《数控加工工艺》教学参考-教案讲义第7章

第7章数控编程技术教学重点、难点教学重点了解数控编程中牵涉到的基本概念、编程中的数学计算以及自动编程方法，掌握右手笛卡尔定则以及坐标系的建立原则。教学难点各种坐标系的区别。7.1数控机床手工编程方法7.1.1坐标系的建立1.实数轴系统理解直角坐标系的关键是算术、代数学和几何学的知识。2.直角坐标系直角坐标系是一个定义点的概念，它用X、Y坐标轴定义一个平面二维点，用X、Y、Z坐标轴定义空间的三维点。3.数控机床坐标系的作用数控机床建立的几何坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及运动范围，获得所需的相关数据，方便描述机床运动。4.刀具相对于工件运动的原则

为了编程的方便，永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动。5.标准坐标系的规定机床坐标系是机床自身固有的坐标系，一般在机床生产时就已设定。机床坐标系的原点称为机床原点或机床零点。在以下3种情况下，数控系统会失去对机床参考点的记忆，必须进行返回机床参考点的操作：（1）机床超程报警信号解除后。（2）机床关机以后重新接通电源开关时。（3）机床解除急停状态后。6.坐标轴运动方向的确定

1）Z坐标轴数控机床规定传递主切削力的轴为主轴，与主轴轴线平行或重合的坐标轴即为Z坐标轴。

2）X坐标轴无论车床还是铣床规定X坐标为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。

3）Y坐标轴

Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴，其运动的正方向根据X和Z坐标的正方向，按照右手笛卡儿坐标系来判断。7.绝对坐标系与增量坐标系

1）绝对坐标系刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是以相对于固定的工件原点O给出的，即称为绝对坐标。

2）增量坐标系刀具（或机床）运动轨迹当前点的坐标值均是相对于运动轨迹的前一位置（起点）来计算的，即称为增量（或相对）坐标。8.工件坐标系编制数控程序时，首先要建立一个工件坐标系，程序中的坐标值均以此坐标系为依据。工件坐标编程时使用的，编程人员选择工件某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系（也称编程坐标系）。车床的换刀点是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。它的设定原则是换刀时刀架不碰撞工件和机床上其他部件。换刀点的位置可以是固定的，也可以是任意一点，通常与刀具起始点重合。7.1.2零件加工程序的格式1.零件加工程序的结构

一个完整的零件程序由程序号、程序内容和程序结束3部分组成。2.程序段格式程序段的格式是指在同一程序段中的指令字、字符和数字的排列顺序的规则。7.1.3常用编程指令1.准备功能准备性工艺指令，又称G指令，是在数控系统插补运算之前需要预先规定，为插补运算作好准备的工艺指令。辅助性工艺指令，又称M指令，这类指令与数控系统插补无关，而是根据操作机床的需要予以规定的工艺指令。数控中所使用的标准代码（指令）包括有准备功能（G指令），辅助功能（M指令），主轴功能（S指令），速度功能（F指令）和换刀功能（T指令）。2.辅助功能

辅助功能也叫M功能或M代码。它是由字母M和其后的2位数字组成，从M00到M99，主要用来指定机床加工时的辅助动作和状态，M指令也被分为模态和非模态。3.进给功能指令进给功能指令也称为F指令或F代码，用来指定机床进给速度。4.主轴功能指令主轴功能也称为S指令，用来指定主轴转速。5.刀具功能指令

刀具功能指令又称为T指令，用来指定刀具型号，适用于带有刀库的加工中心，并要求将各刀具的补正值设定好，在模具加工中较少使用。7.2程序编制中的数学处理根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需要的输入数据，称为数控加工的数值计算。具体地说，数值计算就是计算出零件轮廓上或刀具中轨迹上一些点的坐标数据。7.3自动编程1.自动编程语言简介

自动编程是借助于计算机来完成加工程序的编制的，也就是计算机辅助编程。自动编程的主要类型有数控语言编程、图形交互式编程、语音式自动编程和实物模型式自动编程。

1）数控语言编程

2）图形交互式编程

3）语音式自动编程

4）实物模型式自动编程2.自动编程常用软件

目前，商品化的CAD／CAM软件比较多，应用情况也各有不同，国内市场上比较成熟的CAD/CA