第2章数控编程基础

2.1数控程序编制内容与方法2.1.1数控程序编制内容1.分析零件图样2.制定数控加工工艺——加工方法、切削用量、加工步骤3.数学处理——计算各特征点的坐标值4.编制程序5.程序输入数控系统6.程序调试及首件试切第2章数控编程基础2.1.2数控程序编制方法1.手工编程利用一般的计算工具，通过各种数学方法，由人工来完成数控编程各个阶段的工作。适用几何形状不太复杂的零件，加工程序不长，计算比较简单的零件编程。第2章数控编程基础第2章数控编程基础2.自动编程在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由工人进行外，其余工作由计算机辅助完成。步骤：（1）加工工艺确定：选择刀具、夹具、加工路线、切削速度、进给速度等。（2）加工模型建立：利用CAM系统建立三维模型。（3）刀具轨迹生成：（4）后置代码生成：后处理程序生成数控代码。（5）加工代码输出：2.2数控机床坐标系定义：指用于确定机床的运动方向和移动距离的坐标系。2.2.1坐标系及运动方向规定标准的数控机床坐标系是一个右手笛卡尔坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。即3个移动坐标轴和3个转动坐标轴。在数控机床上加工时，一律假设为工件静止，而刀具运动。第2章数控编程基础右手笛卡尔直角坐标系第2章数控编程基础2.2.2坐标轴及运动方向规定1.Z轴：Z轴平行于主轴轴线，其正方向为刀具远离工件的方向。2.X轴：与Z轴垂直，并位于水平面内，与工件的装夹平面平行，分两种情况判断：1）工件做旋转运动：则刀具离开工件的方向为正方向。如下图数控车床坐标轴：第2章数控编程基础（2）刀具做旋转运动：刀具旋转运动又可分两种1）卧式机床（主轴轴向平行于工作台）：沿着主轴向工件方向看，右边为+X方向。第2章数控编程基础2）立式机床（主轴轴向垂直工作台）：面对主轴向立柱看，右边为+X方向。第2章数控编程基础3.Y轴：在确定了X、Z轴的正方向后，可按右手直角笛卡尔坐标系确定Y轴的正方向。

2.2.3工件坐标系

工件坐标系也称为编程坐标系。是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，是程序的参考坐标系，工件坐标系的位置以机床坐标系为参考点，一般在一个机床中可以设定６个工件坐标系。工件坐标系的原点，称工件原点（或程序原点）。

工件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第2章数控编程基础机床原点（机械原点）是机床坐标系的原点，即X=0,Y=0,Z=0,它的位置是在各坐标轴的正向最大极限处。第2章数控编程基础第2章数控编程基础工件原点（编程原点）

1.原点应尽量选在设计基准或工艺基准上2.对称的零件，一般选在对称中心上3.原点应选择方便对刀第2章数控编程基础2.2.4坐标系的建立1.机床坐标系的建立每次机床接通电源时，对机床进行回零操作即返回参考点操作，这时机床坐标系就被建立起来了。注：每次机床开机后一定要回零，机床回零可以使机床重新核定基准，消除基准偏差。第2章数控编程基础2工件坐标系与机床坐标系的统一1）利用G92（G50）设定的工件坐标系，关机后不能记忆，常用于单件加工。2）在加工中常用G54~G59建立多个工件坐标系，这些工件坐标系是固定不变的，一旦机床坐标系建立后即可生效。第2章数控编程基础第2章数控编程基础2.2.5绝对坐标与增量坐标编程1．绝对坐标系：所有的坐标值均从同一坐标点计量的坐标系。2.增量坐标系：运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系，也叫相对坐标系。第2章数控编程基础程序中也可以不用G91来指令增量坐标，当程序中出现U、V、W时，后面跟的坐标值就是增量坐标，用U、V、W来表示增量的优势是程序段中坐标类型可以混用。G01X200.0V-120.0F200；G90G01X80.0Y150.0F200；G91G01X-120.0Y90.0F200；第2章数控编程基础2.3数控编程中的数学处理2.3.1基点坐标计算基点是指零件各几何要素之间的连接点，基点坐标是编程中必需的重要数据。如下图的A、B、C、D、E为基点。第2章数控编程基础2.3.2节点坐标计算非圆曲线的节点计算1）等间距直线逼近法2）圆弧逼近法用若干条小直线段或小圆弧段去逼近拟合成一条曲线，这些逼近线段的交点或切点称为节点，如下图的A、B、C、D、E、F等为节点。第2章数控编程基础2.4程序的组成与格式如下为铣100×100，深为-5的正方形轮廓程序：％（开始符）O1234；（程序号）N10G90G54G00X0Y0Z30；（第一程序段）N20M03S600；（第二程序段）N30G01Z-5F300；……N40G01X100Y0；N50G01X100Y100；N60G01X0Y100；N70G01X0Y0；N80G01Z30；N90M05；N100M30；（程序结束）％（结束符）第2章数控编程基础2.4.1程序的组成与格式数控程序的组成：开始符%、程序号（程序名）、程序段、程序结束、结束符%。每一行程序都是由“;”结束。1.开始符开始符为%，写在程序名的前面。2.程序号（程序名）Oxxxx——由字母O和任意4位数字组成。注：程序号必须在程序最前面，并独占一行。第2章数控编程基础3.程序段

程序中的每一行都称为一个程序段。4.程序结束指令

结束指令必须在程序的最后，并独占一行，常用的结束语有：M02、M30、M99。5.结束符结束符为%，写在程序的最后面。M02、M30、M99区别：M02：程序结束，光标停在程序最后一行。M30：程序结束，光标返回程序第一行。M99：子程序结束指令第2章数控编程基础2.4.2程序段的组成与格式每一个程序段一般由若干个程序字组成。例如以下某一个程序段：N10G01X40Z40F200;其中：N10、G01、X40、Z40、F200均为程序字。编写程序时其程序的主体部分主要有以下六要素：

◆移动的目标◆沿什么样的轨迹移动◆移动速度要多快◆刀具的切削速度是多少◆选择哪把刀移动◆机床的辅助动作第2章数控编程基础2.4.3程序字的格式程序字由地址字、符号和数字组成。例如以下程序字：N10、G01、X-40、Z40、F200

N、G、X、Z、F均为地址字，各代表不同功能，如：N代表程序段号，G为准备功能，X、Z为目标点坐标，F为进给量功能。“-”为符号；10、40等为数字。下表2-1为常用的地址字含义表：第2章数控编程基础第2章数控编程基础2.5基本指令功能2.5.1模态代码、单段有效代码2.5.2尺寸字如X-50中的-50为尺寸字，广数系统的尺寸字要带小数点。模态代码：指该代码自出现的程序段开始一直持续起作用，直到被同组的代码代替或者程序结束，模态代码有延续性。非模态代码：指该代码只在当前程序段中有效。2.5.3准备功能（G代码）下表2-2为常用准备功能G代码表。2.4.4主程序、子程序、用户宏程序第2章数控编程基础表2-2常用准备功能G代码第2章数控编程基础2.5.4进给功能F150——150mm/min2.5.5主轴转速功能S表示主轴转速，如S300，G96时单位是m/min，G97时单位是r/min。2.5.6刀具功能车床：T0101；铣床：M06T01D01。2.5.7辅助功能（M代码）主要用于指令控制功能和机床功能，多与程序执行（M02、M30）和机械控制（M07、M08）有关。下表2-3为常用辅助功能M代码。第2章数控编程基础表2-3常用辅助功能M代码第2章数控编程基础第2章数控编程基础项目一：数控编程基础案例导入：图示零件为简单阶梯轴，分析图样并确定其加