数控加工的程序编制.ppt

第2章 数控加工的程序编制 2.1 概 述 2.1.1 数控编程的基本概念 数控加工的过程：首先编写零件加工程序，然后将程序输入数控装置，经过计算机的处理与计算，发出控制指令，控制机床的运动与辅助动作，自动完成零件的加工。 数控程序的概念：根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程序，或称零件程序。 数控编程的概念：制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制，简称数控编程（NC programming），它是数控加工中的一项极为重要的工作。,2.1.2 数控编程的方法 1. 手工编程 手工编程的概念： 是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。 手工编程的应用范围： 对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。,2.1.2 数控编程的方法 2. 自动编程 自动编程方法的类型： 以自动编程语言为基础的自动编程方法 以计算机辅助设计为基础的图形交互式自动编程方法。 语言为基础的自动编程编程方法：编程人员是依据所用数控语言的编程手册以及零件图样，以语言的形式表达出加工的全部内容，然后再把这些内容全部输入到计算机中进行处理，制作出可以直接用于数控机床的加工程序。 图形交互式自动编程方法： 对零件图样进行工艺分析，确定构图方案，利用计算机辅助设计或自动编程软件本身的零件造型功能，构建出零件几何形状，其后还需利用软件的计算机辅助制造功能，完成工艺方案的指定、切削用量的选择、刀具及其参数的设定，自动计算并生成刀位轨迹文件，利用后置处理功能生成特定数控系统用加工程序。,2.2 数控编程的基础 2.2.1 编程的几何基础 1 机床坐标系 机床坐标系的概念： 机床坐标系是机床上固有的坐标系，它用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的特殊位置以及运动范围（如行程等。 机床坐标轴的命名方法：直线运动轴，旋转运动轴 坐标轴的正方向的确定：刀具远离工件的方向，机床主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行,2 机床零点与参考点 机床零点的概念： 机床坐标系的原点称为机床零点。它是机床上的一个固定点，由机床制造厂确定。它是其它所有坐标系如工件坐标系、编程坐标系，以及机床参考点的基准点。 机床零点位置的确定： 数控车床的零点一般设在主轴前端面的中心 数控铣床的零点位置设在机床工作台中心或者设在进给行程范围的终点。 数控机床的参考点的概念： 数控机床的参考点是用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的增量测量系统进行定标和控制的点。 参考点的位置的确定：由挡铁和限位开关精确地预先确定好的，对机床零点坐标是一个固定的已知数 参考点的应用： 在增量（或相对）测量或绝对测量系统中,3 工件坐标系与工件零点 工件坐标系的概念： 工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系。 工件坐标系位置的确定： 工件坐标系的原点既是工件零点，选择工件零点的原则是便于将工件图的尺寸方便地转化为编程的坐标值和提高加工精度，故一般选在工件图样的尺寸基准上，能使工件方便地装卡、测量和检验的位置，尺寸精度和光洁度比较高的工件表面上，对称几何图形的对称中心上。 车削工件零点的确定：一般放在工件的右端面或左端面，且与主轴中心线重合的地方。 铣削工件零点的确定：一般设在工件外轮廓的某一角上，进刀深度方向的工件零点大多取在工件表面。,4 编程零点 编程零点的概念： 编程零点是编程坐标系的零点， 既是程序零点。 编程零点位置的确定： 简单零件，工件零点就是编程零点。即编程坐标系就是工件坐标系。 复杂零件，需要几个程序或子程序。为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程序编制的位置。 5 绝对尺寸与增量尺寸 绝对尺寸标注的零件尺寸，是从工件坐标系的原点进行标注的（即坐标值） 增量尺寸标注的某点零件尺寸，是相对它前一点的位置增量进行标注的，即零件上后一点的位置是以前一点为零点进行标注的,2.2.2 编程的工艺基础 编程员首先应该是一个很好的工艺员，并对数控机床的性能、特点和应用、切削规范和标准刀具系统等要非常熟悉。