第三章數(shù)控加工的程序編程,本章內(nèi)容： 3.1 零件程序編制的內(nèi)容與方法 3.2 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng) 3.3 零件加工程序的指令代碼與程序結(jié)構(gòu) 3.4 數(shù)控加工編程實(shí)例,3.1 零件程序編制的內(nèi)容與方法,程序編制：程序員根據(jù)加工零件的圖樣和加工工藝，將零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)、加工路線以及加工中需要的輔助動(dòng)作，如換刀、冷卻、夾緊、主軸正反轉(zhuǎn)等，按照加工順序和數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序單。再將程序單中的全部內(nèi)容輸入到機(jī)床數(shù)控裝置中，從而指揮數(shù)控機(jī)床加工。,程序編制的一般步驟：,零 件 圖 紙,分析圖樣確定加工工藝過程,數(shù)值計(jì)算,編寫程序清單,輸入數(shù)控系統(tǒng),程序校驗(yàn)試切,修改,數(shù)控機(jī)床加工,3.2 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系 編程坐標(biāo)系 數(shù)控機(jī)床的有關(guān)點(diǎn) 機(jī)床零點(diǎn) 機(jī)床參考點(diǎn) 工件零點(diǎn) 起刀點(diǎn) 刀位點(diǎn) 對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn),3.2.1 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系 1、機(jī)床坐標(biāo)系 為了確定機(jī)床的運(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，這就是機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床上的位置、機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的特殊位置（如換刀點(diǎn)、參考點(diǎn)）以及運(yùn)動(dòng)范圍（如行程范圍）等而建立的幾何坐標(biāo)系，是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系。 （1）、坐標(biāo)系的確定原則 ISO標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定： 1）數(shù)控機(jī)床上的坐標(biāo)系是采用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系,如下圖所示，規(guī)定X、Y、Z直線進(jìn)給坐標(biāo)系按右手定則判定；而圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A、B、C表示，正方向用右手螺旋法則判定。,2）采用假設(shè)工件固定不動(dòng)，刀具相對(duì)工件移動(dòng)的原則。不論數(shù)控機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動(dòng)；還是刀具靜止、工件運(yùn)動(dòng)，都假定工件不動(dòng)，刀具相對(duì)于靜止的工件運(yùn)動(dòng)。 3）正方向的確定原則。以增大刀具與工件之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸運(yùn)動(dòng)的正方向。考慮到刀具與工件是一對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，與+X、+Y、+Z軸相反的方向規(guī)定為+X、+Y、+Z，是工件（相對(duì)于刀具）正方向運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。,（2）、各坐標(biāo)軸的確定 機(jī)床坐標(biāo)系X、Y、Z軸的判定順序一般為：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。 1） 先確定Z軸。以傳遞切削動(dòng)力的主軸定為Z軸， Z軸正方向是使刀具遠(yuǎn)離工件的方向。 對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，如銑床、鉆床、鏜床等，平行于旋轉(zhuǎn)刀具軸線的坐標(biāo)為Z坐標(biāo)；而對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，如車床、外圓磨床等，則平行于工件軸線的坐標(biāo)為Z坐標(biāo)。 注意： 若有多根主軸，則選垂直于工件裝夾表面的主軸為主要主軸，Z軸則平行于該主軸軸線。若沒有主軸，則規(guī)定垂直于工件裝夾表面的坐標(biāo)軸為Z軸（如刨床）。,2) 再確定X軸。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(jī)床(如車床、外圓磨床)上，X軸的方向是在工件的徑向上，與橫向?qū)к壠叫?。取刀具遠(yuǎn)離工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸的正方向。對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，規(guī)定：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?yàn)閄軸正向；若Z軸為垂直(如立式銑、鏜床，鉆床)，則從刀具主軸向床身立柱方向看，右手平伸出方向?yàn)閄軸正向。 3) 最后確定Y軸。Y軸垂直于X、Z軸，在確定了X、Z軸的正方向后，即可按右手定則定出Y軸正方向。 4）附加坐標(biāo)系。如果在基本的直角坐標(biāo)軸X、Y、Z之外，還有其他軸線平行于X、Y、Z，則附加的直角坐標(biāo)系指定為U、V、W和P、Q、R。,臥式車床的坐標(biāo)系,+Z,+X,臥式車床的坐標(biāo)系,立式升降臺(tái)銑床的坐標(biāo)系,+Z,+X,+Y,臥式升降臺(tái)銑床的坐標(biāo)系,+Z,+X,+Y,臥式銑床的坐標(biāo)系,2、工件坐標(biāo)系（亦稱編程坐標(biāo)系） 編程坐標(biāo)系:是在對(duì)圖紙上零件編程時(shí)建立的，程序數(shù)據(jù)便是基于該坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。 