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1、第1章數(shù)控加工的編程基礎(chǔ),第1章數(shù)控加工的編程基礎(chǔ),（一）目的與要求使學(xué)生建立數(shù)控編程的基本概念，掌握數(shù)控編程的基本內(nèi)容、主要步驟；掌握加工程序的基本組成、程序的基本結(jié)構(gòu)和類型。（二）教學(xué)內(nèi)容1．?dāng)?shù)控加工的過程2．?dāng)?shù)控編程的內(nèi)容與步驟3．?dāng)?shù)控編程的種類4．?dāng)?shù)控機床的坐標(biāo)系和運動方向的命名規(guī)則5．典型數(shù)控系統(tǒng)及其主要功能6．程序的結(jié)構(gòu)7．程序段格式的書寫規(guī)則8.續(xù)效代碼與非續(xù)效代碼,第1章數(shù)控加工的編程基礎(chǔ),（三）教學(xué)要求1．了解數(shù)控加工的過程2．掌握數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟3．掌握數(shù)控編程的種類4．掌握數(shù)控機床的坐標(biāo)系和運動方向的命名規(guī)則5．了解典型數(shù)控系統(tǒng)及其主要功能6．掌握程序的結(jié)構(gòu)組成7．掌

2、握程序段格式的書寫規(guī)則：字-地址程序段格式8．理解地址碼中英文字母的含義9．掌握續(xù)效代碼與非續(xù)效代碼的概念與區(qū)別,第1章數(shù)控加工的編程基礎(chǔ),（四）重點與難點重點：數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟，數(shù)控機床的坐標(biāo)系和運動方向；難點：續(xù)效代碼與非續(xù)效代碼的區(qū)別。（五）教學(xué)指導(dǎo),1.1數(shù)控編程概述,1、數(shù)控加工的概念數(shù)控加工技術(shù)是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容之一。（1）數(shù)控加工的對象——精密、復(fù)雜零件及模具。（2）數(shù)控加工的關(guān)鍵設(shè)備是各種典型數(shù)控機床。（3）數(shù)控加工的交流語言是零件圖紙。（4）數(shù)控加工的紐帶是NC程序。（5）數(shù)控編程的作用——數(shù)控加工的橋梁（p2t1-1）,在數(shù)控機床上加工零件時，從分析零件圖紙到獲得

3、數(shù)控機床所需要的控制介質(zhì)的全部過程為程序編制，簡稱“編程”。,（1）加工工藝分析（分析圖樣，確定加工工藝過程）在確定加工工藝過程時，編程人員要根據(jù)零件圖樣進行工藝分析，然后選定機床、刀具與夾具；確定零件加工的工藝線路、工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等。①確定加工方法②加工路線的設(shè)計③加工工序內(nèi)容設(shè)計,這些工作與普通機床加工零件時工藝規(guī)程的編制基本上是相似的，但也有自身的一些特點。,2、數(shù)控編程的內(nèi)容和方法,按已確定的加工路線和允許的零件加工誤差，計算出所需的輸入數(shù)控裝置的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)值計算。數(shù)值計算的主要內(nèi)容是在規(guī)定的坐標(biāo)系內(nèi)計算零件輪廓和刀具運動的軌跡的坐標(biāo)值。數(shù)值計算的復(fù)雜程序取決于零件的復(fù)

4、雜程度和數(shù)控裝置功能的強弱，差別很大。對于點位控制的數(shù)控機床（如數(shù)控沖床等）加工的零件，一般不需要計算，只是當(dāng)零件圖樣坐標(biāo)系與編制坐標(biāo)系不一致時，才需要對坐標(biāo)進行換算。,錯誤,（2）數(shù)值計算（刀具運動軌跡的坐標(biāo)數(shù)值計算）,加工路線、工藝參數(shù)及刀具運動軌跡確定以后，編程人員可以根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫零件加工程序單。此外，還應(yīng)填寫有關(guān)的工藝文件，如數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控刀具卡片、數(shù)控刀具明細(xì)表等。,計算運動軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質(zhì),校驗和試切,,,,,,,零件圖紙,,,,,,,錯誤,修改,,（3）編制零件加工程序單,將程序單上的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控系統(tǒng)

