數控加工基礎知識——認識數控加工技術一、數控機床的概念及組成1.數控機床的基本概念數控（NC）——數字控制（NumericalControl），它是指用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法。計算機數控（ComputerNumericalControl，CNC）——是用計算機控制加工過程，實現數值控制的系統，主要采用存儲程序的專用計算機來實現部分或全部基本數控功能。數控機床（NumericallyControlledMachineTool）——裝備了數控系統的機床被稱為數控機床2.數控加工的工作過程圖1-1數控加工的工作過程1.分析零件圖樣，確定加工工藝方案如：零件材料、形狀、尺寸、精度、毛坯形狀、熱處理等；形成切削加工工藝(切削刀具、切削用量、夾具、機床及其它輔助設施等)，它是編程的依據。2.數值處理3.編寫程序單4.程序輸入5.程序校驗和首件試切工序內容刀具切削用量機床其它第一次安裝粗車Ф30-Ф60輪廓……T1N=2000r/minF=280mm/minAp=2mm數控車床CKA1636……精車…………T2………………3.數控機床的組成圖1-2數控機床的組成二、數控機床的種類1.按運動控制的特點分類（1）點位控制數控機床（2）直線控制數控機床（3）輪廓控制數控機床2.按伺服系統的類型分類（1）開環控制系統（2）半閉環控制系統（3）閉環控制系統3.按工藝用途分類（1）金屬切削類數控機床（2）金屬成形數控機床（3）特種加工數控機床4.按功能水平分類可分為高、中、低三檔。三、數控機床的特點及應用1.與普通機床相比，數控機床加工具有以下特點：（1）可以加工具有復雜型面的工件。（2）加工精度高，質量穩定（3）生產率高（4）改善勞動條件（5）有利于生產管理現代化2.數控機床的適用范圍（1）多品種、單件小批量生產的零件或新產品試制中的零件（2）幾何形狀復雜的零件（3）精度及表面粗糙度要求高的零件（4）加工過程中需要進行多工序加工的零件（5）用普通機床加工時，需要昂貴工裝設備（工具、夾具和模具）的零件四、數控機床的產生與發展趨勢1.數控機床的產生1952年3月，世界上第一臺數控機床試制成功。1959年，出現了帶有自動換刀裝置的數控機床，稱為加工中心。2.數控機床的發展趨勢（1）高速化、高精度化（2）多功能化（3）自動化（4）智能化（5）高可靠性（6）網絡化THEEND數控加工基礎知識

——數控編程基礎一、數控機床坐標系的確定1.規定原則（1）右手直角笛卡爾坐標系（規定了X、Y、Z坐標軸之間的相互關系）

圖1-1右手直角笛卡爾坐標系（2）刀具運動原則編程時一律假定工件相對靜止不動，刀具在動，且刀具遠離工件的方向為編程坐標系的正方向。（3）機床各部件運動正方向的規定機床某一部件運動的正方向，是在實際運動情況下，增大工件和刀具距離的方向。機床上各部件運動的正方向是機床坐標系的正方向。一般都是規定好的。2.各機床編程坐標系的確定方法（1）確定Z軸：產生切削力的主軸軸線為Z坐標軸，刀具遠離工件的方向為正向。（2）確定X軸：對于工件做旋轉切削運動的機床（如車床、磨床等），X坐標軸在工件的徑向上，且平行于滑移座，刀具遠離工件的方向為正向。對于刀具做旋轉切削運動的機床（如銑床、鉆床、鏜床等），當Z坐標軸垂直時，從主要刀具主軸向立柱看時，+X的方向指向右方；當Z坐標軸水平時，從主要刀軸主軸向工件看時，+X的方向指向右方；（3）確定Y軸：+Y的運動方向，可根據X坐標軸和Z坐標軸的運動方向，按照右手直角笛卡爾坐標系來確定。

