我的數(shù)控課程學習資料

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程序格式fficeffice" />

1． 程序段格式
　　程序段是可作為一個單位來處理的、連續(xù)的字組，是數(shù)控加工程序中的一條語句。一個完整的數(shù)控加 工程序是若干個程序段組成的。
程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式?，F(xiàn)在一般使用字地址可變程序段格式，每個字長不固定，各個程序段中的長度和功能字的個數(shù)都是可變的。
　　地址可變程序段格式中，在上一程序段中寫明的、本程序段里又不變化的那些字仍然有效，可以不再重寫。這種功能字稱之為續(xù)效字。
　　程序段格式舉例：
N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08
N40 X90（本程序段省略了續(xù)效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）
　　在程序段中，必須明確以下幾點的對應關系：
　　移動目標：終點坐標值；
　　沿怎樣的軌跡移動：準備功能字；
　　進給速度：進給功能字F；
　　切削速度：主軸轉速功能字S；
　　使用刀具：刀具功能字T；
　　機床輔助動作：輔助功能字M。

: I/ C' e% ]$ h7 I+ W9 \9 R7 {* d

2．加工程序的一般格式
（1）程序開始符、結束符
　　程序開始符、結束符是同一個字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時要單列一段。
（2）程序名
　　程序名有兩種形式：一種是英文字母O和1～4位正整數(shù)組成；另一種是由英文字母開頭，字母數(shù)字混合組成的。一般要求單列一段。
（3）程序主體
　　程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。

6 |" f. Z# x, K

（4）程序結束指令
　　程序結束指令可以用M02或M30。一般要求單列一段。
　　加工程序的一般格式舉例：
　% 　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 開始符
　O1000　　　　　　　　　　　　　　　　 // 程序名
　N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000
　N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08　　 // 程序主體
　N30 X90
　……
　N300 M30 　　　　　　　　　　　　　　// 結束符
　%

- z w. M9 _5 d

數(shù)控機床的坐標系

& E, n. _" U4 p

　　在數(shù)控編程時為了描述機床的運動，簡化程序編制的方法及保證紀錄數(shù)據(jù)的互換性，數(shù)控機床的坐標系和運動方向均已標準化，ISO和我國都擬定了命名的標準。
　　通過這一單元的學習，能夠掌握機床坐標系、編程坐標系、加工坐標系的概念，具備實際動手設置機床加工坐標系的能力。

• 機床坐標系
2 F. H4 d/ ]9 r5 s7 b( W% Z
• 編程坐標系
• 加工坐標系
, R6 \3 H5 v* R& A
• 機床加工坐標系的設定

! c1 Z2 s8 B6 i* B. `; N

１。機床坐標系的確定

（1）機床相對運動的規(guī)定

* E, n$ i/ r: c/ `: N* _9 P0 `; I/ |6 _$ g" A5 D: d1 V: N

工件相對靜止，而刀具運動。

* O5 h& N- U" f6 ~% c! c* m1 z

　　在機床上，始終認為工件靜止，而刀具是運動的。這樣編程人員在不考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的加工過程。

（2）機床坐標系的規(guī)定

% M; t6 K' ^$ w- m" K. h

. ?/ ~+ d$ s4 p+ I! d, Q

" B2 s" Y, T2 ]8 u P1 f. ^# s5 }

標準機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關系用右手笛卡爾直角坐標系決定。

- m3 e( w5 T+ d3 A

 

, }7 ~- q5 S/ p% C2 p3 y8 g

　　在數(shù)控機床上，機床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機床上的成形運動和輔助運動，必須先確定機床上運動的位移和運動的方向，這就需要通過坐標系來實現(xiàn)，這個坐標系被稱之為機床坐標系。
　　例如銑床上，有機床的縱向運動、橫向運動以及垂向運動，如圖1所示。在數(shù)控加工中就應該用機床坐標系來描述.

標準機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關系用右手笛卡爾直角坐標系決定：

 

7 _5 a/ m% O! O

1)伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90度。則大拇指代表X坐標，食指代表Y坐標，中指代表Z坐標。

6 j2 O5 g) Q0 a2 {1 x

2)大拇指的指向為X坐標的正方向，食指的指向為Y坐標的正方向，中指的指向為Z坐標的正方向?！?SPAN lang=EN-US>
　　

3)圍繞X、Y、Z坐標旋轉的旋轉坐標分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向為X、Y、Z坐標中任意一軸的正向，則其余四指的旋轉方向即為旋轉坐標A、B、C的正向

. d" e7 |' u. e1 Y4 s5 \4 @$ R

 

7 c+ ]8 J5 p& u/ L$ R; L# W4 X: Q

（3）運動方向的規(guī)定

增大刀具與工件距離的方向即為各坐標軸的正方向

. c& H$ B- |8 k

 

B, t9 K; {! ?4 p9 L5 w

２。坐標軸方向的確定

9 J& H; A: y, p, X; d5 D- e; ?

２。坐標軸方向的確定
（1）Z坐標

' V: B8 R) I8 R5 w$ @6 [

! c) X! o @$ N) T# q: ~9 H4 }7 f3 Z2 `& f7 \0 n& n/ c5 y: j( @- K3 K$ O' [' `6 A. f, J! [# c

8 d/ e7 S4 z5 y5 f4 \5 \ Z坐標的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標軸即為Z坐標，Z坐標的正向為刀具離開工件的方向。

; U2 k3 Q% f' C6 C, g |% G( T

 

\+ [( v; {/ }2 u: r. Z5 k+ X) C

　　如果機床上有幾個主軸，則選一個垂直于工件裝夾平面的主軸方向為Z坐標方向；如果主軸能夠擺動，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標方向；如果機床無主軸，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標方向。

 

（2） X坐標

( }( f$ J( ^7 W' t; t4 o

, J! ~6 z: ^" d3 ]! ]7 S# ^& b% ]6 } X坐標平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內。

　　如果工件做旋轉運動，則刀具離開工件的方向為X坐標的正方向；
　　如果刀具做旋轉運動，則分為兩種情況：

　1)Z坐標水平時，觀察者沿刀具主軸向工件看時，+X運動方向指向右方；

　2)Z坐標垂直時，觀察者面對刀具主軸向立柱看時，+X運動方向指向右方。

　圖6所示為數(shù)控車床的X坐標。

7 J# ~ l" ~ `" e/ l$ `

（3）Y坐標

5 ~$ d+ h5 Z+ _7 l/ R2 g

% Q# {, W L# y8 t' V

6 f6 m0 L2 s0 k$ F) \2 ] 在確定X、Z坐標的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標的方向，按照右手直角坐標系來確定Y坐標的方向。

 

 

 

" M3 m) m2 G% i* e

３。附加坐標系

３。附加坐標系

) \1 j6 A, [/ d2 o8 {! p+ N0 n& q6 c3 ~

為了編程和加工的方便，有時還要設置附加坐標系。

　　　　　　　　　　　　　　　　
　　
對于直線運動，通常建立的附加坐標系有：

（1）指定平行于X、Y、Z坐標軸，可以采用的附加坐標系：第二組U、V、W坐標，第三組P、Q、R坐標。

（2）指定不平行于X、Y、Z坐標軸，也可以采用的附加坐標系：第二組U、V、W坐標，第三組P、Q、R坐標。

3 R8 P, {5 E4 P8 w9 M5 p

 

! `8 ~$ G. l0 K, w/ H4 [; f# O

４。機床原點的設置

機床原點是指在機床上設置的一個固定點，即機床坐標系的原點。

　　它在機床裝配、調試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。

. e1 v- _1 M( [9 Q3 I* X8 q

（1）在數(shù)控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處，見圖9。同時，通過設置參數(shù)的方法，也可將機床原點設定在X、Z坐標的正方向極限位置上。

$ m) ^( p% X5 D) z2 Y W

/ k4 u4 [& H; ^: A; g( V; w7 v/ x( m$ L% w- r D( \, P7 g1 I G0 H2 ?# u8 ~- b# r! n) a( d" C; M- d# q( v& v9 { C7 a4 A+ F' s, X" S4 N) _

ffice:word" />	7 h" b, k% [! u& ^
; F: D% ^' z, e* S) I# w* O' A 圖9 車床的機床原點	, f8 @: S7 x. k& v$ g, ~* H, i 　圖10　銑床的機床原點

& o" T3 ]! F1 z

（2）在數(shù)控銑床上，機床原點一般取在X、Y、Z坐標的正方向極限位置上，見圖10。

1 a K; j. Q. }! j

 

