第1章 数控编程基础

1、数控加工与编程技术数控加工与编程技术主要内容安排主要内容安排n第一章第一章 数控编程基础数控编程基础n第二章第二章 数控铣削编程技术数控铣削编程技术n第三章第三章 数控车削编程技术数控车削编程技术n第四章第四章 数控编程实例数控编程实例n第五章第五章 CAD/CAMCAD/CAM技术技术第一章第一章 数控编程基础数控编程基础n第一节第一节 数控加工的基础知识数控加工的基础知识n第二节第二节 数控加工坐标系数控加工坐标系n第三节第三节 机床参考点机床参考点n第四节第四节 程序的结构与组成程序的结构与组成n第五节第五节 数控加工工艺设计数控加工工艺设计第一节第一节数控加工的基础知识数控加工的基础知

2、识n一一. .数控编程的概念数控编程的概念n二二. .数控技术的优点数控技术的优点n三三. .数控编程方法数控编程方法一一. .数控编程的概念数控编程的概念 当我们使用机床加工零件时，通常都需要对机床的各当我们使用机床加工零件时，通常都需要对机床的各种动作进行控制，一是控制动作先后次序，二是控制机种动作进行控制，一是控制动作先后次序，二是控制机床各运动部件的位移。普通机床加工时，这种开车、走床各运动部件的位移。普通机床加工时，这种开车、走刀、换向、主轴变速等操作都是由人工直接控制的。采刀、换向、主轴变速等操作都是由人工直接控制的。采用用自动机床和仿形机床自动机床和仿形机床加工时，上述操作和运动

3、参数则加工时，上述操作和运动参数则是通过设计好的凸轮、靠模和挡块等装置以模拟量的形是通过设计好的凸轮、靠模和挡块等装置以模拟量的形式来控制的，它们虽能加工比较复杂的零件，且有一定式来控制的，它们虽能加工比较复杂的零件，且有一定的灵活性和通用性，但是零件的加工精度受凸轮、靠模的灵活性和通用性，但是零件的加工精度受凸轮、靠模制造精度的影响，而且工序准备时间也很长。制造精度的影响，而且工序准备时间也很长。什么是数控加工什么是数控加工 将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，进行运形式，编成程序代码输入到机床控制系

4、统中，进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。数值计算程序校核工艺分析制备控制介质编程序清单零件图纸输入装置工作台数控装置 输出装置伺服机构毛坯工件编程部分机床控制部分 数控机床是非常高

5、效的自动化加工设数控机床是非常高效的自动化加工设备，我们把从数控系统外部输入的直接备，我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，它用于加工的程序称为数控加工程序，它是机床数控系统的应用软件。是机床数控系统的应用软件。 数控机床是一种高度自动化的机床，数控机床是一种高度自动化的机床，有一般机床所不具备的许多优点，所有一般机床所不具备的许多优点，所以数控机床的应用范围在不断扩大，以数控机床的应用范围在不断扩大，但数控机床是一种高度机电一体化产但数控机床是一种高度机电一体化产品，技术含量高，成本高，使用维修品，技术含量高，成本高，使用维修都有一定难度，若从效益最优化的技都有一定难

6、度，若从效益最优化的技术经济角度出发，数控机床一般适用术经济角度出发，数控机床一般适用于加工：于加工：n1 1）多品种、小批量零件。）多品种、小批量零件。n2 2）结构较复杂、精度要求较高的零件。）结构较复杂、精度要求较高的零件。n3 3）需要频繁改型的零件。）需要频繁改型的零件。n4 4）价格昂贵，不允许报废的关键零件。）价格昂贵，不允许报废的关键零件。n5 5）需要最小生产周期的急需零件）需要最小生产周期的急需零件。二二. .数控技术的优点数控技术的优点1.1.与传统加工方式的区别与传统加工方式的区别 零件的加工主要有以下几个步骤：零件的加工主要有以下几个步骤：1 1）零件图的工艺分析；）

7、零件图的工艺分析；2 2）加工方法的选择；）加工方法的选择；3 3）零件的装夹及切削刀具的选择；）零件的装夹及切削刀具的选择；4 4）切削用量的确定；）切削用量的确定；5 5）切削工件。）切削工件。 无论对于传统加工，还是数控加工，其基本步骤都是相同的，主要的区别在于各种数据输入方式的不同。在传统加工中，操作人员需要手动操作机床，移动切削刀具实现加工。如果对一批零件进行加工，则需要操作人员不断重复的进行同样的机床操作。 但事实上，操作人员只能进行近似但事实上，操作人员只能进行近似的加工，无法保证每一次的加工是完全的加工，无法保证每一次的加工是完全相同的。因此，如何保证尺寸公差和表相同的。因此，

8、如何保证尺寸公差和表面质量成为需要解决的典型问题。也就面质量成为需要解决的典型问题。也就造成了传统加工方法下加工的零件有较造成了传统加工方法下加工的零件有较大的不一致性。大的不一致性。 而对于数控加工而言，一旦零件程而对于数控加工而言，一旦零件程序验证无误，就可以进行反复多次使序验证无误，就可以进行反复多次使用，可以获得更好的零件加工的一致用，可以获得更好的零件加工的一致性，当然，考虑到刀具磨损等因素，性，当然，考虑到刀具磨损等因素，也需要调整零件的安装及采取相应的也需要调整零件的安装及采取相应的补偿措施。补偿措施。2.数控加工的优点n1 1）缩短加工准备时间）缩短加工准备时间n2 2）缩短零

