数控技术课件

数控技术数控技术主要内容2.1概述2.2数控加工程序编制的相关标准2.3数控加工程序的结构和指令2.4数控加工工艺分析2.5铣削加工编程2.6车削加工编程2.7其他加工编程简介2.8自动编程的概念与典型CAM软件介绍主要内容第二章数控加工程序编制主要内容2.1概述主要内容第二章数控加工程序编制主要内容2.1概述2.1.1数控编程的定义程序编制加工控制机床加工零件图纸程序代码加工指令成品零件本章内容主要内容2.1概述2.1.1数控编程的定义程序编制加工控2.1.2数控编程步骤

计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改数控系统2.1.2数控编程步骤计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制编程方法：自动编程手工编程2.1.3编程方法其它编程方法：蓝图编程对话式编程示教编程编程方法：自动编程手工编程2.1.3编程方法O2002N01G91G00G41D01X-50Y25S400M03M08；N02M98P01L10；N03G40M02；#01工艺分析手工编程的过程自动编程的过程O2002工艺分析手工编程的过程自动编程的过程主要内容据统计：用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为30：1；数控机床不能开动的原因中，有20-30%是由于加工程序不能及时编制出造成的。编程自动化是当今的趋势手工编程VS自动编程主要内容据统计：手工编程VS自动编程主要内容2.2.1轴的概念及定义1.目的

为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准。2.分类

基本坐标轴：规定直线进给坐标轴用X、Y、Z表示；

回转坐标轴：围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示；

附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用U、V、W表示。2.2数控加工程序编制的相关标准主要内容2.2.1轴的概念及定义1.目的2.分类2.2主要内容3.右手规则X、Y、Z相互之间满足右手规则A~X；B~Y；C~Z满足右手螺旋规则XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A主要内容3.右手规则XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY主要内容4.Z座标轴的确定Z座标轴：平行主轴轴线的进给轴没有主轴或有多个主轴：垂直于工件装夹面的方向为Z座标主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准座标系中的某一座标平行时，则这个坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内与多个座标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z座标。主要内容4.Z座标轴的确定立式5轴数控铣床的座标系主要内容Z座标正方向规定：刀具远离工件的方向+Z+Z立式5轴数控铣床的座标系主要内容Z座标正方向规定：刀具远离工主要内容+Z主要内容+Z主要内容5.X座标轴的确定在刀具旋转的机床上铣床、钻床、镗床等；+Z+X/

Z轴水平（卧式）：则从刀具(主轴)向工件看时，X座标的正方向指向右边。主要内容5.X座标轴的确定+Z+X/Z轴水平（卧式）主要内容Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；+Z+X/立式5轴数控铣床的坐标系+Z+X/主要内容Z轴垂直（立式）：+Z+X/立式5轴数控铣床的坐标系主要内容+Z双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。+X/Z轴垂直（立式）：主要内容+Z+X/Z轴垂直（立式）：主要内容在工件旋转的机床上（车床、磨床等）。X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。+Z+X主要内容在工件旋转的机床上（车床、磨床等）。X轴的运动方向是主要内容6.Y坐标的确定利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在XZ平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。

主要内容6.Y坐标的确定主要内容+Z+X/+Y+Z+X/+Y/+C/+A+C/7.回转坐标A、B、C

主要内容+Z+X/+Y+Z+X/+Y/+C/+A+C/7.主要内容8.辅助坐标U、V、W

+Z+X/+Y/+A+C/+W主要内容8.辅助坐标U、V、W+Z+X/+Y/+A+主要内容立式数控铣床课堂练习：机床轴的命名卧式数控铣床主要内容立式数控铣床课堂练习：机床轴的命名卧式数控铣床主要内容+Z+X/+Y+Z+X/+Y/龙门数控铣床课堂练习：机床轴的命名主要内容+Z+X/+Y+Z+X/+Y/龙门数控铣床课堂练习：主要内容2.2.2机床座标系与工件座标系坐标系的三要素轴------X、Y、Z；A、B、C；U、V、W。原点---机床或工件坐标系的原点。单位---编程单位、脉冲当量。主要内容2.2.2机床座标系与工件座标系坐标系的三要素轴主要内容工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。主要内容工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机主要内容2.2.3绝对坐标编程和相对坐标编程定义绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）零点计量的编程方式。相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。主要内容2.2.3绝对坐标编程和相对坐标编程主要内容表达方式：G90/G91；X、Y、Z绝对，U、V、W相对选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无区别的。主要内容表达方式：G90/G91；X、Y、Z绝对，U、V、主要内容2.2.4分辨率（Resolution）分辨率(对控制系统)，可以控制的最小位移量。数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最小指令增量，脉冲当量（步进电机））是指数控机床的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为0.0001~0.01mm，视具体机床而定。）脉冲当量——对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）机床位移部件的运动量。主要内容2.2.4分辨率（Resolution）主要内容2.3数控加工代码及程序格式主要内容代码定义代码分类程序结构与格式主程序与子程序宏程序与固定循环主要内容2.3数控加工代码及程序格式主要内容主要内容一、定义什么是数控加工代码?例如:G01X100Y100程序的最小功能单元由文字、数字、符号以及它们的组合组成数控系统操作指令的总称，又称指令或编程指令主要内容一、定义例如:G01X100Y100程序的最主要内容常用地址码及其含义机能地址码说明程序段号N程序段顺序编号地址坐标字X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R；A，B，C，D，E；R；I，J，K；直线坐标轴旋转坐标轴圆弧半径圆心相对起点坐标准备功能G准备功能辅助功能M辅助功能补偿值H或D补偿值地址切削用量SF主轴转速进给量或进给速度刀具号T刀库中的刀具编号主要内容常用地址码及其含义机能地址码说明程序段号N程序段顺主要内容二、代码与指令分类G指令——准备功能功能：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。组成：G后带二位数字组成，共有100种（G00～G99）。有模态（续效）指令与非模态指令之分。示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18，G54等主要内容二、代码与指令分类主要内容M指令——辅助功能功能：控制机床及其辅助装置的通断的指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等组成：M后带二位数字组成，共有100种（M00～M99）。有模态（续效）指令与非模态指令之分。示例：M02，M03，M08等 主要内容M指令——辅助功能主要内容F、S、T、D指令