否则就无法做到全面、周到地考虑零件加工的全过程，无法正确、合理地确定零件加工程序。 1 加工工件的选择 数控车床： 形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔。 数控立式镗铣床和立式加工中心： 箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等。 数控卧式镗铣床和卧式加工中心： 复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。 多坐标联动的卧式加工中心： 各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。,2 加工工序的划分 数控机床加工零件的特点：一次装卡中就能完成全部工序。 工序的划分的作用：发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用成本。 在数控机床上加工零件的工序划分方法有： 刀具集中分序法 该法是按所用刀具划分工序，减少换刀次数，压缩空行程时间，减少不必要的定位误差。 粗、精加工分序法 对单个零件要先粗加工、半精加工，而后精加工。对于一批零件，先全部进行粗加工、半精加工，最后再进行精加工。 按加工部位分序法 一般先加工平面，定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。,3 工件的装卡方式 在数控机床上加工零件，往往是在一次装卡中完成全部工序。 零件的定位、夹紧方式要充分注意下面的问题： 尽量采用组合夹具。当工件批量较大，工件精度要求较高时，可以设计专用夹具。 零件定位、夹紧的部位应考虑到不妨碍各部位的加工、更换刀具以及重要部位的测量。尤其要注意不发生刀具与工件、刀具与夹具碰撞的现象。 夹紧力应力求通过（或靠近）主要支承点或在支承点所组成的三角形内。应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方。尽量不要在被加工孔径的上方，以减少零件变形。 零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性。一般同一批零件采用同一定位基准，同一装卡方式。,4 加工路线的确定 加工路线是指数控机床加工过程中，刀具运动的轨迹和方向。每道工序加工路线的确定是非常重要的，因为它影响零件的加工精度和表面粗糙度。 确定加工路线时应考虑以下几点 应尽量减少进、退刀时间和其它辅助时间。 在铣削加工零件轮廓时，要尽量采用顺铣加工方式，这样可以减小机床的颤振，提高零件表面粗糙度和加工精度。 选择合理的进、退刀位置，尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿。进、退刀位置应选在不重要的位置。 加工路线一般是先加工外轮廓，再加工内轮廓。 切削用量的选择 应考虑机床、刀具、工件、冷却液等因素,2.2.3 数控程序编制的内容与步骤 程序编制的内容包括： 了解数控机床的技术性能；分析零件图纸，了解技术要求；确定刀具、切削用量及加工顺序和走刀路线；进行数值计算，获得刀位数据；编制加工程序，并输入数控系统。 典型的数控编程过程与步骤： 1加工工艺分析 2计算加工轨迹和加工尺寸 3编制加工程序清单 4程序输入 5程序校验和试切削,2.3 数控标准 2.3.1 数控程序编制的国际标准和国家标准 数控标准的概念及作用：数控加工程序中所用的各种代码如坐标尺寸值、坐标系命名、数控准备机能指令、辅助动作指令、主运动和进给速度指令、刀具指令以及程序和程序段格式等都已制订了一系列的国际标准，这样极大地方便了数控系统的研制、数控机床的设计、使用和推广。 数控代码（编码）标准： EIA RS244标准美国电子工业协会制定的 ISORS840标准国际标准化协会制定的 常用的数控标准有以下几方面： 1. 数控的名词术语； 2. 数控机床的坐标轴和运动方向； 3. 数控机床的字符编码（ISO代码、EIA代码）； 4. 数控编程的程序段格式； 5. 准备机能（G代码）和辅助机能（M代码）； 6. 进给功能、主轴功能和刀具功能。,2.3.2 程序结构与程序段格式 1 加工程序的结构 零件加工程序有主程序和可被主程序调用的子程序组成，子程序有多级嵌套。 主程序和子程序都是由若干个 “程序段”（block）组成。 