9、件的装夹时间，简化零件的）缩短零件的装夹时间，简化零件的安装安装n3 3）提高零件加工的精度和重复精度）提高零件加工的精度和重复精度n4 4）可以进行复杂轮廓外形零件加工）可以进行复杂轮廓外形零件加工n5 5）提高切削有效时间的一致性）提高切削有效时间的一致性n6 6）提高零件加工的生产效率）提高零件加工的生产效率三三. .数控编程方法数控编程方法 数控编程通常分为手工编程和计算机数控编程通常分为手工编程和计算机辅助编程两类，而计算机辅助编程又辅助编程两类，而计算机辅助编程又分为数控语言自动编程、交互图形编分为数控语言自动编程、交互图形编程和程和CAD/CAMCAD/CAM集成系统编程等多种。

10、目集成系统编程等多种。目前数控编程正向集成化、智能化和可前数控编程正向集成化、智能化和可视化方向发展。视化方向发展。1.1.手工编程手工编程n1 1）零件图的工艺分析）零件图的工艺分析, ,确定加工过程确定加工过程n2)2)加工轨迹的数据计算与输入加工轨迹的数据计算与输入n3 3）程序编制）程序编制n4 4）程序输入）程序输入n5 5）程序校验与试切）程序校验与试切2. 2. 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，各种数据的处理、计算和控加工程序，各种数据

11、的处理、计算和编程均由计算机来完成。编程均由计算机来完成。 3.CAD/CAM3.CAD/CAM系统自动编程系统自动编程 n1 1）CAD/CAMCAD/CAM系统自动编程原理和功能系统自动编程原理和功能n2 2）CAD/CAMCAD/CAM系统编程的基本步骤系统编程的基本步骤n3 3）CAD/CAMCAD/CAM软件系统编程特点软件系统编程特点1 1）CAD/CAMCAD/CAM软件所具有的基本功能软件所具有的基本功能包括以下几个方面：包括以下几个方面：（1 1）三维造型功能）三维造型功能 （2 2）参数管理功能）参数管理功能 （3 3）刀位点的计算）刀位点的计算 （4 4）动态仿真）动态仿

12、真 （5 5）刀具轨迹的编辑与修改）刀具轨迹的编辑与修改 （6 6）后置处理）后置处理 （7 7）生成工艺文件）生成工艺文件 2 2）CAD/CAMCAD/CAM系统编程的基本步骤系统编程的基本步骤（1 1）建立）建立CADCAD模型模型（2 2）加工工艺分析与规划）加工工艺分析与规划（3 3）模型修改）模型修改（4 4）参数设置）参数设置（5 5）刀具轨迹）刀具轨迹（6 6）刀位验证及编辑修改）刀位验证及编辑修改（7 7）后置处理）后置处理3 3）CAD/CAMCAD/CAM软件系统编程特点软件系统编程特点（1 1）数据处理能力强，可以处理各种复杂）数据处理能力强，可以处理各种复杂零件特别是

13、空间曲面。零件特别是空间曲面。（2 2）高效快速的生成数控加工程序。）高效快速的生成数控加工程序。（3 3）灵活多变的后置处理）灵活多变的后置处理 （4 4）程序自检、纠错能力强）程序自检、纠错能力强 （5 5）与数控系统通讯非常便捷）与数控系统通讯非常便捷 第二节第二节 数控加工坐标系数控加工坐标系 在在CNCCNC编程中，所有图纸信息由基本编程中，所有图纸信息由基本的数字转换到程序中，也需要使用数字来的数字转换到程序中，也需要使用数字来描述相关的指令、功能等，因此必须将图描述相关的指令、功能等，因此必须将图纸信息翻译成机床控制系统可以认识的数纸信息翻译成机床控制系统可以认识的数字信息，而坐

14、标系是理解字信息，而坐标系是理解CNCCNC工作原理和工作原理和零件几何尺寸的关键。零件几何尺寸的关键。n一一. .数控机床坐标系的基本原则数控机床坐标系的基本原则n二二. .零件固定、刀具运动的原则零件固定、刀具运动的原则一一. .数控机床坐标系的基本原则数控机床坐标系的基本原则n在右手坐标系中，正半轴从原点开始，在右手坐标系中，正半轴从原点开始，其方向为：其方向为：X X轴向右，轴向右，Y Y轴向上，轴向上，Z Z轴朝轴朝垂直视点的方向。利用人的右手放置垂直视点的方向。利用人的右手放置在这些方向上，它们对应于从大拇指在这些方向上，它们对应于从大拇指方向手指的末端到顶部的方向。大拇方向手指的

15、末端到顶部的方向。大拇指为指为X X方向，食指为方向，食指为Y Y方向，中指为方向，中指为Z Z方方向。向。 任何类型的任何类型的CNCCNC机床可以设计成一机床可以设计成一根或多根附加轴，一般使用字母根或多根附加轴，一般使用字母U U、V V、W W来指定与第一轴来指定与第一轴X X、Y Y、Z Z平行的第二轴。平行的第二轴。定义绕定义绕X X轴旋转的附加轴为轴旋转的附加轴为A A轴，绕轴，绕Y Y轴轴旋转的附加轴为旋转的附加轴为B B轴，绕轴，绕Z Z轴旋转的附加轴旋转的附加轴为轴为C C轴，旋转轴的正方向，用绕轴，旋转轴的正方向，用绕X X、Y Y、Z Z轴的右手螺旋法则来进行确定。轴的

