数控加工原理和编程基础
数控的基本原理及方法
数控的基本原理及方法数控(Controlled Numerical Control, CNC)是一种机器控制技术，利用计算机控制数控系统，通过数学模型来操控数控机床实现加工操作。
数控的基本原理和方法主要包括数学模型的建立、实时路径规划、指令转换、执行控制和反馈控制等。
数控的基本原理是通过计算机对工件进行三维建模，并将模型转化为机床能够理解的数学模型。
这个数学模型通常是三维坐标系下的坐标点、线和圆弧等几何元素的集合，描述了工件的几何特征和加工要求。
实时路径规划是数控的核心技术之一。
通过对数学模型进行分析和计算，确定工件在加工过程中各个切削点的位置，实现刀具轨迹的规划。
实时路径规划主要包括直线插补和圆弧插补两种方式。
直线插补是沿直线路径进行插补，圆弧插补则是按照圆弧路径进行插补。
指令转换是将路径规划结果转化为机床能够执行的指令。
通过将刀具的插补轨迹转化为数控机床的控制指令，包括刀具移动的起始位置、方向和速度等信息，实现对机床的控制。
指令转换通常包括编程语言的解析和二进制指令的生成两个步骤。
执行控制是将指令发送给数控机床，并控制机床按照指令进行加工操作。
数控机床通过执行控制系统接收并执行指令，将刀具按照路径规划的结果进行移动和切削操作。
执行控制还包括对加工过程中的各个参数进行实时监测和调整，确保加工质量和稳定性。
反馈控制是指控制系统对机床加工过程中的各个参数进行实时监测和反馈。
通过传感器对机床的位置、速度、力和温度等参数进行监测，并将监测结果反馈给控制系统进行实时调整。
这样可以确保加工过程中的精度、质量和安全。
数控的方法包括手动编程、自动编程和联机编程三种方式。
手动编程是将工件的几何图形和加工要求通过数控编程语言手动输入到计算机中，利用计算机软件自动生成数控机床可执行的刀具轨迹。
自动编程是通过计算机辅助设计(CAD)软件进行自动建模，然后由计算机自动生成数控程序。
联机编程是将计算机与数控机床进行联机连接，直接通过计算机对机床进行编程和控制。
数控加工编程与操作重要知识点
数控加工编程与操作重要知识点一、数控加工编程基础知识1.数控加工的概念和发展历程2.数控系统的组成和分类3.数控编程的基本要求和格式4.数控编程语言及其分类5.刀具半径补偿和刀具长度补偿的概念及应用二、数控加工操作技能1.机床操作前的准备工作2.机床各部件的名称、结构和功能3.加工工艺流程及注意事项4.刀具安装、夹紧和调整方法5.切削参数的选择和调整方法三、常用数控加工编程技巧1.坐标系选择及坐标系变换方法2.插补方式及插补指令的使用方法3.循环指令及其应用场景4.子程序编写与调用方法5.G代码与M代码的使用场景及常见指令解析四、高级数控编程技术1.CAD/CAM软件在数控加工中的应用2.高速铣削技术及其优势与局限性分析3.APT语言在数控编程中的应用4。
五轴联动加工技术原理与应用5。
智能化制造在数控加工中的应用五、数控加工质量控制1.数控加工中常见质量问题及原因分析2.数控加工质量检测方法及标准3.机床精度检测方法及标准4.刀具磨损与寿命的评估和管理方法5.数控加工过程中的安全问题及应对策略六、数控加工行业发展趋势1.智能化制造技术在数控加工行业中的应用前景2.数字化生产模式对数控加工行业的影响C技术在航空、汽车、电子等领域中的应用4.人工智能技术在数控编程和操作中的应用5.新材料、新技术和新设备对数控加工行业的影响七、结语总结以上内容，指出学习数控编程与操作需要具备的基本素质和必要技能，以及今后学习和发展方向。
