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1、數(shù)控加工工藝與編程學(xué)習(xí)第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底n1.1 數(shù)控編程概述數(shù)控編程概述 n 編程就是將加工零件的加工編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深參數(shù)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度以及輔助操作換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、度以及輔助操作換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等加工冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。的代碼，按一定格式編寫成加工程序。n 數(shù)控機(jī)床程序編制過(guò)程主要包括：數(shù)控機(jī)床程序編制過(guò)程主要包括：分析零

2、件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗(yàn)。編寫零件程序、程序校驗(yàn)。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底 程序編制可分成手工編程和自動(dòng)編程兩類。手工編程時(shí)，整個(gè)程序的編制過(guò)程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)那么，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說(shuō)數(shù)控編程的大局部工作由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底n我們熟悉的自動(dòng)編程軟件：我們熟悉的自動(dòng)編程軟件：n 1

3、、CAXA 制造工程師制造工程師-北航海爾軟件北航海爾軟件n 第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底 2、Mastercam-美國(guó) CNC Software 公司第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底 3、PRO/E-美國(guó) PTC 公司第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底n1.2 坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)n1.2.1 機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)床坐標(biāo)軸n 為了簡(jiǎn)化編程和保證程序的通用性，對(duì)為了簡(jiǎn)化編程和保證程序的通用性，對(duì)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和方向命名制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和方向命名制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定直線進(jìn)給坐標(biāo)軸用規(guī)定直線進(jìn)給坐標(biāo)軸用X、Y、Z表示，常稱根本表示，常稱根本坐標(biāo)軸。坐標(biāo)軸。X、Y、Z 坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手定坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用

4、右手定那么決定，如圖那么決定，如圖1.2.1所示，圖中大拇指指向所示，圖中大拇指指向 X 軸軸的正方向，食指指向的正方向，食指指向Y軸的正方向，中指指向?yàn)檩S的正方向，中指指向?yàn)?Z 軸的正方向。軸的正方向。n 圍繞圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸用軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸用A、B、C 表示，根據(jù)右手螺旋定那么，以大拇指指向表示，根據(jù)右手螺旋定那么，以大拇指指向+X，+Y，+Z 方向，那么食指、中指等的指向是圓方向，那么食指、中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)+A，+B，+C方向。方向。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底圖圖 1.2.1 機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)床坐標(biāo)軸第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

5、，有的由主軸帶動(dòng)刀具運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，有的由工作臺(tái)帶著工件運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。坐標(biāo)軸正方向，是假定工件不動(dòng)，刀具相對(duì)于工件做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。機(jī)床坐標(biāo)軸的方向取決于機(jī)床的類型和各組成局部的布局，對(duì)車床而言：Z 軸與主軸軸線重合，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆 軸的正方向；X 軸垂直于 Z 軸，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)塔刀架的徑向移動(dòng)，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)?X 軸的正方向；Y 軸通常是虛設(shè)的與 X軸和Z軸一起構(gòu)成遵 循右手定那么的坐標(biāo)系統(tǒng)。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底 對(duì)于上位刀架后置刀架機(jī)床，其坐標(biāo)系為：X 軸向上為正，Z軸向右為正；對(duì)于下位刀架前置刀架機(jī)床，其坐標(biāo)系為：X 軸向下為正，Z軸向右為正。兩種刀架方向的機(jī)床，其程序及相應(yīng)設(shè)置

6、相同。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底n1.2.2 機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系n 機(jī)床原點(diǎn)也稱為機(jī)床零點(diǎn)，它的位置通機(jī)床原點(diǎn)也稱為機(jī)床零點(diǎn)，它的位置通常由機(jī)床制造廠確定。在機(jī)床經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、制造常由機(jī)床制造廠確定。在機(jī)床經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整之后，這個(gè)原點(diǎn)便被確定下來(lái)，它是固和調(diào)整之后，這個(gè)原點(diǎn)便被確定下來(lái)，它是固定的點(diǎn)。數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)的位置大多數(shù)規(guī)定的點(diǎn)。數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)的位置大多數(shù)規(guī)定在其主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面的交點(diǎn)上；定在其主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面的交點(diǎn)上；數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)的位置大多數(shù)規(guī)定在其工數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)的位置大多數(shù)規(guī)定在其工作臺(tái)上外表的中心點(diǎn)上。作臺(tái)上外表的中心點(diǎn)上。

