数控编程课件

第二章数控机床程序编制1第一节、根底过程分析零件图纸确定工艺过程零件的材料，形状、尺寸、精度、及毛坯形状和热处理要求等是否适宜在数控机床上加工，用什么数机等加工方法加工路线加工用量工、夹具、刀具等对刀点、走刀路线数值计算走刀轨迹选用直线或圆弧插补方法，对于复杂曲线，曲面必须使用计算机辅助计算程序段所需数据编写程序单程序校检首件试加工铝材、木材绘图机、CRT走刀轨迹模拟一、数控编程的步骤：2二、数控编程的方法1、手工编程〔MannualProgramming〕整个过程主要由人来完成。对于复杂图形、手工编程难以胜任，甚至无法编出程序来，同时效率低，易出错。平均编程时间：加工时间=30:1。2、自动编程〔AutomaticProgramming〕整个过程主要由计算来完成。零件图纸工艺过程简洁的零件加工源程序计算机编译、计算机处理加工程序几乎可加工任何复杂形状工件，效率高，不易出错。相对手工编程快几倍，甚至上百倍。3第二节手工编程一、工艺处理

良好的工艺处理会使零件加工容易，保证质量、精度，节省工时和材料；而较差的工艺处理会使加工困难，加大本钱、浪费材料，甚至无法加工。1、零件加工工艺性分析〔毛坯、产品装配图和零件图等〕2、定位基准的选择〔定位基准应尽量与设计基准一致〕3、加工方法的选择〔保证加工零件的尺寸精度、位置精度和外表粗糙度要求〕4、机床的选择〔考虑质量、精度、本钱〕5、工装的选择〔平口钳、压板、弯板、托盘、专用夹具〕6、加工区域的选择〔分析零件图〕7、加工工艺路线规划〔注意加工工序的划分方法〕8、刀具的选择〔影响加工效率、零件的加工质量〕9、切削参数确实定〔主轴转速、切削深度、进给量〕10、数控编程方法的选择〔手工、自动编程〕4二、根本知识1、零件的安装方法和夹具尽量用通用夹具，尽量一次装夹能把零件所有的加工外表都加工出来，零件定位基准尽量与设计尺寸基准重合，减少定位误差对尺寸精度的影响。2、对刀点、刀位点和换刀点对刀点是数控加工时用来确定不同零件与机床坐标系原点的相对位置关系的。对刀时，采用对刀装置使刀位点与对刀点重合，这样就确定了工件坐标系的原点，也就是后面数控编程的原点。加工中心需自动换刀，换刀点设置应以不碰伤工件，夹具和机床为原那么。球头铣刀

球心刀具定位的基准点立铣刀

Z轴与刀具底面交点车刀刀尖54、刀具和切削用量

编程前程需预先规定好刀具的结构尺寸，调整尺寸。切削用量主轴转速切削深度、宽度进给速度根据实际加工情况，经验来确定，查阅相关的机械零件加工手册85、编程的允许误差△程=f〔△逼、△插、△圆〕△逼——采用近似计算方法逼近曲线，曲面轮廓时产生的△插——直线或圆弧插补逼近零件轮廓所产生的△圆——数据处理时，根据分辨率要求数据圆整产生的一般△程取0.1～0.2倍的零件公差方法：主要是增加插补段，以减小△逼，但编程数据量会增加，所以要考虑这个矛盾，合理选择。9二、程序段格式程序字〔word〕按一定顺序〔如：×100、M30、G01〕和规定排列组成程序段格式。

加工程序假设干〔程序段〕程序段格式：字地址程序段格式。N…〔程序段序号字〕G…〔准备功能字〕X…Y…Z…〔I…J…K…〕〔尺寸字〕F…〔进给功能字〕S…〔主轴转速功能字〕T…〔刀具功能字〕M…〔辅助功能字〕LF〔或“；〞〕〔程序段结束符〕。M功能指定除G功能之外的“通断功能〞。LF用于每个程序段结束之后〔或用“；〞〕10

