課題2-1 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)

課題2-1：數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)數(shù)控程序編制的概念

2.1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

2.2本課實(shí)訓(xùn)2.5數(shù)控編程常用指令

2.3程序編制中的數(shù)學(xué)處理

2.49/28/202312.1數(shù)控程序編制的概念

2.1.1數(shù)控程序編制的定義1.數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟

分析零件圖樣和制定工藝方案

數(shù)學(xué)處理

編寫(xiě)零件加工程序

程序檢驗(yàn)

對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。

9/28/202322.數(shù)控程序編制的方法

（1）手工編程（2）計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程2.1.1數(shù)控程序編制的定義9/28/202332.1.2字與字的功能1）字符與代碼ISO代碼

EIA代碼2）字字是由一個(gè)英文字母與隨后的若干位十進(jìn)制數(shù)字組成，這個(gè)英文字母稱為地址符

“X80”是一個(gè)字，X為地址符，數(shù)字“80”為地址中的內(nèi)容

9/28/202343）字的功能（1）順序號(hào)字N順序號(hào)字N是地址符，后續(xù)數(shù)字一般為1～4位的正整數(shù)，順序號(hào)位于程序段之首

。

（2）準(zhǔn)備功能字G準(zhǔn)備功能字的地址符是G，又稱為G功能或G指令

2.1.2字與字的功能9/28/20235G功能字FANUC系統(tǒng)SIEMENS系統(tǒng)G功能字FANUC系統(tǒng)SIEMENS系統(tǒng)G00快速移動(dòng)點(diǎn)定位快速移動(dòng)點(diǎn)定位G65用戶宏指令---G01直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)G70精加工循環(huán)英制G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G71外圓粗切循環(huán)米制G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G72端面粗切循環(huán)---G04暫停暫停G73封閉切削循環(huán)---G05---通過(guò)中間點(diǎn)圓弧插補(bǔ)G74深孔鉆循環(huán)---G17XY平面選擇XY平面選擇G75外徑切槽循環(huán)---G18ZX平面選擇ZX平面選擇G76復(fù)合螺紋切削循環(huán)---G19YZ平面選擇YZ平面選擇G80撤銷(xiāo)固定循環(huán)撤銷(xiāo)固定循環(huán)G32螺紋切削---G81定點(diǎn)鉆孔循環(huán)固定循環(huán)G33---恒螺距螺紋切削G90絕對(duì)值編程絕對(duì)尺寸G40刀具補(bǔ)償注銷(xiāo)刀具補(bǔ)償注銷(xiāo)G91增量值編程增量尺寸G41刀具補(bǔ)償——左刀具補(bǔ)償——左G92螺紋切削循環(huán)主軸轉(zhuǎn)速極限G42刀具補(bǔ)償——右刀具補(bǔ)償——右G94每分鐘進(jìn)給量直線進(jìn)給率G43刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償——正---G95每轉(zhuǎn)進(jìn)給量旋轉(zhuǎn)進(jìn)給率G44刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償——負(fù)---G96恒線速控制恒線速度G49刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償注銷(xiāo)---G97恒線速取消注銷(xiāo)G96G50主軸最高轉(zhuǎn)速限制---G98返回起始平面---G54～G59加工坐標(biāo)系設(shè)定零點(diǎn)偏置G99返回R平面---9/28/20236（3）尺寸字尺寸字用于確定機(jī)床上刀具運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)位置。第一組X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R用于確定終點(diǎn)的直線坐標(biāo)尺寸；

第二組A，B，C，D，E用于確定終點(diǎn)的角度坐標(biāo)尺寸；

第三組I，J，K用于確定圓弧輪廓的圓心坐標(biāo)尺寸。

2.1.2字與字的功能9/28/20237（4）進(jìn)給功能字F（5）主軸轉(zhuǎn)速功能字S（6）刀具功能字T2.1.2字與字的功能9/28/20238（7）輔助功能字MM功能字含義M功能字含義M00程序停止M072號(hào)冷卻液開(kāi)M01計(jì)劃停止M081號(hào)冷卻液開(kāi)M02程序停止M09冷卻液關(guān)M03主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)M30程序停止并返回開(kāi)始處M04主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)M98調(diào)用子程序M05主軸旋轉(zhuǎn)停止M99返回子程序M06換刀2.1.2字與字的功能9/28/202392.1.3程序格式1）程序段格式程序段格式舉例：N50G01X85Y30F300S1200T02M08；N60X90；