程序段由“程序字”简称“字”（word）组成。 字是由表示地址的英文字母或特殊文字和数字组成。 字是表示某种功能的代码符号，也称为指令代码、指令或代码。 如 G01、X2500.001、F1000 2 程序段格式：固定顺序/分隔符顺序/字地址格式 址格式如下： NGX.Y.FSTMLF 1 程序段的序号 2 准备机能指令 3 坐标运动尺寸 4 工艺性指令，F代码为进给速度指令，S代码为主轴转速指令，T为刀具号指令，M代码为辅助机能指令； LF为程序段结束符号。,字地址格式中常用的地址字及其意义 地址字 意 义 A 、B、 C 围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角度尺寸字 D、E 围绕特殊坐标轴旋转的旋转轴角度尺寸字 或第3进给速度指定机能 F 、S、T 进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具 机能 G 准备机能 H 永不指定，或刀补号参数 I、J、K 未指定，或插补参数 L、O 不指定，或子程序号代码、程序号代码 M 辅助机能 N 程序段序号 P、Q 与X、Y轴平行的第3移动坐标尺寸字 R Z轴的快速运动尺寸或与Z轴平行的第3移动 坐标尺寸字 U、V 、W 与X、Y、Z轴平行的第2移动坐标尺寸字 X 、Y、 Z 主坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字,3 程序段中“功能字”的意义 程序段序号： N 准备功能字： G 坐 标 字 X. 进给功能字： F 进给速度指定方法： 1）直接指定法 2）时间倒数指定 主轴转速功能字：S 刀具功能字： T 辅助功能字： M 程序段结束符： LF / CR / “*” / “；” 其它符号表示。,2.4 数控系统的指令代码 2.4.1 国际标准化组织准规定的准备 功能指令代码G代码 G代码：是与机床运动有关的一些指令代码，包括坐标系设定、平面选择、参考点设定、坐标尺寸表示方法、定位、插补、刀补、固定循环、速度指定、安全和测量功能等方面的指令 模态代码：一经在一个程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同组其它G代码所代替，即在后续的程序段中不写该代码，功能仍然起作用 非模态代码：其功能仅在所出现的程序段内有效,2.4.2 FANUC系统G代码指令集 2.4.3 G代码功能介绍 1 与坐标系有关的G代码 1）选择机床坐标系指令（G53） G53指令通过重新设置参考点坐标值的方法，在已设定的机床坐标系基础上改变机床坐标系。G53指令使刀具快速返回到所设定的参考点 指令的格式为：（G90）G53 XY； 数值、为绝对坐标值，增量值无效。 在绝对测量系统的数控机床中不需要G53指令。 该指令为非模态指令。 执行G53指令时，应取消刀具半径补偿、刀具长度补偿和刀具位置偏置，而且必须在手动返回参考点或自动返回参考点（G28）之后才能使用。,2）工件坐标系设定指令（G92，0-TJA中为G50） G92指令的功能是通过确定对刀点距工件坐标系原点的距离，即刀具在工件坐标系的坐标值（绝对值），而设定了工件坐标系。从而建立了工件坐标系与机床坐标系的关系。程序从对刀点开始，以后的绝对指令值都是此工件坐标系中的坐标值。该指令不产生运动，只是设定工件坐标系。 数控车床工件坐标系设定指令格式为： N G92 X400. Z250.； 数控铣床及加工中心等机床的指令格式为： N G92 X180. Y150.； G92指令也可用刀具基准点坐标值来设定工件坐标系,3）选择工件坐标系指令（G54G59） G54G59分别称为工件坐标系1、工件坐标系2、工件坐标系6。这6个工件坐标系是在机床坐标系设定（手动返回参考点）后，通过CRT/MDI控制面板用参数设定每个工件坐标系原点相对于机床坐标系原点的偏移量，而预先在机床坐标系中建立起的工件坐标系。编程时用户可以选择其中的任一个坐标系。 指令格式为： G90 G55 G00 X80.0 Y40.0； 刀具在工件坐标系2（G55）内，快速定位到绝对坐标为X=80.0，Y=40.0的A点。,4）设定局部坐标系指令（G52） 指令G52的格式： G52 IP_；设定局部坐标系 G52 IP0；取消局部坐标系 其中IP_：局部坐标系原点偏移量，可用其坐 标值表示。 5）坐标平面设定指令（G17，G18，G19） 笛卡尔直角坐标系有三个坐标平面XY、ZX和YZ，分别用G17、G18、G19设定。 