1、2021年11月25日18時39分數控1一.程序編制的基本概念數控加工程序編制數控加工程序編制：從零件圖紙到制成控制介質的全過程。將零件的加工信息：加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(F、S、T)及輔助動作（變速、換刀、冷卻液啟停、工件夾緊松開等）等，用規定的文字、數字、符號組成的代碼按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質的整個過程。 第一節第一節 概述概述 2021年11月25日18時39分數控2程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。 手動編程手動編程：整個編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數控代碼和編程規則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數值計算能力）

2、 自動編程自動編程：編程人員只要根據零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統的規定， 將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統能自動打印出程序單和制備控制介質。第一節第一節 概述概述 2021年11月25日18時39分數控3q手工編程適用于：幾何形狀不太復雜的零件。q自動編程適用于：形狀復雜的零件，雖不復雜但編程工作量很大的零件（如有數千個孔的零件）雖不復雜但計算工作量大的零件（如輪廓加工時，非圓曲線的計算）2021年11月25日18時39分數控4q據國外統計：用手工編程時，一個零件的編程時間與機床實際加工時間之比，平均約為 30：1。數控機床不能開動的原因中

3、，有2030%是由于加工程序不能及時編制出造成的 編程自動化是當今的趨勢！編程自動化是當今的趨勢！ 2021年11月25日18時39分數控5二、手工編程的內容和步驟2021年11月25日18時39分數控6n計算運動軌跡計算運動軌跡 根據零件圖紙上尺寸及工藝線路的要求，在選定的坐標系內計算零件輪廓和刀具運動軌跡的坐標值，并且按NC機床的規定編程單位（脈沖當量）換算為相應的數字量，以這些坐標值作為編程尺寸。2021年11月25日18時39分數控7q 編制程序及初步校驗編制程序及初步校驗 根據制定的加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償、輔助動作及刀具運動軌跡，按照數控系統規定指令代碼及程序格式，編

4、寫零件加工程序，并進行校核、檢查上述兩個步驟的錯誤。 2021年11月25日18時39分數控8n制備控制介質制備控制介質 將程序單上的內容，經轉換記錄在控制介質上，作為數控系統的輸入信息，若程序較簡單，也可直接通過鍵盤輸入。2021年11月25日18時39分數控9n 程序的校驗和試切程序的校驗和試切所制備的控制介質，必須經過進一步的校驗和試切削，證明是正確無誤，才能用于正式加工。如有錯誤，應分析錯誤產生的原因，進行相應的修改。2021年11月25日18時39分數控10常用的校驗和試切方法：q對于平面輪廓零件可在機床上用筆代替刀具、坐標紙代替工件進行空運轉空運行繪圖。q對于空間曲面零件，可用蠟塊

5、、塑料或木料或價格低的材料作工件，進行試切，以此檢查程序的正確性。 2021年11月25日18時39分數控11q在具有圖形顯示功能的機床上，用靜態顯示（機床不動）或動態顯示（模擬工件的加工過程）的方法，則更為方便。q上述方法只能檢查運動軌跡的正確性，不能判別工件的加工誤差。首件試切首件試切(在允許的條件下)方法不僅可查出程序單和控制介質是否有錯，還可知道加工精度是否符合要求。 當發現錯誤時，應分析錯誤的性質，或修改程序單，或調整刀具補償尺寸，直到符合圖紙規定的精度要求為止。2021年11月25日18時39分數控12O2000l N010 G91 M03 S650 ;N020 G00 X100.

6、 Y80.;N030 Z33.;N040 Z26. F100;N050 G00 Z26.;N060 X50. Y30.; N070 Z17.;N080 G04 F2;N090 G00 Z50.;N100 X150. Y110.;N110 M02;一、程序結構與格式數控機床一個完整的的加工程序由程序名（或程序號），若干程序段和程序結束指令構成。程序段是由序號、若干字和結束符號組成。每個字又由字母和數字組成。 有些字母也叫代碼，它表示某種功能，如G代碼、M代碼。 有些字母表示坐標，如X、Y、Z。 還有一些表示其它功能的符號，2021年11月25日18時39分數控13程 序 名nO2001是程序名，

7、放在程序的開頭。為了能在存儲器中找到該程序，每個程序都要有一個程序名。不同的數控系統有不同規定。nFANUC系統一般都采用英文字母O作為程序名首字母。nALLEN- BREDLY的數控系統則把英文字母O作為子程序的地址標識，主程序則可以用任何字符數字來命名。n西門子的數控系統大部分是以作為程序名的首字母，程序名是一個完整程序存放在內存中的首地址標識符。2021年11月25日18時39分數控14序標號字（N字 ）n也稱之為程序段號。用以識別和區分程序段的標號。用地址碼N和后面的若干位數字來表示。例如：N008就表示該程序段的標號為008。n在大部分數控系統中，對所有的程序段標標號，也可以對一些特

