1、,數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較,工藝分析,數(shù)控加 工程序,工序卡,傳統(tǒng)加工,數(shù)控加工,傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工的比較圖,第二章 數(shù)控加工的程序編制2.1 概 述,圖紙工藝分析 這一步與普通機(jī)床加工零件時的工藝分析相同，即在對圖紙進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，選定機(jī)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。,編程的內(nèi)容和步驟,2.1.1數(shù)控機(jī)床程序編制的內(nèi)容及步驟,計算運(yùn)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(biāo)系內(nèi)計算零件輪廓和刀具運(yùn)動軌跡的坐標(biāo)值，并且按NC機(jī)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(biāo)值作為編程尺寸。,錯誤,編制程序及初步校驗 根據(jù)制

2、定的加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補(bǔ)償、輔助動作及刀具運(yùn)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(jìn)行校核、檢查上述兩個步驟的錯誤。,計算運(yùn)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,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(yùn)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,程序的校驗和試切 所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過進(jìn)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(jìn)行相應(yīng)的修改。,

3、計算運(yùn)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,常用的校驗和試切方法： 對于平面輪廓零件可在機(jī)床上用筆代替刀具、坐標(biāo)紙代替工件進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)空運(yùn)行繪圖。 對于空間曲面零件，可用蠟塊、塑料或木料或價格低的材料作工件，進(jìn)行試切，以此檢查程序的正確性。,在具有圖形顯示功能的機(jī)床上，用靜態(tài)顯示（機(jī)床不動）或動態(tài)顯示（模擬工件的加工過程）的方法，則更為方便。 上述方法只能檢查運(yùn)動軌跡的正確性，不能判別工件的加工誤差首件試切(在允許的條件下)方法不僅可查出程序單和控制介質(zhì)是否有錯，還可知道加工精度是否符合要求。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯誤時，應(yīng)分析錯誤的性質(zhì)，或修改程序單，或調(diào)整刀具補(bǔ)償

4、尺寸，直到符合圖紙規(guī)定的精度要求為止。,程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。 1.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(jī)械加工工藝知識和數(shù)值計算能力） 2.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(jī)，由計算機(jī)自動進(jìn)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)。,2.1.2 數(shù)控機(jī)床的編程方法,手工編程適用于：幾何形狀不太復(fù)雜的零件。 自動編程適用于： 形狀復(fù)雜的零件， 雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個孔的零件） 雖不復(fù)雜但計算工作量大的零件（

5、如輪廓加工時，非圓曲線的計算）,據(jù)國外統(tǒng)計： 用手工編程時，一個零件的編程時間與機(jī)床實(shí)際加工時間之比，平均約為 30：1。 數(shù)控機(jī)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(dāng)今的趨勢！,2.2 數(shù)控編程的基礎(chǔ)數(shù)控編程的標(biāo)準(zhǔn),國際上通用的數(shù)控編程的標(biāo)準(zhǔn)有2種： ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn) EIA美國電子工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) 我國正式批準(zhǔn)的數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是JB320883數(shù)字控制機(jī)床穿孔帶程序段格式中的準(zhǔn)備功能G和輔助功能M的代碼等。,2.2.1 程序結(jié)構(gòu)與格式看一數(shù)控鉆孔加工,N001 G91 G00 X50 Y40 M03 S700; N002 Z-33; N003 G0

6、1 Z-46 F100;加工A孔 N004 G00 Z46;刀具返回到距工件2mm的位置 N005 X50 Y30;刀具到達(dá)B孔上方2mm的位置 N006 G01 Z-22;加工B孔 N007 G04 F2;延時2sec N008 G00 Z57;返回到距工件35mm處 N009 X-100 Y-70;刀具回到零點(diǎn) N010 M02;程序結(jié)束,從上例可看出程序包括三部分,1）程序標(biāo)號字（N字） 即程序的段號，以識別和區(qū)分程序段的標(biāo)號。 可以有標(biāo)號也可無標(biāo)號，但程序均按排列的先后次序執(zhí)行的。 2）程序段結(jié)束符號（；） 有的系統(tǒng)用“*”或“LF”作結(jié)束符號。任何一個程序段必須有結(jié)束符號，否則計算機(jī)

7、不執(zhí)行。 3）程序的主體部分 即規(guī)定了一段完整的加工過程，包括各種控制信息及數(shù)據(jù)，有一個以上功能字組成。,2.2.2 功能字 1）準(zhǔn)備功能字（G功能字、G指令、G代碼） 用來規(guī)定刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡（即指令插補(bǔ)功能）、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀補(bǔ)等。G00G99 JB3208-83標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：G指令由字母G(地址符）及后面兩位數(shù)字組成 1.基本移動指令： G00、G01、G02/G03 2.與坐標(biāo)系有關(guān)指令：G90、G91、G53G59及G92、G17/G18/G19 3.刀具補(bǔ)償指令： G40/G41/G42、G43/G44、 4.螺紋切削指令： G33、G34、G35 5.進(jìn)給速度設(shè)置指令