指令格式为： G17XP_YP_；XY平面 G18ZP_XP_；ZX平面 G19YP_ZP_；YZ平面,2. 坐标值尺寸G代码 G90 G91 G15 G16 G20 G21 (1) 绝对值和增量值编程指令（G90，G91） 指令格式为： G90 IP_；绝对指令 G91 IP_；增量指令 例如： 加工直线 G90 X40.0 Y70.0； G91 X60.0 Y40.0；,(2）极坐标尺寸指令（G15，G16） 刀具运动所达到点的坐标值可用半径和角度的极坐标表示 极坐标平面用G17、G18或G19指令选择，例如X-Y平面，第一轴（X）指令半径，第二轴（Y）指令角度 角度的方向以所选择坐标平面第一轴的正方向为基准，逆时针方向旋转为正，顺时针方向旋转为负 半径和角度都可以用绝对值指令和增量值指令（G90，G91）来指定 极坐标指令用法的格式： GGG16； 建立极坐标指令方式 GIP_； ； ； G15； 取消极坐标指令方式 其中 G： 选择极坐标平面, G17、G18或G19； G： 绝对值指令和增量值指令,G90或G91。 G: 指令代码 IP_： 指定所选极坐标平面的轴地址， 第一轴指令半径，第二轴指令角度。,极坐标系的原点为工件坐标系零点时编程,极坐标系的原点为现在位置点时编程,极坐标编程举例： 用绝对值指令编程 N1 G17 G90 G16； N2 G81 X100.0 Y30.0 Z-20.0 R-5.0 F200.0； N3 Y150.0； N4 Y270.0； N5 G15 G80 ； 用相对值指令的程序为： N1 G17 G90 G16； N2 G81 X100.0 Y30.0 Z-20.0 R-5.0 F200.0； N3 G91 Y120.0； N4 Y120.0； N5 G15 G80；,Y,X,150,30,270,（3）公制，英制转换指令（G20，G21） 设定机床的英制、米制（公制）输入功能 该指令在程序的开始，坐标系设置之前， 用单独的程序段设定 在增量系统，以最小增量单位输入数据 指令格式： G20；英制输入 G21；公制输入 一般系统： 公制 英制 长度最小单位 0.001mm 0.0001inch 角度最小单位 0.001deg 0.001deg 高精度系统： 长度最小单位 0.0001mm 0.00001inch 角度最小单位 0.0001deg 0.0001deg,（4）小数点编程 小数点的标识方法 计算器型小数点表示法：编程的数值被当作由毫米、英吋 和度设定的没有小数点的数 标准型小数点表示法： 编程的数值被当作由最小增量输 入单位设定的数 小数点编程的使用方法 编程指令 计算器型小数点编程 标准型小数点编程 X1000 被当作X=1000mm 被当作X=1mm 没有小数点 单位：mm 单位：最小增量 的指令值 输入值0.001mm X1000.0 被当作X=1000mm 被当作X=1000mm 带小数点 单位：mm 单位：mm 的指令值, 小数点编程的注意事项 输入数据之前，在单独的程序段设定相关的G代码，小数点的位置由该G代码指令决定。 例如： G20； 用英制输入； X1.0 G04； X1.0表示距离，最小单位为0.0001inch，因此X1.0 被处理为X10000。 X1.0G04 等效于G04 X10000，表示刀具暂停10秒。 G04 X1.0； 等效于G04 X1000，表示刀具暂停1秒。 一个数值中，小于最小增量输入单位的小数部分被截去。 例如： X1.23456； 最小增量输入单位为0.001mm时，截尾后变成X1.234 最小增量输入单位为0.0001inch时，该数被处理成 X1.2345。 当数据的位数超过规定的八位时，报警产生。 假如数据用带有小数点表示时，在数据根据最小增量输入单位转换成 整数后，也要进行数位检查。 例如： X1.23456789； 产生报警，因为数位超过规定值。 X123456.7； 假定最小增量输入单位为0.001mm，数值转换成 整数：123456700。因数位超过八位，产生报警。 （5）直径值与半径值指定,3. 