《数控程序编制基础》课件.ppt

1、1/10/2023精精选选ppt1数控加工程序的编制基础1/10/2023精精选选ppt2一、基本概念二、编程方法三、手工编程的内容和步骤四、数控程序的结构与格式五、数控系统的坐标系内容安排1/10/2023精精选选ppt3 数控加工程序编制概念数控加工程序编制概念：数控编程的含义q从零件图纸到数控加工指令的有序排列（制成控制介质）的全过程。q将零件加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(f、s、t)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。一、程序编制的基本概念一

2、、程序编制的基本概念1/10/2023精精选选ppt4从数控系统的基本思想分析从数控系统的基本思想分析数控程序中包含的信息数控程序中包含的信息数数控控装装置置v f apFx FyxyttFxFy数数控控程程序序插补运算插补运算进给伺服系统进给伺服系统伺服电路伺服电路伺服装置伺服装置机械传动机械传动执行部件执行部件1/10/2023精精选选ppt5数控程序中包含的信息数控程序中包含的信息 因此，无论哪种格式：数控程序是用规定格式表达的 加工工艺信息：如设定 v f 和其它机床动作 零件形状信息：用ap代表的零件外形 就是对加工过程和加工结果的准确描述 各种格式只是不同的表达形式 程序格式：3B

3、、4B、G代码 存储介质：纸带、磁带、网络1/10/2023精精选选ppt6认识数控编程的意义认识数控编程的意义 关键环节 操纵数控机床的关键 发挥数控机床性能的关键工艺分析数控加工程序工序卡B A C KS P A C EC T RLIN SC RT A BA L T0S H IF T ZE N D WH OM E TP g Dn OP g Up JR S T E65“432？198:7 YXVU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C1 4 彩 色显 示 器空运行Z 轴锁定MST 锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转主轴停 主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液

4、开关 刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电 源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱 动 器NC机床电源XYZA主轴超程报警手摇脉冲发生器2010 090增量倍率1000101001坐标轴选择Z YX传统加工数控加工传统加工与数控加工的比较图传统加工与数控加工的比较图1/10/2023精精选选ppt7 手工编程手工编程 定义定义：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力）适用适用：几何形状不太复杂的零件 （无长程序和复杂计算）三坐标联动以下加工程序二、编程方法：手工编程和自动编程1/10/2023

5、精精选选ppt8自动编程自动编程：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，编程系统将能根据数控系统的类型输出数控加工程序。适用：形状复杂的零件虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线轮廓的计算）自动编程1/10/2023精精选选ppt9q 比较比较 用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为 30：1。数控机床不能开动的原因中，有2030%是由于加工程序不能及时编制出造成的 编程自动化是当今的趋势！但手工编程是学习自动编程基础！两种方法的比较 1/10/2023精

6、精选选ppt10q 图纸工艺分析图纸工艺分析 在对图纸工艺分析（与普通加工的图纸分析相似）的基础上：q 确定加工机床、刀具与夹具；q 确定零件加工的工艺方案、对刀点、坐标系、加工轨迹；1.切削用量（f、s、t）等工艺参数。手工编程的内容和步骤如图所示三、手工编程的内容和步骤三、手工编程的内容和步骤1/10/2023精精选选ppt11根据图纸尺寸及工艺线路的要求：q 选定工件坐标系q 计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值；q 将坐标值按NC机床规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。2、计算运动轨迹1/10/2023精精选选ppt12根据制定的加工路线、切削用量、选用的刀具、辅助动作，按照数

7、控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误3、编制程序及初步校验1/10/2023精精选选ppt13将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁盘上），作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。4、制备控制介质1/10/2023精精选选ppt14所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。5、程序的校验和试切1/10/2023精精选选ppt15q 阅读法：要有丰富的经验和上好的眼力阅读法：要有丰富的经验和上好的眼力q 模拟法模拟法:检查程序的正

