数控技术第二章-数控机床加工程序的编制基础

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1、第1页第二章第二章 数控机床加工程序编制基础数控机床加工程序编制基础主讲：辜良瑶主讲：辜良瑶第2页2.1 概述概述 2.2 数控编程的基础数控编程的基础 2.3 数控编程的指令代码数控编程的指令代码 2.4 数控编程的数学处理数控编程的数学处理2.5 手动编程（编程举例）手动编程（编程举例）第3页 在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。2.1 概述OXYA

2、DCB12281042%0001 N01G92X0Y0N10 G90 G00 X10 Y12 S600 M03N20G01X10 Y28F100N30G01 X42 Y28N40 G01 X42 Y12N50G01 X10 Y12N60G00X0 Y0N70M30第4页 一、一、数控程序编制的定义数控程序编制的定义 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的格零件，还应该使数控机床的

3、功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。第5页 将零件的将零件的工艺过程工艺过程、工艺参数工艺参数、刀具位移量刀具位移量及及方向方向以及其它以及其它辅助动作辅助动作（换刀、变速、冷却、（换刀、变速、冷却、夹紧等），夹紧等），按运动顺序按运动顺序用数控机床用数控机床规定的指令代码规定的指令代码和和程序程序格式格式编成加工程序，编成加工程序，再将程序通过再将程序通过传输介质传输介质，输出给数控装置，输出给数控装置，从而指挥数控机床加工的过程叫数控编程。从而指挥数控机床加工的过程叫数控编程。编写工艺分析对程序的处理第6页 二、数控

4、程序编制的内容及步骤二、数控程序编制的内容及步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。编程工作主要包括：（1）分析零件图样和制定工艺方案（工艺处理）（2）数学处理（3）编写零件加工程序（4）程序检验 第7页返回第8页 三三、数控程序编制的方法、数控程序编制的方法 数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。（1）手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。第9页 （2）计算机自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。第10页 采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序

5、等工作是由计算机自动完成的，并可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改。由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。I.采用基于APT语言的自动编程 II.采用计算机高级语言进行辅助编程 III.采用CAD/CAM集成系统进行数控编程第11页 ISO标准机床坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。其中，X、Y、Z坐标轴的相互关系如下：2.2 2.2 数控编程的基础数控编程的基础、坐标系、坐标系1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90。则大拇指代表X坐标，食指代表Y

6、坐标，中指代表Z坐标。2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。1、机床坐标系的规定一、机床坐标系一、机床坐标系第12页 3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。第13页 、坐标轴1）Z坐标 Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标 Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。第14页第15页第16页第17页 如果工件做旋转运动（车床、磨床），则X坐标的方向是在工件的径向上，刀具离开工件

7、的方向为X坐标的正方向。2）X坐标 X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：第18页 如果刀具做旋转运动（铣床、钻床），则分为两种情况：Z坐标水平时，从刀具主轴后端向工件方向看，向右方向为X轴的正方向；Z坐标垂直时，面对刀具主轴向立柱方向看，向右方向为X轴的正方向。第19页 在数控铣床加工中，一般是刀具不动（只做旋转运动），工件固定在工作台上，工作台移动。即工件运动。在数控车床上，一般是工件装夹在卡盘上做旋转运动，刀具运动。在编程时，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定零件的加

8、工过程。u 机床相对运动的规定第20页 3）Y坐标 Y坐标垂直于X、Z坐标，在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。第21页 3、机床原点机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。1）数控车床的机床原点 在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。第22页 2）数控铣床的机床原点 在数控铣床上，机床原点一般设定在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。第23页 编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。编程坐标系一般供编程使用，确

9、定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。如下图所示，其中O2即为编程坐标系原点。二、编程坐标系二、编程坐标系第24页 编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致，如下图所示为车削零件的编程原点。第25页 三、加工坐标系三、加工坐标系 加工坐标系是指工件装夹后，用于建立编程坐标系与机床坐标系之间的关系所定义的虚拟坐标系。主要是确定零件装夹后，相应的编程原点在机床坐标系中的坐标或者机床原点在编程坐标系中的坐标。第26页 例：以下图为例，在配置FANUC

