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1、第1章 數(shù)控加工的編程基礎,第1章 數(shù)控加工的編程基礎,（一）目的與要求 使學生建立數(shù)控編程的基本概念，掌握數(shù)控編程的基本內(nèi)容、主要步驟；掌握加工程序的基本組成、程序的基本結(jié)構和類型。 （二）教學內(nèi)容 1數(shù)控加工的過程 2數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 3數(shù)控編程的種類 4數(shù)控機床的坐標系和運動方向的命名規(guī)則 5典型數(shù)控系統(tǒng)及其主要功能 6程序的結(jié)構 7程序段格式的書寫規(guī)則 8. 續(xù)效代碼與非續(xù)效代碼,第1章 數(shù)控加工的編程基礎,（三）教學要求 1了解數(shù)控加工的過程 2掌握數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 3掌握數(shù)控編程的種類 4掌握數(shù)控機床的坐標系和運動方向的命名規(guī)則 5了解典型數(shù)控系

2、統(tǒng)及其主要功能 6掌握程序的結(jié)構組成 7掌握程序段格式的書寫規(guī)則：字-地址程序段格式 8理解地址碼中英文字母的含義 9掌握續(xù)效代碼與非續(xù)效代碼的概念與區(qū)別,第1章 數(shù)控加工的編程基礎,（四）重點與難點 重點：數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟，數(shù)控機床的坐標系 和運動方向； 難點：續(xù)效代碼與非續(xù)效代碼的區(qū)別。 （五）教學指導,1.1 數(shù)控編程概述,1、數(shù)控加工的概念 數(shù)控加工技術是數(shù)控技術應用的主要內(nèi)容之一。 （1）數(shù)控加工的對象精密、復雜零件及模具。 （2）數(shù)控加工的關鍵設備是各種典型數(shù)控機床。 （3）數(shù)控加工的交流語言是零件圖紙。 （4）數(shù)控加工的紐帶是NC程序。 （

3、5）數(shù)控編程的作用數(shù)控加工的橋梁 （p2t1-1）,在數(shù)控機床上加工零件時，從分析零件圖紙到獲得數(shù)控機床所需要的控制介質(zhì)的全部過程為程序編制，簡稱“編程”。,（1）加工工藝分析（分析圖樣，確定加工工藝過程） 在確定加工工藝過程時，編程人員要根 據(jù)零件圖樣進行工藝分析，然后選定機床、 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。 確定加工方法 加工路線的設計 加工工序內(nèi)容設計,這些工作與普通機床加工零件時 工藝規(guī)程的編制基本上是相似的，但 也有自身的一些特點。,2、數(shù)控編程的內(nèi)容和方法,按已確定的加工路線和允許的零件加工誤差，計算出所需的輸入數(shù)控裝置的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)值

4、計算。數(shù)值計算的主要內(nèi)容是在規(guī)定的坐標系內(nèi)計算零件輪廓和刀具運動的軌跡的坐標值。數(shù)值計算的復雜程序取決于零件的復雜程度和數(shù)控裝置功能的強弱，差別很大。對于點位控制的數(shù)控機床（如數(shù)控沖床等）加工的零件，一般不需要計算，只是當零件圖樣坐標系與編制坐標系不一致時，才需要對坐標進行換算。,錯誤,（2）數(shù)值計算（刀具運動軌跡的坐標數(shù)值計算）,加工路線、工藝參數(shù)及刀具運動軌跡確定以后，編程人員可以根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫零件加工程序單。此外，還應填寫有關的工藝文件，如數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控刀具卡片、數(shù)控刀具明細表等。,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,,,,,

5、,,零件圖紙,,,,,,,錯誤,修改,,（3） 編制零件加工程序單,將程序單上的內(nèi)容記錄在 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。,（4）制備控制介質(zhì),所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過進一步的校驗和試切削，才能用于正式加工。一般采用空走刀校驗、空運轉(zhuǎn)畫圖校驗以檢查機床運動軌跡與動作的正確性。,（5）程序的校驗和試切,常用的校驗和試切方法： 對于平面輪廓零件可在機床上用筆代替刀具、坐標紙代替工件進行空運轉(zhuǎn)空運行繪圖。 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，進行試切，以此檢查程序的正確性。,在具有圖形顯示功能的機床上，用靜態(tài)顯示（機床不動

