数控加工培训

1、 数控加工技术数控加工技术 2.制造业的发展需求制造业的发展需求 产品日趋精密、复杂，改型频繁，提出高性能、高精度和产品日趋精密、复杂，改型频繁，提出高性能、高精度和高自动化要求高自动化要求1传统机床的不足传统机床的不足人工操作，劳动强度大，难以提高生产效率人工操作，劳动强度大，难以提高生产效率人为误差，难以保证质量人为误差，难以保证质量难以加工复杂形状的零件难以加工复杂形状的零件不利于生产管理现代化不利于生产管理现代化1.数控机床的产生与发展数控机床的产生与发展3. 数控机床的工作过程数控机床的工作过程 数控机床仍采用刀具和磨具对材料进行切削加工，这点数控机床仍采用刀具和磨具对材料进行切削加

2、工，这点在本质上和普通机床并无区别。但在如何控制切削运动等方在本质上和普通机床并无区别。但在如何控制切削运动等方面则与传统切削加工存在本质上的差别，如下图。面则与传统切削加工存在本质上的差别，如下图。零件图零件图编制工艺卡编制工艺卡工人操作机床工人操作机床编制程序编制程序零件图零件图键盘输入键盘输入加工运动加工运动数控装置数控装置伺服装置伺服装置加工运动加工运动检测检测(a)普通机床加工普通机床加工(b)数控机床加工数控机床加工信息反信息反馈馈4.4.数控加工技术的特点数控加工技术的特点 (1)生产效率高，由于加工过程是自动进行的，且机床能自动生产效率高，由于加工过程是自动进行的，且机床能自动

3、换刀、自动不停车变速和快速空行程等功能，使加工时间大换刀、自动不停车变速和快速空行程等功能，使加工时间大大减少大减少 (2)能稳定地获得高精度，数控加工时人工干预减少，可以避能稳定地获得高精度，数控加工时人工干预减少，可以避免人为误差，且机床重复精度高免人为误差，且机床重复精度高 (3)由于机床自动化程度大大提高，减轻了工人劳动强度，改由于机床自动化程度大大提高，减轻了工人劳动强度，改善了劳动条件善了劳动条件 (4)加工能力提高，应用数控机床可以很准确的加工出曲线、加工能力提高，应用数控机床可以很准确的加工出曲线、曲面、圆弧等形状非常复杂的零件，因此，可以通过编写复曲面、圆弧等形状非常复杂的零

4、件，因此，可以通过编写复杂的程序来实现加工常规方法难以加工的零件杂的程序来实现加工常规方法难以加工的零件5.5.数控系统的组成数控系统的组成v现代数控机床一般由数控装置现代数控机床一般由数控装置(NC unit)(NC unit)、伺服系统、伺服系统(servo system)(servo system)、位置测量与反馈系统、位置测量与反馈系统(feedback (feedback system)system)、辅助控制单元、辅助控制单元(accessory control unit)(accessory control unit)和机床主机和机床主机(main engine)(main en

5、gine)组成，下图是各组成部分组成，下图是各组成部分的逻辑结构简图：的逻辑结构简图： 数控装置是数控机床的核心，能完成信息的输入、存数控装置是数控机床的核心，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种功能；储、变换、插补运算以及实现各种功能； 伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件，它包括主轴驱动单元（主要是速度控运动的驱动部件，它包括主轴驱动单元（主要是速度控制）、进给驱动单元（主要有速度控制和位置控制）、主制）、进给驱动单元（主要有速度控制和位置控制）、主轴电机和进给电机等。轴电机和进给电机等。 位置测量与反馈系

6、统由检测元件和相应电路组成，其位置测量与反馈系统由检测元件和相应电路组成，其作用是检测速度与位移，并将信息反馈给数控装置，形成作用是检测速度与位移，并将信息反馈给数控装置，形成闭环控制；但不一定每种数控机床都装备位置测量与反馈闭环控制；但不一定每种数控机床都装备位置测量与反馈系统（图中虚线部分表示该模块不是基本配置），没有测系统（图中虚线部分表示该模块不是基本配置），没有测量与反馈系统的数控装置称开环控制系统（如运动简单的量与反馈系统的数控装置称开环控制系统（如运动简单的中低档数控车床），常用的测量元件有脉冲编码器、旋转中低档数控车床），常用的测量元件有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅

7、尺等。变压器、感应同步器、光栅尺等。 辅助控制单元用以控制机床的各种辅助动作，包括：辅助控制单元用以控制机床的各种辅助动作，包括：冷却泵的启停等各种辅助操作。冷却泵的启停等各种辅助操作。 机床主机包括床身、主轴、进给机构等机械部件。机床主机包括床身、主轴、进给机构等机械部件。2.2.数控加工编程基础数控加工编程基础 2.1 机机床床坐坐标标系系 2.1.1 机床坐标系和主运动方向机床坐标系和主运动方向 1标准坐标系的规定标准坐标系的规定 对数控机床中的坐标系和运动方向的命名，对数控机床中的坐标系和运动方向的命名，ISO标准和标准和我国我国JB305282部颁标准都统一规定采用标准的右手笛卡部颁

8、标准都统一规定采用标准的右手笛卡儿直角坐标系，一个直线进给运动或一个圆周进给运动定义儿直角坐标系，一个直线进给运动或一个圆周进给运动定义一个坐标轴。一个坐标轴。 标准中规定直线进给运动用右手直角笛卡儿坐标系标准中规定直线进给运动用右手直角笛卡儿坐标系X X、Y Y、Z Z表示，常称基本坐标系。表示，常称基本坐标系。X X、Y Y、Z Z坐标轴的相互关系用右手坐标轴的相互关系用右手定则决定。如图定则决定。如图-1-1所示，图中大拇指的指向为所示，图中大拇指的指向为X X轴的正方向，轴的正方向，食指指向为食指指向为Y Y轴的正方向，中指指向为轴的正方向，中指指向为Z Z轴的正方向。围绕轴的正方向。

