第1章数控加工的编程基础

零件图纸 图纸工艺分析
计算运动轨迹
修 改
程序编制
制备控制介质
校验和试切
错误
（2）数值计算（刀具运动轨迹的坐标数值计算）
– 按已确定的加工路线和允许的零件 加工误差，计算出所需的输入数控 装置的数据，称为数值计算。数值 计算的主要内容是在规定的坐标系 内计算零件轮廓和刀具运动的轨迹 的坐标值。数值计算的复杂程序取 决于零件的复杂程度和数控装置功 能的强弱，差别很大。对于点位控 制的数控机床（如数控冲床等）加 工的零件，一般不需要计算，只是 当零件图样坐标系与编制坐标系不 一致时，才需要对坐标进行换算。
O0701
(样本程序结构) （PETER SMID—08-12-1）
——程序号
——程序头
NI G20;(在单独行设置单位)
N2 G17 G40 G80 G49;(初始设置与取消) N3 T01;(刀具到等待位置)
N4 M06；（刀具安装到主轴）
N5 G90G54 G00 X0 Y0 S800 M03 T02; N6 G43Z2.0H01 M08;
4.机床坐标系与工件坐标系
编程总是基于某一坐标系统的，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）机床坐标系与机床原点及机床参考点
机床坐标系 也称机械原点、参考点或零点。 例子：车床 加工中心
数控车削工件坐标系的原点 数控车床坐标系的原点
工件坐标系（编程坐标系）
第1章 数控加工的编程基础
第1章 数控加工的编程基础
（一）目的与要求
使学生建立数控编程的基本概念，掌握数控编程的基本内容、 主要步骤；掌握加工程序的基本组成、程序的基本结构和类型。
（二）教学内容 1．数控加工的过程 2．数控编程的内容与步骤 3．数控编程的种类 4．数控机床的坐标系和运动方向的命名规则
数控加工技术是数控技术应用的主要内容之一。
（1）数控加工的对象——精密、复杂零件及模具。 （2）数控加工的关键设备是各种典型数控机床。 （3）数控加工的交流语言是零件图纸。 （4）数控加工的纽带是NC程序。 （5）数控编程的作用——数控加工的桥梁 （p2t1-1） 在数控机床上加工零件时，从分析零件图纸到获得数控机 床所需要的控制介质的全部过程为程序编制，简称“编程”。
1.4 数控加工程序的结构与格式
2、基本编程术语 （2）字 构成字的地址码 字 X-30.0
地址
符号+数字
1.4 数控加工程序的结构与格式
2、基本编程术语 （2）字—对于字的地址码说明 ◆使用整数的情况
使用整数的字：D、H、T、S、M等； 如：D01、H02、T05、M05、S800……
◆使用小数的情况
——程序内容
……
N29 M05; N30 M30;
——程序结束
1.4
1、程序的结构
数控加工程序的结构与格式
数控系统加工程序可以分为主程序和子程序
图1-3 主程序和子程序关系图
1.4 数控加工程序的结构与格式
2、基本编程术语 编程时使用4个基本术语： 字符→字→程序段→程序 （1）字符 是程序中的最小单元，形式：数字、字母、符号。
零件图纸 图纸工艺分析
计算运动轨迹
修 改
程序编制
制备控制介质
校验和试切
错误

在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不
动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法，则更
为方便。 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件 的加工误差。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精度要求为
★数字：由0~9组成的数，使用整数、小数两种模式，只
要在许可范围内的数字均有效。
★字母：26个英文字母，大小写具有相同的意义，习惯
用大写形式。
★符号：最常见的符号是小数点、负号、百分号、圆括
号等。
1.4 数控加工程序的结构与格式
2、基本编程术语 （2）字 程序字由字母、数字和符号组成，并形成程序 中具有特定含义的功能字。 例如：N05——顺序号字； G01——直线插补运动字； X-183.5——坐标尺寸字 F275.0——进给功能字。
5．典型数控系统及其主要功能
6．程序的结构 7．程序段格式的书写规则 8. 续效代码与非续效代码
第1章 数控加工的编程基础
（三）教学要求
1．了解数控加工的过程
2．掌握数控编程的内容与步骤 3．掌握数控编程的种类
4．掌握数控机床的坐标系和运动方向的命名规则
5．了解典型数控系统及其主要功能 6．掌握程序的结构组成
旋转运动A、B和C。
——A、B和C相应地表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。
A、B和C的正方向，相应地表示在X、Y和Z坐标正方向上按照右旋螺 旋前进的方向。