5、的輸入信息，若程序較簡單，也可直接通過鍵盤輸入。,（4）制備控制介質(zhì),所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過進一步的校驗和試切削，才能用于正式加工。一般采用空走刀校驗、空運轉(zhuǎn)畫圖校驗以檢查機床運動軌跡與動作的正確性。,（5）程序的校驗和試切,常用的校驗和試切方法：對于平面輪廓零件可在機床上用筆代替刀具、坐標(biāo)紙代替工件進行空運轉(zhuǎn)空運行繪圖。對于空間曲面零件，可用蠟塊、塑料或木料或價格低的材料作工件，進行試切，以此檢查程序的正確性。,在具有圖形顯示功能的機床上，用靜態(tài)顯示（機床不動）或動態(tài)顯示（模擬工件的加工過程）的方法，則更為方便。上述方法只能檢查運動軌跡的正確性，不能判別工件的加工誤差。首件試切(在允許的

6、條件下)方法不僅可查出程序單和控制介質(zhì)是否有錯，還可知道加工精度是否符合要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯誤時，應(yīng)分析錯誤的性質(zhì)，或修改程序單，或調(diào)整刀具補償尺寸，直到符合圖紙規(guī)定的精度要求為止。,從以上內(nèi)容來看，作為一名編程人員，不但要熟悉數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)的功能及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而且還必須是一名好的工藝人員，要熟悉零件的加工工藝、裝卡方法、刀具、切削用量的選擇等方面的知識。,3.數(shù)控編程的種類（1）手工編程手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件加工程序單、制備控制介質(zhì)到程序校驗都是由人工完成。對于加工形狀簡單、計算量小、程序不多的零件，采用手工編程較容易，而且經(jīng)濟、及時。（2）自動編

7、程自動編程是利用計算機專用軟件對復(fù)雜零件進行數(shù)控加工程序編制的過程。,1.2數(shù)控機床的坐標(biāo)系與運動方向,圖1-1右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng),1、數(shù)控機床的坐標(biāo)系構(gòu)成,按右手笛卡爾坐標(biāo)系法則——形成3個移動軸、3個轉(zhuǎn)動軸,再定其他直線軸?！韮蓚€直線軸按右手直角坐標(biāo)系來判斷。X軸為水平方向且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。在工件旋轉(zhuǎn)的機床(如車床、外圓磨床)上，X軸的運動方向是徑向的，與橫向?qū)к壠叫?。刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是正方向。對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床，若Z軸為水平(如臥式銑床、鏜床)，則沿刀具主軸后端向工件方向看，右手平伸出方向為X軸正向，若Z軸為垂直(如立式銑、鏜床，鉆床)，則從刀具主軸向床身立

8、柱方向看，右手平伸出方向為X軸正向利用已確定的X、Z坐標(biāo)的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標(biāo)的正方向。旋轉(zhuǎn)運動A、B和C?！狝、B和C相應(yīng)地表示其軸線平行于X、Y和Z坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)運動。A、B和C的正方向，相應(yīng)地表示在X、Y和Z坐標(biāo)正方向上按照右旋螺旋前進的方向。,3.典型數(shù)控機床的坐標(biāo)系與運動方向,數(shù)控車床,立式車床,立式銑床,Z軸為垂直(如立式銑、鏜床，鉆床)，則從刀具主軸向床身立柱方向看，右手平伸出方向為X軸正向,2、數(shù)控機床運動方向的確定先定Z軸，再確定X軸和Y軸?！c主軸回轉(zhuǎn)軸線平行（重合）.兩點假設(shè)：一律假定工件靜止不動，而刀具在移動。假定刀具遠離工件方向為坐標(biāo)正方向。,

9、臥式銑床,對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床，若Z軸為水平(如臥式銑床、鏜床)，則沿刀具主軸后端向工件方向看，右手平伸出方向為X軸正向,在工件旋轉(zhuǎn)的機床上（車床、磨床等），X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。,,,+Z,4)工件運動時的相反方向?qū)τ诠ぜ\動而不是刀具運動的基礎(chǔ)，必須將前述為刀具運動所作的規(guī)定作相反的安排。用加“′”字母，如+X′，表示工件相對刀具正方向運動指令。而不加“′”字母，如+X，則表示刀具相對于工件負(fù)向運動指令。二者表示的運動方向相反。對于編程人員之考慮不加“′”的運動方向，對于機床制造者，則需要考慮帶“′”的運動方向。,4.機床坐標(biāo)