同时，还需要强调实践操作与理论知识相结合，不断提高自身素质和能力。
数控机床的工作原理与编程技术
数控机床的工作原理与编程技术在现代制造业中，数控机床已成为不可或缺的设备。
它能够实现高精度、高效率的加工工艺，为工业制造提供了巨大的便利。
本文将介绍数控机床的工作原理和编程技术，为读者深入了解和应用数控机床提供指导。
一、数控机床的工作原理数控机床是通过计算机系统和数控系统控制其运动和加工工艺的一种设备。
其工作原理基本可以分为以下几个方面：1. 硬件系统：数控机床的硬件系统包括机械结构、传动装置、传感器和执行机构等。
机械结构决定了数控机床的运动方式和加工能力，传动装置使得机床能够按照预定的路径进行运动，传感器用于感知加工状态和位置信息，执行机构则根据数控指令实现具体的加工动作。
2. 数控系统：数控系统是整个数控机床的大脑，负责处理和控制机床的运动和加工过程。
数控系统由计算机、数控器和人机界面组成。
计算机负责运行和管理程序，数控器则负责解析程序指令并向机床发送控制信号，人机界面提供操作界面和输入信号。
3. 编程系统：数控机床的编程系统是数控系统的重要组成部分。
编程系统有多种形式，包括手动编程、自动编程和CAD/CAM编程等。
不同的编程方式适用于不同的加工需求和操作习惯，但核心原理都是通过编写特定的指令来描述加工工艺和运动轨迹。
二、数控机床的编程技术数控机床的编程技术是使用数控机床进行加工时必备的技能。
下面将介绍几种常见的数控机床编程技术：1. G代码编程：G代码是数控机床最常用的编程语言。
它是一种简单的指令系统，通过字母G和后面的数字和小数点来描述不同的运动和功能。
例如，G00表示快速定位，G01表示直线插补，G02表示顺时针圆弧插补，G03表示逆时针圆弧插补等。
程序员可以根据加工工艺和机床特性选择合适的G代码来编写程序。
2. M代码编程：M代码是数控机床用于控制辅助功能和开关的指令。
例如，M03表示主轴正转，M08表示冷却液开，M30表示程序结束等。
M代码和G代码可以结合使用，实现更复杂的加工过程。
第二章_数控加工编程基础
2.2 编程的基础知识
2.辅助功能M代码 M指令构成：
地址码M后跟2位数字组成，从M00-M99共100种。
(1) M00—程序停止。
(2) M01—计划（任选）停止。 程序运行前，在操作面板上按下“任选停止” 键时，
才执行M01指令，主轴停转、进给停止、冷却液关 断、程序停止执行。若“任选停止”处于无效状态 时，M01指令不起作用。利用启动按钮才能再次自 动运转，继续执行下一个程序段。
零件图纸
图纸工艺分析 确定工艺过程
数值计算
修
编写程序
改
制备控制介质
校验和试切 错误
4、制备控制介质
将程序单上的内容，经转 换记录在控制介质上，作为 数控系统的输入信息。 注意：若程序较简单，也可 直接通过键盘输入。
零件图纸
图纸工艺分析 确定工艺过程
数值计算
修
编写程序
改
制备控制介质
校验和试切 错误
5、程序的校验和试切
轴转动的圆进给坐标轴分别 用A、B、C表示。
坐标轴正向：由右手螺旋 法则而定。
右手直角笛卡尔坐标系
数控机2.床2的进编给程运动的是基相对础运动知。Y识
