第一章数控加工与编程技术基础课件.ppt

1、Numerical Control Technology 2022-6-6-2-课程的主要结构课程的主要结构第第 一一 章章 数控加工与编程技术基础数控加工与编程技术基础第第 二二 章章 数控铣床和加工中心编程数控铣床和加工中心编程第第 三三 章章 数控车床编程数控车床编程第第 四四 章章 数控编程实例数控编程实例第第 五五 章章 CAD/CAMCAD/CAM技术技术2022-6-6-3-教材和参考书教材和参考书教教 材：材：&李体仁李体仁 数控加工与编程技术数控加工与编程技术，北京：北京大，北京：北京大学出版社，学出版社，2011.1 2011.1 参考书：参考书：&李郝林李郝林 李健，机床

2、数控技术第李健，机床数控技术第2 2版版 北京：机北京：机械工业出版社械工业出版社 ， 200 2007.77.7&赵玉刚等赵玉刚等 数控技术第数控技术第4 4版版 北京：机械工业北京：机械工业出版社出版社 ， 200 2003.83.8&龚仲华龚仲华 数控技术第数控技术第1 1版版 北京：机械工业出北京：机械工业出版社版社 ， 200 2004.24.22022-6-6-4-参考资料网址参考资料网址 中国数控在线：中国数控在线： 中国数控教育网：中国数控教育网： 数控工作室：数控工作室： 数控中国数控中国 西门子：西门子： 发那科发那科FANUC： 2022-6-6-5-教学方法与考核方式

3、教学方法教学方法 课堂教学 实践教学 自 学 考核方式考核方式 考 试（60%） 平时成绩（40%） 出勤（50%） 作业（30%） 实习（20%）2022-6-6-6-数控加工人才市场需求 1 1）数控机床操作）数控机床操作 2 2）数控加工工艺设计及程序编制）数控加工工艺设计及程序编制 3 3）数控机床管理与维修）数控机床管理与维修 4 4）数控加工生产组织管理）数控加工生产组织管理 5 5）销售及技术服务）销售及技术服务2022-6-6-7-数控加工人才市场需求 1 1）机床操作）机床操作 2 2）工艺设计与编程，维修）工艺设计与编程，维修 3 3）机床操作、工艺设计与编程、维修及数控改

4、造、）机床操作、工艺设计与编程、维修及数控改造、管理管理金领银领蓝领2022-6-6-8-第一章第一章 数控加工与编程技数控加工与编程技术基础术基础2022-6-6-9-第一章数控加工与编程技术基础第一章数控加工与编程技术基础 1.11.1 数控加工的基础知识数控加工的基础知识 1.21.2 数控加工坐标系数控加工坐标系 1.31.3 参考点的概念参考点的概念 1.41.4 程序的结构与组成程序的结构与组成 1.5 1.5 数控加工工艺设计数控加工工艺设计2022-6-6-10-目目 标标 及及 要要 求求 了解数控加工技术的主要特点和一般加工步骤了解数控加工技术的主要特点和一般加工步骤 掌握

5、数控机床坐标系的基本规则掌握数控机床坐标系的基本规则 掌握数控加工程序的术语及程序结构掌握数控加工程序的术语及程序结构 了解数控加工工艺的主要特点了解数控加工工艺的主要特点 2022-6-6-11-本本 章章 提提 要要 本章主要介绍数控加工的主要特点和基本方法；数控加工与普通加工的主要区别；数控程序编制的基本要求和规律，在数控加工中如何根据不同类型的零件的加工要求确定相应工艺方案。2022-6-6-12-引 言数控技术数控技术给机械制造业带来了革命性的变化。给机械制造业带来了革命性的变化。现代数控技术现代数控技术成为制造业实现自动化、柔性化、集成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技

