数控加工程序课件

天津工程师范学院机械系1第第1节节程序编制的根本概念程序编制的根本概念n一一数控编程概述数控编程概述n编程就是将加工零件的编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数主运动和进给运动据、工艺参数主运动和进给运动速度、切削深度以及辅助操作速度、切削深度以及辅助操作换刀、主轴正反转、冷却液开关、换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等加工信息，用刀具夹紧、松开等加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。码，按一定格式编写成加工程序。n数控机床程序编制过程主数控机床程序编制过程主要包括：分析零件图纸、工艺处理、要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校数学处理、编写零件程序、程序校验。验。2第第1节节程序编制的根本概念程序编制的根本概念 二、编程方法分类二、编程方法分类 程序编制可分成手工编程和自动编程两类。程序编制可分成手工编程和自动编程两类。1 1、手工编程：、手工编程：整个程序的编制过程是由人工完成的。要求编程人员不仅要熟悉数控整个程序的编制过程是由人工完成的。要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规那么，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。代码及编程规那么，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。不多，手工编程即可实现。2 2、自动编程：、自动编程：指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。根据输入方式的不同，可将自动编程分为其余工作均由计算机辅助完成。根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程图形数控自动编程、语言数控自动编程APTAPT和语音数控自动编程、视觉和语音数控自动编程、视觉系统编程等。系统编程等。1 1图形数控自动编程：目前，图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程图形数控自动编程：目前，图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程方式。方式。3图形数控自动编程软件n nCAXA CAXA 制造工程师制造工程师-北航海尔软件北航海尔软件n n 4n nMastercam-Mastercam-美国美国 CNC CNC Software Software 公司公司图形数控自动编程软件5n nPRO/E-PRO/E-美国美国 PTC PTC 公司公司图形数控自动编程软件6其它：n nSolidworks软件n nCatia软件n n广州红地公司推出的金银花系统n nUG软件 72 2语言自动编程语言自动编程语言自动编程语言自动编程APTAPT语言语言语言语言为了解决数控加工中的程序编制问题，为了解决数控加工中的程序编制问题，为了解决数控加工中的程序编制问题，为了解决数控加工中的程序编制问题，5050年代，年代，年代，年代，MITMIT设计了一种专门用于机械零设计了一种专门用于机械零设计了一种专门用于机械零设计了一种专门用于机械零 件数控加工程序编制的语言，称为件数控加工程序编制的语言，称为件数控加工程序编制的语言，称为件数控加工程序编制的语言，称为APTAPTAutomaticallyProgrammedToolAutomaticallyProgrammedTool。是编程人员根据零件图纸要求用一种直观易懂的编程语言包括几何、工艺等语是编程人员根据零件图纸要求用一种直观易懂的编程语言包括几何、工艺等语是编程人员根据零件图纸要求用一种直观易懂的编程语言包括几何、工艺等语是编程人员根据零件图纸要求用一种直观易懂的编程语言包括几何、工艺等语句定义手工编写一个简短的零件源程序，然后输给计算机，计算机经过翻译处句定义手工编写一个简短的零件源程序，然后输给计算机，计算机经过翻译处句定义手工编写一个简短的零件源程序，然后输给计算机，计算机经过翻译处句定义手工编写一个简短的零件源程序，然后输给计算机，计算机经过翻译处理和刀具运动轨迹处理，再经过后置处理，自动生成数控系统可以识别的加工程理和刀具运动轨迹处理，再经过后置处理，自动生成数控系统可以识别的加工程理和刀具运动轨迹处理，再经过后置处理，自动生成数控系统可以识别的加工程理和刀具运动轨迹处理，再经过后置处理，自动生成数控系统可以识别的加工程序。由此可见，序。由此可见，序。由此可见，序。由此可见，APTAPT语言不能直接控制机床。语言不能直接控制机床。语言不能直接控制机床。