具体规定：
①坐标系是假定工件 不动，刀具相对于 工件做进给运动的 坐标系。
+B
X、Y、Z
Y
+A X
Z +C
②以增大工件与刀具
之间距离的方向为 坐标轴的正方向。 Z
a. 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床）
Z轴水平时（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时， X坐标的正方向指向右边。
＋X
Z轴垂直时（立式），对单立柱机床，面向刀具主轴 向立柱看时， X轴的正方向指向右边
数控机床编程新手入门教程
数控机床编程新手入门教程前言数控机床编程是现代制造业中至关重要的一环，掌握数控机床编程技能可以提高生产效率并降低成本。
本教程旨在帮助新手快速入门数控机床编程，通过逐步介绍基础知识和实用技巧，帮助读者建立起对数控机床编程的基本理解和掌握。
第一章：数控机床概述在开始学习数控机床编程之前，我们先了解一下数控机床的基本概念和工作原理。
数控机床是一种根据预先输入的程序指令自动控制机床运动和加工过程的机床。
它能够实现高精度、高效率的加工，广泛应用于各种制造行业中。
第二章：数控机床编程基础1.G代码和M代码–G代码是数控机床的运动控制代码，用于控制机床的移动及加工动作；–M代码是辅助功能代码，用于控制机床的辅助功能，如冷却润滑等。
2.坐标系–绝对坐标系：以机床工作台的某一位置为参考点，所有坐标值均以该点为基准；–相对坐标系：以机床工作台当前位置为参考点，所有坐标值均以当前位置为基准。
3.编程方式–手动编程：通过输入G代码和M代码进行编程；–自动编程：使用CAM软件进行零件设计和数控程序生成。
第三章：数控编程实例为了更好地理解数控机床编程，我们通过一个简单的实例来演示编程过程。
假设我们需要在一块方形工件上进行铣削加工，首先确定工件坐标系和加工路线，然后编写如下程序：G90 (选择绝对坐标)G17 (选择XY平面)G21 (选择单位为毫米)M06 T1 (选择刀具1)S2000 F500 (主轴转速2000转/分钟，进给速度500毫米/分钟)G00 X0 Y0 (快速定位到工件原点)G01 Z0 (下刀到工件表面)G01 X50 (沿X轴移动50毫米)G01 Y50 (沿Y轴移动50毫米)G01 X0 (回到X轴原点)G01 Y0 (回到Y轴原点)M30 (程序结束)结语本教程介绍了数控机床编程的基础知识和实例应用，希望能够帮助读者初步了解数控机床编程的原理和方法，为进一步深入学习打下坚实的基础。
数控机床编程是一个需要不断练习和实践的技能，希望读者能够在实际应用中不断提升自己的编程水平，为制造业的发展贡献自己的力量。
数控加工基础知识
8、5大功能指令 1）辅助功能指令（M指令） M03: 主轴正传 M04：主轴反转 M05：主轴停止 M06: 换刀 M08: 切削液打开 M09: 切削液关闭 M30: 程序结束
2）进给功能指令（F指令）：指定进给速 度的大小。 有两种控制方式： 每分钟进给方式：（mm/min) 如：F100 每转进给方式：(mm/r) 如：F0.1 一般的数控系统默认为每分钟进给方式。 3）刀具功能指令（T指令） 车床一般用四位数字。如：T0101，前两位 表示刀具号，后两位表示刀补号。 铣床一般用两位数字。如：T02，表示刀具 号为02.
