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1、第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)1.1 1.1 機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系 為了確定機(jī)床個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，為了確定機(jī)床個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，需要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫做機(jī)床需要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫做機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)系1 1 機(jī)床坐標(biāo)軸及其方向機(jī)床坐標(biāo)軸及其方向qq數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軸分為平動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)軸分為平動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸qq數(shù)控機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)，有的是使刀具產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，有數(shù)控機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)，有的是使刀具產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，有的則是使工件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。的則是使工件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。2023/6/241第第二二章章 數(shù)數(shù)控控

2、加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)qq鑒于以上兩方面情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不論機(jī)床的具體鑒于以上兩方面情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不論機(jī)床的具體運(yùn)動(dòng)結(jié)果如何，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一按工件靜止而刀具運(yùn)動(dòng)結(jié)果如何，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一按工件靜止而刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)來(lái)描述，并以右手笛卡爾坐標(biāo)系表相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)來(lái)描述，并以右手笛卡爾坐標(biāo)系表達(dá)，其坐標(biāo)軸用達(dá)，其坐標(biāo)軸用X X，Y Y，Z Z表示，用來(lái)描述機(jī)床的主要表示，用來(lái)描述機(jī)床的主要平動(dòng)軸，稱為基本坐標(biāo)軸，若機(jī)床有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，標(biāo)準(zhǔn)平動(dòng)軸，稱為基本坐標(biāo)軸，若機(jī)床有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繞規(guī)定繞X X，Y Y和和Z Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸分別用軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸分別用A A、B B、C C表示，

3、其表示，其正向按右手螺旋定則確定。正向按右手螺旋定則確定。2023/6/242第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)2 Z2 Z坐標(biāo)軸坐標(biāo)軸q將機(jī)床主軸沿其軸線方向運(yùn)動(dòng)的平動(dòng)軸定義為將機(jī)床主軸沿其軸線方向運(yùn)動(dòng)的平動(dòng)軸定義為Z Z軸。軸。所謂主軸是指產(chǎn)生切削動(dòng)力的軸，例如銑床、鉆床、鏜床所謂主軸是指產(chǎn)生切削動(dòng)力的軸，例如銑床、鉆床、鏜床上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車床上的工件旋轉(zhuǎn)軸。上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車床上的工件旋轉(zhuǎn)軸。q如果主軸能夠擺動(dòng)，即主軸軸線方向是變化的，如果主軸能夠擺動(dòng)，即主軸軸線方向是變化的，則以主軸軸線垂直于機(jī)床工作臺(tái)裝卡面時(shí)的狀態(tài)則以主軸軸線垂直于機(jī)床工作臺(tái)裝

4、卡面時(shí)的狀態(tài)來(lái)定義來(lái)定義Z Z軸。軸。q對(duì)于對(duì)于Z Z軸的方向，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以增大刀具與工件間軸的方向，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以增大刀具與工件間距離的方向?yàn)榫嚯x的方向?yàn)閆 Z軸的正方向。軸的正方向。2023/6/243第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)3 X3 X坐標(biāo)軸坐標(biāo)軸qq將在垂直于將在垂直于Z Z軸的平面內(nèi)的一個(gè)主要平動(dòng)軸指定為軸的平面內(nèi)的一個(gè)主要平動(dòng)軸指定為X X軸，它一般位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)軸，它一般位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)。qq對(duì)于不同類型的機(jī)床，對(duì)于不同類型的機(jī)床，X X軸及其方向有具體的規(guī)定。軸及其方向有具體的規(guī)定。例如對(duì)于銑床、鉆床等

5、刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，若例如對(duì)于銑床、鉆床等刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，若Z Z軸是水平的，軸是水平的，則則X X軸規(guī)定為從刀具向工件方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸，且軸規(guī)定為從刀具向工件方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸，且向右為正向右為正 若若Z Z軸是垂直的，則軸是垂直的，則X X軸規(guī)定為從刀具向立柱軸規(guī)定為從刀具向立柱(若有兩個(gè)立若有兩個(gè)立柱則選左側(cè)立柱柱則選左側(cè)立柱)方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸，且向右為正。方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸，且向右為正。4 Y4 Y坐標(biāo)軸坐標(biāo)軸qqY Y軸及其方向則是根據(jù)軸及其方向則是根據(jù)X X和和Z Z軸按右手法則確定。軸按右手法則確定。2023/6/244第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制

6、制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)2023/6/245第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)5 5 機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。對(duì)某一具體的機(jī)床來(lái)說(shuō)，機(jī)床原點(diǎn)是固定的，是機(jī)對(duì)某一具體的機(jī)床來(lái)說(shuō)，機(jī)床原點(diǎn)是固定的，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置2023/6/246第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 6 6 機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板以及刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板以及刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)和控制的點(diǎn)，也稱為機(jī)

