数控加工编程基础知识

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二章,数控加,工,工编程,基,基础,第一节,概,概,述,述,第二节,编,编,程,程的基,础,础知识,第三节,常,常,用,用准备,功,功能指,令,令的编,程,程方法,第四节,数,数,控,控编程,的,的工艺,处,处理,第五节,程,程,序,序编制,中,中的数,值,值计算,第一节,概,概,述,述,一、数,控,控编程,的,的基本,概,概念,普通机,床,床加工,：,：,由工,艺,艺员制,定,定要加,工,工零件,的,的工艺,文,文件（,包,包括：,机,机床、,刀,刀具的,选,选择，,装,装夹的,方,方法，,加,加工顺,序,序和尺,寸,寸，切,削,削参数,等,等）；,操作,员,员按工,艺,艺文件,加,加工。,数控机,床,床加工,：,：,是在数,控,控机床,上,上进行,零,零件加,工,工的一,种,种工艺,方,方法。,分,析,零,件,图,纸,工,艺,处,理,数,学,处,理,编,写,程,序,单,制,作,程,序,介,质,程首,序件,检试,验切,数,控,机,床,数控机床程序编写步骤,数控编,程,程,：,将从零,件,件图样,到,到程序,检,检验前,的,的全部,过,过程称,为,为数控,加,加工的,程,程序编,制,制，简,称,称数控,编,编程。,二、程,序,序编制,的,的内容,和,和步骤,分析零件图纸和工艺要求,数值计算,编写加工程序单,制作控制介质,输入程序信息,满足加工要求,否,是,加工零件,1、,图,图纸,工,工艺分,析,析,包括：,确定加,工,工方案,选择适,合,合的数,控,控机床,设计夹,具,具,选择刀,具,具,确定合,理,理的走,刀,刀路线,选择合,理,理的切,削,削用量。,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,零件图纸,错误,修改,2、数,值,值计算,按已确,定,定的加,工,工路线,和,和允许,的,的零件,加,加工误,差,差，计,算,算出所,需,需的输,入,入数控,装,装置的,数,数据。,即,即获取,刀,刀位数,据,据（主,要,要进行基点和,节,节点的计算,）,）,数值计算,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,基点,：,几何元,素,素间的,连,连接点,称,称为基,点,点。如,：,：两直,线,线段的,交,交点、,直,直线与,圆,圆弧的,的,的交点,或,或切点;,节点,：,用来逼,近,近的直,线,线或圆,弧,弧小段,与,与轮廓,曲,曲线的,交,交点或,切,切点,3、编,写,写零件,加,加工程,序,序单,根据数,控,控系统,规,规定的,功,功能指,令,令代码,及,及程序,段,段格式,，,，逐段,编,编写加,工,工程序,单,单。,数值计算,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,4、制,备,备控制,介,介质,把编制,好,好的程,序,序单上,的,的内容,记,记录在,控,控制介,质,质上作,为,为数控,装,装置的,输,输入信,息,息。,零件图,纸,纸,数值计算,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,错误,修改,5、程序检,验,验和首件试,切,切,程序校验的,作,作用：,检查机床运,动,动轨迹与动,作,作的正确性,。,。,首件试切的,作,作用：,检验零件分,析,析、数学处,理,理、程序编,写,写及介质制,作,作中存在的,错,错误并及时,解,解决。,数值计算,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,三、程序编,制,制的方法,手工编程,自动编程,手工编程,用人工完成,程,程序编制的,全,全部工作（,包,包括通过计,算,算机辅助进,行,行数值计算,）,）称为手工,编,编程。,自动编程,编程人员只,要,要根据零件,图,图纸的要求,，,，按照某个,自,自动编程系,统,统的规定，,将,将零件的加,工,工信息用较,简,简便的方式,送,送入计算机,，,，由计算机,自,自动进行程,序,序的编制，,编,编程系统能,自,自动打印出,程,程序单和制,备,备控制介质,。,。,手工编程适用于：几,何,何形状不太,复,复杂的零件,。,。,自动编程适用于：,形状复杂的,零,零件，,虽不复杂但,编,编程工作量,很,很大的零件,（,（如有数千,个,个孔的零件,）,）,虽不复杂但,计,计算工作量,大,大的零件（,如,如轮廓加工,时,时，非圆曲,线,线的计算）,据国外统计,：,：,用手工编程,时,时，一个零,件,件的编程时,间,间与机床实,际,际加工时间,之,之比，平均,约,约为 30,：,：1。