7、n 以機(jī)床原點(diǎn)作為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)作為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系就是機(jī)床坐標(biāo)系，它是制造和調(diào)整機(jī)床的根底，就是機(jī)床坐標(biāo)系，它是制造和調(diào)整機(jī)床的根底，一般不允許隨意變動(dòng)。一般不允許隨意變動(dòng)。n 第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底n1.2.3 參考點(diǎn)、參考坐標(biāo)系參考點(diǎn)、參考坐標(biāo)系n 數(shù)控裝置上電時(shí)并不知道機(jī)床原數(shù)控裝置上電時(shí)并不知道機(jī)床原點(diǎn)，為了正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐點(diǎn)，為了正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系，通常在每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)標(biāo)系，通常在每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)測(cè)量起點(diǎn)，機(jī)床起置一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)測(cè)量起點(diǎn)，機(jī)床起動(dòng)時(shí)，通常要進(jìn)行機(jī)動(dòng)或手動(dòng)回參考點(diǎn)，動(dòng)時(shí)，通常要進(jìn)行機(jī)

8、動(dòng)或手動(dòng)回參考點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。以建立機(jī)床坐標(biāo)系。n 通過(guò)參數(shù)指定機(jī)床參考點(diǎn)到機(jī)床原通過(guò)參數(shù)指定機(jī)床參考點(diǎn)到機(jī)床原點(diǎn)的距離。點(diǎn)的距離。n 以參考點(diǎn)為原點(diǎn)，坐標(biāo)方向與機(jī)床以參考點(diǎn)為原點(diǎn)，坐標(biāo)方向與機(jī)床坐標(biāo)方向相同建立的坐標(biāo)系叫做參考坐標(biāo)坐標(biāo)方向相同建立的坐標(biāo)系叫做參考坐標(biāo)系，在實(shí)際使用中通常以參考坐標(biāo)系計(jì)算系，在實(shí)際使用中通常以參考坐標(biāo)系計(jì)算坐標(biāo)值。坐標(biāo)值。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底n 1.2.4 工件坐標(biāo)系、程序原點(diǎn) n 工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)使用的，編程人員選擇工件上的某一點(diǎn)為原點(diǎn)也稱程序原點(diǎn)，建立一個(gè)新的坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標(biāo)系所取

9、代。n 工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)選擇要盡量滿足編程簡(jiǎn)單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。一般情況下，程序原點(diǎn)應(yīng)選在尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)上。對(duì)車床編程而言，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)一般選在工件軸線與工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交點(diǎn)上。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底n 1.2.5 對(duì)刀點(diǎn)n 對(duì)刀點(diǎn)是零件程序的起始點(diǎn)，對(duì)刀的目的是確定程序原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，對(duì)刀點(diǎn)可與程序原點(diǎn)重合，也可在任何便于對(duì)刀之處，但該點(diǎn)與程序原點(diǎn)之間必須有確定的坐標(biāo)聯(lián)系。n 可以通過(guò)CNC將相對(duì)于程序原點(diǎn)的任意點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相對(duì)于機(jī)床零點(diǎn)的坐標(biāo)。n 加工開始時(shí)要設(shè)置工件坐標(biāo)系，用G92指令可建立工件坐標(biāo)系；用G54G59 及T指