8、定的程序段標號。而不是所有的程序段都要標號。但是，程序段標號對程序查找提供了方便的條件，另外對于進行程序跳轉來說，程序段標號就是必要的。n程序段標號與程序的執行順序無關，不管有無標號，程序都是按排列的先后次序執行。通常標號是按程序的排列次序給出。2021年11月25日18時39分數控15程序段的結束符號n這里使用“；”號作程序段的結束符號，有些系統使用“*”號或“LF作結束符號。任何一個程序段都必須有結束符號，沒有結束符號的語句是錯誤語句。計算機不執行含有錯誤的程序段。2021年11月25日18時39分數控16程序段的主體部分 n一段程序中除序號和結束符號外的其余部分是程序主體部分。主體部分規

9、定了一段完整的加工過程。它包含了各種控制信息和數據。它由一個以上功能字組成，主要的功能字有準備功能字、坐標字、輔助功能字、進給功能字、主軸功能字和刀具功能字等。2021年11月25日18時39分數控17 二、功能字(1) 準備功能字(G功能字) (2) 坐標字 (3) 進給功能字(F字) (4) 主軸轉速功能字(S字) (5) 刀具功能字(T字) (6) 輔助功能字(M功能) 2021年11月25日18時39分數控18nG功能是使數控機床做某種操作的指令，用地址G和兩位數字來表示，從G00到G99共100種 nG代碼有模態和非模態之分。模態G代碼：一旦執行就一直保持有效，直到同一模態組的另一個

10、G代碼替代為止。非模態G代碼：只有在它所在的程序段內有效。n同一種字母表示的是同一組的模態代碼。同一程序段出現非同組的幾個代碼，并不影響G代碼的續效性。同組代碼不能同時出現在一個程序段中。n表中的不指定代碼用作將來修訂標準時，有可能指定新的功能定義；永不指定的代碼即使將來修訂時也不指定新的定義。對于前者在未指定新的定義之前以及永不指定代碼，允許機床設計者根據需要自行定義新的功能。G 功功 能能2021年11月25日18時39分數控19n坐標字由坐標名、帶、符號的絕對坐標值(或增量坐標值)構成。n坐標名有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、I、J、K等。n表示坐標名的英文字母的含義如

11、下所示：nX、Y、Z：X、Y、Z方向的主運動nU、V、W：分別對應平行X、Y、Z坐標的第二坐標nP、Q、R：分別對應平行X、Y、Z坐標的第三坐標nA、B、C：分別對應繞X、Y、Z坐標的轉動坐標nI、J、K：圓弧中心坐標，永遠是圓弧的起點對圓心的增量坐標，分別對應于X、Y、Z坐標。坐 標 字2021年11月25日18時39分數控20進給功能字(F字)n它由地址碼F和后面表示進給速度值的若干位數字構成。用它規定直線插補G01和圓弧插補G02G03方式下刀具中心的進給運動速度。n進給速度是指沿各坐標軸方向速度的矢量和；進給速度的單位取決于數控系統的工作方式和用戶的規定。n它可以是mm/min、in/

12、min、rmin、mm/r。例如在米制編程的零件程序中F220就是表示進給速度為每分鐘220mm。2021年11月25日18時39分數控21主軸轉速功能字(S字)n S字用來規定主軸轉速，它由S字母后面的若干位數字組成，這個數值就是主軸的轉速值，單位是r/min。例如：S300表示主軸的轉速為300rmin。n T地址字后接若干位數字值，數值是刀具編號。例如選3號刀具，刀具功能字為T3。2021年11月25日18時39分數控22nM地址字后接2位數值，共有M00M99一百個字，有一部分已經國際標準化。n當在同一程序段中，既有輔助功能代碼，又有坐標運動指令時，控制系統將根據機床參數來決定以下幾種

13、執行順序： 1)輔助功能代碼與坐標移動指令同時執行。 2)在執行坐標移動指令之前執行輔助功能，通常稱之為“前置”。 3)在坐標移動指令完成以后執行輔助功能，稱為“后置”。 每一個輔助功能(M代碼)的執行順序在數控機床的編程手冊中都有明確的規定。nM代碼也分成模態和非模態兩種。M代碼可以分成兩大類，一是基本M代碼，另一類是用戶M代碼。基本M代碼是由數控系統定義的。用戶M代碼則是由數控機床制造商定義的。 輔助功能字(M功能)2021年11月25日18時39分數控23輔助功能字(M功能)（1）M00：程序暫停指令 當程序執行到含有M00程序段時，先執行該程序段的其它指令，最后執行M00指令，但不返回