工件坐標(biāo)系: 編程坐標(biāo)系在機(jī)床上的具體體現(xiàn),坐標(biāo)原點(diǎn)就稱之為工件原點(diǎn)。,機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系關(guān)系,3、絕對(duì)坐標(biāo)系與增量（相對(duì)）坐標(biāo)系 （1）絕對(duì)坐標(biāo)系 在坐標(biāo)系中，所有的坐標(biāo)點(diǎn)均以固定的坐標(biāo)原點(diǎn)為起點(diǎn)確定坐標(biāo)值，這種坐標(biāo)系稱為絕對(duì)坐標(biāo)系。在這個(gè)坐標(biāo)系中移動(dòng)的尺寸稱為絕對(duì)坐標(biāo)，也叫絕對(duì)尺寸，所用的編程指令稱為絕對(duì)坐標(biāo)指令。 （2）增量（相對(duì)）坐標(biāo)系 運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系稱為增量坐標(biāo)系，也叫相對(duì)坐標(biāo)系。在這個(gè)坐標(biāo)系中移動(dòng)的尺寸稱為增量坐標(biāo)，也叫增量尺寸，所用的編程指令稱為增量坐標(biāo)指令。,(XA=10，YA=20),(XB=30，YB=50),(UA=0，VA=0),(UB=20，VB=30),a)絕對(duì)坐標(biāo)系,b)增量坐標(biāo)系,3.2.2 數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn) 1、機(jī)床零點(diǎn) 機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，它是機(jī)床上的一個(gè)固定的點(diǎn)，稱為機(jī)床零點(diǎn)或機(jī)械零點(diǎn)（M），由制造廠家確定。機(jī)床坐標(biāo)系是通過回參考點(diǎn)操作來確立的，參考點(diǎn)是確立機(jī)床坐標(biāo)系的參照點(diǎn)。 數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)多定在主軸前端面的中心，數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)多定在進(jìn)給行程范圍的正極限點(diǎn)處，但也有的設(shè)置在機(jī)床工作臺(tái)中心，使用前可查閱機(jī)床用戶手冊(cè)。,2、機(jī)床參考點(diǎn) 與機(jī)床坐標(biāo)系相關(guān)的另一個(gè)點(diǎn)稱作機(jī)床參考點(diǎn)（R），它指機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件在各自的正方向自動(dòng)退至極限的一個(gè)固定點(diǎn)， 該位置是在每個(gè)軸上用擋塊和限位開關(guān)預(yù)先精確地調(diào)整好的，它相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)，一個(gè)固定值。每次開機(jī)啟動(dòng)后，或當(dāng)機(jī)床因意外斷電、緊急制動(dòng)等原因停機(jī)而重新啟動(dòng)時(shí)，都應(yīng)該先讓各軸返回參考點(diǎn)，進(jìn)行一次位置校準(zhǔn)，以消除上次運(yùn)動(dòng)所帶來的位置誤差。,3、工件零點(diǎn) 即工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，也叫編程原點(diǎn)。編程時(shí)，一般選擇工件圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為編程原點(diǎn)。工件原點(diǎn)選取原則： (1)工件原點(diǎn)應(yīng)選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上。 (2)對(duì)于有對(duì)稱幾何形狀的零件，工件原點(diǎn)最好選在對(duì)稱中心點(diǎn)上。 (3) 盡量選在尺寸精度、光潔度比較高的工件表面上，這樣可以提高工件的加工精度和同一批零件的一致性。 (4) 能使工件方便地裝夾、測量和檢驗(yàn)。 （5）對(duì)于一般零件，選在工件外輪廓的某一角上。,車床的工件原點(diǎn)一般設(shè)在主軸中心線上，多定在工件的左端面或右端面。銑床的工件原點(diǎn)，一般設(shè)在工件外輪廓的某一個(gè)角上或工件對(duì)稱中心處，進(jìn)刀深度方向上的零點(diǎn)，大多取在工件表面。對(duì)于形狀較復(fù)雜的工件，有時(shí)為編程方便可根據(jù)需要通過相應(yīng)的程序指令隨時(shí)改變新的工件坐標(biāo)原點(diǎn)；對(duì)于在一個(gè)工作臺(tái)上裝夾加工多個(gè)工件的情況，在機(jī)床功能允許的條件下，可分別設(shè)定編程原點(diǎn)獨(dú)立地編程，再通過工件原點(diǎn)預(yù)置的方法在機(jī)床上分別設(shè)定各自的工件坐標(biāo)系。,機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置（車床）,機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置（銑床）,機(jī)床參考點(diǎn)（車床）,編程原點(diǎn)（車削加工）,編程原點(diǎn)（銑削加工）,機(jī)床原點(diǎn)、工件原點(diǎn)、參考點(diǎn),4、起刀點(diǎn) 指刀具起始運(yùn)動(dòng)的刀位點(diǎn)，亦即程序開始執(zhí)行時(shí)的刀位點(diǎn)。 5、刀位點(diǎn) 即刀具上表示刀具特征的基準(zhǔn)點(diǎn)，如立銑刀、端面銑刀刀頭底面的中心；球頭銑刀是指它的球心；車刀與鏜刀的理論刀尖；鉆頭的鉆尖。,6、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 對(duì)刀點(diǎn)：就是在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。由于程序也是從這一點(diǎn)開始執(zhí)行，所以對(duì)刀點(diǎn)也叫做“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)”。 換刀點(diǎn)：指刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)，也可以是任意設(shè)定的一點(diǎn)。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其他部件為準(zhǔn)。,