５。機床參考點

( e1 E6 K0 L9 F( d; k; `: o3 P" A+ n- E0 @3 M' z( `

3 A: }! O y) x; G9 u$ R 機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。

　　　　　　　　　　　　　　　　

8 R2 e4 ]1 `: [/ y: g

; [) o$ {9 E% Q; M! h8 V1 w+ p9 V

5 O' J- q4 E7 c b9 r

" i8 d3 U( v8 e5 l* D4 [ 圖11 數(shù)控車床的參考點

& @& l* U: Q, y- j- K( p

　　機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關精確調整好的，坐標值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。

. Z5 d* V* D1 R# \

　　通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。圖11所示為數(shù)控車床的參考點與機床原點。　

　　數(shù)控機床開機時，必須先確定機床原點，即刀架返回參考點的操作。只有機床參考點被確認后，刀具（或工作臺）移動才有基準

+ s1 b; y6 t1 \( Z

 

編程坐標系

　　編程坐標系編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。
　　編程坐標系一般供編程使用，確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。如圖1所示。

- h: U/ p7 ` E# Z

圖1 編程坐標系

1 T+ C! z t* r- S+ q# p

　　編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。
　　編程原點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數(shù)控機床相應的坐標軸方向一致，如圖2所示為車削零件的編程原點。

圖2 確定編程原點

/ o! T, O: n3 g' w0 L

 

 

' L7 ~5 E7 l) e0 l+ U

 

1。加工坐標系的確定

. h( {* f, N0 [! D3 [6 D8 g

$ h6 _$ |! s& ~$ o, q7 c- I* _ u, M3 l e+ C, S5 m* b/ t8 O

S' w! y! N# K; V 圖1 齒輪坯

　　加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。
　　加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應的編程原點在機床坐標系中的位置。
　　在加工過程中，數(shù)控機床是按照工件裝夾好后所確定的加工原點位置和程序要求進行加工的。編程人員在編制程序時，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編程原點、建立編程坐標系、計算坐標數(shù)值，而不必考慮工件毛坯裝夾的實際位置。對于加工人員來說，則應在裝夾工件、調試程序時，將編程原點轉換為加工原點，并確定加工原點的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設定（即給出原點設定值），設定加工坐標系后就可根據(jù)刀具當前位置，確定刀具起始點的坐標值。在加工時，工件各尺寸的坐標值都是相對于加工原點而言的,這樣數(shù)控機床才能按照準確的加工坐標系位置開始加工。圖1中O2為編程原點。　

% Y- Y* P5 c6 e

2。加工坐標系的設定　

6 }( m9 G/ b5 J {

方法一：在機床坐標系中直接設定加工原點。

9 T6 y! F& Y* B, ?

例題：在配置FANUC-OM系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床上設置加工原點03，如圖2所示。
（1）加工坐標系的選擇 　　
　　 編程原點設置在工件軸心線與工件底端面的交點上。　　
　　設工作臺工作面尺寸為800mm×320mm，若工件裝夾在接近工作臺中間處，則確定了加工坐標系的位置，其加工原點03就在距機床原點O1為X3、Y3、Z3處。并且X3=-345.700mm, Y3=-196.22mm, Z3=-53.165mm。
（2）設定加工坐標系指令
1）G54～G59為設定加工坐標系指令。G54對應一號工件坐標系，其余以此類推?？稍?SPAN lang=EN-US>MDI 方式的參數(shù)設置頁面中，設定加工坐標系。如對已選定的加工原點O3，將其坐標值
　　　X3= -345.700mm
　　　Y3= -196.220mm
　　　Z3=-53.165mm
　　設在G54中，如圖3所示。則表明在數(shù)控系統(tǒng)中設定了一號工件加工坐標。設置頁面如圖3。

 

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機床加工坐標系的設定
6 G. ?- ~. R% {/ I  y1。數(shù)控銑床（FANUC 0M）加工坐標系的設定步驟

4 n0 G( k0 ^  v: s5 x& y
5 y. |2 u- P' `8 W
# Z0 J/ Z/ @: t5 w1 w+ N% Q6 r# ]
& Q. e* R3 r" z3 G" i

; h5 v, s6 D2 V' O; w/ S) H
圖3　Z向對刀方法

, B( P: r" m5 ?' ]" A. ?/ {1 u: N3 J　　在選擇了圖1所示的被加工零件圖樣，并確定了編程原點位置后，可按以下方法進行加工坐標系設定：
（1）準備工作
　　機床回參考點，確認機床坐標系；
（2）裝夾工件毛坯
- b9 L9 Y* E; f2 D+ o4 C% A　　通過夾具使零件定位，并使工件定位基準面與機床運動方向一致；
1 Y- _7 ^( P) [0 f; t: J8 C（3）對刀測量
　　用簡易對刀法測量，方法如下：
: _& @# m5 H/ O　　用直徑為φ10的標準測量棒、塞尺對刀，得到測量值為X = -437.726, Y = -298.160,如圖2所示。Z = -31.833，如圖3所示。

5 w0 Q0 }  I# {# `（4）計算設定值
　　將前面已測得的各項數(shù)據(jù),按設定要求運算。
　　X坐標設定值：X= -437.726+5+0.1+40= -392.626mm
注：如圖2所示。
* ]) N5 f+ I( O) s9 d! n* \-437.726mm為X坐標顯示值；
* S: U( U$ v2 `+5mm為測量棒半徑值；
+0.1mm為塞尺厚度；
+40.0為編程原點到工件定位基準面在X坐標方向的距離。
( D* u7 L! @- qY坐標設定值：Y= -298.160+5+0.1+46.5= -246.46mm
注：如圖2所示，-298.160mm為坐標顯示值；+5mm為測量棒半徑值；+0.1mm為塞尺厚度；+46.5為編程原點到工件定位基準面在Y坐標方向的距離。
# ]& E8 R4 ~9 d- f3 k  q% s) X* IZ坐標設定值：Z= -31.833-0.2=-32.033mm。
注：-31.833為坐標顯示值；-0.2為塞尺厚度,如圖3所示。
通過計算結果為：X -392.626；Y -246.460；Z -32.033
5 b0 l+ I" e8 ]
- Z8 C' |! F! i+ a$ t# W（5）設定加工坐標系
　　將開關放在 MDI 方式下，進入加工坐標系設定頁面。輸入數(shù)據(jù)為:
0 n  f( ]( u9 L* ]圖1 零件圖樣
' n" Y' P! ]3 f" f4 ~; C) [$ F

6 j5 t( G7 i- Q' s1 ]: S; S9 N圖2 X、Y向對刀方法

! |+ B1 H" h8 Q$ KX= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033
: K/ B8 P" p6 s; V* z8 e　　表示加工原點設置在機床坐標系的X= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033 的位置上。

* e6 ]" K2 f& H' y+ D  A（6）校對設定值
4 g! a, ~6 z* Z3 O　　對于初學者，在進行了加工原點的設定后，應進一步校對設定值，以保證參數(shù)的正確性。
2 g! V! D8 F3 P　　校對工作的具體過程如下：在設定了G54加工坐標系后，再進行回機床參考點操作，其顯示值為
X +392.626
: l) c6 L( u$ F3 O" b' UY +246.460
& g/ X  ?# W6 J, xZ +32.033
　　這說明在設定了G54加工坐標系后，機床原點在加工坐標系中的位置為：
X +392.626
Y +246.460
/ `* b: q) d5 N* ~. mZ +32.033
這反過來也說明G54的設定值是正確的。
6 Y  R# @4 \& t7 \7 R. D. F3。注意事項
（1）G54～G59設置加工坐標系的方法是一樣的，但在實際情況下，機床廠家為了用戶的不同需要，在使用中有以下區(qū)別：利用G54設置機床原點的情況下，進行回參考點操作時機床坐標值顯示為G54的設定值，且符號均為正；利用G55～G59設置加工坐標系的情況下，進行回參考點操作時機床坐標值顯示零值。
7 e+ b4 {" A; r! ^- {
. }' J- R% J: h8 ?* w（2）G92指令與G54～G59指令都是用于設定工件加工坐標系的，但在使用中是有區(qū)別的。G92指令是通過程序來設定、選用加工坐標系的，它所設定的加工坐標系原點與當前刀具所在的位置有關，這一加工原點在機床坐標系中的位置是隨當前刀具位置的不同而改變的。
! r5 g: Q9 `$ U$ K* P' h
5 j3 C! e6 b# J, N. o' _（3）G54～G59指令是通過MDI在設置參數(shù)方式下設定工件加工坐標系的，一旦設定，加工原點在機床坐標系中的位置是不變的，它與刀具的當前位置無關，除非再通過MDI 方式修改。
* t+ A5 S7 w2 X/ H1 `1 T% G
5 M. Q+ F( Q7 `, F$ o6 Z（4）本課程所例加工坐標系的設置方法，僅是FANUC系統(tǒng)中常用的方法之一，其余不一一例舉。其它數(shù)控系統(tǒng)的設置方法應按隨機說明書執(zhí)行。
4。常見錯誤
　　當執(zhí)行程序段G92 X 10 Y 10時，常會認為是刀具在運行程序后到達X 10 Y 10 點上。其實， G92指令程序段只是設定加工坐標系，并不產生任何動作，這時刀具已在加工坐標系中的 X10 Y10點上。
$ E; c/ Y) ?# d1 j2 z　　G54～G59指令程序段可以和G00、G01指令組合，如G54 G90 G01 X 10 Y10時，運動部件在選定的加工坐標系中進行移動。 程序段運行后，無論刀具當前點在哪里，它都會移動到加工坐標系中的X 10 Y 10 點上。
" a, q' ?+ l7 [" [, X- x2）G54～G59在加工程序中出現(xiàn)時，即選擇了相應的加工坐標系。
方法二：通過刀具起始點來設定加工坐標系。
" c7 Z' p  P* v9 H. z, K（1）加工坐標系的選擇
, ], B$ j& e2 L$ t. W9 e　　加工坐標系的原點可設定在相對于刀具起始點的某一符合加工要求的空間點上。
+ B0 t+ [8 `) q; i4 R) e, z1 ]　　應注意的是，當機床開機回參考點之后，無論刀具運動到哪一點，數(shù)控系統(tǒng)對其位置都是已知的。也就是說，刀具起始點是一個已知點。

