2022/12/17第二章數(shù)控編程§2-1數(shù)控加工編程的概述§2-2數(shù)控機床的坐標系§2-3數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼2022/12/17§2-1數(shù)控加工編程概述一.數(shù)控程序的定義數(shù)控加工程序編制(與傳統(tǒng)加工的區(qū)別）：

從零件圖紙到制成控制介質(zhì)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(shù)(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(guī)定的文字、數(shù)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(zhì)的整個過程。

2022/12/17

程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。

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(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力）

自動編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)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(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質(zhì)。§2-1數(shù)控加工編程概述2022/12/17二、手工編程的步驟和方法

圖紙工藝分析這一步與普通機床加工零件時的工藝分析相同，即在對圖紙進行工藝分析的基礎(chǔ)上，選定機床、刀具與夾具；確定零件加工的工藝線路、工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改§2-1數(shù)控加工編程概述2022/12/17計算運動軌跡根據(jù)零件圖紙上尺寸及工藝線路的要求，在選定的坐標系內(nèi)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(guī)定編程單位（脈沖當(dāng)量）換算為相應(yīng)的數(shù)字量，以這些坐標值作為編程尺寸。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙修改§2-1數(shù)控加工編程概述2022/12/17

編制程序及初步校驗根據(jù)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(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫零件加工程序，并進行校核、檢查上述兩個步驟的錯誤。

計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改§2-1數(shù)控加工編程概述2022/12/17

制備控制介質(zhì)將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入信息，若程序較簡單，也可直接通過鍵盤輸入。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改§2-1數(shù)控加工編程概述2022/12/17

程序的校驗和試切所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)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(yīng)分析錯誤產(chǎn)生的原因，進行相應(yīng)的修改。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改§2-1數(shù)控加工編程概述2022/12/17§2-2數(shù)控機床的坐標系一.數(shù)控機床的坐標系及運動方向

1.定義機床坐標系是指用于確定機床的運動方向和移動距離的坐標系。標準的數(shù)控機床坐標系是一個右手笛卡爾直角坐標系，其基本坐標軸為X、Y、Z直角坐標，相對于每個坐標軸的旋轉(zhuǎn)運動坐標為A、B、C。2022/12/17圖2-1右手笛卡爾直角坐標系+X′、+Y′

、+Z′表示工件的正移動方向。2022/12/122.各坐標軸的的確定（1）Z軸的確定Z軸是傳遞切切削力的主主軸所規(guī)定定的主軸軸軸向。對于于銑床、鏜鏜床、鉆床床等是帶動動刀具旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的軸；對對于車床、、磨床等是是帶動工件件旋轉(zhuǎn)的軸軸。其方向向是平行于于主軸軸線線，遠離工工件方向為為正方向。。(2)x軸的確定X軸一般是水水平的，平平行于工件件的裝夾平平面。它平平行于主要要的切削方方向，且以以此方向為為主方向。。§2-2數(shù)控機床的的坐標系2022/12/121）對于工件件旋轉(zhuǎn)的機機床（如車車床、磨床床等），X坐標是工件件的徑向且且平行于橫橫向拖板，，刀具遠離離回轉(zhuǎn)中心心是正向；；

圖2-2臥式數(shù)控車床2022/12/122）對于刀具具旋轉(zhuǎn)的機機床（如銑銑、鉆、鏜鏜床）①當(dāng)Z軸水平時，，沿刀具主主軸向工件件看，X軸的正方向向指向右邊邊。

圖2-3臥式升降臺銑床§2-2數(shù)控機床的的坐標系2022/12/12

圖2-4臥式鏜床§2-2數(shù)控機床的的坐標系2022/12/12②當(dāng)Z軸為鉛垂方方向（（立立式主軸軸）時a．對于單立立柱機床，，X軸的正方向向指向右邊邊。