2、数控技术的发展
1952年在美国麻省理工学院诞生了世界上第一台三 坐标联动的数控铣床 第一代 电子管NC
第二代 晶体管NC
第三代 小规模集成电路NC
CNC
第四代 小型计算机NC
MNC
第五代 微机NC
二、数控机床的组成
机床本体 数控机床 数控系统 输入输出装置 数控装置（核心） 伺服驱动系统 位置检测反馈装置 可编程逻辑控制器（PLC)
3）工件原点（编程原点） 工件坐标系是在数控编程时用来定义工件形 状和刀具相对工件运动的坐标系。 工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点 数控车床上加工工件时，工件原点一般设在 主轴中心线与工件右端面(或左端面)的交点处。 数控铣床上加工工件时，工件原点一般设在 进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称 中心上。
2）机床参考点 机床原点相对应的还有一个机床参考点， 它也是机床上的一个固定点，通常不同于机 床原点。一般来说，加工中心的参考点设在 工作台位于极限位置时的一基准点上。该极 限位置通过机械挡块来调整和确定，但必须 位于各坐标轴的移动范围内。为了在机床工 作时建立机床坐标系，要通过参数来指定参 考点到机床原点的距离，此参数通过精确测 量来确定。一般，机床工作前，必须先进行 回参考点动作，各坐标轴回零，才可建立机 床坐标系
数控加工编程的基础知识
§2-1 数控加工编程概述
二、手工编程的步骤和方法
图纸工艺分析 这一步与普通机床
加工零件时的工艺分 析相同，即在对图纸 进行工艺分析的基础 上，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 2021/7艺/16 参数等。
零件图纸
图纸工艺分析
计算运动轨迹
，若按通常的方法编程，则有一定量的连续程序段在 几处完全重复的出现，则可以将这些重复的程序串， 单独地担出来按一定格式做成子程序，程序中子程序 以处的部分便称为主程序。
子程序可以被多次重复调用。而且有些数控系统中可 以进行子程序的“多层嵌套”，子程序可以调用其它 子程序，从而可以大大地简化编程工作，缩短程序长 度，节约程序存贮器的容量。
2021/7/16
§2-2 数控机床的坐标系
2021/7/16
§2-2 数控机床的坐标系
三.绝对坐标和相对坐标
1．绝对坐标系 所有的坐标值均从同一固定坐标点计量的坐标系。 2．相对坐标系 运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系 （或增量坐标系）。
2021/7/16
以绝对坐标计算：XA=12, YA=15, XB=30, YB=35
2021/7/16
图2-3 卧式升降台铣床
§2-2 数控机床的坐标系
2021/7/16
图2-4 卧式镗床
§2-2 数控机床的坐标系
②当Z轴为铅垂方向 （ 立式主轴）时
a．对于单立柱机床，X 轴的正方向指向右边。
2021/7/16
图2-5 数控铣床
§2-2 数控机床的坐标系
b．对于双立柱机床 （如龙门机床），当 站在操作台一侧从主 轴向左侧立柱看时， X轴的正方向指向右 边。
数控基础知识点总结
数控基础知识点总结一、数控系统的组成1.数控系统的组成结构数控系统由数控硬件和数控软件两部分组成。
数控硬件包括数控设备、传感器、执行机构等。
数控软件包括数控编程软件、数控仿真软件、数控加工监控软件等。
数控硬件和软件之间通过接口进行通信和数据交换。
2.数控系统的工作原理数控系统通过接收外部输入的指令，经过处理和计算，控制机床实现工件的加工。
数控系统可以实现自动化生产，大大提高生产效率。
二、数控编程基础1. 数控编程语言数控编程语言是数控系统能够识别和处理的特定语言。
常见的数控编程语言包括G代码、M代码、X、Y、Z轴的坐标指令等。
2. 数控编程的基本原则数控编程的基本原则包括准确、简洁、清晰、规范。
数控编程应该准确反映工件的几何形状和加工要求，同时尽可能简洁清晰，便于后续的修改和维护。
三、常见数控加工工艺1.数控车床加工数控车床是一种利用工件旋转和刀具直线运动的数控机床。
数控车床广泛应用于车削、镗孔、攻丝等加工工艺中。