14、程序開始處，再啟動后，接著執行后面的程序。2021年11月25日18時39分數控24輔助功能字(M功能)（2）M01：可選擇程序停止指令 M01和M00相同，只不過M0l要求外部有一個控制開關，開關處于關的位置，控制系統就忽略該程序段中的M0l。2021年11月25日18時39分數控25輔助功能字(M功能)3)M02：程序結束指令 現代的數控系統，零件加工程序都先輸入到計算機內存中，執行程序時從內存中調出，按先后順序執行，這時，M02和M30代碼的功能就是一樣的。執行到M02(或M30)時程序執行停止，指針重新設置到第一個程序段。再啟動時，從第一句再次執行該零件程序。早期的數控系統帶有紙帶閱讀

15、機，程序從紙帶上輸入，這時M02功能只是程序結束。但不倒帶。要想重新執行程序，必須倒帶后再啟動。2021年11月25日18時39分數控26輔助功能字(M功能)（4）M30程序結束并倒帶 M30和M02不同之處。當使用紙帶閱讀機輸入執行零件程序時，遇到M30時，不但停止零件程序的執行，紙帶會自動倒帶到程序的開始，再次啟動。該零件程序就再次從頭執行。2021年11月25日18時39分數控27刀具偏置字(D字和H字)n在程序中，D字后接一個數值是將規定在刀具偏置表中的刀具直徑值調出，當使用刀具補償激活時(G41，G42)，這個值就是刀具直徑的補償值。nH字后接一個數值是將規定在刀具偏置表中的刀具長度

16、補償值調出，當編程Z軸坐標運動時，這個值就是刀具長度的偏置值。2021年11月25日18時39分數控28第三節第三節 數控機床的坐標系數控機床的坐標系 2021年11月25日18時39分數控29第三節 數控機床的坐標系 n 進給運動坐標系 ISOISO和中國標準規定：和中國標準規定：n數控機床的每個進給軸(直線進給、圓進給) 定義為坐標系中的一個坐標軸。n數控機床坐標系統標準：右手笛卡兒坐標系統；2021年11月25日18時39分數控30n基本坐標系基本坐標系：直線進給運動的坐標系（X.Y.Z）。坐標軸相互關系：由右手定則決定。n回轉坐標回轉坐標：繞X.Y.Z 軸轉動的圓進給坐標 軸分別用A.

17、B.C表示， 坐標軸相互關系由右 手螺旋法則而定。2021年11月25日18時39分數控31q 坐標軸方向：坐標軸方向：定義為刀具相對工件運動的方向。 編程時不必知道機床運動的具體配置，就能正確地進行編程。q 附加坐標軸：附加坐標軸：平行于基本坐標系中坐標軸的進給軸，用U.V.W表示。 2021年11月25日18時39分數控32nZ坐標（軸）n方位方位 nZ坐標平行主軸軸線的進給軸。 n沒有主軸或有多個主軸： 垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。 n主軸能擺動：n在擺動的范圍內只與標準坐標系中的某一坐標平行時，則這個坐標便是Z坐標；n若在擺動的范圍內與多個坐標平行，則取垂直于工件裝夾面的方向為Z坐

18、標。2021年11月25日18時39分數控33立式5軸數控銑床的坐標系nZ坐標坐標正方向正方向規定：刀具遠離工件的方向。規定：刀具遠離工件的方向。2021年11月25日18時39分數控342021年11月25日18時39分數控35nX坐標 n在刀具旋轉刀具旋轉的機床上（銑床、鉆床、鏜床等）。nZ軸水平（臥式）（臥式），則從刀具(主軸)向工件看時，X坐 標的正方向指向右邊。+X2021年11月25日18時39分數控36Z軸鉛直（立式）（立式）：單立柱機床，從刀具向立柱看時，X的正方向指向右邊；立式5軸數控銑床的坐標系+X+X2021年11月25日18時39分數控37+X2021年11月25日18

19、時39分數控38n在工件旋轉工件旋轉的機床上（車床、磨床等），X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向溜板，且刀具離開工件旋轉中心的方向是X軸的正方向。2021年11月25日18時39分數控39nY坐標 n利用已確定的X、Z坐標的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標的正方向。n右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向為食指指向。n右手螺旋法則：在X Z平面，姆指之外四指從Z抓向X，姆指所指的方向為+y。 2021年11月25日18時39分數控40立、臥式數控銑床立、臥式數控銑床2021年11月25日18時39分數控41龍門數控銑床龍門數控銑床2021年11月25日18時39分數控425. 回轉坐標 A、B、C 2021年11月25日18時39分