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,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,内容提要,本章将讲述数控加工的编程基础,；,数控编程中的数值计算,;,加工程序的手工编制方法和过程；简要介绍自动编程的方法。,第二章 数控机床加工程序编制,第二章 数控机床加工程序编制,第一节 数控编程基础,一、数控编程的概念,从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控编程。,二、手工编程的内容和步骤,(,一,),、手工编程的内容,：,分析零件图样，确定加工工艺过程；确定走刀轨迹，计算刀位数据；编写零件加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试加工。,（二）,手工编程的步骤,分析零件图样,工艺处理,数学处理,编写程序清单,制备控制介质,程序检验,图,2-1,数控编程过程,工艺过程的确定,1,）工艺方案及工艺路线：,a.,应考虑数控机床使用的合理性及经济性，充分发挥数控机床的功能；,b.,尽量缩短加工路线，减少空行程时间和换刀次数，以提高生产率；,c.,尽量使数值计算方便，程序段少，以减少编程工作量；,刀具的切入切出路线,切向切入,径向切入,e.,合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击；,f.,在连续铣削平面内外轮廓时，应安排好刀具的切入、切出路线。尽量沿轮廓曲线的延长线切入、切出，以免交接处出现刀痕。,2,）零件安装与夹具选择,尽量选择通用、组合夹具；,一次安装中把零件的所有加工面都加工出来；,零件的定位基准与设计基准重合，以减少定位误差；,要迅速完成工件的定位和夹紧过程，以减少辅助时间，必要时可以考虑采用专用夹具。,3,）编程原点和编程坐标系,编程坐标系是指在数控编程时，在工件上确定的基准坐标系，其原点也是数控加工的对刀点。要求所选择的编程原点及编程坐标系应使程序编制简单；编程原点应尽量选择在零件的工艺基准或设计基准上，并在加工过程中便于检查的位置；引起的加工误差要小。,4,）刀具和切削用量,应根据工件材料的性能，机床的加工能力，加工工序的类型，切削用量以及其他与加工有关的因素来选择刀具。对刀具总的要求是：安装调整方便，刚性好，精度高，使用寿命长等。,切削用量：主轴转速、进给速度、切削深度,刀位数据计算（数学处理）,基点计算 节点计算,1,）基点坐标换算,2,）刀心轨迹计算,3,）坐标换算,4,）节点坐标计算,程序检验和首件试加工,1,）试运行：,检验程序语法是否有错，加工轨迹是否正确,试运行方法：模拟仿真、空运转,2,）试加工：,工艺及切削参数的合理性，加工精度及加工效率,试加工方法,:,逐段运行、蜡模,三、数控编程的方法,1,手工编程,(,Manual Programming),2,、自动编程（,Automatic Programming,）,自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。,1,）数控语言编程：,最早的是美国,APT,语言，是面向机床的“汇编语言”到面向几何要素和加工方式的高级语言。,2,）图形交互式自动编程：,是利用计算机辅助设计（,CAD,）软件的图形编程功能，将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文件，或者直接调用由,CAD,系统完成的产品设计文件中的零件图形文件，然后再直接调用计算机内相应的数控编程模块，进行刀具轨迹处理，由计算机自动对零件加工轨迹的每一个节点进行运算和数学处理，从而生成刀位文件。之后，再经相应的后置处理,(,postprocessing,),，自动生成数控加工程序，并同时在计算机上动态地显示其刀具的加工轨迹图形。,四、程序的结构与格式,1,程序结构,一个完整的程序由程序号、程序的内容和程序结束三部分组成。例如：,O0001,程序号,N10 G92 X40 Y30,；,N20 G90 G00 X28 T01 S800 M03,；,程序内容,N30 G01 X-8 Y8 F200,；,N40 X0 Y0,；,N50 X28 Y30,；,N60 G00 X40,；,N70 M02,；,程序结束,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,N-,G-,X-,U-,P-,A-,D-,Y-,V-,Q-,B-,E-,Z-,W-,R-,C-,I-J-K-,R-,F-,S-,T-,M-,LF,（或,CR,）,程序段序号,准备功能,坐 标 字,进给功能,主轴功能,刀具功能,辅,助,功,能,结束符号,数 据 字,表,2-1,程序段书写顺序格式,2,程序段格式,程序段格式：,是指一个程序段中字、字符和数据的书写规则。