8、：G94、G95 6.其他：G04、G81G89、G96、G97 G指令有模態(tài)（續(xù)效）和非模態(tài)（非續(xù)效）之分。 模態(tài)代碼：一經(jīng)在一個程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同組其它G代碼所代替。 非模態(tài)代碼：功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效 同組的兩個代碼不能出現(xiàn)在一個程序段中 不同組的G代碼根據(jù)需要可以在一個程序段中出現(xiàn) 指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫 ； 不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫； 因此，這種格式具有程序簡單、可讀性強(qiáng)，易于檢查等優(yōu)點(diǎn)。,2) 坐標(biāo)字（尺寸字） 用來設(shè)定機(jī)床各坐標(biāo)之位移量。 一般用X、Y、Z表示直線位移； U、V、W表示為平

9、行于X、Y、Z的第二軸； A、B、C為繞X、Y、Z 的轉(zhuǎn)動；P、Q、R 表示平行于X、Y、Z的第三軸。 跟“+”或“-”繼一串?dāng)?shù)字，“+”可以省略；該數(shù)字可以脈沖當(dāng)量或mm為單位。 3) 進(jìn)給功能字（F字） 用來指定刀具相對于工件的速度。 其單位以一般為：mm/min。也有用mm/r、in/min、r/min、in/r等表示 F是指各坐標(biāo)方向速度的矢量和 G95 F500 ； 0.5mm/r、 G94 F200 ； 200mm/min 4)主軸轉(zhuǎn)速功能字（S字） 用來指定主軸速度，單位：r/min,以地址符S后跟一串?dāng)?shù)字。 5）刀具功能字（T字） 在系統(tǒng)具有換刀功能時，T字用以選擇刀具。 T后

10、跟兩位數(shù)字，代表刀具的編號。 6）輔助功能字（M字） M后跟兩位數(shù)字分別代表不同輔助功能。M00M99，也有模態(tài)和非模態(tài)之分。 例如：M00；程序停止M02；程序結(jié)束M06；換刀。,2.3 坐標(biāo)系 2.3.1坐標(biāo)軸 統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動的方向，可使編程方便，并 使編出的程序?qū)ν愋蜋C(jī)床有通用性。同時也給 維修和使用帶來極大的方便。ISO和我國都擬定了命名的標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng),Z 軸,在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系中，主軸的軸線一般是Z軸。 Z軸垂直于工件裝卡面。 主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)：銑、鉆。,X 軸,在X、Y軸中，主要進(jìn)給方向是X軸。 X軸是定位面的主軸，與工件裝卡面平

11、行，主要作水平運(yùn)動。,X 軸,為了確定X軸，將機(jī)床分成 有工作軸 刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（鉆、銑、鏜、攻絲機(jī)） 工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（車、磨） 無工作軸（刨、線切割機(jī)）,刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床,當(dāng)從主軸看工件時，如果Z軸是水平的，則正X軸向右移動。 圖顯示的是在臥式升降臺銑床的X軸的正向情況。,刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床,在單立柱機(jī)床，如果Z軸是立式的，當(dāng)從主軸向立柱看時，正X軸向右移動。 圖顯示的是一臺立式升降臺銑床。,刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床,對于雙立柱機(jī)床，如果Z軸是立式的，當(dāng)從主軸向左立柱看時，正X軸向右移動。 圖舉例說明對于雙立柱機(jī)床如何確定X軸的正向。,工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床,對于車床或磨床，X軸徑向于工件軸，并且平行于橫向?qū)к?。?/p>

12、X軸由工件軸向主刀架移動。,無工作軸的機(jī)床,X軸平行于加工方向。 X軸的正向是主加工方向。,2.3.2 坐標(biāo)系 在坐標(biāo)系中坐標(biāo)軸方向確定以后，要確定坐標(biāo)原點(diǎn)的位置，只有這樣坐標(biāo)系統(tǒng)才能確定。 1）機(jī)床坐標(biāo)系 是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)M（零點(diǎn)）。,零點(diǎn)M：是機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)原點(diǎn)。 （1）該點(diǎn)被機(jī)床的制造者預(yù)先設(shè)定并且不能更改。在機(jī)床零點(diǎn)的基礎(chǔ)上測量整個機(jī)床。 （2）是其他坐標(biāo)系和參考點(diǎn)如工件坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、機(jī)床參考點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。 （3）一旦建立，不受控制程序及新坐標(biāo)系的影響。,機(jī)床零點(diǎn) M,2）工件坐標(biāo)系,工件坐標(biāo)系是為了確定工件幾何圖形上各幾何要素（點(diǎn)、直線、圓?。┑奈恢枚?/p>