4 @' P- q6 ?4 l) q' {0 \( Q% t3 V( y（2）設定加工坐標系指令
7 t9 A2 g( e! J- e3 S" E- l　G92為設定加工坐標系指令。在程序中出現(xiàn)G92程序段時，即通過刀具當前所在位置即刀具起始點來設定加工坐標系。
　　G92指令的編程格式：G92 X a Y b Z c
! u- l3 ]4 E# \$ Z: L: d　該程序段運行后，就根據(jù)刀具起始點設定了加工原點，如圖4所示。

( z( C3 a9 n$ A# w　　從圖4中可看出，用G92設置加工坐標系，也可看作是：在加工坐標系中，確定刀具起始點的坐標值，并將該坐標值寫入G92編程格式中。

　　例題：在圖5中，當a=50mm,b=50mm,c=10mm時，試用G92指令設定加工坐標系。
5 O' @: ?6 j! ^5 S0 c設定程序段為 G92 X50 Y50 Z10。

, L8 Z) O4 R* ]1 K4 E
4 `  @; z8 J* M+ a' i5 f
& t' o  L+ H3 \3 a8 K( ]; ^6 Q絕對尺寸指令和增量尺寸指令
　　在加工程序中，絕對尺寸指令和增量尺寸指令有兩種表達方法。
　　絕對尺寸指機床運動部件的坐標尺寸值相對于坐標原點給出,如圖1所示。 增量尺寸指機床運動部件的坐標尺寸值相對于前一位置給出1． 用G功能字指定
　　G90指定尺寸值為絕對尺寸。
3 D6 y" e5 D! p* m" y　　G91指定尺寸值為增量尺寸。
4 ~- L4 {2 j5 e3 f; c1 b, h　　這種表達方式的特點是同一程序段中只能用一種，不能混用；同一坐標軸方向的尺寸字的地址符是相同的。
2． 用尺寸字的地址符指定（本課程中車床部分使用）
　　絕對尺寸的尺寸字的地址符用 X、Y、Z
　　增量尺寸的尺寸字的地址符用 U、V、W
　　這種表達方式的特點是同一條程序段中絕對尺寸和增量尺寸可以混用，這給編程帶來很大方便。
5 d( t$ j# ~7 Q* o) a5 U6 ^- c預置寄存指令G92
  y2 C5 ]. e6 H5 s1 ]% _　　預置寄存指令是按照程序規(guī)定的尺寸字的值通過當前刀具所在位置來設定加工坐標系的原點，不產生機床運動。
　編程格式 G92 X～Y～ Z～
　　X、Y、Z的值是當前刀具位置相對于加工原點位置的值。
　 例：建立圖1所示的加工坐標系。
, [( b( o) E6 ?, h　　1． 當前的刀具位置點在A點：G92 X20 Y30
- o# R3 f- j3 j7 m" n' M　　2． 當前的刀具位置點在B點：G92 X10 Y10
2 [) V8 m( E% n  P: M+ y. z
注意：這種方式設置的加工原點是隨刀具當前位置（起始位置）的變化而變化的。
& o6 H1 |& z  D3 M
. g" L: i; p9 |) L* c" L  b( [

tslyhbbm

坐標平面選擇指令
( C( S8 N5 O$ L4 Y8 F, L
5 M; K/ x- {! m! V9 ~% `# E
圖1　坐標平面選擇
* g, J! M2 E6 v2 A5 P0 O, I4 a: U
' ]/ C- b8 b, R/ u5 r　　坐標平面選擇指令是用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。
/ ~# Z; g  I4 T4 \: u　　G17表示選擇 XY平面
　　G18表示選擇 ZX平面
' x0 T2 |4 y. x' d* T　　G19表示選擇 YZ平面
2 v1 W- `* @$ i# F; l　　各坐標平面如圖1所示。一般，數(shù)控車床默認在ZX平面內加工，數(shù)控銑床默認在XY平面內加工。
- m6 s' P- S) h

% }# u5 S' S, K, |0 x" Z2 g& R快速點定位指令



a         b
圖1　快速點定位
( V: [& K" B4 H& N# ^  Q　　快速點定位指令控制刀具以點位控制的方式快速移動到目標位置，其移動速度由參數(shù)來設定。指令執(zhí)行開始后，刀具沿著各個坐標方向同時按參數(shù)設定的速度移動，最后減速到達終點，如圖1a所示。注意：在各坐標方向上有可能不是同時到達終點。刀具移動軌跡是幾條線段的組合，不是一條直線。例如，在FANUC系統(tǒng)中，運動總是先沿45度角的直線移動，最后再在某一軸單向移動至目標點位置，如圖1b所示。編程人員應了解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動軌跡情況，以避免加工中可能出現(xiàn)的碰撞。
　　編程格式 G00 X～ Y～ Z～
　　X、Y、Z的值是快速點定位的終點坐標值
; V% T$ ^' m$ E5 ^$ T! I　　例：從A點到B點快速移動的程序段為：
　　G90 G00 X20 Y30
直線插補指令
+ d  A7 T) N0 n- ~

圖1　直線插補運動
直線插補指令用于產生按指定進給速度F實現(xiàn)的空間直線運動。
  R, ^; q& t3 ]& ^& i程序格式 G01 X～ Y～ Z～ F～
3 |& j& ?$ h* A' |1 y7 j其中：X、Y、Z的值是直線插補的終點坐標值。
例：實現(xiàn)圖1中從A點到B點的直線插補運動,其程序段為
2 I# J1 G' F$ x, u絕對方式編程：G90 G01 X10 Y10 F100
* m* }0 b. v' p& H3 C增量方式編程：G91 G01 X-10 Y-20 F100



& r/ v# G+ l2 i  j5 {



- w( a; o" n/ k6 e1 ]3 t
, i, V2 ?- ]0 n- S- f% {1 `7 P  H

/ \$ v# c' E( T- r+ A; h9 d


* D  C$ K  W6 E0 i
* J6 A$ f' O8 B0 L; V& k$ i
圓弧插補指令
　　G02為按指定進給速度的順時針圓弧插補。
$ c( D& J  @( O7 D* r; D3 o8 R8 W　　G03為按指定進給速度的逆時針圓弧插補。
　　圓弧順逆方向的判別：沿著不在圓弧平面內的坐標軸，由正方向向負方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03，
選擇編程原點
* p* S* y+ s' ?# }+ L　　從理論上講編程原點選在零件上的任何一點都可以，但實際上，為了換算尺寸盡可能簡便，減少計算誤差，應選擇一個合理的編程原點。
　　車削零件編程原點的X向零點應選在零件的回轉中心。Z向零點一般應選在零件的右端面、設計基準或對稱平面內。車削零件的編程原點選擇見圖1。
; ~9 y' [' e6 \& j9 h; A7 q& [: d

tslyhbbm

銑削零件的編程原點，X、Y向零點一般可選在設計基準或工藝基準的端面或孔的中心線上，對于有對稱部分的工件，可以選在對稱面上，以便用鏡像等指令來簡化編程。Z向的編程原點，習慣選在工件上表面，這樣當?shù)毒咔腥牍ぜ骦向尺寸字均為負值，以便于檢查程序。銑削零件的編程原點見圖2。
& u& Q3 ^) W0 O1 D+ I2 t


