1、數數 控控 編編 程程1概概 述述 數控加工不需手工進行直接操作，而是通過給定一系列的數控加工不需手工進行直接操作，而是通過給定一系列的指令，形成數控加工程序，經數控系統處理后，使機床自指令，形成數控加工程序，經數控系統處理后，使機床自動完成零件加工。改變加工程序便可以很方便地在一臺數動完成零件加工。改變加工程序便可以很方便地在一臺數控機床上完成多種零件的加工。控機床上完成多種零件的加工。 從零件圖紙到編制零件加工程序和制作控制介質的全部過從零件圖紙到編制零件加工程序和制作控制介質的全部過程，稱為程序編制。程，稱為程序編制。 程序編制分為手工和自動編程兩種。程序編制分為手工和自動編程兩種。 顯

2、然，在加工前要編制零件加工程序，而編程又要先確定顯然，在加工前要編制零件加工程序，而編程又要先確定工件的加工工藝。所以我們首先要熟知工件的加工工藝。所以我們首先要熟知數控車床基礎數控車床基礎及及數數控加工工藝控加工工藝。2數控車床基礎數控車床基礎一、數控車床的功能及特點 數控車床又稱CNC車床，能自動完成對軸類與盤類零件內外圓柱面、圓錐面、圓弧面、螺紋等切削加工，并能進行切槽、鉆孔、和鉸孔等工作。數控車床具有加工精度穩定性好、加工靈活、通用性強，能適應多品種、小批生產自動化的要求，特別適合加工形狀復雜的軸類或盤類零件。3數控車床基礎數控車床基礎二、數控車床的布局 數控車床床身導軌與水平面的相對

3、位置 水平床身 水平床身斜刀架 斜床身 立床身4數控車床基礎數控車床基礎三、數控車床刀具的選擇5數控車床基礎數控車床基礎四、數控車床坐標系統 1、坐標系：坐標系：機床中使用順時針方向的直角坐標系（右手直角坐標系），機床中的運動是指刀具和工件之間的相對運動，是刀具相對于靜止的工件的運動。6數控車床基礎數控車床基礎（1 1）Z Z軸的確定軸的確定 Z Z軸是傳遞切削力的主軸所規定的主軸軸向。對于銑軸是傳遞切削力的主軸所規定的主軸軸向。對于銑床、鏜床、鉆床等是帶動刀具旋轉的軸；對于車床、磨床床、鏜床、鉆床等是帶動刀具旋轉的軸；對于車床、磨床等是帶動工件旋轉的軸。其方向是平行于主軸軸線，遠離等是帶動工

4、件旋轉的軸。其方向是平行于主軸軸線，遠離工件方向為正方向。工件方向為正方向。 X X軸一般是水平的，平行于工件的裝夾平面。它平行軸一般是水平的，平行于工件的裝夾平面。它平行于主要的切削方向，且以此方向為主方向。于主要的切削方向，且以此方向為主方向。7數控車床基礎數控車床基礎（3 3）Y Y軸的確定軸的確定 Y Y軸的運動方向則根據軸的運動方向則根據X X軸和軸和Z Z軸按右手法則確定。軸按右手法則確定。（4 4）轉動方向的確定）轉動方向的確定 圍繞圍繞X X、Y Y、Z Z軸的轉動分別用軸的轉動分別用A A、B B、C C表示，它們的表示，它們的正方向為右旋螺紋前進的方向正方向為右旋螺紋前進的

5、方向8數控車床基礎數控車床基礎2、機床坐標系、機床原點和機床參考點 機床坐標系是機床固有的坐標系，機床坐標系的原點稱為機床原點或機床零點。在機床經過設計、制造和調整后，這個原點就被確定下來了，它是機床上固有的一個點。數控車床一般將機床原點定義在卡盤后端面與主軸旋轉中心的交點上。 機床坐標系的建立方法：（1）X軸正方向朝上建立，適用于斜床身和水平床身斜導軌的臥式數控車床，由于刀架處于操作者的外側，俗稱上手刀；（2）X軸正方向朝下建立，適用于水平床身的臥式數控車床，由于刀架處于操作者的內側，俗稱下手刀； 如下圖所示9數控車床基礎數控車床基礎10數控車床基礎數控車床基礎 機床參考點可以與機床零點重合