3.典型数控机床的坐标系与运动方向
数控车床
立式车床
立式铣床
Z轴为垂直(如立式 铣、镗床，钻床)， 则从刀具主轴向床 身立柱方向看，右 手平伸出方向为X 轴正向
错误
艺文件，如数控加工工序
卡片、数控刀具卡片、数 控刀具明细表等。
零件图纸
（4）制备控制介质
将程序单上的内容记录在 控制介质上，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。
图纸工艺分析
计算运动轨迹
修 改
程序编制
制备控制介质
校验和试切
错误
（5）程序的校验和试切
所制备的控制介质，必须经过进一步的校 验和试切削，才能用于正式加工。一般采 用空走刀校验、空运转画图校验以检查机 床运动轨迹与动作的正确性。 常用的校验和试切方法： 对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、 坐标纸代替工件进行空运转空运行绘图。 对于空间曲面零件，可用蜡块、塑料或木料 或价格低的材料作工件，进行试切，以此检 查程序的正确性。
– 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，且刀具离开工件 旋转中心的方向是X轴的正方向。
+X +Z
4)工件运动时的相反方向
对于工件运动而不是刀具运动的基础，必须将前述为刀具 运动所作的规定作相反的安排。用加“′”字母，如 +X′，表示工件相对刀具正方向运动指令。而不加“′” 字母，如+X，则表示刀具相对于工件负向运动指令。二 者表示的运动方向相反。对于编程人员之考虑不加“′” 的运动方向，对于机床制造者，则需要考虑带“′”的 运动方向。
零件图纸 图纸工艺分析
计算运动轨迹
修 改
程序编制 制备控制介质 校验和试切Leabharlann 错误（3） 编制零件加工程序单
加工路线、工艺参数及刀
零件图纸 图纸工艺分析
具运动轨迹确定以后，编
程人员可以根据数控系统 规定指令代码及程序格式 ，编写零件加工程序单。 此外，还应填写有关的工
修 改
计算运动轨迹
程序编制
制备控制介质 校验和试切
7．掌握程序段格式的书写规则：字-地址程序段格式
8．理解地址码中英文字母的含义 9．掌握续效代码与非续效代码的概念与区别
第1章 数控加工的编程基础
（四）重点与难点 重点：数控编程的内容与步骤，数控机床的坐标系 和运动方向；
难点：续效代码与非续效代码的区别。
（五）教学指导
1.1 数控编程概述
1、数控加工的概念
数控铣削工件坐标系的原点
2
（2）绝对坐标和相对坐标
绝对坐标表示法 大多数用G90表示。
绝对坐标表示法
相对坐标表示法 大多数用G91表示， 有的用X、Y、Z表示绝对 坐标，用U、V、W表示相 对坐标。
相对坐标表示法
26
1.3 典型数控系统及其主要功能
1.典型数控系统
数控系统是数控机床的核心。数控机床根据功能和 性能要求，配置不同的数控系统。数控系统分为车削 （L/T）和铣削（M）2类。 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轴）如：TNC320、iTNC530. 5）华中数控，如：HNC-21T/M。 6）广州数控，如：GSK928M/T、GSK980M.
2.数控系统的功能
数控系统是数控机床的核心。数控机床根据功能和性能要求，配置不 同的数控系统。无论何种数控系统，其基本功能有5种，分别是： （1）准备功能——准备功能是使数控机床作好某种操作准备的指令，用地 址G和数字表示，如G00、G01、G94等。 （2）刀具功能——刀具功能字T。由地址功能码T和数字组成。刀具功能的 数字是指定的刀号，数字的位数由所用的系统决定。 （3）主轴速度功能——主轴转速功能字S，由地址码S和数字组成，主要用 于主轴速度控制。 （4）进给功能——进给功能字F表示刀具中心运动时的进给速度，进给功 能用F代码直接指定各轴的进给速度。由地址码F和数字构成。 （5）辅助功能——辅助功能也叫M功能或M代码，它是控制机床或系统的开 关功能的一种命令。由地址码M和数字组成。常用的辅助功能有程序停、主 轴正/反转、冷却液接通和断开、换刀等。
使用小数的字：X、Y、Z、I、J、K、A、B、C、Q、R、F等。
如：X125.3，15.385，A3.2，F0.05„„
◆在编程手册中，经常将数字表示成以下形式： G01 IP±5.3; X±5.5; P5„„等。
2、数控编程的内容和方法
（1）加工工艺分析（分析图样，确定加 工工艺过程）
在确定加工工艺过程时，编程人员要根 据零件图样进行工艺分析，然后选定机床、 刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工 步顺序及切削用量等工艺参数等。 ① 确定加工方法 ② 加工路线的设计 ③ 加工工序内容设计 这些工作与普通机床加工零件时 工艺规程的编制基本上是相似的，但 也有自身的一些特点。