数控编程及数控自动编程

例 题 :如 图 所 示 ， 设 零 件 各 表 面 已 完 成 粗 加工 ， 试 分 别 用 绝 对 坐 标 方 式 和 增 量 坐 标 方式 编 写 G00， G01程 序 段 。 加 工 路径 ：A-B-C-D-E-F 绝 对 坐 标 编 程 ：N005 G92 X60 Z80 定 起 始 点N010 G90 G00 X18 Z2 A-BN020 G01 X18 Z-15 F50 B-CN030 G01 X30 Z-26 C-DN040 G01 X30 Z-36 D-EN050 G01 X42 Z-36 E-F PRG14.GSK 增 量 坐 标 编 程 ：N005 G92 X80 Z60N010 G91 G00 X-62 Z-58 A - BN020 G01 Z-17 50 -N030 G01 X12 Z-11 -N040 G01 Z-10 -N050 G01 X12 - 5. 插 补 平 面 选 择 G 17、 G 18、 G 19指 令 指 令 格 式 G 17 、 G 18、 G 19 指 令 功 能 表 示 选 择 的 插 补 平 面 指 令 说 明 1 G17表 示 选 择 XY平 面 ； 2 G18表 示 选 择 ZX平 面 ； 3 G19表 示 选 择 YZ平 面 。 G17 XY插 补 平 面 G18 XZ插 补 平 面 G19 YZ插 补 平 面 6. 顺 时 针 圆 弧 插 补 G 02指 令 和逆 时 针 圆 弧 插 补 G 03指 令 XY平 面 圆 弧 插 补 指 令 G02 R_ G17 X_Y_ F_ G03 I_ J_ ZX平 面 圆 弧 插 补 指 令 G02 R_ G18 X_ Z_ F_ G03 I_ K_YZ平 面 圆 弧 插 补 指 令 G02 R_ G19 Y_Z_ F_ G03 J_ K_ 指 令 说 明 1. X、 Y、 Z为 圆 弧 终 点 坐 标 值 ， 如 果 采用 增 量 坐 标 方 式 G 91， X、 Y、 Z表 示 圆弧 终 点 相 对 于 圆 弧 起 点 在 各 坐 标 轴 方 向上 的 增 量 ； 2.I、 J、 K表 示 圆 弧 圆 心 相 对 于 圆 弧 起点 在 各 坐 标 轴 方 向 上 的 增 量 ， 与 G 90或G 91的 定 义 无 关 ； 3.R是 圆 弧 半 径 ， 当 圆 弧 所 对 应 的 圆 心角 为 0 180 时 ， R取 正 值 ； 圆 心 角为 180 360 时 ， R取 负 值 ； 4. I、 J、 K的 值 为 零 时 可 以 省 略 ； (1)I、 J、 K指 令 的 使 用 下 面 我 们 用 一 个 例 子 来 说 明 I， J， K具 体 的 使 用 方 法 。在 下 面 的 例 子 中 ， 刀 具 的 起 始 点 在 A点 ， 圆 弧 半 径 为 R30，圆 弧 中 心 的 坐 标 为 （ 10， 10） 。 AB I J（ 圆 弧 起 点 ）（ 圆 弧 终 点 ）中 心Y X10 20 40 402010 绝 对 （ G 90） 指 令 状 态 G90 G03 X20.Y40.I-30.J-10.F100 ； 其 中 I-30 J-10 是 A点 （ 圆 弧 起 点 ） 到 圆 弧 中 心 的 矢 量 在 X、 Y方 向 上 的 分 量 。 增 量 （ G 91） 指 令 状 态 G91 G03 X-20. Y20.I-30. J-10. F100; 其 中 I-30 J-10 是 A点 （ 圆 弧 起 点 ） 到 圆 弧 中 心 的 矢 量 在 X、 Y方 向 上 的 分 量 。 