6、，也可以不重合，通過參數設定機床參考點到機床零點的位置的距離。機床回到參考點的位置，也就知道了該坐標軸的機床零點位置。CNC就建立起了機床坐標系。 機床參考點距機床原點在其進給方向上的距離在出廠時已經確定，可以利用功能鍵回參考點，也可以利用G28指令使刀架回參考點。11數控車床基礎數控車床基礎臥式數控車床臥式數控車床12數控車床基礎數控車床基礎3、工件坐標系（工件坐標系（WCSWCS）和工件原點和工件原點 工件坐標系是編程人員在編程時使用的，由編程人員以工件圖紙工件坐標系是編程人員在編程時使用的，由編程人員以工件圖紙上的某一固定點位原點（也稱工件原點）所建立的坐標系，編程尺寸上的某一固定點位原

7、點（也稱工件原點）所建立的坐標系，編程尺寸都按工件坐標系中的尺寸確定。工件坐標系的各坐標軸與機床坐標系都按工件坐標系中的尺寸確定。工件坐標系的各坐標軸與機床坐標系相應的坐標軸平行。相應的坐標軸平行。 工件原點選擇的原則：工件原點選擇的原則： （1 1）工件原點選在工件圖樣的尺寸基礎上。）工件原點選在工件圖樣的尺寸基礎上。 （2 2）能使工件方便地裝卡、測量和檢驗。）能使工件方便地裝卡、測量和檢驗。 （3 3）工件原點盡量選在尺寸精度高、粗糙度較細的工件表面上。）工件原點盡量選在尺寸精度高、粗糙度較細的工件表面上。 （4 4）對于有對稱形狀的幾何零件，工件零件最好選在對稱中心上。）對于有對稱形狀

8、的幾何零件，工件零件最好選在對稱中心上。13數控車床基礎數控車床基礎 對于車床工件零點在Z軸的位置由編程人員自由選取，在X軸的位置始終位于旋轉軸中心線上。14數控車床基礎數控車床基礎 工件的裝夾：當工件裝夾到機床上后，工件坐標系原點相對于機床坐標系原點的座標值偏移量可以作為可設定的零點偏移輸入到給定的數據區，當NC程序運行時，此值可以用一個編程指令（G54G57）來選擇。15數控車床基礎數控車床基礎機床機床原點原點工件工件原點原點機床參機床參考點考點編程編程原點原點數控車床坐標系及相關點的關系數控車床坐標系及相關點的關系16零件的數控加工工藝零件的數控加工工藝 數控加工的中的所有工步、切削用量

9、、走刀路線、加工余量和刀具選擇都要預先確定好并編入程序。 因此要求編程人員對機床的性能、特點、應用、切削規范和刀具等要非常熟悉，否則就無法做到全面、周到地考慮加工的全過程，無法合理地編制零件的加工程序。17零件數控加工工藝性分析1 1）機床的合理選用：）機床的合理選用： 既要保證加工零件的技術要求，加工出合格的產品，又要有利于提高生產率，還要盡可能降低生產成本。2 2）選擇合適的零件安裝方式：）選擇合適的零件安裝方式： 應盡量使工件 能夠一次安裝完成所有的待加工面的加工。合理選擇基準和夾緊方式，以減少誤差環節。3 3）選擇合適的刀具：）選擇合適的刀具： 選擇刀具時應考慮以下要求：工件材質、加工

10、輪廓類型、機床允許的切削用量以及剛性和耐用度等。編程時要規定刀具的結構尺寸和調整尺寸。18零件數控加工工藝性分析4 4）確定加工路線）確定加工路線： 加工路線是指數控加工中刀具相對于工件的運動軌跡。確定加工路線應在保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，充分發揮機床的效能。 對于點位控制的機床應盡可能縮短走刀路線，減少空行程時間，提高生產效率。 旋轉體類零件應用數控車床加工，由于車銷的零件的毛坯多為棒料或鍛件，加工余量大且不均勻，因此合理的制定促加工路線是編程的關鍵所在。19程序編制程序編制一、編制數控程序常用的指令代碼一、編制數控程序常用的指令代碼1.1.準備功能代碼（準備功能代碼（G G代碼

