数控编程 教学课件 ppt 作者 韩鸿鸾第一章 第一章

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1、第一节 数控编程概述,第二节 数控机床坐标系,第三节 数控加工程序的组成与格式,第五节 刀具补偿功能,第六节 手工编程的数值计算,第四节 数控机床的主要功能,第一节 数控编程概述,一、数控编程的概念 数控编程是从零件分析到编写加工指令，再到制成控制介质以及程序校验的全过程。 数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序的语言规则和格式也不尽相同，应该严格按照机床编程手册中的规定进行程序编制。,二、数控编程的步骤 数控编程的步骤主要包括：分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写程序、制备控制介质、程序校验及首件加工。,数控编程的步骤,三、数控编程的方法 1.手工编程 手工编程是指主要由人工来完成

2、数控机床程序编制各个阶段的工作。,手工编程框图,2.自动编程 自动编程是指数控机床的程序编制工作的大部分或全部由计算机（或编程机）完成的过程。 由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时检查程序是否有错，并进行修改，得到正确的程序。,第一节 数控编程概述,第二节 数控机床坐标系,第三节 数控加工程序的组成与格式,第五节 刀具补偿功能,第六节 手工编程的数值计算,第四节 数控机床的主要功能,第二节 数控机床坐标系,一、坐标系的确定 坐标和运动方向的命名原则如下： 1.刀具相对于静止工件而运动。 2.标准坐标（机床坐标）系是一个右手笛卡儿直角坐标系。,右手笛卡儿直角坐标系,二、

3、运动方向的确定 机床的某一运动部件的运动正方向规定为增大工件与刀具之间距离的方向。 1. Z坐标的运动 Z坐标的运动由传递切削力的主轴所决定，与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z坐标。,卧式车床的Z 坐标,双刀架车床的Z 坐标,立式转塔车床的Z 坐标,牛头刨床的Z 坐标,2. X坐标的运动 X坐标运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。,立式铣床的X 坐标,卧式车床的X 坐标,2. X坐标的运动 在没有回转刀具和没有回转工件的机床上(如牛头刨床)，X坐标平行于主要切削方向，以该方向为正方向。,在有回转工件的机床上，如车床、磨床等，X运动方向是径向的，而且平行于横向滑

4、座，X的正方向是安装在横向滑座的主要刀架上的刀具离开工件回转中心的方向。,数控车床的X坐标,若Z坐标是垂直的(主轴是立式的)，当由主要刀具主轴向立柱看时，X运动正方向指向右方。,卧式升降台铣床,数控铣床的X坐标,若Z坐标是水平的(主轴是卧式的)，当由主要刀具的主轴向工件看时，X运动的正方向指向右方。,对于桥式龙门机床，当由主要刀具的主轴向左侧立柱看时，X运动的正方向指向右方。,龙门式轮廓铣床,3. Y坐标的运动 正向Y坐标的运动，根据X和Z的运动，按照右手笛卡尔坐标系来确定。 4. 旋转运动 旋转运动，A、B、C相应的表示其轴线平行于X、Y、Z的旋转运动。A、B、C正向为在X、Y和Z方向上，右

5、旋螺纹前进的方向。,如果在X、Y、Z主要直线运动之外另有第二组平行于它们的坐标运动，就称为附加坐标。它们应分别被指定为U、V和W，如还有第三组运动，则分别指定为P、Q和R。 如果在第一组回转运动A、B、C之外，还有平行或不平行于A、B、C的第二组回转运动，可指定为D、E或F。,5. 机床坐标系的原点及附加坐标,6.工件的运动 对于移动部分是工件而不是刀具的机床，必须将前面所介绍的移动部分是刀具的各项规定，在理论上作相反的安排。此时，用带“”的字母表示工件正向运动，如+X、+Y、+Z表示工件相对于刀具正向运动的指令，+X、+Y、+Z表示刀具相对于工件正向运动的指令，二者所表示的运动方向恰好相反。