8、确性 平面轮廓：用笔代刀具坐标纸代工件 空运转绘图。空间曲面：用蜡块、塑料、木料或价格低的材料作工件试切 用静态（机床不动）或动态（空运行）的模拟方法.计算机仿真：用专门软件和上好的计算机系统常用的校验和试切方法常用的校验和试切方法观察车削加工的模拟运行观察车削加工的模拟运行1/10/2023精精选选ppt16q试切法：试切法：检查运动轨迹正确性和加工精度 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别加工误差。首件试切首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的

9、精度要求为止常用的校验和试切方法常用的校验和试切方法1/10/2023精精选选ppt17四、数控程序的结构与格式四、数控程序的结构与格式1/10/2023精精选选ppt181/10/2023精精选选ppt191/10/2023精精选选ppt20NGX Y Z A B CU V W P Q RI J K D E .F S TM段段号号准准备备功功能能坐标地址字坐标地址字进进给给功功能能主主轴轴转转速速刀刀具具编编号号辅辅助助功功能能数控程序数控程序:=程序头程序头+程序段程序段+程序尾程序尾程序段程序段:=（地址符（地址符+值）值）地址符地址符:=大写英文字母大写英文字母值值:=+-.0 1 2

10、 3 4 5 6 7 8 9 地址符可变的数控程序格式地址符可变的数控程序格式1/10/2023精精选选ppt21地地址址符符功能地址意义程序号O、P程序编号，子程序号的指定 顺序号N程序编号（程序段号）准备功能G指令动作方式（直线圆弧等）坐标字X、Y、Z基本直线坐标轴的移动指令 U、V、W第一组附加直线坐标轴的移动指令 P、Q、R第二组附加直线坐标轴的移动指令 A、B、C基本旋转坐标轴的旋转指令 I、J、K圆弧中心坐标或螺距指定 进给速度F进给速度的指令 主轴功能S主轴旋转速度的指令刀具功能T刀具编号的指令 辅助功能M机床开/关指令，指定工作台分度等 B补偿号H、D补偿号指定暂停P、X暂停时

11、间指定重复次数L子程序及固定循环的重复次数 圆弧半径R实际上是坐标字的一种 1/10/2023精精选选ppt22地址符可变程序段格式的特点1/10/2023精精选选ppt23常见指令分类常见指令分类G1/10/2023精精选选ppt24看看看看G指令的用法指令的用法 G指令是模态的 观察下面的指令 N0200 G90G01G17G53G40G99G11X10 N0210 X30 N0210行的G指令是什么呢？1/10/2023精精选选ppt25关于分组模态指令的含义关于分组模态指令的含义G90G91G40G41G42G00G01G02G03G17G18G191/10/2023精精选选ppt26

12、常见指令分类常见指令分类M1/10/2023精精选选ppt27数控系统的准备功能与辅助功能数控系统的准备功能与辅助功能 读表23和表24：G代码的ISO和国家标准 了解代码含义、分组模态、不指定、永不指定 必须熟悉的G功能 G00/01/02/03/螺纹加工指令 G17/18/19 G40/41/42 G53/54-59 G90/91/92 必须熟悉的M功能 M00/01/02/03/04/05/06/08/09/30 数控车床和数控铣床的指令略有不同，会增加简化手工编程的指令的讲解1/10/2023精精选选ppt28常见指令分类常见指令分类F、S、T1/10/2023精精选选ppt29常见指

13、令分类常见指令分类F、S、T1/10/2023精精选选ppt30常见指令分类常见指令分类F、S、T1/10/2023精精选选ppt31常见指令分类座标（尺寸）常见指令分类座标（尺寸）1/10/2023精精选选ppt32常见指令分类座标（尺寸）常见指令分类座标（尺寸）1/10/2023精精选选ppt33常见指令分类座标（尺寸）常见指令分类座标（尺寸）1/10/2023精精选选ppt34常见指令分类其它指令常见指令分类其它指令1/10/2023精精选选ppt35 程序名程序名 程序名是一个程序必需的标识符。组成组成：由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有：“%”、“O”、“P”等，视具体数控系