语言不能直接控制机床。APTAPT语言不能直接控制机床。语言不能直接控制机床。语言不能直接控制机床。语言不能直接控制机床。APTAPT几经开展，形成了诸如几经开展，形成了诸如几经开展，形成了诸如几经开展，形成了诸如APTIIAPTII、APTIIIAPTIII立体切削用、立体切削用、立体切削用、立体切削用、APTAPT算法改进，算法改进，算法改进，算法改进，增加多坐标曲面加工编程功能、增加多坐标曲面加工编程功能、增加多坐标曲面加工编程功能、增加多坐标曲面加工编程功能、APTACAPTACAdvancedcontouringAdvancedcontouring(增加切削增加切削增加切削增加切削数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统)和和和和APT/SSAPT/SSSculpturedSurfaceSculpturedSurface(增加雕塑曲面加工编程功增加雕塑曲面加工编程功增加雕塑曲面加工编程功增加雕塑曲面加工编程功能能能能)等先进版本。等先进版本。等先进版本。等先进版本。采用采用采用采用APTAPT语言编制数控程序具有程序简炼，走刀控制灵活等优点，使数控加工编语言编制数控程序具有程序简炼，走刀控制灵活等优点，使数控加工编语言编制数控程序具有程序简炼，走刀控制灵活等优点，使数控加工编语言编制数控程序具有程序简炼，走刀控制灵活等优点，使数控加工编程从面向机床指令的程从面向机床指令的程从面向机床指令的程从面向机床指令的“汇编语言级，上升到面向几何元素汇编语言级，上升到面向几何元素汇编语言级，上升到面向几何元素汇编语言级，上升到面向几何元素.。APTAPT仍有许多不便仍有许多不便仍有许多不便仍有许多不便之处：采用语言定义零件几何形状，难以描述复杂的几何形状，缺乏几何直观性；之处：采用语言定义零件几何形状，难以描述复杂的几何形状，缺乏几何直观性；之处：采用语言定义零件几何形状，难以描述复杂的几何形状，缺乏几何直观性；之处：采用语言定义零件几何形状，难以描述复杂的几何形状，缺乏几何直观性；缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和CADCAD数据库和数据库和数据库和数据库和CAPPCAPP系统有效连接；不容易作到高度的自动化，集成化。系统有效连接；不容易作到高度的自动化，集成化。系统有效连接；不容易作到高度的自动化，集成化。系统有效连接；不容易作到高度的自动化，集成化。针对针对针对针对APTAPT语言的缺点，语言的缺点，语言的缺点，语言的缺点，19781978年，法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、年，法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、年，法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、年，法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NCNC加工一体化的系统，称为加工一体化的系统，称为加工一体化的系统，称为加工一体化的系统，称为CATIACATIA。随后很快出现了象。随后很快出现了象。随后很快出现了象。随后很快出现了象EUCLIDEUCLID，UGIIUGII，INTERGRAPHINTERGRAPH，Pro/EngineeringPro/Engineering，MasterCAMMasterCAM及及及及NPU/GNCPNPU/GNCP等系统，这些系等系统，这些系等系统，这些系等系统，这些系统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示，交互设计、修改及刀具轨迹统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示，交互设计、修改及刀具轨迹统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示，交互设计、修改及刀具轨迹统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示，交互设计、修改及刀具轨迹生成，走刀过程的仿真显示、验证等问题，推动了生成，走刀过程的仿真显示、验证等问题，推动了生成，走刀过程的仿真显示、验证等问题，推动了生成，走刀过程的仿真显示、验证等问题，推动了CADCAD和和和和CAMCAM向一体化方向开向一体化方向开向一体化方向开向一体化方向开展。展。展。展。8n nAPT语言格式举例：n n点的定义：点的定义：点的定义：点的定义：P=POINT/10P=POINT/10，2020，1515；直线的定义：；直线的定义：；直线的定义：；直线的定义：L LLINE/16LINE/16，8 8，0 0，1616，3232，0 0。