16、右手螺旋法则来进行确定。+Z+Y+Z+C+X+Y+B+X+A+A、+B或 +C+X、+Y或+Z坐标轴及其正方向的确定原则坐标轴及其正方向的确定原则n先确定先确定Z Z轴轴以平行于机床主轴的刀具运动坐标以平行于机床主轴的刀具运动坐标为为Z Z轴，轴， Z Z轴正方向是使刀具远离工轴正方向是使刀具远离工件的方向。件的方向。n再确定再确定X X轴轴 X X轴为水平方向且垂直于轴为水平方向且垂直于Z Z轴并平行于工件的轴并平行于工件的装夹面。在工件旋转的机床装夹面。在工件旋转的机床( (如车床、外圆磨床如车床、外圆磨床) )上，上，X X轴的运动方向是径向的，与横向导轨平轴的运动方向是径向的，与横向导

17、轨平行。行。刀具离开工件旋转中心的方向是正方向。刀具离开工件旋转中心的方向是正方向。对对于刀具旋转的机床，若于刀具旋转的机床，若Z Z轴为水平轴为水平( (如卧式铣床、如卧式铣床、镗床镗床) )，则沿刀具主轴后端向工件方向看，右手，则沿刀具主轴后端向工件方向看，右手平伸出方向为平伸出方向为X X轴正向，若轴正向，若Z Z轴为垂直轴为垂直( (如立式如立式铣、镗床，钻床铣、镗床，钻床) )，则从刀具主轴向床身立柱方，则从刀具主轴向床身立柱方向看，右手平伸出方向为向看，右手平伸出方向为X X轴正向。轴正向。n最后确定最后确定Y Y轴轴 按照右手定则定出按照右手定则定出Y Y轴正方向。轴正方向。YZ

18、ZXXZXXZXZXZY(a)(b )+ XB+ X + W+ Z+ Y+ YB+ ZC+ X+ W Y Z W XB X Z WB Y XC(a )(b )二二. .零件固定、刀具运动的原则零件固定、刀具运动的原则n上述坐标轴正方向，均是假定工件不动，刀上述坐标轴正方向，均是假定工件不动，刀具相对于工件作进给运动而确定的方向，即具相对于工件作进给运动而确定的方向，即刀具运动坐标系。但在实际机床加工时，有刀具运动坐标系。但在实际机床加工时，有很多都是刀具相对不动，而工件相对于刀具很多都是刀具相对不动，而工件相对于刀具移动实现进给运动的情况。此时，应在各轴移动实现进给运动的情况。此时，应在各轴字

19、母后加上字母后加上“”表示工件运动坐标系。表示工件运动坐标系。按相对运动关系，工件运动的正方向恰好与按相对运动关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，即有：刀具运动的正方向相反，即有： +X = X +Y = Y +Z = Z +A = A +B =B +C=C 第三节第三节 参考点的概念参考点的概念n参考点是一个固定的或任意选择的位置，参考点是一个固定的或任意选择的位置，它可能在机床上，也可能在刀具或工件它可能在机床上，也可能在刀具或工件上，固定参考点是生产或调试过程中设上，固定参考点是生产或调试过程中设定的沿两根或更多轴的精确位置，另一定的沿两根或更多轴的精确位置，另一些参考点是

20、程序员在编程中确定的。些参考点是程序员在编程中确定的。1.1.机床原点机床原点2.2.机床参考点机床参考点3.3.工件参考点工件参考点4.4.刀具参考点刀具参考点1.1.机床原点机床原点n机床原点就是机床坐标系的原点。它是机床机床原点就是机床坐标系的原点。它是机床上的一个固定的点，由制造厂家确定。机床上的一个固定的点，由制造厂家确定。机床坐标系是通过回参考点操作来确立的，参考坐标系是通过回参考点操作来确立的，参考点是确立机床坐标系的参照点。数控车床的点是确立机床坐标系的参照点。数控车床的机床原点多定在主轴前端面的中心，数控铣机床原点多定在主轴前端面的中心，数控铣床的机床原点多定在进给行程范围的

21、正极限床的机床原点多定在进给行程范围的正极限点处，但也有的设置在机床工作台中心，使点处，但也有的设置在机床工作台中心，使用前可查阅机床用户手册。用前可查阅机床用户手册。2.2.机床参考点机床参考点n机床参考点是机床上的一个特殊固定点，一机床参考点是机床上的一个特殊固定点，一般位于机床原点的位置。是用于对机床工作般位于机床原点的位置。是用于对机床工作台台( (或滑板或滑板) )与刀具相对运动的测量系统进行与刀具相对运动的测量系统进行定标与控制的点，一般都是设定在各轴正向定标与控制的点，一般都是设定在各轴正向行程极限点的位置上。该位置是在每个轴上行程极限点的位置上。该位置是在每个轴上用挡块和限位开

22、关精确地预先调整好的，它用挡块和限位开关精确地预先调整好的，它相对于机床原点的坐标是一个已知数，一个相对于机床原点的坐标是一个已知数，一个固定值。每次开机启动后，或当机床因意外固定值。每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动等原因停机而重新启动时，断电、紧急制动等原因停机而重新启动时，都应该先让各轴返回参考点，进行一次位置都应该先让各轴返回参考点，进行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。校准，以消除上次运动所带来的位置误差。3.3.工件参考点工件参考点n为了使编程不受机床坐标系约束，为了使编程不受机床坐标系约束，需要在工件上确定工件坐标系，其需要在工件上确定工件坐标系，其与机床坐

23、标系的关系，相当于机床与机床坐标系的关系，相当于机床坐标系平移到某一点。坐标系平移到某一点。n工件参考点一般也称为程序原点或工件参考点一般也称为程序原点或工件原点。程序员可以在任何地方工件原点。程序员可以在任何地方选择表示程序原点的坐标点，因此选择表示程序原点的坐标点，因此这个点是可以选择的。这个点是可以选择的。车床程序原点位置车床程序原点位置n车床上程序原点选则只考虑两根轴轴车床上程序原点选则只考虑两根轴轴和轴。和轴。轴程序原点必须在主轴中心线上。轴程序原点必须在主轴中心线上。轴程序原点一般有三种方式。轴程序原点一般有三种方式。卡盘表面卡盘表面钳爪表面钳爪表面工件表面工件表面4.4.刀具参考

