第三节-数控编程基础课件

3.1数控编程概念数控编程：从分析零件图纸到获得数控加工程序的全部过程。简称编程3.2数控编程过程零件图纸工艺分析图形的数学处理编制程序编写与输入程序程序校验与首件试切修改确认程序1、分析零件图样根据零件图样，分析零件的形状、尺寸、精度要求、毛坯形式、材料与热处理技术要求，选择合适的数控机床。2、确定工艺过程通过对零件图样的全面分析，拟订零件的加工方案，充分发挥数控机床的功能；确定工件的装夹方式，减少工件的定位和夹紧时间，缩短生产准备周期；选择合理的加工顺序和走刀路线，保证零件的加工精度和加工过程的安全性；合理选择刀具及其切削参数，充分发挥机床及刀具的加工能力，减少换刀次数，缩短走刀路线。提高生产效率。3、图形的数学处理根据零件的几何尺寸、工艺路线及设定的工件坐标系，计算零件粗、精加工的运动轨迹。对于形状简单的零件，要计算出各几何元素的起点、终点、圆心点、交点和切点的坐标值。对于形状比较复杂的零件（非圆曲线、曲面）需要用直线段或圆弧段逼近，根据要求的精度计算出节点的坐标值。这种情况一般要用计算机来完成。4、编写程序单及程序的输入根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的工艺参数和辅助动作，按照数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。将编写好的程序记录在控制介质上，通过不同载体输入到机床的数控系统。5、程序校验与首件试切程序必须校验和首件试切才能正式使用。1、程序轨迹校验利用数控机床的空运行功能，观察刀具的运动轨迹和坐标显示值的变化，校验数控程序。在有CRT图形模拟功能的数控机床上，可通过模拟轨迹对程序进行校验。2、首件试切

上述方法只能校验出运动轨迹是否正确，不能检验被加工零件的精度和表面质量。因此，要进行首件试切，根据试切情况，分析产生误差的原因，采取尺寸补偿措施，修改加工程序。3.3数控编程方法方法：手工编程自动编程手工编程：编程工作均由人工完成的过程称为手工编程。适用于几何形状不太复杂、编程计算较简单、程序量不大的零件。自动编程：编程工作的大部分或全部由计算机完成的过程称自动编程。它使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够实现。2、CAD/CAM软件编程零件几何造型工艺规划刀具定义加工工艺参数定义刀具路径文件NC加工程序程序校验、动态仿真后置处理CAD/CAM自动编程过程典型软件:UG/ⅡMasterCAMPro-ECATIACimatronCAXA3.4数控编程的格式一、数控程序的结构..............程序（完整）主程序子程序程序段若干程序段若干指令字.......................数值指令字符.........二、程序的组成一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成.O0011N1G92X10.0Y5.0Z50.0N2S200T01M03N3G90G00Z10.0N4G01Z-5.0F100M08N5G91G41Y5.0H01N6G01Y8.0N7X10.0N8Y-8.0N9X-10.0N10G40Y-5.0M09N11Z50.0N12M02编程图例程序号程序内容程序结束说明:1、程序号:程序编号。区别数控系统中存储的程序。Ｏ0001程序的编号程序号地址符不同的数控系统,程序号地址符也有所不同，一般常用O、P、%等。编程时一定要按说明书所规定的符号去编写指令，否则系统不会执行。2、程序内容：是整个程序的核心。它由多个程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，表示机床要执行的运动和动作。3、程序结束：程序结束是以M02或M30作为整个程序的结束指令。三、程序段格式地址数字格式程序是目前国际上较为通用的一种程序格式。“字”:组成程序的最基本的单位。

即：字母+符号+数字→指令字。程序段：各种指令字组合而成的一行。

即：若干指令字→程序段。一般地，一个程序行可按如下形式书写：

N04G02X±43Y±43…F32S04T02M02（某种数控系统编程指令格式）N—程序段号

用于识别不同的程序段

注意：数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。一般使用方法：1、一般不用N02、不是程序段的必用字，对于整个程序，可以每个段都用，也可部分用，也可不用。建议以N10开始,以间隔10递增，以便在调试程序时插入新的程序段。X、Y….—坐标功能字

用于指令刀具运动到达的坐标位置。

注意：1、±表示后跟的数字值有正负之分，正号可省略，负号不能省略。2、数值单位：由程序指令或系统参数设定。有使用小数点和不使用小数点两种，有的两种都一样，要视具体情况而定。通常：使用小数点时，单位为

mm

如：X320.0～表示320mm

而不使用小数点时，单位为

μm如：X320～表示0.32mmF32---F为进给速度指令字，32表示小数点前取3位数，小数点后可跟2位数。S04---S为主轴转速指令字，04表示其后最多可跟4位数，数字最前的0可省略不写。T02---T为刀具功能字，02表示其后最多可跟2位数，数字最前的0可省略不写。M02---M为辅助功能字，02表示其后最多可跟2位数，数字最前的0可省略不写。