n n机床主轴转数及旋转方向的定义：机床主轴转数及旋转方向的定义：机床主轴转数及旋转方向的定义：机床主轴转数及旋转方向的定义：SPINDL/nSPINDL/n，CLWCLWn n轮廓加工的外容差和内容差的定义：轮廓加工的外容差和内容差的定义：轮廓加工的外容差和内容差的定义：轮廓加工的外容差和内容差的定义：OUTTOL/INTOL/OUTTOL/INTOL/n n刀具起始点为刀具起始点为刀具起始点为刀具起始点为P P：From/PFrom/P；n n刀具从刀具从刀具从刀具从P P点以最短距离运动向点以最短距离运动向点以最短距离运动向点以最短距离运动向L L运动，直至与运动，直至与运动，直至与运动，直至与L L相相相相切：切：切：切：GO/TOGO/TO，L L9制定工艺过程制定工艺过程前置处理前置处理后置处理后置处理翻译程序翻译程序数值计算数值计算零件图样零件图样编写零件编写零件源程序源程序按自动编程系统规定的按自动编程系统规定的“语言语言”描述被加工零件的描述被加工零件的几何形状几何形状,加工时刀具相对于工件的运动轨迹加工时刀具相对于工件的运动轨迹这里用这里用“语言编写的源程序和手工编程的加工程序有本质差语言编写的源程序和手工编程的加工程序有本质差异异:手工编程的加工程序可直接控制数控机床进行零件加工手工编程的加工程序可直接控制数控机床进行零件加工;自自动编程的源程序要经编译处理后才可被数控机床接受动编程的源程序要经编译处理后才可被数控机床接受.刀具中心轨迹计算刀具中心轨迹计算将源程序翻译成计算机能接受和将源程序翻译成计算机能接受和处理的形式处理的形式选用设计工夹具选用设计工夹具,安排工艺路线安排工艺路线,选择工艺参数选择工艺参数加工程序单或纸带加工程序单或纸带刀位数据刀位数据将刀位数据及工艺参数等信息转换成数控机床要求的将刀位数据及工艺参数等信息转换成数控机床要求的指令代码指令代码NC接口接口APTAPT自动编程的根本步骤自动编程的根本步骤103 3语音编程：语音数控自动编程是采用语音识别器，语音编程：语音数控自动编程是采用语音识别器，将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。4 4视觉系统编程：采用计算机视觉系统来自动阅读、视觉系统编程：采用计算机视觉系统来自动阅读、理解图样，由程编员在编辑过程中实时给定起刀理解图样，由程编员在编辑过程中实时给定起刀点、下刀点和退刀点，然后自动计算出刀位点的点、下刀点和退刀点，然后自动计算出刀位点的有关坐标值，并经后置处理，最后输出数控加工有关坐标值，并经后置处理，最后输出数控加工的程序单。视觉系统编程首先由图样扫描器常的程序单。视觉系统编程首先由图样扫描器常用的用的CCDCCD传感器扫描器和扫描鼓两种扫描图样，传感器扫描器和扫描鼓两种扫描图样，取得一幅图像，对该图像进行预处理是为了校正取得一幅图像，对该图像进行预处理是为了校正图像的几何畸变和灰度畸变，并将它转化为易处图像的几何畸变和灰度畸变，并将它转化为易处理的二值图像，同时作断口校正、几何交点局部理的二值图像，同时作断口校正、几何交点局部检测、细线化处理，以消除输入局部分辨率的影检测、细线化处理，以消除输入局部分辨率的影响；然后别离并识别图样上的文字、符号、线划响；然后别离并识别图样上的文字、符号、线划等元素，并记忆它们之间的关系，对线划还需进等元素，并记忆它们之间的关系，对线划还需进行矢量化处理，并用直线或曲线拟合，得到端点行矢量化处理，并用直线或曲线拟合，得到端点和分支点；将这些信息综合处理，确定图样中每和分支点；将这些信息综合处理，确定图样中每条线的意义及其尺寸大小，最后作编辑处理及刀条线的意义及其尺寸大小，最后作编辑处理及刀位点坐标计算。再连接适当的后置处理，就能输位点坐标计算。再连接适当的后置处理，就能输出数控加工程序单。视觉系统在编程时不需要零出数控加工程序单。视觉系统在编程时不需要零件源程序和编程员，只要事先输入工艺参数即可，件源程序和编程员，只要事先输入工艺参数即可，操作简单，能直接与操作简单，能直接与CADCAD的数据相连接，实现高的数据相连接，实现高度自动化。度自动化。11二、程序代码二、程序代码n n国际标准化组织ISO(international standard organization)n n美国电子工业协会EIA(electronic industries association)n n国际上通用的数控代码有ISO、EIA两种。12三、程序结构三、程序结构三、程序结构三、程序结构A A、加工程序由假设干个程序段组成。、加工程序由假设干个程序段组成。、加工程序由假设干个程序段组成。、加工程序由假设干个程序段组成。B B、程序段由一个或假设干个指令字组成，字是、程序段由一个或假设干个指令字组成，字是、程序段由一个或假设干个指令字组成，字是、程序段由一个或假设干个指令字组成，字是数控程序的最小单位。数控程序的最小单位。数控程序的最小单位。数控程序的最小单位。