6、）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。 當發(fā)現(xiàn)錯誤時，應分析錯誤的性質(zhì)，或修改程序單，或調(diào)整刀具補償尺寸，直到符合圖紙規(guī)定的精度要求為止。,從以上內(nèi)容來看，作為一名編程人員，不但要熟悉數(shù)控機床的結(jié)構、數(shù)控系統(tǒng)的功能及有關標準，而且還必須是一名好的工藝人員，要熟悉零件的加工工藝、裝卡方法、刀具、切削用量的選擇等方面的知識。,3.數(shù)控編程的種類 （1）手工編程 手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件

7、加工程序單、制備控制介質(zhì)到程序校驗都是由人工完成。對于加工形狀簡單、計算量小、程序不多的零件，采用手工編程較容易，而且經(jīng)濟、及時。 （2）自動編程 自動編程是利用計算機專用軟件對復雜零件進行數(shù)控加工程序編制的過程。,1.2 數(shù)控機床的坐標系與運動方向,圖1-1 右手笛卡兒坐標系統(tǒng),1、數(shù)控機床的坐標系構成,按右手笛卡爾坐標系法則 形成3個移動軸、3個轉(zhuǎn)動軸,再定其他直線軸。 另兩個直線軸按右手直角坐標系來判斷。 X軸為水平方向且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。在工件旋轉(zhuǎn)的機床(如車床、外圓磨床)上，X軸的運動方向是徑向的，與橫向?qū)к壠叫小５毒唠x開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是正方向。對于刀具旋轉(zhuǎn)

8、的機床，若Z軸為水平(如臥式銑床、鏜床)，則沿刀具主軸后端向工件方向看，右手平伸出方向為X軸正向，若Z軸為垂直(如立式銑、鏜床，鉆床)，則從刀具主軸向床身立柱方向看，右手平伸出方向為X軸正向 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。 旋轉(zhuǎn)運動A、B和C。 A、B和C相應地表示其軸線平行于X、Y和Z坐標的旋轉(zhuǎn)運動。A、B和C的正方向，相應地表示在X、Y和Z坐標正方向上按照右旋螺旋前進的方向。,3.典型數(shù)控機床的坐標系與運動方向,數(shù)控車床,立式車床,立式銑床,Z軸為垂直(如立式銑、鏜床，鉆床)，則從刀具主軸向床身立柱方向看，右手平伸出方向為X軸正向,

9、2、數(shù)控機床運動方向的確定 先定Z軸，再確定X軸和Y軸。 與主軸回轉(zhuǎn)軸線平行（重合）. 兩點假設： 一律假定工件靜止不動，而刀具在移動。 假定刀具遠離工件方向為坐標正方向。,,臥式銑床,對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床，若Z軸為水平(如臥式銑床、鏜床)，則沿刀具主軸后端向工件方向看，右手平伸出方向為X軸正向,在工件旋轉(zhuǎn)的機床上（車床、磨床等），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(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。,,,+Z,4)工件運動時的相反方向 對于工件運動而不是刀具運動的基礎，必須將前述為刀具運動所作的規(guī)定作相反的安排。用加“”字母，如+X，表示工件相對刀具正方向運動指令。而不加

10、“”字母，如+X，則表示刀具相對于工件負向運動指令。二者表示的運動方向相反。對于編程人員之考慮不加“”的運動方向，對于機床制造者，則需要考慮帶“”的運動方向。,4.機床坐標系與工件坐標系,編程總是基于某一坐標系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)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,,（1）機床坐標系與機床原點及機床參考點,,,,,機床坐標系 也稱機械原點、參考點或零點。 例子：車床 加工中心,數(shù)控車床坐標系的原點,工件坐標系（編程坐標系）,數(shù)控車削工件坐標系的原點,數(shù)控銑削工件坐標系的原點,25,,,,相對坐標表示法 大多數(shù)用G91表示，有的用X、Y、Z表示絕對坐標，用U、V、W表示