6、术。成化生产的基础技术。数控机床数控机床发展现代机械制造技术必需的基础设备。发展现代机械制造技术必需的基础设备。数控技术水平数控技术水平的高低，数控机床拥有量的多少是衡量的高低，数控机床拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志。一个国家工业现代化水平的重要标志。2022年6月6日-13-管路设计管路设计强度分析强度分析结构分析结构分析数字预装配数字预装配CAM装配过程仿真装配过程仿真装配过程仿真装配过程仿真通过产品设计手段与设计过程的数字化，缩短新产品开发周期，提通过产品设计手段与设计过程的数字化，缩短新产品开发周期，提高企业的产品创新能力高企业的产品创新能力 。2022年6月6日-

7、14-制造制造ERPPDMCRMERPPDMSCMERPSCMWCSERPWCSCRM工程工程供应商供应商用户用户 通过企业内外部管理的数字化，通过企业内外部管理的数字化，实现制造资源的最优化配置实现制造资源的最优化配置2022年6月6日-15-通过加工装备的数字化、自动化和精密通过加工装备的数字化、自动化和精密化，提高产品的加工精度和生产效率。化，提高产品的加工精度和生产效率。 车间2022-6-6-17-数控机床是一种高精度、高效率的自数控机床是一种高精度、高效率的自动化机床，与普通机床相比其机械部动化机床，与普通机床相比其机械部分有：高刚度、高精度、高速度、低分有：高刚度、高精度、高速度

8、、低摩擦、热稳定性等。摩擦、热稳定性等。 机械传动技术；机械传动技术； 功率电子和电机传动技术：功率电子和电机传动技术： 传感器技术；传感器技术； PLCPLC技术技术 刀具、材料、工艺与流程；刀具、材料、工艺与流程； 自动控制、计算机技术；自动控制、计算机技术； 信号处理技术；（误差信号信号处理技术；（误差信号检测与处理）检测与处理） 工业产品设计与可靠性技术工业产品设计与可靠性技术 CAD /CAMCAD /CAM、FMSFMS、CIMSCIMS、网络；网络；2022-6-6-18- 1.1 1.1 数控加工的基础知识数控加工的基础知识2022-6-6-19-1.1.1 1.1.1 概述基

9、本概念概述基本概念数控技术是什么？一、相关概念一、相关概念数控数控即数字控制（即数字控制（Numerical Control NC） 利用（数字、字符或其它符号）对机床的（如加工、测量、装配等）进行（可编程）控制的（自动化）方法。数控技术（数控技术（Numerical Control Technology） 用对进行控制的技术。控制对象可以是位移、角度、速度等机械量，也可以是温度、压力、流量、颜色等物理量，这些量的大小不仅是可以测量的，而且可以经A/D或D/A转换，用数字信号来表示 。2022-6-6-21- 数控系统（数控系统（NC System）实现数字控制的装置。 计算机数控系统（计算机

10、数控系统（Computer Numerical Control CNC ）是是以计算机为核心的数控系统。以计算机为核心的数控系统。 数控机床（数控机床（NC机床）机床） 是采用数控技术对机械的工作过程进行是采用数控技术对机械的工作过程进行自动控制的机床。自动控制的机床。 数控加工数控加工 是在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，用是在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，用数字化信息控制零件和刀具的移动。数字化信息控制零件和刀具的移动。二、数控机床二、数控机床 产生原因 应对日益复杂的加工工艺即满足工艺生产过程的自动化和智能化。一种灵活，通用，高精度，高效率的“柔性”自动化生产设备-数控机床

11、 应用特点应用特点 高柔性高柔性 高精度高精度 高自动化高自动化 适应性和通用性强适应性和通用性强 发展历程1948年受美国空军委托Parsons公司和M.I.T合作，1952年研制了世界上第一台三座标数控机床（实验性）。1954年11月，第一台工业用数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix）生产出来从1952年至今，NC机床按NC系统的发展经历的五代。 第一代：第一代：1955年 NC系统以电子管组成，体积大，功耗大。 第二代：第二代：1959年 NC系统以晶体管组成，采用印刷电路板。 第三代：第三代：1965年 NC系统采用小规模集成电路作为硬件，其特点是体积小，功耗低，可靠性进一步提高。

