数控加工中心-椭圆刀具轨迹
刀路轨迹操作方法
刀路轨迹操作方法
刀路轨迹操作方法是指在进行刀具路径规划时，如何操作来设计合适的刀具路径。
以下是一些常见的刀路轨迹操作方法：
1. 切尽量多的整体形状：尽量将刀具路径设计成切削整个形状，减少不必要的停顿。
这样可以提高加工效率和表面质量。
2. 控制切割方向：在进行多次切削时，最好保持切割方向一致，这样可以降低切割时的振动和切削力。
3. 多边缘同时切削：对于具有直线边缘的几何形状，可以同时切削多个边缘，提高加工效率。
4. 选择合适的进给方向：根据加工形状的几何特征和机床加工方向，选择合适的进给方向。
这样可以提高切削稳定性和刀具寿命。
5. 避免悬空切削：尽量避免在加工过程中产生悬空切削，这样可以减少振动和工件变形的风险。
6. 使用合适的切削策略：根据加工工件的材料、形状和要求，选择合适的切削策略，如粗加工、精加工、优化切割等。
7. 控制过切量：过切量是指刀具在每个切削路径上向内多切削一定量，以确保边缘清晰和加工精度。
过切量的大小取决于刀具尺寸和加工要求。
总的来说，刀路轨迹操作方法的核心是在提高加工效率和保证加工质量之间寻找平衡，根据具体加工要求和实际情况来设计合适的刀具路径。
数控铣削加工刀具运动轨迹的实验研究
而构造一个三维轮廓 群 ，采 用三维 轮廓 的加工方 式 ，
计算 出刀具轨迹 。
１４ 截 平 面法 ． 截平 面法 加工 是 指用一组截 平面 去截
取加工 表面 ，截 出一 系列交 线 ，刀具 与加 工表面 的切 触点 就沿 着这些 交线 运动 ，完 成 曲面 的加 工。该方
２１ ０ ２年 ７月
机床与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ Ｏ０Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ ＣＳ Ｔ Ｉ
Ｊ１ ０ ２ ｕ ．２ １
Ｖｏ． ０ Ｎｏ ３ １４ ．１
第４ ０卷 第 １ 期 ３
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊｉｓ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ １ ． ２ ： ０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ ８ １２ １ ．３ ０４
和选定 的球头铣 刀半径 求 出零件 表 面的等 距 面 ，然 后对此 曲面进行平 行扫 描 ，即 由一 组 与铣 刀旋转 轴 平行 的等距平 面穿过等 距 面 ，从 而构造 一 组二 维轮 廓 ，采 用垂直 型腔的加工 方式 ，计算 出每一 行 刀具 轨迹 。 １３ 填 充 曲线路径 ． 这种方法是用一组形状相似的曲线 ，根据 曲面上 各点 的曲率 以不 同的密度 ，填充满上述等距 曲面 ，从
数控 铣 削加 工刀 具运 动 轨迹 的 实验 研 究
李永夺 ，孟广耀 ，袁崇辉
（ 青岛理工大学机械工程学院，山东青 岛 ２６３ ） ６０３
摘要 ：在加工复杂 曲面时 ，利用数控铣削能获得 比较高 的表面质量 ，因此其应 用非常广泛 。不同的刀具运 动轨 迹与加 工工件 的表面质量和加工效率密切相关。通过 实验 比较不 同的刀具运动轨迹和运动 轨迹相 同但 步长和深度不 同时对加工质 量 、加工效率等 的影响 。通过实验所得结论可 为现场加工提供数据参考 。 关键 词 ：数控铣削加工 ；刀具运 动轨迹 ；表面质量 ；加工效率