14、统而定。示例示例：德国MAHO系统“%”，日本FANUC 系统 “O”。后面所带的数字一般为48位。如：%2000、O0100常见指令分类其它指令常见指令分类其它指令1/10/2023精精选选ppt36常见指令分类其它指令常见指令分类其它指令1/10/2023精精选选ppt37 其它指令其它指令 子程序名和子程序调用指令子程序名和子程序调用指令 用于给子程序命名和在主程序中调用该子程序，该 指令的标准化程度不高，不同系统有不同的规定。组成组成：子程序名指令地址符（字母或符号，如O、%等）后带若干数字组成；子程序调用指令 地址符+调用子程序名部分+调用次数部分。示例示例：M98P08L12（FA

15、NUC、华中数控系统）常见指令分类子程序常见指令分类子程序1/10/2023精精选选ppt381/10/2023精精选选ppt39嵌套嵌套 嵌套：一个子程序还可以调用另一个子程序。嵌套次数不能太多，每个数控系统对允许的嵌套次数都有规定。子程序代码为L，编号为199。子程序结束的代码为M99，有的为M22，由各数控系统自行定义。1/10/2023精精选选ppt40180050160R255019095701016010=16001/10/2023精精选选ppt41180050160R2550190701016010=16001/10/2023精精选选ppt421/10/2023精精选选ppt43

16、五、数控系统坐标系五、数控系统坐标系1/10/2023精精选选ppt44进给运动坐标系 ISOISO和中国标准规定：和中国标准规定：坐标轴坐标轴：数控装备的每个进给轴(直线进给、圆进给)定义为坐标系中的一个坐标轴。数控装备坐标系统标准数控装备坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统 坐标系的方向两条基本规定 假设刀具相对于静止工件运动 以远离工件方向为正1/10/2023精精选选ppt45假设刀具相对于静止工件运假设刀具相对于静止工件运动动假设只有刀具在移动，移动方向的正负定义与坐标轴方向的正负是相同的。1/10/2023精精选选ppt46实际上有些机床工件运动实际上有些机床工件运动如果机床实际上是工

17、件在移动，则移动方向的正负与坐标轴方向的正负定义是相反的。1/10/2023精精选选ppt47基本坐标系基本坐标系 基本坐标系基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。坐标轴相互关系：由右手定则决定。回转坐标回转坐标：绕X.Y.Z 轴转动的圆进给坐标 轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右 手螺旋法则而定。1/10/2023精精选选ppt48右手直角笛卡尔坐标系右手直角笛卡尔坐标系+X+Y+Z+X、Y或或Z+A、B或或C1/10/2023精精选选ppt49坐标方向的规定 1/10/2023精精选选ppt50Z轴及其方向的规定轴及其方向的规定 Z坐标（轴）方位方位 Z坐标平行主轴轴线的

18、进给轴。没有主轴或有多个主轴：垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。主轴能摆动：在摆动的范围内其轴线只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则该坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内其轴线可与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。1/10/2023精精选选ppt51立式5轴数控铣床的坐标系 Z坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。Z轴轴 1/10/2023精精选选ppt52Z轴轴 1/10/2023精精选选ppt53X轴轴 X坐标的选择 U在X、Y轴中，主要进给方向是X轴。UX轴是定位面的主轴，与工件装卡面平行，主要作水平运动。1/10/2023精精选选ppt54X

19、轴：在刀具旋转的机床上轴：在刀具旋转的机床上 刀具旋转的机床上，如铣床、钻床、镗床等 Z轴水平（卧式）（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。1/10/2023精精选选ppt55Z轴垂直（立式）（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；X轴：在刀具旋转的机床上轴：在刀具旋转的机床上立式5轴数控铣床的坐标系1/10/2023精精选选ppt56X轴：在刀具旋转的机床上轴：在刀具旋转的机床上1/10/2023精精选选ppt57三种情况三种情况1/10/2023精精选选ppt58 在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且

