数控编程基础【课件】

6/26/20241第二章数控编程基础内容提要内容提要 第一节第一节 数控编程概述数控编程概述第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式第四节第四节 数控程序编制过程中的数值计算数控程序编制过程中的数值计算6/26/20241数控技术内容提要8/11/20231数控技术6/26/20242第二章数控编程基础一一.数控编程的基本概念数控编程的基本概念数控编程数控编程:从零件图纸到制成控制介质的全过程。从零件图纸到制成控制介质的全过程。将零件的加工信息将零件的加工信息:加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(F、S、T)及辅助动作及辅助动作(变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等)等等,用用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单,并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。第一节第一节 数控编程概述数控编程概述6/26/20242数控技术一.数控编程的基本概念第一节 数控编程概述8/11/20236/26/20243第二章数控编程基础二、数控编程方法二、数控编程方法数控编程分为数控编程分为:手工编程和自动编程两种手工编程和自动编程两种。手动编程手动编程:整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高(不仅要熟不仅要熟悉数控代码和编程规则悉数控代码和编程规则,而且还必须具备机械加工工艺知识和数值而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力计算能力)自动编程自动编程:编程人员只要根据零件图纸的要求编程人员只要根据零件图纸的要求,按照某个自动编程系统按照某个自动编程系统的规定的规定,将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机,由计算机由计算机自动进行程序的编制自动进行程序的编制,编程系统能自动打印出程序单和制备控制介编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。质。第一节第一节 数控编程概述数控编程概述 6/26/20243数控技术二、数控编程方法第一节 数控编程概述 8/11/20236/26/20244第二章数控编程基础数控编程基础【课件】6/26/20245第二章数控编程基础数控编程基础【课件】6/26/20246第二章数控编程基础q据国外统计据国外统计:用用手手工工编编程程时时,一一个个零零件件的的编编程程时时间间与与机机床床实际加工时间之比实际加工时间之比,平均约为平均约为 30:1。数数控控机机床床不不能能开开动动的的原原因因中中,有有2030%是是由由于加工程序不能及时编制出造成的于加工程序不能及时编制出造成的 编程自动化是当今的趋势编程自动化是当今的趋势!第一节第一节 数控编程概述数控编程概述 6/26/20246数控技术据国外统计:第一节 数控编程概述 8/11/20236数6/26/20247第二章数控编程基础q产品图样分析产品图样分析:通过对工件材料、形状、尺寸、通过对工件材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理的分析精度及毛坯形状和热处理的分析,确定工件在确定工件在数控机床上进行加工的可行性。数控机床上进行加工的可行性。qq图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析:这一步与普通机床加工零件时这一步与普通机床加工零件时的工艺分析相同的工艺分析相同,即在对图纸进行工艺分析的即在对图纸进行工艺分析的基础上基础上,选定机床、刀具与夹具选定机床、刀具与夹具;确定零件加确定零件加工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺参数等。参数等。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误错误错误修修修修改改改改三、数控编制加工程序的内容及步骤三、数控编制加工程序的内容及步骤 第一节第一节第一节第一节 数控编程概述数控编程概述数控编程概述数控编程概述 6/26/20247数控技术计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图6/26/20248第二章数控编程基础n计算运动轨迹计算运动轨迹 根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求,在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值,并且按NC机床的规定编程单位(脉冲当量)换算为相应的数字量,以这些坐标值作为编程尺寸。