13、建立的坐標(biāo)系。 工件零點(diǎn)W是工件坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)。 能被編程者選定并且能在NC程序中被修改。,工件零點(diǎn)W 選用原則,（1）. 選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上。是可以直接用圖紙標(biāo)注的尺寸，作為編程點(diǎn)的坐標(biāo)值，減少計算工作量。,工件零點(diǎn) 選用原則,（2）.能使工件方便地裝卡、測量和檢驗。 （3）.盡量選在尺寸精度、光潔度比較高的工件表面上。這樣可提高工件的加工精度和同一批零件的一致性。 如銑床，工件零點(diǎn)被設(shè)置在參照表面的交點(diǎn)處。,工件零點(diǎn) 選用原則,（4）.對于有對稱的幾何形狀的零件，工件零點(diǎn)最好選在對稱中心點(diǎn)上。,編程零點(diǎn),編程零點(diǎn)也是程序零點(diǎn)。一般對于簡單零件，工件零點(diǎn)就是編程零點(diǎn)。 形狀復(fù)雜零件需編

14、制幾個程序或子程序。為了編程方便和減少許多坐標(biāo)值的計算，編程零點(diǎn)就不一定設(shè)在工件零點(diǎn)上，而設(shè)在便于程序編制的位置上。,零點(diǎn)的轉(zhuǎn)移,坐標(biāo)系統(tǒng)原點(diǎn)位于機(jī)床零點(diǎn)M。 由于工件零點(diǎn)與機(jī)床零點(diǎn)很少相同，所有工件的坐標(biāo)通常要轉(zhuǎn)換成原點(diǎn)位于機(jī)床零點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)值。 編程者可使用命令G53G59使坐標(biāo)系統(tǒng)原點(diǎn)從機(jī)床零點(diǎn)M轉(zhuǎn)換到工件零點(diǎn)。 在加工操作前，移動到零點(diǎn)的不同軸向的距離必須確定，同時必須輸入到CNC系統(tǒng)的零點(diǎn)轉(zhuǎn)移寄存器中。,零點(diǎn)的轉(zhuǎn)移,對于銑床，機(jī)床零點(diǎn)通常位于工作臺的上邊。,零點(diǎn)的轉(zhuǎn)移,對于車床，機(jī)床零點(diǎn)在主軸的端部，安有卡盤。這里，通常只是Z方向的零點(diǎn)轉(zhuǎn)換。,例：圖2-9中，刀具在基準(zhǔn)點(diǎn)（-6，0）

15、，使刀具在兩個坐標(biāo)系中運(yùn)動，刀位順序為：基準(zhǔn)點(diǎn)A B C D 0 ,N1 G00 G90 G54 X10 Y10; 刀具快速移動到G54坐標(biāo)下的A(10,10) N2 G01X30 F100; N3 X10 Y20; 在G54坐標(biāo)系下A B C N4 G00 G53 X10 Y20; G53注銷直線偏移，移動到機(jī)床坐標(biāo)系D N5 X0 Y0; 移動到G54下的工件原點(diǎn)（G54續(xù)效， G53非續(xù)效) N6 G28 X0 Y0; G28自動返回到基準(zhǔn)點(diǎn),3）設(shè)定工件坐標(biāo)系例：下圖用G92移動G54、G55工件坐標(biāo)系,N3 G55 X5 Y10； 刀具移到G55坐標(biāo)系下（5,10） N4 G54 X

16、5 Y10; 刀具移到G54坐標(biāo)系下（5,10） N5 G92 X-5 Y-5; 使G54、G55坐標(biāo)同時移動相同量 X10,Y15后，到新G54下的（-5,-5） N6 X0 Y15; 新G54下的（0,15） N7 G55 X5 Y10; 新G55下的（5,10）,2.4 常用編程指令,相對坐標(biāo)系：運(yùn)動軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對于起點(diǎn)計量 的坐標(biāo)系。 絕對坐標(biāo)系：所有坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值均從某一固定坐標(biāo) 原點(diǎn)計量的坐標(biāo)系。 最小設(shè)定單位：即數(shù)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的最小位移量（最小指令 增量、脈沖當(dāng)量），一般為0.00010.01mm 是具體數(shù)控系統(tǒng)而定。所有編程時都應(yīng)轉(zhuǎn)換 成最小設(shè)定單位。 數(shù)控機(jī)床中常用G指