C C、每个指令字由地址符和数字组成字、每个指令字由地址符和数字组成字、每个指令字由地址符和数字组成字、每个指令字由地址符和数字组成字地址地址地址地址结构，代表机床的一个位置或一个动作。地结构，代表机床的一个位置或一个动作。地结构，代表机床的一个位置或一个动作。地结构，代表机床的一个位置或一个动作。地址符由字母组成，每个字母、数字、符号正址符由字母组成，每个字母、数字、符号正址符由字母组成，每个字母、数字、符号正址符由字母组成，每个字母、数字、符号正负号称为字符。负号称为字符。负号称为字符。负号称为字符。D D、程序的起始符：、程序的起始符：、程序的起始符：、程序的起始符：%E E、程序结束符：、程序结束符：、程序结束符：、程序结束符：M02M02或或或或M30M30。F F、每一行程序以分号结尾。、每一行程序以分号结尾。、每一行程序以分号结尾。、每一行程序以分号结尾。GG、注释符：括号、注释符：括号、注释符：括号、注释符：括号“内或分号内或分号内或分号内或分号“；后的；后的；后的；后的内容为注释文字。内容为注释文字。内容为注释文字。内容为注释文字。注：一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的，注：一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的，注：一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的，注：一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的，而不是按程序段号的大小顺序执行的，但书写而不是按程序段号的大小顺序执行的，但书写而不是按程序段号的大小顺序执行的，但书写而不是按程序段号的大小顺序执行的，但书写或输入程序时，建议按升序。或输入程序时，建议按升序。或输入程序时，建议按升序。或输入程序时，建议按升序。13n n 一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式规那么的假设干个一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式规那么的假设干个程序段组成的，而每个程序段是由假设干个指令字组成的。如图程序段组成的，而每个程序段是由假设干个指令字组成的。如图2.1 2.1 所示。所示。n n 程程 序序n n n n O1000 O1000n n N01 G00 U50 W60;N01 G00 U50 W60;n n N10 G01 U100 W500 F150 S300 M03;N10 G01 U100 W500 F150 S300 M03;n n N N 程序段程序段n n N200 M30;N200 M30;n n 指令字指令字n n n n 图图2.1 2.1 程序的结构程序的结构141 1、程序的文件名程序名、程序的文件名程序名、程序的文件名程序名、程序的文件名程序名格式：格式：格式：格式：O_O_说明：说明：说明：说明：1)O1)O：文件名首字母，后面必须有四位数字或字母，如：文件名首字母，后面必须有四位数字或字母，如：文件名首字母，后面必须有四位数字或字母，如：文件名首字母，后面必须有四位数字或字母，如 日日日日本本本本FANUCFANUC系统如系统如系统如系统如O001O001，O002O002；华中数控；华中数控；华中数控；华中数控HNC-HNC-21/22T21/22T系统扩展了标识程序文件的方法，可以使用任意系统扩展了标识程序文件的方法，可以使用任意系统扩展了标识程序文件的方法，可以使用任意系统扩展了标识程序文件的方法，可以使用任意 DOSDOS文件名即文件名即文件名即文件名即8+38+3文件名：文件名：文件名：文件名：11至至至至88个字母或数字加小个字母或数字加小个字母或数字加小个字母或数字加小数点，再加数点，再加数点，再加数点，再加00至至至至33个字母或数字组成，如个字母或数字组成，如个字母或数字组成，如个字母或数字组成，如“MYPART.001“MYPART.001、“O1234“O1234等标识零件程序。等标识零件程序。等标识零件程序。等标识零件程序。2)O12)O1、O01O01、O001O001、O0001O0001等价；等价；等价；等价；3)3)范围范围范围范围O1O1O7999O7999用户区用户区用户区用户区O8000O8000O8999O8999用户区加密、加锁用户区加密、加锁用户区加密、加锁用户区加密、加锁O9000O9000O9999O9999扩展区厂方修改扩展区厂方修改扩展区厂方修改扩展区厂方修改FANUC0iFANUC0i152、顺序号、顺序号标识作用标识作用格式：格式：N_说明：说明：1范围：范围：N1N99992N1、N01、N001、N0001等价等价3、准备功能简称、准备功能简称G功能功能由地址符由地址符G和两位数字组成，和两位数字组成，G01，G02等等等，等，G功能的代号已标准化；功能的代号已标准化；G1、G01等等价。