1、數控加工程序的編制基礎1數控程序編制基礎數控程序編制基礎一、基本概念二、編程方法三、手工編程的內容和步驟四、數控程序的結構與格式五、數控系統的坐標系內容安排2數控程序編制基礎數控程序編制基礎 數控加工程序編制概念數控加工程序編制概念：數控編程的含義q從零件圖紙到數控加工指令的有序排列（制成控制介質）的全過程。q將零件加工的工藝分析、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。 一、程序編制的基本概念一、程序編制的基本概念3數控程序編

2、制基礎數控程序編制基礎從數控系統的基本思想分析數控程序中包含的信息從數控系統的基本思想分析數控程序中包含的信息數數控控裝裝置置v f apFx FyxyttFxFy數數控控程程序序插補運算插補運算進給伺服系統進給伺服系統伺服電路伺服電路伺服裝置伺服裝置機械傳動機械傳動執行部件執行部件4數控程序編制基礎數控程序編制基礎數控程序中包含的信息數控程序中包含的信息 因此，無論哪種格式： 數控程序是用規定格式表達的 加工工藝信息：如設定 v f 和其它機床動作 零件形狀信息：用ap代表的零件外形 就是對加工過程和加工結果的準確描述 各種格式只是不同的表達形式 程序格式：3B、4B、G代碼 存儲介質：紙帶

3、、磁帶、網絡5數控程序編制基礎數控程序編制基礎認識數控編程的意義認識數控編程的意義 關鍵環節 操縱數控機床的關鍵 發揮數控機床性能的關鍵工藝分析數控加工程序工序卡B A C KS P A C EC T RLIN SC RT A BA L T0S H IF T ZE N D WH OM E TP g Dn OP g Up JR S T E65“432？198:7 YXVU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C1 4 彩 色顯 示 器空運行Z 軸鎖定MST 鎖定任選程序段機床鎖定快進+JOG-JOG主軸正轉主軸停 主軸反轉急停超程解除循環驅動進給保持冷卻液開關 刀松/刀緊主軸修調160

4、10進給修調16050403020100電 源關開1自動方式選擇回零手搖點動步進單段驅 動 器NC機床電源XYZA主軸超程報警手搖脈沖發生器2010 090增量倍率1000101001坐標軸選擇Z YX傳統加工數控加工傳統加工與數控加工的比較圖傳統加工與數控加工的比較圖6數控程序編制基礎數控程序編制基礎 手工編程手工編程 定義定義：整個編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（熟悉數控代碼功能、編程規則，具備機械加工工藝知識和數值計算能力） 適用適用： 幾何形狀不太復雜的零件 （無長程序和復雜計算） 三坐標聯動以下加工程序二、編程方法：手工編程和自動編程7數控程序編制基礎數控程序編制基礎自動編程

5、自動編程：編程人員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，編程系統將能根據數控系統的類型輸出數控加工程序。適用：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 （如非圓曲線輪廓的計算）自動編程8數控程序編制基礎數控程序編制基礎q 比較比較 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，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！但手工編程是學習自動編程基礎！兩種方法的比較 9數控程序編制基礎數控程序編制基礎 圖

6、紙工藝分析圖紙工藝分析 在對圖紙工藝分析（與普通加工的圖紙分析相似）的基礎上：q 確定加工機床、刀具與夾具；q 確定零件加工的工藝方案、對刀點、坐標系、加工軌跡；1.切削用量（f、s、t）等工藝參數。 手工編程的內容和步驟如圖所示三、手工編程的內容和步驟三、手工編程的內容和步驟10數控程序編制基礎數控程序編制基礎根據圖紙尺寸及工藝線路的要求：q 選定工件坐標系q 計算零件輪廓和刀具運動軌跡的坐標值；q 將坐標值按NC機床規定編程單位（脈沖當量）換算為相應的編程尺寸。 2、計算運動軌跡11數控程序編制基礎數控程序編制基礎根據制定的加工路線、切削用量、選用的刀具、輔助動作，按照數控系統規定指令代碼