2.数控铣床加工数控铣床是一种利用刀具旋转和工件直线运动的数控机床。
数控铣床广泛应用于平面、曲面、凸轮等复杂工件的加工。
3.数控磨床加工数控磨床是一种利用磨料切削工件的数控机床。
数控磨床广泛应用于高精度、高表面光洁度要求的工件加工。
4.数控电火花加工数控电火花加工是一种利用电火花放电去除工件材料的加工方法。
数控电火花加工适用于超硬材料、复杂曲面等加工。
四、数控机床的基本原理1.数控机床的运动控制数控机床的运动控制包括轴线性插补、圆弧插补、螺旋线插补等。
通过数控系统计算，控制各个轴向的运动，实现工件的加工。
2.数控机床的加工功能数控机床的加工功能包括车削、铣削、磨削、切割等。
数控机床可以通过不同的刀具、工艺参数实现各种不同形式的加工。
3.数控机床的自动化程度数控机床实现自动化生产的程度取决于数控系统的功能。
高级数控机床具有自动换刀、自动测量、自动校正等功能。
五、数控技术的发展趋势1.智能化随着人工智能、大数据等技术的发展，数控技术将更加智能化，能够自动学习和调整加工参数，实现更高效、更稳定的加工。
数控加工编程的概念方法原理步骤
5.确定合理的切削用量 在工艺处理中必须正确确定切削用量。
刀位轨迹计算
在编写NC程序时，根据零件形状尺寸、加工工艺路线的要求和定义的走刀路径，在适当的工件坐标系上计算零件与刀具相对运动的轨迹的坐标值，以获得刀位数据，诸如几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、几何元素的交点或切点等坐标值，有时还需要根据这些数据计算刀具中心轨迹的坐标值，并按数控系统最小设定单位（如 0.001mm）将上述坐标值转换成相应的数字量，作为编程的参数。
采用APT语言自动编程时，计算机（或编程机）代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算工作，并省去了编写程序单的工作量，因而可将编程效率提高数倍到数十倍，同时解决了手工编程中无法解决的许多复杂零件的编程难题。
交互式CAD/CAM集成系统自动编程是现代CAD/CAM集成系统中常用的方法，在编程时编程人员首先利用计算机辅助设计(CAD)或自动编程软件本身的零件造型功能，构建出零件几何形状，然后对零件图样进行工艺分析，确定加工方案，其后还需利用软件的计算机辅助制造(CAM)功能，完成工艺方案的制订、切削用量的选择、刀具及其参数的设定，自动计算并生成刀位轨迹文件，利用后置处理功能生成指定数控系统用的加工程序。因此我们把这种自动编程方式称为图形交互式自动编程。这种自动编程系统是一种CAD与CAM高度结合的自动编程系统。
编制或生成加工程序清单 根据制定的加工路线、刀具运动轨迹、切削用量、刀具号码、刀具补偿要求及辅助动作，按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式要求，编写或生成零件加工程序清单，并需要进行初步的人工检查，并进行反复修改。
程序输入 在早期的数控机床上都配备光电读带机，作为加工程序输入设备，因此，对于大型的加工程序，可以制作加工程序纸带，作为控制信息介质。近年来，许多数控机床都采用磁盘、计算机通讯技术等各种与计算机通用的程序输入方式，实现加工程序的输入，因此，只需要在普通计算机上输入编辑好加工程序，就可以直接传送到数控机床的数控系统中。当程序较简单时，也可以通过键盘人工直接输入到数控系统中。
数控加工编程基础
1.1 数控加工概述
《 1.1.1 数控加工原理和特点
数 控
1．数控加工原理
上 一
编 程
页
采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和
与 工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序 下
操 作 代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后
一 页
》 胡
转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件
》 胡
1959年美国K&T公司开发成功了带刀库，能自动
结