,数控机床不,能,能开动的原,因,因中，有2030%,是,是由于加工,程,程序不能及,时,时编制出造,成,成的.,第二,节,节,编,编程,的,的基,础,础知,识,识,一、,零,零件,加,加工,的,的程,序,序结,构,构,%,0600,N100G92X0Y0Z0；,N102S3000M03；,N104G00X10Y10Z10；,N106X20Y20,；,；,N108M30；,1,程,程序,的,的构,成,成,完整,程,程序,由,由若,干,干程,序,序段,组,组成,，,，每,个,个程,序,序段,由,由若,干,干指,令,令组,成,成，,每,每个,指,指令,又,又由,字,字母,、,、数,字,字和,符,符号,组,组成,。,。即,：,：,程序,结,结构：,程序,号,号,若,若干,程,程序,段,段,程,程序,结,结束,指,指令,。,。,（xxx,xx,xx,02或,30）,例：,%0600,（,（,程,程序,号,号或,程,程序,名,名）,N100G92X0Y0Z0,；,；,程,程,序,序,段,段,N102S3000M03,；,；,N104G00X10Y10Z10,；,；,N106X20Y20；,N108M02；,程序开始,指令字,（地址码+数字与符号）,程序结束,程序段结束,程序段开始,2,程,程序段,格,格式,程序段,格,格式是,指,指一个,程,程序段,中,中字的,排,排列顺,序,序和表,达,达方式,。,。,不同的,数,数控系,统,统往往,有,有不同,的,的程序,段,段格式,。,。,字地址,程,程序段,格,格式,；,；,：程序,段,段序号,；,；,：准备,功,功能字,；,；,、Y,、,、Z、：尺寸,字,字,：进给,速,速度,：主轴,速,速度,：指定,刀,刀具,：辅助,功,功能字,；,；,；：程序,结,结束,例如：,N001G91X10.01Y2F134M02；,特点:,程序段,中,中的每,个,个指令,字,字均以,字,字母（,地,地址符,）,）开始,，,，其后,再,再跟数,字,字或无,符,符号的,数,数字。,指令字,在,在程序,段,段中的,顺,顺序没,有,有严格,的,的规定,，,，即可,以,以任意,顺,顺序的,书,书写,。,。,不需要,的,的指令,字,字或者,与,与上段,相,相同的,续,续效代,码,码可以,省,省略不,写,写。,因此，,这,这种格,式,式具有,程,程序简,单,单、可,读,读性强,，,，易于,检,检查等,优,优点。,3、主程序,和,和子程序,二、数控机,床,床的坐标系,统,统,1、数控机,床,床坐标轴和,运,运动方向的,规,规定,ISO和中,国,国标准规定,：,：,数控机床的,每,每个进给轴(直线进给,、,、圆进给),定,定义为坐,标,标系中的一,个,个坐标轴。,数控机床坐,标,标系统标准,：,：右手笛卡,儿,儿坐标系统,；,；,（1）右手,笛,笛卡尔坐标,系,系,直线进给的,基,基本坐标系,：,：X、Y、Z,+X,回转座标：,围绕、,、,、轴旋转,的,的圆周进给,坐,坐标轴分别,用,用、,表示，,坐标轴相,互,互关系由,右,右,手螺旋法,则,则而定。,附加坐标,轴,轴：,平行于基,本,本坐标系,中,中坐标轴,的,的进给轴,，,，用U、V、W表,示,示。,（）,机,机床坐标,轴,轴及正方,向,向的规定,方,方法,标准统一,规,规定，以,增,增大工件,与,与刀具之,间,间距离的,方,方向（即,增,增大工件,尺,尺寸的方,向,向）为坐,标,标轴的正,向,向。,坐标轴正,方,方向，是,假,假定,工件不动,，刀具相,对,对于工件,作,作进给运,动,动的方向,。,。,由传递切,削,削力的主,轴,轴所规定,。,。,车床：,1）Z轴,Z,铣床：,若没有主,轴,轴(牛头,刨,刨床)或,者,者有多个,主,主轴，则,选,选择垂直,于,于工件装,夹,夹面的方,向,向为Z坐,标,标。,若主轴能,摆,摆动：,在摆动的,范,范围内只,与,与标准坐,标,标系中的,某,某一坐标,平,平行时，,则,则这个坐,标,标便是Z,坐,坐标；,若在摆动,的,的范围内,与,与多个坐,标,标平行，,则,则取垂直,于,于工件装,夹,夹面的方,向,向为Z坐,标,标。,2）,X轴一般,是,是水平的,，,，且与工,件,件装夹面,平,平行。,在工件旋,转,转的机体,上,上（如车,床,床），,运,运动方向,是,是径向的,，,，与横向,导,导轨平行,。,。