错误错误错误错误计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸修修修修改改改改第一节第一节第一节第一节 数控编程概述数控编程概述数控编程概述数控编程概述 6/26/20248数控技术计算运动轨迹错误计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质6/26/20249第二章数控编程基础q 编制程序及初步校验编制程序及初步校验 根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹,按照数控系统规定指令代码及程序格式,编写零件加工程序,并进行校核、检查上述两个步骤的错误。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误错误错误修修修修改改改改第一节第一节第一节第一节 数控编程概述数控编程概述数控编程概述数控编程概述 6/26/20249数控技术 编制程序及初步校验计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制6/26/202410第二章数控编程基础n制备控制介质制备控制介质 将程序单上的内容,经转换记录在控制介质上,作为数控系统的输入信息,若程序较简单,也可直接通过键盘输入。第一节第一节第一节第一节 数控编程概述数控编程概述数控编程概述数控编程概述 计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误错误错误修修修修改改改改6/26/202410数控技术制备控制介质第一节 数控编程概述 计算运动轨迹图纸工艺分6/26/202411第二章数控编程基础n 程序的校验和试切程序的校验和试切所制备的控制介质,必须经过进一步的校验和试切削,证明是正确无误,才能用于正式加工。如有错误,应分析错误产生的原因,进行相应的修改。第一节第一节第一节第一节 数控编程概述数控编程概述数控编程概述数控编程概述 计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零零件图纸件图纸错误错误错误错误修修修修改改改改6/26/202411数控技术 程序的校验和试切第一节 数控编程概述 计算运6/26/202412第二章数控编程基础常用的校验和试切方法:q对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、坐标纸代替工件进行空运转空运行绘图。q对于空间曲面零件,可用蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件,进行试切,以此检查程序的正确性。第一节第一节第一节第一节 数控编程概述数控编程概述数控编程概述数控编程概述 6/26/202412数控技术常用的校验和试切方法:第一节 数控编程概述 8/6/26/202413第二章数控编程基础q在具有图形显示功能的机床上,用静态显示(机床不动)或动态显示(模拟工件的加工过程)的方法,则更为方便。q上述方法只能检查运动轨迹的正确性,不能判别工件的加工误差。首件首件试切试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错,还可知道加工精度是否符合要求。当发现错误时,应分析错误的性质,或修改程序单,或调整刀具补偿尺寸,直到符合图纸规定的精度要求为止。第一节第一节第一节第一节 数控编程概述数控编程概述数控编程概述数控编程概述 6/26/202413数控技术在具有图形显示功能的机床上,用静态显示(机床不动)或动态显示6/26/202414第二章数控编程基础第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 一一.坐标轴的运动方向及其命名坐标轴的运动方向及其命名坐标轴的运动方向及其命名坐标轴的运动方向及其命名二二二二.统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向,可使可使编程方便编程方便,并使编出的程序对同类型机床有通用性。并使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给同时也给 维修和使用带来极大的方便。维修和使用带来极大的方便。ISOISO和我国和我国都拟定了命名的标准。都拟定了命名的标准。6/26/202414数控技术第二节 数控机床的坐标系 坐标轴的运动方向及其命名 6/26/202415第二章数控编程基础第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 n 进给运动坐标系 ISOISO和中国和中国标准准规定定:n数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给)定义为坐标系中的一个坐标轴。n数控机床坐标系统标准:右手笛卡儿坐标系;6/26/202415数控技术第二节 数控机床的坐标系 进给运动坐标系 8/11/26/26/202416第二章数控编程基础第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 n基本坐标系:直线进给运动的坐标系(X.Y.Z)。坐标轴相互关系:由右手定则决定。