圖2-5數(shù)控銑床§2-2數(shù)控機床的的坐標系2022/12/12b．對于雙立立柱機床（（如龍門機機床），當(dāng)當(dāng)站在操作作臺一側(cè)從從主軸向左左側(cè)立柱看看時，X軸的正方向向指向右邊邊。圖2-6龍門式輪廓銑床§2-2數(shù)控機床的的坐標系2022/12/12（3）Y軸的確定定Y軸的運動動方向則則根據(jù)X軸和Z軸按右手手法則確確定。（4）轉(zhuǎn)動方方向的確確定圍繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動動分別用用A、B、C表示，它它們的正正方向為為右旋螺螺紋前進進的方向向。3．機床原原點機床原點點是指機機床坐標標系的原原點，即即X=0,Y=0,Z=0的點，一一般在機機床上是是固定的的。§2-2數(shù)控機床床的坐標標系2022/12/12二.數(shù)控機床床的兩種種坐標系系機床坐標標系與工工件坐標標系編程總是是基于某某一坐標標系統(tǒng)的的，因此此，弄清清楚數(shù)控控機床坐坐標系和和工件坐坐標系的的概念及及相互關(guān)關(guān)系是至至關(guān)重要要的。1.機床原點點與機床床坐標系系機床原點點機床坐標標系的零零點。這這個原點點是在機機床調(diào)試試完成后后便確確定了，，是機床床上固有有的點。。機床原點點的建立立：用回回零方式式建立。。機床原點點建立過過程實質(zhì)質(zhì)上是機機床坐標標系建立立過程§2-2數(shù)控機床床的坐標標系2022/12/12機床坐標標系以機床原原點為坐坐標系原原點的坐坐標系，，是機床床固有的的座標系系，它具具有唯一一性。機床坐標標系是數(shù)數(shù)控機床床中所建建立的工工件坐標標系的參參考坐標標系。注意：機機床坐標標系一般般不作為為編程坐坐標系，，僅作為為工件坐坐標系的的參考坐坐標系。?！?-2數(shù)控機床床的坐標標系2022/12/122.工件原點點與工件件坐標系系工件原點點：為編編程方便便在零件件、工裝裝夾具上上選定的的某一點點或與之之相關(guān)的的點。該該點也可可以是對對刀點重重合。工件座標標系：以以工件原原點為零零點建立立的一個個坐標系系，編程程時，所所有的尺尺寸都基基于此坐坐標系計計算。工件原點點偏置：：工件隨隨夾具在在機床上上安裝后后，工件件原點與與機床原原點間的的距離?！，F(xiàn)代數(shù)控控機床均均可設(shè)置置多個工工件座標標系，在在加工時時通過G指令進行行換?！?-2數(shù)控機床床的坐標標系2022/12/12§2-2數(shù)控機床床的坐標標系2022/12/12三.絕對坐標標和相對對坐標1．絕對坐坐標系所有的坐坐標值均均從同一一固定坐坐標點計計量的坐坐標系。。2．相對坐坐標系運動軌跡跡的終點點坐標是是相對于于起點計計量的坐坐標系（（或增量量坐標系系）。§2-2數(shù)控機床床的坐標標系2022/12/12ABXXYYO18121520