刀具离,开,开工件旋,转,转中心的,方,方向是十,方面；,Z,X,在,刀,刀,具,具,旋,旋,转,转,的,的,机,机,床,床,上,上,，,，,若,若Z,坐,坐,标,标,水,水,平,平,时,时,（,（,如,如,卧,卧,式,式,铣,铣,床,床,）,）,，,，,由,由,主,主,轴,轴,向,向,工,工,件,件,看,看,时,时,，,，,十,十,方,方,向,向,向,向,右,右,；,；,若,若Z,坐,坐,标,标,是,是,垂,垂,直,直,的,的,（,（,如,如,立,立,式,式,铣,铣,床,床,）,）,，,，,由,由,主,主,轴,轴,向,向,立,立,柱,柱,看,看,时,时,，,，+X,的,的,方,方,向,向,向,向,右,右,。,。,立,铣,铣,床,床,：,：,3）,Y轴及正方,向,向按右手笛,卡,卡尔坐标系,统,统决定,。,2、机床坐,标,标系与工件,坐,坐标系,（1） 机,床,床坐标系与,机,机床原点,编程总是基,于,于某一坐标,系,系统的，因,此,此，弄清楚,数,数控机床坐,标,标系和工件,坐,坐标系的概,念,念及相互关,系,系是至关重,要,要的。,机床原点：,机床坐标系,的,的零点。这,个,个原点是在,机,机床调试完,成,成后便确定,了,了，是机床,上,上固有的点,。,。,机床原点的,建,建立：用回,零,零方式建立,。,。,机床原点建,立,立过程实质,上,上是机床坐,标,标系建立过,程,程,机床坐标系,：,：,以机床原点,为,为坐标系原,点,点的坐标系,，,，是机床固,有,有的座标系,，,，它具有唯,一,一性。,机床坐标系,是,是数控机床,中,中所建立的,工,工件坐标系,的,的参考坐标,系,系。,注意：,机床坐标系,一,一般不作为,编,编程坐标系,，,，仅作为工,件,件坐标系的,参,参考坐标系,。,。,（2）工件,坐,坐标系和工,件,件原点,工件原点：,为编程方便,在,在零件、工,装,装夹具上选,定,定的某一点,或,或与之相关,的,的点。该点,也,也可以是对,刀,刀点重合。,工件座标系,：,：,以工件原点,为,为零点建立,的,的一个坐标,系,系，编程时,，,，所有的尺,寸,寸都基于此,坐,坐标系计算,。,。,工件,坐,坐标,系,系是,用,用来,确,确定,工,工件,几,几何,形,形体,上,上各,要,要素,的,的位,置,置而,设,设置,的,的坐,标,标系,，,，工,件,件原,点,点的,位,位置,是,是人,为,为设,定,定的,，,，它,是,是由,编,编程,人,人员,在,在编,制,制程,序,序时,根,根据,工,工件,的,的特,点,点选,定,定的,，,，所,以,以也,称,称,编程,原,原点,。,。,程序,起,起点,：,：,刀具,（,（刀,尖,尖）,在,在加,工,工程,序,序执,行,行时,的,的起,点,点，,又,又称,为,为,程序,原,原点,。,现代,数,数控,机,机床,均,均可,设,设置,多,多个,工,工件,座,座标,系,系，,在,在加,工,工时,通,通过G指,令,令进,行,行换,。,。,数控,车,车床,工,工件,坐,坐标,系,系,数控,铣,铣床,工,工件,坐,坐标,系,系,两轴半联动数控铣床坐标系,数控,铣,铣床,工,工件,原,原点,选,选择,时,时应,该,该注,意,意：,工件,原,原点,应,应选,在,在零,件,件图,的,的尺,寸,寸基,准,准上,；,；,对于,对,对称,零,零件,，,，工,件,件原,点,点应,设,设在,对,对称,中,中心,上,上；,对于,一,一般,零,零件,，,，工,件,件原,点,点设,在,在工,件,件外,轮,轮廓,的,的某,一,一角,上,上，,这,这样,便,便于,坐,坐标,值,值的,计,计算,。,。,对于Z轴,方,方向,的,的原,点,点，,一,一般,设,设在,工,工件,表,表面,，,，并,尽,尽量,选,选在,精,精度,较,较高,的,的工,件,件表,面,面。,3、,绝,绝对,坐,坐标,系,系统,与,与增,量,量坐,标,标系,统,统,绝对,坐,坐标,编,编程,：,：工件,所,所有,点,点的,坐,坐标,值,值基,于,于某,一,一坐,标,标系,（,（机,床,床或,工,工件,）,）,零,零点,计,计量,的,的编,程,程方,式,式。,相对,坐,坐标,编,编程,：,：运动,轨,轨迹,的,的终,点,点坐,标,标值,是,是相,对,对于,起,起点,计,计量,的,的编,程,程方,式,式（,增,增量,坐,坐标,编,编程,）,）。,绝对,坐,坐标,系,系：,增量,（,（或,相,相对,）,）坐,标,标系,：,：,4、,最,最小,设,设定,单,单位,机床,的,的最,小,小设,定,定单,位,位（数控,系,系统,能,能实,现,现的,最,最小,位,位移,量,量）是,机,机床,的,的一,个,个重,要,要技,术,术指,标,标，,又,又称,最,最小,指,指令,增,增量,或,或脉冲,当,当量。,在编,程,程时,，,，所,有,有编,程,程尺,寸,寸都,应,应转,换,换成,与,与最,小,小设,定,定单,位,位相,应,应的,数,数量,。,。