7、床零點(diǎn)。量系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)和控制的點(diǎn)，也稱為機(jī)床零點(diǎn)。參考點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)來(lái)講是一個(gè)固定值。參考點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)來(lái)講是一個(gè)固定值。它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按鈕使移動(dòng)部件移動(dòng)到機(jī)床坐標(biāo)系中的一個(gè)固定不按鈕使移動(dòng)部件移動(dòng)到機(jī)床坐標(biāo)系中的一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)。變的極限點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床在工作時(shí)，移動(dòng)部件必須首先返回參考點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床在工作時(shí)，移動(dòng)部件必須首先返回參考點(diǎn)，測(cè)量系統(tǒng)置零，之后測(cè)量系統(tǒng)即可以以參考點(diǎn)作為測(cè)量系統(tǒng)置零，之后測(cè)量系統(tǒng)即可以以參考點(diǎn)作為基準(zhǔn)，隨時(shí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件的位置。基準(zhǔn)，隨時(shí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件的位置。2023/6/247第第二二章章

8、數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)7 7 工件坐標(biāo)系和工件零點(diǎn)工件坐標(biāo)系和工件零點(diǎn)qq用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是工件零點(diǎn)的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是工件零點(diǎn)qq工件零點(diǎn)的一般選用原則：工件零點(diǎn)的一般選用原則：工件零點(diǎn)選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上，這樣可以直接用圖紙標(biāo)工件零點(diǎn)選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上，這樣可以直接用圖紙標(biāo)注的尺寸作為編程點(diǎn)的坐標(biāo)值，減少計(jì)算工作量；注的尺寸作為編程點(diǎn)的坐標(biāo)值，減少計(jì)算工作量；能使工件方便地裝卡、測(cè)量和檢驗(yàn)；能使工件方便地裝卡、測(cè)量和檢驗(yàn)；工件零點(diǎn)盡量選

9、擇尺寸精度較高、粗糙度比較低地工件表面上，工件零點(diǎn)盡量選擇尺寸精度較高、粗糙度比較低地工件表面上，以提高加工精度和同一批零件的一致性；以提高加工精度和同一批零件的一致性；對(duì)于有對(duì)稱形狀地幾何零件，工件零點(diǎn)最好選擇對(duì)稱中心上。對(duì)于有對(duì)稱形狀地幾何零件，工件零點(diǎn)最好選擇對(duì)稱中心上。2023/6/248第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)8 8 程序原點(diǎn)程序原點(diǎn)為了編程方便，在圖紙上選擇一個(gè)適當(dāng)位置作為程為了編程方便，在圖紙上選擇一個(gè)適當(dāng)位置作為程序原點(diǎn)，也叫編程原點(diǎn)或程序零點(diǎn)。序原點(diǎn)，也叫編程原點(diǎn)或程序零點(diǎn)。對(duì)于簡(jiǎn)單零件，工件零點(diǎn)就是程序零點(diǎn)，這時(shí)的編對(duì)于簡(jiǎn)單零

10、件，工件零點(diǎn)就是程序零點(diǎn)，這時(shí)的編程坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系。程坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系。對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，需要編制幾個(gè)程序或子程序，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，需要編制幾個(gè)程序或子程序，為了編程方便和減少許多坐標(biāo)值的計(jì)算，編程零點(diǎn)為了編程方便和減少許多坐標(biāo)值的計(jì)算，編程零點(diǎn)就不一定設(shè)在工件零點(diǎn)上，而設(shè)在便于程序編制的就不一定設(shè)在工件零點(diǎn)上，而設(shè)在便于程序編制的位置。位置。程序原點(diǎn)一般用程序原點(diǎn)一般用G92G92或或G54G59G54G59（對(duì)于數(shù)控鏜銑床）對(duì)于數(shù)控鏜銑床）和和G50G50（對(duì)于數(shù)控車床）指定對(duì)于數(shù)控車床）指定2023/6/249第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程

11、的幾何基礎(chǔ)1.2 1.2 原點(diǎn)偏移原點(diǎn)偏移qq現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都要求機(jī)床在回零操作，即使機(jī)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都要求機(jī)床在回零操作，即使機(jī)床回到程序原點(diǎn)或機(jī)床參考點(diǎn)之后，通過(guò)手動(dòng)或程床回到程序原點(diǎn)或機(jī)床參考點(diǎn)之后，通過(guò)手動(dòng)或程序命令初始化控制系統(tǒng)后，才能啟動(dòng)。序命令初始化控制系統(tǒng)后，才能啟動(dòng)。qq機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)之間的偏移值存放在機(jī)床常機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)之間的偏移值存放在機(jī)床常數(shù)中。數(shù)中。qq對(duì)于編程員來(lái)說(shuō)，一般只要知道工件上的程序原點(diǎn)對(duì)于編程員來(lái)說(shuō)，一般只要知道工件上的程序原點(diǎn)就夠了，與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)無(wú)關(guān)，也與所選就夠了，與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)無(wú)關(guān)，也與所選用的機(jī)床型號(hào)無(wú)關(guān)。用的機(jī)床