11、）代碼） 準備功能代碼用于指定一些動作或選擇一種操作方式，它使用G代碼編程。 模態代碼是指某些G代碼在一個程序段被指定后，直到以后程序段出現同組的另一個代碼時才失效的G代碼，如G1，G2等。 非模態代碼是指只有書寫了該代碼時才有效的代碼，如G70，G71等。2.2.輔助功能代碼（輔助功能代碼（M M代碼）代碼） 輔助功能代碼（M代碼）用于指令控制功能和機床功能，多與程序執行和機械控制有關。20程序編制程序編制3. 3. F F、S S、T T指令指令 1）F功能：指定進給速度 每轉進給（G99）：系統開機狀態為G99狀態，只有輸入G98指令后，才會被取消，單位為mm/r。 每分進給（G98）：

12、G98被執行一次后，系統將繼續保持G98狀態，直到輸入G99取消，單位為mm/min。 2）S功能：指定主軸轉速 3）T功能：指數控系統進行換刀 在FANUC 0i Mate-TC系統中，采用T“2位+2位”的形式。例如，T0101表示采用1號刀具和1號刀補。在SIEMENS系統中采用T1D1，T2D2等。21程序編制程序編制二、程序結構二、程序結構 NC程序由各個程序段組成，每個程序段執行一個加工步驟，程序段由若干個字組成，最后一個程序段包含程序結束符M30。程序字按其功能的不同可分為：順序號字、準備功能字、尺寸字、進給功能字、主軸轉速功能字、刀具功能字和輔助功能字7種類型。22程序編制程序

13、編制1、程序名（FANUC 0i Mate-TC系統）每個程序均有一個程序名，程序名可以按以下規則確定：開始的第一個符號必須是字母，格式為O。其后的為加工程序號，可以從00009999，最多為5個字符。不得使用分隔符。23程序編制程序編制2、程序段結構一個程序段中包含執行一個工序所需的全部數據，程序段由若干個字和段結束符組成。程序段中有多個指令時建議按如下順序： NGXYZFSTDM以5或10為間隔選擇程序段號，以便以后插入程序段時不會改變程序段號的位置。在不需要每次都要執行的程序段號前面可以加上斜線符“/”，當程序段跳躍功能生效時，該段被跳過不執行?？梢栽诔绦蚨魏竺婕由献⑨寣Τ绦蚨芜M行說明。

14、24程序編制程序編制3、主程序與子程序（1 1）子程序：）子程序：將重復出現的程序串單獨抽將重復出現的程序串單獨抽出來，按一定的格式寫成子程序，供主出來，按一定的格式寫成子程序，供主程序調用。程序調用。（2 2）子程序的格式：）子程序的格式：除有子程序名外，還除有子程序名外，還要有子程序結束代碼字。其余部分與主要有子程序結束代碼字。其余部分與主程序相同。程序相同。（3 3）主程序：）主程序：程序中字子程序以外的部分程序中字子程序以外的部分便稱為主程序。便稱為主程序。25程序編制程序編制三、準備功能指令（G代碼） 1、快速移動G0G0用于快速定位刀具，不對工件進行加工，可以幾個坐標軸同時運行產生

15、一個線性軌跡?？焖僖苿拥淖畲笏俣戎翟跈C床數據中規定。用G0快速移動時，F地址下編程的進給率無效。G0為模態代碼，一直有效直到被同組中其他的G指令取代。例如： N10 G0 X100 Z60 ;快速定到X100 Z60處。26程序編制程序編制編程格式為：編程格式為：G0 X40 Z6O G0指令運用指令運用406ZX27程序編制程序編制2、帶進給率的線性插補：帶進給率的線性插補：G1G1 刀具以地址刀具以地址F F下編程的進給速度沿直線從起始點移動到目下編程的進給速度沿直線從起始點移動到目標位置。標位置。G1G1為為模態代碼模態代碼。 G1 XYZFG1 XYZF28程序編制程序編制 絕對坐標編

16、程為：絕對坐標編程為：G1 X40 Z-80 F0.4 相對坐標編程為：相對坐標編程為：G1 U0 W-80 F0.4O G1指令運用指令運用40ZX8029程序編制程序編制 編程練習編程練習N10 M03 S800 T0101N10 M03 S800 T0101N20 G0 X6 Z2N20 G0 X6 Z2N30 G1 Z-6 F0.25N30 G1 Z-6 F0.25N40 X12 Z-12N40 X12 Z-12N50 Z-20N50 Z-20N60 X16N60 X16N70 Z-32N70 Z-32N80 G0 X100N80 G0 X100N90 Z100N90 Z100N100