,三、,穿,穿,孔,孔带,及,及代,码,码,代码,：,：是,文,文字,、,、数,字,字、,符,符号,以,以及,它,它们,组,组合,的,的总,称,称，,又,又称,指,指令,。,。它,是,是程,序,序的,最,最小,单,单元,。,。,经过,多,多年,的,的发,展,展，,程,程序,用,用代,码,码已,标,标准,化,化，,现,现在,有,有ISO,和,和EIA,两,两种,。,。,穿孔,带,带：,1、EIA代,码,码,美国,电,电子,工,工业,协,协会,制,制定,。,。用6位,二,二进,制,制数,表,表示,（,（2,6,=64）,，,，不,包,包括,奇,奇校,验,验位,，,，每,行,行有,奇,奇数,个,个孔,，,，第5位,补,补奇,列,列。,有孔,表,表示,二,二进,制,制数,“,“1,”,”，,无,无孔,表,表示,二,二进,制,制数,“,“0,”,”。,2、ISO代,码,码,国际,标,标准,化,化协,会,会制,定,定。,用,用7,位,位二,进,进制,数,数表,示,示（2,7,=128,）,），每行,为,为偶数个,孔,孔，第8,位,位为补偶,列,列。,四、功能,代,代码简介,1、准备,功,功能指令,（,（G）及,编,编程方法,准备功能,指,指令又称,为,为G指令,、,、G代码,、,、G功能,。,。,G指令的,作,作用：主要是指定数控,机,机床的运,动,动方式，为数控系,统,统的插补,算,算作好准,备,备。,G指令的,组,组成：G后跟2,位,位数字组,成,成。,即： G00G99,G代码的,分,分类,1）按执,行,行的功能,分,分：,每组代码,执,执行相似,的,的功能；,同组代码,的,的特点：,同一程序,段,段中，同,一,一组的指,令,令不能出,现,现两次；,如：N001G00G01X12Y20Z30;,N001G00G91G17G40X12Y20Z30,2）按执,行,行的能力,的,的延续性,分,分,模态代码,非模态代,码,码,模态代码,的,的特点：,一旦模态,代,代码使用,，,，其功能,便,便一直保,持,持到下一,个,个同组的,指,指令出现,。,。,.,N014G00 X5Y10Z23；,N015X0Y0 ；,N016G01X40,；,；,仍执行G00功能,不能省略,非模态指,令,令特点：只在一个,程,程序段中,有,有效。,例：,.,N021G45G00X20 Y20;,N022G45G01Y30;,N023G45X35;,.,除00组,外,外的代码,都,都为模态,代,代码,2、辅助,功,功能指令,（,（M）及,其,其应用,00,程,程序停止主轴停转,、,、进给停,止,止、冷却,液,液关断、,程,程序停止,；,；,01,计,计划停止类似于00，与,“,“任选停,止,止”按钮,配,配合使用,；,；,02,程,程序结束程序全部,结,结束，机,体,体复位,30,纸,纸带结束,03,主轴顺,转,转,04,主轴逆,转,转,05,主,主轴停止,06换刀,07,号冷却,液,液开，雾,状,状冷却液,开,开；,08,号冷却,液,液开，液,状,状冷却液,开,开；,09,冷,冷却液关,10,夹紧,11,松,松开,13,主,主轴顺转,、,、冷却液,开,开；,14,主,主轴逆转,，,，冷却液,开,开;,3、F、S、T,指,指令,（1）F,指,指令,作用：,指定刀具,的,的进给速,度,度。是模,态,态代码。,格式：,如：F200 表,示,示进给速,度,度为：,200mm/min,(合成速,度,度),（2）S,指,指令为主,轴,轴速度指,令,令,是模态代,码,码，指定,主,主轴转速,，,，表示方,法,法同F指,令,令。,格式：S,后,后跟的数,字,字即表示,主,主轴转速,的,的大小，,单,单位,rpm,。,如：S1000表,示,示主轴转,速,速1000,rpm,（3）T,指,指令为刀,具,具号指令,指定刀具,号,号，T后,跟,跟2位数,字,字，以代,表,表刀具的,编,编号。,必须在有,自,自动换刀,功,功能的机,床,床上用才,有,有效。,如：T01 T99,（,（01为刀具,编,编号）,第三节,常,常用,准,准备功能,指,指令的编,程,程方法,一、与坐,标,标系有关,的,的指令,1、绝对,坐,坐标与增,量,量坐标指,令,令-G90,、,、G91,90,按,按绝对坐,标,标程编；,91,按,按增量坐,标,标程编；,模态代码,注意：,这两个指,令,令是同组,模,模态指令,，,，也就是,说,说在同一,程,程序段中,只,只允许用,其,其中之一,，,，而不能,同,同时使用,。,。在缺省,的,的情况下,（,（即无G90又无G91）,默认是,在,在G90,状,状态下。