24、点刀具参考点 这个参考点与刀具相关，为数这个参考点与刀具相关，为数控编程中表示刀具编程位置的坐控编程中表示刀具编程位置的坐标点，通常也称为刀位点。标点，通常也称为刀位点。 第四节第四节 程序的结构与组成程序的结构与组成 CNCCNC程序由关于零件加工的一系列有程序由关于零件加工的一系列有顺序的指令组成，每个指令都是顺序的指令组成，每个指令都是CNCCNC控控制系统可以接受、编译和执行的格式。制系统可以接受、编译和执行的格式。不同的控制系统有不同的格式，但基本不同的控制系统有不同的格式，但基本上差别较小。上差别较小。n1.1.基本编程术语基本编程术语n2.2.数据的尺寸输入格式数据的尺寸输入格式

25、n3.程序的结构程序的结构n4.4.子程序子程序 1.1.基本编程术语基本编程术语n（1 1）字符）字符n（2 2）字）字n（3 3）程序段）程序段n（4 4）程序）程序（1 1）字符）字符 是是CNCCNC程序中的最小的单元，有程序中的最小的单元，有三种形式：三种形式：数字数字程序中可以使用程序中可以使用0-90-9十个数字，有两种十个数字，有两种使用模式，一种是整数值，一种是实数。使用模式，一种是整数值，一种是实数。字母字母 虽然英文字母都可以用来编程，但虽然英文字母都可以用来编程，但实际上大多数数控系统只接受特定的字实际上大多数数控系统只接受特定的字母，而抵制其余的字母。大写字母是编母，

26、而抵制其余的字母。大写字母是编程中的正规名称，但一些控制器也接受程中的正规名称，但一些控制器也接受小写形式的字母。小写形式的字母。n符号符号最常见的符号是小数点、负号、百最常见的符号是小数点、负号、百分号、圆括号等。分号、圆括号等。（2 2）字字 程序字由字母和数字字符组成，并程序字由字母和数字字符组成，并形成控制系统中的单个指令。一般以大形成控制系统中的单个指令。一般以大写字母开头，后面紧跟表示程序代码或写字母开头，后面紧跟表示程序代码或实际值的数值。典型的字表示轴的位实际值的数值。典型的字表示轴的位置、进给率、速度、准备功能以及许多置、进给率、速度、准备功能以及许多其他的定义。其他的定义。

27、（3 3）程序段程序段 字在系统中作为单独的指令使用，字在系统中作为单独的指令使用，而程序段则作为多重指令使用。输入的而程序段则作为多重指令使用。输入的程序由单独的以逻辑顺序排列的指令行程序由单独的以逻辑顺序排列的指令行组成。每一程序段必须与其它程序段分组成。每一程序段必须与其它程序段分离开，为了在离开，为了在MDIMDI模式下分离程序段，模式下分离程序段，程序段必须以程序段结束代码结束。该程序段必须以程序段结束代码结束。该代码在控制面板上标记为代码在控制面板上标记为EOBEOB。每一程。每一程序段必须单独占一行。序段必须单独占一行。（4 4）程序程序 不同系统的程序结构不一样，但逻不同系统的

28、程序结构不一样，但逻辑方法并不随控制器的不同而变化。辑方法并不随控制器的不同而变化。CNCCNC程序通常以程序号或类似的符号开始，程序通常以程序号或类似的符号开始，后面紧跟以逻辑顺序排列的指令程序后面紧跟以逻辑顺序排列的指令程序段。段。2.2.数据的尺寸输入格式数据的尺寸输入格式n（1 1）满地址格式）满地址格式n（2 2）前置零消除格式与后置零消除格式）前置零消除格式与后置零消除格式 n（3 3）小数点格式）小数点格式 （1 1）满地址格式）满地址格式 尺寸地址的满格式，在尺寸地址的满格式，在X X、Y Y、Z Z、I I、J J、K K等轴字中，所有可用的八位数字等轴字中，所有可用的八位数

29、字都必须写出来，例如尺寸都必须写出来，例如尺寸0.65mm0.65mm应用到应用到X X轴上时写成轴上时写成X00000650X00000650。这种方式在早。这种方式在早期的数控系统中使用，现代期的数控系统中使用，现代CNCCNC编程中编程中已经被淘汰。已经被淘汰。 （2 2）前置零消除格式与后置零消除格式）前置零消除格式与后置零消除格式 前置零消除与后置零消除互相排前置零消除与后置零消除互相排斥，使用哪一个取决于控制系统的参数斥，使用哪一个取决于控制系统的参数设置或控制系统生产厂家指定的状态。设置或控制系统生产厂家指定的状态。许多现代的控制系统为了与老式程序兼许多现代的控制系统为了与老式程

30、序兼容和程序调试方便，依然支持消零格容和程序调试方便，依然支持消零格式。式。（3 3）小数点格式）小数点格式 所有现代控制系统的尺寸输入都使用所有现代控制系统的尺寸输入都使用小数点。铣削系统中小数点。铣削系统中X X、Y Y、Z Z、I I、J J、K K、A A、B B、C C、Q Q、R R允许使用小数点，车削允许使用小数点，车削系统中系统中X X、Z Z、U U、W W、I I、K K、R R等允许使等允许使用小数点。如果输入值需要小数点，按用小数点。如果输入值需要小数点，按正常书写，编译器会正确编译带小数点正常书写，编译器会正确编译带小数点的值。如公制的值。如公制X1000.0X100

