《数控加工编程技术》_第3章 数控加工编程基础

(5) 程序检验和首件试切： 方法一：数控机床提供的机床锁住运行、机 床空运行、单段程序运行、加工轨迹的图形 模拟等程序检验方法。 方法二：专用模拟软件。 方法三：首件试切。
上一页 下一页 首 页 退 出
8
2013年4月9日星期二
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
3.1.3 数控编程的方法 数控加工程序是表达数控机床实际运动顺 序功能指令的有序集合。 编制方法主要有两种： (1) 手工编程 适合与简单零件的编程。也是 自动编程的基础。 (2) 自动编程 应用广泛。 手工编程与自动编程的关系：手工编程是 基础，应该掌握，自动编程是目标，必须掌 握，两者不可偏废。
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
(4) 编写程序单：编程人员依据所用数控系 统规定的指令代码及程序格式，完成加工程 序的编制。简单零件可手工编程，复杂零件 一般计算机编程，其程序一般为电子文档。
上一页 下一页 首 页 退 出
7
2013年4月9日星期二
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
13
上一页
下一页
首 页
退 出
2013年4月9日星期二
3) 机床坐标系原点位置：
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
③采用相对位置检测元件的数控机床，开 机后必须执行返回坐标参考点（又称回零） 操作使参考点生效；采用绝对位置检测元件 的机床，不需回零操作。 ④在数控系统设定时，若返回参考点后系 统位置绝对坐标值设置为0，则可认为机床坐 标系原点与机床参考点重合。同理，若将机 床移动至参考点后系统位置绝对坐标值设置 为的最大行程，则可认为机床坐标系原点在 工作台左下角。
上一页 下一页 首 页
14
退 出
2013年4月9日星期二
2.坐标轴方位确定
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
(1) Z轴：数控机床的Z轴平行于主轴，Z轴 的正方向为工件到刀架的方向。 (2) X轴：一般情况下，X轴为水平方向，且 是较长的那个进给轴。 对于刀具旋转的机床，如立式铣床等，从 机床的前面朝立柱看，X轴的正方向指向右方；
上一页 下一页 首 页 退 出
9
2013年4月9日星期二
注 意：
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
1) 目前，单纯的CAM软件已不多见，各种 大型通用软件均已朝着CAD/CAE/CAM集成 一体化的方向发展。 2) 不同的数控系统，其编程指令是略有差异 的，因此编程之前一定要了解所使用数控机 床的数控系统是哪一种型号，才能有的放矢 的进行编程。本书以Fanuc 0i C系列数控系统 为例进行讲解。
上一页 下一页 首 页 退 出
22
2013年4月9日星期二
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
例3-2：如图3-4b)所示，假设为数控车削系 统，刀具从A点沿直线运动 到B点，则其指令格式 如下： 绝对坐标编程时： G01 X70.0 Z40.0 F100; 增量坐标编程时： G01 U40.0 W-60.0 F100; 图3-4b) 数控车X_Z_/U_W_指令 混合坐标编程时： G01 U40.0 Z40.0 F100; 或G01 X70.0 W-60.0 F100;
数控加工编程技术
主编：陈为国 机械工业出版社 同名教材配套电子教案
ISBN978-7-111-38439-7
2013年4月9日星期二
第3章 数控加工编程基础
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
3.1 概 述 3.2 坐标系的定义 3.3 数控程序的结构分析 3.4 数控编程中的数值处理 3.5 基本编程指令与概念 思考与练习
上一页 下一页 首 页 退 出
16
2013年4月9日星期二
3.2.2工件坐标系 工件坐标系是与加工、编程相关的坐标系。
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
工件坐标系可以细分为编程坐标系与加工 坐标系。
编程坐标系是编程人员根据图样的工艺特 点和编程的方便性而确定的坐标系。 加工坐标系是操作者根据工件安装位置而 设定的坐标系。 一般加工坐标系与编程坐标系重合。