3.5程序中常用指令初识1、准备功能G指令作用：规定刀具和工件的相对运动轨迹（即指令插补功能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等。组成：G00～G99说明：常用的G代码的定义大多是固定。对不同的机床系统有着不同的定义。编程使用前必须熟悉了解所用机床的使用说明书或编程手册。

说明：上表以华中数控系统为例。常用G功能指令列表G功能字FANUC系统SIEMENS系统G00快速移动点定位快速移动点定位G01直线插补直线插补G02顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补G03逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补G04暂停暂停G05---通过中间点圆弧插补G17XY平面选择XY平面选择G18ZX平面选择ZX平面选择G19YZ平面选择YZ平面选择G32螺纹切削---G33---恒螺距螺纹切削G40刀具补偿注销刀具补偿注销G41刀具补偿——左—刀具补偿—左G42刀具补偿——右刀具补偿——右G43刀具长度补偿——正---G44刀具长度补偿——负---G49刀具长度补偿注销---G50主轴最高转速限制---G54～G59加工坐标系设定零点偏置G65用户宏指令---G70精加工循环英制G71外圆粗切循环米制G72端面粗切循环---G73封闭切削循环---G74深孔钻循环---G75外径切槽循环---G76复合螺纹切削循环---FANUC与SIEMENSG80撤销固定循环撤销固定循环G81定点钻孔循环固定循环G90绝对值编程绝对尺寸G91增量值编程增量尺寸G92螺纹切削循环主轴转速极限G94每分钟进给量直线进给率G95每转进给量旋转进给率G96恒线速控制恒线速度G97恒线速取消注销G96G98返回起始平面---G99返回R平面---程序中常用指令初识2、辅助功能M指令作用：是用来指令辅助装置的开关动作。

组成：M00～M99说明：不同的数控系统中大部分的M指令相同。常用M功能指令列表程序中常用指令初识程序中常用指令初识3、进给功能F指令

作用：用于指定切削时刀具相对于工件的合成进给速度。表示：F100或F0.2或F2单位：每分钟进给和主轴每转进给（在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。）注意：进给速度与拖板移动速度是有区别的。程序中常用指令初识4、主轴转速S指令作用：用于指令主轴的转速。

表示：S1000

单位：转/分钟

注意：有些数控机床的主轴转速受机床结构限制。不能无级或不能按S指令的数值。但执行程序没有问题。5、刀具功能T指令模态代码与非模态代码模态代码：一经在一个程序段中指定，便保持有效到被以后的程序段中出现同组类的另一代码所替代的代码。例如接连几段直线的加工，可在第一段直线加工时用G01指令，后续几段直线就不需再书写G01指令，直到遇到G02圆弧加工指令或G00快速空走等指令。

非模态代码：只对当前程序段有效的代码，如果下一程序段还需要使用此功能则还需要重新书写。3.6数控编程特殊工艺处理一、几个特殊点1、刀位点：是编程时用以确定刀具位置的基准点。即刀具的定位基准点。通常：立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀刀位点为球心；镗刀、车刀刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；钻头是钻尖或钻头底面中心；

数控加工程序控制刀具的运动轨迹，实际上是控制刀位点的运动轨迹。2、对刀点

对刀点：是确定刀具与工件相对位置的点，也是确定工件坐标系与机床坐标系位置关系的点。对刀点是刀具相对零件运动的起点，也即是数控加工程序的起点，所以也称为起刀点。对刀操作的目的就是确定工件原点在机床坐标系中的位置。对刀点机床坐标系、工件坐标系、对刀点之间的关系对刀点选取对刀点可以设置在工件、夹具或机床上，但必须与工件坐标系有已知的准确关系。通常对刀点往往就选择在零件的工件原点。应正确地选择“对刀点”的位置。其大致选择原则是：１、便于用数学处理和简化程序编制；２、在机床上找正容易，加工中便于检查；３、引起的加工误差小（设计、工艺基准）3、换刀点换刀点则是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。换刀点往往设在工件的外部，以能顺利换刀、不碰撞工件及其其它部件为准。如在铣床上，常以机床参考点为换刀点；在加工中心上，以换刀机械手的固定位置点为换刀点;在车床上，则以刀架远离工件的行程极限点为换刀点。二、加工路线的确定加工路线是指刀具刀位点相对于工件运动的轨迹和方向。其主要确定原则如下：1、加工方式、路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度。2、尽量减少辅助时间，尽量使加工路线最短。3、进、退刀应选在不大重要的位置，尽量沿切线方向进、退刀，避免采用法向进、退刀和进给中途停顿而产生刀痕。4、便于编程计算。5、加工余量较大时应分次切削。

1、点位控制加工点位控制加工：只要求定位精度较高，对刀具相对于工件的运动路线无关紧要，应寻求最短加工路径。a)零件图样b)路线1c)路线2最短走刀路线的设计2、孔系加工

对孔位精度要求较高，在安排孔加工顺序时，应注意防止将机床坐标轴的反向间隙带入而影响孔位精度。（a）