11、相對坐標。,（2）絕對坐標和相對坐標,絕對坐標表示法 大多數(shù)用G90表示。,絕對坐標表示法,相對坐標表示法,26,1.3 典型數(shù)控系統(tǒng)及其主要功能,1.典型數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。數(shù)控機床根據(jù)功能和性能要求，配置不同的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)分為車削（L/T）和銑削（M）2類。 1）FANUC, 如：0i-M/T、16i、18i、21i等。 2）SIEMENS，如：802S/C/D、810、840D等。 3）MITSUBISHI(三菱)，如：E60、M64、C70等。 4）HADENHAN.（5軸）如：TNC320、iTNC530. 5）華中數(shù)控，如：HNC-21T/M。 6）廣州

12、數(shù)控，如：GSK928M/T、GSK980M.,2.數(shù)控系統(tǒng)的功能,數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。數(shù)控機床根據(jù)功能和性能要求，配置不同的數(shù)控系統(tǒng)。無論何種數(shù)控系統(tǒng)，其基本功能有5種，分別是： （1）準備功能準備功能是使數(shù)控機床作好某種操作準備的指令，用地址G和數(shù)字表示，如G00、G01、G94等。 （2）刀具功能刀具功能字T。由地址功能碼T和數(shù)字組成。刀具功能的數(shù)字是指定的刀號，數(shù)字的位數(shù)由所用的系統(tǒng)決定。 （3）主軸速度功能主軸轉(zhuǎn)速功能字S，由地址碼S和數(shù)字組成，主要用于主軸速度控制。 （4）進給功能進給功能字F表示刀具中心運動時的進給速度，進給功能用F代碼直接指定各軸的進給速度。由地址碼F和數(shù)

13、字構成。 （5）輔助功能輔助功能也叫M功能或M代碼，它是控制機床或系統(tǒng)的開關功能的一種命令。由地址碼M和數(shù)字組成。常用的輔助功能有程序停、主軸正/反轉(zhuǎn)、冷卻液接通和斷開、換刀等。,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,1.程序結(jié)構 數(shù)控加工中，為使機床運行而送到CNC的一組指令稱為程序。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。,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,1.程序的結(jié)構 程序號 程序號為程序的開始部分，為了區(qū)別存貯器中的程序，每個程序都要有程序編號，在編號前采用程序編號地址碼，類似于人名。如在FANUC系統(tǒng)中，采用英文字母“O”作為程序編號地址，而其他系統(tǒng)有的采用“P”、

14、“%”以及“：”等。 程序內(nèi)容。程序內(nèi)容是整個程序的核心，由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令組成，表示數(shù)控機床要完成的全部動作。 程序結(jié)束。在程序的末尾，用程序結(jié)束指令M02或M30作為整個程序結(jié)束的符號，來結(jié)束整個程序。,,,,O0701 (樣本程序結(jié)構) （PETER SMID08-12-1） NI G20;(在單獨行設置單位) N2 G17 G40 G80 G49;(初始設置與取消) N3 T01;(刀具到等待位置) N4 M06；（刀具安裝到主軸） N5 G90G54 G00 X0 Y0 S800 M03 T02; N6 G43Z2.0H01 M08; N29 M05; N3

15、0 M30;,程序號,,程序頭,,程序內(nèi)容,程序結(jié)束,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,圖1-3 主程序和子程序關系圖,1、程序的結(jié)構,數(shù)控系統(tǒng)加工程序可以分為主程序和子程序,,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,2、基本編程術語 編程時使用4個基本術語： 字符字程序段程序 （1）字符 是程序中的最小單元，形式：數(shù)字、字母、符號。 數(shù)字：由09組成的數(shù)，使用整數(shù)、小數(shù)兩種模式，只 要在許可范圍內(nèi)的數(shù)字均有效。 字母：26個英文字母，大小寫具有相同的意義，習慣 用大寫形式。 符號：最常見的符號是小數(shù)點、負號、百分號、圓括 號等。,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,2、基本