上一页 下一页 首 页 退 出
20
2013年4月9日星期二
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
2.增量坐标 指数控编程时刀具移动指令所指定的坐标 位置相对于上一移动指令的坐标位置的差值， 也就是刀具移动指令指定刀具移动的实际距 离，如图3-4所示。 在FANUC 0i MC系统中： 铣削系统用G90和G91指令分别指定绝对 坐标值和增量坐标值编程。 车削系统用地址字X_ Z_和U_ W_表示绝对 坐标值和增量坐标值编程，车削系统中允许混 合编程。
上一页 下一页 首 页 退 出
27
2013年4月9日星期二
3.3 数控程序的结构分析
上一页 下一页 退 出
2
2013年4月9日星期二
重点、难点与学习提示
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
本章重点：数控编程必须掌握的基础知识，包括：坐标系(机床坐 标系、工件坐标系、编程坐标系和加工坐标系)，绝对 坐标、增量坐标和相对坐标，模态与非模态指令，基 点与节点的计算与处理，基本编程指令G01/G02/G03/ G04的特点与应用，工作坐标平面，参考点与返回坐 标参考点的方法等。数控编程的概念、方法与步骤， 程序、程序段与指令字的概念与关系，数控程序的结 构，数控程序段的基本写法。 本章难点：各种坐标系的概念与实现，参考点与返回坐标参考点 的方法等，数控程序的结构等。 学习提示：必须熟练掌握卧式数控车床与立式数控铣床的坐标轴 与坐标系的定义，掌握数控程序的基本结构，理解子 程序及子程序调用原理。
18
上一页
下一页
首 页
退 出
2013年4月9日星期二
图3-3为机床坐标系与工件坐标系的关系。 图a)所示为数控车床工件坐标系设定示例。 图b)所示为数控铣床坐标系设定示例。
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
Om——机床参考点 Ow——工件坐标系
a)数控车床 图3-3 机床坐标系与工件坐标系的关系 19
上一页 下一页 首 页 退 出
4
2013年4月9日星期二
3.1.2 数控编程的步骤 数控加工程序的编制过程框图如图3-1所示。
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
(1) 分析零件图纸 ：明确零件材料、加工精 度、形状特征、尺寸及热处理要求等信息。 确定加工方案。
上一页 下一页 首 页 退 出
上一页 下一页 首 页 退 出
10
2013年4月9日星期二
3.2 坐标系的定义
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
3.2.1 机床坐标系（含机床参考点的概念） 标准：GB/T 19660—2005 《工业自动化系统与 集成机床数值控制坐 标系和运动命名》 1.机床坐标系 （图3-2所示）
11
上一页 下一页 首 页 退 出
23
2013年4月9日星期二
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
3.相对坐标 相对坐标的概念出现在数控机床操作过程中， 数控系统MDI面板上LCD显示画面中的坐标 位置显示画面。
铣床
24
车床
上一页 下一页 首 页 退 出
2013年4月9日星期二
注 意： 相对坐标不等于增量坐标。
b)数控铣床
上一页
下一页
首 页
退 出
2013年4月9日星期二
3.2.3 绝对坐标、增量坐标与相对坐标 1.绝对坐标
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
指刀具当前位置在工件坐标系中的坐标值。
在图样编程过程中，绝对坐标是相对于编 程坐标系的坐标值。 在机床上加工时，当加工坐标系未建立之 前，刀具的绝对坐标是相对于机床坐标系(或 机床参考点)的坐标值。加工坐标系一旦建立， 则刀具的绝对坐标是相对于加工坐标系原点 的坐标值。
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
相对坐标是指数控机床操作过程中，操作者 临时指定某一点为基准点（具体是将该点的相 对坐标设置为0），接着刀具移动时所显示的 刀具位置均是以这一个临时基准点为参考点的 坐标值，这个坐标值就是相对坐标。
25
上一页
下一页
首 页
退 出
2013年4月9日星期二
3.2.4 工作坐标平面 数控编程时，有些指令(如圆弧插补和半径 补偿指令等)是在指定的坐标平面中进行的。
上一页
下一页
首 页