,例：下图,表,表示AB,和,和BC两,个,个直线插,补,补程序段,的,的运动方,向,向及坐标,值,值，AB,已,已加工完,毕,毕，要加,工,工BC段,，,，刀具在B点,绝对坐标,方,方式：G90G01X30 Y40；,增量坐标,方,方式：G91G01X-50Y-30；,如：加工BC段直,线,线,或G01U-50 V-30；,G91 G01 X-50 Y-30；,2、坐标,系,系设定指,令,令-G92,作用：,以工件原,点,点为准，,确,确定刀具,刀,刀位点的,坐,坐标值。,注意：,刀具不移,动,动。,数控车床,的,的工件坐,标,标系设定,设,=320,=200,坐标系设,定,定程序为,：,：G92X320Z200;,注意：,车削编程,中,中，X尺,寸,寸字中的,数,数值一般,用,用坐标值,的,的2倍，,即,即用刀尖相对,于,于回转中,心,心的直径,值,值编程。,例：,G92X30Y30Z25,X,Y,Z,对刀点(刀 位,点,点）,工件坐标,系,系零 点,30.0,30.0,25.0,G92,要求,坐标值必须,齐,齐全；,只能使用绝,对,对坐标值；,在一个零件,的,的全部加工,程,程序中，可,重,重复多次使,用,用G92。,3、17,、,、18、,19坐,标,标平面选择,为模态指令,缺省值为G17,G19,Y,Z,X,G17,G,18,二、运动控,制,制指令,1、,00快,速,速点定位,作用：快速,定,定位，不进,行,行切削，无,运,运动轨迹要,求,求。,格式：G00 X_Y_Z_;,注意：,G00指令,中,中不需要指,定,定速度。即F指令无效,。,。,G00的运,动,动轨迹不一,定,定是直线，,若,若不注意则,容,容易干涉,。,2、01,格式：G01 X,a,Y,b,Z,c,F,f,作用：指令多坐标,（,（2、3坐,标,标）以联动,的,的方式，按,程,程序段中规,定,定的合成进,给,给速度,f,，使刀具相,对,对于工件按,直,直线方式，,由,由当前位置,移,移动到程序,段,段中规定的,位,位置（a、b、c）。当前位,置,置是直线的,起,起点，为已,知,知点，而程,序,序段中指定,的,的坐标值即,为,为终点坐标,。,。,模态指令,例1,铣,铣削加工如,图,图所示轮廓,，,，P点为起,刀,刀点，刀具,由,由P点快,速,速移至A点,，,，然后沿A-B-O-A方向铣削,，,，再快速返,回,回P点，试,用,用增量方式,编,编写该程序,。,。,%050,N0010G92X28Y20,；,；,N0020G91G00X-12S600T01M03；,N0030G01X-24Y-12F100,；,；,N0040X8 Y-8；,N0050X16 Y20；,N0060G00 X12M02；,P,A,B,O,8 6 12,8 12,y,x,3、02、03圆弧,插,插补,使机床在指,定,定平面内执,行,行圆弧运行,，,，切削出圆,弧,弧轮廓。,02顺,时,时针圆弧插,补,补,03逆,时,时针圆弧插,补,补,顺、逆方向,判,判别规则：,沿垂直于圆,弧,弧所在平面,的,的坐标轴的,负,负方向观察,，,，来判别圆,弧,弧的顺、逆,时,时针方向。,格式：,符号说明：,X、Y,表,表示圆弧的,终,终点坐标（,绝,绝对坐标系,下,下）或圆弧,终,终点相对于,起,起点的距离,（,（相对坐标,系,系下）；,符号说明：,I、J,表,表示圆弧中,心,心相对于圆,弧,弧的起点在X、Y方向,的,的坐标增量,；,；,X,Y,I,J,起点,圆心,终点,符号说明：,R-,圆,圆弧半径,R表示法：,用,用半径R带,有,有符号的数,值,值来表示：,规定：,AB,180,：R 0 R100,BA,180,：R 0 R-100,AB,AB,A,B,R100,注意：,不可用半径R表示,封闭圆,。,G00,G01,G02,G03,是,是同组续效,指,指令，缺省,值,值G01。,本段终点若,与,与上一段终,点,点位置相同,，,，即起点与,终,终点最终没,有,有相对位移,，,，则可省略,不,不写。,例2,：,：,以,以,逆,逆,时,时,针,针,方,方,向,向,加,加,工,工,一,一,半,半,径,径,为,为20,mm,的,封,封,闭,闭,圆,圆,，,，,刀,刀,具,具,起,起,点,点,在,在O,点,点,。,。