F指令——指定（合成）进给速度指令

组成：F后带若干位数字，如F150、F3500等。其中数字表示实际的合成速度值。它是摸态指令。单位：mm/min（公制）或inch/min（英制）

。视用户选定的编程单位而定，若为公制单位，则上述两个指令分别表示：

F=150mm/min；F=3500mm/min。

主要内容F、S、T、D指令主要内容S指令（切削速度）——指定主轴转速指令

组成：S后带若干位数字，如S500、S3500等。其中数字表示实际的主轴转速值。它是摸态指令。单位：r/min。上述两个指令分别表示主轴转速：

500r/min；3500r/min。

主要内容主要内容

T、D指令指定刀具号和刀具长度、半径存放寄存器号指令。组成：T、D后跟两位数字，如T11、D02等。其中数字分别表示存放在库中的刀具号和刀具长度、半径补偿寄存器号。上述两个指令分别表示后续加工将选择刀库中11号刀具和采用D02寄存器中的数值进行补偿。主要内容T、D指令主要内容三、数控加工程序的结构1、程序的组成一个完整的数控加工程序由程序名、程序体和程序结束三部分组成%0001；程序名N01G92X50.0Y20.0；N02………………；N03………………；程序体N04………………；N05…;M30；程序结束主要内容三、数控加工程序的结构主要内容程序名

程序名是一个程序必需的标识符。组成：由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有：“%”、“O”、“P”等，视具体数控系统而定。示例：国产华中I型系统“%”，日本FANUC系统“O”。后面所带的数字一般为4～8位。如：%2000主要内容程序名主要内容程序体它表示数控加工要完成的全部动作，是整个程序的核心。组成：它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成。程序结束它是以程序结束指令M02或M30，结束整个程序的运行。主要内容程序体主要内容2、程序段的格式定义：程序段中指令的排列顺序和书写规则，不同的数控系统往往有不同的程序段格式。

目前广泛采用地址符可变程序段格式（字地址程序段格式）N03

G91G01

X50Y60

F200

S400

M03M08

；程序段号G指令尺寸指令进给速度指令主轴转速指令M指令程序段结束符主要内容2、程序段的格式程序段号G指令尺寸指令进给速度指令主要内容

地址符可变程序段格式的特点：程序段中的每个指令均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写。上段相同的摸态指令（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不写。主要内容地址符可变程序段格式的特点：主要内容主要内容四、主程序和子程序O1000；……M98P0020;M30;O0020；……M98P0010M99;O0010；……M99;子程序主程序子程序主要内容主要内容四、主程序和子程序O1000；O0020；OO2002N01G91G00G41D01X-50Y25S400M03M08；N02M98P01L10；N03G40M02；O0001N01G00Z-25；N02G01Y-50F100；N03X50；N04G03Y50J25；N05G01X-55；N06G00Z25；N07X165；N08M99；180050160R25501907010160×10=1600对刀点O2002180050160R25501907010160×主要内容五、宏程序与固定循环宏指令与宏程序

可以进行变量运算、流程控制的指令固定循环：把具有某种固定动作次序的一组指令，像子程序一样存储在存储器中，并将该组指令用一个指令代表，完成特定的可参数化的特征的加工。#1=#1+1WHILEIFENDWENDIF主要内容五、宏程序与固定循环宏指令与宏程序可以进行变2.4常用数控编程指令2.4.1坐标编程方式指令2.4.2模态与非模态概念2.4.3轨迹运动指令2.4.4坐标系指定指令2.4.5常用M,S,T指令2.4常用数控编程指令2.4.1坐标编程方式指令2.4.1坐标编程方式指令（G90、G91）G90/G91G90绝对坐标编程选择G91相对坐标编程选择例1：G90G01X100Y100Z100例2：G91G01X100Y100Z1002.4.1坐标编程方式指令（G90、G91）G90/G90、G91作用：规定尺寸变化的方式。功能：