31、0.0，系统编译认为，系统编译认为输入的就是输入的就是X X轴坐标值轴坐标值1000mm1000mm。3.3.程序的结构程序的结构n1 1）程序名称）程序名称n2 2）顺序号）顺序号 n3 3）程序段的跳转）程序段的跳转 n4 4）准备功能）准备功能n5 5）辅助功能）辅助功能 n6 6）主轴功能）主轴功能n7 7）进给率控制功能）进给率控制功能n8 8）刀具功能）刀具功能 功能功能地址地址取值范围取值范围含义含义程序号程序号O19999程序号程序号顺序号顺序号N19999顺序号顺序号准备功能准备功能G0099指定数控功能指定数控功能尺寸定义尺寸定义X，Y，Z99999.999毫米毫米坐标位置

32、值坐标位置值R圆弧半径，圆角半径圆弧半径，圆角半径I，J，K9999.9999毫米毫米圆心坐标位置值圆心坐标位置值进给速率进给速率F1100,000毫米每分毫米每分进给速率进给速率主轴转速主轴转速S14000转每分转每分主轴转速值主轴转速值选刀选刀T099刀具号刀具号辅助功能辅助功能M099辅助功能辅助功能M代码号代码号刀具偏置号刀具偏置号H，D1200指定刀具偏置号指定刀具偏置号暂停时间暂停时间P，X099999.999秒秒暂停时间（毫秒）暂停时间（毫秒）指定子程序号指定子程序号P19999调用子程序用调用子程序用重复次数重复次数P，L1999调用子程序用调用子程序用参数参数P，QP为为09

33、9999.999Q为为99999.999毫米毫米固定循环参数固定循环参数1 1）程序名称）程序名称 在任何程序的第一个程序段中通常都在任何程序的第一个程序段中通常都是程序号，程序号使用是程序号，程序号使用O O地址。程序号的地址。程序号的允许范围是允许范围是1-99991-9999，不允许使用，不允许使用O0000O0000程序号，此外，程序号中不允许使用小程序号，此外，程序号中不允许使用小数点和负号。数点和负号。 2 2）顺序号）顺序号 CNCCNC程序中的顺序程序段都要对应一程序中的顺序程序段都要对应一个编号，以便其在程序中进行定位。程序个编号，以便其在程序中进行定位。程序段号的地址号是字

34、母段号的地址号是字母N N，N N地址必须为程地址必须为程序段中的第一个字母。序号格式一般为：序段中的第一个字母。序号格式一般为：N N ，即后面可跟多达，即后面可跟多达5 5位的数位的数字。字。 增量第一程序段号1N12N25N510N1050N50N100N1003 3）程序段的跳转）程序段的跳转 程序段跳转功能作为所有程序段跳转功能作为所有CNCCNC上的标上的标准功能，在程序中使用功能符号准功能，在程序中使用功能符号“/”/”来表示。在机床控制面板上设置了程序来表示。在机床控制面板上设置了程序段跳过功能。该功能设为开，表示忽略段跳过功能。该功能设为开，表示忽略跟在斜杠后的所有程序指令；

35、设为关，跟在斜杠后的所有程序指令；设为关，表示执行所有程序段指令。表示执行所有程序段指令。 程序段跳转主要用在以下几个方面：程序段跳转主要用在以下几个方面：n1 1）各种毛坯的切削）各种毛坯的切削n2 2）改变加工模式）改变加工模式 n3 3）用于测量的试切）用于测量的试切n4 4）程序校对）程序校对 4 4）准备功能）准备功能 该地址将控制系统设置为某种预期的该地址将控制系统设置为某种预期的状态，或者某一种加工模式。例如状态，或者某一种加工模式。例如G01G01将机床设置为直线插补模式，将机床设置为直线插补模式，G00G00将机将机床设置为快速运动模式。床设置为快速运动模式。 G G代码基本

36、规则代码基本规则 n（1 1）模态）模态n（2 2）程序段中的指令冲突问题）程序段中的指令冲突问题n（3 3）G G代码顺序代码顺序n（4 4）G G代码分组代码分组5 5）辅助功能）辅助功能 CNCCNC程序中的地址程序中的地址M M表示辅助功能，表示辅助功能，用来激活特定的机床操作或控制程序的用来激活特定的机床操作或控制程序的运行。如果没有辅助功能，程序是无法运行。如果没有辅助功能，程序是无法实现运行的。实现运行的。M M代码代码功功 能能M00M00程序停止程序停止 M01M01条件程序停止条件程序停止 M02M02程序结束程序结束 M03M03主轴正转主轴正转 M04M04主轴反转主轴

37、反转 M05M05主轴停止主轴停止 M06M06刀具交换刀具交换 M08M08冷却开冷却开M09M09冷却关冷却关M18M18主轴定向解除主轴定向解除M19M19主轴定向主轴定向M29M29刚性攻丝刚性攻丝M30M30程序结束并返回程序头程序结束并返回程序头 M98M98调用子程序调用子程序 M99M99子程序结束返回重复执行子程序结束返回重复执行 （1）强制程序停止强制程序停止 M00M00 M00 M00程序无条件停止程序无条件停止, ,关闭机床所有的关闭机床所有的自动操作（如轴的运动、主轴旋转、冷自动操作（如轴的运动、主轴旋转、冷却液功能、程序执行等），模态信息却液功能、程序执行等），模