移動(dòng)目標(biāo)：終點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y、Z；沿怎樣的軌跡移動(dòng)：準(zhǔn)備功能字G；進(jìn)給速度：進(jìn)給功能字F；切削速度：主軸轉(zhuǎn)速功能字S；使用刀具：刀具功能字T；機(jī)床輔助動(dòng)作：輔助功能字M。本程序段省略了續(xù)效字“G01，Y30，F(xiàn)300，S1200，T02，M08”，但它們的功能仍然有效

9/28/2023102）加工程序的一般格式%/開(kāi)始符O1234/程序名N10G54G00X50Y30M03S3000N20G01X85Y40F300T02M08N30X100/程序主體……N200M30/結(jié)束符%2.1.3程序格式9/28/2023111．機(jī)床坐標(biāo)系的確定1）機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)定編程時(shí)，假定工件靜止，刀具運(yùn)動(dòng)，實(shí)際恰相反；數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向均已標(biāo)準(zhǔn)化，這給數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床的設(shè)計(jì)、程序編制和使用維修帶來(lái)極大的便利。2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系2.2.1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與運(yùn)動(dòng)方向9/28/2023122）機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定

在數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控裝置來(lái)控制的，為了確定數(shù)控機(jī)床上的成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)，必須先確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的位移和運(yùn)動(dòng)的方向，這就需要通過(guò)坐標(biāo)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)坐標(biāo)系被稱之為機(jī)床坐標(biāo)系。2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/202313（1）大拇指—X坐標(biāo)；食指—Y坐標(biāo)；中指—Z坐標(biāo)；（2）各指的指向?yàn)樵撟鴺?biāo)的正方向；（3）右手螺旋定則（大拇指的指向?yàn)楦髯鴺?biāo)的正向，四指的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樾D(zhuǎn)坐標(biāo)的正向）決定圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)，用A、B、C表示；右手笛卡兒直角坐標(biāo)系決定標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系：2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/2023143）運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定(a)右手直角坐標(biāo)系統(tǒng)(b)X、Y、Z移動(dòng)軸A、Ｂ、Ｃ旋轉(zhuǎn)軸2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/2023151）Z坐標(biāo)（1）規(guī)定平行于主軸軸線（若沒(méi)有主軸，則規(guī)定垂直于工件裝夾表面）的坐標(biāo)為Z坐標(biāo)；（2）若有幾根主軸，則Z坐標(biāo)平行與垂直于工件裝夾表面的一根主軸；（3）若主軸能擺動(dòng)（在擺動(dòng)范圍內(nèi)），Z坐標(biāo)就是只與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的一個(gè)坐標(biāo)平行的坐標(biāo)或是能與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的多個(gè)坐標(biāo)平行，但垂直于工件裝夾表面的坐標(biāo)；（4）Z軸的正方向是使刀具遠(yuǎn)離工件的方向；2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系2．坐標(biāo)軸方向的確定9/28/202316若Z軸是垂直的，從主軸向立柱看（從機(jī)床正面看），對(duì)于單立柱機(jī)床，X軸的正向指向右邊；對(duì)于雙立柱機(jī)床，從主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，X軸的正向指向右邊；2）X坐標(biāo)（1）在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上：若Z軸是水平的，則從主軸向工件看（從機(jī)床后面向前看），X軸的正向指向右邊；2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/202317＋Z＋Y＋X臥式數(shù)控銑床的坐標(biāo)系返回2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/202318＋Z＋Y＋X數(shù)控龍門(mén)銑床的坐標(biāo)系2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/202319（2）在工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上，X軸的運(yùn)動(dòng)方向是在工件的徑向并平行于橫向拖板，刀具離開(kāi)工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸的正向；2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/2023203）Y坐標(biāo)（1）確定XZ的坐標(biāo)的正方向后，用右手直角坐標(biāo)系確定Y坐標(biāo)的方向；2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/2023213．附加坐標(biāo)系為了編程和加工的方便，有時(shí)還要設(shè)置附加坐標(biāo)系。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，通常建立的附加坐標(biāo)系有：1）指定平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸可以采用的附加坐標(biāo)系：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)；2）指定不平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸也可以采用的附加坐標(biāo)系：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)；