从 上 面 的 例 子 可 以 看 出 在 切 削 圆 弧 时 ， 无 论 是 在 G90状 态 ， 还 是在 G91状 态 下 ， I、 J的 数 值 都 使 用 增 量 值 。 K的 使 用 方 法 和 I、 J使 用方 法 相 同 。 10 20 40 402010 I JA (2)圆 弧 半 径 R指 令 当 进 行 圆 弧 插 补 时 ， I、 J、 K指 令 可 以 直 接 用 半 径 指令 R来 代 替 ， 其 指 令 格 式 及 使 用 方 法 我 们 用 下 面 的 例 子 来说 明 。 B (圆弧终点）20 70 70 20 R50A（圆弧起点） X Y 在 上 图 中 我 们 要 加 工 一 个 从 A点 加 工 到 B点 的圆 弧 ， 其 中 圆 弧 半 径 用 R指 令 来 指 定 ， 程 序 如 下 ： 绝 对 （ G 90） 指 令 G90 G02 X70.Y20. R50. F100 ; X70.Y20. 是 B点 的 坐 标 值 ； R50.为 圆 弧 半 径 ； 增 量 （ G 91） 指 令 G91 G02 X50.Y-50.R50.F100 ； X50.Y-50. 是 A点 到 B点 的 坐 标 增 量 ； R50. 圆 弧 半 径 ； B (圆弧终点）20 70 70 20 R50A（圆弧起点） X Y (3). 整 圆 插 补 时 I、 J、 K的 使 用进 行 整 圆 插 补 时 ， 编 程 时 必 须 使 用 I， J， K指 令 来 指定 圆 弧 中 心 。 如 果 使 用 半 径 R指 令 进 行 整 圆 插 补 ， 则 系 统认 为 是 0度 圆 弧 ， 刀 具 将 不 做 任 何 运 动 。 例 如 ： 顺 时 针 方 向 切 削 一 个 半 径 40的 整 圆 时 （ 1） 从 A点 开 始 顺 时 针 整 圆 切 削 绝 对 指 令 编 程 ： G90 G02 X0 Y40 J 40 F100 ； （ 2） 从 B点 开 始 顺 时 针 整 圆 切 削 绝 对 指 令 编 程 ： G90 G02 X40 Y0 I 40 F100 ； 如 果 上 面 的 程 序 段 写 成 G90（ G91） G02 X40. Y0 R40.时 ，那 么 刀 具 将 做 错 误 的 切 削 运 动 。 YA B XR40O11.CNCO12.CNC 如 果 用 指 令 R来 指 定 圆 弧 半 径 时 ， 当 圆 弧 角 度小 于 或 等 于 180度 时 ， R值 为 正 ； 当 圆 弧 角 度大 于 180度 小 于 360度 时 ， R值 为 负 。G90 G02 X70 Y20 R 50 F100； 7020 20 70 XY R50起 点 终 点 顺 逆 圆 弧 的 区 分 例 题 :如 图 所 示 ， 设 起 刀 点 在 坐 标 原 点 O，刀 具 沿 A-B-C路 线 切 削 加 工 ， 使 用 绝 对 坐标 与 增 量 坐 标 方 式 编 程 。 绝 对 坐 标 编 程G92 X0 Y0 Z0 设 工 件 坐 标 系 原 点 、 机 床 坐 标 系 原 点 与 换 刀 点 重 合 （ 参 考 点 ）G90 G00 X200 Y40 刀 具 快 速 移 动 至 A点G03 X140 Y100 I-60(或 R60) F100G02 X120 Y60 I-50 (或 R50) O07.CNC 增 量 坐 标 编 程G92 X0 Y0 Z0G91 G00 X200 Y40G03 X-60 Y60 I-60 (或 R60) F100G02 X-20 Y-40 I-50 (或 R50) 例 题 ： 刀 具 起 始 点 为 坐 标 原 点 ， 其 终 点 也 是 原 点 ， 走 刀方 向 为 顺 时 针 ， 进 给 速 度 为 F100。