12、以上三代NC系统，由于其数控功能均由硬件实现，故历史上又称其为“硬线NC” 第四代：第四代：1970年 NC系统采用小型计算机取代专用计算机，其部分功能由软件实现，它具有价格低，可靠性高和功能多等特点。 第五代：第五代：1974年 NC系统以微处理器为核心，不仅价格进一步降低，体积进一步缩小，使实现真正意义上的机电一体化成为可能。这一代又可分为六个发展阶段： 从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而，由于当时的数控系统采用的是电子

13、管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。 到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控钻床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床。 数控机床的发展中，值得一提的是加工中心机床MC (Machining Center) 。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐特雷克公司(Keaney&Trecker Corp.)开发出来的。这种机床在

14、刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。 加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。 1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统(Flexible Manufacturing SystemFMS)之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件软件功能加强，发展成

15、计算机数字控制机床(简称为CNC机床)，进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。80年代，国际上出现了14台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元(Flexible Manufacturing CellFMC)。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。 数控机床适用范围（零件）p 多种类小批量零件多种类小批量零件p 结构较复杂结构较复杂 精度要求较高的零件精度要求较高的零件p 需要频繁改型的零件需要频繁改型的零件

16、p 价格昂贵价格昂贵 不允许报废的关键零件不允许报废的关键零件p 最小生产周期的急需零件最小生产周期的急需零件2. 传动预测量系統3. 数控装置4. 伺服控制器5. 控制器软件6. 机床本体 数控机床的组成1. 主轴系統 数控机床的分类金属切削加工类：金属切削加工类：如数控铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床等。金属成型加工类：金属成型加工类：数控板料折弯机、数控直角剪板机、数控冲床、数控弯管机、数控压力机等。特种加工类：特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机、数控激光热处理机床、数控激光板材成型机床、数控等离子切割机床、数控火焰切割机等。其它类型：其它类型：数控装

17、配机、数控测量机、机器人等。刀具移动过刀具移动过程中不加工程中不加工刀具移动过程中加工刀具移动过程中加工按联动轴数分 2轴联动（平面曲线）轴联动（平面曲线） 3轴联动（空间曲面，球头刀）轴联动（空间曲面，球头刀） 4轴联动（空间曲面）轴联动（空间曲面） 5轴联动（空间曲面）轴联动（空间曲面） 。按数控系统的进给伺服系统有无位置测量装置有无位置测量装置可分为： 开环数控系统开环数控系统 闭环数控系统闭环数控系统（根据位置测量装置安装的位置又可分为全闭环全闭环和半闭环半闭环）按控制系统的功能和档次，把数控机床分为： 1低档（经济型）（经济型）数控机床 2中档数控机床 3高档数控机床 根据被加工零件

18、和工艺要求编制成以数码表示的程序输入到数控机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和刀具的相对运动，使之加工出符合设计要求的零件。 首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化, ,用规定的代码和程序用规定的代码和程序格式编写加工程序；格式编写加工程序；将所编写程序指令输入到机床的数控装置中；将所编写程序指令输入到机床的数控装置中；数控装置再将程序数控装置再将程序( (代码代码) )进行译码、运算，向机床各个坐标的伺服机进行译码、运算，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动部件，控制所需要的构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动部件

19、，控制所需要的辅助运动；辅助运动；最后加工出合格零件。最后加工出合格零件。三、三、 数控加工过程数控加工中数据转换过程数控加工中数据转换过程译译 码码刀补处理刀补处理插补处理插补处理PLC控制控制进给伺服系统进给伺服系统切削运动、机床切削运动、机床I/O装置装置成形运动成形运动加工程序加工程序1.1.2 数控技术的优点 与传统加工方式的区别（主要在于数据输入方式的不同） 零件图的工艺分析 加工方法的选择 零件的装夹及切削刀具的选择 切削用量的确定 切削工件 实际生产中采用传统加工与数控加工相结合的方式 数控加工的特点优点优点： 1.缩短加工准备时间 2.缩短零件装夹时间，简化安装 3.提高零件