圖2　銑削加工的編程原點         圖3 零件尺寸公差的調整見
　　編程原點選定后，就應把各點的尺寸換算成以編程原點為基準的坐標值。為了在加工過程中有效的控制尺寸公差，應按尺寸公差的中值來計算坐標值。對零件尺寸公差的調整見圖3所示。
( C2 `4 j( v( D4 s8 Y基點

3 }6 b# V4 Q* r; C
( V% f' }3 \4 h0 p. @& ?- Y圖2-50　零件圖樣
! e2 {6 k1 x$ N' O　　零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等，各幾何要素之間的連接點稱為基點。基點坐標是編程中必需的重要數(shù)據(jù)。
　　
6 ~5 e+ x5 z7 Y/ k　　例：圖2-50所示零件中，A、B、C、D、E為基點。A、B、D、E的坐標值從圖中很容易找出,C點是直線與圓弧切點，要聯(lián)立方程求解。以B點為計算坐標系原點，聯(lián)立下列方程：
2 J! {! h6 C+ D* k　　直線方程： Y=tg(α+β)X
　　圓弧方程：（X-80）2 +（Y-14）2 =30
　　可求得（64.2786，39.5507），換算到以A點為原點的編程坐標系中，C點坐標為（64.2786，54.5507）。
  U$ H# l8 L  g' v  P　　可以看出，對于如此簡單的零件，基點的計算都很麻煩。對于復雜的零件，其計算工作量可想而知，為提高編程效率，可應用CAD/CAM軟件輔助編程，請參考本教程CAD/CAM部分。

非圓曲線數(shù)學處理的基本過程
　　數(shù)控系統(tǒng)一般只能作直線插補和圓弧插補的切削運動。如果工件輪廓是非圓曲線，數(shù)控系統(tǒng)就無法直接實現(xiàn)插補，而需要通過一定的數(shù)學處理。數(shù)學處理的方法是，用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線，逼近線段與被加工曲線交點稱為節(jié)點。
( P0 J2 [3 D0 ?+ O* C  L　　
. S9 O! e7 f1 w8 ]' p　　 例如，對圖2-51所示的曲線用直線逼近時，其交點A、B、C、D、E等即為節(jié)點。

2 G5 ?+ R& X! X8 Y: f% M* P" Y) f圖2-51　零件輪廓的節(jié)點
　　
　　在編程時，首先要計算出節(jié)點的坐標，節(jié)點的計算一般都比較復雜，靠手工計算已很難勝任，必須借助計算機輔助處理。求得各節(jié)點后，就可按相鄰兩節(jié)點間的直線來編寫加工程序。
　　這種通過求得節(jié)點，再編寫程序的方法，使得節(jié)點數(shù)目決定了程序段的數(shù)目。如上圖中有5個節(jié)點，即用五段直線逼近了曲線，因而就有五個直線插補程序段。節(jié)點數(shù)目越多，由直線逼近曲線產生的誤差δ越小，程序的長度則越長?？梢?，節(jié)點數(shù)目的多少，決定了加工的精度和程序的長度。因此，正確確定節(jié)點數(shù)目是個關鍵問題，也請參考本教程CAD/CAM部分。

tslyhbbm

數(shù)控加工誤差的組成
　　數(shù)控加工誤差△數(shù)加是由編程誤差△編、機床誤差△機、定位誤差△定、對刀誤差

. e% i0 e8 x6 x* p' u  ^9 p
圖1　逼近誤差
2 s1 [6 a8 v0 s; M△刀等誤差綜合形成。
　　即：△數(shù)加=f(△編+△機+△定+△刀)
+ u' L2 T" k4 D  V　　其中：
　（1）編程誤差△編由逼近誤差δ、圓整誤差組成。逼近誤差δ是在用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線的過程中產生，如圖1所示。圓整誤差是在數(shù)據(jù)處理時，將坐標值四舍五入圓整成整數(shù)脈沖當量值產生的誤差。脈沖當量是指每個單位脈沖對應坐標軸的位移量。普通精度級的數(shù)控機床，一般脈沖當量值為0.01mm；較精密數(shù)控機床的脈沖當量值為0.005mm或0.001mm等。
7 o0 m+ b8 @. M4 y　（2）機床誤差△機由數(shù)控系統(tǒng)誤差、進給系統(tǒng)誤差等原因產生。
1 t1 Q3 `7 @) j# ~?。?）定位誤差△定是當工件在夾具上定位、夾具在機床上定位時產生的。
2 }. N3 D# t$ ?9 I: L0 ^) E: o　（4）對刀誤差△刀是在確定刀具與工件的相對位置時產生。

tslyhbbm

數(shù)控程序編程的概念
　　在編制數(shù)控加工程序前，應首先明確：
, t4 E6 Y' c) F& a5 H2 E, ?　　數(shù)控程序的編制是指哪些具體工作，這些工作應按什么步驟來進行，每一步應按照相應的工作原則來實現(xiàn)，最終獲得滿足要求的數(shù)控程序（如圖1所示的程序樣本）。
?        數(shù)控程序編制的定義
( h  P9 q# i& |) h% p, `?        字與字的功能
; I9 o" X- X" t?        程序格式
% W* o6 `  S* ]; G( _' W7 V! {/ Z   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1　　程序樣本
: N  }3 u, I3 m; A7 l數(shù)控程序編制的定義
　　數(shù)控機床是一種高效的自動化加工設備。理想的數(shù)控程序不僅應該保證加工出符合零件圖樣要求的合格工件，還應該使數(shù)控機床的功能得到合理的應用與充分的發(fā)揮，使數(shù)控機床能安全、可靠、高效的工作。
( `7 S9 c$ n6 U  b) d* q  ^1． 數(shù)控程序編制的內容及步驟
: V: y& p9 \2 w* \& r　　數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。
, i$ f" ^1 x' _) g0 H9 V2．數(shù)控程序編制的方法
$ \% d1 }# s& O7 h9 n% z* C（1） 手工編程
$ a8 a  p% L7 i& M8 o5 U　　手工編程指由人工來完成數(shù)控編程中各個階段的工作。如圖2所示。
; k$ Z4 e8 R. T                                                      編程
) M. N) `: M* S. K5 @3 x& k, @手冊         

( D2 z' v6 D  A8 L$ e5 i# b                            
                  
! S! D( D; M* N7 M- N" h; n; g                                              
                           
零
+ ^: A; G" C) a件
圖
3 O- R8 b+ O" a1 f樣         
工
' [# E/ i, q3 F! j4 k0 g# O; L藝
. |- h" L% q$ h# ?* I人
員         
+ Y/ s$ Q) `6 s  \+ F夾具表         
0 c* h( e0 q" f8 C3 R工
藝
規(guī)
程         
編
# N+ {7 w+ J! L& m0 x1 r, s程
人
% W7 u% q! R' }. V) n; q) {( g. E; h3 b員         
6 U  ^/ J# Y4 `" u# D加
6 X, D( {, S! j/ C% R9 ]工
9 \0 n4 d! r! n9 b4 r7 ~; O程
2 H% j  Q7 _+ ]; x. P序
" E5 \) k4 Q, W7 C. I; h" G  H初
( I# Q  D- L6 t3 u稿         
加
工
4 O# b: Y; @5 |6 p$ M- Y9 p程
* ?$ e; d! J' \' u序
" u, Z" x# l' ?                                                                                                  
                         
機床表         
                                               
                                                                                                  
                         
刀具表         
                                               
                  
                                             
         
         