10、-OM系统的立式数控铣床上设置编程原点02。编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的交点上。设工作台工作面尺寸为800mm320mm，若工件装夹在接近工作台中间处，则确定了编程坐标系的位置，其编程原点02就在距机床原点O1为X3、Y3、Z3处。并且X3=-345.72mm,Y3=-196.22mm,Z3=-53.16mm。-345.72-53.16第27页 1、G54G59指令（教材P71）G54G59用于确定编程原点在机床坐标系中的坐标。坐标值在数控机床的控制面板输入。在多数机床中常称为“零点偏移”。如对于上例选定的编程原点O2，如将其坐标值输入G54寄存器，即完成加工坐标系的设定:X3=-3

11、45.72mm,Y3=-196.22mm,Z3=-53.16mmG54X-345.72G54Y-196.22G54Z-53.16G55XG55YG55ZG54 G01 X0 Y0 Z70 F200第28页 2、G92指令（教材P72）确定机床原点在编程坐标系中的坐标。程序段格式为：G92 X Y Z X、Y、Z为机床原点在编程坐标系中的坐标。如上例中，使用G92的数控代码为：G92 X345.72 Y196.22 Z53.16 G01 X0 Y0 Z70 F200第29页 G92X25.0Z350.0 设定加工坐标系为X1O1Z1 G92X25.0Z10.0 设定加工坐标系为X2O2Z2工件坐

12、标系设定35010O2Z1、Z2O1X1X225第30页 一、字与字的功能一、字与字的功能1、地址和数字 英文字母及各种字符称为地址；数字09（包括小数点，+，-号）称为数字。2、字 在数控加工程序中，字由地址和数字组合而成，字是组成数控加工程序的最基本的代码。如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。2.2.2 2.2.2 数控编程的程序结构与格式数控编程的程序结构与格式第31页 3、字的功能 组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以FANUC-0M数控系统的规范为主来介绍的。（1）顺序号字N顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序

13、号字N和后续数字组成。（2）准备功能字G 准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。第32页 （3）尺寸字 尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。第一组 X，Y，Z，U，V，W 用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组 A，B，C用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组 I，J，K 用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。（4）进给功能字F进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用

14、来指螺纹的导程。第33页 （5）主轴转速功能字S主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为r/min。（6）刀具功能字T刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。（7）辅助功能字M 辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为13位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作。第34页常用地址符及其含义 地址符说明程序号O或P或%程序编号地址程序段号N程序段顺序编号地址坐标字X Y Z直线坐标轴A B C旋转坐标轴R圆弧半径I J K圆弧中心坐标加工功

15、能G机床动作方式辅助功能M冷却液开关、主轴转停等补偿功能H刀具长度补偿D刀具直径补偿暂停功能P暂停运行刀具号T刀库中刀具编号切削用量F主轴转速S第35页 4 4、程序格式、程序格式 数控机床的加工程序以程序字作为最基本的单位，程序字的集合构成程序段，程序段的集合又构成了完整的加工程序。注意：有的程序段（程序字）是所有程序中必不可少的，有的却是根据需要选择使用的。%O0006N10 G54 G90 G49 G80 G17;N20 M06 T01;N30 S1000 M03;N40 G00 X0.Y0.M08;N60 G01 Z-6.F100;%n 程序以%开始，%结束n O0006称为程序号。n

16、 程序中的每一行称为程序段，以“；”作为分行标记n 程序开始标记、程序号、程序段、程序结束标记是任何加工程序都必须具备的四个要素。第36页 国际标准国际标准ISO6983-I-1982和我国的和我国的GB8870-88标准标准都推荐使用这种字地址程序段格式，并作了具体规定都推荐使用这种字地址程序段格式，并作了具体规定。例如：例如：N20 G01 X25.Y-36.Z64.F100 S300 T02 M03；第37页 在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：怎样的轨迹移动：准备功能字G；移动目标：终点坐标值X、Y、Z；进给速度：进给功能字F；主轴转速：主轴转速功能字S；使用刀具：刀具功能字T；机