20、加工精度和重复精度 ，实现高精度化 4.复杂零件加工 5.提高切削有效时间一致性 6.高生产率； 7.有利于管理现代化缺点：缺点： 1.1.投资大，使用费用高投资大，使用费用高 2.2.生产准备工作复杂；生产准备工作复杂； 3.3.维修困难；维修困难；1.1.3 数控编程方法数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程具体体现：具体体现：从零件图纸到数控加工指令的有序排列（制从零件图纸到数控加工指令的有序排列（制成控制介质）的全过程。成控制介质）的全过程。将零件加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、将零件加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨

21、迹尺寸、工艺参数工艺参数(f(f、s s、t)t)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。成控制介质的整个过程。零零件件图图样样工工艺艺人人员员工工艺艺规规程程编编程程人人员员加加工工程程序序初初稿稿加加工工程程序序 编程手册编程手册一、手工编程、手工编程 就是指从工艺分析、数值计算直到数控程序的试切和修改等过程全部或主要由人工完成，是数控编程

22、中最常见的方法对编程人员的要求高（熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力）。 适用范围：点位加工或几何形状不太复杂的零件 几何形状不太复杂的零件 三坐标联动以下加工程序在对图纸工艺分析（与普通加工的图纸分析相似）的基础上确定： 工件技术要求工件技术要求 加工机床、刀具与夹具加工机床、刀具与夹具 零件加工的工艺线路、工步顺序；零件加工的工艺线路、工步顺序； 切削用量切削用量（f、s、t）等工艺参数。等工艺参数。 根据图纸尺寸及工艺线路的要求： 选定工件坐标系； 计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值； 将坐标值按NC机床规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。 根据制定

23、的加工路线、切削用量、选用的刀具、辅助动作，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。 将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁盘上），作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入（MDI）。 所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。 常用的校验和试切方法：阅读阅读法、模拟法、试切法法、模拟法、试切法等。等。二、数控语言自动编程、数控语言自动编程 自动编程是用计算机把人工输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，各种数据

24、的处理、计算和编程均由计算机来完成 常用APT语言自动编程（早期较多使用） 缺点：无法和CAD CAPP系统有效连接，不易实 现高度的自动化和集成化 三、CAD/CAM系统自动编程系统自动编程 人机交互实时对话，形象高效直观。 以待加工零件CAD模型为基础的集加工工艺规划与数控编程为一体 主流CAM软件功能强大，CAD与CAM的集成 交互工艺参数输入模块 刀具路径生成模块 刀具路径编辑模块 三维动态仿真模块 后置处理模块 基本功能包含如下： 三维造型建模方便快捷 参数管理完善 刀位点计算准确 动态仿真直观形象 刀具轨迹编辑快捷方便 后置处理完善 工艺文件生成编程基本步骤如下：u 三维造型建模u

25、 加工工艺分析与规划 确定加工对象 工艺规划 模型修改 参数设置 刀具轨迹 刀位验证及编辑修改 后置处理u刀具轨迹基于人机交互方式生成 u刀位检验及编辑修改u后置处理形成具体机床数控加工文件 CAD/CAM系统编程特点：u与手工编程相比u与ATP相比 1.2&1.3 1.2&1.3 数控加工坐标系数控加工坐标系统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给性。同时也给 维修和使用带来极大的方便。维修和使用带来极大的方便。ISO和和我国都拟定了命名的标准。我国都拟