3 Z. H, \! r# n( X1 S1 h8 H                   
        修改                  
" \) W/ l: V$ d! i5 _" Z7 r. [. ?
  }% R& m3 P! x圖2　手工編程
0 `  D1 U" m' ~$ D& m8 [0 L　　一般對幾何形狀不太復雜的零件，所需的加工程序不長，計算比較簡單，用手工編程比較合適。
. C$ s; L" |" i$ S* ]! ]% T8 K$ G　　手工編程的特點：
　　耗費時間較長，容易出現(xiàn)錯誤，無法勝任復雜形狀零件的編程。
（2） 計算機自動編程
　　計算機自動編程指在編程過程中，除了分析零件圖和制定工藝方案由人工進行外，其余工作均由計算機輔助完成。
　　自動編程的特點：編程工作效率高，可解決復雜形狀零件的編程難題。
字與字的功能
1. 字符與代碼
　　字符是用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號，如數(shù)字、字母、標點符號、數(shù)學運算符等。數(shù)控系統(tǒng)只能接受二進制信息，所以必須把字符轉換成8BIT信息組合成的字節(jié)，用“0”和“1”組合的代碼來表達。國際上廣泛采用兩種標準代碼：
（1） ISO國際標準化組織標準代碼
（2） EIA美國電子工業(yè)協(xié)會標準代碼
3 Z7 k3 p# C+ k$ w, x* z! b　　這兩種標準的編碼方法不同，在現(xiàn)代大多數(shù)數(shù)控機床上這兩種代碼都可以使用。
/ \9 |3 A3 U4 r9 s- o7 Q1 ~4 m' M5 q2. 字
　　在數(shù)控加工程序中，字是指一系列按規(guī)定排列的字符，作為一個信息單元存儲、傳遞和操作。字是由一個英文字母與隨后的若干位十進制數(shù)字組成。這個英文字母稱為地址符。
　　如：“X2500”是一個字，X為地址符，數(shù)字“2500”為地址中的內容。
/ L- M8 K( Q. ?: C+ p; V4 Y3. 字的功能
　　組成程序段的每一個字都有其特定的功能含義，以下是以FANUC-0M數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范為主來介紹的，實際工作中，請遵照機床數(shù)控系統(tǒng)說明書來使用各個功能字。
（1） 順序號字N
7 H( l  S' p0 e! o　　順序號字又稱程序段號或程序段序號。順序號位于程序段之首，由順序號字N和后續(xù)數(shù)字組成。順序號字N是地址符，后續(xù)數(shù)字一般1～4位正整數(shù)。數(shù)控加工中的順序號實際上是程序段的名稱，與程序執(zhí)行的先后次序無關。數(shù)控系統(tǒng)不是按順序號的次序來執(zhí)行程序，而是按照程序段編寫時的排列順序逐段執(zhí)行。
) m2 G& e2 E! M' y2 M7 y% c　　順序號的作用：
　　對程序的校對和檢索修改；
　　作為條件轉向的目標，即作為轉向目的程序段的名稱。
　　有順序號的程序段可以進行復歸操作，這是指加工可以從程序的中間開始，或回到程序中斷處開始。
; j6 `9 [5 _$ s' h0 @　　一般使用方法：編程時將第一程序段冠以N10,以后以間隔10遞增的方法設置順序號，這樣，在調試程序時如果需要在N10和N20之間插入程序段時，就可以使用N11、N12。
（2）準備功能字G
* n2 C# A. `! U9 ?5 C　　準備功能字的地址符是G，又稱為G功能或G指令，是用于建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。后續(xù)數(shù)字一般1～3位正整數(shù)。
4 N7 `, f/ p9 i- e* z. S$ r5 |! c

tslyhbbm

G功能字含義表（FANUC-0M系統(tǒng)）
; ^# U7 Y' S! A# c4 B# D3 @G功能字         含義         G功能字         含義
* S; J: ~, k$ Z3 {1 t  EG00         快速移動點定位         G70         精加工循環(huán)
G01         直線插補         G71         外圓粗切循環(huán)
G02         順時針圓弧插補         G72         端面粗切循環(huán)
G03         逆時針圓弧插補         G73         封閉切削循環(huán)
G04         暫停         G74         深孔鉆循環(huán)
5 P6 }! I1 e* h& @0 g- D5 {G17         XY平面選擇         G75         外徑切槽循環(huán)
G18         ZX平面選擇         G76         復合螺紋切削循環(huán)
: a2 t. ]; a, v: K& h5 jG19         YZ平面選擇         G80         撤銷固定循環(huán)
G32         螺紋切削         G81         定點鉆孔循環(huán)
. w4 _- J) V7 U7 _$ f; |) }G40         刀具補償注銷         G90         絕對值編程
* b) h5 r% \" j$ U5 C* _( Q' d; c; wG41         刀具半徑補償——左        G91         增量值編程
% l8 p1 f- ?( bG42         刀具半徑補償——右         G92         螺紋切削循環(huán)
/ b1 c2 c6 n  i; xG43         刀具長度補償——正         G94         每分鐘進給量
G44         刀具長度補償——負         G95         每轉進給量
, T  \) z! M7 ^, d( S: f2 V' g3 TG49         刀具長度補償注銷         G96         恒線速控制
. ^& W8 j- u4 `# V" qG50         主軸最高轉速限制         G97         恒線速取消
G54～G59         加工坐標系設定         G98         返回起始平面
G65         用戶宏指令         G99         返回R平面
1 k2 R1 V) s6 f' @8 m
7 C" P3 L; o0 }' K, k, B' @+ I/ r（3）尺寸字
" o, w+ X5 p. Y, w6 B  J9 t3 t+ n　　尺寸字用于確定機床上刀具運動終點的坐標位置。
　　第一組 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于確定終點的直線坐標尺寸；
　　第二組 A，B，C，D，E 用于確定終點的角度坐標尺寸；
. A' z: I! v8 ~9 S1 A8 |　　第三組 I，J，K 用于確定圓弧輪廓的圓心坐標尺寸。
（4）進給功能字　F
　　進給功能字的地址符是F，又稱為F功能或F指令，用于指定切削的進給速度。
（5）主軸轉速功能字　S
　　主軸轉速功能字的地址符是S，又稱為S功能或S指令，用于指定主軸轉速。
& R/ f+ n: R1 f2 X, Y3 C9 }: {" b) b  f! k（6）刀具功能字　T
　　刀具功能字的地址符是T，又稱為T功能或T指令，用于指定加工時所用刀具的編號。
（7）輔助功能字　M
! }' K' l' n1 h2 R　　輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般1～3位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機床輔助裝置的開關動作。
M功能字含義表（FANUC-0M系統(tǒng)）
M功能字         含 義
M00         程序停止
6 t& g+ [1 s3 p4 h+ {5 l' m4 qM01         計劃停止
; o) L6 a; }$ H% C8 k$ [: v: yM02         程序停止
- t( G2 \, j+ M2 U2 @' B3 SM03         主軸順時針旋轉
/ N  i8 Y* |& `M04         主軸逆時針旋轉
- ?  d, V6 m; v1 O) j4 h4 N1 NM05         主軸旋轉停止
) j6 V4 F: h# F- ]0 `, g& hM06         換刀
7 ~9 _* q9 o0 E/ QM07         2號冷卻液開
M08         1號冷卻液開
M09         冷卻液關
M30         程序停止并返回開始處
! p& N8 D2 ~. g* E3 G3 ?5 bM98         調用子程序
M99         返回子程序
4 ^2 |2 w# f. n  G
" O. k  ]3 w1 r; u) |( u數(shù)控加工工藝設計主要內容　　
- \$ m! j9 r# A3 I& c查看樹形目錄
在進行數(shù)控加工工藝設計時，一般進行以下幾方面的工作：
?        數(shù)控加工工藝內容的選擇；
?        數(shù)控加工工藝性分析；
" p# Q3 g& |* n1 A. H0 h9 L?        數(shù)控加工工藝路線的設計。
以下從這幾個方面進行說明。
填寫數(shù)控加工技術文件
& Z% ]% Q5 l" Z; m　　填寫數(shù)控加工專用技術文件是數(shù)控加工工藝設計的內容之一。這些技術文件既是數(shù)控加工的依據(jù)、產品驗收的依據(jù)，也是操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程。技術文件是對數(shù)控加工的具體說明，目的是讓操作者更明確加工程序的內容、裝夾方式、各個加工部位所選用的刀具及其它問題。
6 U  t1 A5 V' D2 t# c6 B數(shù)控加工技術文件主要有：數(shù)控編程任務書、工件安裝和原點設定卡片、數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控加工走刀路線圖、數(shù)控刀具卡片等。以下提供了常用文件格式，文件格式可根據(jù)企業(yè)實際情況自行設計。
1。數(shù)控編程任務書
　　它闡明了工藝人員對數(shù)控加工工序的技術要求和工序說明以及數(shù)控加工前應保證的加工余量。它是編程人員和工藝人員協(xié)調工作和編制數(shù)控程序的重要依據(jù)之一，詳見表1。
表1　數(shù)控編程任務書
工藝處         數(shù)控編程任務書         產品零件圖號                   任務書編號
                零件名稱                     
                使用數(shù)控設備                   共  頁第  頁
主要工序說明及技術要求：
3 Z5 Q3 M6 S6 \2 Q  y( d! {8 {5 l          編程收到日期         月 日         經手人           
                                        