17、床辅助动作：辅助功能字M。第38页5 5、主程序和子程序、主程序和子程序子程序号和主程序号格式相同，即用O后缀数字组成。不同点在：程序结束的辅助功能不是M30，而是M99。子程序调用指令有以下三种格式（见教材P66图3-10）：1）N10 M98 P0100;2)N10 M98 P0100 L3;3)N10 M98 P60100;调用子程序O0100一次调用子程序O0100三次调用子程序O0100六次第39页 2.3 2.3 数控编程的指令代码数控编程的指令代码 2.3.1 2.3.1 数控编程常用指令代码分类数控编程常用指令代码分类 1、准备功能、辅助功能、主轴功能、进给功、准备功能、辅助功

18、能、主轴功能、进给功能、刀具功能代码能、刀具功能代码 2、模态代码和非模态代码、模态代码和非模态代码 3、模态功能和非模态功能、模态功能和非模态功能 4、前作用功能和后作用功能、前作用功能和后作用功能第40页1、尺寸单位设定指令 一、单位设定指令一、单位设定指令 尺寸单位设定指令有G20、G21。其中G20表示英制尺寸，G21表示公制尺寸。G21为缺省值。2、进给速度单位的设定指令 G94、G95，均为模态指令，G94为缺省值。程序段格式为：G94 F；或G95 F G94设定每分钟进给量，G20in/min、G21mm/min。G95设定每转进给量，G20 in/r、G21mm/r。准备功能

19、指令（准备功能指令（G代码）代码）第41页1 1、绝对尺寸指令和增量尺寸指令绝对尺寸指令和增量尺寸指令 在加工程序中，绝对尺寸指令和增量尺寸指令有两种表达方法。绝对尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于坐标原点给出。增量尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出。二、和坐标相关的二、和坐标相关的G代码代码 注意：教材P70 第42页 G90指定尺寸值为绝对尺寸。G91指定尺寸值为增量尺寸。第43页 三、三、坐标平面选择指令（模态指令）坐标平面选择指令（模态指令）2 2、设定工件坐标系指令设定工件坐标系指令G92G92、G54G59G54G59 坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具

20、补偿平面的。G17表示选择 XY平面，G18表示选择 ZX平面，G19表示选择 YZ平面。各坐标平面如图所示。一般，数控车床默认在ZX平面内加工，数控铣床默认在XY平面内加工。第44页 1 1、快速移动定位指令快速移动定位指令G00G00 快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由数控系统参数来设定。指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点，如下图所示。程序程序格式格式：G00 X Y Z式中X、Y、Z的值是快速点定位的终点坐标值四、四、和刀具运动相关的指令代码（模态指令）和刀具运动相关的指令代码（模态指令）第45页 直线插补指

21、令用于按指定进给速度F实现的空间直线运动。程序格式程序格式：G01 X Y Z F 其中：X、Y、Z的值是直线插补的终点坐标值。例：实现下图中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为：绝对方式编程：绝对方式编程：增量方式编程：增量方式编程：G90 G01 X10 Y10 F100G90 G01 X10 Y10 F100G91 G01 X-10 Y-20 F100G91 G01 X-10 Y-20 F1002 2、直线插补指令直线插补指令第46页快速点定位与直线插补.swf第47页 例如图.所示路径，要求用G01，坐标系原点O是程序起始点，要求刀具由O点快速移动到A点，然后沿AB、BC、CD、DA

22、实现直线切削，再由A点快速返回程序起始点O，其程序如下：OXYADCB12281042G01编程图例%0001 N10 G90 G00 X10 Y12 S600 T01 M03N20G01Y28F100N30X42N40Y12N50X10N60G00X0Y0N70MO5N80M02第48页 G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。G03为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。五、圆弧插补指令五、圆弧插补指令G02和和G03（模态指令）（模态指令）圆弧顺逆方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03，如下图所示。第49页XYG17G03G02ZXG18

