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1、第1章 数控机机床加工工程序编编制基础础数控机床床是一种种高效的的自动化化加工设设备，它它严格按按照加工工程序，自自动的对对被加工工工件进进行加工工。我们们把从数数控系统统外部输输入的直直接用于于加工的的程序称称为数控控加工程程序，简简称为数数控程序序，它是是机床数数控系统统的应用用软件。与数控控系统应应用软件件相对应应的是数数控系统统内部的的系统软软件，系系统软件件是用于于数控系系统工作作控制的的，它不不在本教教程的研研究范围围内。数控系统统的种类类繁多，它它们使用用的数控控程序语语言规则则和格式式也不尽尽相同，本本教程以以ISOO国际标标准为主主来介绍绍加工程程序的编编制方法法。当针针对某
2、一一台数控控机床编编制加工工程序时时，应该该严格按按机床编编程手册册中的规规定进行行程序编编制。1.1 数控控程序编编制的概念念在编编制数控控加工程程序前，应应首先了了解：数数控程序序编制的的主要工工作内容容，程序编编制的工工作步骤骤，每一一步应遵遵循的工工作原则则等，最终终才能获得得满足要要求的数数控程序序（如图图1.1所示的的程序样样本）。图1.11程程序样本本1.1.1数控控程序编编制的定定义编制数控控加工程程序是使使用数控控机床的的一项重重要技术术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、
3、高效的工作。1、数控控程序编编制的内内容及步步骤数控编编程是指指从零件件图纸到到获得数数控加工工程序的的全部工工作过程程。如图图1.2所示示，编程程工作主主要包括括：程 序 校 验编 写 程 序数 学 处 理分析零件图样和制定工艺方案修 改图1.22数控控程序编编制的内内容及步步骤（1）分分析零件件图样和和制定工工艺方案案 这项工工作的内内容包括括：对零零件图样样进行分分析，明明确加工工的内容容和要求求；确定定加工方方案；选选择适合合的数控控机床；选择或或设计刀刀具和夹夹具；确确定合理理的走刀刀路线及及选择合合理的切切削用量量等。这这一工作作要求编编程人员员能够对对零件图图样的技技术特性性、几
4、何何形状、尺尺寸及工工艺要求求进行分分析，并并结合数数控机床床使用的的基础知知识，如如数控机机床的规规格、性性能、数数控系统统的功能能等，确确定加工工方法和和加工路路线。（2）数数学处理理 在确确定了工工艺方案案后，就就需要根根据零件件的几何何尺寸、加加工路线线等，计计算刀具具中心运运动轨迹迹，以获获得刀位位数据。数数控系统统一般均均具有直直线插补补与圆弧弧插补功功能，对对于加工工由圆弧弧和直线线组成的的较简单单的平面面零件，只只需要计计算出零零件轮廓廓上相邻邻几何元元素交点点或切点点的坐标标值，得得出各几几何元素素的起点点、终点点、圆弧弧的圆心心坐标值值等，就就能满足足编程要要求。当当零件的
5、的几何形形状与控控制系统统的插补补功能不不一致时时，就需需要进行行较复杂杂的数值值计算，一一般需要要使用计计算机辅辅助计算算，否则则难以完完成。（3）编编写零件件加工程程序 在完完成上述述工艺处处理及数数值计算算工作后后，即可可编写零零件加工工程序。程程序编制制人员使使用数控控系统的的程序指指令，按按照规定定的程序序格式，逐逐段编写写加工程程序。程程序编制制人员应应对数控控机床的的功能、程程序指令令及代码码十分熟熟悉，才才能编写写出正确确的加工工程序。（4）程程序检验验 将编写写好的加加工程序序输入数数控系统统，就可可控制数数控机床床的加工工工作。一一般在正正式加工工之前，要要对程序序进行检检
6、验。通通常可采采用机床床空运转转的方式式，来检检查机床床动作和和运动轨轨迹的正正确性，以以检验程程序。在在具有图图形模拟拟显示功功能的数数控机床床上，可可通过显显示走刀刀轨迹或或模拟刀刀具对工工件的切切削过程程，对程程序进行行检查。对对于形状状复杂和和要求高高的零件件，也可可采用铝铝件、塑塑料或石石蜡等易易切材料料进行试试切来检检验程序序。通过过检查试试件，不不仅可确确认程序序是否正正确，还还可知道道加工精精度是否否符合要要求。若若能采用用与被加加工零件件材料相相同的材材料进行行试切，则则更能反反映实际际加工效效果，当当发现加加工的零零件不符符合加工工技术要要求时，可可修改程程序或采采取尺寸寸
7、补偿等等措施。2、数控控程序编编制的方方法 数控加加工程序序的编制制方法主主要有两两种：手手工编制制程序和和自动编编制程序序。（1）手手工编程程手工编程程指主要要由人工工来完成成数控编编程中各各个阶段段的工作作。如图图1.3所示。编程手册工艺人员加工程序加工程序初稿编程人员工艺规程夹具表零件图样机床表刀具表修 改图1.33手工工编程一般般对几何何形状不不太复杂杂的零件件，所需需的加工工程序不不长，计计算比较较简单，用用手工编编程比较较合适。手工编程程的特点点：耗费费时间较较长，容容易出现现错误，无无法胜任任复杂形形状零件件的编程程。据国国外资料料统计，当当采用手手工编程程时，一一段程序序的编写