10、令刀具指令可選擇工件坐標(biāo)系。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底n1.2.6 對(duì)刀操作對(duì)刀操作n 1、進(jìn)入進(jìn)入“刀具偏置表；刀具偏置表；n 2、試切長(zhǎng)度試切工件端面，、試切長(zhǎng)度試切工件端面，+X 方向退方向退刀，不得有刀，不得有 Z 軸位移，輸入此時(shí)刀具在將設(shè)立軸位移，輸入此時(shí)刀具在將設(shè)立的工件坐標(biāo)系下的的工件坐標(biāo)系下的 Z 軸坐標(biāo)值；軸坐標(biāo)值；n 系統(tǒng)源程序公式：系統(tǒng)源程序公式：Z機(jī)機(jī)=Z機(jī)機(jī)-ZI，自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)計(jì)算并將結(jié)果保存到刀具偏置表中。并將結(jié)果保存到刀具偏置表中。n 3、用同一把刀試切直徑試切工件外圓，、用同一把刀試切直徑試切工件外圓，+Z 方向退刀，不得有方向退刀，不得有 X 軸位移，輸入試

11、切后工軸位移，輸入試切后工件的直徑值；件的直徑值；n 系統(tǒng)源程序公式：系統(tǒng)源程序公式：D機(jī)機(jī)=D機(jī)機(jī)-DI,自動(dòng)計(jì)自動(dòng)計(jì)算并將結(jié)果保存到刀具偏置表中。算并將結(jié)果保存到刀具偏置表中。n 4、退出換刀后，用下一把刀重復(fù)第、退出換刀后，用下一把刀重復(fù)第 23 的步的步驟。驟。第一章 數(shù)控機(jī)床編程根底圖圖 3.3.46 刀具偏置的絕對(duì)補(bǔ)償值設(shè)定刀具偏置的絕對(duì)補(bǔ)償值設(shè)定第二章 零件程序的結(jié)構(gòu)n 一個(gè)零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)那么的假設(shè)干個(gè)程序段組成的，而每個(gè)程序段是由假設(shè)干個(gè)指令字組成的。如圖2.1 所示。n 程 序n n%1000n N01 G00 U50 W60n N10 G01 U10

12、0 W500 F150 S300 M03 n N 程序段n N200 M30 n 指令字n 圖2.1 程序的結(jié)構(gòu)第二章 零件程序的結(jié)構(gòu)n 2.1 指令字的格式n 一個(gè)指令字是由地址符指令字符和帶符號(hào)如定義尺寸的字或不帶符號(hào)如準(zhǔn)備功能字G代碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組成的。n 程序段中不同的指令字符及其后續(xù)數(shù)值確定了每個(gè)指令字的含義。n%：零件程序號(hào) N：程序段號(hào) G：準(zhǔn)備功能n F：進(jìn)給速度 S：主軸機(jī)能 T：刀具機(jī)能n M：輔助機(jī)能 D：補(bǔ)償號(hào)第二章 零件程序的結(jié)構(gòu)n2.2 程序的一般結(jié)構(gòu)程序的一般結(jié)構(gòu)n 一個(gè)零件程序必須包括起始符和結(jié)一個(gè)零件程序必須包括起始符和結(jié)束符。束符。n 一個(gè)零件程序是按程序段的

13、輸入一個(gè)零件程序是按程序段的輸入順序執(zhí)行的，而不是按程序段號(hào)的大小順順序執(zhí)行的，而不是按程序段號(hào)的大小順序執(zhí)行的，但書寫或輸入程序時(shí)，建議按序執(zhí)行的，但書寫或輸入程序時(shí)，建議按升序。升序。n 程序的起始符：程序的起始符：%或或O符，后符，后跟程序號(hào)；跟程序號(hào)；n 程序結(jié)束符：程序結(jié)束符：M02或或M30；n 注釋符：括號(hào)注釋符：括號(hào)“內(nèi)或分號(hào)內(nèi)或分號(hào)“；后的內(nèi)容為注；后的內(nèi)容為注n 釋文字。釋文字。第二章 零件程序的結(jié)構(gòu)n2.3 程序的文件名程序的文件名n 通常程序的文件名格式為：通常程序的文件名格式為：n O 地址地址 O 后面必須有四后面必須有四位數(shù)字或字母，如日本位數(shù)字或字母，如日本 F