n回转座标:绕X.Y.Z 轴转动的圆进给坐标 轴分别用A.B.C表示,坐标轴相互关系由右 手螺旋法则而定。6/26/202416数控技术第二节 数控机床的坐标系 基本坐标系:直线进给运动的坐标系6/26/202417第二章数控编程基础第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 qq坐标轴方向坐标轴方向:刀具相对工件运动的方向。这样便可以使刀具相对工件运动的方向。这样便可以使编程人员在不知是刀具移近工编程人员在不知是刀具移近工 ,还是相反的情况下还是相反的情况下,就就能正确地进行编程。能正确地进行编程。qq附加坐标轴附加坐标轴:平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴,用用U.V.WU.V.W表示。表示。6/26/202417数控技术第二节 数控机床的坐标系 坐标轴方向:刀具相对工件运动的方6/26/202418第二章数控编程基础nZ坐标 n方位 n标准规定:Z坐标主轴轴线的进给轴。n若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴,则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。n若主轴能摆动:n在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时,则这个坐标便是Z坐标;n若在摆动的范围内与多个坐标平行,则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。nZ坐标正方向的规定:刀具远离工件的方向。第三节第三节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 二、二、二、二、机床机床机床机床坐标轴的坐标轴的坐标轴的坐标轴的的确定的确定的确定的确定 6/26/202418数控技术Z坐标 第三节 数控机床的坐标系 二、机床坐标轴的的确定86/26/202419第二章数控编程基础n X坐标 标准规定:n在刀具旋转的机床上(铣床、钻床、镗床等)。nZ轴水平(卧式),则从刀具(主轴)向工件看时,X坐 标的正方向指向右边。nZ轴垂直(立式):n单立柱机床,从刀具向立柱看时,X的正方向指向右边;n双立柱机床(龙门机床),从刀具向左立柱看时,X轴的正方向指向右边。n在工件旋转的机床上(车床、磨床等),X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板,且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 6/26/202419数控技术 X坐标 第二节 数控机床的坐标系 8/11/202316/26/202420第二章数控编程基础nY坐标 n利用已确定的X.Z坐标的正方向,用右手定则或右手螺旋法则,确定Y坐标的正方向。n右手定则:大姆指指向+X,中指指向+Z,则+Y方向为食指指向。n右手螺旋法则:在X Z平面,从Z至X,姆指所指的方向为+y。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 6/26/202420数控技术Y坐标 第二节 数控机床的坐标系 8/11/202320数6/26/202421第二章数控编程基础第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 6/26/202421数控技术第二节 数控机床的坐标系 8/11/202321数控技术6/26/202422第二章数控编程基础第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 6/26/202422数控技术第二节 数控机床的坐标系 8/11/202322数控技术6/26/202423第二章数控编程基础三、机床坐标系、机床零点和机床参考点三、机床坐标系、机床零点和机床参考点第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 n机床坐标系是机床固有的坐标系。机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点。这个原点在机床一经设计和制造调整后,便被确定下来,它是固定的点。n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,通常要进行机动或手动回参考点,目的是建立机床坐标系。机床参考点可以与机床零点重合,也可以不重合,通过机床参数指定参考点到机床零点的距离。n注意:机床坐标系一般不作为编程坐标系,仅作为工件坐标系的参考坐标系。6/26/202423数控技术三、机床坐标系、机床零点和机床参考点第二节 数控机床的坐标6/26/202424第二章数控编程基础四、工件坐标系、程序原点和对刀点四、工件坐标系、程序原点和对刀点 第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 n工件坐标系是编程人员在编程时使用的坐标系,编程人员选择工件上的某一已知点为原点(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,在该工件的加工过程中便一直有效,直到被新的工件坐标系所取代。