26、定了命名的标准。1 1、进给运动坐标系、进给运动坐标系 ISOISO和中国标准规定：和中国标准规定： 坐标轴：坐标轴：数控装备的每个进给轴(直线进给、圆周进给) 定义为坐标系中的一个坐标轴。 数控装备坐标系统标准：数控装备坐标系统标准： 右手笛卡儿坐标系统 基本坐标系：基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。坐标轴相互关系：由右手定则决定。 回转坐标：回转坐标：绕X.Y.Z 轴转动的圆周进给坐标 轴分别用A.B.C表示， 坐标轴相互关系由右 手螺旋法则而定。+ Z+ Y+ Z+ C+ X+ Y+ B+ X+ A+ A 、 + B或+ C+ X 、 + Y 或 + Z先确定Z轴，再确定X

27、轴，最后确定Y轴。2 2、Z Z坐标轴坐标轴（1 1）方位）方位Z坐标平行主轴轴线的进给轴。 r 没有主轴或有多个主轴：没有主轴或有多个主轴： 垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。 r 主轴能摆动主轴能摆动： 在摆动的范围内其轴线只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则该坐标便是Z坐标； 若在摆动的范围内其轴线可与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。（2 2）Z Z坐标正方向规定：坐标正方向规定：刀具刀具远远离工件的方向。离工件的方向。YZZXXZXXZXZXZY(a)(b)数控机床坐标系数控机床坐标系卧式车床；(a)立式铣床；3 3、X X坐标坐标 要考虑两种情况：要考虑两种情况： （

28、1 1）工件做旋转运动（车床、磨床等）：）工件做旋转运动（车床、磨床等）： 则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。 +X+Z（2 2）如果刀具做旋转运动（铣床、钻床、镗床等）如果刀具做旋转运动（铣床、钻床、镗床等） ，则分为两种情况：则分为两种情况： (如卧式铣床、镗床)，则沿刀具主轴后端向工件方向看，右手平伸出方向为X轴正向。(如立式铣、镗床，钻床)，对于单立柱机床，则面对刀具主轴向床身立柱方向看，右手平伸出方向为X轴正向。+ XB+ X + W+ Z+ Y+ YB+ ZC+ X+ WYZWXBXZWBYXC(a)(b)多轴数控机床坐标系示例 (a) 卧式镗铣床； (b) 六轴加工中心4 4

29、、Y Y坐标坐标 利用已确定的利用已确定的X X、Z Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定旋法则，确定Y Y坐标的正方向。坐标的正方向。X右手定则：右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。X右手螺旋法则：右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。 5 5、附加坐标系、附加坐标系 为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标系。 对于直线运动，通常建立的附加坐标系有： （1）指定平行于X、Y、Z的坐标轴 可以采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐标，第三组P、Q、R坐标。 （2）指定不平行于X、Y、Z的坐标轴 也可以采

30、用的附加坐标系：第二组U、V、W坐标，第三组P、Q、R坐标。 根据右图所示的数控立式铣床结构图，试确定X、Y、Z直线坐标。 （1 1）Z Z坐标：平行于主轴，刀具离开坐标：平行于主轴，刀具离开工件的方向为正。工件的方向为正。 （2 2）X X坐标：坐标：Z Z坐标垂直，且刀具旋转，坐标垂直，且刀具旋转，所以面对刀具主轴向立柱方向看，向所以面对刀具主轴向立柱方向看，向右为正。右为正。 （3 3）Y Y坐标：在坐标：在Z Z、X X坐标确定后，用坐标确定后，用右手直角坐标系来确定。右手直角坐标系来确定。 立、卧式数控立、卧式数控铣铣床床 (二)、机床坐标系与工件坐标系 编程总是基于某一坐标系统的，

31、因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。1 1、机床原点与机床坐标系、机床原点与机床坐标系 （1 1）机床原点（零点）机床原点（零点）6机床坐标系原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。6机床原点的建立：机床原点的建立：用回零方式建立即原点复归（相当于计算机编程中变量在内存中的初始化）。6机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程。 数控车床的原点数控车床的原点 数控车床的机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。数控铣床的原点数控铣床的原点 在数控铣床上，机床原点一般取在X、