20、刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。X轴：在工件旋转的机床上轴：在工件旋转的机床上1/10/2023精精选选ppt59X轴：在工件旋转的机床上轴：在工件旋转的机床上1/10/2023精精选选ppt60无工作轴的机床X轴平行于加工方向X轴的正向是主加工方向1/10/2023精精选选ppt61Y轴轴 Y坐标 利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。1/10/2023精精选选ppt62立、卧式数控铣床立、卧式数控铣床Y轴轴1/10/20

21、23精精选选ppt63Y轴轴龙门数控铣床龙门数控铣床1/10/2023精精选选ppt64回转坐标回转坐标 A、B、C1/10/2023精精选选ppt65辅助坐标辅助坐标 U、V、W立式5轴数控铣床的坐标系1/10/2023精精选选ppt66数控机床的坐标系数控机床的坐标系 1/10/2023精精选选ppt67数控机床的坐标系数控机床的坐标系1/10/2023精精选选ppt68数控机床的坐标系数控机床的坐标系1/10/2023精精选选ppt69数控机床的坐标系数控机床的坐标系1/10/2023精精选选ppt70机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系2.机床坐标系与工件坐标系 编程总是基于某

22、一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。1/10/2023精精选选ppt71机床原点与机床坐标系机床原点与机床坐标系 机床原点与机床坐标系 机床原点（零点）机床坐标系原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。机床原点的建立：用回零方式建立。机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程。1/10/2023精精选选ppt72机床坐标系机床坐标系 机床坐标系 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。注意：机床坐标系一般不作为加工时的编程坐标系，仅作为参考坐标系。1/10/2

23、023精精选选ppt73车床和铣床的机床原点车床和铣床的机床原点1/10/2023精精选选ppt74工件原点与工件坐标系工件原点与工件坐标系 工件原点与工件坐标系（编程原点/编程坐标系）工件原点工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。工件坐标系工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。工件原点偏置工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行换。1/10/2023精精选选ppt75工件原点的含义工件原点的含义 工件坐标系是确

24、定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧）位置而建立的坐标系。工件零点是工件坐标系统的原点。能被编程者选定并且能在NC程序中被修改。1/10/2023精精选选ppt76绝对坐标编程和相对坐标编程绝对坐标编程和相对坐标编程3.绝对坐标编程和相对坐标编程 定义 绝对坐标编程：编程中所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）零点计量的编程方式。相对坐标编程：编程中运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。1/10/2023精精选选ppt77绝对坐标绝对坐标绝对坐标编程和相对坐标编程绝对坐标编程和相对坐标编程增量坐标增量坐标1/10/2023精精选选ppt78绝对坐标编程和相对

25、坐标编程绝对坐标编程和相对坐标编程1/10/2023精精选选ppt79表达方式：铣床：G90/G91；车床：X.Y.Z绝对，U.V.W相对 选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。注意：在机床坐标系和工件（编程）坐标系中均可用绝对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系的区别是无意义的。绝对坐标编程和相对坐标编程绝对坐标编程和相对坐标编程1/10/2023精精选选ppt80分辨率分辨率4.分辨率（Resolution）分辨率（对控制系统），可以控制的最小位移量。数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最小指令增量，脉冲当量（步进电机）是指数控机床的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为0.00010.01mm，视具体机床而定。脉冲当量对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）机床位移部件的运动量。1/10/2023精精选选ppt81关于数控机床坐标系的总结关于数控机床坐标系的总结 由前面可知，机床上的一个坐标系由以下四个条件决定 坐标轴 坐标轴的方向（右手/左手规则）座标原点 计数单位/分辨率 工件（编程）坐标系与机床坐标系 仅仅座标原点不同（机床原点和编程原点）还有：工件运动坐标系与机床坐标系：方向正好相反 绝对/相对坐标系：计数方法不同 相对坐标下工件坐标系和机床坐标系没有区别