9、围绕X X、Y Y、Z Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A A、B B、C C表示。根据右手表示。根据右手螺旋法则，可以方便地确定螺旋法则，可以方便地确定A A、B B、C C三个旋转坐标轴。以大拇三个旋转坐标轴。以大拇指指向指指向X X、Y Y、Z Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动给运动A A、B B、C C方向。方向。YZXZCYAXZBYXX、Y或ZA、B或C图图3 3-1 右手直角笛卡儿坐标系右手直角笛卡儿坐标系 如果数控机床的运动多于如果数控机床的运动多于X X、Y Y、Z Z三个坐三个坐标，则可用附加坐标轴标，则

10、可用附加坐标轴U U、V V、W W分别表示平行分别表示平行于于X X、Y Y、Z Z三个坐标轴的第二组直线运动；如三个坐标轴的第二组直线运动；如果在回转运动果在回转运动A A、B B、C C外还有第二组回转运动，外还有第二组回转运动，可分别指定为可分别指定为D D、E E、F F。然而，大部分数控机。然而，大部分数控机床加工的动作只需三个直线坐标轴及一个旋转床加工的动作只需三个直线坐标轴及一个旋转轴便可完成大部分零件的数控加工。轴便可完成大部分零件的数控加工。2.1.2 机床原点和机床参考点机床原点和机床参考点1机床原点机床原点机床原点是机床基本坐标系的原点，是工件坐标系、机床机床原点是机床

11、基本坐标系的原点，是工件坐标系、机床参考点的基准点，又称参考点的基准点，又称机械原点、机床零点机械原点、机床零点，它是机床上的一，它是机床上的一个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变，如图许用户改变，如图3-33-3所示。数控车床的机床原点一般在卡盘所示。数控车床的机床原点一般在卡盘前端面或后端面的中心；数控铣床的机床原点，各生产厂不一前端面或后端面的中心；数控铣床的机床原点，各生产厂不一致，有的在机床工作台的中心，有的在进给行程的终点。致，有的在机床工作台的中心，有的在进给行程的终点。图图3-3 数控机床的机床原

12、点与参考点数控机床的机床原点与参考点 2机床参考点机床参考点机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的点，是机床各机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的点，是机床各运动部件在各自的运动部件在各自的正向自动退至极限的一个点正向自动退至极限的一个点( (由限位开关精由限位开关精密定位密定位) )，如图，如图3-33-3所示。机床参考点已由机床制造厂测定后输所示。机床参考点已由机床制造厂测定后输入数控系统，并记录在机床说明书中，用户不得更改。入数控系统，并记录在机床说明书中，用户不得更改。实际上，机床参考点是机床上最具体的一个机械固定点，实际上，机床参考点是机床上最具体的一个机械固定点，既是运动部件返回

13、时的一个固定点，又是各轴启动时的一个固既是运动部件返回时的一个固定点，又是各轴启动时的一个固定点，而机床零点定点，而机床零点( (机床原点机床原点) )只是系统内运算的基准点，处于只是系统内运算的基准点，处于机床何处无关紧要。机床参考点对机床原点的坐标是一个已知机床何处无关紧要。机床参考点对机床原点的坐标是一个已知定值，可以根据该点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原定值，可以根据该点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置。点的位置。2.1.3 工件坐标系和工件原点工件坐标系和工件原点工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图

14、纸上的某一固定点为原点所建立的坐标系，编程尺寸都按件图纸上的某一固定点为原点所建立的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系中的尺寸确定。为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系也应该是工件坐标系也应该是右手笛卡儿坐标系右手笛卡儿坐标系，而且工件装夹到机床，而且工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点。工件原点在工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点。工件原点在工件上的位置可以任意选择，为了有利于编程，工件上的位置可以任意选择，为了

15、有利于编程，工件原点工件原点最好最好选在工件图样的基准上或工件的对称中心上，例如回转体零件选在工件图样的基准上或工件的对称中心上，例如回转体零件的端面中心、非回转体零件的角边、对称图形的中心等。的端面中心、非回转体零件的角边、对称图形的中心等。在数控车床上加工零件时，工件原点一般设在主轴中心线在数控车床上加工零件时，工件原点一般设在主轴中心线与工件右端面或左端面的交点处如图与工件右端面或左端面的交点处如图3-4(a)3-4(a)所示；在数控铣床所示；在数控铣床上加工零件时，工件原点一般设在工件的某个角上或对称中心上加工零件时，工件原点一般设在工件的某个角上或对称中心上，如图上，如图3-4(b)

16、3-4(b)所示。所示。图图3-4 工件原点设置工件原点设置(a) 数控车床；数控车床；(b) 数控铣床数控铣床 2.1.4 工件坐标系和机床坐标系的关系工件坐标系和机床坐标系的关系编程时，尺寸都按工件坐标系中编程时，尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定，不必考虑工件在机床上的尺寸确定，不必考虑工件在机床上的安装位置和安装精度，但在加工时的安装位置和安装精度，但在加工时需要确定机床坐标系、工件坐标系、需要确定机床坐标系、工件坐标系、刀具起点三者的位置才能加工。工件刀具起点三者的位置才能加工。工件装夹在机床上后，可通过对刀确定工装夹在机床上后，可通过对刀确定工件在机床上的位置。件在机床上的位置。所谓对