CNC机床加工中的刀具路径优化与碰撞避免
CNC机床加工中的刀具路径优化与碰撞避免CNC（Computer Numerical Control）机床是一种通过计算机程序控制的自动化机械设备，广泛应用于零件加工和生产制造等领域。
在CNC机床加工过程中，刀具路径的优化和碰撞的避免是至关重要的。
本文将探讨CNC机床加工中刀具路径的优化方法以及碰撞避免的关键技术。
一、刀具路径优化刀具路径的优化可以提高加工效率、降低刀具磨损，并实现高质量零件加工。
以下是几种常见的刀具路径优化方法：1. 高效切削路径规划：通过对工件进行全局分析，确定刀具的最佳进给路径和切削顺序，以减少刀具在切削过程中的空走和重复行程。
2. 锯齿刀具路径：将刀具路径设计为锯齿状，以实现切削过程中的连续切削，减少切削载荷和切削振动，提高加工效率和表面质量。
3. 刀具路径合理分段：根据零件的几何形状和工件材料的特性，将刀具路径合理划分为多个小段，并根据工艺要求进行切削参数的调整，以减少切割负载和提高切削效果。
4. 刀具轨迹平滑化：通过平滑化刀具轨迹，减少刀具在切削过程中的快速加速和减速，降低振动和切割力，从而延长刀具寿命和提高加工质量。
二、碰撞避免技术碰撞是在CNC机床加工过程中必须避免的问题，因为碰撞可能造成刀具损坏、工件破坏甚至机床故障。
以下是一些常见的碰撞避免技术：1. 碰撞检测：利用专门的软件或机床控制系统，实时监测工件、刀具和机床各部件之间的位置关系，及时判断是否存在碰撞风险，并采取相应的措施避免碰撞。
2. 碰撞后退功能：在检测到潜在碰撞风险时，机床控制系统应具备自动后退功能，使刀具或工件远离碰撞位置，从而避免碰撞事件的发生。
3. 基于物理模型的碰撞避免：通过建立机床和工件的三维物理模型，并基于模型进行刀具路径规划和碰撞检测，以确保刀具和工件之间的安全间隙，从而避免碰撞的发生。
4. 碰撞力矩监测：通过安装力矩传感器来监测刀具和工件之间的力矩变化，一旦检测到异常情况，即可及时停机或调整切削参数，避免进一步的碰撞事故。
CNC机床加工中的刀具运动轨迹优化与控制
CNC机床加工中的刀具运动轨迹优化与控制在CNC（Computer Numerical Control）机床加工过程中，刀具的运动轨迹对于产品质量和加工效率具有重要影响。
为了实现高精度的切削加工，优化和控制刀具的运动轨迹显得尤为重要。
本文将讨论CNC 机床加工中的刀具运动轨迹优化与控制的相关内容。
一、刀具运动轨迹的意义刀具运动轨迹是指刀具在加工过程中的移动路径。
优化刀具运动轨迹有助于改善加工精度、提高生产效率，同时还能减少加工时间和材料的浪费。
通过合理规划和控制刀具的运动轨迹，可以避免加工过程中的冲突和碰撞，保证加工的准确性和安全性。
二、刀具运动轨迹优化的方法1. 切削轨迹优化切削轨迹是指刀具在切削加工过程中的运动路径。
通过优化切削轨迹，可以减少刀具在加工过程中的停留时间，提高切削效率。
常用的切削轨迹优化方法包括直线刀路、圆弧刀路和复杂曲线刀路等。
根据具体的加工要求和机床的特性，选择合适的切削轨迹优化方法进行加工。
2. 轨迹规划优化刀具的轨迹规划是指在给定的加工空间中，规划刀具的移动路径。
在轨迹规划优化中，可以采用最优路径算法，如最短路径算法和最优速度规划算法，确定刀具的最佳移动路径。
同时，还需要考虑加工过程中的约束条件，如刀具尺寸、加工精度和切削力等，以确保加工的质量和效率。