n 对刀点是零件程序加工的起始点,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工件原点偏置:工件随夹具在机床上安装后,工件原点与机床原点间的距离。n现代数控机床均可设置多个工件座标系,在加工时通过G指令进行换。6/26/202424数控技术四、工件坐标系、程序原点和对刀点 第二节 数控机床的坐标系6/26/202425第二章数控编程基础 绝对坐标编程绝对坐标编程:工件所有点的坐标值基于某一坐标系(机床或工件)零点计量的编程方式。相对坐标编程相对坐标编程:运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式(增量坐标编程)。n表达方式:G90/G91;X.Y.Z绝对,U.V.W相对 n选用原则:主要根据具体机床的坐标系,考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求,选用坐标的类型。注意:在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程;而在使用相对坐标编程时,上述两个坐标系是无意义的。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 五、绝对坐标编程和相对坐标编程.6/26/202425数控技术 绝对坐标编程:工件所有点的坐标值基于某一坐标系(机床或6/26/202426第二章数控编程基础n分辨率:两个相邻分散细节之间可以分辨的最小间隔。n分辨率对控制系统而言,它是可以控制的最小位移量。n数控机床的最小位移量(最小设定单位,最小编程单位,最小指令增量,脉冲当量(步进电机)是指数控机床的最小移动单位,它是数控机床的一个重要技术指标。一般为0.00010.01mm,视具体机床而定。)n脉冲发量对应于每一个指令脉冲(最小位移指令)机床位移部件的运动量。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 六、分辨率(Resolution)6/26/202426数控技术分辨率:两个相邻分散细节之间可以分辨的最小间隔。第二节 数6/26/202427第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 经过多年的发展经过多年的发展,程序用代码已标准化程序用代码已标准化,现在有现在有ISOISO(International Standardization OrganizationInternational Standardization Organization)和和EIA(Electronic Industries Association)EIA(Electronic Industries Association)两种。两种。.代码代码代码代码(指令字指令字):):是文字、数字、符号以及它们组合的总称是文字、数字、符号以及它们组合的总称,又称指令。它是程序的最小单元。又称指令。它是程序的最小单元。如如G00G00、X-20.6X-20.6指令字。指令字。数控系统指令字符一览表。数控系统指令字符一览表。qq.编程指令编程指令系统操作代码的总称系统操作代码的总称 .G.G指令指令准备功能准备功能 作作用用:规规定定机机床床运运动动线线型型、坐坐标标系系、坐坐标标平平面面、刀刀补补、刀刀偏、暂停等多种操作。偏、暂停等多种操作。组成组成:G:G后带二位数字组成。后带二位数字组成。100100种模态种模态(续效续效)指令与非模态指令与非模态指令见表。指令见表。6/26/202427数控技术第三节 程序编制的代码及格式 经过多年的发展,程序用代码已6/26/202428第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 M M指令指令辅助功能辅助功能 作用作用:控制机床及其辅助装置的通断的指令。控制机床及其辅助装置的通断的指令。组成组成:MM后跟两位数字组成。后跟两位数字组成。100100种。见表种。见表 F.S.TF.S.T指令指令 1)1)F F指令指令指定进给速度指令指定进给速度指令(续效指令续效指令)2)2)组成组成:3)3)编码法编码法:F:F带两位数字带两位数字,如如F05,F36F05,F36等。后面所带的娄只等。后面所带的娄只是一个代码是一个代码,它与某个它与某个(系统规定的速度值系统规定的速度值)速度值相速度值相对应对应,换而言之换而言之,这种指令所指定的进给速度是有级的这种指令所指定的进给速度是有级的,速度值序既可等差数列速度值序既可等差数列,也可能是等比数列也可能是等比数列4)4)直接法直接法:F:F后带若干位数字后带若干位数字,如如F150,F3500F150,F3500等。后面所带等。后面所带的数字表示实际的速度值的数字表示实际的速度值,上述两个指令分别表示上述两个指令分别表示F=150mm/min;F=3500mm/minF=150mm/min;F=3500mm/min。