17、刀，就是确定工件坐标系所谓对刀，就是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。在加与机床坐标系的相互位置关系。在加工时，工件随夹具在机床上安装后，工时，工件随夹具在机床上安装后，测量工件原点与机床原点之间的距离，测量工件原点与机床原点之间的距离，这个距离称为工件原点偏置，如图这个距离称为工件原点偏置，如图3-53-5所示。在用绝对坐标编程时，该偏置所示。在用绝对坐标编程时，该偏置值可以预存到数控装置中，在加工时值可以预存到数控装置中，在加工时工件原点偏置值可以自动加到机床坐工件原点偏置值可以自动加到机床坐标系上，使数控系统可按机床坐标系标系上，使数控系统可按机床坐标系确定加工时的坐标值。确定加

18、工时的坐标值。图图3-5 机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系 2.2程序的结构程序的结构 程序的构成程序的构成程序（完整）程序（完整）主程序主程序子程序子程序程序段程序段. . . . .若干程序段若干程序段若干指令字若干指令字. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .数值数值指令字符指令字符. . . . . . . . .常见程序段格式常见程序段格式 1234567891011N_G_X_U_Q_Y_V_P_Z_W_R_I_J_K_R_F_S_T_M_LF顺顺序序号号准准备备功功能能坐坐 标标 字字进进给给功

19、功能能主主轴轴功功能能刀刀具具功功能能辅辅助助功功能能结结束束符符号号字顺序字顺序v程序段中有很多指令时建议按如下顺序：程序段中有很多指令时建议按如下顺序：vN G X Y Z F S T D M H 注释注释v利用加注释的方法可在程序中对程序段利用加注释的方法可在程序中对程序段进行说明。注释可作为对操作者的提示进行说明。注释可作为对操作者的提示显示在屏幕上。显示在屏幕上。 3. 程序程序G G代码代码G功能功能G G指令是使数控机床建立起某种加工指令方式，如规定刀指令是使数控机床建立起某种加工指令方式，如规定刀具和工件的相对运动轨迹具和工件的相对运动轨迹( (即规定插补功能即规定插补功能)

20、)、刀具补偿、固定、刀具补偿、固定循环、机床坐标系、坐标平面等多种加工功能。循环、机床坐标系、坐标平面等多种加工功能。G G指令由地址指令由地址符符G G和后面的两位数字组成，从和后面的两位数字组成，从G00G00到到G99G99共共100100种。种。G G代码是程代码是程序的主要内容，序的主要内容，JB/T3208JB/T320819991999标准规定如表标准规定如表2-12-1所示。所示。表表3-1 G代码代码(JB/T32081999) 代 码 功能保持到被取消或被同样 字母表示的程序指令所代替 功能仅在所出现的 程序段内有效 功 能 G00 a 点定位 G01 a 直线插补 G02

21、 a 顺时针圆弧插补 G03 a 逆时针圆弧插补 G04 * 暂停 G05 # # 不指定 G06 a 抛物线插补 G07 # # 不指定 G08 * 加速 G09 * 减速 G10G16 # # 不指定 G17 c XY平面选择 G18 c ZX 平面选择 G19 c YZ 平面选择 G20G32 # # 不指定 表表3-1 G代码代码(JB/T32081999) G33 a 螺纹切削，等螺距 G34 a 螺纹切削，增螺距 G35 a 螺纹切削，减螺距 G36G39 # # 永不指定 G40 d 刀具补偿/刀具偏置注销 G41 d 刀具补偿(左) G42 d 刀具补偿(右) G43 #(d)

22、 # 刀具偏置(正) G44 #(d) # 刀具偏置(负) G45 #(d) # 刀具偏置/ G46 #(d) # 刀具偏置/ G47 #(d) # 刀具偏置/ G48 #(d) # 刀具偏置/ G49 #(d) # 刀具偏置 0/ G50 #(d) # 刀具偏置 0/ G51 #(d) # 刀具偏置/0 G52 #(d) # 刀具偏置/0 G53 f 直线偏移注销 代 码 功能保持到被取消或被同样 字母表示的程序指令所代替 功能仅在所出现的 程序段内有效 功 能 G54 f 直线偏移 X G55 f 直线偏移 Y G56 f 直线偏移 Z G57 f 直线偏移 XY G58 f 直线偏移 X

23、Z G59 f 直线偏移 YZ G60 h 准确定位 1(精) G61 h 准确定位 2(中) G62 h 准确定位(粗) G63 * 攻丝 G64G67 # # 不指定 G68 #(d) # 刀具偏置，内角 G69 #(d) # 刀具偏置，外角 表表3-1 G代码代码(JB/T32081999) G70G79 # # 不指定 G80 e 固定循环注销 G81G89 e 固定循环 G90 j 绝对尺寸 G91 j 增量尺寸 G92 * 预置寄存 G93 k 时间倒数，进给率 G94 k 每分钟进给 G95 k 主轴每转进给 G96 i 恒线速度 G97 i 主轴每分钟转数 G98、G99 #

24、# 不指定 表表3-1 G代码代码(JB/T32081999) 1、快速点定位、快速点定位 G00:快速点定位快速点定位 G00:直线插补直线插补 G01:G00 X/U_ Z/W_F S _B T _M _; 其中其中:X/U_ Z/W为快速定位的目标点为快速定位的目标点;常用格式常用格式G00 X/U_ Z/W_;实际速度受实际速度受面板倍率面板倍率控制控制常用格式常用格式G01 X/U_ Z/W_ F_;倒角倒角C_ CHF_倒圆倒圆R_ RND_指令格式：指令格式： G02(G03) X(U) Z(W) I K (R) F；功能：圆弧插补功能：圆弧插补指令说明：圆弧插补指令是切削圆弧时