三、刀具运动轨迹的控制刀具运动轨迹的控制是指通过CNC系统对刀具的路径和速度进行控制。
在CNC机床中，刀具运动由伺服系统控制，通过控制刀具的速度和位置，实现刀具的运动控制。
刀具的运动轨迹控制需要考虑刀具的精确定位和平滑运动的要求，以保证加工的准确性和表面质量。
1. 速度控制速度控制是刀具运动轨迹控制中的重要内容之一。
通过控制刀具的速度，可以实现加工速度的调节和加工路径的规划。
在CNC机床中，常用的速度控制方法包括比例控制、位置控制和路径规划控制等。
通过控制刀具的速度，可以实现切削加工的高效率和高精度。
2. 位置控制位置控制是刀具运动轨迹控制中的关键环节之一。
应用宏程序在数控铣床加工倒角、圆角 - 常州铁道高等职业技术学校
宏程序在轮廓倒圆角编程中的应用（常州铁道高等职业技术学校江苏，常州 213011）赵太平摘要：本文通过在立式加工中心上倒圆角加工的原理和过程的分析，确定了倒圆角编程要解决的关键问题，并结合实例分析了应用宏程序编制倒圆角编程的方法。
关键词：倒圆角；编程；宏程序圆角是零件轮廓常见的结构部分之一，在立式加工中心上采用立铣刀来加工零件轮廓径，使刀具沿其中心轨迹运动，正确加工出工件轮廓。
采用这种方法来编制倒圆角的加工程序，立铣刀切削刀尖在高度方向每下降一个深度，将要按如图2俯视图所示的一条刀具切削轨迹的实际尺寸编制一段程序，一方面为了保证圆角部分的加工精度，圆角园弧将被划分成很多等份，程序将会很烦琐，另一方面如果工件侧面轮廓复杂的话，每条刀具切削轨迹节点坐标计算量将很大，使编程工作量大大增加，甚至手工编程无法完成。
如图3所示每条刀具切削轨迹好象是把工件侧面轮廓不断等距偏移形成的。
每条刀具中心轨迹与对应的刀具切削轨迹存在一定距离的偏差，在实际加工时，机床控制刀具走的是加工出就是工件侧面轮廓，若按照同样的工件侧面轮廓的尺寸编程，但在半径补偿寄存器中输入值为(r －△)，刀具实际半径不变，实际加工时，刀具中心轨迹会向内偏移△，加工出的实际轮廓就是把工件侧面轮廓小△。
可以看出，按照同样的工件侧面轮廓的尺寸编程，通过改变补偿寄存器中的半径补偿值，就可以得到不同的刀具切削轨迹。
对于具备刀具半径补偿量可变量赋值的数控系统（如FANUC-0i 系统），倒圆角加工可以按照工件侧面轮廓的尺寸编程，立铣刀切削刀尖在不同高度位置时的提供不同的半径补偿(r －△)图4凸圆角刀具切削刀尖到上表面的距离h和刀具中心线到工件侧面轮廓距离L计算分别见公式1和公式2，凹圆角刀具切削刀尖到上表面的距离h和刀具中心线到工件侧面轮廓距离L计算分别见公式3和公式4，h = R－R×cosα--------------------------------------------（式1）L = r－R＋R×sinα-----------------------------------------（式2）h1= R×sinα-----------------------------------------------（式3）L1= r－R×cosα--------------------------------------------（式4）（其中：R-圆角半径，r-刀具半径，α-角度变量）通过上述分析可以看出，在加工过程中刀具切削刀尖到上表面的距离h（h1）和刀具四、小结轮廓的倒圆角加工，一般先完成其基本轮廓的加工，然后在其轮廓的基础上采用宏程序进行编程加工，对于具备刀具半径补偿值可变量赋值的数控系统，倒圆角编程加工将更加方便。
