第01章数控编程基础

《第01章数控编程基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第01章数控编程基础（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1.1 数控编程概述 1.2 数控机床的坐标系 1.3 数控机床的有关功能 1.4 数控加工程序的格式与组成 1.5 数控机床上的有关点 1.6 刀具补偿功能 1.7 数控机床编程原则 1.8 程序编制中的误差问题 1.9 编制程序时的工艺处理 1.10 手工编程的数学计算 第1章 数控编程基础 1.1 数控编程概述 数控机床是严格按照从外部输入的程序来自动地 对被加工零件进行加工的。 数控程序是包含加工信息，按一定的格式编写， 用于控制数控机床自动加工的一系列指令代码。 数控系统的种类繁多，它们使用的指令代码和格 式也不尽相同。当针对某一台数控机床编制加工程序 时，应该严格按该机床编程手册中

2、的规定进行程序编 制。数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的 全部工作过程。 第1章 数控编程基础 分析零件图样和 制定工艺方案数 学 处 理编 写 程 序程 序校验修正1.1.1 1.1.1 数控编程的概念和步骤数控编程的概念和步骤 数控程序编制的步骤制 备控 制介 质零件图内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要 求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具 和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量；正确 选择编程原点及坐标系（选择原则见教材）。1.分析零件图样和工艺处理 2.数值计算 设定编程坐标系，根据零件的几何尺寸、加工路线和刀 具补偿半径，以获得刀位数据。

3、通常计算出加工轮廓图线、 切入线和切出线的起点、终点、圆弧的圆心的坐标值。 第1章 数控编程基础 3.编写加工程序单 程序编制人员使用数控系统的程序指令代码，按照规定 的程序格式，逐段编写加工程序。 5.程序校对与首件试切 手工编写与输入的程序，先人工检查，再利用机床空运 转或模拟来检验程序格式和刀具路径是否正确；零件的首件 试切还可检验零件的加工精度是否符合要求。 第1章 数控编程基础 4.制备控制介质制备控制介质，即把编制好的程序单上的内容，记录在 控制介质上，作为数控装置的输入信息。1.1.2 1.1.2 数控编程的方法数控编程的方法 第1章 数控编程基础 手工编程 编程的全过程 都是由

4、人工完 成 特点：耗费时间较 长，容易出现错误 ，无法胜任复杂形 状零件的编程。 适用于形状简单 的零件编程。 第1章 数控编程基础 自动编程 除分析零件图样 和制定工艺方案 由人工进行外， 其余工作利用计 算机软件辅助完 成。 特点：编程效率高 ，可解决复杂形状 零件的编程。 适用于形状复 杂，由曲面组 成的零件。 UG软件编程属于图形交互式自动编程。 1.1.3 1.1.3 数控编程中的有关规则及代码数控编程中的有关规则及代码 数控系统只能接受二进制信息，所以必须把字符转换成 8bit信息组合成的字节，用“0”和“1”组合的代码来表达。数控系统的两种通用标准：国际标准化组织（ISO）标准

5、和美国电子工程协会（EIA）标准。使用时我们不关心“内码 ”，只使用输入的代码（“外码”）。如X1.258，G01等。各数控系统所用“外码”标准尚未完全统一，代码、指令 及其含义不完全相同，程序应按所用机床编程手册中的规定编 写。第1章 数控编程基础 1.1.4.1 国外的数控系统 1.1.4 1.1.4 典型的数控系统介绍典型的数控系统介绍 FANUC数 控系统 SIEMENS 数控系统 常见的是FANUC 0和FANUC 0i型 常用SIEMENS802S/C、 SIEMENS810和SIEMENS840型。 第1章 数控编程基础 FANUC系 统数控车第1章 数控编程基础 FANUC系