25、使用的指令指令说明：圆弧插补指令是切削圆弧时使用的指令, 即即G02、G03指令表指令表 示刀具在给定平面内以示刀具在给定平面内以F进给速度从圆弧起点向圆弧终点进行进给速度从圆弧起点向圆弧终点进行 圆弧插补，圆弧插补， 属于属于模态指令模态指令。 G02为顺时针圆弧插补指令为顺时针圆弧插补指令, 即凹圆弧的加工；即凹圆弧的加工； G03为逆时针圆弧插补指令为逆时针圆弧插补指令, 即凸圆弧的加工即凸圆弧的加工。X,Z圆弧终点绝对值坐标，即采用绝对坐标编程时圆弧终点绝对值坐标，即采用绝对坐标编程时, X、Z为圆弧终点坐标值；为圆弧终点坐标值；U,W圆弧终点相对圆弧起点增量坐标，即用增量坐标编程时圆

26、弧终点相对圆弧起点增量坐标，即用增量坐标编程时, U、W为圆弧终点相对圆弧起点的坐标增量；为圆弧终点相对圆弧起点的坐标增量；I, K圆心相对圆弧起点增量坐标圆心相对圆弧起点增量坐标(I、K编程编程)，即，即I、K为圆心在为圆心在X、Z轴方向上轴方向上 相对圆弧起点的坐标增量相对圆弧起点的坐标增量(用半径值表示用半径值表示), I、K为零时可以省略；为零时可以省略；F圆弧插补的进给量圆弧插补的进给量 2、圆弧插补、圆弧插补(G02、G03)指令指令 R圆弧半径圆弧半径(R编程编程)， 当圆弧所对圆心角为当圆弧所对圆心角为0180时时, R取正值；取正值； 圆心角为圆心角为180360时时, R取

27、负值取负值； I, K圆心相对圆弧起点增量坐标圆心相对圆弧起点增量坐标(I、K编程编程)，即，即I、K为圆心在为圆心在X、Z轴方向上相对圆弧起点的坐标增量轴方向上相对圆弧起点的坐标增量(用半径值表示用半径值表示), I、K为零时可以省略；为零时可以省略；绝对值编程：绝对值编程： I、K编程编程: G02 X46.0 Z-15.078 I22.204 K6.0 F0.1； R编程：编程： G02 X46.0 Z-15.078 R23.0 F0.l； 增量值编程：增量值编程： I、K编程：编程：G02 U26.0 W-15.078 I22.204 K6.0 F0.1； R编程：编程： G02 U2

28、6.0 W-15.078 R23.0 F0.1；从从A点到点到B点的圆弧插补，点的圆弧插补，编程编程(用用G02编程编程)如下：如下： 3绝对和增量指令：绝对和增量指令：G90，G91G90和和G91指令分别对应着绝对值数据输入和指令分别对应着绝对值数据输入和增量值数据输入。其中增量值数据输入。其中G90表示坐标系中目标表示坐标系中目标点的绝对坐标尺寸，点的绝对坐标尺寸，G91表示待运行的位移量表示待运行的位移量 。v在位置数据不同于在位置数据不同于G90/G91的设定时，的设定时，可以在程序段中通过可以在程序段中通过AC/IC以绝对尺寸以绝对尺寸/相相对尺寸方式进行设定。对尺寸方式进行设定。

29、v格式：格式：vG90； 绝对尺寸输入绝对尺寸输入vG91； 增量尺寸输入增量尺寸输入vX=AC()； x轴以绝对尺寸输入轴以绝对尺寸输入vY=IC()； y轴以相对尺寸输入轴以相对尺寸输入vZ=IC()； z轴以相对尺寸输入轴以相对尺寸输入v绝对绝对 X Y Z AC G90 X Y Z AC G90 默认默认v增量增量 U V W IC G91U V W IC G91v4平面选择功能：平面选择功能：G17 G18 G19 X? Y? Z? G 1 9? G 1 8? G 1 7? v5公制尺寸公制尺寸/英制尺寸：英制尺寸：G71 G70 v编程编程vG70；英制尺寸；英制尺寸vG71；公制

30、尺寸；公制尺寸v6半径半径/直径数据尺寸：直径数据尺寸：G22 G23vG22 半径数据尺寸半径数据尺寸vG23 直径数据尺寸直径数据尺寸v7极坐标，极点定义：极坐标，极点定义：G110，G111，G112（1）平面）平面v极坐标同样可以使用极坐标同样可以使用G17G19平面。平面。 （2）极坐标半径）极坐标半径RP= （3）极坐标角度）极坐标角度AP= vG110； 极点定义，相对于上次编程设定极点定义，相对于上次编程设定的位置（如的位置（如G17平面）平面）vG111； 极点定义，相对于当前工件坐标极点定义，相对于当前工件坐标系的零点（如系的零点（如G17平面）平面）vG112； 极点定义

31、，相对于最后有效的极极点定义，相对于最后有效的极点，平面不变点，平面不变极坐标编程v8可编程平移：可编程平移：TRANS，ATRANS（1）功能）功能v如果工件上在不同的位置有重复出现如果工件上在不同的位置有重复出现的形状要加工，或者选用了一个新的的形状要加工，或者选用了一个新的参考点，在这种情况下就需要使用可参考点，在这种情况下就需要使用可编程平移。编程平移。 v9可编程旋转：可编程旋转：ROT，AROTv10可编程的比例缩放：可编程的比例缩放：SCALE，ASCALE（1）功能）功能v使用使用SCALE，ASCALE指令，可以为所指令，可以为所有坐标轴按编程的比例系数进行缩放，有坐标轴按编