O1234;N10 G92 X0 Y0;N20 G90G00X-60.Y-40.S1000M03;N30 G01X-60.Y0F100;N40 G02X0Y60.I60.;N50 G01X40.Y0;N60 G02X0Y-40.I-40.;N70 G01X-60.Y-40.;N80 G00Z100.M05; N90 G00X0Y0;N100 M30; -40 40-60 60N1N2 N3 N4N5N6 N7 R40R60 XY O13.CNC 例 题 :如 图 所 示 ， 起 刀 点 在 坐 标 原 点 O， 从 O点 快速 移 动 至 A点 ， 逆 时 针 加 工 整 圆 ， 使 用 绝 对 坐 标与 增 量 坐 标 方 式 编 程 。 绝 对 坐 标 编 程G92 X0 Y0 Z0G90 G00 X30 Y0 G03 I-30 J0 F100G00 X0 Y0 增 量 坐 标 编 程G92 X0 Y0 Z0G91 G00 X30 Y0G03 I-30 J0 F100G00 X-30 Y0 例 题 :如 图 所 示 ， 走 刀 路 线 为 A-B-C-D-E-F， 试 分别 用 绝 对 坐 标 方 式 和 增 量 坐 标 方 式 编 程 。 绝 对 坐 标 编 程G03 X34 Z-4 K-4（ 或 R4） F50 A-BG01 Z-20 B-CG02 Z-40 R20 C-DG01 Z-58 D-EG02 X50 Z-66 I8（ 或 R8） E-F 相 对 坐 标 编 程G03 X-34 Z-4 K-4（ 或 R4） F50 A-BG01 Z-16 B-CG02 Z-20 R20 C-DG01 Z-18 D-EG02 X16 Z-8 I8（ 或 R8） E-F G00、 G01、 G02、 G03指 令 使 用 练 习从 原 点 出 发 顺 时 针 方 向 走 刀 ， 最 后 回 到 原 点 。 切 削 进给 速 度 为 F100， 圆 弧 中 心 使 用 I， J编 程 。 Y X10 20 30 40 50 60 70 80 90 605040 302010 五 。 刀 具 补 偿1。 刀 补 原 理 在 轮 廓 加 工 中 ， 由 于 刀 具 具 有 一 定 的 半 径 ， 所以 在 加 工 时 不 允 许 刀 具 中 心 轨 迹 与 被 加 工 工 件的 轮 廓 相 重 合 ， 而 需 要 与 被 加 工 轮 廓 偏 置 一 个刀 具 半 径 值 R的 距 离 ， 只 有 这 样 才 能 加 工 出 与图 纸 上 一 致 的 零 件 轮 廓 。 我 们 管 这 种 偏 置 功 能叫 做 刀 具 半 径 补 偿 。 刀 具 半 径 补 偿 的 范 围 为0999 mm， 精 度 为 0.0010.01mm。刀 具 运 行 轨 迹与 工 件 轮 廓 轨 迹 刀 具 磨 损 后 的 刀 具 半 径 补 偿 刀 具 半 径 补 偿 G 41、 G 42指 令指 令 格 式 G41 G00 X_ Y_ H (或 D)_ G42 G01指 令 功 能 数 控 系 统 根 据 工 件 轮 廓 和 刀 具 半 径 自 动 计算 刀 具 中 心 轨 迹 ， 控 制 刀 具 沿 刀 具 中 心 轨 迹 移 动 ， 加工 出 所 需 要 的 工 件 轮 廓 ， 编 程 时 避 免 计 算 复 杂 的 刀 心轨 迹 。 指 令 说 明1。 X_ Y_ 表 示 刀 具 移 动 至 工 件 轮 廓 上 点 的 坐标 值 ；2 。 H (或 D)_为 刀 具 半 径 补 偿 寄 存 器 地 址 符 ， 寄存 器 存 储 刀 具 半 径 补 偿 值 ； 3。 