三、准备功能G指令模态代码：模态代码在同组其他G代的出现以前一直有效〔续效代码〕非模态代码有：只有在被指定的程序段才有意义〔非续效代码〕各非模态代码G04〔暂停〕G08〔自动加速〕G09〔自动减速〕G63〔攻丝〕G92〔坐标系设定〕11各模态代码组快速定位，插补，螺纹切削指令：G00—G03〔快速定位，插补〕、G06〔抛物线插补〕、G33—35〔螺纹切削〕平面选择：G17—G19刀具补偿：G40—G52循环加工：G80—G89坐标移动或定位方法：G53—G62尺寸输入方式：G90、G91进给速度：G93—G95主轴速度：G96—G97不同组的G代码，在同一程序段中可以指定多个，如果在同一程序段中指定了两个或两个以上同一组G代码，那么后指定的有效。

举例：如G02、G03同时在一个程序段，G03有效。未指定功能的指令，可以由机床的设计者根据需要定义新的功能，但必须在机床说明书中予以说明。121、坐标系相关的指令②G92坐标系设定指令〔非模态〕(G54)格式：G92X—Y—E—LF〔用绝对值〕编程时，使用的是工件坐标系，用G92建立工件坐标系，确立了工件坐标系原点〔工件原点〕与起刀点〔机床坐标系原点〕的距离，即参考点在工件坐标系中的位量，而建立了工件加工坐标系。绝对值输入方式增量值输入方式G92X200Z280；①G90G91△注意，车削编程中，X尺寸字中的数值用生标值的2倍，即用刀尖相对于回转中心的直径编程。13XYZXYZ分别指定在相应平面上进行插补加工和加工补偿。③G17G18G19坐标平面选择指令

这些指令在进行圆弧插补和刀具补偿时应使用。如：G17G02X…Y…I…J…F…；对于两坐标控制的机床，如车床只XZ平面运动，故无需使用平面指令。142、运动控制指令①G00快速点定位指令〔无需指定速度，即F指令无效〕格式：G90〔或91〕G00X…Y…Z…；刀具快速进给到指定点，各坐标轴独立运功，没有关联，无运动轨迹要求。编程前应了解机床数控系统的G00指令各坐标轴运动的规律和刀具的运动轨迹，防止刀具与工件或夹具碰撞。15②G01直线插补指令F进给速度指令〔续效指令〕

格式：G90〔或G91〕G01X…Y…Z…F…；产生直线或斜线运动，可单轴运动，也可3轴联动，走空间直线。P→A→B→0→A→PN0001G92×32Y13T01；〔设定编程原点〕N0002G90G00×20S600M03；〔快速定位P→A〕N0003G01×-6Y7F150；〔直线插补A→B〕N0004×0Y0；〔直线插补B→O〕N0005×20Y13；〔直线插补O→A〕N0006G00×32MO2；〔快速返回A→P〕机床坐标系远点设为P点16③G02、G03圆弧插补指令顺圆逆圆圆弧插补顺，逆圆判断原那么：沿垂直于要加工的圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向看。

G17X…Y…I…J…格式：①G18G02X…Z…I…K…F…；G19Y…X…J…K…G17X…Y…②G18G02X…Z…R…F…；G19Y…Z…17X、Y、Z圆弧终点坐标，可使用绝对尺寸增量尺寸；插补参数I、J、K为圆心坐标，增量尺寸〔圆心相对于圆弧起点〕；R为圆弧半径R>0，0°～180°圆弧R<0，180°～360°圆弧；R值小于圆弧起点到终点距离一半时，以起点、终点为根底的180°圆弧。绝大多数的数控机床编程时，均可将跨象限的圆弧编成一个程序段，即圆弧插补计算时能自动过象限。

18N0001G92×0Y0；N0002G90G00×30Y0S300T01MO3；N0003G03×－30Y0I-30J0F100；〔R30〕N0004G00×0Y0MO2；用增量尺寸编程N0002G91G00×30Y0S300T01M03；N0003G03×-60I-30J0F100；〔R30〕N0004G00×30M02；举例：铁削加工，起刀点为O，O→A→B→O切削进给速度100mm/min用绝对尺寸编程。〔机床和工件坐标系均为O点〕19④G04暂停指令〔非模态〕格式：G04P…；暂停时间〔常用毫秒为单位〕，使刀具作短时间无进给运动，进行光整加工。