32、程的比例系数进行缩放，按此比例使所给定的轴放大或缩小若干按此比例使所给定的轴放大或缩小若干倍。倍。v当前设定的坐标系作为比例缩放的基准。当前设定的坐标系作为比例缩放的基准。（2）编程）编程vSCALE X Y Z ； 可编程的比例系数，可编程的比例系数，清除所有有关偏移、旋转、比例系数、镜像的清除所有有关偏移、旋转、比例系数、镜像的指令指令vASCALE X Y Z ； 可编程的比例系数，可编程的比例系数，附加于当前的指令附加于当前的指令vSCALE； 不带数值：清除所有有不带数值：清除所有有关偏移、旋转、比例系数、镜像的指令关偏移、旋转、比例系数、镜像的指令vSCALE，ASCALE指令要求

33、一个独立的程序指令要求一个独立的程序段。段。 v11可编程的镜像：可编程的镜像：MIRROR，AMIRRORv（1）功能）功能v用用MIRROR和和AMIRROR指令可以使工指令可以使工件镜像加工。件镜像加工。 v12工件装夹工件装夹可设定的零点置：可设定的零点置：G54G59，v（1）功能）功能v可设定的零点偏置给出工件零点在机床可设定的零点偏置给出工件零点在机床坐标系中的位置（工件零点以机床零点坐标系中的位置（工件零点以机床零点为基准偏移）。为基准偏移）。 v13螺旋插补：螺旋插补：G2/G3，v（1）功能）功能v螺旋插补由两种运动组成：在螺旋插补由两种运动组成：在G17，G18或或G19

34、平面中进行的圆弧运动加垂平面中进行的圆弧运动加垂直该平面的直线运动；用指令编制整圆直该平面的直线运动；用指令编制整圆循环螺线，附加到圆弧编程中，即可加循环螺线，附加到圆弧编程中，即可加工螺旋线。螺旋插补可以用于铣削螺纹，工螺旋线。螺旋插补可以用于铣削螺纹，或者用于加工油缸的润滑油槽。或者用于加工油缸的润滑油槽。 v14等螺距螺纹切削或攻丝：等螺距螺纹切削或攻丝：G33v等螺距螺纹切削或纹丝功能要求主轴有等螺距螺纹切削或纹丝功能要求主轴有位置测量系统。位置测量系统。v（1）数控车）数控车v用用G33功能可以加工下述各种类型的恒功能可以加工下述各种类型的恒螺距螺纹：圆柱螺纹、圆锥螺纹、外螺螺距螺纹

35、：圆柱螺纹、圆锥螺纹、外螺纹纹/内螺纹、单螺纹和多重螺纹、多段连内螺纹、单螺纹和多重螺纹、多段连续螺纹。续螺纹。v右旋和左旋螺纹由主轴旋转方向右旋和左旋螺纹由主轴旋转方向M3和和M4确定（确定（M3右旋，右旋，M4左旋）。左旋）。 v锥形螺纹：在具有锥形螺纹：在具有2个坐标轴尺寸的圆锥个坐标轴尺寸的圆锥螺纹加工中，螺距地址螺纹加工中，螺距地址I或或K下必须设置下必须设置较大位移（较大螺纹长度）的螺纹尺寸，较大位移（较大螺纹长度）的螺纹尺寸，另一个较小的螺距尺寸不用给出。另一个较小的螺距尺寸不用给出。v起始点偏移起始点偏移SF：在加工螺纹中切削位置：在加工螺纹中切削位置偏移以后以及在加工多头螺纹

36、时均要求偏移以后以及在加工多头螺纹时均要求起始点偏移一位置。起始点偏移一位置。 v15进给率进给率F v（1）编程）编程vF ； 每分钟的进给率每分钟的进给率v注释：在取整数值方式下可以取消小数注释：在取整数值方式下可以取消小数点后面的数据，如点后面的数据，如F300。v（2）进给率）进给率F的单位的单位v地址地址F的单位由的单位由G功能确定，即功能确定，即G94和和G95。vG94直线进给率，单位直线进给率，单位mm/minvG95旋转进给率，单位旋转进给率，单位mm/r（只有（只有主轴旋转才有意义）。主轴旋转才有意义）。v16暂停：暂停：G4v通过在两个程序段之间插入一个通过在两个程序段之

37、间插入一个G4程序程序段，可以使加工按给定的时间暂停，比段，可以使加工按给定的时间暂停，比如退刀槽切削等。如退刀槽切削等。v编程编程vG4 F ；暂停时间（暂停时间（s）v17轮廓倒圆，倒角轮廓倒圆，倒角v在一个轮廓拐角处可以进行倒角或倒圆，在一个轮廓拐角处可以进行倒角或倒圆，指令指令CHF= 或者或者RND= 与加工拐角的运与加工拐角的运动轴指令一起写入程序段中。动轴指令一起写入程序段中。v（1）倒角）倒角CHF=v直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间需要倒去棱角，可轮廓和圆弧轮廓之间需要倒去棱角，可选用选用CHF=功能。功能。v（2）倒圆）

38、倒圆RND=v18轮廓定义编程轮廓定义编程 v编程：编程：vANG= ；定义直线用角度编程定义直线用角度编程vCHR= ；倒角，编程值为倒角边长倒角，编程值为倒角边长vRND= ；倒圆，编程值为圆角半径倒圆，编程值为圆角半径v（1）角度）角度ANG=v（2）倒角）倒角CHR=v在拐角处的两段直线之间有一倒角，在拐角处的两段直线之间有一倒角，编程值就是倒角的直角边长。编程值就是倒角的直角边长。 v（3）倒圆）倒圆RND=v两段直线之间有一个圆弧过渡，圆两段直线之间有一个圆弧过渡，圆弧和这两条直线相切，可以用倒圆弧和这两条直线相切，可以用倒圆功能编程。功能编程。 v19刀尖半径补偿：刀尖半径补偿：