沿 刀 具 进 刀 方 向 看 ， 刀 具 中 心 在 零 件 轮 廓 左侧 ， 则 为 刀 具 半 径 左 补 偿 ， 用 G41指 令 ； 4。 沿 刀 具 进 刀 方 向 看 ， 刀 具 中 心 在 零 件 轮 廓 右侧 ， 则 为 刀 具 半 径 右 补 偿 ， 用 G42指 令 ； 5。 通 过 G00或 G01运 动 指 令 建 立 刀 具 半 径 补 偿 。 刀 具 半 径左 补 偿 ，用 G41 刀 具 半 径 右补 偿 ， 用G42 例 题 ： 如 图 所 示 ， 刀 具 由 O点 至 A点 ， 采 用 刀 具 半 径 左 补 偿 指令 G41后 ， 刀 具 将 在 直 线 插 补 过 程 中 向 左 偏 置 一 个 半 径 值 ， 使刀 具 中 心 移 动 到 B点 ， 其 程 序 段 为 ： G41 G01 X50 Y40 F100 H01H01为 刀 具 半 径 偏 置 代 码 ， 偏 置 量 （ 刀 具 半 径 ） 预 先 寄 存 在H01指 令 指 定 的 寄 存 器 中 取 消 刀 具 半 径 补 偿 G 40指 令 指 令 格 式 G00 G01 指 令 功 能 取 消 刀 具 半 径 补 偿指 令 说 明 1 指 令 中 的 X_ Y_表 示 刀 具 轨 迹 中 取 消 刀 具 半径 补 偿 点 的 坐 标 值 ；2 通 过 G00或 G01运 动 指 令 取 消 刀 具 半 径 补 偿 ；3 G40必 须 和 G41或 G42成 对 使 用 。G40 X_ Y_ 例 题如 图 所 示 ， 当 刀 具 以 半 径 左 补 偿 G41指 令加 工 完 工 件 后 ， 通 过 图 中 CO段 取 消 刀 具半 径 补 偿 ， 其 程 序 段 为 ： G40 G00 X0 Y0 例 题 ：加 工 图 所 示 内 外 轮 廓 ， 用 刀 具半 径 补 偿 指 令 编 程 ， 刀 具 直 径为 8mm。分 析 ： 外 轮 廓 沿 圆 弧 切 线 方 向切 入 p1p2， 切 出 时 沿 切 线 方向 p2p3， 根 据 判 断 ， 用 左 边刀 具 半 径 补 偿 。 内 轮 廓 加 工 时 ，p4p5为 切 入 段 ， p6p4为 切出 段 ， 故 用 右 边 刀 具 半 径 补 偿 。外 轮 廓 加 工 完 毕 取 消 左 边 刀 具半 径 补 偿 ， 待 刀 具 移 至 p4点 ，再 建 立 右 边 刀 具 半 径 补 偿 。 加工 应 选 用 高 度 为 14mm、 边 长为 240mm的 正 方 形 毛 坯 。 程 序 注 释O0100 ; 程 序 号N010 G90 G92 X0. Y0. Z100. ; 绝 对 值 输 入 ， 建 立 工 件 坐 标 系N020 G00 Z2. S150 M03 ; Z轴 快 移 至 Z=2， 主 轴 正 转 ， 转 速 150r/minN030 X20. Y-44. ; 快 速 进 给 至 X=20， Y-=-44N040 G01 Z-4. F100 ; Z轴 进 给 至 Z=-4， 进 给 速 度 100mm/sN050 G41 X0. Y-40. H01 ; 直 线 插 补 至 X=0， y=-40， 刀 具 半 径 左 补 偿 H01=4mmN060 G02 X0. Y-40. I0. J40. ; 顺 圆 插 补 至 X=0， Y=-40N070 G40 X-20. Y-44. ; 直 线 插 补 至 X=-20， Y=-44， 取 消 刀 具 半 径 补 偿N080 G00 Z2. ; Z轴 快 移 至 Z=2 O14.CNC 作 业 ：加 工 如 图 所 示 零 件 外 轮 廓 面 ， 试 用 刀 具 半 径 补 偿指 令 编 程 。 