示工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。例題4-1

設(shè)Op點(diǎn)為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，Op點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為（0,150），用G54指令設(shè)置工件坐標(biāo)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(jìn)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(jī)床給定的快速進(jìn)給速度移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，又稱為點(diǎn)定位指令。指令說明采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，X、Z表示目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；采用增量坐標(biāo)編程，U、W表示目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)當(dāng)前點(diǎn)的移動(dòng)距離與方向。例題4-2

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

G00X40Z122

增量坐標(biāo)編程：

G00U-60W-803.直線插補(bǔ)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(shè)定的進(jìn)給速度從所在點(diǎn)出發(fā)，直線插補(bǔ)至目標(biāo)點(diǎn)。指令說明采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，X、Z表示目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置；采用增量坐標(biāo)編程U、W表示目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)當(dāng)前點(diǎn)的移動(dòng)距離與方向，其中F表示進(jìn)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(shè)零件各表面已完成粗加工，試分別用絕對(duì)坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)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(bǔ)絕對(duì)坐標(biāo)編程：增量坐標(biāo)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(bǔ)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(jìn)給速度從圓弧起點(diǎn)向圓弧終點(diǎn)進(jìn)行順、逆圓弧插補(bǔ)。指令說明

1）G02順圓插補(bǔ)，G03逆圓插補(bǔ)。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(biāo)軸的負(fù)方向看，順時(shí)針G02，逆時(shí)針G03，圖4-6右圖分別表示了車床前置刀架和后置刀架對(duì)圓弧順與逆方向的判斷；

2）如圖4-7，用絕對(duì)坐標(biāo)編程，X、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值；用增量坐標(biāo)編程，U、W為圓弧終點(diǎn)相對(duì)起點(diǎn)的坐標(biāo)增量，R是圓弧半徑，當(dāng)圓弧所對(duì)圓心角圖4-6圓弧的順逆方向?yàn)?°～180°時(shí)，Ｒ取正值；當(dāng)圓心角為180°～360°時(shí)，R取負(fù)值。I、K為圓心在X、Z軸方向上相對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量（用半徑值表示），I、K為零時(shí)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(bǔ)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(duì)坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)方式編程。圖4-8圓弧插補(bǔ)應(yīng)用絕對(duì)坐標(biāo)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(biāo)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(xiàng)目五數(shù)控銑床編程一、數(shù)控銑床編程基礎(chǔ)

1.數(shù)控銑床的主要功能

1）點(diǎn)位控制主要用于孔加工，如鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和鏜孔等。

2）連續(xù)控制用直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)或復(fù)雜的曲線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，銑削平面和曲面。

3）刀具半徑補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償功能使數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡，使刀具中心偏離工件輪廓一個(gè)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(bǔ)償?shù)墓δ?，改變刀具半徑補(bǔ)償量，還可以補(bǔ)償?shù)毒吣p量和加工誤差，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的粗加工和精加工。

4）刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償改變刀具長(zhǎng)度的補(bǔ)償量，可以補(bǔ)償?shù)毒邠Q刀后的長(zhǎng)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(jiǎn)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(jiǎn)化程序結(jié)構(gòu)。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(duì)實(shí)物掃描及數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后自動(dòng)生成NC程序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的仿形加工，實(shí)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(cè)平面（YZ）加工。兩軸半控制的數(shù)控銑床。

2）曲面加工復(fù)雜曲面加工。三軸甚至更多軸聯(lián)動(dòng)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(fù)雜的工件——設(shè)計(jì)組合夾具，如果使用氣動(dòng)和液壓夾具，用程序控制夾具，實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝缷，進(jìn)一步提高工作效率和降低勞動(dòng)強(qiáng)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(shè)定工件坐標(biāo)系1.設(shè)定工件坐標(biāo)系G92指令格式G92X__Y__Z__功能設(shè)定工件坐標(biāo)系說明1)在機(jī)床上建立工件坐標(biāo)系（也稱編程坐標(biāo)系）；