6、,三、数控机床的相关点,1.机床原点 机床原点是指在机床上设置的一个固定的点，即机床坐标系的原点。 在数控车床上，一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处，如图所示O1点。,数控车床上的有关点,在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z三个直线坐标轴正方向的极限位置上，如图所示O1点。,数控铣床机床原点,2.机床参考点 与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂之前由机床制造商精密测量确定。 一般来说，加工中心的参考点为机床的自动换刀位置，如图 b所示。,机床参考点 a）数控车床的机床参考点 b）数控加工中心的机床参考点,有的数控机床可以设置多个参考点，其中第一参考点与机床参考点一致。其他参考点（固定点

7、）与机床参考点的距离利用参数事先设置，如图所示。 接通电源后，必须先进行第一参考点的返回，否则不能进行其他操作。,多个参考点,3.刀架相关点 从机械上说，所谓寻找机床参考点，就是使刀架相关点与机床参考点重合，从而使数控系统得知刀架相关点在机床坐标系中的坐标位置。 所有刀具的长度补偿量均是刀尖相对该点长度尺寸，即为刀长。,4.装夹原点 装夹原点常见于带回转(或摆动)工作台的数控机床或加工中心，一般是机床工作台上的一个固定点，用C表示。,5.刀位点 刀位点既是用于表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。 车刀与镗刀的刀位点通常指刀具的刀尖，钻头的刀位点通常指钻尖，立铣刀、端面铣刀和铰刀的刀位点指

8、刀具底面的中心，而球头铣刀的刀位点指球头中心。,数控刀具的刀位点,6.工件坐标系原点 在工件坐标系上，确定工件轮廓的编程和计算原点，称为工件坐标系原点，简称为工件原点，亦称编程零点。,第一节 数控编程概述,第二节 数控机床坐标系,第三节 数控加工程序的组成与格式,第五节 刀具补偿功能,第六节 手工编程的数值计算,第四节 数控机床的主要功能,第三节 数控加工程序的组成与格式,一、程序组成 一个数控加工程序由程序开始部分、程序内容、程序结束指令3部分组成。,1.程序开始部分 常用程序号表示程序开始，每一个存储在系统存储器中的程序都需要指定一个程序号以相互区别，这种用于区别零件加工程序的代号称为程序

9、名。 程序名写在程序的最前面，必须单独占一行。,(1) FANUC系统的程序号 FANUC系统程序号由地址符O，其后加四位数字组成，数值从0000到9999，在书写时其数字前的零可以省略不写，如O0020可写成O20。 (2) SIEMENS系统的程序号 1)开始的两个符号必须是字母，其后的符号可以是字母、数字或下划线。 2)最多为16个字符，不得使用分隔符。,2.程序内容 程序内容是整个程序的核心部分，由若干程序段组成，表示数控机床要完成的全部动作。 3.程序结束部分 1)程序结束由程序结束指令构成，它必须写在程序的最后。 2)可以作为程序结束标记的M指令有M02和M30，它们代表零件加工程

10、序的结束。,二、程序段格式,1.程序字、地址及符号 程序字就是一套有规定次序的字符，可以作为一个信息单元存储、传递和操作。 位于程序字头的字符和字符组称为地址，也称为地址符，它用以识别其后的数据；在传递信息时，它表示其出处或目的地。 在程序段中表示地址的英文字母可分为尺寸字地址和非尺寸字地址两种。,字母的含义表1-1,程序中所用符号及含义表1-2,2.程序段格式 程序段格式有多种，如固定程序段格式、使用分隔符的程序段格式、使用地址符的程序段格式（也称字地址程序段格式）。目前最广泛的是使用地址符的程序段格式。,使用地址符程序段格式,顺序号位于程序段之首，它的地址符是N，后续数字一般24位。顺序号

11、可以用在主程序、子程序和宏程序中。,1) 顺序号的作用 顺序号可用于对程序的校对和检索修改。 在加工轨迹图的几何节点处标上相应程序段的顺序号，就可直观地检查程序。 顺序号还可作为条件转移的目标。 标注了程序段号的程序可以进行程序段的复归操作。 2) 顺序号的使用规则 数字部分应为正整数，一般最小顺序号是N1。顺序号的数字可以不连续，也不一定从小到大顺序排列，还可以省略不写。,三、加工程序的结构 机床的加工程序可以分为主程序和子程序两种。 主程序是一个完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主体部分。 在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它。这个典型