6/26/202428数控技术第三节 程序编制的代码及格式 M指令辅助功能8/116/26/202429第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 2)2)S S指令指令(切削速度切削速度)指定主轴转速指令指定主轴转速指令(续效指令续效指令)3)3)组成组成:同同F,F,如如S05,S36S05,S36等等 单位单位:r/min,S :r/min,S 3)3)T T指令指令指定加工刀具号的指令。指定加工刀具号的指令。组成组成:T T后跟两位数字后跟两位数字,如如T11,T28T11,T28等。等。T11 T11表示选择表示选择1111号刀具号刀具 T28 T28表示选择表示选择2828号刀具。号刀具。其他其他 1)1)尺寸指令尺寸指令指定的刀具沿坐标轴移动的方向和目标指定的刀具沿坐标轴移动的方向和目标位置的指位置的指令令 组成组成:由在由在X,Y,Z,(i,j,k,r)A,B,CX,Y,Z,(i,j,k,r)A,B,C后带符号的数字组成。后带符号的数字组成。如如X1000,Y2000X1000,Y2000等等 单位单位:数控系统规定的单位数控系统规定的单位,如如mmmm6/26/202429数控技术第三节 程序编制的代码及格式 S指令(切削速度)指定主6/26/202430第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 2)2)子程序标号和调用指令子程序标号和调用指令 3)3)作用作用:用于指定子程序名和在主程序中调用子程序指令。用于指定子程序名和在主程序中调用子程序指令。4)4)组成组成:子程序名字符子程序名字符Q Q后带两位数字后带两位数字,如如Q01,Q21,Q01,Q21,因此子程序在一因此子程序在一 个程序最多只个程序最多只100100个。个。子程序调用字符子程序调用字符 后带四位数字。其中后带四位数字。其中,前两前两 位数字被调用位数字被调用和子程序名后两位数字为调用次数。和子程序名后两位数字为调用次数。L 01 08调用8次调用01号程 序调用子程序地址符3)3)程序段标号程序段标号,程序段结束字符以及变量等。程序段结束字符以及变量等。N*(LF),R0R9N*(LF),R0R9等等 。6/26/202430数控技术第三节 程序编制的代码及格式 子程序标号和调用指令 L 6/26/202431第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 .数控加工程序的结构数控加工程序的结构 程序的组成程序的组成:对刀点选为对刀点选为,刀具半刀具半(D01)=5mm(D01)=5mm 程序名程序名:O2000:O2000 程 序 段N01 G91 G17 G00 G42 D01 X85 Y-25*N02 Z-15 S400 M03 M08*N03 G01 X85 F300*N04 G03 Y50 I25*N05 G01 X-75*N06 Y-60*N07 G00 Z15 M05 M09*N08 G40 X75 Y35 M02*6/26/202431数控技术第三节 程序编制的代码及格式.数控加工程序的结构 程6/26/202432第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 上面是一个完整的零件加工程序上面是一个完整的零件加工程序,它主要由程序名和若干它主要由程序名和若干程序段组成。程序段组成。程序名程序名程序名程序名是该加工程序的标识是该加工程序的标识;程序段程序段程序段程序段是一个完整的加工工步单元是一个完整的加工工步单元,它以它以N(N(程序段号程序段号)指令指令开头开头,或或LFLF指令结尾指令结尾;M02(M30)M02(M30)作为整个程序结束的指令作为整个程序结束的指令,有些数控系统可能还有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号规定了一个特定的程序开头和结束的符号,如如%、EMEM等。等。6/26/202432数控技术第三节 程序编制的代码及格式 上面是一个完整的零件加工程序6/26/202433第二章数控编程基础由上面的程序可知由上面的程序可知:加工程序加工程序加工程序加工程序由程序名和若干程序段有序组成的指令集。由程序名和若干程序段有序组成的指令集。程序程序程序程序是由若干程序段组成是由若干程序段组成程序段程序段程序段程序段是由干指令字组成。是由干指令字组成。指令字指令字指令字指令字是由文字是由文字(地址符地址符)或与其后所带的数字一起组成。或与其后所带的数字一起组成。一一个个程程序序的的最最大大长长度度取取决决于于数数控控系系统统中中零零件件存存贮贮区区的的容容量量 或或外外存存的的容容量量。另另外外,有有些些数数控控系系统统还还规规定定了了一一个个程程序序段段的的字字符符数数,如如7M7M系系统统规规定定字字符符数数9090个个。因因此此,这这些些在在编编程程前前必必须了解清楚须了解清楚,否则数控系统便会认为你的程序有语法错误否则数控系统便会认为你的程序有语法错误 第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 6/26/202433数控技术由上面的程序可知:第三节 程序编制的代码及格式 8/11/6/26/202434第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 .