2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/2023221．機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置（1）機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來(lái)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)，在數(shù)控機(jī)床的使用說(shuō)明書(shū)上均有說(shuō)明；2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系2.2.2坐標(biāo)系的原點(diǎn)9/28/202323（2）數(shù)控銑床的原點(diǎn)在數(shù)控銑床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/2023242．機(jī)床參考點(diǎn)（1）機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和控制的固定位置點(diǎn)。（2）機(jī)床參考點(diǎn)的位置是由機(jī)床制造廠家在每個(gè)進(jìn)給軸上用限位開(kāi)關(guān)精確調(diào)整好的，坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)。注意：通常在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的；而在數(shù)控車(chē)床上機(jī)床參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)。

2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/202325（3）數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)時(shí)，必須先回零，即確定機(jī)床原點(diǎn)，而確定機(jī)床原點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是刀架返回參考點(diǎn)的操作，這樣通過(guò)確認(rèn)參考點(diǎn)，就確定了機(jī)床原點(diǎn)。只有機(jī)床參考點(diǎn)被確認(rèn)后，刀具（或工作臺(tái)）移動(dòng)才有基準(zhǔn)。2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/202326

在機(jī)床通電后，要在機(jī)床上建立唯一的坐標(biāo)系，而大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的位置反饋系統(tǒng)都使用增量式的旋轉(zhuǎn)編碼器或者增量式的光柵尺作為反饋元件，因而機(jī)床在通電開(kāi)機(jī)后，無(wú)法確定當(dāng)前在機(jī)床坐標(biāo)系中的真實(shí)位置，所以都必須首先返回參考點(diǎn)，從而確定機(jī)床的坐標(biāo)系原點(diǎn)。（4）為什么要返回參考點(diǎn)？2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/2023271）編程坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標(biāo)系。2）編程坐標(biāo)系一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時(shí)不必考慮工件毛坯在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置。如圖所示，其中O2即為編程坐標(biāo)系原點(diǎn)。2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系2.2.3.工件（編程）坐標(biāo)系9/28/2023283）編程原點(diǎn)是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)。

4）編程原點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，編程坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機(jī)床相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向一致，如圖所示為車(chē)削零件的編程原點(diǎn)。

2.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系9/28/2023292.3常用編程指令1.絕對(duì)尺寸指令（G90）和增量尺寸指令（G91）（1）G90－所有運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值都從某一固定的坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)量；（2）G91—運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于該段軌跡的起點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)量。注意：1）在同一個(gè)程序里，可單獨(dú)使用，也可混合使用，以不用加減計(jì)算即可得到坐標(biāo)值的原則來(lái)選用；2）但在同一條程序段中，只能使用一種，不能混用；3）如果加工精度要求比較高，就選用G90，因?yàn)槭褂肎91會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差。9/28/202330絕對(duì)尺寸編程…..G90………;G00X30Y37;……2.3常用編程指令9/28/202331相對(duì)尺寸編程…..G91………;G00X20Y25;……2.3常用編程指令9/28/202332練習(xí)與思考：假設(shè)銑刀已定位至H點(diǎn)，接著沿A→B→C→D→E→F→G→程序原點(diǎn)→A點(diǎn)，試完成輪廓切削的程序。2.3常用編程指令9/28/202333G90G01X18.F100；＝＞H→B，用絕對(duì)值表示較方便；G91X35.Y-20.； ＝＞ B→C，用增量值表示較方便；G90X92.； ＝＞ C→D，用絕對(duì)值表示較方便；Y15.； ＝＞ D→E，用絕對(duì)值表示較方便；G91X-60.； ＝＞ E→F，用增量值表示較方便；程序編制如下：2.3常用編程指令9/28/202334Y-15.； ＝＞ F→G，用增量值表示之；X-32.；