12、的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。,1.子程序的调用 (1) FANUC系统子程序调用 1) M98 P L； 其中地址P后面的四位数字为子程序序号，地址L的数字表示重复调用的次数。 2) M98 P； 地址P后面的八位数字中，前四位表示调用次数，后四位表示子程序序号。 采用此种调用格式时，调用次数前的0可以省略不写，但子程序号前的0不可省略。,3)利用跳读功能调用程序段时要用N指令调用的程序段。其编程方法如下表示：,4)可以M99P指令返回到PX程序段(即返回到N段)。,(2) SIEMENS系统子程序调用 在SIEMENS系统是，一个程序中(主程序或子程序

13、)可以直接用程序名调用子程序。子程序调用要求占用一个独立的程序段。 例如： N10 L789； 调用子程序L789 N20 LFAME6 调用子程序LFAME6,2.子程序重复调用次数及嵌套 主程序可以多次重复调用某一子程序，重复调用时FANUC系统用L及后面的数字指示调用次数，SIEMENS系统用P及后面的数字指示。 子程序还可以调用另外的子程序，称为子程序嵌套。,子程序重复调用,子程序嵌套,3. 子程序的应用 1) 同平面内多个相同轮廓形状工件的加工。 2) 实现零件的分层切削。 3) 实现程序的优化。,第一节 数控编程概述,第二节 数控机床坐标系,第三节 数控加工程序的组成与格式,第五节

14、 刀具补偿功能,第六节 手工编程的数值计算,第四节 数控机床的主要功能,第四节 数控机床的主要功能,一、准备功能,准备功能的地址符是G，所以又称为G功能、G指令或G代码。 作用：建立数控机床工作方式，为数控系统插补运算、刀补运算、固定循环等作好准备。,G功能有模态G功能和非模态G功能之分。 非模态G功能是只在所规定的程序段中有效，程序段结束时被注销；模态G功能是指一组可相互注销的G功能，其中某一G功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的另一G功能注销为止。,二、辅助功能,2.第二辅助功能,1.常用辅助功能,辅助功能字也称M功能，M指令或M代码。 M指令是控制机床在加工时做一些辅助动作的指令，

15、如主轴的正反转、切削液的开关等。,第二辅助功能也称B功能，它是用来指令工作台进行分度的功能。B功能用地址B及其后面的数字来表示。,常用的辅助功能 表1-4,三、进给速度,进给速度是指刀具向工件进给的相对速度，单位一般为mm/min。当进给速度与主轴转速有关时(如车床车削螺纹)，单位为mm/r，称为进给量。 进给速度是用地址字母F和字母F后面的五位、四位、三位、二位或一位数字来表示的。,1.每分钟进给,2.每转进给,用F指令表示刀具每分钟的进给量。在FANUC系统数控车床上常用G98指令表示，在FANUC系统加工中心与铣床及SIEMENS系统的数控机床上常用G94表示。如图 b)所示。,车削进给

16、模式设置 a)每分钟进给模式 b)每转进给模式,在FANUC系统数控车床上常用G99指令表示，在FANUC系统加工中心与铣床上常用G95表示。 在SIEMENS系统的数控机床上也常用G95表示。如图a)所示。,四、主轴转速功能,1.主轴转速功能简介,2.恒线速控制功能,主轴转速功能用来指定主轴的转速，单位为r/min，地址符使用S。,在主轴为受控主轴前提下，可通过G96设定恒线速度加工功能。 G96功能生效后，主轴转速随着当前加工工件直径(横向坐标轴)的变化而变化，从而始终保证刀具切削点处执行的切削线速度S为编程设定的常数。即主轴转速直径= 常数。,G96恒线速度切削,3.主轴转速限定,书写格式： (1)FANUC系统的书写格式 G96 S_ (2)SIEMENS系统的书写格式 G96 S_ LIMS=_ F_,G96为模态有效，用G97