,x,y,A,O,R20,（1,）,）,绝,绝,对,对,坐,坐,标,标,编,编,程,程,N100G92X0Y0,；,；,N102G90G17G00X20Y0,；,；,N104G03I-20F100,；,；,N106G00X0Y0M02,；,；,（2,）,）,相,相,对,对,坐,坐,标,标,编,编,程,程,N100G92X0Y0,；,；,N102G91G17G00X20,；,；,N104G03I-20F100,；,；,N106G00X-20M02,；,；,x,y,A,O,R20,A,B,C,D,R18,R25,R20,43,68,x,y,圆弧编程,例3,：,：,以,以,增,增,量,量,方,方,式,式,编,编,写,写,如,如,图,图,所,所,示,示,零,零,件,件,加,加,工,工,程,程,序,序,，,，,刀,刀,具,具,起,起,点,点,位,位,于,于,坐,坐,标,标,原,原,点,点,上,上,，,，,要,要,求,求,采,采,用,用,圆,圆,心,心,表,表,示,示,方,方,法,法,和,和,半,半,径,径,表,表,示,示,方,方,法,法,两,两,种,种,形,形,式,式,编,编,程,程,。,。,圆,心,心,方,方,式,式,编,编,程,程,N100G92X0Y0,；,；,N101G91G00G17X0Y18,；,；,N102G02X18Y-18I0J-18F100;,N104G03X50Y0I25J0,；,；,N106G02X20Y20I0J20,；,；,N108M02,；,；,A,B,C,D,R18,R25,R20,43,68,x,y,圆弧编程,半径,R18,R25,R-20,相对坐标编,程,程：,N100G92X0Y0；,N101G91G00G17X0Y18,；,；,N102G02X18Y-18I0J-18F100;,N104G03X50Y0I25；,N106G02X20Y20J20；,N108M02；,A,B,C,D,R18,R25,R20,43,68,x,y,圆弧编程,三、刀具补,偿,偿指令,刀具半径补,偿,偿指令,刀具长度补,偿,偿指令（Z,轴,轴）,1、刀具半径补,偿,偿指令40、41、42,（1）41左偏刀,具,具半径补偿,沿刀具运动,方,方向看，刀,具,具位于零件,左,左侧,G41,工件,工具,程序图形,补偿后轨迹,（2）42右偏刀,具,具半径补偿,沿刀具运动,方,方向看，刀,具,具位于零件,右,右侧,G42,工件,工具,程序图形,补偿后轨迹,G41和G42的指令,格,格式可分为,两,两种情况：,其中：D为,补,补偿号，即,存,存放刀补值,的,的存储器地,址,址号。,G00、G01的格式,为,为：,G02和G03的指令,格,格式为：,（3）G40-,补,补偿注销。,格式为：,刀具半径补,偿,偿功能的优,点,点：,1）只需按,零,零件轮廓编,程,程，不需计,算,算刀具中心,运,运动轨道；,G92X,P,Y,P,;,G91G41G00X,PA,Y,PA,D01M03;,G01X,AB,Y,AB,F200;,G42X,CD,Y,CD,;,G41X,DE,Y,DE,X,EA,Y,EA,;,G40X,AP,Y,AP,M02;,2）,刀具磨损或,刀,刀具重磨后,，,，刀具半径,变,变小，只需,改,改动刀具半,径,径补偿值，,而,而不须改程,序,序,3）同一把,刀,刀具进行粗,、,、精加工时,，,，设精加工,余,余量为,，则粗加工,的,的刀具半径,补,补偿值为,r,刀,，精加工的,刀,刀具半径的,补,补偿值为,r,即可。,刀补的步骤,：,：,1）刀补,建,建立,2）刀补,进,进行,3）刀补,撤,撤消,2、刀具,长,长度补偿,指,指令G43、G44、G49,用于刀具,的,的轴向（Z方向）,补,补偿。,G43刀具长,度,度正补偿（在相应,的,的程序段,内,内增加坐,标,标尺寸）,；,；,G44刀具长,度,度负补偿（在相应,的,的程序段,内,内减少坐,标,标尺寸）,。,。,G49-刀具长度,补,补偿注销,补偿格式,：,：,Z值是程,序,序中的指,令,令值，H,为,为补偿代,号,号。,G43时,：,：,Z,实际值,=Z,指令值,+（H,）,G44时,：,：,Z,实际值,=Z,指令值,-（H,）,四、固定,循,循环指令(略),一条指令,可,可以完成,一,一组固定,的,的动作。,可,可使程序,编,编制简短,、,、方便，,提,提高编程,质,质量。,固定循环,指,指令一般,随,随机床的,种,种类、型,号,号、生产,厂,厂家等而,变,变，是不,通,通用的。,实际使用,机,机床时，,还,还要严格,按,按照机床,的,的编程,手,手册来,操,操作！,第四节,数,数控编,程,程的工艺,处,处理,工艺处理,包,包括：,数控加工,的,的合理性,分,分析,零件的工,艺,艺性分析,工艺过程,和,和工艺路,线,线的确定,零件安装,方,方法的确,定,定,选择刀具,和,和确定切,削,削用量等,。,。,一、合理,确,确定零件,的,的加工路,线,线,加工线路:,加工过程,中,中刀具相,对,对于工件,的,的运动轨,迹,迹和运动,方,方向。,确定加工,路,路线的原,则,则：,1、保证,零,零件的加,工,工精度和,表,表面粗糙,度,度的要求;,2、尽,量,量缩短,走,走刀路,线,线，减,少,少空走,刀,刀行程,，,，提高,生,生产率,。