17、 M30N100 M30% %30程序編制程序編制3、圓弧插補：圓弧插補：G02G02，G03G03 刀具以地址F下編程的進給速度沿圓弧軌跡從起始點運動到終點，方向由G指令確定。兩者均為模態代碼。 圓弧一般可以按半徑和終點座標方式表示。 程序段格式：G02/G03 X_ Z_ R_ F_ ;31程序編制程序編制32程序編制程序編制半徑法：半徑法： G02 X60.0 Z-23.0 R23 F0.30ZXO601433程序編制程序編制半徑法：半徑法： G03 X60.0 Z-30.0 R30 F30ZXO60G03指令運指令運用用34程序編制程序編制4、內/外徑車削固定循環G90該循環主要用于圓

18、柱面和圓錐面的循環切削。 （1）直線切削循環 程序段格式： G90 X(U)_ Z(W)_ F_ 如下圖所示，刀具從循環起點開始矩形循環，最后又回到循環起點。35程序編制程序編制加工如圖的輪廓：加工如圖的輪廓：O0001；N5 M3 S800 T0101; N10 G0 X42 Z2;N15 G90 X37 Z-20 F0.25;N20 X34 Z-20;N25 X31 Z-20;N30 X28 Z-20;N35 X25 Z-20;N40 X22 Z-20;N45 G0 X100;N50 Z100;N60 M30;%36程序編制程序編制（2）錐面切削循環 程序段格式為： G90 X(U)_ Z

19、(W)_ F_； X、Z為圓錐面切削終點坐標值；U、W為圓錐切削終點相對于起點的增量值；其加工順序按1、2、3進行。R為錐體起、終點的半徑差。為了避免崩刀，刀具在Z向應有一定的安全距離，所以在考慮R時，應按延伸后的值考慮（如圖中，R應是-6.25，而不是-5）。注意R的符號，應是起點值減去終點值。37程序編制程序編制加工右圖的圓錐輪廓：O0001；N5 M3 S800 T0101 F0.25;N10 G0 X41 Z5;N15 G90 X40 Z-20 R-6.25;N20 X35 Z-20;N25 X30 Z-20;N30 G0 X100;N35 Z100;N40 M30;%38程序編制程序

20、編制39程序編制程序編制5、單行程螺紋切削指令G32 G32指令可以執行單行程螺紋切削，螺紋切削車刀進給運動嚴格根據輸入的螺紋導程進行。但是螺紋車刀的切入、切出、返回等均需要另外編入程序，編寫的程序比較多，在實際編程中一般很少使用G32指令。 程序格式為：G32 X(U)_ Z(W)_ F_ X、Z為螺紋終點坐標；U、W為螺紋終點相對起點的增量值；F為螺紋導程。 40程序編制程序編制6、螺紋切削固定循環指令G92 該指令可以切削錐螺紋和圓柱螺紋，其循環路線與前述的單一固定循環G90基本相同，只是F后面的進給量改為螺距值即可。 （1）直螺紋的切削循環 程序格式為： G92 X(U)_ Z(W)_

21、 F_; （2）錐螺紋的切削循環 程序格式為： G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;41程序編制程序編制42程序編制程序編制 加工上圖所示的圓柱螺紋O0001；N10 M3 S600 T0303; 主軸啟動N15 G0 X32 Z4; 快速到達循環起點N20 G92 X29.1 Z-27 F2; 切削螺紋第1次N25 X28.5; 模態指令，切削螺紋第2次N30 X27.9; 切削螺紋第3次N35 X27.5; 切削螺紋第4次N40 X27.4; 切削螺紋第5次（精車）N45 G0 X100 Z100; 快速退出N50 M30; 程序結束% 程序結束符號43程序編制程序編制 7 7、復

22、合循環、復合循環G70G70、G71G714445編程練習編程練習1編制圖示零件的加工程序，其中點劃線部分為工件毛坯O0001N10 M3 S500 T0101 F0.25；N20 G0 X46 Z2； （到循環起點位置）N40 G71 U1.5 R2；N50 G71 P60 Q150 U0.5；（粗切循環加工） N60 G1 X6 ； N70 Z0；N80 X10 Z-2；（粗加工倒245角）N90 Z-20； （粗加工10外圓）N100 G02 X20 Z-25 R5；(粗加工R5圓?。㎞110 G01 Z-35； (粗加工20外圓)N120 G03 X34 Z-42 R7；(粗加工R7圓弧）N130