32、Y、Z坐标的 正方向极限位置上。（2 2）机床坐标系）机床坐标系6以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。标系，它具有唯一性。6机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。坐标系。（3 3）机床参考点）机床参考点 机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。关精确调整好的。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。 通常在数控铣床上机床原点和机床参考点

33、是重合的；而在数控通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才机床原点。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。有基准。2 2、工件原点与工件坐标系、工件原点与工件坐标系8工件原点：工件原点：为编程方便在零件、工装夹

34、具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以与对刀点重合。8工件坐标系：工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。8工件原点偏置：工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。8现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行换。 Y轴偏置量X轴偏置量工件原点Z轴偏置量Y轴机床原点X轴Z轴卧式数控机床的坐标系X轴Z轴偏置量Y轴Y轴偏置量X轴偏置量机床原点工件原点立式数控机床的坐标系Z轴XWM参 考 点定 位 开 关XZXZXYZMRWZ机 床 原 点参 考 点程 序 原 点MWP工 件 原 点RRMXZMRZXXZ参 考

35、点定位开关工件原点程序原点参考点机床原点RZWPRXYZMRWPW3 3、编程坐标系、编程坐标系 编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。4 4、编程原点、编程原点 是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。编程坐标系编程坐标系 确定编程原点确定编程原点 （三）、绝对坐标编程和相对坐标编程1 1、定义、定义 绝对坐标编程：编程中所有点的坐标值基于某一坐标绝对坐标编程：编

36、程中所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）系（机床或工件） 零点计量的编程方式。零点计量的编程方式。相对坐标编程：编程中运动轨迹的终点坐标值是相对相对坐标编程：编程中运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。要从图中的要从图中的A A点走点走到到B B点。点。用绝对坐标编程为：X12.0 Y15.0；若用相对坐标编程则为：X-18.0 Y-20.0。YABX1830120152035& 同样的加工轨迹，既可用绝对编程也可用相对编程。同样的加工轨迹，既可用绝对编程也可用相对编程。& 选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方选

37、用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便便( (如图纸尺寸标注方式等如图纸尺寸标注方式等) )及加工精度的要求，选用坐及加工精度的要求，选用坐标的类型。标的类型。& 注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程；注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无意义的而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无意义的 。如图所示：左图适宜用相对坐标系编程；右图适宜用绝对坐标系编程；( (四四) )、分辨率（、分辨率（ResolutionResolution）分辨率（对控制系统）：可以控制的最小位移量。分辨率（对控制系统）：可以控制的最小位

38、移量。数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最小指令增量，脉冲当量（步进电机）是指数控机床的最小小指令增量，脉冲当量（步进电机）是指数控机床的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为0.00010.00010.01mm0.01mm，视具体机床而定。，视具体机床而定。 脉冲当量脉冲当量对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）机床对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）机床位移部件的运动量。位移部件的运动量。 1.41.4 程序的结构与组成程序的结构与组成 程序名程序名 程序名（程序

39、号）是一个程序必需的标识符。由地址符后带一般为4位数字组成。程序号地址符常见的有：“%”、“O”、“P”等，视具体数控系统而定。西门子系统和国产华中I型系统用 “%”，日本FANUC系统用 “O”；美国的AB系统用“P”。程序体程序体 它表示数控加工要完成的全部动作，是整个程序的核心。它由许多程序段程序段组成，每个程序段由一个或多个指令字构成。 程序结束程序结束 它是以程序结束指令M02 或M30，结束整个程序的运行。加工程序的结构加工程序的结构 加工程序加工程序 主程序和子程序主程序和子程序 程序段程序段(block)(block) 字字(word)(word) 地址和数据地址和数据q 定义