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

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

4)對(duì)于尺寸較復(fù)雜的工件，為了計(jì)算簡(jiǎn)單，在編程中可以任意改變工件坐標(biāo)系的程序零點(diǎn)。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(jī)床坐標(biāo)系XYZ的相對(duì)位置建立工件坐標(biāo)系XpYpZp，如有的數(shù)控系統(tǒng)用G54—G59指令的X、Y、Z坐標(biāo)表示工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。2.絕對(duì)坐標(biāo)方式指令G90和增量坐標(biāo)方式指令G91指令格式G90/G91指令功能設(shè)定坐標(biāo)輸入方式指令說明

1）G90建立絕對(duì)坐標(biāo)方式，X、Y、Z值表示刀具離開工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離；

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

2)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡與各軸快速移動(dòng)速度有關(guān)；

3)刀具在起始點(diǎn)開始加速至預(yù)定的速度，到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)前減速定位。例題5-1如圖5-3所示，刀具從A點(diǎn)快速移動(dòng)至C點(diǎn)，使用絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)方式編程。圖5-3快速定位圖5-2

G54設(shè)定工件坐標(biāo)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(duì)坐標(biāo)編程G92X0Y0Z0設(shè)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，換刀點(diǎn)O與機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)重合G90G00X15Y-40刀具快速移動(dòng)至Op點(diǎn)G92X0Y0重新設(shè)定工件坐標(biāo)系，換刀點(diǎn)Op與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合G00X20Y10刀具快速移動(dòng)至A點(diǎn)定位X60Y30刀具從始點(diǎn)A快移至終點(diǎn)C用增量值方式編程G92X0Y0Z0G91G00X15Y-40G92X0Y0G00X20Y10X40Y204.直線插補(bǔ)G01指令圖5-4直線插補(bǔ)指令格式G01X__Y__Z__F__指令功能直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)指令說明1)刀具按照F指令所規(guī)定的進(jìn)給速度直線插補(bǔ)至目標(biāo)點(diǎn)；

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(shí)際的進(jìn)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(duì)坐標(biāo)方式或增量坐標(biāo)方式編程。例題5-2如圖5-4所示，刀具從A點(diǎn)直線插補(bǔ)至B點(diǎn)，使用絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)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(bǔ)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(bǔ)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(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G02和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G03

指令格式XY平面圓弧插補(bǔ)指令（如圖5-5所示）

G02R__G17X__Y__F__G03I__J__圖5-5XY插補(bǔ)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(bǔ)運(yùn)動(dòng)指令說明1)圓弧的順逆時(shí)針方向如圖5-6所示，向圓弧所在平面的垂直坐標(biāo)軸的負(fù)方向看去，順時(shí)針方向?yàn)镚02，逆時(shí)針方向?yàn)镚03；

2)F規(guī)定了沿圓弧切向的進(jìn)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(diǎn)坐標(biāo)值，如果采用增量坐標(biāo)方式G91，X、Y、Z表示圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)在各坐標(biāo)軸方向上的增量；

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

5)R是圓弧半徑，當(dāng)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為0°～180°時(shí)，R取正值；圓心角為180°～360°時(shí)，R取負(fù)值；

6)I、J、K的值為零時(shí)可以省略；

7)在同一程序段中，如果I、J、K與R同時(shí)出現(xiàn)則R有效。例題5-3如圖5-7所示，設(shè)起刀點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O，刀具沿A-B-C路線切削加工，使用絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)方式編程。絕對(duì)坐標(biāo)編程G92X0Y0Z0設(shè)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)與換刀點(diǎn)重合（參考點(diǎn)）G90G00X200Y40刀具快速移動(dòng)至A點(diǎn)G03X140Y100I-60(或R60)F100G02X120Y60I-50(或R50)增量坐標(biāo)編程G92X0Y0Z0G91G00X200Y40G03X-60Y60I-60(或R60)F100G02X-20Y-40I-50(或R50)圖5-7圓弧插補(bǔ)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(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O，從O點(diǎn)快速移動(dòng)至A點(diǎn)，逆時(shí)針加工整圓，使用絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)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(jìn)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(bǔ)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(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡，控制刀具沿刀具中心軌跡移動(dòng)，加工出所需要的工件輪廓，編程時(shí)避免計(jì)算復(fù)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(dòng)至工件輪廓上點(diǎn)的坐標(biāo)值

