计算机辅助数控

1、l数控编程的内容和步骤 l数控编程的基准 l数控编程的指令代码l数控加工程序的结构和格式分析图纸，进行工艺处理，确定工艺过程分析图纸，进行工艺处理，确定工艺过程 确定加工方案确定加工方案：根据零件的几何形状特点及技术要求，选择加工设备 确定零件的装夹方法及选择夹具确定零件的装夹方法及选择夹具 合理地选择合理地选择走刀路线走刀路线1）保证零件的加工精度及表面粗糙度；2）取最佳路线；3）有利于数值计算，减少程序段和编程工作量 正确的选择正确的选择对刀点对刀点：1）对刀位置(程序的起点)应使编程简单；2）对刀点容易找正，方便加工；3）加工过程便于检查；4）引起的加工误差小 合理选择刀具合理选择刀具：

2、安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好 加工线路的确定原则： 尽量采用切向切入尽量采用切向切入/ /出，出，不用径向切入不用径向切入/ /出，以避免出，以避免由于切入由于切入/ /出路线的不当降出路线的不当降低零件的表面加工质量低零件的表面加工质量 在满足精度要求前的提下，尽可能减 少空行程CR30R20R5020f刀具运动轨迹工件轮廓XYZ 根据零件几何形状，确定走根据零件几何形状，确定走刀路线，按刀路线，按NC机床的规定编程机床的规定编程单位（脉冲当量）换算为相应单位（脉冲当量）换算为相应的数字量，以这些坐标值作为的数字量，以这些坐标值作为编程尺寸，计算刀具运动轨迹，编程尺寸，计算刀具运动

3、轨迹，得到刀位数据得到刀位数据 误差处理是编程中重要内容：误差处理是编程中重要内容： 逼近误差：用直线段或圆弧段直接逼近零件轮廓或由样条函数拟合曲线时产生，亦称拟合误差拟合误差 插补误差：插补算出的线段与理论线段之间的误差，与计算时所取的字节长度有关 圆整误差：插补完成后，由于分辨率的限制，将其圆整而产生的误差，与机床的分辨率有关编写零件加工程序，按照规定的程序格式编写零件加工程序，按照规定的程序格式编写程序编写程序指令，逐段写出零件加工程序指令，逐段写出零件加工程序 现现代机床主要代机床主要通过控制面板或网络通通过控制面板或网络通迅将程序输送到数控系统中迅将程序输送到数控系统中 准备好的程序

4、和纸带必须校验和试切准备好的程序和纸带必须校验和试切削，才能正式加工削，才能正式加工 现代多采用先进的数控加工仿真系统，对数控序进行检验 数控机床坐标系数控机床坐标系 绝对坐标与增量坐标绝对坐标与增量坐标 数控机床坐标系 机床的直线运动采用为机床的直线运动采用为笛卡尔直角坐标系，其坐笛卡尔直角坐标系，其坐标命名为标命名为X、Y、Z，使用，使用右手定律右手定律判定方向判定方向 以以X、Y、Z坐标轴线坐标轴线为中心的旋转运动，分别为中心的旋转运动，分别称为称为A、B、C，正方向按，正方向按右手螺旋定律右手螺旋定律确定确定 为了保证数控机床的正确运动，避免工作不一致性，简化编程为了保证数控机床的正确

5、运动，避免工作不一致性，简化编程和便于培训编程人员，统一规定了数控机床坐标轴的代码及其运和便于培训编程人员，统一规定了数控机床坐标轴的代码及其运动的正、负方向动的正、负方向方向的定义Z Z坐标轴坐标轴：传递切削力的主传递切削力的主轴规定为轴规定为Z坐标轴坐标轴 正方向规定：刀具远离工件的方向 X X坐标轴坐标轴：X坐标是水平的，坐标是水平的，平行于工件的装夹面平行于工件的装夹面 Y Y坐标轴坐标轴：Y坐标轴垂直于坐标轴垂直于X及及Z坐标坐标 其它平行的直线运动，其它平行的直线运动，分别命名为分别命名为U U、V V、WW坐坐标轴，称第二坐标系标轴，称第二坐标系 绝对坐标与增量坐标运动轨迹的坐标

6、点以固定的坐标原点计量，称运动轨迹的坐标点以固定的坐标原点计量，称绝对坐标系绝对坐标系 运动轨迹的终点坐标值以其起点计量的坐标称运动轨迹的终点坐标值以其起点计量的坐标称增量坐标系增量坐标系(相对坐标系相对坐标系) 数控编程使用G指令代码，M指令代码及F、S、T指令描述加工工艺过程和数控系统的运动特征，数控机床的启停、冷却液开关等辅助功能以及给出进给速度、主轴转速 注意：各生产厂家使用的代码、指令等不完全相同，编程时应遵照机床编程手册中的具体规定模态指令： 或称续效指令，该指令在一个程序段中一经指定，直到出现同组的另一个G指令时才失效 非模态指令：只在它所处的程序段有效，下一段程序需要时必须重写