圖2-7絕對與相對坐標系以絕對坐坐標計算算：XA=12,YA=15,XB=30,YB=35以相對坐坐標計算算：XA=0,YA=0,XB=18,YB=202022/12/12§2-3數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的指令令代碼一.數(shù)控加工工程序簡簡介1．程序的的組成一個完整整的零件件加工程程序由程程序段組組成；一一個程序序段由由若干個個代碼字字組成；；每個代代碼字由由字符（（字母、、數(shù)字、、符號））組成。。N01G91G00X50Y60LFN02G01X1000Y5000F150S300T12M03LF．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．N10G00X-50Y-60M02LF2022/12/12每個程程序段段以序序號““N”開頭，，以LF(LineFinish)結(jié)束，，M02=END作為整整個程程序的的結(jié)束束。2．程序序段格格式程序段段的格格式，是指一一個程程序段段中指指令字字的排排列順順序和和書寫寫規(guī)則則，不不同的的數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)往往往有不不同的的程序序段格格式，，格式式不符符合規(guī)規(guī)定，，數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)就不不能接接受。。目前前廣泛泛采用用的是是，地地址符符可變變程序序段格格式（（或者者稱字字地址址程序序段格格式）），這這種格格式的的特點點是：：程序段段中的的每個個指令令字均均以字字母（（地址址符））開始始，其其后再再跟數(shù)數(shù)字或或無符符號的的數(shù)字字。§2-3數(shù)控系系統(tǒng)的的指令令代碼碼2022/12/12指令字字在程程序段段中的的順序序沒有有嚴格格的規(guī)規(guī)定，，即可可以任任意順順序的的書寫寫。。不需要要的指指令字字或者者與上上段相相同的的續(xù)效效代碼碼可以以省略略不寫寫。因此，，這種種格式式具有有程序序簡單單、可可讀性性強，，易于于檢查查等優(yōu)優(yōu)點。。§2-3數(shù)控系系統(tǒng)的的指令令代碼碼2022/12/12●主程序序和子子程序序有時被被加工工零件件上，，有多多個形形狀和和尺寸寸都相相同的的部位位，若若按通通常的的方法法編程程，則則有一一定量量的連連續(xù)程程序段段在幾幾處完完全重重復(fù)的的出現(xiàn)現(xiàn)，則則可以以將這這些重重復(fù)的的程序序串，，單獨獨地擔(dān)擔(dān)出來來按一一定格格式做做成子程序序，程序序中子子程序序以處處的部部分便便稱為主程程序。子程序序可以以被多多次重重復(fù)調(diào)調(diào)用。。而且且有些些數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)中可可以進進行子子程序序的““多層層嵌套套”，，子程程序可可以調(diào)調(diào)用其其它子子程序序，從從而可可以大大大地地簡化化編程程工作作，縮縮短程程序長長度，，節(jié)約約程序序存貯貯器的的容量量。§2-3數(shù)控系系統(tǒng)的的指令令代碼碼2022/12/12（一））準備備功能能代碼碼（G代碼））準備功功能代代碼用用于指指定一一些動動作或或選擇擇一種種操作作方式式，它它使用用G字編程程。G字可接接3位整數(shù)數(shù)，也也可以以帶一一位小小數(shù)。。模態(tài)代代碼是指某某些G代碼在在一個個程序序段被被指定定后，，直到到以后后程序序段出出現(xiàn)同同組的的另一一個代代碼時時才失失效的的G代碼。。非模態(tài)態(tài)代碼碼是指只只有書書寫了了該代代碼時時才有有效的的代碼碼。1．與坐坐標設(shè)設(shè)定有有關(guān)的的指令令二.數(shù)控系系統(tǒng)功功能指指令代代碼§2-3數(shù)控系系統(tǒng)的的指令令代碼碼2022/12/12坐標系系有關(guān)關(guān)指令令（G90、G91、G92）G92:工件坐坐標系系設(shè)定定指令令，以以刀位位點為為參考考點進進行設(shè)設(shè)定。。G90:絕對坐坐標指指令，，編程程尺寸寸按工工件坐坐標系系中中的的坐標標給定定。G91:相對坐坐標指指令，，編程程尺寸寸相對對加工工起點點給定定?！?-3數(shù)控系系統(tǒng)的的指令令代碼碼2022/12/12例：N001G92X400.000Z250注意:數(shù)控車車床X坐標采采用二二倍值值編程程，即即采用用直徑徑值編編程31主要內(nèi)內(nèi)容對刀點點與換換刀點點的確確定何謂對對刀點點？刀位點點對刀點點換刀點點（與與換刀刀位置置的區(qū)區(qū)別））相關(guān)概概念選擇對對刀點點的原原則：：選在零零件的的設(shè)計計基準準或工工藝基基準上上，或或與之之相關(guān)關(guān)的位位置上上。