編制                   審核                   編程                   審核                   批準           
+ H7 @! s2 }3 h( A7 m

2。數(shù)控加工工件安裝和加工原點設定卡片（簡稱裝夾圖和零件設定卡）
5 Q: J7 v$ r0 A, G0 u9 i$ {　　它應表示出數(shù)控加工原點、定位方法和夾緊方法，并應注明加工原點設定位置和坐標方向，使用的夾具名稱和編號等，詳見表2。
' g: \2 ^! P% u4 z; O表2 工件安裝和原點設定卡片
零件圖號        J30102-4        數(shù)控加工工件安裝和零點設定卡片        工序號       
* V( t0 i2 o+ g( ^# z$ Q: s零件名稱        行星架                裝夾次數(shù)       

3 z) j) [. O* U/ \! ]" a
                 3        梯形槽螺栓         
2 [9 T$ Y) d" X% z* _                 2        壓板         
                 1        鏜銑夾具板        GS53-61
$ H; j7 {5 Y8 Y8 ]編制（日期）　審核（日期）                 批準（日期）        第　頁                           
" M! h& i" Z; p; R" f7 i                           共　頁        序號        夾具名稱        夾具圖號
7 U( a7 {$ R2 K; ]) t
0 {7 x+ q! o$ Y4 S$ r% R. F6 J3。數(shù)控加工工序卡片
　　數(shù)控加工工序卡與普通加工工序卡有許多相似之處，所不同的是：工序草圖中應注明編程原點與對刀點，要進行簡要編程說明（如：所用機床型號、程序介質、程序編號、刀具半徑補償、鏡向對稱加工方式等）及切削參數(shù)（即程序編入的主軸轉速、進給速度、最大背吃刀量或寬度等）的選擇，詳見表3。
% Q4 P; u% h9 S- z1 F) e5 t* p+ B表3 數(shù)控加工工序卡片
單位         數(shù)控加工工序卡片         產品名稱或代號         零件名稱         零件圖號
4 R. l. V' I: g, E                                      
- V/ o1 L/ {, {0 {2 z: a工序簡圖         車    間         使用設備
                    
/ B* N. L& r  G$ f4 a1 z/ g        工藝序號         程序編號
7 p3 Z( g+ p  \" v) T                    
        夾具名稱         夾具編號
8 g# H+ h( N+ G5 m& K! Y1 m8 y                    
- E9 N. [9 r* i8 B& \6 m: I3 o工步號         工  步  作  業(yè)  內  容         加工面         刀
具
號         刀 補 量         主軸轉速         進給速度         背
8 Y1 c" r' @( `; m% A吃
) l( v4 ^/ q) L( K( ~- X( I2 D刀
量         備注
' {/ t, \# u( z8 x) ?1 m  l                                                                                  
7 F6 ]0 K3 J0 L, v2 O                                                                                  
/ r4 p  E. f+ c# ?; ], B                                                                                  
& ~- p7 v5 y% g% C' A: T8 F                                                                                  
" e0 a6 s8 u- x- ]  l! e                                                                                  
                                                                                  
                                                                                  
# m% S2 z( y0 x# ?                                                                                  
                                                                                  
                                                                                  
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9 z1 `9 ?3 B( \5 e

5 M6 K5 P' ~/ _! i# K4 x4。數(shù)控加工走刀路線圖
; N# C) {, }/ A. P　　在數(shù)控加工中，常常要注意并防止刀具在運動過程中與夾具或工件發(fā)生意外碰撞，為此必須設法告訴操作者關于編程中的刀具運動路線（如：從哪里下刀、在哪里抬刀、哪里是斜下刀等）。為簡化走刀路線圖，一般可采用統(tǒng)一約定的符號來表示。不同的機床可以采用不同的圖例與格式，表4為一種常用格式。
表4 數(shù)控加工走刀路線圖
數(shù)控加工走刀路線圖        零件圖號        NC01        工序號                工步號                程序號        O100
& @- U) O( R, i* D  y機床型號        XK5032        程序段號        N10～N170        加工內容        銑輪廓周邊        共1頁        第 頁

; _8 r6 o6 o0 c7 E
        編程       
        校對       
# m  q9 R- [( ?/ u8 ]6 R' F        審批       
4 `. \1 M9 z7 v/ k/ i. R+ T9 ~符號         
  R# M( J; b; d$ s7 e% I& \
2 t" L& L# o. O: |$ g1 w

( @  d# m$ L3 t' K' ~, p

& M* T# C5 a6 {) X+ a+ C. C' i
- e4 H. O- L2 y7 [( k
, u: j( _/ J1 i7 @" O/ }4 Y4 C
) Q7 J9 [6 N0 C# w; G
6 I& v. a( e. @0 c" E1 ?; S含義        抬刀        下刀        編程原點        起刀點        走刀方向        走刀線相交        爬斜坡        鉸孔        行切

2 N0 i& @7 O$ O# H5。數(shù)控刀具卡片
　　數(shù)控加工時要求刀具十分嚴格，一般要在機外對刀儀上預先調整刀具直徑和長度。刀具卡反映刀具編號、刀具結構、尾柄規(guī)格、組合件名稱代號、刀片型號和材料等。它是組裝刀具和調整刀具的依據(jù)，詳見表5。
* Z8 V/ n+ v) a, h表5 數(shù)控刀具卡片
零件圖號        J30102-4        數(shù) 　控　 刀 　具 　卡 　片        使用設備
刀具名稱        鏜刀                TC-30
刀具編號        T13006        換刀方式        自動        程序編號               
刀
具
組
; H/ ]9 \. Z/ W+ s. ]& ~2 o成        序號        編號        刀具名稱        規(guī)格        數(shù)量        備注
$ A% q7 q- _9 l        1        T013960        拉釘                1       
1 p9 w/ k' I3 l, d! v6 m8 Y- l        2        390、140-50 50 027        刀柄                1       
        3        391、01-50 50 100        接桿        Φ50×100        1       
5 O) @1 V8 {3 v" s1 j9 X0 ~        4        391、68-03650 085        鏜刀桿                1       
        5        R416.3-122053 25        鏜刀組件        Φ41-Φ53        1       
  B" r2 i0 D' P4 ~        6        TCMM110208-52        刀片                1       
        7                                2        GC435
' M9 B  I: o" k! i7 X. g
  E: d" b1 e) W! X
" X) q, Z7 d$ k8 i. y備注       
( j/ l0 r* x  E9 B編制                審校                批準                共頁        第頁
　　不同的機床或不同的加工目的可能會需要不同形式的數(shù)控加工專用技術文件。在工作中，可根據(jù)具體情況設計文件格式。
$ Q6 n/ h9 U; g/ z