用途：A、不通孔加工，孔底平整；B、镗孔完毕后，主轴停止转动，暂停几秒种，待主轴完全停止后再退刀，防止留下螺纹划痕；C、横向车削时，主轴应暂停转过几转后再退刀。203、刀具补偿指令①G43、G44刀具长度补偿指令为什么使用？当刀具因长度改变，而使其实际位置偏离编程位置时，防止重新编程。G17Z…格式：G18〔G43、G44〕Y…H…；G19X…X、Y、Z指补偿轴，H〔或D〕对应于刀补存储器中补偿值的补偿号代码。补偿号代码H00—H99需预先输入机床数控系统，具体对应的数值由不同机床分别指定。补偿号也可由刀具功能T代码后两位数字指定。如：T010321

G43、G44模态代码，取消刀具长度偏置可用G40指令，或者偏置号为H00都可立即取消长度偏置。G43加偏置〔+偏量〕，G44减偏置〔一偏置〕实际到达点指令值点实际到达点指令值点H…2223②G40、G41、G42刀具半径补偿指令格式：G01G41〔G42〕X…Y…D〔H〕…；D功能字指定刀具半径补偿值存放器的地址号为什么使用？根据工件轮廓尺寸编制加工程序，并通过预存在数控系统存中的刀具中心偏移量，自动计算刀具中心轨迹进行加工，如果没有刀具半径补偿功能，当刀具更换或重磨而改变半径，或因粗、精加工余量不同等原因，都要按刀具中心轨迹重新编制加工程序，工作量大增。24刀具中心在工件轮廓的法向，偏置距离：粗加工R+A，精加工R。25B刀补—本程序段内的刀具半径补偿，对程序程间的尖角不予处理。C刀补—可自动地实现夹角过渡，数控系统根据零件轮廓，自动进行捌点处的刀具中心轨迹交点计算。∴有C刀具半径补偿功能的系统，只需按零件轮廓编程，现在的数控系统都具有C刀补功能。G41—左偏刀具半径补偿，沿刀具运动方向看〔假设工件不动〕，刀具位于零件左侧时刀具半径补偿；G42—右偏刀具半径补偿，沿刀具运动方向看〔假设工件不动〕，刀具位于零件右侧时刀具半径补偿；G40—刀具补偿/偏置注销，与G41、G42配合使用，使G41、G42刀具半径补偿无效，刀具中心与编程轨迹重合。使用G41、G42当刀具接近工件轮廓时，数控装置认为是从刀具中心坐标转变为刀具外圆与轮廓相切点为坐标值。刀具补偿的建立和取消的程序段中，只能用G00或G01，指令不得是G02或G03。26加工：A-B-C-DN0001G91G17G01G41H01X15Y25F2;N0002X35Y15;N0003X25Y-20;N0004G03X25Y-20.5R25.5;N0005G40G01X15Y0;N0006M02;27四、辅助功能M指令主要用于机床加工操作时的一些通断性质的工艺指令①M00程序停止指令〔暂停〕在完成该程序段其它指令后，用以停止主轴转动、进给和冷却液以便执行某一固定的手动操作。如手动变换、换刀、停机检查、零件测量等。当程序运行停止时，全部现存的模态信息保持不变。手动操作完成后，重按“启动健〞，便可继续执行下一段程序。②M01方案的停止指令该指令与M00根本相似，区到在于：只有在操作面板上的“选择停止开关〞于接通状态时，M01可指令才能起作用。③M02程序结束指令它的功能是在完成全部程序后，使主轴、进给、冷却液全部停止，并使数控系统和机床处于复位状态。④M03、M04、M05主轴控制指令方向判断，从主轴往正Z方向看去M03主轴顺转；M04主轴逆转；M05主轴停止在该程序段其它指令执行实成后才能执行。28⑤M06换刀指令刀架转位〔如数操车库、转塔钻床〕换刀指令可实现主轴停止、刀架脱开、转位等动作。

