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1、本文由 http:/【中文 word 文档库】收集【中文 word 文档库】-专业海量 word 文档免费下载：http:/第一章 数控编程基础第一节 数控编程的内容数控编程是把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转数、进给量、吃刀量等）以及辅助功能（换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等） ，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这一程序单中的内容记录在控制介质上（如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器） ，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。一、数控编程的步骤数控编程
2、的步骤一般如图 1-1 所示。1、分析零件图样和工艺处理这一步骤的内容包括：对零件图样进行分析以明确加工的内容及要求，选择加工方案、确定加工顺序、走刀路线、选择合适的数控机床、设计夹具、选择刀具、确定合理的切削用量等。工艺处理需要注意以下几点：1）工艺方案及工艺路线尽量缩短加工路线，减少空行程时间和换刀次数，以提高生产率；尽量使数值计算方便，程序段少，以减少编程工作量；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。尽量采用切向切入切出，不用径向切入切出，以避免由于切入切/路线的不当降低零件的表面加工质量。如图 1-2 所示。图 1-1 数控编程过程本文由 http:/【中文 w
3、ord 文档库】收集【中文 word 文档库】-专业海量 word 文档免费下载：http:/2）零件安装与夹具选择所示尽量选择通用、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；应特别注意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
4、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。切削用量包括：主轴转速、进给速度、切削深度等。切削深度由机床、刀具、工件的刚度确定，在刚度允许的条件下，粗加工取较大切削深度，以减少走刀次数，提高生产率；精加工取较小切削深度，以获得表面质量。主轴转速由机床允许的切削速度及工件直径选取。进给速度则按零件加工精度、表面粗糙度要求选取，粗加工取较大值，精加工取较小值。最大进给速度受机床刚度及进给系统性能限制。2、数学处理在完成工艺处理的工作以后，下一步需根据零件的几何形状、尺寸、走刀路线及设定的坐标系，
5、计算粗、精加工各运动轨迹，得到刀位数据。当零件图样所标尺寸的坐标系与所编程序的坐标系不一致时，需要进行相应的换算；对于形状比较复杂的非圆曲线（如渐开线、双曲线等）的加工，需要用小直线段或圆弧段逼近，按精度要求计算出其节点坐标值；自由曲线、曲面及组合曲面的数学处理更为复杂，需利用计算机进行辅助设计。3、编写零件加工程序单切向切入切向切入径向切入径向切入如图 1-2 刀具切入切出方式本文由 http:/【中文 word 文档库】收集【中文 word 文档库】-专业海量 word 文档免费下载：http:/在加工顺序、工艺参数以及刀位数据确定后，就可按数控系统的指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工
6、程序单。编程人员应对数控机床的性能、指令功能、代码书写格式等非常熟悉，才能编写出正确的零件加工程序。对于形状复杂（如空间自由曲线、曲面） 、工序很长、计算烦琐的零件采用计算机辅助数控编程。4、输入数控系统程序编写好之后，可通过键盘直接将程序输入数控系统，比较老一些的数控机床需要制作控制介质（穿孔带） ，再将控制介质上的程序输入数控系统。5、程序检验和首件试加工程序送入数控机床后，还需经过试运行和试加工两步检验后，才能进行正式加工。通过试运行，检验程序语法是否有错，加工轨迹是否正确；通过试加工可以检验其加工工艺及有关切削参数指定得是否合理，加工精度能否满足零件图样要求，加工工效如何，以便进一步改
7、进。试运行方法对带有刀具轨迹动态模拟显示功能的数控机床，可进行数控模拟加工，检查刀具轨迹是否正确，如果程序存在语法或计算错误，运行中会自动显示编程出错报警，根据报警号内容，编程员可对相应出错程序段进行检查、修改。对无此功能的数控机床可进行空运转检验。试加工一般采用逐段运行加工的方法进行，即每揿一次自动循环键，系统只执行一段程序，执行完一段停一下，通过一段一段的运行来检查机床的每次动作。不过，这里要提醒注意的是，当执行某些程序段，比如螺纹切削时，如果每一段螺纹切削程序中本身不带退刀功能时，螺纹刀尖在该段程序结束时会停在工件中，因此，应避免由此损坏刀具等。对于较复杂的零件，也先可采用石蜡、塑料或铝
8、等易切削材料进行试切。二、数控编程的方法数控编程一般分为手工编程和自动编程。1手工编程从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、程序输入至程序校验等各步骤均由人工完成，称为手工编程。对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不多，采用手工编程较容易完成，而且经济、及时，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有一定的困难，出错的机率增大，有的甚至无法编出程序，必须采用自动编程的方法编制程序。本文由 http:/【中文 word 文档库】收集【中文 word 文档库】-专业海量 word