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數(shù)控車床程序編制的基礎


HM－077數(shù)控車床
　　針對回轉體零件加工的數(shù)控車床，在車削加工工藝、車削工藝裝備、編程指令應用等方面都有鮮明的特色。為充分發(fā)揮數(shù)控車床的效益，本課程將結合HM－077數(shù)控車床（機床更詳細情況請瀏覽www.mingjing.com）的使用，分析數(shù)控車床加工程序編制的基礎，首先提出以下三個問題來討論：
1 y( D3 E) l' Y! E& V1 ?7 E  l?        數(shù)控車床的工藝裝備
8 Z3 F: G4 l9 W' C7 b* s  T0 E3 q?        對刀
8 k- x' e9 R& e  @. N( F% y2 @0 C+ s?        數(shù)控車床的編程特點
- v1 b4 h  ~% j數(shù)控車床的工藝裝備
" b: e) O8 z4 t" J" V! p. c$ m　　由于數(shù)控車床的加工對象多為回轉體，一般使用通用三爪卡盤夾具，因而在工藝裝備中，我們將以WALTER系列車削刀具為例(更詳細刀具情況請瀏覽www.walter-ag.com)，重點討論車削刀具的選用及使用問題。
1。數(shù)控車床可轉位刀具特點
　　數(shù)控車床所采用的可轉位車刀，與普通車床相比一般無本質的區(qū)別，其基本結構、功能特點是相同的。但數(shù)控車床的加工工序是自動完成的，因此對可轉位車刀的要求又有別于普通車床的刀具，具體要求和特點如下表所示。
要求         特  點         目    的
精度高         采用M級或更高精度等級的刀片；
多采用精密級的刀桿；
6 @2 e5 O, A, U* w0 E用帶微調裝置的刀桿在機外預調好。         保證刀片重復定位精度，方便坐標設定，保證刀尖位置精度。
. d/ z- N1 W" ~* M可靠性高         采用斷屑可靠性高的斷屑槽形或有斷屑臺和斷屑器的車刀；
采用結構可靠的車刀，采用復合式夾緊結構和夾緊可靠的其他結構。         斷屑穩(wěn)定，不能有紊亂和帶狀切屑；
) r1 e' P8 T3 E4 o$ o; u* @適應刀架快速移動和換位以及整個自動切削過程中夾緊不得有松動的要求。
換刀迅速         采用車削工具系統(tǒng)；
0 u8 ?& R' D+ v# |3 V: L3 H采用快換小刀夾。         迅速更換不同形式的切削部件，完成多種切削加工，提高生產效率。
刀片材料         刀片較多采用涂層刀片。         滿足生產節(jié)拍要求，提高加工效率。
刀桿截形         刀桿較多采用正方形刀桿，但因刀架系統(tǒng)結構差異大，有的需采用專用刀桿。         刀桿與刀架系統(tǒng)匹配。
2。數(shù)控車床刀具的選刀過程
1 l( [  ^. N9 _% U' |　　數(shù)控車床刀具的選刀過程，如下圖所示。從對被加工零件圖樣的分析開始，到選定刀具，共需經過十個基本步驟，請在下圖中點擊黃色箭頭指向的動畫圖片以查看具體說明。圖中兩個黃色箭頭表示可任選其中一個開始工作，選刀工作過程從第1圖標“零件圖樣”開始，經箭頭所示的兩條路徑，共同到達最后一個圖標“選定刀具”，以完成選刀工作。其中，第一條路線為：零件圖樣、機床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統(tǒng)、選擇刀片形狀，主要考慮機床和刀具的情況；第二條路線為：工件影響因素、選擇工件材料代碼、確定刀片的斷屑槽型代碼或ISO斷屑范圍代碼、選擇加工條件臉譜，這條路線主要考慮工件的情況。綜合這兩條路線的結果，才能確定所選用的刀具，完成選刀工作過程。請點擊黃色箭頭指向的動畫圖片以查看具體說明。
. Y' C& P: O' L% ]對刀
& E3 r, C! a. s9 z　　數(shù)控車削加工中，應首先確定零件的加工原點，以建立準確的加工坐標系，同時考慮刀具的不同尺寸對加工的影響。這些都需要通過對刀來解決。
1。一般對刀
　　一般對刀是指在機床上手動對刀。下面以Z向為例說明對刀方法，見圖1。
/ f$ l+ g- ~6 |4 N2 K# L　　刀具安裝后，移動刀具手動切削工件右端面，沿X向退刀，將右端面與加工原點距離N輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀具Z向對刀過程。
　　手動對刀是基本對刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的“試切--測量--調整”的對刀模式，占用較多的在機床上時間。此方法較為落后。
6 m5 _. ~# M9 F2。機外對刀儀對刀
! T% ~7 t+ T' G+ J0 k( W: F　　機外對刀的本質是測量出刀具假想刀尖點到刀具臺基準之間X及Z方向的距離。利用機外對刀儀可將刀具預先在機床外校對好，以便裝上機床后將對刀長度輸?shù)较鄳毒哐a償號即可以使用，如圖2所示。
3。自動對刀
& d; e9 x( V" a: c' O　　自動對刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的，刀尖以設定的速度向接觸式傳感器接近，當?shù)都馀c傳感器接觸并發(fā)出信號，數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬間的坐標值，并自動修正刀具補償值。
0 R% ^5 A/ U* n0 a, M) o

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數(shù)控車床的編程特點
/ B7 h4 l1 D: @4 a7 i1。加工坐標系
- M3 `: {1 D1 _: b% Y2 d. `　　加工坐標系應與機床坐標系的坐標方向一致，X軸對應徑向，Z軸對應軸向，C軸（主軸）的運動方向則以從機床尾架向主軸看，逆時針為＋C向，順時針為－C向，如圖1所示：
　　 加工坐標系的原點選在便于測量或對刀的基準位置，一般在工件的右端面或左端面上。
2。、直徑編程方式
7 Q$ |6 S7 w3 a4 k　　在車削加工的數(shù)控程序中，X軸的坐標值取為零件圖樣上的直徑值，如圖2所示：圖中A點的坐標值為（30，80），B點的坐標值為（40，60）。采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標注一致，這樣可避免尺寸換算過程中可能造成的錯誤，給編程帶來很大方便。
1 M) t9 @! q% Z3 t- a3。進刀和退刀方式
9 P  \# B0 A& e, `3 c0 |　　對于車削加工，進刀時采用快速走刀接近工件切削起點附近的某個點，再改用切削進給，以減少空走刀的時間，提高加工效率。切削起點的確定與工件毛坯余量大小有關，應以刀具快速走到該點時刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。
  p& m2 I4 e6 _  x; _數(shù)控車床的基本編程方法
4 \& b; B5 B0 c( o, B* }　　數(shù)控車削加工包括端面車削加工、內外圓柱面的車削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復雜外形輪廓回轉面的車削加工等，在分析了數(shù)控車床工藝裝備和數(shù)控車床編程特點的基礎上，下面將結合配置FANUC-0T數(shù)控系統(tǒng)的HM-077數(shù)控車床
F功能
/ |# n+ h! o) m4 ~7 o4 q1。每轉進給量
編程格式 G95 F~
" m) J- ?7 n  ~6 @3 zF后面的數(shù)字表示的是主軸每轉進給量：mm/r。
9 b: N: E/ }4 A4 e3 Y9 P例：G95 F0.2 表示進給量為0.2 mm/r。
2。每分鐘進給量
, U/ y& E+ f8 x% ^  e編程格式 G94 F~
  H( ?, Q$ o6 f8 Q5 c# KF后面的數(shù)字表示的是每分鐘進給量： mm/min。
) h5 ~  I2 I  V+ i; |例：G94 F100 表示進給量單位設定為每分鐘進給量為100mm/min
  H/ f. X7 p. w$ B3 qS功能
1．最高轉速限制
  [! X* ~" P; B編程格式 G50 S～
% t" A* \9 V( M# a: i  ]S后面的數(shù)字表示的是最高轉速：r/min。

# |- w, \" ^7 _! o% B$ K. O2 t! F
& I) }) V4 y" |/ Z# o4 r恒線速速度切削方式
例：G50 S3000 表示最高轉速限制為3000r/min。
# ^( y, l) R5 G$ G" Q9 i! F2．恒線速控制
編程格式 G96 S～
S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度 m/min。
# D: \( Y1 Y: b% e例：G96 S150 表示切削點線速度控制在150 m/min。
　　對圖中所示的零件，為保持A、B、C各點的線速度在150 m/min，則各點在加工時的主軸轉速分別為：
A：n=1000×150÷(π×40)=1193 r/min
B：n=1000×150÷(π×60)=795r/min
C：n=1000×150÷(π×70)=682 r/min
2 R! |7 P/ @* i3 D- k5 L+ Q3．恒線速取消
/ N  K! [; x9 N  s* E8 y編程格式 G97 S～
) o* z/ l6 I/ s; bS后面的數(shù)字表示的是恒線速控制取消后主軸轉速，如S未指定，將保留G96的最終值。
: s7 A1 i8 W! l' K! y- }$ [9 |) F: d; ~例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉速3000 r/min。
T功能
3 \/ v* d# i; f. a2 W8 g  G　　T后面有四位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀具長度補償號，又是刀尖圓弧半徑補償號。
例：T0303 表示選用3號刀及3號刀具長度補償值和刀尖圓弧半徑補償值
7 R. k" @9 C" B, \, uT0300 表示取消刀具補償
" X2 f  _& }$ C. \4 ?8 _M功能
M00： 程序暫停，可用NC啟動命令（CYCLE START）使程序繼續(xù)運行；
M01：計劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機床“任選停止按鈕”選擇是否有效；
1 S7 d1 A0 Q  V$ R; v* @M03：主軸順時針旋轉；
M04：主軸逆時針旋轉；
0 ?+ N' `6 G8 [+ o3 \9 ~M05：主軸旋轉停止；
M08：冷卻液開；
M09：冷卻液關；
M30：程序停止，程序復位到起始位置。
( B1 M$ d5 x/ }( h9 q加工坐標系設定
# }. Y  {) |8 `7 Z編程格式 G50 X～ Z～
; i" ~) I" E1 `" Z2 b# ZX、Z的值是起刀點相對于加工原點的位置。
4 I$ b: p/ N  d0 ~在數(shù)控車床編程時，所有X坐標值使用直徑值，如下圖所示。
# K$ o1 h1 ?0 N" J0 n5 H+ X( aG50使用方法與G92類似。
; S2 ^: \7 R$ d4 l* q9 l例：按下圖設置加工坐標
G50 X128.7 Z375.1。
3 ?* i9 W' c! B" c, c( p