40、：定义：程序段是可作为一个单位来处理的、连续的字组，是加工程序中的一条语句。一个加工程序是若干个程序段组成的。q 程序段中指令字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统有不同的程序段格式。格式不合规定，数控装置会发出出错报警。q 程序段格式：程序段格式：主要有固定顺序程序段格式，带分隔符的程序段格式，以及字地址可变程序段格式三种。固定顺序程序段格式现在已很少采用。q带分隔符的程序段格式带分隔符的程序段格式采用分隔符号将各字分开，采用分隔符号将各字分开，每个字的顺序所代表的功能固定不变，这种程序段格式每个字的顺序所代表的功能固定不变，这种程序段格式不直观易出错，常用于功能不多、相对固定的数控装置不直

41、观易出错，常用于功能不多、相对固定的数控装置中。如我国数控线切割机床的数控装置多采用中。如我国数控线切割机床的数控装置多采用3B3B或或4B4B带带分隔符的程序段格式，分隔符的程序段格式，B B为分隔符号，其一般格式为：为分隔符号，其一般格式为： BXBYBJGZBXBYBJGZ。q目前国内外应用最广泛的是字地址可变程序段格式。目前国内外应用最广泛的是字地址可变程序段格式。该程序段命令机床用该程序段命令机床用1 1号刀具以号刀具以300r/min300r/min的速度正转，并以的速度正转，并以60mm/min60mm/min的进给的进给速度直线插补运动至速度直线插补运动至X80.5mmX80.

42、5mm和和Z-35mmZ-35mm处。处。 程序段标号指令：程序段标号指令：程序段结束指令：程序段结束指令：字字 每个程序段由若干个指令字组成。 所谓字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。 字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。字的功能字的功能 组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义。 程序段序号字程序段序号字N位于程序段之首，由字母N和后续数字组成，后续数字一般为14位的正整数。顺序号与程序执行的先后次序无关。数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序

43、段编写时的排列顺序逐段执行。 顺序号的作用：顺序号的作用：对程序的校对和检索修改；作为条件转向的目标，即作为转向目的程序段的名称。有顺序号的程序段可以进行复归操作，这是指加工可以从程序的中间开始。 一般使用方法：一般使用方法：编程时将第一程序段冠以N10,以后以间隔10递增的方法设置顺序号，这样，在调试程序时，如果需要在N10和N20之间插入程序段时，就可以使用N11、N12等。 准备功能字准备功能字G:用于建立机床或控制系统工作方式的指令。 尺寸字尺寸字:用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。 进给功能字进给功能字F:用于指定切削的进给速度。对于车床，可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，其它

44、一般只用每分钟进给。 主轴转速功能字主轴转速功能字S:用于指定主轴转速。 刀具功能字刀具功能字T:用于指定加工时所用刀具的编号。 辅助功能字辅助功能字M:用于指定数控机床辅助装置的开关动作。1 1、G G指令指令 准备功能准备功能 表表2-32-3中第二列中的字母表示组别，相同字母的指令为一中第二列中的字母表示组别，相同字母的指令为一组。组。 G G代码有两种：代码有两种：模态、非模态指令举例。模态、非模态指令举例。 N001 G00 G17 X- Y- M03 M08; N010 G01 G42 X- Y- F100; N020 X- Y-; N030 G02 X- Y- I- J-; N0

45、40 X- Y- I- J-; N050 X- Y- F200; N060 G40 X- Y- M05 M09; 代 码 组 意 义 代 码 组 意 义 代 码 组 意 义 G 00 快 速 点 定 位 G 20 英 制 单 位 G 80 固 定 循 环 取 消 G 01 直 线 插 补 G 21 b 公 制 单 位 固 定 G 02 顺 圆 插 补 G 27 回 参 考 点 检 查 G 81 G 89 e 循 环 G 03 逆 圆 插 补 G 28 回 参 考 点 G 90 绝 对 坐 标 编 程 G 29 g 参 考 点 返 回 G 91 i 增 量 坐 标 编 程 G 32 G 33 a