10、系與工件坐標(biāo)系,編程總是基于某一坐標(biāo)系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的概念及相互關(guān)系是至關(guān)重要的,,（1）機床坐標(biāo)系與機床原點及機床參考點,,,,,機床坐標(biāo)系也稱機械原點、參考點或零點。例子：車床加工中心,數(shù)控車床坐標(biāo)系的原點,工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）,數(shù)控車削工件坐標(biāo)系的原點,數(shù)控銑削工件坐標(biāo)系的原點,25,,,,相對坐標(biāo)表示法大多數(shù)用G91表示，有的用X、Y、Z表示絕對坐標(biāo)，用U、V、W表示相對坐標(biāo)。,（2）絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo),絕對坐標(biāo)表示法大多數(shù)用G90表示。,絕對坐標(biāo)表示法,相對坐標(biāo)表示法,26,1.3典型數(shù)控系統(tǒng)及其主要功能,1.典型數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。數(shù)

11、控機床根據(jù)功能和性能要求，配置不同的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)分為車削（L/T）和銑削（M）2類。1）FANUC,如：0i-M/T、16i、18i、21i等。2）SIEMENS，如：802S/C/D、810、840D等。3）MITSUBISHI(三菱)，如：E60、M64、C70等。4）HADENHAN.（5軸）如：TNC320、iTNC530.5）華中數(shù)控，如：HNC-21T/M。6）廣州數(shù)控，如：GSK928M/T、GSK980M.,2.數(shù)控系統(tǒng)的功能,數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。數(shù)控機床根據(jù)功能和性能要求，配置不同的數(shù)控系統(tǒng)。無論何種數(shù)控系統(tǒng)，其基本功能有5種，分別是：（1）準(zhǔn)備功能——準(zhǔn)備功能是

12、使數(shù)控機床作好某種操作準(zhǔn)備的指令，用地址G和數(shù)字表示，如G00、G01、G94等。（2）刀具功能——刀具功能字T。由地址功能碼T和數(shù)字組成。刀具功能的數(shù)字是指定的刀號，數(shù)字的位數(shù)由所用的系統(tǒng)決定。（3）主軸速度功能——主軸轉(zhuǎn)速功能字S，由地址碼S和數(shù)字組成，主要用于主軸速度控制。（4）進給功能——進給功能字F表示刀具中心運動時的進給速度，進給功能用F代碼直接指定各軸的進給速度。由地址碼F和數(shù)字構(gòu)成。（5）輔助功能——輔助功能也叫M功能或M代碼，它是控制機床或系統(tǒng)的開關(guān)功能的一種命令。由地址碼M和數(shù)字組成。常用的輔助功能有程序停、主軸正/反轉(zhuǎn)、冷卻液接通和斷開、換刀等。,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)

13、與格式,1.程序結(jié)構(gòu)數(shù)控加工中，為使機床運行而送到CNC的一組指令稱為程序。每一個程序都是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,1.程序的結(jié)構(gòu)①程序號程序號為程序的開始部分，為了區(qū)別存貯器中的程序，每個程序都要有程序編號，在編號前采用程序編號地址碼，類似于人名。如在FANUC系統(tǒng)中，采用英文字母“O”作為程序編號地址，而其他系統(tǒng)有的采用“P”、“%”以及“：”等。②程序內(nèi)容。程序內(nèi)容是整個程序的核心，由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令組成，表示數(shù)控機床要完成的全部動作。③程序結(jié)束。在程序的末尾，用程序結(jié)束指令M02或M30作為整個程序結(jié)束的符號，來

14、結(jié)束整個程序。,,,,O0701(樣本程序結(jié)構(gòu))（PETERSMID—08-12-1）NIG20;(在單獨行設(shè)置單位)N2G17G40G80G49;(初始設(shè)置與取消)N3T01;(刀具到等待位置)N4M06；（刀具安裝到主軸）N5G90G54G00X0Y0S800M03T02;N6G43Z2.0H01M08;……N29M05;N30M30;,——程序號,,——程序頭,,——程序內(nèi)容,——程序結(jié)束,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,圖1-3主程序和子程序關(guān)系圖,1、程序的結(jié)構(gòu),數(shù)控系統(tǒng)加工程序可以分為主程序和子程序,,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,2、基本編程術(shù)語編程時使用4個基本術(shù)語：字符→字