,。,3、应,使,使数值,计,计算简,单,单，程,序,序段数,量,量少，,以,以减少,编,编程工,作,作量,车削,或,或铣,削,削：,原则,：,：,尽,尽量,采,采用切向,切,切入/出，不,用,用径,向,向切,入,入/,出,出，,以避,免,免由,于,于切,入,入/,出,出路,线,线的,不,不当,降,降低,零,零件,的,的,表面,加,加工,质,质量,。,。,切向切入,径向切入,空间,曲,曲面,的,的加,工,工,好,差,最好,(c),(b),(a),孔类,加,加工,（,（钻,孔,孔、,镗,镗孔,）,）,原则：在,满,满足精度,要,要求的前,提,提下，尽,可,可能,减少空行,程,程,：,n 个,b,a,二、合理,选,选择对刀,点,点、换刀,点,点,对刀点（,或,或者起刀,点,点）：,在数控加,工,工时，刀,具,具相对于,工,工件运动,的,的起点。,也,也是编程,的,的起点。,对刀点也是程,序,序执行,的,的起点,，,，故又,称,称为“,程,程序原,点,点”。,对刀点可以是,工,工件或,夹,夹具上,的,的点，,或,或者与,它,它们相,关,关的易,于,于测量,的,的点。,对刀点确定之,后,后，机,床,床坐标,系,系与工,件,件坐标,系,系的相,对,对关系,就,就确定,了,了。,刀位点,：指刀具,的,的定位,基,基准点,。,。,镗刀,钻头,立铣刀,端铣刀,面铣刀,指状,铣刀,球头,铣刀,车刀,指使“,刀,刀位点,”,”与“,对,对刀点,”,”重合,的,的操作,。,。,对刀：,对刀点,的,的选择,原,原则是,：,：,选在零,件,件的设,计,计基准,或,或工艺,基,基准上,，,，或与,之,之相关,的,的位置,上,上。,选在对刀方,便,便，便于测,量,量的地方。,选在便于坐,标,标计算的地,方,方,对刀点：,Z,C,R30,R20,R50,刀具运动轨迹,工件轮廓,X,Y,换刀点：,指换刀时刀,架,架位置,应设在工件,或,或夹具的外,部,部,三、合理选,择,择工件的装,夹,夹方法、刀,具,具和切削用,量,量,1、装夹方,法,法的选择,（1）尽量,选,选用标准化,、,、通用化夹,具,具，避免采,用,用专用夹具,。,。,（2）工件,的,的装卸要快,速,速、方便、,可,可靠。,（3）零件,上,上的加工部,位,位要外露敞,开,开，不要因,装,装夹工件而,影,影响刀具进,给,给和切削加,工,工。,2、刀具的,选,选用,对选择刀具,总,总的要求：,安装调整方,便,便、刚性好,、,、精度高、,使,使用寿命长,。,在用立铣刀,切,切削平面零,件,件轮廓时:,铣刀的半径,应,应小于零件,外,外部轮廓的,最,最小曲率半,径,径,R,min,一般,r,刀,=（0.80.9）,R,min,；,零件的加工,高,高度:,H,(1/41/6),r,刀,；,为使刀具有,足,足够的刚性,，,，粗加工内,轮,轮廓时，铣,刀,刀的最大直,径,径为,：,式中,：,：,D,1,轮,轮廓,最,最小,圆,圆角,直,直径,；,；,1,圆,圆周,邻,邻边,夹,夹角,等,等分,线,线上,的,的,精,精加,工,工余,量,量,2,精,精加,工,工余,量,量；,圆,角,角二,邻,邻边,的,的最,小,小夹,角,角,3、,切,切削,用,用量,的,的确,定,定,包括,：,：,切削,深,深度,和,和宽,度,度,主轴,转,转速,进给,速,速度,等,等。,切削,用,用量,的,的选,择,择原,则,则：,（,）,）,零,零件,加,加工,精,精度,和,和粗,糙,糙度,；,；,（,）,）充,分,分发,挥,挥刀,具,具切,削,削性,能,能，,保,保证,合,合理,的,的刀,具,具耐,用,用度,；,；,（,）,）充,分,分发,挥,挥机,床,床性,能,能；,（,）,）最,大,大限,度,度提,高,高生,产,产率,、,、降,低,低成,本,本。,五、,程,程序,编,编制,中,中的,误,误差,数控,机,机床,的,的加工,误,误差，主,要,要由,控制,系,系统,误,误差,；,；,伺服,驱,驱动,系,系统,误,误差,；,；,零件,的,的定,位,位误,差,差；,对刀,误,误差,；,；,刀具,和,和机,床,床系,统,统弹,性,性变,形,形误,差,差；,编程,误,误差,等,等部,分,分所,组,组成,。,。,应尽,可,可能,减,减小编程,误,误差，一,般,般将,它,它取,为,为工,件,件允,差,差的,1/51/10,。