7、 编程指令系统操作代码的总称G指令准备功能 作用：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀补、刀偏、暂停等多种操作 组成：G后带二位数字组成G90绝对坐标尺寸编程指令 G91增量坐标尺寸编程指令 G90 程序段的坐标值按绝对坐标编程 G91 程序段的坐标值按增量坐标编程G指令（2）G00快速点定位指令 命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速移动到下一个目标位置。快速定位，无运动轨迹要求。 如G00 X0. Y0. Z100. 使刀具快速移动到(0,0,100) G01直线插补指令 使机床进行两坐标(或三坐标)联动，在各个平面内切削出任意斜率的直线，此时要指定一定的进给速度F。G02 顺时针圆弧插

8、补指令G03 逆时针圆弧插补指令 可采用“终点+圆心”方式编程，也可采用“终点+圆弧半径”方式编程。由于铣床有三个坐标平面，因而需要用G17/G18/G19指令选择加工平面（3）G02、G03圆弧插补指令G指令终点+圆心（I,J）G02或G03X_Y_I_J_F_;终点+圆弧半径RG02或G03X_Y_R_F_;G指令（4）G17、G18、G19坐标平面选择指令一组模态指令，缺省为G17G17指定零件进行XY平面上的加工G18、G19分别为ZX、YZ平面上的加工在进行圆弧插补、刀具补偿时必须使用这些指令 G指令指令G指令（5）G40、G41、G42刀具半径补偿指令 G40为刀具半径补偿撤消指令

9、，使用该指令后G41、G42指令无效G41和G42分别为左(右)偏刀具补偿指令，即沿刀具前进方向看(假设工件不动)，刀具位于零件的左(右)侧时刀具的半径补偿格式：格式：G41/G42 X_Y_D_其中D_为刀具补偿号G54G59设定工件坐标系G54G59是系统预定扥6个 工件坐标系，可根据需要任意选用。 按照刀具当前位置与工件原点位置的偏差，设置当前刀具位置坐标M指令指令辅助功能作用：控制机床及其辅助装置的通断的指令作用：控制机床及其辅助装置的通断的指令 组成：组成：M后跟两位数字组成后跟两位数字组成（1）M00程序停止程序停止在执行完在执行完M00指令程序段后，主轴停转、进给停止、冷却液关闭

10、、指令程序段后，主轴停转、进给停止、冷却液关闭、程序停止。此时可执行某一手动操作，如工件调头、手动变速等，如程序停止。此时可执行某一手动操作，如工件调头、手动变速等，如果重新按下控制面板上的循环启动按钮，继续执行下一程序段果重新按下控制面板上的循环启动按钮，继续执行下一程序段（2） M01选择程序停止选择程序停止该指令与该指令与M00相类似。不同的是，必须在操作面板上预先按下相类似。不同的是，必须在操作面板上预先按下“任任选停止选停止”按钮，才能使程序停止，否则按钮，才能使程序停止，否则M01将不起作用将不起作用当零件加工时间较长，或在加工过程中需要停机检查、测量关键部位当零件加工时间较长，或

11、在加工过程中需要停机检查、测量关键部位尺寸以及交换班等情况时，使用该指令尺寸以及交换班等情况时，使用该指令（3） M02程序结束程序结束当全部程序结束时使用该指令，它使主轴停转、进给停止、冷却液当全部程序结束时使用该指令，它使主轴停转、进给停止、冷却液关闭，并使机床复位关闭，并使机床复位（4）M03、M04、M05主轴顺时针旋转主轴顺时针旋转(正转正转)、主轴逆时针旋转（反、主轴逆时针旋转（反转）及主轴停指令转）及主轴停指令 （5）M06换刀指令换刀指令（6）M08冷却液开冷却液开（7）M09冷却液关冷却液关（8）M30程序结束返回程序结束返回在完成程序段的所有指令后，使主轴停转、进给停止、冷

12、却液关闭，在完成程序段的所有指令后，使主轴停转、进给停止、冷却液关闭，将程序指针返回到第一个程序段并停下来将程序指针返回到第一个程序段并停下来 在有工作结束指示灯的机床上，该指示灯点亮在有工作结束指示灯的机床上，该指示灯点亮 （9）M98子程序调用指令子程序调用指令 （10）M99子程序返回到主程序指令子程序返回到主程序指令M指令指令辅助功能其他功能指令其他功能指令F指令指令指定进给速度指令指定进给速度指令（续效指令）（续效指令）组成：组成： 编码法：编码法：F带两位数字，如带两位数字，如F05，F36。后面所带的数字只是一个代。后面所带的数字只是一个代码，它与某个（系统规定的）速度值相对应，

13、这种指令所指定的进给速码，它与某个（系统规定的）速度值相对应，这种指令所指定的进给速度是有级的，速度值序既可能等差数列，也可能是等比数列度是有级的，速度值序既可能等差数列，也可能是等比数列 直接法：直接法：F后带若干位数字，如后带若干位数字，如F150，F3500。后面所带的数字表示。后面所带的数字表示实际的速度值，上述指令分别表示实际的速度值，上述指令分别表示F=150mm/min；F=3500mm/mS指令指令（切削速度（切削速度指定主轴转速指令指定主轴转速指令（续效指令）（续效指令） 组成：同组成：同F ，如，如S3000， 单位：单位：r/min 0T指令指令指定加工刀具号的指令指定加