設定加工坐標系
倒角、倒圓編程
1。45度倒角
　　由軸向切削向端面切削倒角，即由Z軸向X軸倒角，i的正負根據(jù)倒角是向X軸正向還是負向,如圖1a所示。
編程格式 G01 Z(W)～ I±i
　　由端面切削向軸向切削倒角，即由X軸向Z軸倒角，k的正負根據(jù)倒角是向Z軸正向還是負向，如圖1b所示。
% G- _; a: Y+ b  D+ G* w編程格式 G01 X(U)～ K±k
, s( W) R; N- O* I4 G                   
a         b        圖2 任意角度倒角
圖1 倒角         
; O! F6 _! [8 \) Q7 W0 D9 a2。任意角度倒角
　　在直線指令尾部加上C～，可自動插入任意角度的倒角功能。C的數(shù)值是從假設沒有倒角的拐角交點距倒角始點或與終點之間的距離，如圖2所示。
例：G01 X50 C10
　　X100 Z-100
2 P  u' J: f0 c( U( H+ S3。倒圓角
編程格式 G01 Z(W)～ R±r時，圓弧倒角情況如圖3a所示。
編程格式 G01 X(U)～ R±r時，圓弧倒角情況如圖3b所示。
8 n6 N0 p: M) ^0 |# y7 x

  s( j8 s- T) i' x

a         b        圖4 任意角度倒圓
5 w# }* M) w& K9 @. A* v  ]1 D- N. [圖3 倒圓         


圖5 應用例圖
& F" n' }8 l- m2 r- Q
3 P) m: A0 ]8 U! y4。任意角度倒圓角
  B8 B& ~  [. f4 y2 b4 _) g若程序為G01 X50 R10 F0.2
. M5 u; ^" c$ |0 i* x) Z6 L　　　　X100 Z-100
則加工情況如圖4所示。
3 b7 i- @$ {6 X& {8 ?例：加工圖5所示零件的輪廓，程序如下：
/ c8 ?) N, B+ m5 R% y; Z$ aG00 X10 Z22
8 @/ {% C; ]9 D) X& E+ b  U) {- A9 jG01 Z10 R5 F0.2
5 U# \% }. w! N" jX38 K-4
Z0
刀尖圓弧自動補償功能
" S0 `) C" D) H" E. S: {　　編程時，通常都將車刀刀尖作為一點來考慮，但實際上刀尖處存在圓角，如圖1所示。當用按理論刀尖點編出的程序進行端面、外徑、內徑等與軸線平行或垂直的表面加工時，是不會產生誤差的。但在進行倒角、錐面及圓弧切削時，則會產生少切或過切現(xiàn)象，如圖2所示。具有刀尖圓弧自動補償功能的數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計算出補償量，避免少切或過切現(xiàn)象的產生。
/ L: O- Q! g  x7 q# w


( m. _% ^" l7 L
圖1 刀尖圓角R        圖2 刀尖圓角R造成的少切與過切        圖3 刀尖圓角R的確定方法
4 M+ K% {. H& C" R
4 g7 m, E/ ^$ F* o! M$ ?& C
圖4 刀具補償編程

+ [8 k6 {: u; E; U# LG40--取消刀具半徑補償，按程序路徑進給。
# e% c7 a3 U2 u8 ^; KG41--左偏刀具半徑補償，按程序路徑前進方向刀具偏在零件左側進給。
! d6 D2 p! R. j3 u* B+ O" K* w8 hG42--右偏刀具半徑補償，按程序路徑前進方向刀具偏在零件右側進給。
　　在設置刀尖圓弧自動補償值時，還要設置刀尖圓弧位置編碼，指定編碼值的方法參考圖3。
( k( O' p- k. a$ R: e3 c! S　　例：應用刀尖圓弧自動補償功能加工圖4所示零件：
刀尖位置編碼：3
N10 G50 X200 Z175 T0101
/ `9 c6 f& ^! |4 S' }0 ON20 M03 S1500
4 b' R: p0 I$ b, \1 a! z+ ^N30 G00 G42 X58 Z10 M08
4 g! K5 d( ?# D6 y& b3 LN40 G96 S200
) P4 W' M; C/ S6 {' N. @N50 G01 Z0 F1.5
) \. R; I/ R  F0 DN60 X70 F0.2
" p3 s: s$ [4 U& o- r( @/ v" QN70 X78 Z-4
N80 X83
( c4 _! u# e- jN90 X85 Z-5
N100 G02 X91 Z-18 R3 F0.15
* w: L/ r' S6 J6 I9 |N110 G01 X94
N120 X97 Z-19.5
N130 X100
N140 G00 G40 G97 X200 Z175 S1000
N150 M30

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單一固定循環(huán)可以將一系列連續(xù)加工動作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一個循環(huán)指令完成，從而簡化程序。
1．圓柱面或圓錐面切削循環(huán)
　　圓柱面或圓錐面切削循環(huán)是一種單一固定循環(huán)，圓柱面單一固定循環(huán)如圖1所示，圓錐面單一固定循環(huán)如圖3所示。
/ G& M" P  H: e8 c. P2 d% \（1）圓柱面切削循環(huán)
編程格式 G90 X(U)～ Z(W)～ F～
式中：X、Z——圓柱面切削的終點坐標值；
U、W——圓柱面切削的終點相對于循環(huán)起點坐標分量。
9 K( F* b1 \+ c" x) Z7 _　　例：應用圓柱面切削循環(huán)功能加工圖2所示零件。
N10 G50 X200 Z200 T0101
N20 M03 S1000
N30 G00 X55 Z4 M08
N40 G01 G96 Z2 F2.5 S150
& t' K7 q9 E( N/ h- xN50 G90 X45 Z-25 F0.2
N60 X40
" P* s  }) H0 A" C9 f& I7 \N70 X35
' C3 ]- I3 ?+ q* A3 y. pN80 G00 X200 Z200
. ^8 N: ~- c" }; n1 i9 c! E1 B1 VN90 M30
5 s8 M2 V1 ?6 C9 z  h6 f  G（2）圓錐面切削循環(huán)
編程格式 G90 X(U)～ Z(W)～ I～ F～
7 R) o1 q1 c# K1 z$ o" l  I" b式中：X、Z——圓錐面切削的終點坐標值；
. t' u' X" ]% T/ y: DU、W——圓柱面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標；
! q- i  k9 Q# w1 d2 M) P- uI——圓錐面切削的起點相對于終點的半徑差。如果切削起點的X向坐標小于終點的X向坐標，I值為負，反之為正。如圖3所示。
　　例：應用圓錐面切削循環(huán)功能加工圖4所示零件。
……
% U+ E1 X) _- w8 b- m2 f; _G01 X65 Z2
3 Q' n6 U6 V: J- {G90 X60 Z-35 I-5 F0.2
X50
G00 X100 Z200
$ i) m* P4 i. ~( [) }& }, {……
2 T+ m" t6 G4 f( m( [2．端面切削循環(huán)
% |6 s# a1 y# J5 W8 u: V( c) y　　端面切削循環(huán)是一種單一固定循環(huán)。適用于端面切削加工，如圖5所示。
/ m9 O4 O% h7 ?5 {

5 C9 }4 k$ ^" z/ _1 l圖6 錐面端面切削循環(huán)

, r0 B2 _" s& Z
. ?8 v% L* i# b- v圖7 G94的用法（錐面）
2 C, ~9 r  M& Y2 t" r（1）平面端面切削循環(huán)
1 t1 L1 O$ V* Q; f  |+ A編程格式 G94 X(U)～ Z(W)～ F～
式中：X、Z——端面切削的終點坐標值；
U、W——端面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標。
（2）錐面端面切削循環(huán)
編程格式 G94 X(U)～ Z(W)～ K～ F～
式中：X、Z——端面切削的終點坐標值；
U、W——端面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標；
K—— 端面切削的起點相對于終點在Z軸方向的坐標分量。當起點Z向坐標小于終點Z向坐標時K為負，反之為正。如圖6所示。
　　例：應用端面切削循環(huán)功能加工圖7所示零件。
……
G94 X20 Z0 K-5 F0.2
/ m* q- G$ f6 L: {% r5 Q2 lZ-5
" g. K+ D5 }! [; \2 RZ-10
……
復合固定循環(huán)
　　在復合固定循環(huán)中，對零件的輪廓定義之后，即可完成從粗加工到精加工的全過程，使程序得到進一步簡化。