自动换刀机械手—刀库〔加工中心〕〔M06刀库换刀前的准备动作〕换刀过程分换刀和选刀两类动作

T功能M06不包括刀具选择功能，常用于加工中心等换刀前的准备工作。29

⑥M07、M08、M09冷却液控制指令2号冷却液开〔雾状〕1号冷却液开〔液状〕冷却液关⑦M10、M11夹紧、松开指令分别用于机床滑座、工件、夹具、主轴等的夹紧、松开。⑧M13、M14主轴及冷却液控制指令主轴逆时针方向转动并冷却液开主轴顺时针方向转动并冷却液开30五、编程举例

1、孔加工的程序编制钻头15mm，长度补偿量b=-4mm，刀补号H01，H00补偿量为0，主轴转速600r/min，刀具进给速度F=2mm/s。31N0001G54G90G00X40Y80；N0002G43Z3H01；N0003S600M03；N0004G91G01Z-21F2；N0005G04P2000；N0006G00Z21；N0007X30Y-50；N0008G01Z-38；N0009G00Z38；N0010X50Y30；N0011G01Z-25；N0012G04P2000；N0013G00Z57H00；N0014X-200Y-60；N0015M05M02；322、车削加工编程33N1G54；N2G00X2Z2M03S600；N3G01X10Z-2F2；N4Z-15；N5X30；N6Z-26；N7X50；N8G03X54Z-28R2；N9G01Z-40；N10X74Z-50；N11Z-60；N12G00X100；N13Z50；N14M02；34单一固定循环格式：G90X…Z…R…F…其中R为终点与起点X向的差值，用于加工锥面。N1G54；N2G00X46Z80M03S600；N3G90U-4W-66F0.1；N4U-8W-66；N5U-12W-66；N6U-16W-66；N7M02；35复合循环36格式：G71U〔△d〕R〔e〕P〔ns〕Q〔nf〕X〔△u〕Z〔△w〕F〔f〕S〔s〕T〔t〕其中：△d：背吃刀量〔每次切削量，使用半径值〕e：每次退刀量ns：精加工路径第一程序段的顺序号nf：精加工路径最后程序段的顺序号△u：X方向精加工余量△w：Z方向精加工余量f、s、t：粗加工时G71中编程的F、S、T有效，而精加工时处于ns到nf程序段间的F、S、T有效。在ns的程序段中应包含G00/G01指令，进行由A到A‘的运作，且该程序段中不应编有Z向移动指令。37精车循环格式：G70P〔ns〕Q〔nf〕其中：ns：精加工路径第一程序段的顺序号；nf：精加工路径最后程序段的顺序号；在执行G70时，顺序号“ns〞和“nf〞之间指定F、S和T有效38N1G54；G00X78Z2M03S300；G71U2W1P2Q11X0.5Z0.2F5S600；N2G00X2Z2S1200；N3G01X10Z-2F2；N4Z-15；N5X30；N6Z-26；N7X50；N8G03X54Z-28R2；N9G01Z-40；N10X74Z-50；N11Z-60；G70P2Q11；N12G00X100；N13Z50；N14M02；393、轮廓铣削加工刀具直径φ20mm，偏置量+10mm，偏置号H01，加工路线：A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，A，O，工件厚度10mm，工件坐标系原点在工件上外表轮廓左下角。40N1G54；N2G90G00G42X0Y0Z10H01M03S800；N5G91G01Z-20F2；N6X50；N7Y30；G02X10Y10R10;N8G01X20；N9G02X10Y-10R10；G01Y-30;N10X30；N11G03X30Y30R30；N12G01Y20；N13G02X-30Y30R30；N14G01X-120；N15Y-80；N17G00Z20；N16G40X-80Y-50；N18M05M02；41第三节数控编程的数学处理一、概述〔前面的加工实例都由直线、圆弧组成〕1、概念根据零件图纸和加工路线，允许的编程误差，计算出机床控制装置所需输入的数据，即机床各坐标轴位移数据的计算和插补计算。2、应用