選在對對刀方方便，，便于于測量量的地地方。。選在便便于坐坐標計計算的的地方方。2022/12/12刀位點點：用于于確定定刀具具在機機床坐坐標系系中位位置的的刀具具上的的特定定點。。鏜刀鉆頭立銑刀刀、端端銑刀刀面銑刀刀指狀銑銑刀球頭銑銑刀車刀33對刀點點:確定刀刀具與與工件件相對對位置置的點點對刀點點可以以是工工件或或夾具具上的的點，，或者者與它它們相相關(guān)的的易于于測量量的點點。對刀點點確確定之之后，，機床床坐標標系與與工件件坐標標系的的相對對關(guān)系系就確確定了了2.1概述2022/12/12選擇合合適的的對刀刀點CR30R20R5020f刀具運動軌跡工件輪廓XZ2022/12/12對刀：：就是是使““對刀刀點””與““刀位位點””重合合的操操作。選擇對對刀點點的原原則：選在零零件的的設(shè)計計基準準或工工藝基基準上上，或或與之之相關(guān)關(guān)的位位置上上。選在對對刀方方便，，便于于測量量的地地方。。選在便便于坐坐標計計算的的地方方2022/12/12坐標平平面選選擇指指令（（G17、G18、G19）G17：指定零零件進進行xy平面加加工G18：指定零零件進進行zx平面加加工G19：指定零零件進進行yz平面加加工注：默默認值值為G17兩維平平面不不必設(shè)設(shè)定（（如數(shù)數(shù)控車車床）§2-3數(shù)控系系統(tǒng)的的指令令代碼碼2022/12/12§2-3數(shù)控系系統(tǒng)的的指令令代碼碼2022/12/12直線線插插補補指指令令（（G01）刀具具以以進進給給速速度度F指令令給給定定的的速速度度進進行行直直線線插插補補加加工工快速速點點定定位位指指令令（（G00）刀具具以以點點位位控控制制方方式式快快速速移移動動，，進進給給速速度度F指令令對對其其無無效效§2-3數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)的的指指令令代代碼碼2022/12/12G01代碼碼編編程程（（相相對對坐坐標標））N001G92X28Y20LFN004X8Y8LFN002G91G00X－12Y0N005X16Y20LFS200M03T01LFN006G00X12Y0M02LFN003G01X－24Y－12F100G01代碼碼編編程程（（絕絕對對坐坐標標））N001G92X28Y20LFN002G90G00X16Y20S200M03T01LFN003G01X－8Y8F100LFN004X0Y0LFN005X16Y20LFN006G00X28Y20M02LF§2-3數(shù)控系統(tǒng)的指指令代碼2022/12/125.圓弧插補指令令（G02、G03）G02：順時針插補補指令G03：逆時針插補補指令注：圓弧順逆逆是從坐標軸軸正方向向原原點投影確定定。圓心坐標（i、j、k）編程：i、j、k為圓心相對圓圓弧起點的坐坐標值，且總總為增量值（（該定義以機機床使用說明明書為準）半徑R編程：小于或等于180度圓弧用+R，大于180度圓弧用-R編程。注意：：不能用于整整圓編程G17G18G19G90G91G02G03X___Y___X___Z___Y___Z___I___J___I___K___J___K___R___F__*§2-3數(shù)控系統(tǒng)的指指令代碼2022/12/12用絕對坐標編編程N001G92X0Y0LFN002G90G00X20Y0S200M03T01LFN003G03X0Y20I-20J0F100LFN004X-20Y0I0J-20LFN005X0Y-20I20J0LFN006X20Y0I0J20LFN007G00X0Y0M02LF用增量坐標編編程N001G91G00X20Y0S200M03T01LFN004X20Y-20I20J0LFN002G03X-20Y20I-20J0F100LFN005X20Y20I0J20LFN003X-20Y-20I0J-20LFN006G00X-20Y0M02LF按象限編程§2-3數(shù)控系統(tǒng)的指指令代碼2022/12/12用絕對坐標編編程N001G92X0Y0LFN002G90G00X20Y0S200M03T01LFN003G03X20Y0I-10J0F100LFN004G00X0Y0M02LF用增量坐標編編程N001G91G00X20Y0S200M03T01LFN002G03X0Y0I-20J0F200N003G00X-20Y0M02LF跨象限編程§2-3數(shù)控系統(tǒng)的指指令代碼2022/12/12用絕對坐標編編程N001G92X0Y18LFN002G90G02X18Y0R18F100S300M03LFN003G03X68Y0R25LFN004G02X88Y20R-20M02LF用增量坐標編編程N001G91G02X18Y-18R18F100S300M03LFN002G03X50Y0R25LFN003G02X20Y20R-20M02LF§2-3數(shù)控系統(tǒng)的指指令代碼2022/12/126.