毅 进行刀具交换，一次装夹中即能进行多种加工功能的 光 数控机床，这就是数控机床的新种类——加工中心。
束
第1章 数控加工编程基础
1968年英国首次推出柔性制造系统FMS。
《
1974年微处理器开始用于机床的数控系统中，从
数
上
控 此CNC快速发展。
《 数
脉冲，那么其进给速度应为：20 000×0.002/0.5=80
上
控 mm/min。
一
编
页
程
加工时的进给速度由程序代码中的F指令控制，但
与 实际进给速度还是可以根据需要作适当调整的，这就 操 作 是进给速度修调。修调是按倍率来进行计算的，如程
下 一 页
》 胡
序中指令为F80，修调倍率调在80%挡上，则实际进给
结
毅 数控机床已成为无人控制工厂的基本组成单元。 光
束
第1章 数控加工编程基础
我国在20世纪70年代初期，当时是采用分立元件，
性能不稳定，可靠性差。
《 数
1980年在引进、消化、吸收国外先进技术的基础
上
控 上，北京机床研究所又开发出BS03经济型数控和
《数控加工编程与操作》教学教案
《数控加工编程与操作》教学教案第一章：数控加工概述1.1 教学目标让学生了解数控加工的定义、特点和应用领域。
让学生掌握数控加工的基本原理和流程。
1.2 教学内容数控加工的定义和特点数控加工的应用领域数控加工的基本原理数控加工的流程1.3 教学方法讲授法：讲解数控加工的定义、特点和应用领域。
案例分析法：分析具体的数控加工应用案例。
1.4 教学评价学生参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况。
学生理解度：通过提问和小组讨论评估学生对数控加工基本原理的理解。
第二章：数控编程基础2.1 教学目标让学生了解数控编程的基本概念和常用代码。
让学生掌握数控编程的基本步骤和注意事项。
2.2 教学内容数控编程的基本概念数控编程常用代码数控编程的基本步骤数控编程的注意事项2.3 教学方法讲授法：讲解数控编程的基本概念和常用代码。
实操演示法：演示数控编程的基本步骤和注意事项。
2.4 教学评价学生参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况。
学生理解度：通过提问和小组讨论评估学生对数控编程基本概念的理解。
第三章：数控机床与刀具选择3.1 教学目标让学生了解数控机床的分类和结构。
让学生掌握刀具选择的原则和方法。
3.2 教学内容数控机床的分类和结构刀具选择的原则刀具选择的方法3.3 教学方法讲授法：讲解数控机床的分类和结构。
实操演示法：演示刀具选择的原则和方法。
3.4 教学评价学生参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况。
学生理解度：通过提问和小组讨论评估学生对数控机床和刀具选择的理解。
第四章：数控加工工艺与参数设置4.1 教学目标让学生了解数控加工工艺的基本概念和步骤。
让学生掌握数控加工参数设置的原则和方法。
4.2 教学内容数控加工工艺的基本概念和步骤数控加工参数设置的原则数控加工参数设置的方法4.3 教学方法讲授法：讲解数控加工工艺的基本概念和步骤。
实操演示法：演示数控加工参数设置的原则和方法。
4.4 教学评价学生参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况。
数控加工工艺与编程技术基础
数控加工工艺与编程技术基础数控加工工艺与编程技术基础，可是一个充满趣味的领域哦！想象一下，咱们每天用的手机、电脑、家电，背后都有这样一套神奇的技术在支撑。
数控加工，顾名思义，就是通过数控设备来实现加工操作。
这玩意儿听起来挺高大上的，其实说白了，就是用电脑来控制机器，确保每一块材料都能被加工得精确无比。
说到这里，大家可能会好奇，为什么不直接用手工呢？哎呀，手工确实有它的魅力，可是效率和精度可没法比。
就拿车床来说吧，老式的车床可得靠经验丰富的师傅来操作，稍不留神，偏差就可能像大海捞针一样让人崩溃。
而数控车床呢，它可以根据预设的程序，准确无误地完成每一个动作，简直是让人如沐春风！数控加工的过程其实挺像做一道美味的菜。
首先得准备好食材，也就是工件材料。
然后，要有一份好的食谱，那就是加工程序。
在这份程序里，每一步操作都得清清楚楚，像做菜时得按顺序来，不然就得吃“翻车菜”。