39、G41，G42，G40v刀具在所选择的平面刀具在所选择的平面G17G19平面中平面中带刀具半径补偿工作。刀具必须有相应带刀具半径补偿工作。刀具必须有相应的的D补偿号才能有效。补偿号才能有效。 v编程：编程：vG41 G00/G01 X Y ；v刀补在工件轮廓左边有效刀补在工件轮廓左边有效vG42 C00/G01 X Y ； v刀补在工件轮廓右边有效刀补在工件轮廓右边有效9、刀具的补偿与偏置指令 （1） 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令(G40，G41，G42)G40 刀具补偿取消G41 刀具左补偿G42 刀具右补偿G41 G42 补偿量 沿前进方向右侧补偿 沿前进方向左侧补偿 补偿量 刀具旋转

40、方向 刀具旋转方向 刀具前进方向 刀具前进方向 v取消刀尖半径补偿：取消刀尖半径补偿：G40v用用G40取消刀尖半径补偿，取消刀尖半径补偿，G40指令之指令之前的程序段刀具以正常方式结束，结束前的程序段刀具以正常方式结束，结束时补偿矢量垂直于轨迹终点切线处。时补偿矢量垂直于轨迹终点切线处。 v编程：编程：vG40 G01 X Y ； 取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿v刀尖半径补偿中的几个特殊情况刀尖半径补偿中的几个特殊情况v（1）重复执行补偿）重复执行补偿v重复执行相同的补偿方式时，可以直接重复执行相同的补偿方式时，可以直接进行新的编程而无需在其中写入进行新的编程而无需在其中写入G40指指令。

41、令。v（2）变换补偿号）变换补偿号Dv可以在补偿运行过程中变换补偿号可以在补偿运行过程中变换补偿号D。 v（3）变换补偿方向）变换补偿方向v补偿方向指令补偿方向指令G41和和G42可以相互变换，可以相互变换，无需在其中再写入无需在其中再写入G40指令。指令。v（4）通过）通过M2结束补偿结束补偿v如果通过如果通过M2（程序结束），而不是用（程序结束），而不是用G40指令结束补偿运行，则最后的程序指令结束补偿运行，则最后的程序段以补偿矢量正常位置坐标结束。不进段以补偿矢量正常位置坐标结束。不进行撤补偿移动，程序以此刀具位结束。行撤补偿移动，程序以此刀具位结束。v20程序跳转程序跳转v（1）标记符

42、程序跳转）标记符程序跳转v标记符或程序段号用于标记程序中所跳标记符或程序段号用于标记程序中所跳转的目标程序段，用跳转功能可以实现转的目标程序段，用跳转功能可以实现程序运行分支。程序运行分支。 v21子程序子程序 v（1）子程序程序名）子程序程序名v为了方便地调用某一子程序，必须给子为了方便地调用某一子程序，必须给子程序取一个程序名。程序取一个程序名。v西门子用字母西门子用字母L和数字表示和数字表示 结束用结束用 M17 M02 RET M99v（2）子程序调用）子程序调用v在一个程序中（主程序或子程序）可以在一个程序中（主程序或子程序）可以直接用程序名调用子程序。子程序调用直接用程序名调用子程

43、序。子程序调用要求占用一个独立的程序段。要求占用一个独立的程序段。v格式格式 M98 P_L_ L _ P_v（3）程序重复调用次数）程序重复调用次数P Lv如果要求多次连续地执行某一子程序，如果要求多次连续地执行某一子程序，则在编程时必须在所调用子程序的程序则在编程时必须在所调用子程序的程序名后地址名后地址P后写入调用次数，最大次数后写入调用次数，最大次数可以为可以为9999，即，即P1P9999。v（4）嵌套深度）嵌套深度v子程序不仅可以从主程序中调用，也子程序不仅可以从主程序中调用，也可以从其他子程序中调用，这个过程可以从其他子程序中调用，这个过程称为子程序的嵌套。子程序的嵌套深称为子程

44、序的嵌套。子程序的嵌套深度可以为度可以为8层，也就是层，也就是8级程序界面级程序界面（包括主程序界面）（包括主程序界面） 。vSIEMENS 802D系统循环要求最多系统循环要求最多4级程序。级程序。 （5）子程序特殊用法）子程序特殊用法 1） 子程序返回到主程序某一程序段子程序返回到主程序某一程序段 M99 Pn n-主程序程序段主程序程序段 2） 自动返回程序头自动返回程序头 在主程序中用在主程序中用M99 Pn n-主程序程序主程序程序段段 注意注意子程序尽量用增量编程子程序尽量用增量编程主程序和子程序不能用一次刀补主程序和子程序不能用一次刀补v22调用固定循环调用固定循环v循环是指用于

45、特定加工过程的工艺子程循环是指用于特定加工过程的工艺子程序，比如用于钻孔、铣槽切削或螺纹切序，比如用于钻孔、铣槽切削或螺纹切削等。循环用于各种具体加工过程时，削等。循环用于各种具体加工过程时，只要改变参数就可以。只要改变参数就可以。 v（1）模态调用循环）模态调用循环v在有在有MCALL指令的程序段中调用子程序，指令的程序段中调用子程序，如果其后的程序段中含有轨迹运行，则如果其后的程序段中含有轨迹运行，则子程序会自动调用。子程序会自动调用。 v（2）CYCLE82()循环循环vN30 MCALL； v结束结束CYCLE82()的模态调用的模态调用西门子孔加工固定循环指令西门子样式循环指令 4辅