价。16n n4、尺寸字坐标字：、尺寸字坐标字：n n由坐标地址符和数字组成，各组数字必须由坐标地址符和数字组成，各组数字必须有作为地址代码的字母开头。有作为地址代码的字母开头。n nX、Y、Z、U、V、W、P、Q、R；n nA、B、C、D、E；n nI、J、K。n n其中，其中，X50.n nX50.0在相对坐标编程时，在相对坐标编程时，n n都表示沿都表示沿X轴移动轴移动50mmn nX5000017n n5、进给功能字：、进给功能字：Fn n由进给地址符和数字组成，单位一般为由进给地址符和数字组成，单位一般为mm/min或或mm/rn nF指令表示刀具中心运动时的进给速度。由指令表示刀具中心运动时的进给速度。由F和其后的假设干数字组成。数字的单位取和其后的假设干数字组成。数字的单位取决于每个系统所采用的进给速度的指定方决于每个系统所采用的进给速度的指定方法。具体内容见所用机床的编程说明书。法。具体内容见所用机床的编程说明书。n n本卷须知如下：本卷须知如下：n n1)当编写程序时，第一次遇到直线当编写程序时，第一次遇到直线G01或圆弧或圆弧G02/G03插补指令时，必须插补指令时，必须编写进给率编写进给率F，如果没有编写，如果没有编写F功能，功能，CNC采用采用F0。当工作在快速定位。当工作在快速定位G00方式方式时，机床将以通过机床轴参数设定的快速时，机床将以通过机床轴参数设定的快速进给率移动，与编写的进给率移动，与编写的F指令无关。指令无关。n n2F指令为模态指令，实际进给率可以指令为模态指令，实际进给率可以通过通过CNC操作面板上的进给倍率旋钮，在操作面板上的进给倍率旋钮，在0120%之间调整。之间调整。18n n6、主轴转速功能字：、主轴转速功能字：Sn n由主轴地址符和数字组成，单位为由主轴地址符和数字组成，单位为r/minn nS指令表示机床主轴的转速。由指令表示机床主轴的转速。由S和其后的和其后的假设干数字组成，其表示方法有以下三种：假设干数字组成，其表示方法有以下三种：n n转速转速n nS表示主轴转速，单位为表示主轴转速，单位为r/min。如。如S1000表示主轴转速表示主轴转速为为1000r/min。n n线速线速n n在恒线速状态下，在恒线速状态下，S表示切削点的线速度，表示切削点的线速度，单位为单位为n nm/min如如S60表示切削点的线速度恒定表示切削点的线速度恒定为为60m/min。n n代码代码n n用代码表示主轴速度时，用代码表示主轴速度时，S后面的数字不后面的数字不直接表示转速直接表示转速n n或线速的数值，而只是主轴速度的代号。或线速的数值，而只是主轴速度的代号。如某机床用如某机床用S00S99表示表示100种转速，种转速，S40表示主轴转速为表示主轴转速为1200r/min，S41表示表示主轴转速为主轴转速为1230r/min，S00表示主轴转速表示主轴转速为为0r/min，S99表示最高转速。表示最高转速。19n n7、刀具功能字：、刀具功能字：Tn n 由刀具地址符和数字组成，数字表示刀具库中刀具号。由刀具地址符和数字组成，数字表示刀具库中刀具号。由刀具地址符和数字组成，数字表示刀具库中刀具号。由刀具地址符和数字组成，数字表示刀具库中刀具号。n n刀具和刀具参数的选择是数控编程的重要内容，其编程格式因数控系刀具和刀具参数的选择是数控编程的重要内容，其编程格式因数控系刀具和刀具参数的选择是数控编程的重要内容，其编程格式因数控系刀具和刀具参数的选择是数控编程的重要内容，其编程格式因数控系统不同而异，主要格式有以下两种：统不同而异，主要格式有以下两种：统不同而异，主要格式有以下两种：统不同而异，主要格式有以下两种：n n采用采用采用采用T T指令编程指令编程指令编程指令编程n n由由由由T T和数字组成。有和数字组成。有和数字组成。有和数字组成。有TT和和和和TT两种格式，数字的位数由所用数控两种格式，数字的位数由所用数控两种格式，数字的位数由所用数控两种格式，数字的位数由所用数控系统决定，系统决定，系统决定，系统决定，T T后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。n n例如：例如：例如：例如：T04T04表示选择表示选择表示选择表示选择4 4号刀；号刀；号刀；号刀；T0404T0404表示选择表示选择表示选择表示选择4 4号刀，号刀，号刀，号刀，4 4号偏置值；号偏置值；号偏置值；号偏置值；T0400T0400表示选择第表示选择第表示选择第表示选择第4 4号刀，刀具偏置取消。号刀，刀具偏置取消。号刀，刀具偏置取消。号刀，刀具偏置取消。n n采用采用采用采用T T、D D指令编程指令编程指令编程指令编程n n利用利用利用利用T T功能选择刀具，利用功能选择刀具，利用功能选择刀具，利用功能选择刀具，利用D D功能选择相关的刀偏。功能选择相关的刀偏。功能选择相关的刀偏。功能选择相关的刀偏。