23、G03G02YZG19G03G02G02和G03同时要用G17、G18或G19来指定圆弧插补平面。第50页 程序格式程序格式：XYXY平面：平面：G17 G02 X Y I J(R)FG17 G03 X Y I J(R)FZXZX平面：平面：G18 G02 X Z I K(R)FG18 G03 X Z I K(R)FYZ平面：平面：G19 G02 Z Y J K(R)FG19 G03 Z Y J K(R)F 其中：X、Y、Z的值是指圆弧插补的终点坐标值；I、J、K是指圆弧起点到圆心的增量坐标，可正、可负。与G90,G91无关；R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角180o时，R值为正，当圆弧的圆心角

24、1800时，R值为负。第51页圆弧插补示例，加工轨迹如图圆弧插补示例，加工轨迹如图绝对编程方式：绝对编程方式：G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300 G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300；G02 X120.0 Y60.0 I-50.0 G02 X120.0 Y60.0 I-50.0；或或 G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300 G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300；G02 X120.0 Y60.0 R50.0 G02 X120.0 Y60.0 R50.0；增量编程方式：增量编程方式：

25、G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300 G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300；G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0 G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0；或或 G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300；G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0 G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0；90 120 140R60R501006040OYXA AB BC C第52页l G02/G03可实现可实现螺旋线进给第53页第54页六、暂

26、停指令六、暂停指令 G04为暂停指令，该指令的功能是使刀具作短暂的无进给加工(主轴仍然在转动)，经过指令的暂停时间后再继续执行下一程序段，以获得平整而光滑的表面。G04指令为非模态指令。一般用于下列情况：1)加工盲孔时，在刀具进给到规定深度后；用暂停指令使刀具作非进给光整切削，然后退刀，保证孔底平整；2)镗孔完毕后要退刀时，为避免留下螺旋划痕而影响表面粗糙度，应使主轴停止转动，并暂停几秒钟，待主轴完全停止后再退刀；3)用丝锥攻螺纹时。如果刀具夹头带有正反转机构，可用暂停指令以暂停时间代替指定的距离，待攻螺纹完毕，丝锥退出工件后；再恢复机床的动柞指令。第55页N05G90G01F120Z-50S

27、300M03N10G04X2.5；暂停2.5秒N15Z70N20G04S30 ；主轴暂停30转N30G00XOY0；进给率和主轴转速继续有效N40暂停指令的程序段格式为：G04X（或P或S）X后面可用带小数点的数，单位为s；P后面不允许用小数点，单位为ms；S单位为转。说明：1）程序在执行到某一段后，需要暂停一段时间，进行某些人为的调整，这时用G04指令使程序暂停，暂停时间一到，继续执行下一段程序。2）G04的程序段里不能有其它指令。第56页 1 1、刀具半径补偿指令、刀具半径补偿指令G40G40、G41G41、G42G42（模态）（模态）加工内外轮廓表面的刀具半径补偿 七、与刀具补偿相关的指

28、令七、与刀具补偿相关的指令 在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算刀具中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能，见下图。第57页第58页 1）编程格式G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿，见下图。G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿。G40 为补偿撤消指令。G41G42第59页程序格式程序格式:G00/G01 G41/G42 D X Y /建立补偿程序段建立补偿程序段 /轮廓切削程序段轮廓切

29、削程序段G00/G01 G40 X Y /补偿撤消程序段补偿撤消程序段 D:偏置号，偏置号，D后是多位自然数，每一个偏置号都是内存地址，在这些后是多位自然数，每一个偏置号都是内存地址，在这些地址中存放刀具半径值。地址中存放刀具半径值。D00地址中的值永远是零，因而可用地址中的值永远是零，因而可用D00取消刀具半径补偿。取消刀具半径补偿。建立刀具半径补偿只能在建立刀具半径补偿只能在G00或或G01方式下完成，不能在方式下完成，不能在G02、G03或或其他曲线插补方式下进行。其他曲线插补方式下进行。刀具半径补偿一旦建立，在没被取消前一直有效刀具半径补偿一旦建立，在没被取消前一直有效第60页按增量方