刀具半徑補償償指令（G40、G41、G42）G40：刀具偏置注注銷指令G41：左偏置刀具具半徑補償指指令G42：右偏置刀具具半徑補償指指令§2-3數(shù)控系統(tǒng)的指指令代碼yABA編程輪廓BG41編程輪廓G40G42G40oxoxa）左刀補G41b）右刀補G42刀補功能的定定義a）左刀補G41b）右刀補G42y2022/12/122022/12/12刀具半徑徑補償功功能1）可在不不知刀具具半徑的的情況下下編程2）當(dāng)?shù)毒呔甙霃桨l(fā)發(fā)生變化化時，不不必重新新修改程程序，只只需手工工輸入更更改后的的刀具半半徑值即即可。3）可用同同一程序序、同一一刀具進進行粗加加工和精精加工§2-3數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的指令令代碼2022/12/127.刀具長度度補償指指令（G43、G44、G49）G43:刀具長度度正補償償指令G44：刀具長長度負補補償指令令G49：刀具長長度補償償注銷指指令實際位移移量=程序給定定值補償值§2-3數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的指令令代碼正偏置:-A2=-A1+(-D1)=-(A1+D1)負偏置:-A2=-A1-(-D2)=-A1+D2G43（G44）Z-A1H01H—內(nèi)存刀補補表地址址(刀補號)2022/12/12A=-150+(-30)=-180G91G00G43Z-150H01A=-150-(-30)=-120G91G00G44Z-150H01刀具長度度補償示示例§2-3數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的指令令代碼2022/12/128.暫停（延延時）指指令（G04）使刀具作作短時間間無進給給光整加加工，用用于車槽槽、鏜平平面、锪锪孔程序格式式為：G04ββ__Β后一般用用x或P，其后數(shù)數(shù)字表示示延時時時間或主主軸轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)N001G91G01Z-7F60S300M03LFN002G04X5LFN003G00Z7M02LF§2-3數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的指令令代碼2022/12/12二）輔助助功能指指令（M代碼）M代碼主要要用于開開關(guān)量控控制，分分為模態(tài)態(tài)代碼和和非模態(tài)態(tài)代碼。。常用M代碼簡介介1）M00:程序停止止指令。。程序執(zhí)行行到該指指令時無無條件停停止主軸軸、刀具具、冷卻卻液等。。2）M01:計劃停止止指令。。程序執(zhí)行行到該指指令時有有條件停停止主軸軸、刀具具、冷卻卻液等。。3）M02:程序結(jié)束束指令。。除停止主主軸、刀刀具、冷冷卻液以以外，還還用于機機床復(fù)位位和回卷卷紙帶等等。4）M03、M04、M05:用于主軸軸的正傳傳、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、停止止。5）M06:換刀指令令6）M30:紙帶結(jié)束束?！?-3數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的指令令代碼2022/12/12三）進給給速度F、主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速S、及刀具具功能T代碼進給速度度F代碼（續(xù)續(xù)效代碼碼）1）代碼法法：F__（F后面的數(shù)數(shù)字為進進給速度度代碼））2）直接指指定法：：F_（F后面的數(shù)數(shù)字為實實際進給給速度））主軸轉(zhuǎn)速速S代碼（續(xù)續(xù)效代碼碼）S__（S后面的數(shù)數(shù)字含義義與F代碼相同同）刀具功能能F代碼（續(xù)續(xù)效代碼碼）T__（例T0101為選用1號刀并對對1號刀進行行補償））§2-3數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的指令令代碼2022/12/12實例例用30的立立銑銑刀刀銑銑削削工工件件輪輪廓廓，，已已知知工工件件原原點點0(90，60)，機機床床原原點點M(0，0)，坐坐標標原原點點為為程程序序的的起起點點和和終終點點，，加加工工路路線線為為O-A-B-C-D-E-F-G-O，試試按按絕絕對對坐坐標標完完成成數(shù)數(shù)控控銑銑削削手手工工編編程程，，I、J、K為圓圓心心相相對對其其圓圓弧弧起起點點(圓心心指指向向起起點點的的矢矢量量)的X、Y、Z坐標標值值的的地地址址符符。。(主軸軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速為為300rpm，進進給給速速度度為為150mm/min)2022/12/12N10G90G00X0.000Y0.000Z0.000S300M03N12G01X90.000Y60.000F15