加工中心用铣刀铣圆为什么会出现椭圆跟锥度
加工中心用铣刀铣圆为什么会出现椭圆跟锥度加工中心用铣刀铣圆为什么会出现椭圆跟锥度机床精度不高，如果公差要求高的话铣圆铣好后放点余量用绞刀绞一下加工中心用宏程序铣椭圆如何将逆铣改为顺铣椭圆孔：角度变量为0度递增至360度，椭圆台：角度变量为360度递减至0度。
加工中心用铣刀执行G02走圆---[请教]是不是每台机床都是这样，这个间隙在机床验收时是不是也有要求的，一般新机床能够在什么样的范围？查看原帖>>加工中心在用立铣刀加工整圆时到最后为什么会有接刀台刀具磨损，最好不要加工到成品尺寸。
换把新刀把余量加工了。
加工t2纯铜，加工中心用什么铣刀？1、T2纯铜粘度大，加工时切屑粘接在前刀面上不宜脱落，所以紫铜的被认为是难加工材料。
2、一般选用大前角、大螺旋角的刀具加工。
3、硬质合金的刀具由于其脆性较大，前角不宜做出太大。
4、一般采用高速钢刀具来切削紫铜铜材料。
刀具材料牌号可选W18Cr4V或W6Mo5Ci4V2等，刀具齿数不宜过多，容屑槽要尽量圆滑宽阔，前后面都要用油石打磨光滑。
使用时及时修磨刀具，保持刀具锋利。
5、使用大流量的冷却液，以降低工件热量。
切削时尽量选用大的进给量，切削速度不宜太高，具体数据可以根据现场工艺条件试验。
6、精铣时要特别注意刀具的锋利，主刀刃用钝后会使工件加工面受到极大地压力产生更多的热量，容易在前刀面形成积屑瘤，造成粗糙度升高。
甚至破坏尺寸的稳定。
加工中心为什么会出现ALM报警了，看报警编号，查说明书。
数控铣加工中心椭圆程序长干的角度加工中心怎么装卡锥柄铣刀有专门的锥柄刀柄去买就行了,就是后面有坚固螺钉的那种,都是莫氏的.加工中心铣内圆锥23度你刀具都是23°的啦为什么还要编宏程序呢？23°的刀子直接扎进去就行啦! 8.1的深度又不深~精加工深度留0.1MM就行啦!CNC加工中心刀库为什么会出现松刀故障CNC加工中心刀库松刀故障的原因：1，气压不足； 2，松刀按钮接触不良或线路断路；3，松刀按钮PLC输入地址点烧坏或者无信号源(+24V); 4，松刀继电器不动作；5，松刀电磁阀损坏； 6，打刀量不足； 7，打刀缸油杯缺油； 8，打刀缸故障； CNC加工中心刀库松刀故障对策；1，检查气压待气压达到6公斤正负1公斤即可； 2，更换开关或检查线路；3，更换I/O板上PLC输入口或检查PLC输入信号源,修改PLC程式；4，检查PLC输出信号有/无，PLC输出口有无烧坏，修改PLC程式；5，电磁阀线圈烧坏更换之，电磁阀阀体漏气、活塞不动作，则更换阀体； 6，调整打刀量至松刀顺畅； 7，添加打刀缸油杯中的液压油；8，打刀缸内部螺丝松动、漏气，则要将螺丝重新拧紧，更换缸体中的密封圈，若无法修复则更换打刀缸；。
218M实例二：椭圆刀具轨迹
Y Z A B C F
_ _ _ _ _ _
: 椭圆中心的Y轴坐标，对应变量#25。 : Z轴加工深度，对应变量#26。 : 椭圆长轴半径，对应变量#1 :椭圆短轴半径，对应变量#2 :椭圆离心角增量，对应变量#3 : 切削进给速度，对应变量#9。
被调用的0100号宏程序： 被调用的0100号宏程序： 0100号宏程序
当椭圆中心在坐标系原点，并且长轴为X轴时。 当椭圆中心在坐标系原点，并且长轴为X轴时。
椭圆轨迹点的X轴坐标=长轴半径 X COS（椭圆 轨迹点所对应的离心角）
#101=长轴半径 #101=长轴半径 X COS[#20]