30、式编程：按增量方式编程：O0001N10 G54 G91 G17 M03；G17指定刀补平面（指定刀补平面（XOY平面）平面）N20 G41 D01 G00 X20.0 Y10.0；建立刀补（刀补号为建立刀补（刀补号为01）N30 G01 Y40.0 F200；N40 X30.0；N50 Y-30.0；N60 X-40.0；N70 G00 G40 X-10.0 Y-20.0 M05；解除刀补解除刀补N80 M02；第61页例：考虑刀具半径补偿编制图所示零件的加工程序。要求建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行加工设加工。开始时刀具距离工件上表面50mm，切削深度为10mm。第62页指

31、令格式：G01 G41/G42 X_ Y_ H_(D_).G01 G40 X_ Y_刀补执行过程：刀补建立：刀补进行：刀补撤消：下一程序下一程序段起点处段起点处刀具半径刀具半径矢量顶点矢量顶点第63页刀具半径补偿的优越性：可直接按零件轮廓编程，不必考虑刀具半径的半径，从而简可直接按零件轮廓编程，不必考虑刀具半径的半径，从而简化编程；化编程；当刀具磨损或重磨后，刀具半径减小，只需手工输入新的半径当刀具磨损或重磨后，刀具半径减小，只需手工输入新的半径值，而不必修改程序；值，而不必修改程序；可用同一程序（或稍作修改），甚至同一刀具进行粗、精加工。可用同一程序（或稍作修改），甚至同一刀具进行粗、精加工

32、。第64页 2 2、刀具长度补偿指令、刀具长度补偿指令 使用刀具长度补偿指令，在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具。G43 为正补偿，即将Z坐标尺寸字与H寄存器中长度补偿的量相加，按其结果进行Z轴运动。G44 为负补偿，即将Z坐标尺寸字与H寄存器中长度补偿的量相减，按其结果进行Z轴运动。G49为撤消补偿。第65页编程格式为：G01 G43/G44 Z H /建立补偿程序段 /切削加工程序段G49 /补偿撤消程序段 刀具半径补偿只能在G00或G01方式下完成。H00地址中的值永

33、远是零，因而可用H00取消刀具长度补偿。第66页以上刀具补偿功能为数控铣床，数控车床见教材P77第67页数控车床刀具的补偿包括数控车床刀具的补偿包括刀具的偏置和磨损补偿刀具的偏置和磨损补偿，刀尖半径补偿刀尖半径补偿。1、刀具的偏置和磨损补偿，是由T代码指定的功能。编程时，设定刀架上各刀在工作位时，其刀尖位置是一致的。但由于刀具的几何形状及安装的不同，刀尖位置是不一致的，其相对于工件原点的距离也是不同的，因此需要将各刀具的位置值进行比较或者设定，称为刀具偏置补偿。刀具偏置补偿可使加工程序不随刀尖位置的不同而改变。第68页2、刀尖圆弧半径补偿 数控程序一般是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺

34、寸编制的。车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖A点或刀尖圆弧圆心O点。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。当切削加工时刀具切削点在刀尖圆弧上变动，造成实际切削点与刀位点之间的位置有偏差，故造成过切或少切。这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧，造成的加工误差，可用刀尖圆弧半径补偿功能来消除。第69页第70页 刀尖圆弧半径补偿寄存器中，定义了车刀圆弧半径及刀尖的方向号。车刀刀尖的方向号定义了刀具刀位点与刀尖圆弧中心的位置关系，其从09有十个方向。第71页第72页 M00指令实际上是一个暂停指令。功能是执行此指令后，机床停止一切操作。按下控制面板上的启动指令

35、后，机床重新启动，继续执行后面的程序。1、M00程序停止指令 2、M01计划停止指令 M01指令的功能与M00相似，不同的是，M01只有在预先按下控制面板上“选择停止开关”按钮的情况下，程序才会停止。3、M02程序结束指令 M02指令的功能是程序全部结束。此时主轴停转、切削液关闭，数控装置和机床复位。该指令写在程序的最后一段。辅助功能指令（辅助功能指令（M代码）代码）第73页 M03表示主轴正转，M04表示主轴反转。所谓主轴正转，是从主轴向Z轴正向看，主轴顺时针转动；反之，则为反转。M05表示主轴停止转动。4、M03、M04、M05主轴正转、反转、停止指令 5、M06自动换刀指令 M06为手动