关于参考点的G代码 G27 G28 G29 G30 （1）返回参考点校验指令（G27） 该指令是校验刀具是否正确地返回到用指令设置的参考 点位置指令 格式如下： G27 IP_； 其中IP_：指令设置的参考点位置，增量值指令和绝对值指令均可使用 执行上述指令时，刀具快速运动，在被指令的位置上定位 如果到达的位置是参考点，则返回参考点指示灯亮 如果只有一个轴正确地返回到参考点，则相对应轴的参考点指示灯亮 如果刀具到达的位置不是参考点，在定位之后，报警显示 （2）自动返回参考点指令（G28） 该指令使刀具经过中间点按指令的坐标轴自动 返回到参考点 指令格式如下： G28 IP_； 应用的例子如下： N1 G28 X40.0；中间点位置（X40.0） N2 G28 Y60.0；中间点位置（X40.0，Y60.0）,（3）返回到第二、第三和第四参考点指令（G30） 该指令功能与G28指令类似，只是返回到第二、第三或第四参考点。并且只能在自动返回第一参考点（G28）或手动返回参考点以后使用。当换刀点位置与第一参考点不同时，该指令被用于运动到自动换刀点 指令格式如下： G30 P2 IP_； G30 P3 IP_； G30 P4 IP_； （4）自动从参考点返回指令（G29） 该指令使刀具从参考点经过中间点按指令的坐标轴以各轴的快速运动速度自动地返回到设定点。一般在G28或G30后使用G29指令。 指令格式如下： G29 IP_； 编程注意事项： 用增量值编程，G29指令中规定的值是目的点相对于中间点的增量值。 用绝对值编程，G29指令中规定的值是目的点相对于坐标原点的坐标值。 如果用G28指令使刀具经过中间点运动到参考点之后，工件坐标系改变，则中间点也移到新坐标系中。此后，若执行G29指令，则是通过移到新坐标系的中间点，在指令点（目的点）定位。同样的操作对G30也适用。,G28和G29指令应用的例子 程序如下； G28 G90 X1000.0 Y700.0； 返回参考点（ABR），程序运 动从A到B； T1111； 在参考点换刀； G29 X1500.0 Y200.0； 从参考点返回（RBC），程序 运动从B到C。,4.插补功能G代码 G00 G60 G01 G02 G03 G32 G33 G34 （1）定位（快速）指令（G00） G00指令使刀具在工件坐标系中快速定位到用绝对值或增量值指令指 定的位置。 使用绝对编程指令时，运动的终点坐标值被编程。 使用增量值指令时，运动的距离被编程。 指令格式如下： G00 IP_； 非插补定位时： 刀具以各轴单独的快速进给速度运动 其轨迹一般是折线 直线插补定位时： 刀具轨迹同直线插补（G01）一样 其轨迹是直线部分,（2）单方向定位指令（G60） G60指令使接近运动终点的最后定位方向由一个方向进行 实现准确定位 指令格式为： G60 IP_； 其中IP_： 使用绝对编程指令时，为定位的终点坐标值 使用绝对编程指令时，为刀具运动的距离 G60是非模态指令，可以通过参数设定，成为模态G60代码 该指令定位时，刀具的过冲量和定位方向由参数设定,（3）直线插补指令（G01） 该指令使刀具沿直线运动 指令格式如下：GO1 IP_ F_； 其中IP_：用绝对值指令时，为终点坐标值 用增量指令时，为刀具运动距离 F_： 刀具的切削进给速度，直线轴：mm/min；旋转轴：deg/min 速度F一直到新值设定前保持不变，不需要每个程序段都设置速度。 速度F沿着刀具轨迹方向度量， 如果没有指令F，被看做是零速度 切削进给速度在3个直线轴上的分配： 例如： G01 ABZ Ff ； 其中 A、B、 、 Z ： 各坐标轴地址； 、 ： 各坐标值； F、f ： 速度地址和速度值,每个轴方向的进给速度按下面公式计算： A 轴方向的进给速度： B 轴方向的进给速度： 轴方向的进给速度： Z 轴方向的进给速度： 切削进给速度在直线轴和旋转轴上的分配： 例如程序为： G90 G0l X20.0 C40.0 F300.0； 首先改变C轴的单位， 将指令中的“40”当做用公制输入的40mm。 然后计算分配时间： 最后得出C轴的进给速度：,直线插补指令的应用举例： 直线轴插补程序: （G91）G01 X200.0 Y100.0 F200.0； 旋转轴插补程序： G91 G01 C 90.0 F300.0；,（4）圆弧插补指令（G02，G03） 圆弧插补指令使刀具沿着圆弧运动 使用该指令时，同时要用G17、G18或G19来指定圆弧插补平面 圆弧插补指令格式分别为： 不同坐标平面上的顺圆弧和逆圆弧,I、J、K指令参数的设定,半径R指令参数的设定 小于180的圆弧：G91 G02 XP60.0 YP20.0 R50.0 F300.0； 大于180的圆弧：G91 G02 XP60.0 YP20.0 R-50.0 F300.0；,圆弧插补的例子，加工程序如下： 在绝对编程方式下： 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 R5 0.0； 在增量编程方式下 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-20.0 Y-40.0 R50.0；,（5）螺旋线插补指令（G02，G03） 螺旋线插补是通过圆弧插补和其它一个（或二个）轴与其同步运动实现的。