第3章數(shù)控車床編程基礎(chǔ)第3章數(shù)控車床編程基礎(chǔ)教學(xué)要求:

1.了解數(shù)控車床編程的過程、方法以及數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)指令。

2.掌握數(shù)控車床編程的坐標(biāo)系建立以及坐標(biāo)系之間的關(guān)系。教學(xué)重點:

1.數(shù)控編程內(nèi)容與方法

2.數(shù)控程序結(jié)構(gòu)和格式

3.標(biāo)準(zhǔn)指令的應(yīng)用

4.數(shù)控車床坐標(biāo)系教學(xué)難點:

標(biāo)準(zhǔn)指令的應(yīng)用以及各種坐標(biāo)系第3章數(shù)控車床編程基礎(chǔ)在普通車床上加工零件時，所有動作都是由操作人員按工藝員制定的零件加工工藝規(guī)程手動操作，而在數(shù)控車床上加工零件時，數(shù)控車床的動作是由數(shù)控程序來控制的。本章主要介紹數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識。3.1數(shù)控編程內(nèi)容與方法3.1.1數(shù)控編程的內(nèi)容

1.分析零件圖樣

2.制定工藝方案

3.數(shù)值計算

4.編寫零件加工程序單

5.程序檢驗和首件試切3.1.2數(shù)控編程的方法1.手工編程手工編程是指各個步驟均由手工編制，即從零件圖分析、工藝處理、數(shù)據(jù)計算、編寫程序單、輸入程序到程序檢驗等各步驟主要由人工完成的編程過程。對形狀簡單的工件，計算比較簡單，程序不多，采用手工編程較容易完成，而且經(jīng)濟、及時。因此，在點定位加工及由直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應(yīng)用。手工編程框圖2.自動編程

自動編程是利用計算機專用軟件來編制數(shù)控加工程序。自動編程包括數(shù)控語言式自動編程和圖形交互式自動編程。

1）數(shù)控語言式自動編程

2）圖形交互式自動編程圖形交互式自動編程是以加工零件的CAD模型為基礎(chǔ)的集加工工藝規(guī)則及數(shù)控編程為一體的自動編程方法，具有計算機輔助設(shè)計、繪圖、工藝分析和數(shù)控編程集成功能，可實現(xiàn)三維設(shè)計、分析和數(shù)控編程一體化。3.2數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)和格式

3.2.1程序的結(jié)構(gòu)

零件加工程序是由主程序和可被主程序調(diào)用的子程序組成，子程序有多級嵌套。不論是主程序還是子程序，每一個程序都是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。

1.程序號

2.程序內(nèi)容

3.程序結(jié)束一個完整的程序，一般由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。例如：O2000程序號N01G91G18G00X85.Z5.；N02S400M03M08；N03G01Z-10.F0.3；N04X90.；程序內(nèi)容N05Z-35.；N06X100.；N07Z-80.M05M09；N08G00X120.Z50.；N09M30；程序結(jié)束3.2.1程序的結(jié)構(gòu)

程序段中包含：程序刀具指令、機床狀態(tài)指令、機床坐標(biāo)軸運動方向（即刀具運動軌跡）指令等各種信息代碼。字地址可變程序段格式如下：N□□□□G□□X□□…Y□□…Z□□…□□…□程序段號準(zhǔn)備功能運動坐標(biāo)其他坐標(biāo)F□□□□S□□□□T□□□□M□□

工藝性指令輔助功能

3.2.2程序的格式

3.2.2程序的格式可見每個程序段的開頭是程序段的序號，以字母N和4位（有的數(shù)控系統(tǒng)不用4位）數(shù)字表示，接著是準(zhǔn)備功能指令，由G和兩位數(shù)字組成。再接著是運動坐標(biāo)；如有圓弧半徑R等尺寸，放在其他坐標(biāo)位置；在工藝指令中，F(xiàn)指令為進給速度，S指令為主軸轉(zhuǎn)速，T指令為刀具號，M為輔助功能指令；還可以有其他的附加指令。3.2.2程序的格式

一個程序段由程序段號和若干個“字”組成，一個“字”由地址符和數(shù)字組成。

N＿G＿X＿Y＿Z＿I＿J＿K＿P＿Q＿R＿A＿B＿C＿F＿S＿T＿M＿LF

注意：上述程序段中包括的各種指令并非在加工程序的每個程序段中都必須有，而是根據(jù)各程序段的具體功能來編入相應(yīng)的指令。

Ｎ10

Ｇ01

Ｘ40.0

Ｚ－25.4

Ｆ200

；

程序段結(jié)束進給速度指令坐標(biāo)移動距離指令

運動方式指令（直線）程序段號機能地址意義程序段順序號N順序地址符字母準(zhǔn)備功能G由G后面兩位數(shù)字決定該程序段意義進給功能F刀具進給功能主軸轉(zhuǎn)速功能S指定主軸轉(zhuǎn)速刀具功能T指定刀具號輔助功能M指定機床上的輔助功能機能地址意義

尺寸字地址字母X、Y、Z坐標(biāo)軸地址指令U、V、W附加軸地址指令A(yù)、B、C附加回轉(zhuǎn)軸地址指令I(lǐng)、J、K圓弧起點相對于圓弧中心的坐標(biāo)指令表3-1（a）

非尺寸字地址字母

表3-1（b）尺寸字地址字母表3.2.2程序的格式3.2.2程序的格式準(zhǔn)備功能字G

又稱G功能、G指令、G代碼，G功能是使數(shù)控機床做好某種操作準(zhǔn)備的指令，用地址G和兩位數(shù)字表示，從G00～G99共100種。目前，有的數(shù)控系統(tǒng)也用到00～99之外的數(shù)字。需要指出的是不同生產(chǎn)廠家數(shù)控系統(tǒng)的G指令的功能相差大，編程時必須遵照車床使用說明書進行。3.2.2程序的格式