2)H(或D)__刀具半徑/長(zhǎng)度補(bǔ)償寄存器地址符，存儲(chǔ)刀具半徑/長(zhǎng)度補(bǔ)償值；

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

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

5)通過G00或G01運(yùn)動(dòng)指令建立刀具半徑補(bǔ)償。例題5-5如圖5-10所示，刀具由O點(diǎn)至A點(diǎn)，采用刀具半徑左補(bǔ)償指令G41后，刀具將在直線插補(bǔ)過程中向左偏置一個(gè)半徑值，使刀具中心移動(dòng)到B點(diǎn)，其程序段為：G41G01X50Y40F100H01H01為刀具半徑偏置代碼，偏置量（刀具半徑）預(yù)先寄存在H01指令指定的寄存器中。運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償指令，通過調(diào)整刀具半徑補(bǔ)償值來補(bǔ)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(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償指令，還可以實(shí)現(xiàn)使用同一把刀具對(duì)工件進(jìn)行粗、精加工，如圖5-12所示，粗加工時(shí)刀具半徑r1為r+Δ，精加工時(shí)刀具半徑補(bǔ)償值為r2為r，其中Δ為精加工余量。圖5-10刀具半徑補(bǔ)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(bǔ)償圖5-12粗、精加工的刀具半徑補(bǔ)償9.取消刀具半徑補(bǔ)償指令G40指令格式G00/G01G40X__Y__指令功能取消刀具半徑補(bǔ)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(bǔ)償點(diǎn)的坐標(biāo)值；

2)通過G00或G01運(yùn)動(dòng)指令取消刀具半徑補(bǔ)償；

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

2)G49指令為取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償；

3)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指刀具在Z方向的實(shí)際位移比程序給定值增加或減少一個(gè)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(zhǎng)度補(bǔ)償代碼，后面兩位數(shù)字是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償寄存器的地址符。

H01指01號(hào)寄存器，在該寄存器中存放對(duì)應(yīng)刀具長(zhǎng)度的補(bǔ)償值。H00寄存器必須設(shè)置刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值為0，調(diào)用時(shí)起取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)淖饔?，其余寄存器存放刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值；圖5-13刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償例題5-7圖5-13所示，A為刀具起點(diǎn)，加工路線為1→2→3→4→5→6→7→8→9。要求刀具在工件坐標(biāo)系零點(diǎn)Z軸方向向下偏移3mm，用增量坐標(biāo)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(shè)圖示零件上表面的左下角為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)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(hào)N010G90G92X0Y0Z300使用絕對(duì)坐標(biāo)方式編程，建立工件坐標(biāo)系N020G00X-50Y-50S800M03快速進(jìn)給至X=-50，Y=-50，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/minN030G01Z-20F150Z軸工進(jìn)至Z=-20，進(jìn)給速度150mm/minN040M98P1010調(diào)用子程序O1010N050Z-45F300Z軸工進(jìn)至Z=-45，進(jìn)給速度300mm/minN060M98P1010調(diào)用子程序O1010N070G00X0Y0Z300快速進(jìn)給至X=0，Y=0，Z=300N100M30主程序結(jié)束O1010子程序號(hào)N010G42G01X-30Y0F300H02M08切削液開，直線插補(bǔ)至X=-30，Y=0，刀具半徑右補(bǔ)償H02=10mmN020X100直線插補(bǔ)至X=100，Y=0N030G02X300R100順圓插補(bǔ)至X=300，Y=0N040G01X400直線插補(bǔ)至X=400，Y=0N050Y300直線插補(bǔ)至X=400，Y=300N060G03X0R200逆圓插補(bǔ)至X=0，Y=300N070G01Y-30直線插補(bǔ)至X=0，Y=-30N080G40G01X-50Y-50直線插補(bǔ)至X=-50，Y=-50，取消刀具半徑補(bǔ)償N090M09切削液關(guān)N100M99子程序結(jié)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(diǎn)比較法一個(gè)插補(bǔ)循環(huán)有四個(gè)節(jié)拍：1)偏差判別2)坐標(biāo)進(jìn)給3)偏差計(jì)算4)終點(diǎn)判別工作循環(huán)圖如右：一、逐點(diǎn)比較法1.基本原理每給x或y坐標(biāo)方向一個(gè)脈沖，加工點(diǎn)沿相應(yīng)方向產(chǎn)生位移，然后對(duì)新點(diǎn)所在的位置與要求加工的曲線進(jìn)行比較，根據(jù)偏離情況決定下一步該移動(dòng)的方向，以縮小偏離距離，使實(shí)際加工出的曲線與要求的加工曲線的誤差為最小。終點(diǎn)判別開始加工偏差判別進(jìn)給ΔX或ΔＹ偏差計(jì)算停止加工ＹＮ數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理項(xiàng)目六直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)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(bǔ)（1）偏差計(jì)算公式如圖：點(diǎn)，有：即：點(diǎn)，有：即：點(diǎn)，有：即：令為偏差判別函數(shù)，由即可判別刀位點(diǎn)與直線的位置關(guān)系，判別方法如下：()bbyxB,eebbxyxy=0=-=ebebyxxyF()aayxA,eeaaxyxy>0>-=eaeayxxyF0<-=ececyxxyFeeccxyxy<()ccyxC,???íì<=>，刀位點(diǎn)在直線下方，刀位點(diǎn)在直線上，刀位點(diǎn)在直線上方000FFF數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理第40頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六