14、工刀具号的指令 组成：组成：T后跟两位数字，如后跟两位数字，如T11,T28 T11表示选择表示选择11号刀具号刀具 T28表示选择表示选择28号刀具号刀具一个完整的零件加工程序主要由程序名程序名和若干程序段程序段组成程序名程序名是该加工程序的标识，由程序号地址码（，FANUC 6M ）及有4位十进制数表示的程序编号（0001）组成 程序段程序段是一个完整的加工工步单元，由若干指令字组成，以N（程序段号）指令开头，或LF指令结尾M02（M30）作为整个程序结束指令，有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号，如 % 、EM75R25YX1O2O3O55Zrrrrrrrrrrrrrr

15、rrrr10f程程 序序 段段N01 G91 G17 G00 G42 D01 X85 Y-25* N02 Z-15 S400 M03 M08 * N03 G01 X85 F300 * N04 G03 Y50 I25 * N05 G01 X-75 * N06 Y-60 * N07 G00 Z15 M05 M09 * N08 G40 X75 Y35 M02 *程序名程序名：O2000 手工编程指编制零件数控加工程序的各个步骤，手工编程指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从分即从分析零件图纸、制订工艺规程、计算刀具运动轨迹、编写零件加析零件图纸、制订工艺规程、计算刀具运动轨迹、编写零件加工程序单、制

16、备控制介质直到程序校核，工程序单、制备控制介质直到程序校核，整个过程都由人工完整个过程都由人工完成成 对点位加工或几何形状不复杂的轮廓加工，几何计算简单、程序段不多，容易实现手工编程手工编程。如简单阶梯轴的车削加工，一般不需要复杂的坐标计算，往往如简单阶梯轴的车削加工，一般不需要复杂的坐标计算，往往可以由技术人员根据工序图纸数据，直接编写数控加工程序可以由技术人员根据工序图纸数据，直接编写数控加工程序。编程方法与举例编程方法与举例 图中OXY为编程用的工件坐标系 编程单位是mm（D01）= 4 NoImage编程方法与举例编程方法与举例 按绝对坐标方式编程 N01 G90 G17 G00 X0

17、.0 Y0.0 Z50N02 G41 X20.0 Y10.0 D01 N03 Z2.0 M03 S500 N04 G01 Z-10 F200N05 G01 Y50.0 F100 N06 X50.0 N07 Y20.0N08 X10.0N09 G00 Z50 M05N10 G40 X0 Y0N11 M30NoImage编程方法与举例编程方法与举例 NoImage按增量坐标方式编程 N01 G91 G17 G00 X0.0 Y0.0 Z50N02 G41 X20.0 Y10.0 D01 N03 Z-48 M03 S500 N04 G01 Z-12 F200N05 G01 Y40.0 F100 N0

18、6 X30.0 N07 Y-30.0N08 X-40.0N09 G00 Z60 M05N10 G40 X-10.0 Y-20.0N11 M30l数控自动编程的有关概念 lCAD/CAM集成系统数控编程集成系统数控编程 数控自动编程数控自动编程是利用计算机编制数控加工程序，又称为是利用计算机编制数控加工程序，又称为计算机辅助编程计算机辅助编程 编程人员将零件的形状、几何尺寸、刀具路线、工艺参数、机床特征等，按一定的格式和方法输入到计算机内，自动编程软件对这些输入信息进行编译、计算、处理后，自动生成刀具路径文件和机床的数控加工程序，通过通信接口将加工程序送入机床数控系统，以备加工 CAD/CAMC

19、AD/CAM集成系统数控编程集成系统数控编程是是以待加工零件以待加工零件CAD模型为基础的一模型为基础的一种集加工工艺规划及数控编程为一体的自动编程方法种集加工工艺规划及数控编程为一体的自动编程方法 零件的几何形状可在零件设计阶段采用零件的几何形状可在零件设计阶段采用 CAD/CAM CAD/CAM 集成系集成系统的几何设计模块在交互方式下进行定义、显示和修改，最统的几何设计模块在交互方式下进行定义、显示和修改，最终得到零件的几何模型。终得到零件的几何模型。 数控编程的一般过程（包括刀具的定义或选择、刀具运动数控编程的一般过程（包括刀具的定义或选择、刀具运动方式的定义、切削加工参数的确定、走刀轨迹的生成、加工方式的定义、切削加工参数的确定、走刀轨迹的生成、加工过程的动态仿真显示、程序验证直到后置处理等），都是在过程的动态仿真显示、程序验证直到后置处理等），都是在图形交互方式下完成，具有形象、直观和高效等优点图形交互方式下完成，具有形象、直观和高效等优点 零件零件CAD模型的描述方法多种多样，适于数控编程的主要有：模型的描述方法多种多样，适于数控编程的主要有：表面模型表面模型(surface model)和和实体模型实体模型(solid model)，其中以，其中以表面模型在数控编程中应用较为广泛表面模型在数控编程中应用较为广泛 基于表面模