该指令使刀具沿螺旋线轨迹运动。它的基本方法在圆弧插补指令上附加一个运动指令。 指令格式：,例：G91G17G03X-50.Y50.R50.Z30F100；,（6）螺纹切削指令（G33） 该指令用于加工固定导程的直螺纹 螺纹切削指令格式为： G33 IP_ F_； 例如： G33 Z10.0 F1.5； 螺纹的长度10mm，螺距1.5mm 螺纹切削时要注意以下问题： 主轴速度要限制在下面规定的范围： 1主轴速度最大进给速度/螺纹螺距 螺纹加工全过程中，不能使用“进给速度倍率”调节速度 改变进给速度受该速度上限的限制。 螺纹加工时，“进给速度保持”无效。,某些ANUC系统具有G32、 G34代码 等导程螺纹切削指令： G32 IP_ F_； 变导程螺纹切削指令： G34 IP_ F_K_；,9. 固定循环指令 钻镗类固定循环指令（G73、G74、G76、G80G89） (2)车削单一固定循环指令 （G77、G78、G79或G90、G92、G94） 1.外径、内径车削循环指令（G77或G90） 圆柱面加工 指令格式： G77X（U）_Z（W）_F_； 其中： X为X轴方向加工终点的绝对坐标 U为X轴方向加工终点的增量值 Z为Z轴方向加工终点的绝对坐标 W为Z轴方向加工终点的增量值 F为切削进给速度,(2)车削单一固定循环指令（G77、G78、G79或G90、G92、G94） 1.外径、内径车削循环指令（G77或G90） 圆锥面加工 指令格式： G77X（U）_Z（W）_I_F_； 其中： X为X轴方向加工终点的绝对坐标 U为X轴方向加工终点的增量值 Z为Z轴方向加工终点的绝对坐标 W为Z轴方向加工终点的增量值 I为锥面大小端的差值，图中方向为正 如果I值为负，则进行反锥形切削 F为切削进给速度,(2)车削单一固定循环指令 2）螺纹切削循环指令（G78或G92） 直螺纹切削加工 指令说明： 螺纹加工终点前刀具沿45方向走刀 r为精加工量（由参数制定） 导角信号为“1”时不进行螺纹精加工 导角信号为“0”时进行螺纹精加工 指令格式： G78X（U）_Z（W）_F_； 其中： F为与导程（螺距）有关的速度 其它地址代码意义同上,(2)车削单一固定循环指令 2）螺纹切削循环指令（G78或G92） 锥螺纹切削加工 指令说明： 螺纹加工终点前刀具沿45方向走刀 r为精加工量（由参数制定） 导角信号为“1”时不进行螺纹精加工 导角信号为“0”时进行螺纹精加工 指令格式： G78X（U）_Z（W）_I_F_； 其中： F为与导程（螺距）有关的速度 其它地址代码意义同上,(2)车削单一固定循环指令 3）端面切削循环指令（G79或G94） 直端面切削加工 指令说明： 刀具纵向进刀（Z方向），横向车削（X方向） 指令格式： G79X（U）_Z（W）_F_； 其中： X 、Z为端面切削的终点坐标值， U 、W为端面切削终点位置的增量值； F 为切削速度。,(2)车削单一固定循环指令 3）端面切削循环指令（G79或G94） 锥端面切削加工 指令格式： G79X（U）_Z（W）_K_F_； 其中： K为横向锥面大小端的差值图中方向为正 如果K值为负，则进行反锥形切削。 其它地址代码意义同前。,(3)车削复合固定循环指令 1）外径粗车循环（G71） 指令格式为： G71U（d）R（e）； G71P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F（f）S（s）T（t）； N（ns）；在顺序号N（ns）和N（nf）的程序段之间，指定由AAB的粗加工路线 N（nf）； 其中 d 每次半径方向的吃刀量，半径值； e 每次切削循环的退刀量，半径值。退刀量也可由参数指定； ns 指定由A点到B点精加工路线第一个程序段序号； nf 指定由A点到B点精加工路线最后程序段序号； u X轴方向的精车余量（直径/半径指定）； w Z轴方向的精车余量； 工路线（包括多次进刀循环和形状程序等）。 f,s,t F, S ,T代码。如前面程序段已指定，这里可省略。