椭圆轨迹点的Y轴坐标=短轴半径 X SIN（椭圆 轨迹点所对应的离心角）
#102=短轴半径 #102=短轴半径 X SIN[#20]
cos椭圆轨迹点所对应的离心角101101长轴半径长轴半径cos20椭圆轨迹点的y轴坐标短轴半径sin椭圆轨迹点所对应的离心角102102短轴半径短轴半径sin20图35所示椭圆槽的加工程序如下
实例二：椭圆刀具轨迹。 实例二：椭圆刀具轨迹。
加工如图3.5所示凹槽: 加工如图3.5所示凹槽: 3.5所示凹槽
12、 12、 N70 G65 H31 P#102 Q19 R#20
运算结果：#102=19 X SIN（1）=，#102表示椭 圆轨迹点的Y轴坐标，现在的#102表示离心角为1 时所对应的刀具轨迹点的Y轴坐标。
13、 13、 N80 G1 X#101 Y#102 F300
运算结果：刀具切削至离心角为1时所对应的刀 具轨迹点。
刀具切削至槽底
4、 N40 G65 H01 P#3 Q1
运算结果：#3=1，#3表示离心角的变化增量。
5、 N50 G65 H01 P#20 Q0
雕刻机刀具路径轨迹算法
雕刻机刀具路径轨迹算法雕刻机刀具路径轨迹算法是指在雕刻机进行雕刻操作时，通过计算和规划刀具的运动路径，使刀具能够按照预定的轨迹进行移动，从而实现所需的雕刻效果。
本文将介绍雕刻机刀具路径轨迹算法的原理和常用的实现方法。
一、雕刻机刀具路径轨迹算法的原理在雕刻机的刀具路径轨迹算法中，主要涉及到以下几个关键点：刀具移动的速度、刀具的运动方式、刀具的切削方向和刀具的切削深度。
1. 刀具移动的速度刀具移动的速度对于雕刻机的切削效果和雕刻速度有着重要的影响。
一般来说，刀具移动速度越快，雕刻速度越快，但同时也会影响雕刻的精度。
因此，在刀具路径轨迹算法中需要根据雕刻要求和设备性能来确定刀具的移动速度。
2. 刀具的运动方式刀具的运动方式通常有两种：直线运动和曲线运动。
在刀具路径轨迹算法中，需要根据雕刻的要求和设计来确定刀具的运动方式。
对于直线雕刻，可以采用直线插补算法来计算刀具的移动轨迹；对于曲线雕刻，可以采用圆弧插补算法来计算刀具的移动轨迹。
3. 刀具的切削方向刀具的切削方向决定了雕刻的效果和切削力的大小。
在刀具路径轨迹算法中，需要根据雕刻要求和材料特性来确定刀具的切削方向。
常见的切削方向有：顺时针切削、逆时针切削和双向切削。
根据切削方向的不同，刀具的路径轨迹也会有所差异。
4. 刀具的切削深度刀具的切削深度决定了雕刻的深度和切削力的大小。
在刀具路径轨迹算法中，需要根据雕刻要求和材料特性来确定刀具的切削深度。
切削深度可以通过控制刀具的下降速度和切削轨迹的设计来实现。
在实际应用中，有多种算法可以用来计算和规划雕刻机刀具的路径轨迹。
下面介绍几种常用的算法：1. 直线插补算法直线插补算法是一种简单而常用的刀具路径规划算法。
该算法通过计算直线的起点和终点坐标，并结合刀具的移动速度和切削深度，确定刀具的移动轨迹和切削速度。
2. 圆弧插补算法圆弧插补算法是一种用于计算和规划刀具路径的常用算法。
该算法通过计算圆弧的起点、终点和半径，并结合刀具的移动速度和切削深度，确定刀具的移动轨迹和切削速度。
刀具轨迹
刀具轨迹（Tool Path）
刀具轨迹（Tool Path），切削刀具上规定点所走过的轨迹。
此规定点通常为刀具加工中在空间的位置点。
曲面加工的刀具轨迹生成是实现曲面数控加工的关键环节。
它是通过零件几何模型，根据所选用的加工机床、刀具、走刀方式以及加工余量等工艺方法进行刀位计算并生成加工运动轨迹。