采用,字,-,地址,可变程序段格式。,组成：,程序段号,+,若干个数据字,+,程序段结束字符,地 址 码 意 义,X-Y-Z-,基本直线坐标轴尺寸,U-V-W-,第一组附加直线坐标轴尺寸,P-Q-R-,第二组附加直线坐标轴尺寸,A-B-C-,绕,X,、,Y,、,Z,旋转坐标轴尺寸,I-J-K-,圆弧圆心的坐标尺寸,D-E-,附加旋转坐标轴尺寸,R-,圆弧半径值,准备功能,G,指令,是使数控机床作某种动作的指令，用地址,G,和两位后面的数字组成，从,G00G99,共,100,种。,坐标字,由坐标地址符（如,X,、,Y,）、,+,、,-,符号及数字组成，且按一定的顺序进行排列。,进给功能,F,用来指定各运动坐标轴及其任意组合的进给量或螺纹导程。该指令是续效代码，有两种表示方法：,1,）代码法：,F,后跟两位数字。,2,）直接指定法：,即,F,后面跟的数字就是进给速度的大小。单位为“,mm/min”,或“,mm/r”,。直接指定方法较为直观，因此现在大多数机床均采用直接指定方法。,主轴转速功能,S,用来指定主轴的转速，由地址码,S,和在其后的若干位数字组成。,1,）恒转速（单位,r/min,）,2,）表面恒线速（单位,m/min,），要用,G96,或,G97,指令配合,S,代码,刀具功能字,T,主要用来选择刀具，也可用来选择刀具偏置和补偿，由地址码,T,和若干位数字组成。,若用四位数码指令时，则前两位数字表示刀号，后两位数字表示刀补号，例如,T0102,。,辅助功能字,M,表示一些机床辅助动作及状态的指令，有地址码,M,和后面的两位数字表示，从,M00M99,共,100,种。,五、数控机床坐标轴和运动方向,JB3051,82,数字控制机床坐标和运动方向的命名,的标准，对数控机床的坐标和运动方向作了明文规定。,1,坐标和运动方向命名的原则,永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动。,2,标准坐标系,（机床坐标系）,的规定,右手直角迪卡儿坐标系,如图所示。大拇指的方向为,X,轴的正方向，食指为,Y,轴的正方向。,3,运动方向的确定,（,1,）正方向：,是增大工件和刀具之间的距离的方向。,（,2,）移动坐标方向的确定：,1,）,Z,坐标,：,由传递切削力的主轴所决定，与主轴轴线平行的,坐标轴即为,Z,坐标,。,2,）,X,坐标：,规定,X,坐标,为水平方向，且垂直于,Z,轴并平行于工件的装夹面。,3,）,Y,坐标：,Y,坐标轴垂直于,X,、,Z,坐标轴，其运动的正方向根据,X,和,Z,坐标的正方向，按照右手直角迪卡儿坐标系来判断。,卧式车床 立式升降台铣床,卧式升降台铣床 牛头刨床,（,3,）旋转坐标方向的确定：,1,）,.,旋转运动,A,、,B,、,C,：,右手螺旋,2,）,.,主轴旋转运动方向：,主轴的顺,（逆）,时针旋转运动方向（正转,（反转）,），是按照右,（左）,旋螺纹旋入工件的方向。,4,绝对坐标系与增量（相对）坐标系,（,1,）绝对坐标系,刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是以相对于固定的坐标原点,O,给出的，即称为绝对坐标。该坐标系为绝对坐标系。如图,2-8a,所示，,A,、,B,两点的坐标均以固定的坐标原点,O,计算的，其值为：,X,A,=10,，,Y,A,=20,，,X,B,=30,，,Y,B,=50,。,图,2-8,绝对坐标与增量坐标,a,）绝对坐标,b,）增量坐标,（,2,）增量（相对）坐标系,刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是相对于前一位置（起点）来计算的，即称为增量（或相对）坐标，该坐标系称为增量坐标系。,增量坐标系常用,U,、,V,、,W,来表示。如图,2-8,b,，,B,点相对于,A,点的坐标（即增量坐标）为,U=20,，,V=30,。,六数控系统的准备功能和辅助功能,JB3208,83,数控机床穿孔带程序段格式中的准备功能,G,和辅助功能,M,代码,。,1,准备功能,（见,P29,表,2-3,）,准备功能也叫,G,功能或,G,代码。它是使机床或数控系统建立起某种加工方式的指令。,G,代码由地址,G,和后面的两位数字组成，从,G00G99,共,100,种。,G,代码分为模态代码（又称续效代码）和非模态代码。,2,辅助功能,辅助功能也叫,M,功能或,M,代码。它是控制机床开,-,关功能的一种命令。如开、停冷却泵；主轴正、反转；程序结束等。,作,业,P65,2-2,2-4,2-5,
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