15、→程序段→程序（1）字符是程序中的最小單元，形式：數(shù)字、字母、符號?！飻?shù)字：由0~9組成的數(shù)，使用整數(shù)、小數(shù)兩種模式，只要在許可范圍內(nèi)的數(shù)字均有效?！镒帜福?6個英文字母，大小寫具有相同的意義，習(xí)慣用大寫形式?！锓枺鹤畛Ｒ姷姆柺切?shù)點、負(fù)號、百分號、圓括號等。,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,2、基本編程術(shù)語（2）字程序字由字母、數(shù)字和符號組成，并形成程序中具有特定含義的功能字。例如：N05——順序號字；G01——直線插補運動字；X-183.5——坐標(biāo)尺寸字F275.0——進給功能字。,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,2、基本編程術(shù)語（2）字構(gòu)成字的地址碼字X-30.0,,,,,地址,,符

16、號+數(shù)字,2、基本編程術(shù)語（2）字—對于字的地址碼說明◆使用整數(shù)的情況使用整數(shù)的字：D、H、T、S、M等；如：D01、H02、T05、M05、S800……◆使用小數(shù)的情況使用小數(shù)的字：X、Y、Z、I、J、K、A、B、C、Q、R、F等。如：X125.3，15.385，A3.2，F(xiàn)0.05……◆在編程手冊中，經(jīng)常將數(shù)字表示成以下形式：G01IP5.3;X5.5;P5……等。,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,2、基本編程術(shù)語（3）程序段為了完成某一動作要求所需的字組合。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。例如：N05G01X-128.0F1

17、80.0(4)程序一個數(shù)控加工程序是若干個程序段組成的。是數(shù)控加工時，為使機床運行完成某一零件加工任務(wù)，而送到數(shù)控裝置的一個指令集。,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,3、程序段格式的書寫規(guī)則※固定程序段格式其中的數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照順序和長度排列，不得有誤，早期數(shù)控系統(tǒng)使用。※分隔符程序段格式使用分割符B隔開各個字，若沒有數(shù)據(jù)，分隔符不能省去。我國數(shù)控線切割機床采用的“3B”或“4B”分隔符格式。如：B0B10000B10000GYL2.※字-地址程序段格式(是我們目前常用的)例如：N20G01X35.2Y-46.8F120,1.4數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式,,3、程序段格式的書寫規(guī)則通常情況下程序段中

18、的字組合書寫順序：NGX.Z.MST；順序號準(zhǔn)備功能尺寸字輔助主軸刀具結(jié)束功能功能功能符號例如：N010M03S600M08；N020G90G54G00Z5；,1.5數(shù)控代碼的類型及特點,,1、代碼（字）的類型——尺寸字和功能字程序中于刀具位置相關(guān)的程序字是尺寸字；跟機床功能有關(guān)的字是功能字又稱非尺寸字、功能指令或功能代碼?！璑11G91G00X70.0Y45.0N12G43Z2.0H1N13G01Z-18.0F100M08N14G04X2.0N15G00Z18.0,1.5數(shù)控代碼的類型及特點,,1、代碼特征（1）模態(tài)代碼模態(tài)代碼可在連續(xù)多個程序段中有效，直到被相同組別的代碼取代。大部分代碼

19、均為模態(tài)代碼。例如：G01和G00是01組中的模態(tài)代碼，程序段如下：……N50G01X100.0Z50.0F200.0;(G01有效)（直線插補）N60G01X180.0;(G01仍有效)→N60X180.0N70G00Z-20.0;(G00有效)……,1.5數(shù)控代碼的類型及特點,,2、代碼特征（2）非模態(tài)代碼非模態(tài)代碼只在本程序段中有效，不具備續(xù)效功能，在G代碼表中的00組均為非模態(tài)代碼。如：G04、G28、G29等。例如：……N50G04X1.0;(G04有效)N60……;(G04無效)N70G00X180.0;(G00有效)……,1.5數(shù)控代碼的類型及特點,,3、代碼表的特征及應(yīng)用功能類別、同組特性、默認(rèn)值P13表1-2,本章小結(jié),本章介紹了數(shù)控編程的基本概念，數(shù)控編程的基本內(nèi)容、主要步驟，數(shù)控機床的坐標(biāo)系和運動方向命名規(guī)則，加工程序的基本組成、程序的基本結(jié)構(gòu)和類型等主要內(nèi)容。通過本章的學(xué)習(xí)，要重點掌握：數(shù)控編程的基本內(nèi)容、主要步驟；數(shù)控機床的坐標(biāo)系和運動方向命名規(guī)則；程序的基本組成、程序的基本結(jié)構(gòu)和類型；用于指令的英文字母的含義；模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼的特征和區(qū)別。,