刀具轨迹的生成能力直接决定数控编程系统的功能及所生成加工程序的质量。
高质量的数控加工程序除应保证编程精度和避免干涉外，同时应满足通用性好、加工时间短、编程效率高、代码量小等。
刀具轨迹，在CNC雕刻行业中，是必不可少的东西，生成轨迹的软件是一个由专业公司开发的雕刻软件，或也可以是个人开发的小型雕刻程序，比如说国内很出名的JDpaint(精雕软件），国外的AlphaCAM。
生成的刀具轨迹再由CNC雕刻机，雕刻出不同的模具或其它东西。
项目二、半圆球加工—半圆球加工轨迹的设置
项目二、半圆球加工—半圆球加工轨迹的设置
复习
1.CAXA数控加工通用参数如何设置？
二、创设意境，导入新课
在完成对曲面零件产品的绘制后，利用CAXA制造工程师里等高线粗加工和等高线精加工指令对零件进行毛坯设定、刀具设置、刀具轨迹的布置以及等高线加工后置处理，并利用仿真加工进行模拟加工，对提高加工产品质量，降低生产成本具有十分重要的意义。
说明部分是对程序的名称、与此程序对应的零件名称编号、编制日期和时间等有关信息的记录。程序说明部分是为了管理的需要而设置的。有了这个功能项目，用户可以很方便地进行管理。比如，要加工某个零件时，只需要从管理程序中找到对应的程序编号即可，而不需要从复杂的程序中去一个一个地寻找需要的程序。
（N126—6023，$POST＿NAME，$POST＿DATE，$POST＿TIME），在生成的后置程序中的程序说明部分输出如下说明：
又如，$G90$$WCOOD$G0$COOD＿Z＠G43H01＠$SP＿F$SPN＿SPEED$SPN＿CW在后置文件中的输出内容为：
G90G54G00Z30
G43H0
S500M03
（4）换刀
换刀指令提示系统换刀，换刀指令可以由用户根据机床设定，换刀后系统要提取一些有关刀具的信息，以便于必要时进行刀具补偿。
课题导入，引起学生思路
学生认真听讲，积极思考
【新授】
67分钟
一、机床信息
机床信息提供了不同机床的参数设置和速度设置，针对不同的机床、不同的数控系统，设置特定的数控代码、数控程序格式及参数，并生成配置文件。生成数控程序时，系统根据该配置文件的定义生成用户所需要的特定代码格式的加工指令。机床配置给用户提供了一种灵活、方便的设置系统配置的方法。对不同的机床进行适当的配置，具有重要的实际意义、通过设置系统配置参数，后置处理所生成的数控程序可以直接输人数控机床或加工中心进行加工而无须进行修改。“机床信息”选项卡共分为四个部分．分别是机床选定、机床参数没紧、程序格式设置和机床速度设置。
数控椭圆编程举例加工左半部分
数控椭圆编程举例加工左半部分一、数控椭圆编程简介在数控机床加工过程中，椭圆是常见的图形之一。
数控椭圆编程可以使机床根据预先设置的参数自动加工椭圆形状的工件。
本文将以加工左半部分的数控椭圆编程为例，介绍该过程的具体步骤和注意事项。
二、数控椭圆编程步骤2.1 绘制椭圆图形在进行数控编程之前，需要先绘制椭圆的图形。
可以使用CAD软件或者手工绘制。
绘制时需要确定椭圆的长轴和短轴长度、椭圆的中心坐标等参数。
2.2 确定数控椭圆加工起点和终点加工左半部分的椭圆，需要确定起点和终点坐标。
起点通常为椭圆的左顶点，终点为椭圆的右顶点。
起点和终点坐标既可以手动测量，也可以通过CAD软件计算得到。
2.3 计算椭圆的参数数控椭圆编程需要计算椭圆的参数，主要包括长轴和短轴半径、旋转角度。
通过起点和终点坐标，可以利用数学公式计算出这些参数。