程序段的格式程序段的格式程序段的格式程序段的格式 程序段的格式程序段的格式程序段的格式程序段的格式,是指一个程序段中指令字的排列顺序和是指一个程序段中指令字的排列顺序和书写规则书写规则,不同的数控系统往往有不同的程序段格式不同的数控系统往往有不同的程序段格式,格式格式不符合规定不符合规定,数控系统就不能接受。数控系统就不能接受。目前广泛采用的是目前广泛采用的是,地址符可变程序段格式地址符可变程序段格式(或者称字或者称字地址程序段格式地址程序段格式),),这种格式的特点是这种格式的特点是:qq.程序段中的每个指令字均以字母程序段中的每个指令字均以字母(地址符地址符)开始开始,其后再其后再跟数字或无符号的数字。跟数字或无符号的数字。qq.指令字在程序段中的顺序没有严格的规定指令字在程序段中的顺序没有严格的规定,即可以任意即可以任意顺序的书写顺序的书写 。qq.不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。不写。因此因此,这种格式具有程序简单、可读性强这种格式具有程序简单、可读性强,易于检查等易于检查等优点。优点。6/26/202434数控技术第三节 程序编制的代码及格式 .程序段的格式8/16/26/202435第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 主程序和子程序主程序和子程序 有时被加工零件上有时被加工零件上,有多个形状和尺寸都相同的部位有多个形状和尺寸都相同的部位,若按通常的方法编程若按通常的方法编程,则有一定量的连续程序段在几处则有一定量的连续程序段在几处完全重复的出现完全重复的出现,则可以将这些重复的程序串则可以将这些重复的程序串,单独地担单独地担出来按一定格式做成出来按一定格式做成子程序子程序子程序子程序,程序中子程序以处的部分便程序中子程序以处的部分便称称为主程序为主程序为主程序为主程序。子程序可以被多次重复调用。而且有些数控系统中子程序可以被多次重复调用。而且有些数控系统中可以进行子程序的可以进行子程序的“多层嵌套多层嵌套”,”,子程序可以调用其它子子程序可以调用其它子程序程序,从而可以大大地简化编程工作从而可以大大地简化编程工作,缩短程序长度缩短程序长度,节约节约程序存贮器的容量。程序存贮器的容量。6/26/202435数控技术第三节 程序编制的代码及格式 主程序和子程序8/11/26/26/202436第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 在上图中的钢板上要铣出在上图中的钢板上要铣出1010个几何形状完全相同的台阶个几何形状完全相同的台阶,若若采用子程序的方法编程如下采用子程序的方法编程如下:N01 G91 G00 G41 D01 X50 Y60 S01 M03 M08 *N01 G91 G00 G41 D01 X50 Y60 S01 M03 M08 *N02 L0110 *N02 L0110 *N03 M02 *N03 M02 *Q01Q01N01 G00 Z-25 *N01 G00 Z-25 *N02 G01 Y60 F100 N02 G01 Y60 F100 N03 X75 *N03 X75 *N04 G02 Y-50 J-25 *N04 G02 Y-50 J-25 *N05 G01 X-80 *N05 G01 X-80 *N06 G00 Z25 *N06 G00 Z25 *N07 X165 Y-10 *N07 X165 Y-10 *N08 M17 *N08 M17 *6/26/202436数控技术第三节 程序编制的代码及格式 在上图中的钢板上要铣出10个6/26/202437第二章数控编程基础第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 由上面的程序可知由上面的程序可知,子程序是子程序名子程序是子程序名(Q01)(Q01)开始开始,以以M17M17指令结束指令结束,并返回主程序并返回主程序,其余部分的编写与其余部分的编写与主程序完全相同。由于采用子程序主程序完全相同。由于采用子程序,使编程大大地使编程大大地简化了简化了,因此因此,在我们的编程中要学会善于运用子在我们的编程中要学会善于运用子程序来简化编程工作。程序来简化编程工作。6/26/202437数控技术第三节 程序编制的代码及格式 由上面的程序可知,子程序是子6/26/202438第二章数控编程基础 根根据据零零件件图图样样,按按照照已已确确定定的的加加工工路路线线和和允允许许的的编编程程误误差差,计计算算出出编编程程时时所所需需要要的的有有关关各各点点的的坐坐标标值值,称称为为数数值值计计算算。手手工工编编程程时时,在在完完成成工工艺艺分分析析和和确确定定进进给给路路线线以以后后,数数值值计计算算就就成成为为程程序序编编制制中中一一个个关关键键性性的的环环节节。