38、态信息（如进给速度、主轴速度等）保持不变。（如进给速度、主轴速度等）保持不变。激活机床控制面板上的循环启动键，程激活机床控制面板上的循环启动键，程序才能恢复自动执行。取消的功能需要序才能恢复自动执行。取消的功能需要在后续程序段中进行重写。与运动指令在后续程序段中进行重写。与运动指令编写在一起，则在运动完成后有效。编写在一起，则在运动完成后有效。 M00 M00对机床上尚未卸下来的工件进对机床上尚未卸下来的工件进行检查，也可以在停止过程中检查工行检查，也可以在停止过程中检查工件尺寸或刀具状况。也可以在另一操件尺寸或刀具状况。也可以在另一操作开始前排除堆积在镗削或钻削出的作开始前排除堆积在镗削或钻

39、削出的孔中切屑，比如盲孔攻丝。孔中切屑，比如盲孔攻丝。n程序处理过程中，只有在手动干涉程序处理过程中，只有在手动干涉时使用时使用M00M00。 （2 2）可选择程序停止可选择程序停止M01M01 M01M01与机床控制面板上可选择与机床控制面板上可选择停止开关按钮选择按钮配合使用。停止开关按钮选择按钮配合使用。当处理程序中遇到当处理程序中遇到M01M01功能时，若功能时，若按钮处于按钮处于“开开”状态，程序暂停。状态，程序暂停。若按钮处于若按钮处于“关关”状态，则状态，则M01M01在在程序中不起任何作用，程序继续执程序中不起任何作用，程序继续执行。行。（3 3）程序结束）程序结束M02M02

40、与与M30M30n这两个指令功能类似，取消所有轴的运这两个指令功能类似，取消所有轴的运动、主轴旋转、冷却液开关，且将系统动、主轴旋转、冷却液开关，且将系统重新设置为缺省状态，但二者的作用不重新设置为缺省状态，但二者的作用不同。同。nM02M02：终止程序，但光标不回到程序开：终止程序，但光标不回到程序开始。始。nM30M30：终止程序，但光标返回到程序开：终止程序，但光标返回到程序开头第一句，可直接再次运行。头第一句，可直接再次运行。（4 4）主轴旋转）主轴旋转M03M03、M04M04，停转，停转M05M05 主轴的旋转方向通常和在机床主轴一主轴的旋转方向通常和在机床主轴一侧确定的视觉角度有

41、关，对于不同类型侧确定的视觉角度有关，对于不同类型的机床，规定有所不同。对铣削机床来的机床，规定有所不同。对铣削机床来讲，沿主轴中心线，垂直于工件表面往讲，沿主轴中心线，垂直于工件表面往下看，顺时针为下看，顺时针为M03，逆时针为，逆时针为M04，或者从操作者的角度来看，面向立式机或者从操作者的角度来看，面向立式机床的前部来观察顺时针和逆时针。床的前部来观察顺时针和逆时针。 车床一般是从床头箱向主轴端面来车床一般是从床头箱向主轴端面来观察，顺时针为观察，顺时针为M03M03，逆时针为，逆时针为M04M04。主。主轴地址轴地址S S和主轴旋转功能和主轴旋转功能M03M03或或M04M04必须必须

42、同时使用，只使用其中一个无法启动主同时使用，只使用其中一个无法启动主轴。轴。 当需要在程序执行过程中换刀或主轴反转当需要在程序执行过程中换刀或主轴反转时，必须首先使主轴停转；程序结束时，也需时，必须首先使主轴停转；程序结束时，也需要停止主轴，这时使用要停止主轴，这时使用M05M05指令，不管主轴旋指令，不管主轴旋向如何，该指令将使主轴停转。该指令可以作向如何，该指令将使主轴停转。该指令可以作为单独程序段进行编写，也可以编写在包含刀为单独程序段进行编写，也可以编写在包含刀具运动的程序段中。此时主轴将在运动完成后具运动的程序段中。此时主轴将在运动完成后停转。停转。 在改变主轴旋转方向时，通常的程序

43、在改变主轴旋转方向时，通常的程序编写格式如下：编写格式如下： M03 M03 （主轴顺时针旋转）（主轴顺时针旋转） M05 M05 （主轴停止）（主轴停止） M04 M04 （主轴逆时针旋转）（主轴逆时针旋转） （5 5）切削液开、关）切削液开、关 M08M08、M09M09 M08M08指令用来打开冷却液，以实现对指令用来打开冷却液，以实现对工件的冷却、排屑以及润滑。在刀具趋工件的冷却、排屑以及润滑。在刀具趋近工件和返回换刀位置时，不需要冷却近工件和返回换刀位置时，不需要冷却液，这时使用液，这时使用M09M09来关掉冷却液功能。来关掉冷却液功能。注意：注意：nM08M08与运动指令编写在一起

44、，将和轴的与运动指令编写在一起，将和轴的运动同时有效，运动同时有效，M09M09和轴的运动指令编和轴的运动指令编写在一起，将在轴运动完成以后才变得写在一起，将在轴运动完成以后才变得有效。有效。n对于大型机床而言，要考虑对于大型机床而言，要考虑M08M08指令执指令执行到冷却液覆盖到刀具和工件上的延时。行到冷却液覆盖到刀具和工件上的延时。n冷却液不可以喷到高温的刀具切削刃冷却液不可以喷到高温的刀具切削刃上，否则易导致刀具的破损，故应该上，否则易导致刀具的破损，故应该在实际切削程序段的前几个程序段中在实际切削程序段的前几个程序段中使用使用M08M08指令。指令。（6 6）子程序调用）子程序调用M9

45、8M98与结束与结束M99M99 机床控制系统通过两个辅助功能完机床控制系统通过两个辅助功能完成对子程序的识别，子程序调用指令成对子程序的识别，子程序调用指令M98M98后必须跟有子程序号后必须跟有子程序号P P，子程序返回，子程序返回指令指令M99M99终止子程序执行并从它所定位终止子程序执行并从它所定位的地方继续执行程序。的地方继续执行程序。 M99M99除了用来结束子程序以外，有时除了用来结束子程序以外，有时还用于替代还用于替代M30M30功能，此时程序将不断的功能，此时程序将不断的重复运行，直到按下复位键为止。重复运行，直到按下复位键为止。6 6）主轴功能）主轴功能 在在CNCCNC系