17、令、M指令、T指令、S指令來控制機(jī)床的各種加工操作。,2.4.1 G00 快速點(diǎn)定位(模態(tài)）,命令刀具（或工件）從所在點(diǎn)以快速進(jìn)給方式移動到目標(biāo)點(diǎn)。移動速度已由工廠預(yù)先設(shè)定，不能用程序指令來改變，其后不需F地址符及數(shù)字。 只是快速定位，不能用于切削加工。 G00一般用于刀具快速趨近加工目標(biāo)或快速退刀。 格是：G00 X_Y_Z_； 運(yùn)動軌跡是直線 坐標(biāo)的終點(diǎn)值（增量或絕對式）,范例： N0070 N0080 G00 X32.0 Z2.0 N0090 ,2.4.2 G01 直線插補(bǔ),用于產(chǎn)生直線或斜線運(yùn)動。指令刀具（或工件）沿X、Y、Z方向執(zhí)行單軸運(yùn)動或在各坐標(biāo)平面內(nèi)執(zhí)行具有任意斜率的直線運(yùn)動，

18、以輸入的進(jìn)給速度直線移動到程序中的目標(biāo)點(diǎn)。 也可使機(jī)床三軸聯(lián)動，沿任意空間直線運(yùn)動。 G01 X_Y_Z_F_； 運(yùn)動軌跡是直線 坐標(biāo)的終點(diǎn)值（增量或絕對式） F-速度指令，一定要有，否則出錯。,范例：（單位：mm） N0070 N0080 G00 X10.0 Z2.0 （刀具起始點(diǎn)） N0090 G01 Z-10.0 F0.1（目標(biāo)點(diǎn)1） N0100 X30.0 Z-25.0（目標(biāo)點(diǎn)2） N0110 ,G02,G03,I J K,R,2.4.3 G02 / G03 圓弧插補(bǔ),指令刀具（或工件）在各坐標(biāo)平面內(nèi)，以輸入的進(jìn)給速度，以圓弧形式移動到程序中的目標(biāo)點(diǎn)，圓心點(diǎn)坐標(biāo)通過插補(bǔ)參數(shù)I、J、K確

19、定，半徑由地址R后的數(shù)值確定。執(zhí)行圓弧運(yùn)動。 G02為順時針圓弧插補(bǔ)，G03為逆時針圓弧插補(bǔ)。 指令中：X_Y_Z_:相對圓弧起點(diǎn)的終點(diǎn)值。（G90或G91方式） I_J_K_:圓弧中心相對于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值。（G90或G91都是增量值） I平行于X軸，J平行Y軸,K平行于Z軸。 R_: 圓弧的半徑值。若圓弧180時，R為“+”，若圓弧180時， R為“-” F_: 圓弧插補(bǔ)進(jìn)給速度，運(yùn)動軌跡的切線方向。,程序格式為： G17 G18 X（U）Y（ V ）Z（W） F； G19 注： G17、G18、G19指定圓弧加工所在的平面。當(dāng)機(jī)床只有一個坐標(biāo)平面時，平面指令可省略；當(dāng)機(jī)床具有三個坐標(biāo)時，

20、G17可省略。,圓弧插補(bǔ)示例，加工軌跡如圖 絕對編程方式： G92 X200.0 Y40.0 Z0； G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300； G02 X120.0 Y60.0 I-50.0； 或 G92 X200.0 Y40.0 Z0； G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300； G02 X120.0 Y60.0 R50.0； 增量編程方式： G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300； G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0； 或 G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300； G02 X

21、-20.0 Y-40.0 R50.0；,2.4.4 圓弧插補(bǔ)平面選擇 順時針圓弧插補(bǔ)指令（G02） 逆時針圓弧插補(bǔ)指令（G03） 方向：從XY平面（ZX平面，YZ平面）的Z軸（Y軸，X軸）的正向往負(fù)向觀察,X,Y,G17,G03,G02,Z,X,G18,G03,G02,Y,Z,G19,G03,G02,坐標(biāo)平面設(shè)定指令（G17，G18，G19） G17-xy平面; G18-zx平面; G19-yz平面.,2.4.5 螺旋線插補(bǔ)指令 F代碼規(guī)定為刀具沿圓弧的進(jìn)給速度 即在選定的平面內(nèi)完成圓弧插補(bǔ)的同時，在垂直于該平面的第三維方向進(jìn)行直線插補(bǔ)。 例：G91G17G03X0Y10Z5 R10 F100.,Z,Y,X,刀具軌跡,2.4.6 螺紋切削指令 格式： G33 Z_ F_； 其中Z_：螺紋終點(diǎn)位置 F_：長軸方向?qū)С蹋ɑ蚵菥啵?例: 加工螺紋長度10mm，螺距1.5mm，