,编程,误,误差,p,由三,部,部分,组,组成,即,p,f,(,a,，,b,，,c,),式中:,a,逼,近,近误,差,差：即,采,采用,近,近似,计,计算,方,方法,逼,逼近,零,零件,轮,轮廓,曲,曲线,时,时产,生,生的,误,误差,；,；,b,插,补,补误,差,差：它,表,表示,插,插补,加,加工,出,出的,线,线段(例,如,如直,线,线、,圆,圆弧,等,等),，,，与,理,理论,线,线段,的,的误,差,差，,这,这项,误,误差,与,与数,控,控系,统,统的,插,插补,功,功能,即,即插,补,补算,法,法有,关,关；,c,圆,圆,整,整,误,误,差,差：,因,因,数,数,据,据,处,处,理,理,，,，,小,小,数,数,圆,圆,整,整,而,而,产,产,生,生,的,的,误,误,差,差,。,。,第,五,五,节,节,程,程,序,序,编,编,制,制,中,中,的,的,数,数,值,值,计,计,算,算,一,、,、,概,概,述,述,数,控,控,编,编,程,程,中,中,的,的,数,数,值,值,计,计,算,算,是,是,根,根,据,据,工,工,件,件,的,的,图,图,样,样,要,要,求,求,，,，,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,数,数,控,控,系,系,统,统,所,所,需,需,输,输,入,入,的,的,数,数,据,据,。,。,主,要,要,内,内,容,容,有,有,：,：,1,、,、,基,基,点,点,和,和,节,节,点,点,的,的,计,计,算,算,基,点,点,：几,何,何,元,元,素,素,的,的,连,连,接,接,点,点,；,；,节,点,点,：曲,线,线,分,分,割,割,成,成,若,若,干,干,段,段,直,直,线,线,，,，,相,相,邻,邻,的,的,两,两,直,直,线,线,的,的,交,交,点,点,。,。,2、刀位,点,点轨迹的,计,计算,根据零件,轮,轮廓和刀,具,具类型计,算,算出刀位,点,点的运动,轨,轨迹。,3、辅助,计,计算,辅助计算,包,包括增量,计,计算、脉,冲,冲数计算,、,、辅助程,序,序段的数,值,值计算等,。,。,辅助程序,段,段是指开,始,始加工时,，,，刀具从,对,对刀点到,切,切入点，,或,或加工完,了,了时，刀,具,具从切出,点,点返回对,刀,刀点而特,意,意安排的,程,程序段。,数值计算,的,的复杂程,度,度取决于,零,零件的复,杂,杂程度和,数,数控装置,功,功能的强,弱,弱。,二、直线,和,和圆弧组,成,成的零件,轮,轮廓的基,点,点计算,首先选定,零,零件坐标,系,系的原点,，,，然后列,出,出各直线,和,和圆弧的,数,数学方程,，,，利用初,等,等数学的,方,方法求出,相,相邻几何,元,元素的交,点,点和切点,即,即可。,三、非圆,曲,曲线的节,点,点计算,除直线和,圆,圆弧之外,可,可以用数,学,学方程式,表,表达并且,可,可导的平,面,面轮廓曲,线,线，称为,非,非圆曲线,。,。,等步长（,弦,弦长）直,线,线逼近曲,线,线的方法,步骤：,（1）求,最,最小曲率,半,半径R,min,设曲线方,程,程为,y,=,f,(,x,)，则其,曲,曲率半径,为,为：,（2）确,定,定允许步,长,长,l,最大误差,max,在最大曲,率,率处（最,小,小曲率半,径,径），即,（,（R,mim,处）：,（3）确,定,定曲线b,的,的坐标（,x,b,y,b,),以起点,a,(,x,a,y,a,)为圆心,，,，步长,l,为半径的,圆,圆方程为,：,：(,x,-,x,a,),2,+(,y-y,a,),2,=8,R,min,允,解联立方,程,程，得交,点,点b的坐,标,标值,四、 列,表,表曲线的,数,数学模型,及,及算法,用方程式,拟,拟合列表,曲,曲线必须,满,满足如下,要,要求:,（1）拟,合,合曲线过,各,各型值点;,（2）拟合,曲,曲线在连接,点,点处的一阶,导,导数,二阶,导,导数连续,曲,曲线光滑;,（3）拟合,曲,曲线与列表,给,给出的曲线,凹,凹凸一致.,方法：三次,样,样条、三次,参,参数样条、,样条、圆,弧,弧样条等。,三次参数样,条,条应用最广,泛,泛。,五、自由曲,面,面的数学处,理,理及算法,在数控加工,中,中，粗加工,、,、半精加,工,工常用Ferguson曲面拟合,法,法； 对精,度,度要求较高,的,的曲面，用Coons,曲,曲面法。,Coons,曲,曲面法的数,字,字处理分五,个,个方面：,）确定曲,面,面的参数方,程,程及矢量方,程,程；,） 确定,曲,曲面片的要,素,素；,） 双三,次,次样条曲面,片,片的生成；,） 双,三,三次参数样,条,条的插值；,） 曲,面,面的切割。,六、 组合,曲,曲面的数学,处,处理,组合曲面是,指,指由多种曲,面,面，包括解,析,析曲面及自,由,由曲面相贯,而,而组成的复,杂,杂曲面。,处理组合曲,面,面的方法,最,最高点法。,最高点法主,要,要任务就是,求,求对应于投,影,影面上（,、,、Z）,的,的各曲面元,素,素的正坐标,。,。,第2章作业,2-18,2-19,