退 出
2013年4月9日星期二
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
1.机床坐标系 规 定： 1) 右手直角笛卡尔坐 标系确定三个直线运动 坐标轴X、Y、Z，右手 螺旋法则确定三个绕X、 Y、Z轴旋转的坐标轴A、 B、C。 2) 以上规则适用于工件固定不动，刀具移 动的情形。若工件移动，刀具固定不动时， 正方向反向，并加“′”表示。
5
2013年4月9日星期二
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
(2) 制定工艺方案：确定零件的加工方法、 定位和夹紧方法、刀具和夹具、走刀路线等 工艺过程。 (3) 数学计算与处理：计算编程时所需的几 何点坐标。复杂零件一般借助计算机辅助编 程。
上一页 下一页 首 页 退 出
6
2013年4月9日星期二
对于工件旋转的机床，如车床等，X轴应是 径向且平行于横刀架，X轴正方向应是离开旋 转轴的方向。
上一页 下一页 首 页 退 出
15
2013年4月9日星期二
2.坐标轴方位确定
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
(3) Y轴：Y轴的方向则按右手坐标系定则确 定。 (4) 回转轴A、B、C：分别对应坐标轴X、Y、 Z，并以该方向为参照，按右手螺旋坐标系定 则确定，参见图3-2。 以上规定，让编程人员在编程时可以不考 虑具体的机床是刀具移动还是工件移动，便 于将更多的精力集中于编程上。关于坐标系 的详细信息可参阅GB/T 19660—2005。
17
上一页
下一页
首 页
退 出
2013年4月9日星期二
确定工件坐标系原点在机床中位置的过程 称为“对刀”。
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
对刀实质上是确定工件坐标系原点相对于 机床参考点之间的三个坐标方向的偏移值， 并存入数控系统的相应位置，数控机床运行 时会根据相应的设置或指令调用这些偏移值 确定工件坐标系。
上一页 下一页 首 页 退 出
21
2013年4月9日星期二
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
例3-1：如图3-4a)所 示，假设为数控铣削系 统，刀具从A点沿直线 运动到B点，则其指令 格式如下：
图3-4a) 数控铣G90/G91指令 绝对坐标方式编程时： G90 G01 X10.0 Y20.0 F100; 增量坐标方式编程时： G91 G01 X-20.0 Y15.0 F100; 注意，G90、G91指令为同组模态指令， 一般机床上电时的默认指令为G90。
上一页 下一页 首 页 退 出
3
2013年4月9日星期二
3.1 概 述
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
3.1.1 数控加工编程的概念 从零件图样到获得合格数控加工程序的全 过程称为数控编程，简称编程。 详述：数控加工编程就是把零件的工艺过 程、工艺参数、机床的运动（如主轴起停、 正反转、冷却泵开闭、刀具夹紧等）以及刀 具位移量（运动方向和坐标值）等信息用数 控语言记录并经校核的全过程。
上一页 下一页 首 页 退 出源自122013年4月9日星期二
3) 机床坐标系原点位置：
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
(1) 由机床生产厂家确定。必须设置机床参 考点之后方能生效，这个机床参考点是第一 参考点（简称为参考点）。 (2) 机床参考点是机床上的一个固定点，一 般选择在X、Y、Z坐标轴的最大位置处。设 定参考点的过程实际上就是确定机床坐标系 的过程。
工作坐标平面如图3-5所示。 指令格式：G17/G18/G19 G17/G18/G19 指令与工作平面如表3-1所示。
表3-1 坐标平面选择指令
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
G指令 指定的工作平面 G17 XY平面 G18 ZX平面 G19 YZ平面
26
上一页
下一页
首 页
退 出
2013年4月9日星期二
指令格式：G17/G18/G19
第 3 章 数 控 加 工 编 程 基 础
注 意： 1) 指令G17/G18/G19是 同一组的模态指令，可以 相互注销。 2) 默认的工作平面由系统设定， 立式铣床为G17指定的XY坐标平面， 数控车床为G18指定的ZX坐标平面。 3) 直线移动指令与坐标平面选择无关。