36、或自动换刀指令。当执行M06指令时，主轴停转，进给停止，但切削液不停。6、M07、M08、M09冷却液开关指令 M07表示2号冷却液或雾状冷却液开。M08表示1号冷却液或液状冷却液开。M09表示关闭冷却液开关。第74页 M30指令与M02指令的功能基本相同，不同的是，M30能自动返回程序起始位置，为加工下一个工件作好准备。7、M30程序结束指令 8、M98、M99子程序调用与返回指令 M98为调用子程序指令，M99为子程序结束并返回到主程序的指令。第75页1、A、B、C、F代码代码 其它指令代码其它指令代码 2、D代码代码刀具半径补偿号选择，程序必须同时使用G41或G42才有效3、H代码代码刀

37、具长度补偿号选择，程序必须同时使用G43或G44才有效4、I、J、K代码代码给定循环或圆弧插补的数据项5、L代码代码循环次数6、N、O代码代码第76页例例：教材P76 例3-47、P代码代码延时或M98调用的程序号8、Q代码代码固定循环的数据项9、R代码代码固定循环或圆弧插补的数据项10、S、T、U、V、W、X、Y、Z代码代码第77页直线插补、圆弧插补举例：如图所示，设刀具由坐标原点O相对工件快速进给到A点，从A点开始沿着A、B、C、D、E、F、A的线路切削，最终回到原点O。OXY153878R2048R23301025 编程图例ABCDE58F第78页OXY153878R2048R23301

38、025G02、G03编程图例ABCDE58F%O0001G21 G90 G94 G17 G54;G00 X0 Y0 Z5；G00 G42 D2 X15 Y10 S500 M03 M08;G01 G43 H2 Z-3 F50;G01 X58 Y10 F200;G02 X78 Y30 R20 F50;G01 Y48 F200;X38;G03 X15 Y25 R23 F50;G01 Y10;G00 X0 Y0;Z30;M30;%第79页 钻镗固定循环指令钻镗固定循环指令常用的固定循环指令有G73、G74、G76、G80G89。一个固定循环由以下6个动作顺序组成：动作1：X、Y平面快速定位；动作2：快

39、速运动到R点平面；动作3：孔加工；动作4：孔底操作；动作5：回到R点平面；动作6：快速返回初始点。第80页孔加工中有三个作用的平面：1）初始平面：为了安全下刀而规定的一个平面。初始平面到工件表面的距离可以任意设定一个安全高度上，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部加工完成时，才使刀具返回到初始平面的初始点。2）R点平面（参考平面）：快速进给转为切削进给的高度平面。一般可取25mm。3）孔底平面。第81页返回平面选择指令G98和G99G98：加工完成后，刀具返回到初始平面。G99：加工完成后，刀具返回到R点平面。第82页初始平面初始平面参考平面参考平面工件上表面工件上表面

40、RZddG99G981 1、高速深孔钻削循环（、高速深孔钻削循环（G73）用于Z轴的间歇进给，使深孔加工时，容易排屑，减少刀具磨损，提高加工效率G73 X-Y-Z-R-QG73 X-Y-Z-R-Q（I-J-KI-J-K）-L-F-L-F-第83页2 2、深孔加工循环（、深孔加工循环（G83G83）Z轴方向分级、间歇进给，每次分级进给后都使刀具快速返回到R点平面，使深孔加工排屑性能更好。G83 X-Y-Z-R-Q-F-qqq参考平面参考平面工件平面工件平面初始平面初始平面G98G99ddRZ第二次以后切入时，先快速移动到距上次加工到达的底部位置d处，然后再变为切削进给。第84页初始平面初始平面参