7、及程序格式，編寫零件加工程序，并進行校核、檢查上述兩個步驟的錯誤3、 編制程序及初步校驗12數控程序編制基礎數控程序編制基礎將程序單上的內容，經轉換記錄在控制介質上（如存儲在磁盤上），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。4、制備控制介質13數控程序編制基礎數控程序編制基礎所制備的控制介質，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。 5、程序的校驗和試切14數控程序編制基礎數控程序編制基礎q 閱讀法：要有豐富的經驗和上好的眼力閱讀法：要有豐富的經驗和上好的眼力q 模擬法模擬法: : 檢查程序的正確性 平

8、面輪廓：用筆代刀具坐標紙代工件 空運轉繪圖。 空間曲面：用蠟塊、塑料、木料或價格低的材料作工件試切 用靜態（機床不動）或動態（空運行）的模擬方法. 計算機仿真：用專門軟件和上好的計算機系統常用的校驗和試切方法常用的校驗和試切方法觀察車削加工的模擬運行觀察車削加工的模擬運行15數控程序編制基礎數控程序編制基礎q試切法：試切法：檢查運動軌跡正確性和加工精度 上述方法只能檢查運動軌跡的正確性，不能判別加工誤差。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

9、度要求為止常用的校驗和試切方法常用的校驗和試切方法16數控程序編制基礎數控程序編制基礎四、數控程序的結構與格式四、數控程序的結構與格式17數控程序編制基礎數控程序編制基礎18數控程序編制基礎數控程序編制基礎19數控程序編制基礎數控程序編制基礎NGX Y Z A B CU V W P Q RI J K D E .F S TM段段號號準準備備功功能能坐標地址字坐標地址字進進給給功功能能主主軸軸轉轉速速刀刀具具編編號號輔輔助助功功能能數控程序數控程序 := 程序頭程序頭 + 程序段程序段 + 程序尾程序尾程序段程序段 := （地址符（地址符 + 值）值）地址符地址符 := 大寫英文字母大寫英文字母值

10、值 := + - . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 地址符可變的數控程序格式地址符可變的數控程序格式20數控程序編制基礎數控程序編制基礎地地址址符符功能地址意義程序號O、P程序編號，子程序號的指定 順序號N程序編號（程序段號） 準備功能G指令動作方式（直線圓弧等） 坐標字X、Y、Z基本直線坐標軸的移動指令 U、V、W第一組附加直線坐標軸的移動指令 P、Q、R第二組附加直線坐標軸的移動指令 A、B、C基本旋轉坐標軸的旋轉指令 I、J、K圓弧中心坐標或螺距指定 進給速度F進給速度的指令 主軸功能S主軸旋轉速度的指令刀具功能T刀具編號的指令 輔助功能M機床開/關指令，指定工作臺分度等 B補

11、償號H、D補償號指定暫停P、X暫停時間指定重復次數L子程序及固定循環的重復次數 圓弧半徑R實際上是坐標字的一種 21數控程序編制基礎數控程序編制基礎地址符可變程序段格式的特點22數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類常見指令分類G23數控程序編制基礎數控程序編制基礎看看看看G指令的用法指令的用法 G指令是模態的 觀察下面的指令 N0200 G90G01G17G53G40G99G11X10 N0210 X30 N0210行的G指令是什么呢？24數控程序編制基礎數控程序編制基礎關于分組模態指令的含義關于分組模態指令的含義G90G91G40G41G42G00G01G02G03G17G18G19

12、25數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類常見指令分類M26數控程序編制基礎數控程序編制基礎數控系統的準備功能與輔助功能數控系統的準備功能與輔助功能 讀表23和表24：G代碼的ISO和國家標準 了解代碼含義、分組模態、不指定、永不指定 必須熟悉的G功能 G00/01/02/03/螺紋加工指令 G17/18/19 G40/41/42 G53/54-59 G90/91/92 必須熟悉的M功能 M00/01/02/03/04/05/06/08/09/30 數控車床和數控銑床的指令略有不同，會增加簡化手工編程的指令的講解27數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類常見指令分類F、S、T28數