16、編程術語 （2）字 程序字由字母、數(shù)字和符號組成，并形成程序中具有特定含義的功能字。 例如：N05順序號字； G01直線插補運動字； X-183.5坐標尺寸字 F275.0進給功能字。,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,2、基本編程術語 （2）字 構成字的地址碼 字 X-30.0,,,,,地址,,符號+數(shù)字,2、基本編程術語 （2）字對于字的地址碼說明 使用整數(shù)的情況 使用整數(shù)的字：D、H、T、S、M等； 如：D01、H02、T05、M05、S800 使用小數(shù)的情況 使用小數(shù)的字：X、Y、Z、I、J、K、A、B、C、Q、R、F等。 如：X125.3，15.3

17、85，A3.2，F(xiàn)0.05 在編程手冊中，經(jīng)常將數(shù)字表示成以下形式： G01 IP5.3; X5.5; P5等。,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,2、基本編程術語 （3）程序段 為了完成某一動作要求所需的字組合。可作為一個單位來處理的、連續(xù)的字組，是數(shù)控加工程序中的一條語句。 例如：N05 G01 X-128.0 F180.0 (4)程序 一個數(shù)控加工程序是若干個程序段組成的。是數(shù)控加工時，為使機床運行完成某一零件加工任務，而送到數(shù)控裝置的一個指令集。,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,3、程序段格式的書寫規(guī)則 固定程序段格式 其中的數(shù)據(jù)嚴格按照順

18、序和長度排列，不得有誤，早期數(shù)控系統(tǒng)使用。 分隔符程序段格式 使用分割符B隔開各個字，若沒有數(shù)據(jù)，分隔符不能省去。我國數(shù)控線切割機床采用的“3B”或“4B”分隔符格式。如：B0B10000B10000GYL2. 字-地址程序段格式(是我們目前常用的) 例如：N20 G01 X35.2 Y-46.8 F120,1.4 數(shù)控加工程序的結(jié)構與格式,,3、程序段格式的書寫規(guī)則 通常情況下程序段中的字組合書寫順序： N G X . Z . M S T ； 順序號 準備功能 尺寸字 輔助 主軸 刀具 結(jié)束 功能

19、功能 功能 符號 例如： N010 M03 S600 M08； N020 G90 G54 G00 Z5；,1.5 數(shù)控代碼的類型及特點,,1、代碼（字）的類型尺寸字和功能字 程序中于刀具位置相關的程序字是尺寸字；跟機床功能有關的字是功能字又稱非尺寸字、功能指令或功能代碼。 N11 G91 G00 X70.0 Y45.0 N12 G43 Z2.0 H1 N13 G01 Z-18.0 F100 M08 N14 G04 X2.0 N15 G00 Z18.0,1.5 數(shù)控代碼的類型及特點,,1、代碼特征 （1）模態(tài)代碼 模態(tài)代碼可在連續(xù)多個程序段中有效，直到被相同組別的代

20、碼取代。 大部分代碼均為模態(tài)代碼。 例如：G01和G00是01組中的模態(tài)代碼，程序段如下： N50 G01 X100.0 Z50.0 F200.0; (G01有效)（直線插補） N60 G01 X180.0; (G01仍有效) N60 X180.0 N70 G00 Z-20.0; (G00有效) ,1.5 數(shù)控代碼的類型及特點,,2、代碼特征 （2）非模態(tài)代碼 非模態(tài)代碼只在本程序段中有效，不具備續(xù)效功能，在G代碼表中的00組均為非模態(tài)代碼。如：G04、G28、G29等。 例如： N50 G04 X1.0 ; (G04有效) N60 ; (G04無效) N70 G00 X180.0; (G00有效) ,1.5 數(shù)控代碼的類型及特點,,3、代碼表的特征及應用 功能類別、同組特性、默認值 P13表1-2,本章小結(jié),本章介紹了數(shù)控編程的基本概念，數(shù)控編程的基本內(nèi)容、主要步驟，數(shù)控機床的坐標系和運動方向命名規(guī)則，加工程序的基本組成、程序的基本結(jié)構和類型等主要內(nèi)容。通過本章的學習，要重點掌握： 數(shù)控編程的基本內(nèi)容、主要步驟； 數(shù)控機床的坐標系和運動方向命名規(guī)則； 程序的基本組成、程序的基本結(jié)構和類型； 用于指令的英文字母的含義； 模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼的特征和區(qū)別。,