41、考平面参考平面工件上表面工件上表面主轴逆时针转动主轴逆时针转动主轴顺时针转动主轴顺时针转动RZ3 3、左旋螺纹攻丝循环（、左旋螺纹攻丝循环（G74G74）攻反螺纹时主轴反转，到孔底后变成正转，同时返回。G74 X-Y-Z-R-P-F-第85页4 4、正转攻螺纹循环（、正转攻螺纹循环（G84G84）从R点平面到Z点攻螺纹时，刀具正向进给，主轴正转。到孔底部后，主轴反转。G84 X-Y-Z-R-P-F-初始平面初始平面参考平面参考平面工件上表面工件上表面主轴顺时针转动主轴顺时针转动主轴逆时针转动主轴逆时针转动RZ第86页5 5、精镗循环（、精镗循环（G76G76）通过主轴定向准停动作，进行让刀，从

42、而消除退刀痕迹。G76 X-Y-Z-R-Q-P-F-主轴顺时针主轴顺时针初始平面初始平面R参考平面参考平面工件上表面工件上表面PZq第87页6 6、背镗循环（、背镗循环（G87G87）G87 X-Y-Z-R-Q-F-主轴定向停主轴定向停刀具刀具qR点点Z点点q主轴正转主轴正转P主轴正转主轴正转第88页7 7、钻孔循环（、钻孔循环（G81G81）用于通常的钻削加工。钻削进给到孔底，然后刀具快速返回。G81 X-Y-Z-R-F-工件上表面工件上表面参考平面参考平面ZRG99G98初始平面初始平面指令动作包括定位、快进（到R点平面）、进给和快速返回。一般用用于通孔加工。第89页8 8、钻孔循环（、钻

43、孔循环（G82G82）在孔底增加了进给暂停的动作，其它与G81相同。暂停时间由地址P给出，一般用于盲孔加工，可以提高孔深精度。G82 X-Y-Z-R-P-F-工件上表面工件上表面参考平面参考平面ZRG99G98初始平面初始平面P第90页9 9、取消固定循环（、取消固定循环（G80G80）图形变换功能指令（教材图形变换功能指令（教材P91）1、G51、G502、G68、G69例：例：教材P92 例3-6第91页 2.4 2.4 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理根据被加工零件图样，按照已经确定的加工工艺路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据，称为数学处理。数学处理一般包括两个内

44、容：（1）根据零件图样给出的形状，尺寸和公差等直接通过数学方法（如三角、几何与解析几何法等），计算出编程时所需要的有关各点的坐标值。即基点坐标计算。（2）非圆曲线的处理，即节点坐标计算。第92页 一、选择编程原点一、选择编程原点从理论上讲编程原点选在零件上的任何一点都可以，但实际上，为了换算尺寸尽可能简便，减少计算误差，应选择一个合理的编程原点。车削零件编程原点的X向零点应选在零件的回转中心。Z向零点一般应选在零件的右端面、设计基准或对称平面内。车削零件的编程原点选择见下图。第93页 铣削零件的编程原点，X、Y向零点一般可选在设计基准或工艺基准的端面等或孔的中心线上，对于有对称部分的工件，可以

45、选在对称面上，以便用镜像指令来简化编程。Z向的编程原点，习惯选在工件上表面，这样当刀具切入工件后Z向尺寸字均为负值，以便于检查程序。铣削零件的编程原点见下图。编程原点选定后，就应把各点的尺寸换算成以编程原点为基准的坐标值。为了在加工过程中有效的控制尺寸公差，按尺寸公差的中值来计算坐标值。第94页 二、基点二、基点零件的轮廓是由许多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之间的连接点称为基点。基点坐标是编程中必需的重要数据。A、B、C、D、E为基点。第95页 如图示零件：基点如图示零件：基点B B、A A、E E、D D均易计算出，而均易计算出，而C C点需求点需求解方程解方程

46、:222)()(Ryyxxmxkyooo 第96页方法：方法：联立方程组；联立方程组；几何元素间的三角函数关系。几何元素间的三角函数关系。222301480YXkXY 615301.tantantantan)tan(k222301480YXXY61530.（64.2786，39.5507）第97页 三、非圆曲线数学处理的基本过程三、非圆曲线数学处理的基本过程 数控系统一般只能作直线插补和圆弧插补的切削运动。如果工件轮廓是非圆曲线，数控系统就无法直接实现插补，而需要通过一定的数学处理。数学处理的方法是，用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为节点。例如，对下图所示的曲线用直线