n n在定义这两个参数时，其编程的顺序为在定义这两个参数时，其编程的顺序为在定义这两个参数时，其编程的顺序为在定义这两个参数时，其编程的顺序为T T、D D。T T和和和和D D可以编写在一可以编写在一可以编写在一可以编写在一起，也可以单独编写，例如：起，也可以单独编写，例如：起，也可以单独编写，例如：起，也可以单独编写，例如：T4D04T4D04表示选择表示选择表示选择表示选择4 4号刀，采用刀具偏置号刀，采用刀具偏置号刀，采用刀具偏置号刀，采用刀具偏置表第表第表第表第4 4号的偏置尺寸；号的偏置尺寸；号的偏置尺寸；号的偏置尺寸；D12D12表示仍用表示仍用表示仍用表示仍用4 4号刀，采用刀具偏置表第号刀，采用刀具偏置表第号刀，采用刀具偏置表第号刀，采用刀具偏置表第1212号的号的号的号的偏置尺寸；偏置尺寸；偏置尺寸；偏置尺寸；T2T2表示选择表示选择表示选择表示选择2 2号刀，采用与该刀具相关的刀具偏置尺寸。号刀，采用与该刀具相关的刀具偏置尺寸。号刀，采用与该刀具相关的刀具偏置尺寸。号刀，采用与该刀具相关的刀具偏置尺寸。20n n8、辅助功能字：、辅助功能字：Mn n由辅助操作地址符和两位数字组成。由辅助操作地址符和两位数字组成。M功能功能的代码已标准化。的代码已标准化。n nM指令是控制数控机床指令是控制数控机床“开、关功能的指开、关功能的指令，主要用于完成加工操作时的辅助动作。令，主要用于完成加工操作时的辅助动作。n nM功能有非模态功能有非模态M功能和模态功能和模态M功能二种功能二种形式。形式。n n非模态非模态M功能当段有效代码：只功能当段有效代码：只在书写了该代在书写了该代n n码的程序段中有效；码的程序段中有效；n n模态模态M功能续效代码：一组可相功能续效代码：一组可相互注销的互注销的M功功n n能，这些功能在被同一组的另一个能，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直功能注销前一直n n有效。有效。n n如：如：M02或或M30、M03、M04、M05等。等。21M代码及功能表代码及功能表代码代码模模 态态功功 能能 说说 明明代码代码模态模态功功 能能 说说 明明M00M00非模态非模态程序暂停程序暂停M03M03模态模态主轴正转主轴正转M02M02非模态非模态程序结束程序结束M04M04模态模态主轴反转主轴反转M30M30非模态非模态 程序结束并返程序结束并返回程序起点回程序起点M05M05模态模态主轴停止主轴停止M07M07模态模态冷却液打开冷却液打开M98M98非模态非模态调用子程序调用子程序M08M08模态模态冷却液打开冷却液打开M99M99非模态非模态子程序结束子程序结束M09M09模态模态冷却液关闭冷却液关闭22模态模态 M M功能组中包含一个缺省功能，系统上电时功能组中包含一个缺省功能，系统上电时 将被初始化为该功能。将被初始化为该功能。M M 功能还可分为前作用功能还可分为前作用 M M 功能和后作用功能和后作用 M M 功能二类。功能二类。前作用前作用 M M 功能：在程序段编制的轴运动之前执行；功能：在程序段编制的轴运动之前执行；后作用后作用 M M 功能：在程序段编制的轴运动之后执行。功能：在程序段编制的轴运动之后执行。M00M00、M02M02、M30M30、M98M98、M99M99用于控制零件程序的走向，用于控制零件程序的走向，是是 CNC CNC内定的辅助功能，不由机床制造商设计决定，也内定的辅助功能，不由机床制造商设计决定，也就是说，与就是说，与PLCPLC程序无关；程序无关；其余其余 M M 代码用于机床各种辅助功能的开关动作，其功能不由代码用于机床各种辅助功能的开关动作，其功能不由CNCCNC内定，而是由内定，而是由 PLC PLC程序指定，所以有可能因机床制程序指定，所以有可能因机床制造商不同而有差异造商不同而有差异 使用时须参考机床使用说明书。使用时须参考机床使用说明书。23n nP19举例图图2.1例题例题1图例图例24图图 2.2 右手笛卡儿直角坐标系右手笛卡儿直角坐标系第第2节节程序的编制程序的编制一、坐标系一、坐标系一、坐标系一、坐标系 25右手笛卡儿直角坐标系右手笛卡儿直角坐标系为了简化编程和保证程序的通用性，为了简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制定了统对数控机床的坐标轴和方向命名制定了统一的标准，规定直线进给坐标轴用一的标准，规定直线进给坐标轴用X、Y、Z表示，常称根本坐标轴。表示，常称根本坐标轴。X、Y、Z坐标轴坐标轴的相互关系用右手定那么决定，图中大拇的相互关系用右手定那么决定，图中大拇指指向指指向X轴的正方向，食指指向轴的正方向，食指指向Y轴的正方轴的正方向，中指指向为向，中指指向为Z轴的正方向。轴的正方向。围绕围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴旋转的圆周进给坐标轴用轴用A、B、C表示，根据右手螺旋定那么，表示，根据右手螺旋定那么，以大拇指指向以大拇指指向+X，+Y，+Z方向，那么食方向，那么食指、中指等的指向是圆周进给运动指、中指等的指向是圆周进给运动+A，+B，+C方向。