作作为为一一名名编编程程人人员员,应应做做到到对对于于一一些些由由圆圆弧弧、直直线线组组成成的的平平面面零零件件,能能够够通通过过数数学学方方法法(如如三三角角几几何何、解解析析几几何何等等)手手工工计计算算出出有有关关各各点点的的坐坐标标值值;对对于于复复杂杂零零件件能能借借助助于于计计算算机机完完成成数数值计算或直接采用计算机自动编程。值计算或直接采用计算机自动编程。第四节第四节 数控程序编制过程中的数值计数控程序编制过程中的数值计算算 6/26/202438数控技术 根据零件图样,按照已确定的加工路线和允许的编6/26/202439第二章数控编程基础第四节第四节 数控程序编制过程中的数值计算数控程序编制过程中的数值计算 一、基点坐标计算一、基点坐标计算 构成零件轮廓的不同几何素线的交点和切点称为基点。如直线和直线的交点、直线和圆弧的交点或切点、圆弧和圆弧的交点或切点等。数控机床一般只有平面直线和圆弧插补功能,因此,对于由直线和圆弧组成的平面轮廓,编程时数值计算的主要任务是求各基点的坐标。现以图所示的零件为例,说明平面轮廓中只有直线和圆弧两种几何元素的数值计算方法。图示零件轮廓由四段直线和一段圆弧组成,其中的A、B、C、D、E 即为基点,它们的坐标值从图样尺寸可以很容易找出。C点是过B点的直线与中心为、半径为30mm的圆弧的切点。这个尺寸,图样上并未标注,所以要用解联立方程的方法,来找出切点C的坐标。6/26/202439数控技术第四节 数控程序编制过程中的数值计算 一、基点坐标计算 6/26/202440第二章数控编程基础第四节第四节 数控程序编制过程中的数值计算数控程序编制过程中的数值计算 二、节点坐标计算二、节点坐标计算当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时,在加工程序的编制时,常常需要用多个直线段或圆弧段去近似代替非圆曲线,这个过程称为拟合(逼近)处理。拟合线段的交点或切点称为节点。图中的G点为圆弧拟合非圆曲线的节点,图中的A、B、C、D点均为直线逼近非圆曲线时的节点。6/26/202440数控技术第四节 数控程序编制过程中的数值计算 二、节点坐标计算当采6/26/202441第二章数控编程基础第四节第四节 数控程序编制过程中的数值计算数控程序编制过程中的数值计算 二、节点坐标计算二、节点坐标计算节点的计算方法 节点计算的难度和工作量都较大,故宜通过计算机来完成;必要时,也可由人工计算完成,但这对编程者的数学处理能力要求较高。而且拟合结束后,还必须通过相应的计算,对每条拟合段的拟合误差进行分析、检验。常用的逼近计算方法有常用的逼近计算方法有:等间距直线插补法等插补段直线逼近法等误差直线逼近法圆弧逼近法6/26/202441数控技术第四节 数控程序编制过程中的数值计算 二、节点坐标计算节点6/26/202442第二章数控编程基础第四节第四节 数控程序编制过程中的数值计算数控程序编制过程中的数值计算 三、辅助计算三、辅助计算1无刀具半径补偿功能的数值计算 2增量坐标值的计算在铣削加工中,是用刀具中心作为刀位点进行编程;在车削加工中,是用车刀的假想刀尖点作为刀位点,也可用刀尖圆弧半径的圆心作为刀位点进行编程。在数值计算过程中,通常先在零件图样上设定编程坐标原点,然后按绝对坐标值计算出运动段的起点坐标及终点坐标。但在编程过程中,坐标尺寸不一定全部按绝对坐标值给出,也可以以增量方式表示,这时就要进行数值换算,其换算公式为:增量坐标值=终点坐标值-起点坐标值6/26/202442数控技术第四节 数控程序编制过程中的数值计算 三、辅助计算1无刀6/26/202443第二章数控编程基础第四节第四节 数控程序编制过程中的数值计算数控程序编制过程中的数值计算 三、辅助计算三、辅助计算3按进给路线进行一些辅助计算 在平面轮廓加工中,常要求刀具切向切入和切向切出。例如铣削图1所示内圆弧时,最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线,以便提高内孔表面的加工精度,这时过渡圆弧的坐标值也要进行计算。对边界敞开的零件,常要求从边界外进刀和退刀。例如图2所示,在最后单独加工中间R10圆弧时,刀具不应该从A点到B点进行加工,而应该从C点到D点进行加工。这时,应该计算C、D点的坐标,而不需要计算A、B点的坐标值。6/26/202443数控技术第四节 数控程序编制过程中的数值计算 三、辅助计算3按进6/26/202444第二章数控编程基础表表2.1 2.1 数控系数控系统指令字符一指令字符一览表表机 能地 址意 义零件程序号或O或P程序编号：l4294967295程序段号N程序段编号：N04294967295准备机能G指令动作方式(直线、圆弧等)G00-99尺寸字X，Y，ZA，B，CU，V，W坐标轴的移动命令99999999R圆弧的半径，固定循环的参数I，J，K圆心相对于起点的坐标，固定循环的参数进给速度F进给速度的指定 F024000主轴机能S主轴旋转速度的指定 S09999刀具机能T刀具编号的指定 T099辅助机能M机床侧开关控制的指定 M099补偿号H，D刀具补偿号的指定 0099暂停P，X暂停时间的指定 秒程序号的指定P子程序号的指定P14294967295重复次数L子程序的重复次数，固定循环的重复次数参数P，Q，R,U,W,I,K,C,A固定循环的参数倒角控制C，R6/26/202444数控技术表2.1 数控系统指令字符一览表机 能地 址意 义