46、统中，由地址系统中，由地址S S控制与主轴控制与主轴转速相关的程序指令。转速相关的程序指令。S S地址的编程范围地址的编程范围是是1-99991-9999，而且不能使用小数点。对于，而且不能使用小数点。对于现代高速现代高速CNCCNC机床而言，其机床而言，其S S地址的范围地址的范围扩大到了扩大到了1-999991-99999。但是由于机床受机械。但是由于机床受机械系统结构的影响，实际最高转速比控制系统结构的影响，实际最高转速比控制系统支持的主轴最高转速要低得多。系统支持的主轴最高转速要低得多。 主轴主轴S S功能不能单独用来进行编程，功能不能单独用来进行编程，还需要控制主轴旋转特征，即主轴还

47、需要控制主轴旋转特征，即主轴旋转方向。机床主轴可以沿两个方向旋旋转方向。机床主轴可以沿两个方向旋转：顺时针和逆时针。因此主轴转：顺时针和逆时针。因此主轴S S功能必功能必须和控制主轴旋转方向的辅助功能：须和控制主轴旋转方向的辅助功能：M03M03和和M04M04配合使用。配合使用。7 7）进给率控制功能）进给率控制功能 在工件加工过程中，主轴功能控制主轴的在工件加工过程中，主轴功能控制主轴的转速大小和旋转方向，而进给率则控制着刀具转速大小和旋转方向，而进给率则控制着刀具的进给速度。的进给速度。CNCCNC程序中使用两种进给率类型：程序中使用两种进给率类型：每分钟进给和每转进给，在实际应用中，每

48、转每分钟进给和每转进给，在实际应用中，每转进给通常用于车床，而每分钟进给则用于加工进给通常用于车床，而每分钟进给则用于加工中心和铣床。编程中，通过中心和铣床。编程中，通过F F地址定义进给率，地址定义进给率，允许使用小数。允许使用小数。（1 1）每分钟进给）每分钟进给 在铣削中，所有直线和圆弧插补模式在铣削中，所有直线和圆弧插补模式的切削进给率都是以这种进给率方式来进的切削进给率都是以这种进给率方式来进行编程的，进给率的大小表示切削刀具每行编程的，进给率的大小表示切削刀具每分钟走过的距离。每分钟进给的优点是不分钟走过的距离。每分钟进给的优点是不依赖于主轴转速，这样铣床可以在工作过依赖于主轴转速

49、，这样铣床可以在工作过程中可以选用不同直径的各种刀具。程中可以选用不同直径的各种刀具。（2 2）每转进给）每转进给 对于对于CNCCNC车床而言，进给率由刀具车床而言，进给率由刀具在主轴旋转一周时间内所走的实际距离在主轴旋转一周时间内所走的实际距离来确定，而不是以时间来衡量的，因此来确定，而不是以时间来衡量的，因此多用每转进给率。多用每转进给率。 8 8）刀具功能）刀具功能 数控机床加工需要配备多种刀具，数控机床加工需要配备多种刀具，CNCCNC车床和加工中心可以通过自动换刀车床和加工中心可以通过自动换刀装置实现刀具的更换。因此在装置实现刀具的更换。因此在CNCCNC程序程序中，必须有一个专用

50、的刀具功能即中，必须有一个专用的刀具功能即T T功功能。能。 4.4.子程序子程序 所有的程序都有其自己的程序号，程序员所有的程序都有其自己的程序号，程序员使用专门的辅助功能使用专门的辅助功能M M代码在一个程序中调用代码在一个程序中调用另另一个程序。调用其他程序的称为主程序，被其一个程序。调用其他程序的称为主程序，被其他程序调用的称为子程序。主程序不能被子程他程序调用的称为子程序。主程序不能被子程序调用，它位于所有程序的顶层，子程序之间序调用，它位于所有程序的顶层，子程序之间可以相互调用。可以相互调用。 如果程序包含固定的加工路线或频繁如果程序包含固定的加工路线或频繁重复的图形，这样的加工路

51、线或图形可重复的图形，这样的加工路线或图形可以编成单独的程序作为子程序。在编程以编成单独的程序作为子程序。在编程中子程序经常用在以下场合：重复的加中子程序经常用在以下场合：重复的加工运动，多孔分布加工，凹槽加工，螺工运动，多孔分布加工，凹槽加工，螺纹加工，与换刀相关的功能，机床预设纹加工，与换刀相关的功能，机床预设值等。值等。n一般机床可以允许最多达四重的子程序一般机床可以允许最多达四重的子程序嵌套。在调用子程序指令中，可以指令嵌套。在调用子程序指令中，可以指令重复执行所调用的子程序，可以指令重重复执行所调用的子程序，可以指令重复最多达复最多达999999次。次。 一个子程序应该具有如下格式：

52、O；子程序号； ；M99； 子程序内容返回主程序 在程序的开始，应该有一个由地址O指定的子程序号，在程序的结尾，返回主程序的指令M99是必不可少的。M99可以不必出现在一个单独的程序段中，作为子程序的结尾，这样的程序段也是可以的： G90 G00 X0 Y100. M99G90 G00 X0 Y100. M99； 在主程序中，调用子程序的程序段应包含如下内容： M98 PM98 P； 在这里，地址P后面所跟的数字中，后面的四位用于指定被调用的子程序的程序号，前面的三位用于指定调用的重复次数。 M98 P51002M98 P51002；调用；调用10021002号子程序，重复号子程序，重复5 5

