数控加工编程 课件 项目1 数控加工基础知识

数控加工基础知识——认识数控加工技术一、数控机床的概念及组成1.数控机床的基本概念数控（NC）——数字控制（NumericalControl），它是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。计算机数控（ComputerNumericalControl，CNC）——是用计算机控制加工过程，实现数值控制的系统，主要采用存储程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能。数控机床（NumericallyControlledMachineTool）——装备了数控系统的机床被称为数控机床2.数控加工的工作过程图1-1数控加工的工作过程1.分析零件图样，确定加工工艺方案如：零件材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状、热处理等；形成切削加工工艺(切削刀具、切削用量、夹具、机床及其它辅助设施等)，它是编程的依据。2.数值处理3.编写程序单4.程序输入5.程序校验和首件试切工序内容刀具切削用量机床其它第一次安装粗车Ф30-Ф60轮廓……T1N=2000r/minF=280mm/minAp=2mm数控车床CKA1636……精车…………T2………………3.数控机床的组成图1-2数控机床的组成二、数控机床的种类1.按运动控制的特点分类（1）点位控制数控机床（2）直线控制数控机床（3）轮廓控制数控机床2.按伺服系统的类型分类（1）开环控制系统（2）半闭环控制系统（3）闭环控制系统3.按工艺用途分类（1）金属切削类数控机床（2）金属成形数控机床（3）特种加工数控机床4.按功能水平分类可分为高、中、低三档。三、数控机床的特点及应用1.与普通机床相比，数控机床加工具有以下特点：（1）可以加工具有复杂型面的工件。（2）加工精度高，质量稳定（3）生产率高（4）改善劳动条件（5）有利于生产管理现代化2.数控机床的适用范围（1）多品种、单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件（2）几何形状复杂的零件（3）精度及表面粗糙度要求高的零件（4）加工过程中需要进行多工序加工的零件（5）用普通机床加工时，需要昂贵工装设备（工具、夹具和模具）的零件四、数控机床的产生与发展趋势1.数控机床的产生1952年3月，世界上第一台数控机床试制成功。1959年，出现了带有自动换刀装置的数控机床，称为加工中心。2.数控机床的发展趋势（1）高速化、高精度化（2）多功能化（3）自动化（4）智能化（5）高可靠性（6）网络化THEEND数控加工基础知识

——数控编程基础一、数控机床坐标系的确定1.规定原则（1）右手直角笛卡尔坐标系（规定了X、Y、Z坐标轴之间的相互关系）

图1-1右手直角笛卡尔坐标系（2）刀具运动原则编程时一律假定工件相对静止不动，刀具在动，且刀具远离工件的方向为编程坐标系的正方向。（3）机床各部件运动正方向的规定机床某一部件运动的正方向，是在实际运动情况下，增大工件和刀具距离的方向。机床上各部件运动的正方向是机床坐标系的正方向。一般都是规定好的。2.各机床编程坐标系的确定方法（1）确定Z轴：产生切削力的主轴轴线为Z坐标轴，刀具远离工件的方向为正向。（2）确定X轴：对于工件做旋转切削运动的机床（如车床、磨床等），X坐标轴在工件的径向上，且平行于滑移座，刀具远离工件的方向为正向。对于刀具做旋转切削运动的机床（如铣床、钻床、镗床等），当Z坐标轴垂直时，从主要刀具主轴向立柱看时，+X的方向指向右方；当Z坐标轴水平时，从主要刀轴主轴向工件看时，+X的方向指向右方；（3）确定Y轴：+Y的运动方向，可根据X坐标轴和Z坐标轴的运动方向，按照右手直角笛卡尔坐标系来确定。

（a）数控车床（b）数控铣床图数控机床坐标轴的确定二、数控机床的坐标系与点1.机床坐标系（机械坐标系）其坐标轴和运动方向视机床的种类和结构而定2.机床原点机床坐标系的原点，是机床上固定的一个点，其位置是由机床设计单位和制造单位确定的。3.机床参考点机床上固定的一个点，它与机床原点之间有一确定的相对位置。机床参考点由机床制造厂测定后输入数控系统，并记录在机床说明书中，用户不能更改。数控机床的机床原点与机床参考点4.编程坐标系（工件坐标系）是编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系。5.编程原点编程坐标系的原点，其位置由编程者确定。编程原点的设置应遵循以下原则1.工件原点与设计基准或装配基准重合，以便于编程2.工件原点尽量选在尺寸精度高，表面粗糙度值小的工件表面上。3.工件原点最好选在工件的对称中心上4.要便于测量和检验。

绝对坐标：●指运动终点的坐标值是相对于“工件坐标系原点”计量的。

增量坐标：●指运动终点的坐标值是以“前一点”的坐标为起点来计量的。

绝对与增量选择：●编程时要根据零件的加工精度要求及编程方便与否选用坐标类型。●程序中，绝对坐标与增量坐标可单独或可交叉设置使用，使用原则主要是看用哪种方式编程更方便。同一程序中：绝对或增量；同一程序段可绝对或增量。

如图1-13（刀具从0点到C点）和表1-1所示。图1-13刀位点的运动轨迹

5.编程用几何点

程序中表示几何点的坐标位置，有绝对坐标和增量坐标（相对）两种方式。运动轨迹绝对坐标相对或增量坐标X方向Y方向X方向Y方向O0000A30403040B6040300C902030-20三、数控编程的种类（1）手动编程在编程过程中，全部或主要由人工进行。应用：加工形状简单，计算量小，程序不多的零件（2）自动编程①语言数控自动编程②绘图数控自动编程手动编程自动编程四、程序的结构与格式1.程序的结构一个完整的程序由程序号，程序主体和程序结束三部分组成。程序号：FANUC系统的程序号以字母O开头，后面紧跟0~4位数字。程序主体：由若干个程序段组成。FANUC系统用；作为每个程序段的结束符。程序结束：以M02或M30作为整个程序结束的符号，来结束整个程序。O0001——————————程序号N010M03S800;N020T0101;N030G00X100Z100;…….N100M30————————程序结束

程序主体2.程序段格式每个程序段由程序段号和若干个字组成。每个字是由地址码和数字组成。（1）程序段号：N010，程序段号不连续排列，以5或10间隔，便于插入语句。N015,N020（2）准备功能字G指令：由地址码G和两位数字组成，G00~G99共100种规定刀具和工件相对运动的插补方式，刀具补偿，坐标偏移等。（3）尺寸字：由地址码、+、-符号及绝对值（或增量）的数值构成。尺寸字的地址码：X、Y、Z、U、V、W、D、H尺寸字的“+”号可省略。

G97：恒线速度取消，S表示主轴转速，单位为r/min。例如G97S800（6）刀具功能T指令T指令为刀具指令，由地址码T和若干位数字组成。在车床中，T指令用来指定加工中所用的刀具号和刀具补偿号，一般T后面有4位数值，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。比如，T0101，T0104，T0100。（7)辅助功能字M指令用于控制机床的辅助动作。程序停止指令M00：当执行到M00指令时，机床停止自动运行，重按循环启动键才可继续执行后续程序。程序计划停止指令M01：要预先按下选择停止键，当执行到M01指令时，机床停止自动运行，重按循环启动键才可继续执行后续程序。程序结束指令M02：程序结束后，光标停止在程序尾，若要重新执行该程序，需手动将光标返回程序头。程序结束并返回至零件程序头指令M30：程序结束后，光