6、统加工中 心第1章 数控编程基础 华中数控 系统 广州数控 系统 “世纪星”系列。 HNC21T 车削系统 HNC21/22M 铣削系统。 GSK928GSK980。 第1章 数控编程基础 1.1.4.2 国内的数控系统 华中系统 数控车第1章 数控编程基础 华中系统数 控铣 钻 床第1章 数控编程基础 1.2 数控机床的坐标系 1.2.1 机床坐标系的确定原则在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具运动(假定刀具 相对于静止的工件运动)。这样编程人员在不考虑机床上工件与 刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定加工过程 。 为了描述机床的运动和编写程序的互换性，国际标准 化组织对数控机床

7、的坐标系作了规定。 （1）机床相对运动的规定例如铣床上，有机床的 纵向运动、横向运动以及垂 向运动，用机床坐标系来描 述。 机床坐标系中X、Y、Z 坐标轴的相互关系用右手笛 卡尔直角坐标系决定。第1章 数控编程基础 （2）机床坐标系的规定 伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90。则大拇 指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。 大拇指的 指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指 的指向为Z坐标的正方向。 第1章 数控编程基础 围绕X、Y、Z坐标 旋转的旋转坐标分别 用A、B、C表示，根据 右手螺旋定则，大拇 指的指向为X、Y、Z坐 标中任意轴的正向， 则其余四指的旋转方

8、向即为旋转坐标A、B 、C的正向。 增大工件与刀 具之间距离的方向 即为各坐标轴的正 方向。如右图 所示为 数控车床上两个运 动的正方向。 第1章 数控编程基础 1.2.2 运动方向的确定 Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，平 行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标(车，铣)，Z坐标的正向为 刀具离开工件的方向。如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐 标方向； 如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面 的主轴方向为Z坐标方向；如果主轴能够摆动，则选垂直于工 件装夹平面的方向为Z坐标方向。第1章 数控编程基础 （1）Z坐标X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。是刀

9、具或 工件定位平面内运动的主要坐标。如上图为数控车床的坐标系 确定X轴的方向时，要考虑两种情况：1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的 正方向。(数控车床的X轴在工件的径向且平行于横滑座)。上图 所示为数控车床的X坐标。2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：Z坐标水平时， 观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂 直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方 。 图 所示为数控铣床的X坐标。第1章 数控编程基础 （2）X坐标 在确定X、 Z坐标的正方向 后，可以用根 据X和Z坐标的 方向，按照右 手直角坐标系 来确定Y坐标 的方向。右图 所示为数

10、控车 床的Y坐标。 第1章 数控编程基础 （3）Y坐标 前置刀架后置刀架第1章 数控编程基础 练习：确定车床坐标系 立式铣床卧式加工中心第1章 数控编程基础 练习：确定加工中心坐标系 1.3.1 准备功能（G代码）准备功能（G代码）指令是由地址符G加两位数值构成的 ，是使数控机床建立起某种加工方式的指令，用G和两位数字 组成。G代码分为模态代码（又称续效代码）和非模态代码（非 续效代码）。续效代码：在程序中执行后，一直有效，直到被同组的代码取 代，如G01 非续效代码：只在所处的程序段中执行且有效，如G04 1.3 数控机床的有关功能各个国家，甚至在一个国家内，数控系统的G代码含义 并未真正统

11、一。FANUC数控系统的G代码见教材表1-1。以下以FANUC系统的常用指令为例对常用指令作一介绍 。第1章 数控编程基础 1）绝对坐标和相对（增量）坐标指令(G90，G91)绝对坐标：坐标值以编程原点为基准得出。 增量坐标：坐标值是以前一位置为计算起点得出。G90绝对坐标数值。 G91增量（相对）坐标数值（相对上一点）。1.与坐标系有关的指令 A点：G90 X200.0 Y60.0；B点：G91 X-120.0 Y90.0；第1章 数控编程基础 绝对坐标增量坐标在有些数控系统中（如车床），没有G91指令代码，而 是采用不同的地址。X、Y、Z绝对坐标；U、V、W增量坐标 第1章 数控编程基础