2.4 编写数控椭圆编程代码根据数控机床的编程语言，编写数控椭圆编程代码。
代码中需要包括椭圆加工的起点、终点坐标等参数，以及椭圆的参数。
根据编程语言的不同，代码的格式和语法会有所不同。
2.5 调试和优化编程代码编写完数控椭圆编程代码后，需要进行调试和优化。
通过数控模拟软件可以模拟加工过程，检查代码是否正确，并根据实际情况进行代码的优化和调整。
三、数控椭圆编程注意事项3.1 坐标系选择和坐标转换在进行数控椭圆编程时，需要选择合适的坐标系，并进行坐标转换。
通常选择的坐标系有绝对坐标系和相对坐标系。
在编写编程代码时，需要正确地进行坐标转换。
3.2 边界判断和避免误差积累在进行数控椭圆编程时，需要考虑边界情况和误差积累的问题。
特别是当椭圆的长短轴相差较大时，误差的积累会导致加工结果的偏差。
因此，需要在编程过程中进行边界判断，并采取合适的补偿措施。
3.3 加工刀具选择数控椭圆加工需要选择合适的刀具。
刀具的直径应该满足椭圆的要求，并考虑到刀具与工件的碰撞等问题。
刀具的选择要兼顾加工效率和加工质量。
3.4 程序调试和优化编写完数控椭圆编程代码后，需要进行程序调试和优化。
数控全面培训教程---数控机床的坐标系及编程规则与数控铣床(加工中心)基本操作(课题三)
（2）添加到主轴（如教材图4.4所示）：在刀具数据库 里选择所需刀具，如01刀→按住鼠标左键拉到机床刀 库上→添加到刀架上,按确定。
大家好
数控全面培训教程 之
课题三
2
培训内容：
第一单元 数控机床的坐标系及编程规 则
第二单元 数控铣床(加工中心)基本操 作
3
第一单元 数控机床的坐标 系及编程规则
4
一、新课的教学内容
（一）数控机床坐标轴的确定
数控机床的标准坐标系及其运动 方向，在国际标准中有统一规定， 我国的标准JB 3052-82与之等效。
一个程序段由程序段号和若干个“字”组成，一 个“字”由地址符和数字组成。
Ｎ10
Ｇ01
Ｘ40.0 Ｚ－25.4 Ｆ200
； 程序段结束 进给速度指令
坐标移动距离指令
运动方式指令（直线）
程序段号
20
三、实训内容
观察数控加工实训室的数控机床，判 断每种数控机床的坐标系。根据数控机床 中存储的程序，进一步了解数控加工程序 的构成。
数字的位数由所用数控系统决定，T后面的数字用来指定 刀具号和刀具补偿号。
②采用T、D指令编程 利用T功能选择刀具，利用D功能选择相关的刀偏。
17
3．M指令
（1）程序停止 指令：M00 功能：执行完包含M00的程序段后，机床停止 自动运行，此时所有存在的模态信息保持不变，用 循环启动使自动运行重新开始。
G55
G57 G58 G59 G60
G61 G62 G63 G64 G65 G66 G67
加工中心中球面加工的刀具路径优化
加工中心中球面加工的刀具路径优化2.中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东省青岛市 266000摘要：我国工业化进程不断被推进，制造行业得到了极大的发展机遇，但是此种生产现状对于机械产品提出了更高水平的要求，由于所生产的产品更新速度极快，对于加工中心来说，刀具是影响工件加工质量的核心因素，所以加工中心实际开展工件加工之前，必须根据所需要加工的零部件外部轮廓，选择适合的刀具种类以及运行轨迹，避免实际加工轮廓与预期出现明显的出入。
本文首先详细分析了加工中心中球面加工的基础概论，同时结合球面加工技术要点以及刀具选择需求，有效总结加工中心中球面加工的刀具路径优化方案。