这时候，编程技术就显得尤为重要了，程序编得好，机器就能乖乖听话，反之则可能大失所望。
编程的语言其实不复杂，就像学会了一门新的方言，只要用心去学，慢慢就能说得溜溜的。
很多小伙伴可能会觉得，编程看起来像高深莫测的魔法，其实也不过是简单的指令组合。
就像你给朋友发微信，输入几个字，就能让对方明白你的意思。
在编程中，你得告诉机器每一步该做什么、怎么做，机器就会像听话的小狗狗一样乖乖执行。
说到数控加工，不得不提的就是那一台台闪闪发光的机器。
它们就像是工厂里的“明星”，在灯光下熠熠生辉。
每当一台数控铣床启动时，发出的嗡嗡声就像是乐队的前奏，让人心里乐开了花。
机器运转起来的那一瞬间，真是让人感受到科技的力量。
它们可以在几分钟内把一块大铁块变成一件精美的零件，简直就像魔术般神奇。
这门技术的发展，也和我们生活息息相关。
随着智能制造的兴起，数控加工已经不再是工厂里的“孤儿”。
现在，很多地方都开始应用这项技术，甚至咱们的生活用品中，也能看到它的身影。
比如，家具的每一个细节、汽车的每一根螺丝，背后都有数控加工的贡献。
数控加工与编程技术 编程基础PPT课件
4
3.1 数控编程的基本概念 二、坐标轴的命名及方向
1.坐标轴的正方向
ISO标准规定，在加工过程中无论是刀具移动，工 件静止，还是工件移动，刀具静止，一般都假定工件 相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀具远离 工件的方向作为坐标轴的正方向。
5
3.1 数控编程的基本概念 二、坐标轴的命名及方向
2) 工件坐标系的原点称为工件原点或工件零点，可用程序指
令来设置和改变;
3) 根据编程需要，在一个加工程序中可一次或多次设定或改
变工件原点(编程坐标系、编程原点)。
12
3.1 数控编程的基本概念 三、机床坐标系与工件坐标系
主要内容
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。
2.快速点定位 G00
Y
100
例如：G00 X100 Y100
3.直线插补指令G01
60
例如：G01 X100 Y100 F100
40
4.圆弧插补指令G02/G03
O
B
R50
C D
R60
90 120 140
A
X
200
例如：G02/G03 X100 Z100 R50 F100 直线插补、圆弧插补
G02顺时针圆弧插补、G03逆时针圆弧插补
机床参考点是用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测 量系统进行标定和控制的点，一般设在机床各轴正向极限的 位置。 采用增量式测量系统的数控机床开机后，都必须做回零操 作，使刀具或工作台回到参考点，将会显示出机床参考点在 机床坐标系中的坐标值。
4、工件坐标系 工件进行数控编程时的坐标系原点
1) 由编程人员确定,用于编程;
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3. 对加工对象的适应性强. 单件、小批生产易于获得好效益
4.易于实现CAD/CAM一体化及构成计算机 集中控制系统.
§1.4 几个数控加工常用术语
1、坐标联动加工
数控机床加工时的横向、纵向等进给量
都是以轴坐标数据控制的。如：两坐标车床、
三坐标铣床、五轴加工中心等。
坐标联动：坐标轴的非独立运动。即：一 个轴的运动要受到其它轴运动的制约。
CNC系统构成伺服驱动系统
主 轴 动
作
操
CNC装置
主轴伺服 单元
主轴 驱动装置
作
主轴电机
程
面 板
控制软件
可编程控 M.S.T\辅助指令信号
机
序
制器
(软件功能)
完成开关动作
PLC
完成进给动作
床
输
入 输
硬件电路
出 设
(硬件功能)
备
进给伺服单 元
信号转换\放大
进给 驱动装置
进给电机 电→机
测量装置(位置\速度)
逐点比较法图示
5. 刀补运算
➢ 零件的加工程序一般是按零件轮廓和工艺要求 的进给路线编制的,而数控机床在加工过程中所 控制的是刀具中心的运动轨迹.
➢ 不同的刀具,其几何参数也不相同.
➢ 加工前必须将编程轨迹变换成刀具中心的轨迹, 这样才能加工出符合要求的零件.
刀补运算就是完成这种转换的程序.