12、2）工件坐标系设定指令（G50/G92） 通过当前刀位点所在位置来设定加工坐标系的原点，称为 初始位置法。这一指令不产生机床运动。如FANUC系统 G50 XZ； （数控车床） G92 XYZ； （数控铣床，加工中心） XYZ的坐标值为刀位点在工件坐标系中的当前（初始）位置。 3）工作坐标系的选取指令 (G54G59)6个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自与机床 原点的偏移量表示。对刀后，通过机床面板输入机床坐标系与 工件坐标系之间的距离，需要提前输入机床内部。第1章 数控编程基础 4）坐标平面选择指令(G17，G18，G19) 用来选择圆弧插补的 平面和刀具补偿平面（加 工平面）。

13、G17XY平面 G18XZ平面 G19YZ平面一般情况下，数控车床 默认在ZX平面内加工，数 控铣床默认在XY平面内加 工。 第1章 数控编程基础 5）参考点返回指令(G28) G90 G28 X500.0 Y350.0； 格式： G28 X_Y_Z_；式中X_Y_Z_ 为中间点的坐标 值，用于数控机 床回参考点结束 程序或换刀，可 自动取消刀具长 度补偿。第1章 数控编程基础 1）快速定位(G00) 刀具从当前位置快速移动到切削开始前的位置，在切削完 了之后，快速离开工件。一般在刀具非加工状态的快速移动时 使用，该指令只是快速到位，其运动轨迹因具体的控制系统不 同而异，进给速度F对G00指令

14、无效。刀具从所在点以数控系统 预先调定的最大进给速度，快 速移至坐标系的另一点。G00 X Y Z ；G90 G00 X40.0 Y20.0 2. 运动路径控制指令 2）直线插补指令(G01) 刀具作两点间的直线或斜线运动加工时用该指令，G01指 令表示刀具从当前位置开始以给定的速度(切削速度F)，沿直线 移动到规定的位置。 格式： G01 X Y Z F ；G01 X40.0 Y20.0 F100；第1章 数控编程基础 直线插补运动例：实现图中从A点到B点 的直线运动,其程序段为：绝对方式编程：G90 G01 X10 Y10 F100增量方式编程：G91 G01 X-10 Y-20 F100

15、 第1章 数控编程基础 2）圆弧插补指令(G02，G03) 圆弧插补，G02为顺时针加工，G03为逆时针加工， 刀具 进行圆弧插补时必须规定所在平面，然后再确定回转方向，如 图，沿圆弧所在平面(如xy平面)的另一坐标轴的负方向(-z)看去 ，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。 圆弧方向判别第1章 数控编程基础 4）暂停功能(G04) G04暂停指令可使刀具作短时间无进给加工或机床空运转 使加工表面降低表面粗糙度。 格式：G04 X/P； G04 X1.6或G04 P1600；1.6或1600表示1.6秒，G04为非续效指令G02/G03的编程格式： 用I、J、K指定圆心位置时：（G02/

16、G03）XYZIJKF； 用圆弧半径R指定圆心位置时：（G02/G03）XYZRF； 第1章 数控编程基础 1. 程序停止 (M00) 执行含有M00指令的语句后，机床自动停止。如编程者想 要在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等），使用M00指令，重新启动后，才能继续执行后续程序。 1.3.2 辅助功能（M指令）辅助功能也称M功能，它是指令机床做一些辅助动作的代 码。例如，主轴的旋转、冷却液的开、关等。ISO标准中M功能 从G00-G99，共100种。不同数控系统的M代码含义是有差别的 。FANUC数控系统的G代码见教材表1-2。以下以FANUC系统的常用指令为例对一些常用指令作介绍 。第1章 数控编程基础 2选择停止(M01) 执行含有M01的语句时，如同M00一样会使机床暂时 停止，但是，只有在机床