（2）坐標(biāo)進(jìn)給的符號(hào)判別進(jìn)給方向：

（3）偏差計(jì)算公式簡(jiǎn)化，其F值為：

a)若

b)若

＜0，

則:

設(shè)某時(shí)第一象限中某點(diǎn)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(bǔ)原理第41頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六中減去１，（4）終點(diǎn)判斷（三種方法）

a)設(shè)置一個(gè)減法計(jì)數(shù)器，在其中存入

，Ｘ或Ｙ坐標(biāo)方向進(jìn)給時(shí)均在計(jì)數(shù)器中減去1,當(dāng)

時(shí)，停止插補(bǔ)。

b)

設(shè)置和兩個(gè)減法計(jì)數(shù)器，在其中分別存入終點(diǎn)坐標(biāo)值

，Ｘ或Ｙ坐標(biāo)方向每進(jìn)給一步時(shí)，就在相應(yīng)的計(jì)數(shù)器直到兩個(gè)計(jì)數(shù)器都為0時(shí)，停止插補(bǔ)。

C）選終點(diǎn)坐標(biāo)值較大的坐標(biāo)作為計(jì)數(shù)坐標(biāo)，用其終值作為計(jì)數(shù)器初值，僅在該軸走步時(shí)才減去1，當(dāng)減到0時(shí)，停止插補(bǔ)。和?x?y?+=eeyx?=0eyex數(shù)控裝置的插補(bǔ)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(diǎn)為O（0，0），終點(diǎn)為E（5，3），請(qǐng)寫出用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)此直線的過程并畫出運(yùn)動(dòng)軌跡圖(脈沖當(dāng)量為1)。解：插補(bǔ)完這段直線刀具沿Ｘ和Ｙ軸應(yīng)走的總步數(shù)為＝5+3＝8。刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖?+=eeyx4.插補(bǔ)舉例數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理第43頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六循環(huán)序號(hào)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)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(bǔ)運(yùn)算過程見表：數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理第44頁，共48頁，2023年，2月20日，星期六5.圓弧插補(bǔ)（1）偏差計(jì)算公式以第一象限逆圓弧為例，起點(diǎn)為S，終點(diǎn)為E，半徑為r，圓心在原點(diǎn)。再設(shè)刀具刀位點(diǎn)某一時(shí)刻位于點(diǎn),它在圓弧上,有：；若位于點(diǎn)，它在圓弧的外部，有：，