,(3)车削复合固定循环指令 2）外径精车循环（G70） G70指令按粗车循环指定的精加工路线 切除粗加工留下的余量 指令格式为： G70P（ns）Q（nf）； 其中ns 指定精加工形状程序的 第一个程序段的顺序号 nf 指定精加工形状程序的 最后一个程序段的顺序号 注意：若在粗加工循环以前和在G71、G72、G73指令中指定了F、S、T，则G71、G72、G73指令中的F、S、T优先有效。而在N（ns） N（nf）程序中指定的F、S、T无效。精加工循环结束后，刀局返回到循环起始点A。,2.4.4 辅助功能指令M代码 M00-程序暂停指令 M01-计划（任选）暂停指令 M02-程序结束指令 M30-程序结束指令 M03-主轴正转指令 M04-主轴反转指令 M05-主轴停止指令 M06-换刀指令 M08-冷却液开指令 M09-冷却液关指令 M19-主轴定向停止指令 M98-子程序调用指令 M99-子程序返回指令,准备功能指令 G代码 1.与坐标系有关的G代码 G53 G92 G54 G59 G52 G17 G19 2.坐标值尺寸G代码 G90 G91 G15 G16 G20 G21 3.关于参考点的G代码 G27 G28 G29 G30 4.关于差补功能G代码 G00 G60 G01 G02 G03 G33 G34 G32 5.关于进给功能G代码 G93 G94 G95 6.关于切削速度控制G代码 G09 G61 G62 G63 G64 7.关于主运动速度控制指令 A代码 S-5代码 G96S G97S G92S 8.关于刀具长度补偿G代码 G43 G44 G49 9.关于刀具半径补偿的G代码 G40 G41 G42 G39 10.关于钻镗固定循环的G代码 G73 G74 G76 G80 G89 11.关于车削单一/复合循环的G代码 G77 G78 G79 G70 G71,2.5 手工编程 2.5.1 数控孔加工程序编制 1. 孔加工程序编制的特点 孔加工程序编制中要注意的问题： （1）工件坐标系、增量/绝对值输入的选择应与工件图纸尺寸标注方法一致，这样不但减少了尺寸换算工作，而且容易保证加工的精度。 （2）注意提高对刀精度。换刀点选在容易测量和不能发生碰撞的地方，在空间允许的情况下，换刀点可安排在加工点的上方。 （3）使用刀具长度补偿功能。在刀具修磨后，只需改变设置的偏移量，而不用改变程序。 （4）在孔加工量很大时，使用固定循环、子程序和镜像功能，可以简化编程。,2.5 手工编程 2.5.1 数控孔加工程序编制 2. 孔加工编程举例 例1用固定循环编制孔加工程序。,2. 孔加工编程举例 例2 要求首先进行钻孔，然后攻螺纹 说明：换刀点选在坐标系的X=0，Y=0，Z=250处。初始平面设在Z=150的位置，参考平面设在被加工孔上表面Z=3mm处。选用钻头（8.5mm）为T01号刀具，丝锥（M10）为T02号刀具。刀具伸出孔外距离为4mm。孔加工顺序为ABCD。,2.5.2 数控铣削加工程序编制 在加工中心上加工零件的程序编制 如图所示工件，进行周边精铣加工，且加工程序启动时刀具在参考点位置，参考点位置如图所示，选择30立铣刀，并以零件的中心孔作为定位孔，加工时的走刀路线如图,2.5.2 数控车削加工程序编制 1.车削加工程序编制的特点 （1）坐标系 （2）编程尺寸 （3）刀具补偿功能 （4）车削固定循环功能， 倒角、倒圆、镜像、子程序 和宏程序等简化编程功能 （5）参考点与换刀点 （6）进刀与退刀,2.5.2 数控车削加工程序编制 2. 车削编程举例 例2加工内容包括包括粗精车端面、倒角、外圆、锥度、圆角、退刀槽和螺纹加工等。其左端25 mm为夹紧用，可先在普通车床上完成车削。该零件采用棒料毛坯，由于加工余量大，在外圆精车前采用粗车循环指令去除大部分毛坯余量，留有单边0.2 mm余量。选用第一参考点为换刀点。使用刀具为：外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀和螺纹车刀。,准备功能指令 G代码 1.与坐标系有关的G代码 G53 G92 G54 G59 G52 G17 G19 2.坐标值尺寸G代码 G90 G91 G15 G16 G20 G21 3.关于参考点的G代码 G27 G28 G29 G30 4.关于差补功能G代码 G00 G60 G01 G02 G03 G33 G34 G32 5.关于进给功能G代码 G93 G94 G95 6.关于切削速度控制G代码 G09 G61 G62 G63 G64 7.关于主运动速度控制指令 A代码 S-5代码 G96S G97S G92S 8.关于刀具长度补偿G代码 G43 G44 G49 9.