方向。第第2节节程序的编制程序的编制2611、机床原点、机床坐标系、机床原点、机床坐标系、机床原点、机床坐标系、机床原点、机床坐标系a a、机床原点、机床原点、机床原点、机床原点机床原点也称为机床零点，它的位置通常由机床制造厂机床原点也称为机床零点，它的位置通常由机床制造厂机床原点也称为机床零点，它的位置通常由机床制造厂机床原点也称为机床零点，它的位置通常由机床制造厂确定。在机床经过设计、制造和调整之后，这个原点便被确确定。在机床经过设计、制造和调整之后，这个原点便被确确定。在机床经过设计、制造和调整之后，这个原点便被确确定。在机床经过设计、制造和调整之后，这个原点便被确定下来，它是固定的点。数控车床的机床原点的位置大多数定下来，它是固定的点。数控车床的机床原点的位置大多数定下来，它是固定的点。数控车床的机床原点的位置大多数定下来，它是固定的点。数控车床的机床原点的位置大多数规定在其主轴旋转中心与卡盘后端面的交点上；数控铣床的规定在其主轴旋转中心与卡盘后端面的交点上；数控铣床的规定在其主轴旋转中心与卡盘后端面的交点上；数控铣床的规定在其主轴旋转中心与卡盘后端面的交点上；数控铣床的机床原点的位置大多数规定在其工作台上外表的中心点上。机床原点的位置大多数规定在其工作台上外表的中心点上。机床原点的位置大多数规定在其工作台上外表的中心点上。机床原点的位置大多数规定在其工作台上外表的中心点上。b b、机床坐标系、机床坐标系、机床坐标系、机床坐标系以机床原点作为坐标系原点建立的坐标系就是机床坐标以机床原点作为坐标系原点建立的坐标系就是机床坐标以机床原点作为坐标系原点建立的坐标系就是机床坐标以机床原点作为坐标系原点建立的坐标系就是机床坐标系，它是制造和调整机床的根底，一般不允许随意变动。系，它是制造和调整机床的根底，一般不允许随意变动。系，它是制造和调整机床的根底，一般不允许随意变动。系，它是制造和调整机床的根底，一般不允许随意变动。理解机床坐标系：理解机床坐标系：理解机床坐标系：理解机床坐标系：11、机床坐标系是针对刀具而言的，假定工件不动，刀具运动；、机床坐标系是针对刀具而言的，假定工件不动，刀具运动；、机床坐标系是针对刀具而言的，假定工件不动，刀具运动；、机床坐标系是针对刀具而言的，假定工件不动，刀具运动；22、机床坐标系符合右手定那么；、机床坐标系符合右手定那么；、机床坐标系符合右手定那么；、机床坐标系符合右手定那么；33、按下操作面板上的、按下操作面板上的、按下操作面板上的、按下操作面板上的，那么刀具相对于工件向，那么刀具相对于工件向，那么刀具相对于工件向，那么刀具相对于工件向X X方向运方向运方向运方向运动。动。动。动。第第1 1节节 程序编制的根本概念程序编制的根本概念X27图2-4 铣床的机床原点图2-3车床的机床原点28机床坐标系方向确定：机床坐标系方向确定：机床坐标系方向确定：机床坐标系方向确定：数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。但是在确定坐标轴有的由工作台带着工件运动来实现。但是在确定坐标轴有的由工作台带着工件运动来实现。但是在确定坐标轴有的由工作台带着工件运动来实现。但是在确定坐标轴的正方向时，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给的正方向时，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给的正方向时，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给的正方向时，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的方向。机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各运动的方向。机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各运动的方向。机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各运动的方向。机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成局部的布局。组成局部的布局。组成局部的布局。组成局部的布局。