46、a 螺 纹 切 削 G 40 刀 补 取 消 G 92 00 预 置 寄 存 G 04 00 暂 停 延 时 G 41 左 刀 补 G 17 X Y平 面 选 择 G 42 d 右 刀 补 G 18 ZX平 面 选 择 G 19 c YZ平 面 选 择 G 54 G 59 f 零 点 偏 置 常用常用G指令代码指令代码2 2、M M指令指令 辅助功能辅助功能 一般CNC機械M機能的前導零可省略，如M01可用M1表示，M03可用M3來表示，如此可節省記憶體空間及鍵入的字數。指令功 能M00程式停止M01選擇性程式停止M02程式結束M03主軸正轉M04主軸反轉M05主軸停止M06自動換刀M07切削

47、劑開（霧狀）M08切削劑開M09切削劑關M19主軸定向停止M30程式結束（記憶回原）M98主程式呼叫副程式M99副程式結束，並跳回主程式（1 1）M00M00：程序停止：程序停止( (进给暂停进给暂停) ) 在在。这时可执行某一固定手动操作，如工件调头、手动。这时可执行某一固定手动操作，如工件调头、手动换刀或变速等。固定操作完成后，按下换刀或变速等。固定操作完成后，按下CYCLE START启动键，启动键，继续执行后续的程序段。继续执行后续的程序段。（2 2）M01M01：计划（任选）停止（条件暂停）：计划（任选）停止（条件暂停） 该指令与该指令与M00类似，所不同的是操作者必须预先按下面板上

48、的类似，所不同的是操作者必须预先按下面板上的按钮，按钮，M01指令才起作用，否则系统对指令才起作用，否则系统对M01指令不指令不予理会。该指令在关键尺寸的抽祥检查或需临时停车时使用较方予理会。该指令在关键尺寸的抽祥检查或需临时停车时使用较方便。便。 例子：N1 ；粗銑： G00 G90 Z100.；手動換刀安全點。M00；程式停止。將模式選擇旋鈕轉至MPG微調操作，用手動更換精銑刀，再將旋鈕轉回AUTO自動執行，再按CYCLE START程式啟動鍵，繼續往下執行程式。N2； 精銑： M30；程式結束。程式執行至M05，主軸即瞬間停止，此指令用於下列情況： ( 1 )程式結束前（ 但一般常可省略

49、，因為M02，M30指令皆包含 M05 ）。( 2 )若CNC機械有主軸高速檔（M42）、主軸低速檔（M41）指令 時，在換檔之間，必須使用 M05，使主軸停止再換檔，以免損壞換檔機構。 ( 3 )主軸正、反轉之間的轉換，也須加入此指令，使主軸停止後，再變換轉向指令，以免伺服馬達受損。（3 3）M02 M02 ：程序结束：程序结束 该该。它使机床主轴、进给、。它使机床主轴、进给、冷却都停止，并使数控系统处于复位状态。此时，光标停在程序结束处。如欲冷却都停止，并使数控系统处于复位状态。此时，光标停在程序结束处。如欲使程式執行光标回到程式開頭，必須先將使程式執行光标回到程式開頭，必須先將 模式選擇

50、模式選擇 鈕轉至鈕轉至EDITEDIT編輯上，編輯上， 再再按按RESETRESET鍵，使程式執行指標回到程式開頭。鍵，使程式執行指標回到程式開頭。 （4 4）M03/M04/M05M03/M04/M05：主轴旋转方向指令：主轴旋转方向指令 分别命令主轴正转（由主軸上方，向床台方向看，順時針方向旋轉）分别命令主轴正转（由主軸上方，向床台方向看，順時針方向旋轉） 、反、反转和停止运转。转和停止运转。（5 5）M06M06：换刀指令：换刀指令 该指令用于数控机床的自动换刀。对于有刀库的数控机床，即加工中心，自动换刀过程分为换刀和选刀两类动作。把刀具从主轴上取下，换上所需刀具称为换刀；选刀是选取刀库