关于刀具半径补偿的G代码 G40 G41 G42 G39 10.关于钻镗固定循环的G代码 G73 G74 G76 G80 G89 11.关于车削单一/复合循环的G代码 G77 G78 G79 G70 G71,辅助功能指令M代码 M00-程序暂停指令 M01-计划（任选）暂停指令 M02-程序结束指令 M30-程序结束指令 M03-主轴正转指令 M04-主轴反转指令 M05-主轴停止指令 M06-换刀指令 M08-冷却液开指令 M09-冷却液关指令 M19-主轴定向停止指令 M98-子程序调用指令 M99-子程序返回指令,2.5 手工编程 2.5.1 数控孔加工程序编制 例1用固定循环编制孔加工程序。,例2 要求首先进行钻孔，然后攻螺纹 说明：换刀点选在坐标系的X=0，Y=0，Z=250处。初始平面设在Z=150的位置，参考平面设在被加工孔上表面Z=3mm处。选用钻头（8.5mm）为T01号刀具，丝锥（M10）为T02号刀具。刀具伸出孔外距离为4mm。孔加工顺序为ABCD。,2.5.2 数控车削加工程序编制 例2加工内容包括包括粗精车端面、倒角、外圆、锥度、圆角、退刀槽和螺纹加工等。其左端25 mm为夹紧用，可先在普通车床上完成车削。该零件采用棒料毛坯，由于加工余量大，在外圆精车前采用粗车循环指令去除大部分毛坯余量，留有单边0.2 mm余量。选用第一参考点为换刀点。使用刀具为：外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀和螺纹车刀。,2.5.3 数控铣削加工程序编制 如图所示工件，进行周边精铣加工，且加工程序启动时刀具在参考点位置，参考点位置如图所示，选择30立铣刀，并以零件的中心孔作为定位孔，加工时的走刀路线如图,2.6 自动编程 2.6.1 自动编程的基本概念 2.6.2 语言程序编程系统,数控自动编程语言的种类： 国际上流行的数控自动编程语言有上百种，其中流传最广、影响最深、最具有代表性的是美国MIT研制的APT系统（Automatically Programmed Tools）。 APT自动编程语言的发展 1955年推出 APT 1958年完成 APT， 适用于曲线自动编程 1961年提出 APTIII， 适用于35坐标立体曲面自动编程 70年代推出 APTIV， 适用于自由曲面自动编程 在APT的基础上，世界各工业国家也各自发展了各具特色的数控语言系统。 德 国 EXAPT、 日 本 FAPT和HAPT、 法 国 IFAPT、 意大利 MODAPT， 中 国 SKC、ZCX等。,2.6.2 语言程序编程系统 1 APT自动编程系统的组成 2计算机处理零件源程序三个阶段的内容 （1）翻译阶段 （2）计算阶段 （3）后置处理阶段,2.6.3 图形交互自动编程系统 1978年法国达索公司开发了CATIA计算机辅助设计/辅助制造软件系统。随后很快出现了EUCLID、UG、I-DEAS、Solid Works、INTERGRAPH、Pro/Engineering、MasterCAM、Cimatron CAD/CAM、PowerMILL及CAXEME等系统。 图形交互式自动编程的步骤包括： 零件图纸及加工工艺分析；几何造型；刀位轨迹计算及生成；后置处理；程序输出。 图形交互式自动编程的主要处理过程 1. 几何造型 2. 刀具走刀路径的产生 3. 后置处理,2.6.5 数控程序的检验与仿真 1. 数控程序的检验与仿真目的与意义 2.数控仿真方法 刀位轨迹仿真法 虚拟加工法 第三章 机床数控装置的插补原理 3.1 概述 3.1.1插补的基本概念 机床数控系统依据一定方法确定刀具运动轨迹，进而产生基本廓型曲线，如直线、圆弧等。其它需要加工的复杂曲线由基本廓型曲线逼近，这种拟合方法称为“插补” 。 “插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息（如直线的起点、终点，圆弧的起点、终点和圆心等），计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。插补有二层意思，一是产生基本线型，二是用基本线型拟合其它轮廓曲线。,3.1.2插补方法的分类 (1)插补方法的分类： 硬件插补器、软件插补器、软、硬件结合插补器 (2)基本廓型曲线： 直线和圆弧插补： 其它线型插补： 螺旋线插补、抛物线插补、渐开线插补、正弦线插补 样条曲线插补、球面螺旋线插补以及曲面直接插补等 (3)插补运算的原理和方法 1.基准脉冲插补 （脉冲增量插补或行程标量插补） 基准脉冲插补的概念