8、写时间与与其在机机床上运运行加工工的实际际时间之之比，平平均约为为30：1，而而数控机机床不能能开动的的原因中中有200%330%是是由于加加工程序序编制困困难，编编程时间间较长。（2）计计算机自自动编程程自动编程程是指在编编程过程程中，除除了分析析零件图图样和制定定工艺方方案由人人工进行行外，其其余工作作均由计计算机辅辅助完成成。采用计算算机自动动编程时时，数学学处理、编编写程序序、检验验程序等等工作是是由计算算机自动动完成的的，由于于计算机机可自动动绘制出出刀具中中心运动动轨迹，使使编程人人员可及及时检查查程序是是否正确确，需要要时可及及时修改改，以获获得正确确的程序序。又由由于计算算机自
9、动动编程代代替程序序编制人人员完成成了繁琐琐的数值值计算，可可提高编编程效率率几十倍倍乃至上上百倍，因因此解决决了手工工编程无无法解决决的许多多复杂零零件的编编程难题题。因而而，自动动编程的的特点就就在于编编程工作作效率高高，可解解决复杂杂形状零零件的编编程难题题。根据输入入方式的的不同，可可将自动动编程分分为图形形数控自自动编程程、语言言数控自自动编程程和语音音数控自自动编程程等。图图形数控控自动编编程是指指将零件件的图形形信息直直接输入入计算机机，通过过自动编编程软件件的处理理，得到到数控加加工程序序。目前前，图形形数控自自动编程程是使用用最为广广泛的自自动编程程方式。语语言数控控自动编编
10、程指将将加工零零件的几几何尺寸寸、工艺艺要求、切切削参数数及辅助助信息等等用数控控语言编编写成源源程序后后，输入入到计算算机中，再再由计算算机进一一步处理理得到零零件加工工程序。语语音数控控自动编编程是采采用语音音识别器器，将编编程人员员发出的的加工指指令声音音转变为为加工程程序。1.1.2字与与字的功功能1、字符符与代码码字符是用用来组织织、控制制或表示示数据的的一些符符号，如如数字、字字母、标标点符号号、数学学运算符符等。数数控系统统只能接接受二进进制信息息，所以以必须把把字符转转换成88BITT信息组组合成的的字节，用用“0”和和“1”组组合的代代码来表表达。国国际上广广泛采用用两种标标
11、准代码码：（1）IISO国国际标准准化组织织标准代代码（2）EEIA美美国电子子工业协协会标准准代码这两两种标准准代码的的编码方方法不同同，在大大多数现现代数控控机床上上这两种种代码都都可以使使用，只只需用系系统控制制面板上上的开关关来选择择，或用用G功能能指令来来选择。2、字在数控加加工程序序中，字字是指一一系列按按规定排排列的字字符，作作为一个个信息单单元存储储、传递递和操作作。字是是由一个个英文字字母与随随后的若若干位十十进制数数字组成成，这个个英文字字母称为为地址符符。如：“X225000”是一一个字，XX为地址址符，数数字“225000”为地地址中的的内容。3、字的的功能组成程序序段
12、的每每一个字字都有其其特定的的功能含含义，以以下是以以FANNUC-0M数数控系统统的规范范为主来来介绍的的，实际际工作中中，请遵遵照机床床数控系系统说明明书来使使用各个个功能字字。（1）顺顺序号字字N顺序序号又称称程序段段号或程程序段序序号。顺顺序号位位于程序序段之首首，由顺序号号字N和和后续数数字组成成。顺序序号字NN是地址址符，后后续数字字一般为为144位的正整数数。数控控加工中中的顺序序号实际际上是程程序段的的名称，与与程序执执行的先先后次序序无关。数数控系统统不是按按顺序号号的次序序来执行行程序，而而是按照照程序段段编写时时的排列列顺序逐逐段执行行。顺序号的的作用：对程序序的校对对和
13、检索索修改；作为条条件转向向的目标标，即作作为转向向目的程程序段的的名称。有有顺序号号的程序序段可以以进行复复归操作作，这是是指加工工可以从从程序的的中间开开始，或或回到程程序中断断处开始始。一般般使用方方法：编编程时将将第一程程序段冠冠以N110,以以后以间间隔100递增的的方法设设置顺序序号，这这样，在在调试程程序时，如果需需要在NN10和和N200之间插插入程序序段时，就就可以使使用N111、NN12等等。（2）准准备功能能字G准备功能能字的地地址符是是G，又又称为GG功能或或G指令令，是用用于建立立机床或或控制系系统工作作方式的的一种指指令。后后续数字字一般为为133位正整整数，见见表
14、1.1。表1.11 G功能字字含义表表G功能字字FANUUC系统统SIEMMENSS系统G00快速移动动点定位位快速移动动点定位位G01直线插补补直线插补补G02顺时针圆圆弧插补补顺时针圆圆弧插补补G03逆时针圆圆弧插补补逆时针圆圆弧插补补G04暂停暂停G05-通过中间间点圆弧弧插补G17XY平面面选择XY平面面选择G18ZX平面面选择ZX平面面选择G19YZ平面面选择YZ平面面选择G32螺纹切削削-G33-恒螺距螺螺纹切削削G40刀具补偿偿注销刀具补偿偿注销G41刀具补偿偿左刀具补偿偿左G42刀具补偿偿右刀具补偿偿右G43刀具长度度补偿正-G44刀具长度度补偿负-G49刀具长度度补偿注注销-G50主轴最高高转速限限制-G54G599加工坐标标系设定定零点偏置置G65用户宏指指令-G70精加工循循环英制G71外圆粗切切循环米制G72端面粗切切循环-G73封闭切削削循环-G74深孔钻循循环-G75外径切槽槽循环-G76复合螺纹纹切削循循环-G80撤销固定定循环撤销固定定循环G81定点钻孔孔循环固定循环环G90绝对值编编程绝对尺寸寸G91增量值编编程增量尺寸寸G92螺纹切削削循环主轴转速速极限G94每分钟进进给量直线进给给率G95每转