53、次。次。 M98 P1002M98 P1002； 调用调用10021002号子程序，重复号子程序，重复1 1次。次。 M98 P50004M98 P50004；调用；调用4 4号子程序，重复号子程序，重复5 5次。次。 子程序调用指令可以和运动指令出现在同子程序调用指令可以和运动指令出现在同一程序段中：一程序段中： G90 G00 XG90 G00 X 75. Y50. Z53. M98 P4003575. Y50. Z53. M98 P40035； 该程序段指令该程序段指令X X、Y Y、Z Z三轴以快速定位进给三轴以快速定位进给速度运动到指令位置，然后调用执行速度运动到指令位置，然后调用执

54、行4 4次次3535号子程序。号子程序。n在在M99M99返回主程序指令中，我们可以用返回主程序指令中，我们可以用地址地址P P来指定一个顺序号，当这样的一来指定一个顺序号，当这样的一个个M99M99指令在子程序中被执行时，返回指令在子程序中被执行时，返回主程序后并不是执行紧接着调用子程序主程序后并不是执行紧接着调用子程序的程序段后的那个程序段，而是转向执的程序段后的那个程序段，而是转向执行具有地址行具有地址P P指定的顺序号的那个程序指定的顺序号的那个程序段。如下例：段。如下例： 这种主子程序的执行方式只有在程序这种主子程序的执行方式只有在程序存储器中的程序能够使用。存储器中的程序能够使用。

55、n如果如果M99M99指令出现在主程序中，执行到指令出现在主程序中，执行到M99M99指令时，将返回程序头，重复执行指令时，将返回程序头，重复执行该程序。这种情况下，如果该程序。这种情况下，如果M99M99指令中指令中出现地址出现地址P P，则执行该指令时，则执行该指令时， 跳转跳转到顺序号为地址到顺序号为地址P P指定的顺序号的程序指定的顺序号的程序段。大部分情况下，我们将该功能与段。大部分情况下，我们将该功能与可选跳段功能联合使用。如下例：可选跳段功能联合使用。如下例：n当可选跳段开关置于下位时，跳段标识符不当可选跳段开关置于下位时，跳段标识符不起作用，起作用，M99P20M99P20被执

56、行，跳转到被执行，跳转到N20N20程序段，程序段，重复执行重复执行N20N20及及N30N30（如果（如果M99M99指令中没有指令中没有P20P20，则跳转到程序头，即则跳转到程序头，即N10N10程序段），当可选跳程序段），当可选跳段开关置于上位时，跳段标识符起作用，该段开关置于上位时，跳段标识符起作用，该程序段被跳过，程序段被跳过，N30N30程序段执行完毕后执行程序段执行完毕后执行N50N50程序段，直到程序段，直到N70M02N70M02；结束程序的执行。；结束程序的执行。值得注意的一点是如果包含值得注意的一点是如果包含M02M02、M30M30或或M99M99的的程序段前面有跳段

57、程序段前面有跳段 标识符标识符“/ ”/ ”，则该程序，则该程序段不被认为是程序的结束。段不被认为是程序的结束。第五节第五节 数控加工工艺设计数控加工工艺设计n一一. .数控加工工艺概述数控加工工艺概述n二二. .数控加工中的刀具数控加工中的刀具一一. .数控加工工艺概述数控加工工艺概述n1.1.数控加工工艺基本特点数控加工工艺基本特点n2.2.数控加工工艺分析的主要内容数控加工工艺分析的主要内容 n3.3.数控加工工艺分析的步骤与方法数控加工工艺分析的步骤与方法 1.1.数控加工工艺基本特点数控加工工艺基本特点n1 1）复杂的工序内容）复杂的工序内容 由于采用数控机床加工具有加工工序少、由于

58、采用数控机床加工具有加工工序少、所需专用工装数量少等特点，数控加工的所需专用工装数量少等特点，数控加工的工序内容一般要比普通机床加工的工序内工序内容一般要比普通机床加工的工序内容复杂。从编程来看，加工程序的编制要容复杂。从编程来看，加工程序的编制要比普通机床编制工艺规程复杂。在普通机比普通机床编制工艺规程复杂。在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在编制数控加工工艺时线的确定等问题，在编制数控加工工艺时都需认真考虑。都需认真考虑。n2)2)数控加工的工序相对集中。数

59、控加工的工序相对集中。 采用数控加工，工件在一次装夹下能完成采用数控加工，工件在一次装夹下能完成钻、铰、镗、攻丝等多种加工，因此数控钻、铰、镗、攻丝等多种加工，因此数控加工工艺具有复合性，也可以说数控加工加工工艺具有复合性，也可以说数控加工工艺的工序把传统机加工艺中的工序工艺的工序把传统机加工艺中的工序“集集成成”了，这使得零件加工所需的专用夹具了，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少，从而使零件的加工精度和生也大大减少，从而使零件的加工精度和生产效率有了较大的提高。产效率有了较大的提高。2.2.数控加工工艺分析的主要内

60、容数控加工工艺分析的主要内容n1 1）选择并确定进行数控加工的零部）选择并确定进行数控加工的零部件，确定工序内容；件，确定工序内容；n2 2）零件图形的数值计算与编程尺寸的）零件图形的数值计算与编程尺寸的设定；设定；n3 3）分析被加工零件图样，明确加工内）分析被加工零件图样，明确加工内容和技术要求，在此基础上确定零件的容和技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排与传统加工序的划分、加工顺序的安排与传统加工工序的衔接等；工工序的衔接等；n4 4）设计数控加工工序。包括选择数控）设计数控加工工序。包括选择数控机床