G90：绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的；G91：相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。性质：G90、G91为模态功能，可相互注销，G90为缺省值。G90、G91G90/G91应用举例：要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3点G90/G91应用举例：要求刀具由原点按顺序移动到1、2、非模态G功能:只在所规定的程序段中有效，程序段结束时被注销模态G功能：一组可相互注销的G功能，这些功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的G功能注销为止2.4.2模态与非模态概念非模态G功能:只在所规定的程序段中有效，程序段结束时被注销2模态指令与非模态的含义

G90G00X100Y100Z100G90G00X200Y100Z100G90G00X200Y200Z100G90G00X100Y200Z100G90G00X100Y100Z100G90G00X100Y100Z100X200Z200X100Y100模态指令与非模态的含义G90G00

快速定位指令指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点。例1：G90G00X100Y10Z150例2：G91G00X10Y-100Z-1302.4.3运动轨迹指令（G00G01G02G03）G00快速定位指令2.4.3运动轨迹指令（G00G0G01直线进给指令指令刀具以联动的方式，按F规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程序段指令的终点.格式：G01X_Y_Z_F_例1：G90G01X100Y100Z100F200例2：G91G01X-100Y130Z110F200G01直线进给指令G01与G00的区别G00各轴独自以最大速度运动G01各轴联动以指令速度为合成速度运动

G01与G00的区别课堂练习：试用G01完成下图轨迹

O点为起刀点，A点为第一点课堂练习：试用G01完成下图轨迹

O点为起刀点，A点为第一点G02、G03圆弧进给指令作用：圆弧进给功能：

G02：顺时针圆弧G03:逆时针圆弧性质：模态功能格式及使用举例：G17G02/G03XYIJG17G02/G03XYRG18G02/G03XZIKG18G02/G03XZRG19G02/G03YZJKG19G02/G03YZR说明:G17、G18、G19

XYZ:圆弧终点，

IJK:圆心相对于圆弧起点的偏移值,等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标

R:圆弧半径，当圆弧圆心角小于180°时，R为正值，否则R为负值G02、G03圆弧进给指令说明:圆弧圆弧整圆（顺圆）圆弧进给编程中的特例整圆（顺圆）圆弧进给编程中的特例1/4圆弧(顺圆)圆弧进给编程中的特例1/4圆弧(顺圆)圆弧进给编程中的特例3/4圆弧(顺圆)圆弧进给编程中的特例3/4圆弧(顺圆)圆弧进给编程中的特例课堂练习

给出下列圆弧轨迹的四种编程指令课堂练习G92

临时工件坐标系设定指令用于设定工件坐标系原点到刀具起点(当前点)的有向距离。示例G92X100Y100Z100含义：起刀点(当前点)在工件坐标系下的坐标值为:(100,100,100)2.4.4坐标编程方式指令（G92G54～G59G17~G19G52G53）G922.4.4坐标编程方式指令（G92G54～主要内容工件坐标系设定指令G92示例G92X160.0Y-20.0；（X200，Y

20）工件刀具起始点工件坐标系机床坐标系200160120804012010080604020OO′X′Y′YX主要内容工件坐标系设定指令G92示例G92X160.0Y-2主要内容用G54-G59指令设定工件坐标系操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之间的偏置值，并在数控系统中预先设定。这个值叫做“工件零点偏置”。

主要内容用G54-G59指令设定工件坐标系坐标平面选择指令G17、G18、G19

其它坐标系指令：G52局部坐标系设定G53直接机床坐标系编程参考所用数控系统的编程说明书坐标平面选择指令G17、G18、G19其它坐标系指令：辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作

模态非模态前作用后作用2.4.5常用M,S,T指令辅助功能M代码辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成，M00功能：暂停执行当前程序作用：方便操作者进行刀具和工件的尺寸测量、工件调头、手动变速等操作特点：暂停时，机床的主轴、进给及冷却液停止，而全部现存的模态信息保持不变，欲继续执行后续程序，重按操作面板上的“循环启动”键性质：非模态后作用M功能

M00M02功能：结束机床的一切动作。主轴、进给、冷却液全部停止作用：结束加工过程特点：使用M02的程序结束后，若要重新执行该程序，就得重新调用该程序，或在自动加工子菜单下，按F4键（请参考HNC-21T操作说明书），然后再按操作面板上的“循环启动”键性质：非模态后作用M功能M02M30功能：程序结束并返回到零件程序头作用：结束加工过程，并返回到零件程序头特点：使用M30的程序结束后，若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上的“循环启动”键性质：非模态后作用M功能

M30M03、M04、M05

功能：主轴控制作用：

M03启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针方向（从Z轴正向朝Z轴负向看）旋转

M04启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转

M05使主轴停止旋转特点：M03、M04、M05可相互注销性质：M03、M04为模态前作用M功能；M05为模态后作用M功能，M05为缺省功能格式：M03M03、M04、M05M98、M99功能：子程序调用与返回作用：M98调用子程序，M99返回到调用点性质：非模态后作用M功能格式：子程序的格式%****……M99调用子程序的格式M98 P****L** P：被调用的子程序号L：重复调用次数M98、M99子