46、助功能辅助功能(M指令指令) 辅助功能指令用于指定主轴的启停、正反转、冷却液的开关、工件或刀具的夹紧与松开、刀具的更换等。辅助功能由指令地址符M和后面的两位数字组成，也有M00M99共100种。M指令也有续效指令与非续效指令。JB/T32081999标准规定如表3-2所示。 表表3-2 辅助功能辅助功能M代码代码(JB/T32081999) 常用常用M M指令如下：指令如下：(1) (1) M00M00程序停止指令。程序停止指令。M00M00使程序停止在本段状态，使程序停止在本段状态，不执行下段。执行完含有不执行下段。执行完含有M00M00的程序段后，机床的主轴、进给、的程序段后，机床的主轴、

47、进给、冷却都自动停止，但全部现存的模态信息保持不变，重按控制冷却都自动停止，但全部现存的模态信息保持不变，重按控制面板上的循环启动键，便可继续执行后续程序。该指令可用于面板上的循环启动键，便可继续执行后续程序。该指令可用于自动加工过程中停车进行测量工件尺寸、工件调头、手动变速自动加工过程中停车进行测量工件尺寸、工件调头、手动变速等操作。等操作。(2) (2) M01M01计划停止指令。该指令与计划停止指令。该指令与M00M00相似，不同的是相似，不同的是必须预先在控制面板上按下必须预先在控制面板上按下“任选停止任选停止”键，当执行到键，当执行到M01M01时时程序才停止；否则，机床仍不停地继续

48、执行后续的程序段。该程序才停止；否则，机床仍不停地继续执行后续的程序段。该指令常用于工件尺寸的停机抽样检查等，当检查完成后，可按指令常用于工件尺寸的停机抽样检查等，当检查完成后，可按启动键继续执行以后的程序。启动键继续执行以后的程序。(3) (3) M02M02程序结束指令。用此指令使主轴、进给、冷程序结束指令。用此指令使主轴、进给、冷却全部停止，并使机床复位。却全部停止，并使机床复位。M02M02必须出现在程序的最后一个程必须出现在程序的最后一个程序段中，表示加工程序全部结束。序段中，表示加工程序全部结束。(4) (4) M03M03、M04M04、M05M05主轴正主轴正/ /反转、停止指

49、令。反转、停止指令。M03M03表表示主轴正转，示主轴正转，M04M04表示主轴反转，表示主轴反转，M05M05表示主轴停止。表示主轴停止。(5) (5) M06M06换刀指令。该指令用于具有自动换刀装置的换刀指令。该指令用于具有自动换刀装置的机床。机床。T功能功能T T指令用于选择所需的刀具，同时还可用来指定刀具补偿指令用于选择所需的刀具，同时还可用来指定刀具补偿号。一般加工中心程序中的号。一般加工中心程序中的T T代码后的数字直接表示所选择的代码后的数字直接表示所选择的刀具号码，如刀具号码，如T12T12，表示，表示1212号刀；数控车床程序中的号刀；数控车床程序中的T T代码后代码后的数

50、字既包含所选择的刀具号，也包含刀具补偿号，如的数字既包含所选择的刀具号，也包含刀具补偿号，如T0102T0102，表示选择表示选择0101号刀，调用号刀，调用0202号刀补参数。号刀补参数。需要说明的是：尽管数控代码是国际通用的，但是各个需要说明的是：尽管数控代码是国际通用的，但是各个数控系统制造厂家往往自定了一些编程规则，不同的系统有数控系统制造厂家往往自定了一些编程规则，不同的系统有不同的指令方法和含义，具体应用时要参阅该数控机床的编不同的指令方法和含义，具体应用时要参阅该数控机床的编程说明书，遵守编程手册的规定，这样编制的程序才能为具程说明书，遵守编程手册的规定，这样编制的程序才能为具体

51、的数控系统所接受。体的数控系统所接受。 5.程序编制步骤程序编制步骤数控机床是一种按照输入的数字信息进行自动加工的机床，数控机床是一种按照输入的数字信息进行自动加工的机床，因此，在数控机床上加工零件有一个零件程序的编制问题。程因此，在数控机床上加工零件有一个零件程序的编制问题。程序编制就是根据加工零件的图样和加工工艺，将零件加工的工序编制就是根据加工零件的图样和加工工艺，将零件加工的工艺过程及加工过程中需要的辅助动作，如换刀、冷却、夹紧、艺过程及加工过程中需要的辅助动作，如换刀、冷却、夹紧、主轴正主轴正/ /反转等，按照加工顺序和数控机床中规定的指令代码反转等，按照加工顺序和数控机床中规定的指

52、令代码及程序格式编成加工程序单，再将程序单中的全部内容输入到及程序格式编成加工程序单，再将程序单中的全部内容输入到数控机床的数控装置的过程。数控机床的数控装置的过程。程序编制的一般过程如下：程序编制的一般过程如下：1) 1) 分析零件图样分析零件图样首先要根据零件的材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状和首先要根据零件的材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状和热处理要求等确定加工方案，选择合适的机床。热处理要求等确定加工方案，选择合适的机床。2) 2) 工艺处理工艺处理 工艺处理涉及的问题较多，主要考虑以下几点：工艺处理涉及的问题较多，主要考虑以下几点：(1) (1) 确定加工方案。此时应按照充分发挥数控

53、机床功能的确定加工方案。此时应按照充分发挥数控机床功能的原则，使用合适的数控机床，确定合理的加工方法。原则，使用合适的数控机床，确定合理的加工方法。(2) (2) 刀具、夹具的选择。数控加工用刀具由加工方法、切刀具、夹具的选择。数控加工用刀具由加工方法、切削用量及其他与加工有关的因素来确定。数控加工一般不需要削用量及其他与加工有关的因素来确定。数控加工一般不需要专用的、复杂的夹具，在选择夹具时应特别注意要迅速完成工专用的、复杂的夹具，在选择夹具时应特别注意要迅速完成工件的定位和夹紧过程，以减少辅助时间，所选夹具还应便于安件的定位和夹紧过程，以减少辅助时间，所选夹具还应便于安装，便于协调工件和机