13、控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類常見指令分類F、S、T29數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類常見指令分類F、S、T30數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類座標（尺寸）常見指令分類座標（尺寸）31數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類座標（尺寸）常見指令分類座標（尺寸）32數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類座標（尺寸）常見指令分類座標（尺寸）33數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類其它指令常見指令分類其它指令34數控程序編制基礎數控程序編制基礎 程序名程序名 程序名是一個程序必需的標識符。組成組成：由地址符后帶若干位數字組成。地址符常見的有：

14、“%”、“O”、“P”等，視具體數控系統而定。示例示例：德國MAHO系統 “%”，日本FANUC 系統 “O”。 后面所帶的數字一般為48位。如：%2000、 O0100常見指令分類其它指令常見指令分類其它指令35數控程序編制基礎數控程序編制基礎常見指令分類其它指令常見指令分類其它指令36數控程序編制基礎數控程序編制基礎 其它指令其它指令 子程序名和子程序調用指令子程序名和子程序調用指令 用于給子程序命名和在主程序中調用該子程序，該 指令的標準化程度不高，不同系統有不同的規定。 組成組成： 子程序名指令地址符（字母或符號，如O、% 等）后帶若干數字組成； 子程序調用指令 地址符 +調用子程序名

15、部分 +調用次數部分。 示例示例： M98P08L12（FANUC、華中數控系統）常見指令分類子程序常見指令分類子程序37數控程序編制基礎數控程序編制基礎38數控程序編制基礎數控程序編制基礎嵌套嵌套 嵌套：一個子程序還可以調用另一個子程序。嵌套次數不能太多，每個數控系統對允許的嵌套次數都有規定。 子程序代碼為L，編號為199。 子程序結束的代碼為M99，有的為M22，由各數控系統自行定義。 39數控程序編制基礎數控程序編制基礎180050160R255019095701016010=160040數控程序編制基礎數控程序編制基礎180050160R2550190701016010=160041數

16、控程序編制基礎數控程序編制基礎42數控程序編制基礎數控程序編制基礎五、數控系統坐標系五、數控系統坐標系43數控程序編制基礎數控程序編制基礎進給運動坐標系 ISOISO和中國標準規定：和中國標準規定： 坐標軸：坐標軸：數控裝備的每個進給軸(直線進給、圓進給) 定義為坐標系中的一個坐標軸。 數控裝備坐標系統標準數控裝備坐標系統標準： 右手笛卡兒坐標系統 坐標系的方向兩條基本規定 假設刀具相對于靜止工件運動 以遠離工件方向為正44數控程序編制基礎數控程序編制基礎假設刀具相對于靜止工件運假設刀具相對于靜止工件運動動假設只有刀具在移動，移動方向的正負定義與坐標軸方向的正負是相同的。45數控程序編制基礎數

17、控程序編制基礎實際上有些機床工件運動實際上有些機床工件運動如果機床實際上是工件在移動，則移動方向的正負與坐標軸方向的正負定義是相反的。46數控程序編制基礎數控程序編制基礎基本坐標系基本坐標系 基本坐標系基本坐標系：直線進給運動的坐標系（）。坐標軸相互關系：由右手定則決定?；剞D坐標回轉坐標：繞 軸轉動的圓進給坐標 軸分別用表示， 坐標軸相互關系由右 手螺旋法則而定。47數控程序編制基礎數控程序編制基礎右手直角笛卡爾坐標系右手直角笛卡爾坐標系+X+Y+Z+X、Y或或Z+A、B或或C48數控程序編制基礎數控程序編制基礎坐標方向的規定 49數控程序編制基礎數控程序編制基礎Z軸及其方向的規定軸及其方向的