12、型號(hào)無(wú)關(guān)。qq工件在機(jī)床上固定后，程序原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)的偏工件在機(jī)床上固定后，程序原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)的偏移量必須通過(guò)測(cè)量來(lái)確定。移量必須通過(guò)測(cè)量來(lái)確定。2023/6/2410第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)1.2 原點(diǎn)偏移qq機(jī)床的原點(diǎn)偏移，實(shí)質(zhì)上使機(jī)床參考點(diǎn)向程機(jī)床的原點(diǎn)偏移，實(shí)質(zhì)上使機(jī)床參考點(diǎn)向程序員定義在工件上的程序原點(diǎn)的偏移。序員定義在工件上的程序原點(diǎn)的偏移?，F(xiàn)代現(xiàn)代CNCCNC系統(tǒng)一般都配有工件測(cè)量頭，在手動(dòng)操作下系統(tǒng)一般都配有工件測(cè)量頭，在手動(dòng)操作下能準(zhǔn)確地測(cè)量該偏移量，存在能準(zhǔn)確地測(cè)量該偏移量，存在G54G54到到G59G59原點(diǎn)偏移寄存原點(diǎn)

13、偏移寄存器中，供器中，供CNCCNC系統(tǒng)原點(diǎn)偏移計(jì)算用系統(tǒng)原點(diǎn)偏移計(jì)算用 沒(méi)有工件測(cè)量頭地情況下，程序原點(diǎn)位置地測(cè)量要靠沒(méi)有工件測(cè)量頭地情況下，程序原點(diǎn)位置地測(cè)量要靠對(duì)刀的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刀的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)2023/6/2411第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ) 下圖描述了一個(gè)一次裝夾加工三個(gè)相同零件的多程序下圖描述了一個(gè)一次裝夾加工三個(gè)相同零件的多程序原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)之間的關(guān)系及偏移計(jì)算方法原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)之間的關(guān)系及偏移計(jì)算方法2023/6/2412第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)采用采用G54G54到到G59G59實(shí)現(xiàn)

14、原點(diǎn)偏移實(shí)現(xiàn)原點(diǎn)偏移qq首先設(shè)置首先設(shè)置G54G54到到G56G56原點(diǎn)偏移寄存器原點(diǎn)偏移寄存器 對(duì)于零件對(duì)于零件1 1：G54 X-10.0 Y-7.0 Z0G54 X-10.0 Y-7.0 Z0 對(duì)于零件對(duì)于零件2 2：G55 X-14.0 Y-11.5 Z0G55 X-14.0 Y-11.5 Z0 對(duì)于零件對(duì)于零件3 3：G56 X-18.5 Y-10.3 Z0G56 X-18.5 Y-10.3 Z0qq然后調(diào)用：然后調(diào)用：N1 G90 G54N1 G90 G54 /加工第一個(gè)零件加工第一個(gè)零件 N7 G55N7 G55 /加工第二個(gè)零件加工第二個(gè)零件 N10 G56N10 G56 /加

15、工第三個(gè)零件加工第三個(gè)零件2023/6/2413第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)采用G92實(shí)現(xiàn)原點(diǎn)偏移 N1 G90 N1 G90 N2 G92 X10.0 Y7.0 Z0 /N2 G92 X10.0 Y7.0 Z0 /對(duì)刀定義程序原點(diǎn)對(duì)刀定義程序原點(diǎn) /加工第一個(gè)零件加工第一個(gè)零件 N8 G00 X0 Y0 /N8 G00 X0 Y0 /快速回程序原點(diǎn)快速回程序原點(diǎn) N9 G92 X4.0 Y4.5/N9 G92 X4.0 Y4.5/對(duì)刀定義程序原點(diǎn)對(duì)刀定義程序原點(diǎn) /加工第二個(gè)零件加工第二個(gè)零件 N13 G00 X0 Y0 /N13 G00 X0 Y

16、0 /快速回程序原點(diǎn)快速回程序原點(diǎn) N14 G92 X4.5 Y-1.2/N14 G92 X4.5 Y-1.2/對(duì)刀定義程序原點(diǎn)對(duì)刀定義程序原點(diǎn) /加工第三個(gè)零件加工第三個(gè)零件2023/6/2414第第二二章章 數(shù)數(shù)控控加加工工程程序序編編制制是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板以及刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)和控制的點(diǎn)，也稱為機(jī)床零點(diǎn)。第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)（2）M指令輔助功能指令第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式程序段是由干指令字組成。程序是由若干程序段組成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對(duì)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控程序的編碼字符和程序段格式、準(zhǔn)備功能和輔助功能等制定了若干標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。補(bǔ)償暫停子程序調(diào)用重復(fù) 參數(shù)目前廣泛采用的是地址符可變程序段格式（或者稱字地址程序段格式），工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是工件零點(diǎn) /加工第二個(gè)零件第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)1.3 1.3 絕對(duì)坐標(biāo)編程及增量坐標(biāo)編程絕對(duì)坐標(biāo)編程及增量坐標(biāo)編程qq絕對(duì)坐標(biāo)編程：在程序中用絕對(duì)坐標(biāo)編程：在程序中用G90G90指定，刀具運(yùn)動(dòng)過(guò)程指定，刀具運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有的刀具位置坐標(biāo)是以一個(gè)固定的編程原點(diǎn)為中所有的刀具位置坐標(biāo)是以一個(gè)固定的編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)給出的