54、床坐标系的尺寸关系。装，便于协调工件和机床坐标系的尺寸关系。(3) (3) 选择对刀点。对刀点是程序执行的起点，也称选择对刀点。对刀点是程序执行的起点，也称“程程序原点序原点”，程序编制时正确地选择对刀点是很重要的。对刀，程序编制时正确地选择对刀点是很重要的。对刀点的选择原则是：所选的对刀点应使程序编制简单；对刀点点的选择原则是：所选的对刀点应使程序编制简单；对刀点应选在容易找正、加工过程中便于检查的位置；为提高零件应选在容易找正、加工过程中便于检查的位置；为提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。准上。(4) (4

55、) 确定加工路线。确定加工路线时要尽量缩短加工路确定加工路线。确定加工路线时要尽量缩短加工路线，减少进刀和换刀次数，保证加工安全可靠。线，减少进刀和换刀次数，保证加工安全可靠。(5) (5) 确定切削用量。即确定切削深度、主轴转速、确定切削用量。即确定切削深度、主轴转速、进给速度等，具体数值应根据数控机床使用说明书的规进给速度等，具体数值应根据数控机床使用说明书的规定、被加工工件的材料、加工工序以及其他要求并结合定、被加工工件的材料、加工工序以及其他要求并结合实际经验来确定。同时，对毛坯的基准面和加工余量要实际经验来确定。同时，对毛坯的基准面和加工余量要有一定的要求，以便毛坯的装夹，使加工能顺

56、利进行。有一定的要求，以便毛坯的装夹，使加工能顺利进行。 3) 3) 刀具运动轨迹计算刀具运动轨迹计算( (数学处理数学处理) ) 工艺处理完成后，根据零件的几何尺寸、加工路线计算工艺处理完成后，根据零件的几何尺寸、加工路线计算数控机床所需的输入数据。一般的数控系统都具有直线插补数控机床所需的输入数据。一般的数控系统都具有直线插补和圆弧插补的功能，所以对于由直线和圆弧组成的较简单的和圆弧插补的功能，所以对于由直线和圆弧组成的较简单的平面零件，只需计算出零件轮廓的相邻几何元素的交点或切平面零件，只需计算出零件轮廓的相邻几何元素的交点或切点点( (称为基点称为基点) )的坐标值；对于较复杂的零件或

57、零件的几何形的坐标值；对于较复杂的零件或零件的几何形状与数控系统的插补功能不一致时，就需要进行较为复杂的状与数控系统的插补功能不一致时，就需要进行较为复杂的数值计算。例如非圆曲线，需要用直线段或圆弧段来逼近，数值计算。例如非圆曲线，需要用直线段或圆弧段来逼近，计算出相邻逼近直线或圆弧的交点或切点计算出相邻逼近直线或圆弧的交点或切点( (称为节点称为节点) )的坐标的坐标值，编制程序时要输入这些数据。值，编制程序时要输入这些数据。4) 4) 编写加工程序单编写加工程序单 完成工艺处理与运动轨迹运算后，根据计算出的运动轨完成工艺处理与运动轨迹运算后，根据计算出的运动轨迹坐标值和已确定的加工顺序、加

58、工路线、切削参数和辅助迹坐标值和已确定的加工顺序、加工路线、切削参数和辅助动作，以及所使用的数控系统的指令、程序段格式，按数控动作，以及所使用的数控系统的指令、程序段格式，按数控机床规定使用的功能代码及程序格式，编写加工程序单。机床规定使用的功能代码及程序格式，编写加工程序单。5) 5) 程序输入程序输入 编好的程序可以通过几种方式输入数控装置：可以按规定编好的程序可以通过几种方式输入数控装置：可以按规定的代码存入穿孔纸带、磁盘等程序介质中，变成数控装置能读的代码存入穿孔纸带、磁盘等程序介质中，变成数控装置能读取的信息，送入数控装置；可以用手动方式，通过操作面板的取的信息，送入数控装置；可以用

59、手动方式，通过操作面板的按键将程序输入数控装置；如果是专用计算机编程或用通用微按键将程序输入数控装置；如果是专用计算机编程或用通用微机进行的计算机辅助编程，可以通过通信接口，直接传入数控机进行的计算机辅助编程，可以通过通信接口，直接传入数控装置。装置。6) 6) 程序校验程序校验 编好的程序在正式加工之前，需要经过检测。一般采用编好的程序在正式加工之前，需要经过检测。一般采用空走刀检测，在不装夹工件的情况下启动数控机床，进行空空走刀检测，在不装夹工件的情况下启动数控机床，进行空运行，观察运动轨迹是否正确。也可采用空运转画图检测，运行，观察运动轨迹是否正确。也可采用空运转画图检测，在具有在具有C

60、RTCRT屏幕图形显示功能的数控机床上，进行工件图形的屏幕图形显示功能的数控机床上，进行工件图形的模拟加工，检查工件图形的正确性。模拟加工，检查工件图形的正确性。7) 7) 首件试切首件试切 以上这些方法以上这些方法( (即步骤即步骤1)1)6)6)只能检查运动是否正确，不只能检查运动是否正确，不能检查出由于刀具调整不当或编程计算不准而造成的误差，因能检查出由于刀具调整不当或编程计算不准而造成的误差，因此，必须用首件试切的方法进行实际切削检查，进一步考察程此，必须用首件试切的方法进行实际切削检查，进一步考察程序的正确性，并检查加工精度是否满足要求。若实际切削不符序的正确性，并检查加工精度是否满