对车床而言：对车床而言：对车床而言：对车床而言：ZZ轴与主轴轴线重合，刀具远离工件的方向为轴与主轴轴线重合，刀具远离工件的方向为轴与主轴轴线重合，刀具远离工件的方向为轴与主轴轴线重合，刀具远离工件的方向为Z Z轴的正方向；轴的正方向；轴的正方向；轴的正方向；XX轴垂直于轴垂直于轴垂直于轴垂直于ZZ轴，对应于转塔刀架的径向移动，轴，对应于转塔刀架的径向移动，轴，对应于转塔刀架的径向移动，轴，对应于转塔刀架的径向移动，刀具远离工件的方向为刀具远离工件的方向为刀具远离工件的方向为刀具远离工件的方向为XX轴的正方向；轴的正方向；轴的正方向；轴的正方向；YY轴通常是虚设的与轴通常是虚设的与轴通常是虚设的与轴通常是虚设的与XX轴和轴和轴和轴和Z Z轴一起构成遵轴一起构成遵轴一起构成遵轴一起构成遵循右手定那么的坐标系统。循右手定那么的坐标系统。循右手定那么的坐标系统。循右手定那么的坐标系统。29图图2.5车床坐标系车床坐标系30对铣床及加工中心而言：对铣床及加工中心而言：对铣床及加工中心而言：对铣床及加工中心而言：11、Z Z轴确实定：平行于机床主轴的刀具运动坐标轴确实定：平行于机床主轴的刀具运动坐标轴确实定：平行于机床主轴的刀具运动坐标轴确实定：平行于机床主轴的刀具运动坐标 轴为轴为轴为轴为ZZ轴，取刀具远离工件的方向为正方向轴，取刀具远离工件的方向为正方向轴，取刀具远离工件的方向为正方向轴，取刀具远离工件的方向为正方向 ZZ。当机床有多个主轴时，选一个垂直。当机床有多个主轴时，选一个垂直。当机床有多个主轴时，选一个垂直。当机床有多个主轴时，选一个垂直于工件装夹面的主轴为于工件装夹面的主轴为于工件装夹面的主轴为于工件装夹面的主轴为Z Z轴。轴。轴。轴。22、X X轴确实定：轴确实定：轴确实定：轴确实定：1)1)当当当当Z Z轴为水平方向时，沿刀具主轴后端轴为水平方向时，沿刀具主轴后端轴为水平方向时，沿刀具主轴后端轴为水平方向时，沿刀具主轴后端向工件方向看，向右为向工件方向看，向右为向工件方向看，向右为向工件方向看，向右为X X轴的正方向；轴的正方向；轴的正方向；轴的正方向；2)2)当当当当Z Z轴为垂直方向时，那么从主轴向轴为垂直方向时，那么从主轴向轴为垂直方向时，那么从主轴向轴为垂直方向时，那么从主轴向立柱立柱立柱立柱 看时，对于单立柱机床，看时，对于单立柱机床，看时，对于单立柱机床，看时，对于单立柱机床，X X轴的正方轴的正方轴的正方轴的正方向向向向指向右边；对于双立柱机床，当从主指向右边；对于双立柱机床，当从主指向右边；对于双立柱机床，当从主指向右边；对于双立柱机床，当从主轴轴轴轴向立柱看时，向立柱看时，向立柱看时，向立柱看时，X X轴向的正方向指向右轴向的正方向指向右轴向的正方向指向右轴向的正方向指向右边。边。边。边。33、Y Y轴确实定：轴确实定：轴确实定：轴确实定：YY轴与轴与轴与轴与XX轴和轴和轴和轴和Z Z轴一起构成遵循右手定那么轴一起构成遵循右手定那么轴一起构成遵循右手定那么轴一起构成遵循右手定那么的的的的坐标系统。坐标系统。坐标系统。坐标系统。31图2.6立式数控铣床图2.7卧式数控铣床322、参考点、参考坐标系参考点、参考坐标系数控装置上电时并不知道机床数控装置上电时并不知道机床原点，为了正确地在机床工作时建立原点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点测量动范围内设置一个机床参考点测量起点，机床起动时，通常要进行机起点，机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标动或手动回参考点，以建立机床坐标系。系。通过参数指定机床参考点到机床通过参数指定机床参考点到机床原点的距离。原点的距离。以参考点为原点，坐标方向与机以参考点为原点，坐标方向与机床坐标方向相同建立的坐标系叫做参床坐标方向相同建立的坐标系叫做参考坐标系，在实际使用中通常以参考考坐标系，在实际使用中通常以参考坐标系计算坐标值。坐标系计算坐标值。第第1节节程序编制的根本概念程序编制的根本概念33图2.7数控车床的机床坐标系机床原点O与参考点O的关系34n n3、工件坐标系、程序原点 n n 工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一点为原点也称程序原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。n n 工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。一般情况下，程序原点应选在尺寸标注的基准或定位基准上。对车床编程而言，工件坐标系原点一般选在工件轴线与工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交点上。第第1节节程序编制的根本概念程序编制的根本概念35n n 4、对刀点n n 对刀点是零件程序的起始点，对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系。n n n n 加工开始时要设置工件坐标系，用G92指令可建立工件坐标系；用G54G59 及T指令刀具指令可选择工件坐标系。第第1节节程序编制的根本概念程序编制的根本概念36n n讲解机床坐标系与工件坐标系的目的在于装夹工件时，要将图纸上的坐标方向与机床坐标方向相一致。37