第 三 节 数 控 加 工 自 动 编 程 简 介自 动 编 程 的 特 点 就 是 编 程 的 工 作 主 要 由 计 算 机 完 成 。随 着 数 控 加 工 技 术 的 迅 速 发 展 ,对 编 程 技 术 的 要 求 也 越 来 越高 ， 不 仅 要 求 能 解 决 形 状 复 杂 零 件 的 编 程 ， 而 且 要 求 编 程的 速 度 快 、 精 度 高 ， 并 便 于 检 查 ， 所 以 采 用 自 动 编 程 技 术是 必 然 的 发 展 方 向 。一 、 自 动 编 程 分 类自 动 编 程 技 术 发 展 至 今 ， 形 成 了 很 多 种 类 型 。 但 从 广泛 使 用 的 角 度 来 看 ， 主 要 有 以 下 两 大 类 ： 数 控 语 言 自 动 编 程 系 统最 具 代 表 性 的 就 是 APT语 言 。 人 机 对 话 式 自 动 编 程 系 统它 也 叫 图 形 交 互 式 自 动 编 程 系 统 。 一 、 数 控 语 言 自 动 编 程 系 统数 控 语 言 自 动 编 程 系 统 的 一 般 处 理 流 程 如 下 图所 示 。 从 流 程 图 中 可 以 看 出 ， 数 控 语 言 自 动 编 程系 统 主 要 由 零 件 源 程 序 和 编 译 软 件 组 成 。零件图 零件源程序 翻译 计算 后置处理通 用 计 算 机 编 译 程 序（ 软 件 程 序 ） 加 工程 序 单纸 带 （ 一 ） 源 程 序零 件 的 源 程 序 是 编 程 员 根 据 被 加 工 零 件 的 几 何 图 形 和 工 艺 要 求 ，用 数 据 语 言 编 写 的 计 算 机 输 入 程 序 。 它 是 生 成 零 件 加 工 程 序 的 根 源 ，故 称 为 零 件 源 程 序 。零 件 源 程 序 包 含 零 件 加 工 的 形 状 和 尺 寸 、 刀 具 运 动 路 线 、 切 削 参数 、 机 床 的 辅 助 功 能 等 （ 二 ） 编 译 程 序编 译 程 序 是 把 输 入 计 算 机 中 的 零 件 源 程 序 翻 译 成 等 价 的 目 标 程 序的 程 序 ， 它 也 称 为 系 统 处 理 程 序 ， 是 自 动 编 程 系 统 的 核 心 部 分 。 在 编译 程 序 的 支 持 下 ， 计 算 机 就 能 对 零 件 源 程 序 进 行 如 下 的 处 理 ：1. 翻 译 阶 段 识 别 语 言 并 理 解 其 含 义 。2. 计 算 阶 段 经 过 几 何 处 理 、 工 艺 处 理 和 走 刀 轨 迹 处 理 之 后 生 成 刀 位文 件 。3. 后 置 处 理 阶 段 后 置 处 理 是 将 刀 位 文 件 转 换 为 数 控 机 床 能 够 识 别 的 数 控 加 工 程 序 。 （ 三 ） APT语 言自 动 编 程 的 数 控 语 言 是 一 种 描 述 零 件 几 何 形 状和 刀 具 相 对 工 件 运 动 的 一 种 特 定 的 符 号 ， APT语言 是 最 典 型 的 一 种 数 控 语 言 。 APT是 Automatically Programmed Tools 的 缩 写 。 APT是 词 汇 式 语 言 ， 它 的 优 点 是 ： 零 件 源 程序 编 制 容 易 、 数 控 程 序 制 作 时 间 短 、 可 靠 性 高 ，可 自 动 诊 断 错 误 、 能 描 述 图 形 的 数 学 关 系 、 用 户易 于 二 次 开 发 。缺 点 是 ： 只 能 处 理 几 何 形 状 的 信 息 ， 不 能 自 动处 理 走 刀 顺 序 、 刀 具 形 式 及 尺 寸 、 切 削 用 量 等 工艺 要 求 ； 系 统 大 而 全 ， 给 一 般 的 用 户 带 来 不 变 ；