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零 件 图 纸
工数 艺值 分计 析算
制 并 输 入 程
安 装 工 件
对 刀 试 切
加 工 检 验
序
数控加工原理概述
数控加工原理就是将零件图形和工艺参数、 加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码 输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理 后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机 床各部件协调动作，自动完成零件的加工。
单位：mm/min mm/r 速度修调：通过修调倍率对速度进行适量 修调。 ❖ 数控机床在加工过程中能通过速度修调实时调 整进给速度和主轴转速，便于加工。
4. 插补运算
在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之
间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一
些中间点的方法就称之为“插补”。 计算插补点的运
三、数控加工的特点（优点）
1. 加工精度高，加工质量稳定 ☻ 数控机床的机械精度 ☻ 数控机床的控制精度高（0.001mm/P） ☻ 无人为误差，加工的一致性好
2. 数控加工的生产效率高 ☻极大地缩短加工的辅助时间（快速行程、自
动换刀） ☻免划线工序 ☻粗、精加工一次装夹完成 ☻无需中途停车检测
2、脉冲当量
❖ 脉冲当量:单位脉冲作用下进给轴移动的距离。
❖ 单位：mm/脉冲 如0.001mm/P
❖ 脉冲当量的大小与数控系统的水平有关。 0.05～0.001
❖ 脉冲产生：运动控制指令（自动）、按键触 发或 手摇脉冲发生器（手动操作）
3、进给速度与速度修调
进给速度：单位时间内坐标轴移动的距离。 （加工时刀具相对于工件的移动速度）
数控机床与普通机床比较：
数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和
动作自动控制 的功能部件，使数控机床能够自动
完成 对零件加工的全过程。
其控制的媒介：数字程序（学习重点）
二、不同加工方式示例
成型零件
成形车刀
仿 型加工
靠模板
数控加工
采用数控机床加工零件时,只需要将零件图 形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的 形式，编成程序代码输入到机床控制系统 中，数控机床便按照事先编好的加工程序, 自动地对被加工零件进行加工.
§1.2 数控机床组成
一、数控机床的组成
Z轴伺服电机 变频主轴
数控系统及其 操作面板源自行程开关控制电柜机床本体
x-y数控拖板
数控机床组成
置输 入 输 出 装
数 控 装 置
伺 服 驱 动 系 统
机 床 本 体
二、数控机床各部分的作用
1. 输入装置
作用：输入程序（人机）、控制参数、补偿量等
方式：键盘输入
算称为插补运算.
插补运算的任务就是把这种时实计算出的各个轴 的位移指令输入伺服系统,实现成形运动.
逐点比较法
逐点比较法插补运算是以区域判别为特征，每 走一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给定的图 形上的点相比较，判别一下偏差，然后决定下一 步的走向。这样就能得到一个接近给定图形的轨 迹，其最大偏差不超过一个脉冲当量
项目一
数控加工原理与编程基础
第1节 数控加工概述 第2节 数控机床坐标系统 第3节 数控编程基础
第一节 §1.1数控加工概述
一、数控、数控机床与数控加工
数字控制：是以数字化信号对机构的运动
过程进行控制的一种方法。简称为数控（NC）。
数控机床：指应用数控技术对加工过程进行控制 的机床。
数控加工：泛指在数控机床上进行零件加工的工 艺过程。
经插补运算,输出各坐标轴进给速 度、进给方向和位移量指令
控
经逻辑运算,输出主轴变速、换向
制
和起停信号
信
号
选择和交换刀具的刀具指令信号
辅助指令信号:冷却、润滑、夹经 紧、松开、分度等.
3. 伺服系统：数控机床的动力装置
作用：接受数控装置的输出 驱动与放大 实现电→机转换
§1.3 数控加工原理
数控加工过程
纸带输入（穿孔纸带）
磁盘输入（硬盘、软盘、U盘）
网络通讯(RS232、DNC、TCP/IP）
2. 数控装置（NC)___数控机床大脑
作用：数控机床核心部件（战略物资、东芝事件）
☻ 接受输入信息
☻ 运算与处理(译码、运算、逻辑处理)
☻ 产生输出脉冲（动作、运动指令）
计算机的功能
CNC：计算机数字控制装置