（a）數控車床（b）數控銑床圖數控機床坐標軸的確定二、數控機床的坐標系與點1.機床坐標系（機械坐標系）其坐標軸和運動方向視機床的種類和結構而定2.機床原點機床坐標系的原點，是機床上固定的一個點，其位置是由機床設計單位和制造單位確定的。3.機床參考點機床上固定的一個點，它與機床原點之間有一確定的相對位置。機床參考點由機床制造廠測定后輸入數控系統，并記錄在機床說明書中，用戶不能更改。數控機床的機床原點與機床參考點4.編程坐標系（工件坐標系）是編程時用來定義工件形狀和刀具相對工件運動的坐標系。5.編程原點編程坐標系的原點，其位置由編程者確定。編程原點的設置應遵循以下原則1.工件原點與設計基準或裝配基準重合，以便于編程2.工件原點盡量選在尺寸精度高，表面粗糙度值小的工件表面上。3.工件原點最好選在工件的對稱中心上4.要便于測量和檢驗。

絕對坐標：●指運動終點的坐標值是相對于“工件坐標系原點”計量的。

增量坐標：●指運動終點的坐標值是以“前一點”的坐標為起點來計量的。

絕對與增量選擇：●編程時要根據零件的加工精度要求及編程方便與否選用坐標類型。●程序中，絕對坐標與增量坐標可單獨或可交叉設置使用，使用原則主要是看用哪種方式編程更方便。同一程序中：絕對或增量；同一程序段可絕對或增量。

如圖1-13（刀具從0點到C點）和表1-1所示。圖1-13刀位點的運動軌跡

5.編程用幾何點

程序中表示幾何點的坐標位置，有絕對坐標和增量坐標（相對）兩種方式。運動軌跡絕對坐標相對或增量坐標X方向Y方向X方向Y方向O0000A30403040B6040300C902030-20三、數控編程的種類（1）手動編程在編程過程中，全部或主要由人工進行。應用：加工形狀簡單，計算量小，程序不多的零件（2）自動編程①語言數控自動編程②繪圖數控自動編程手動編程自動編程四、程序的結構與格式1.程序的結構一個完整的程序由程序號，程序主體和程序結束三部分組成。程序號：FANUC系統的程序號以字母O開頭，后面緊跟0~4位數字。程序主體：由若干個程序段組成。FANUC系統用；作為每個程序段的結束符。程序結束：以M02或M30作為整個程序結束的符號，來結束整個程序。O0001——————————程序號N010M03S800;N020T0101;N030G00X100Z100;…….N100M30————————程序結束

程序主體2.程序段格式每個程序段由程序段號和若干個字組成。每個字是由地址碼和數字組成。（1）程序段號：N010，程序段號不連續排列，以5或10間隔，便于插入語句。N015,N020（2）準備功能字G指令：由地址碼G和兩位數字組成，G00~G99共100種規定刀具和工件相對運動的插補方式，刀具補償，坐標偏移等。（3）尺寸字：由地址碼、+、-符號及絕對值（或增量）的數值構成。尺寸字的地址碼：X、Y、Z、U、V、W、D、H尺寸字的“+”號可省略。

G97：恒線速度取消，S表示主軸轉速，單位為r/min。例如G97S800（6）刀具功能T指令T指令為刀具指令，由地址碼T和若干位數字組成。在車床中，T指令用來指定加工中所用的刀具號和刀具補償號，一般T后面有4位數值，前兩位為刀具號，后兩位為刀具補償號。比如，T0101，T0104，T0100。（7)輔助功能字M指令用于控制機床的輔助動作。程序停止指令M00：當執行到M00指令時，機床停止自動運行，重按循環啟動鍵才可繼續執行后續程序。程序計劃停止指令M01：要預先按下選擇停止鍵，當執行到M01指令時，機床停止自動運行，重按循環啟動鍵才可繼續執行后續程序。程序結束指令M02：程序結束后，光標停止在程序尾，若要重新執行該程序，需手動將光標返回程序頭。程序結束并返回至零件程序頭指令M30：程序結束后，光