9、 文档免费下载：http:/2.自动编程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。它包括数控语言编程和图形交互式编程。语言编程，编程人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工源程序，送入计算机，由计算机自动地进行编译、数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，直至自动穿出数控加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。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
10、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，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。图形交互式自动编程极大地提高了数控编程效率，它使从设计到编程的信息流成为连续，可实现 CAD/CAM 集成，为实现计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（ CAM）一体化建立了必要的桥梁作用。因此，它也习惯地被称为 CAD/CAM 自动编程。第二节 数控编程规则一、程序的结构与格式每种数控系统，根据系统本身的特点及编程的需要，都有一定的程序格式。对于不同的机床，其程序格式也不尽相同。因此，编程人员必须严格按照机床说明
11、书的规定格式进行编程。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；N30 G01 X-8 Y8 F200；N40 X0 Y0； N50 X28 Y30； N60 G00 X40；程序内容本文由 http:/【中文 word 文档库】收集【中文 word 文档库】-专业海量 word 文档免费下载：http:/N70 M02； 程序结束1） 程序号。在程序的开头要有程序号，以便进行程序检索。程序号就是给零件加工程序一个编号，并说明该零件加工程序开始。如 FUN
12、UC 数控系统中，一般采用英文字母 O及其后 4 位十进制数表示（“O” ） ，4 位数中若前面为 0，则可以省略，如“O0101”等效于“O101” 。而其他系统有时也采用符号“%”或 “P”及其后 4 位十进制数表示程序号。2） 程序内容。 程序内容部分是整个程序的核心，它有许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，它表示数控机床要完成的全部动作。3） 程序结束。 程序结束是以程序结束指令 M02、M30 或 M99（子程序结束） ，作为程序结束的符号，用来结束零件加工。2程序段格式零件的加工程序是由许多程序段组成的，每个程序段由程序段号、若干个数据字和程序段结束字符组成，每个数据字
13、是控制系统的具体指令，它是由地址符、特殊文字和数字集合而成，它代表机床的一个位置或一个动作。程序段格式是指一个程序段中字、字符和数据的书写规则。目前国内外广泛采用字-地址可变程序段格式。所谓字-地址可变程序段格式，就是在一个程序段内数据字的数目以及字的长度（位数）都是可以变化的格式。不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写。一般的书写顺序按表 1-1 所示从左往右进行书写，对其中不用的功能应省略。 该格式的优点是程序简短、直观以及容易检验、修改。表 1-1 程序段书写顺序格式1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11N G- X-U-P-A-D-Y-V-Q-B-E-Z-W-R-C-I
14、-J-K-R-F- S- T- M- LE（或CR）准备功能坐 标 字进给功能主轴功能刀具功能辅助功能程序段序号数 据 字结束符号本文由 http:/【中文 word 文档库】收集【中文 word 文档库】-专业海量 word 文档免费下载：http:/例如：N20 G01 X25 Z-36 F100 S300 T02 M03；程序段内各字的说明：1）程序段序号（简称顺序号）：用以识别程序段的编号。用地址码 N 和后面的若干位数字来表示。如 N20 表示该语句的语句号为 20。2）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 和两位数字所组成，从 G00-G99 共 100 种
15、。G 功能的代号已标准化。3）坐标字：由坐标地址符（如 X、Y 等） 、符号及绝对值（或增量）的数值组成，且按一定的顺序进行排列。坐标字的“”可省略。其中坐标字的地址符含义如表 1-2 所示。表 1-2 地址符含义地 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- 圆弧半径值各坐标轴的地址符按下列顺序排列： X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E（4）进给功能字 F 指令： 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。（3）主轴转速