18、規定 Z坐標（軸）方位方位 Z坐標平行主軸軸線的進給軸。 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。 主軸能擺動： 在擺動的范圍內其軸線只與標準坐標系中的某一坐標平行時，則該坐標便是Z坐標； 若在擺動的范圍內其軸線可與多個坐標平行，則取垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。50數控程序編制基礎數控程序編制基礎立式5軸數控銑床的坐標系 Z坐標正方向規定：刀具遠離工件的方向。坐標正方向規定：刀具遠離工件的方向。Z軸軸 51數控程序編制基礎數控程序編制基礎Z軸軸 52數控程序編制基礎數控程序編制基礎X軸軸 X坐標的選擇 在X、Y軸中，主要進給方向是X軸。X軸是定位面的主軸，與工件裝卡面平行，

19、主要作水平運動。53數控程序編制基礎數控程序編制基礎X軸：在刀具旋轉的機床上軸：在刀具旋轉的機床上 刀具旋轉的機床上，如銑床、鉆床、鏜床等 Z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。54數控程序編制基礎數控程序編制基礎Z軸垂直（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；X軸：在刀具旋轉的機床上軸：在刀具旋轉的機床上立式5軸數控銑床的坐標系55數控程序編制基礎數控程序編制基礎X軸：在刀具旋轉的機床上軸：在刀具旋轉的機床上56數控程序編制基礎數控程序編制基礎三種情況三種情況57數控程序編制基礎數控程序編制基礎 在工件旋轉的機床上（車床、磨

20、床等），X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉中心的方向是X軸的正方向。X軸：在工件旋轉的機床上軸：在工件旋轉的機床上58數控程序編制基礎數控程序編制基礎X軸：在工件旋轉的機床上軸：在工件旋轉的機床上59數控程序編制基礎數控程序編制基礎無工作軸的機床X軸平行于加工方向X軸的正向是主加工方向60數控程序編制基礎數控程序編制基礎Y軸軸 Y坐標 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。右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向為食指指向。右手螺旋法則：在X Z平面，從Z至X，姆指所指的方向為+y。 61數控程序編制基礎數控程序編制

21、基礎立、臥式數控銑床立、臥式數控銑床Y軸軸62數控程序編制基礎數控程序編制基礎Y軸軸龍門數控銑床龍門數控銑床63數控程序編制基礎數控程序編制基礎回轉坐標回轉坐標 A、B、C64數控程序編制基礎數控程序編制基礎輔助坐標輔助坐標 U、V、W立式5軸數控銑床的坐標系65數控程序編制基礎數控程序編制基礎數控機床的坐標系數控機床的坐標系 66數控程序編制基礎數控程序編制基礎數控機床的坐標系數控機床的坐標系67數控程序編制基礎數控程序編制基礎數控機床的坐標系數控機床的坐標系68數控程序編制基礎數控程序編制基礎數控機床的坐標系數控機床的坐標系69數控程序編制基礎數控程序編制基礎機床坐標系與工件坐標系機床坐標

22、系與工件坐標系2. 機床坐標系與工件坐標系 編程總是基于某一坐標系統的，因此，弄清楚數控機床坐標系和工件坐標系的概念及相互關系是至關重要的。70數控程序編制基礎數控程序編制基礎機床原點與機床坐標系機床原點與機床坐標系 機床原點與機床坐標系 機床原點（零點）機床坐標系原點是在機床調試完成后便確定了，是機床上固有的點。機床原點的建立：用回零方式建立。機床原點建立過程實質上是機床坐標系建立過程。71數控程序編制基礎數控程序編制基礎機床坐標系機床坐標系 機床坐標系 以機床原點為坐標系原點的坐標系，是機床固有的坐標系，它具有唯一性。 機床坐標系是數控機床中所建立的工件坐標系的參考坐標系。注意：機床坐標系一般不作為加工時的編程坐標系，僅作為參考坐標系。72數控程序編制基礎數控程序編制基礎車床和銑床的機床原點車床和銑床的機床原點73數控程序編制基礎數控程序編制基礎工件原點與工件坐標系工件原點與工件坐標系 工件原點與工件坐標系（編程原點/編程坐標系） 工件原點：工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關的點。該點也可以是對刀點重合。 工件坐標系：工件坐標系：以工件原點為零點建立的一個坐標系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標系計算。 工件原點偏置：工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離。 現代數控機床均可設置多個工件坐標系，在加工時通過G指