F、S、T指令（1）進給功能F指令

F指令表刀具中心運動時的進給速度。由F和其后的若干數(shù)字組成。數(shù)字的單位取決于每個系統(tǒng)所采用的進給速度的指定方法。（2）主軸轉(zhuǎn)速功能S指令

S指令表示機床主軸的轉(zhuǎn)速。其表示方法有以下三種：

①轉(zhuǎn)速。S表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。如S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。

②恒線速。在恒線速狀態(tài)下，S表示切削點的線速度，單位為m/min。如S60表示切削點的線速度恒定為60m/min。

③代碼。用代碼表示主軸速度時，S后面的數(shù)字不直接表示轉(zhuǎn)速或線速的數(shù)值，而只是主軸速度的代號。

3.2.2程序的格式

（3）刀具功能T指令①采用T指令編程

由T和數(shù)字組成。有T××和T××××兩種格式，數(shù)字的位數(shù)由所用數(shù)控系統(tǒng)決定，T后面的數(shù)字用來指定刀具號和刀具補償號。②采用T、D指令編程

利用T功能選擇刀具，利用D功能選擇相關(guān)的刀偏。

3.3數(shù)控車床坐標(biāo)系3.3.1坐標(biāo)系的確定原則1.刀具相對于靜止的工件而運動的原則2.標(biāo)準(zhǔn)機床坐標(biāo)系的規(guī)定右手笛卡爾坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)的機床坐標(biāo)系是一個右手笛卡爾坐標(biāo)系，用右手螺旋法則判定，如圖所示。右手的拇指、食指、中指互相垂直，并分別代表+X、+Y、+Z軸。圍繞+X、+Y、+Z軸的回轉(zhuǎn)運動分別用+A、+B、+C表示，其正向用右手螺旋定則確定。與+X、+Y、+Z、+A、+B、+C相反的方向用帶“′”的+X′、+Y′、+Z′、+A′、+B′、+C′表示。右手笛卡爾坐標(biāo)系3.3.2運動方向的確定（1）Z軸

一般取產(chǎn)生切削力的主軸軸線為Z軸，刀具遠離工件的方向為正向，當(dāng)機床有幾個主軸時，選一個與工件裝夾面垂直的主軸為Z軸。當(dāng)機床無主軸時，選與工件裝夾面垂直的方向為Z軸。

數(shù)控車床坐標(biāo)系（2）X軸

位于平行工件裝夾面的水平平面內(nèi)。對于工件作回轉(zhuǎn)切削運動的機床（如車床、磨床等），在水平面內(nèi)取垂直工件回轉(zhuǎn)軸線（Z軸）的方向為X軸，刀具遠離工件的方向為正向，如圖所示。

對于無主軸的機床（如刨床），以切削方向為正X方向。數(shù)控車床的機床坐標(biāo)系

3.3.2運動方向的確定3.3.2運動方向的確定

（3）Y軸根據(jù)已確定的X、Z軸，按右手笛卡爾坐標(biāo)系確定。（4）A、B、C軸此三軸為回轉(zhuǎn)進給運動坐標(biāo)。根據(jù)已確定的X、Y、Z軸，用右手螺旋定則確定。

3.3.3機床坐標(biāo)系、機床參考點

和工件坐標(biāo)系1.機床坐標(biāo)系機床坐標(biāo)系是機床固有的坐標(biāo)系，機床坐標(biāo)系的原點稱為機床原點或機床零點。在機床經(jīng)過設(shè)計、制造和調(diào)整后，這個原點便被確定下來，它是機床上固定的點。由生產(chǎn)廠家事先確定，不能隨意改變。數(shù)控裝置上電時并不知道機床零點，為了正確地在機床工作時建立機床坐標(biāo)系，通常在每個坐標(biāo)軸的移動范圍內(nèi)設(shè)置一個機床參考點（測量起點），機床起動時，通常要進行機動或手動回參考點，以建立機床坐標(biāo)系。2.機床參考點

為了正確地建立機床坐標(biāo)系，許多數(shù)控機床都設(shè)有機床參考點，它是機床上的一個基準(zhǔn)點，是具有增量位置測量系統(tǒng)的數(shù)控機床所必須具有的。機床參考點可以與機床零點重合，也可以不重合，通過參數(shù)指定機床參考點到機床零點的距離。機床回到了參考點位置，也就知道了該坐標(biāo)軸的零點位置，找到所有坐標(biāo)軸的參考點，CNC就建立起了機床坐標(biāo)系。3.工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時使用的坐標(biāo)系，編程人員選擇工件上的某一已知點為原點（也稱程序原點），建立的坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標(biāo)系所取代。工件坐標(biāo)系的原點是人為設(shè)定的，選擇時要盡量滿足編程簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。一般情況下，程序原點應(yīng)選在尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)上。3.3.4絕對坐標(biāo)和相對（增量）坐標(biāo)刀具或機床的位置坐標(biāo)都是以固定的坐標(biāo)原點（工件坐標(biāo)系原點）為基準(zhǔn)計算的，就稱之為絕對坐標(biāo)，按這種方式進行編程即為絕對坐標(biāo)編程。刀具或機床的位置坐標(biāo)值都是相對于前一位置計算的，稱之為相對坐標(biāo)或增量坐標(biāo)。若按這種方式進行編程，則稱之為相對坐標(biāo)編程。舉例

如圖所示A、B兩點的絕對坐標(biāo)分別為

XA=30，YA