14、ANUC 系統(tǒng)。系統(tǒng)。n 華中數(shù)控華中數(shù)控HNC-21/22T系統(tǒng)擴(kuò)展了系統(tǒng)擴(kuò)展了標(biāo)識(shí)程序文件的方法，可以使用任意標(biāo)識(shí)程序文件的方法，可以使用任意 DOS文件名既文件名既 8+3 文件名：文件名：1 至至 8 個(gè)字個(gè)字母或數(shù)字加小數(shù)點(diǎn)，再加母或數(shù)字加小數(shù)點(diǎn)，再加 0至至 3個(gè)字母或個(gè)字母或數(shù)字組成，如數(shù)字組成，如“MYPART.001、“O1234等標(biāo)識(shí)零件程序。等標(biāo)識(shí)零件程序。第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系n 3.1 輔助功能M代碼n 輔助功能由地址字 M和其后的一或兩位數(shù)字組成，n 主要用于控制零件程序的走向，以及機(jī)床各種輔助功 n 能的開關(guān)動(dòng)作。n M 功能有非模態(tài)M功能和模態(tài)M功能二種形

15、式。n 非模態(tài)M功能當(dāng)段有效代碼：只在書寫了該代 n 碼的程序段中有效；n 模態(tài)M功能續(xù)效代碼：一組可相互注銷的 M功 n 能，這些功能在被同一組的另一個(gè)功能注銷前一直n 有效。第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系 模態(tài) M功能組中包含一個(gè)缺省功能，系統(tǒng)上電時(shí) 將被初始化為該功能。M 功能還可分為前作用 M 功能和后作用 M 功能二類。前作用 M 功能：在程序段編制的軸運(yùn)動(dòng)之前執(zhí)行；后作用 M 功能：在程序段編制的軸運(yùn)動(dòng)之后執(zhí)行。第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系M 代碼及功能表代碼及功能表代碼模 態(tài)功 能 說(shuō) 明代碼模態(tài)功 能 說(shuō) 明M00非模態(tài)程序暫停M03模態(tài)主軸正轉(zhuǎn)M02非模態(tài)程序結(jié)束M04模態(tài)主軸

16、反轉(zhuǎn)M30非模態(tài)程序結(jié)束并返回程序起點(diǎn)M05模態(tài)主軸停止M07模態(tài)冷卻液打開M98非模態(tài)調(diào)用子程序M08模態(tài)冷卻液打開M99非模態(tài)子程序結(jié)束M09模態(tài)冷卻液關(guān)閉第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系n M00、M02、M30、M98、M99用于控制零件程序的走向，是 CNC內(nèi)定的輔助功能，不由機(jī)床制造商設(shè)計(jì)決定，也就是說(shuō)，與PLC程序無(wú)關(guān)；n 其余 M 代碼用于機(jī)床各種輔助功能的開關(guān)動(dòng)作，其功能不由CNC內(nèi)定，而是由 PLC程序指定，所以有可能因機(jī)床制造商不同而有差異 使用時(shí)須參考機(jī)床使用說(shuō)明書。第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系n3.2 主軸功能主軸功能Sn 主軸功能主軸功能S控制主軸轉(zhuǎn)速，其后的控制主軸轉(zhuǎn)速，其后的數(shù)值表示主軸速度，單位為：轉(zhuǎn)數(shù)值表示主軸速度，單位為：轉(zhuǎn)/每分鐘每分鐘(r/min)。n 恒線速度功能時(shí)恒線速度功能時(shí)S指定切削線速度，指定切削線速度，其后的數(shù)值單位為：米其后的數(shù)值單位為：米/每分鐘每分鐘(m/min)。G96恒線速度有效，恒線速度有效，G97取消恒線速度取消恒線速度n S是模態(tài)指令，是模態(tài)指令，S 功能只有在主軸功能只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時(shí)有效。速度可調(diào)節(jié)時(shí)有效。n S