47、逼近时，其交点A、B、C、D、E、F等即为节点。第98页一、孔加工：例一、孔加工：例3-83-8（P103P103）2.5 2.5 编程实例（手动编程）编程实例（手动编程）课堂做作业：课堂做作业：P112 3-18第99页二、数控铣床加工：例二、数控铣床加工：例3-73-7（P99P99）课堂做作业：课堂做作业：P112 3-16第100页第101页1、根据图纸要求确定加工工艺、根据图纸要求确定加工工艺 加工方式：立铣。加工刀具：直径12的立铣刀。切削用量：参照工艺手册有关资料选择主轴转速600rpm。进给速度200mm/min。定位夹紧：过20孔用螺栓通过垫块装夹在工作台上。工艺路线：如图中

48、的箭头所示。第102页2、加工程序的编制、加工程序的编制1）确定工件坐标系 选择凸轮大圆的圆心为工件坐标系X、Y轴零点，工件表面为Z轴零点，建立工件坐标系。第103页2）数学处理在编制程序之前要计算每一圆弧的起点坐标和终点坐标值，有了坐标值方能正式编程。计算过程略，（如不好算，可用AUTOCAD精确画图，所谓CAGD-计算机辅助几何设计。）算得的基本点坐标分别为F（18.856，36.667），E（28.284，10.000），D（28.284，-10.000），C（18.856，-36.667）。如下图：第104页（）（）（）（）100第105页零件程序编制零件程序编制%0039N01 G9

49、2 X0 Y0 Z35N02 G90 G42 D01 G00 X60 Y50N03 G01 G43 H01 Z-7.0 M03 F500 S600N04 G01 X0 Y50 F200N05 G03 Y-50 J-50N06 G03 X18.856 Y-36.667 R20N07 G01 X28.284 Y-10N08 G03 X28.284 Y10 R30N09 G01 X18.856 Y36.667N10 G03 X0 Y50 R20N11 G01 X-10N12 G01 Z35.0 F500N13 G40 X0 Y0N14 M05N15 M30第106页 三、课堂作业：三、课堂作业：试写

50、出加工图试写出加工图2示零件的加工程序，毛坯厚示零件的加工程序，毛坯厚5mm，加工深度加工深度3mm第107页走刀路线走刀路线:O A B B C D E A OO A B B C D E A O提示：选用提示：选用CNC铣床加工该零件铣床加工该零件 选取选取20mm20mm立铣刀立铣刀 加工起点加工起点A A距编程原点距编程原点 A(10A(10，10)10)第108页N10 G92 X0 Y0 Z100N10 G92 X0 Y0 Z100；定义工件坐标原点，刀具位于坐标原点上面定义工件坐标原点，刀具位于坐标原点上面100mm100mm；N20 M03 S500 N20 M03 S500；启

51、动主轴启动主轴 N30 G00 Z3 N30 G00 Z3；快速移动至快速移动至O O点上方点上方3mm3mmN50 G00 G41 X10 Y10 N50 G00 G41 X10 Y10；刀具刀具快速定位到加工起点上方，快速定位到加工起点上方，左偏置左偏置N60 G01 Z-3 F80 N60 G01 Z-3 F80；切入工件切入工件3 3mmmmN70 G01 X10 Y35 F100 N70 G01 X10 Y35 F100；加工至加工至B B点点第109页N80 G02 X40 Y65 I30 J0 F80 N80 G02 X40 Y65 I30 J0 F80；顺圆加顺圆加工至工至BBN90 G02 X55 Y60.98 I0 J-30；顺圆加工至顺圆加工至CN100 G01 X108.25 Y30 F100；加工至加工至DN110 G01 Y10；加工至加工至EN120 G01 X10；加工至加工至AN130 G00 Z100；快速抬刀快速抬刀N140 G40；取消刀偏取消刀偏N150 M05；停止主轴停止主轴N160 G00 X0 Y0；N170 M02；程序结束程序结束第110页四、车削编程实例：例四、车削编程实例：例3-23-2（P99P99）第111页