关键词：球面加工；刀具路径；刀具选择；加工特点工业化的不断发展，对于加工设备的要求和功能性也随之增加，并且加工到重点也从数量转变为质量，加上球面工件自身所具有的结构特点，在实际加工过程中，加工时间以及刀具选择成为影响其加工效果的基础条件，为了保证球面加工质量，技术人员需要结合其表面加工需求，针对所使用的刀具加工路线进行优化和完善。
一、加工中心中球面加工概论（一）刀具选择在加工中心中，球面的常规加工方法主要包含车削和铣削两种，其中铣削加工方式所需有的效率相对较低，并且加工精度和表面粗糙度不高，因此对于加工精度要求较高的零部件，通常不使用此种加工方法，相比之下，使用车削加工技术的效率更高，并且球面的加工精度以及表面粗糙度同样能够有效掌握，因此从本质上来看，该技术是一种理想的球面加工方法，不仅无需特殊的加工设备，而且所加工的球面质量普遍符合标准要求。
用加工中心进行车削加工，加工质量受到机床设备的精准程度，数控系统以及刀具选择等外界因素的影响，其中常见加工中心的球面加工刀具为圆弧形刀具，则是当圆弧形刀具安装在机床中轴线以外角度，同时零部件在刀具下方不断旋转时会形成球面，此时加工刀具的倾斜角度则代表着球面直径；如果使用单点切削道具，则需要根据球面加工特点选择凹面或者凸面，如果加工成凸面，那么刀具刀刃则需要面向内；如果加工成凹面，刀具刀刃则反之，此种加工方式的原理则是当刀具进入球面加工区域时，旋转设备会旋转360°，此时转台轴向靠近刀具，以此形成球面[1]。
数控加工中心-椭圆刀具轨迹
格式注释： P0100 _ : 调用编号为0100的宏程序。 X _ : 椭圆中心的X轴坐标，对应变量#24。
Y _ : 椭圆中心的Y轴坐标，对应变量#25。 Z _ : Z轴加工深度，对应变量#26。 R _ : R基准面，对应变量#18。 A _ : 椭圆长轴半径，对应变量#1 B _ :椭圆短轴半径，对应变量#2 C _ :椭圆离心角增量，对应变量#3 F _ : 切削进给速度，对应变量#9。
12、计算离心角为1所对应椭圆上节点的Y轴坐标。 13、直线移动至上两步计算出来的坐标处。 14、#20=#20+#3=1+1=2 15、因为1小于360所以循环N60至N90之间的程序。 。。。。。。。。。。。。。。。。 80、#20=#20+#3=359+1=360 81、因为360等于360所以循环N60至N90之间的程序。 82、计算离心角为360所对应椭圆上节点的X轴坐标。 83、计算离心角为360所对应椭圆上节点的Y轴坐标。 84、直线移动至上两步计算出来的坐标处。 85、#20=#20+#3=360+1=361 86、因为361大于360所以不再循环N60至N90之间的程序 顺序执行END1后的程序。
间变 化，见图3.7。 #1表示椭圆的长轴半径。 #2表示椭圆的短轴半径。 推导出：
当椭圆中心在原点时,椭圆上任意一点L的 X轴坐
当椭圆中心在原点时，椭圆上任意一点L的X、Y轴 坐标的计算公式分别为： #101=#1*COS[#20] #102=#2*COS[#20]
当椭圆中心不在原点时，椭圆上任意一点L的X、Y 轴坐标怎样计算？ 设定： #24表示椭圆中心X轴绝对坐标。 #25表示椭圆中心Y轴绝对坐标。 推导出：
实例二：椭圆刀具轨迹。
数控加工中心操作流程步骤
数控加工中心操作流程步骤数控加工中心是一种高精度、高效率的加工设备，广泛应用于各种金属和非金属材料的加工领域。
下面将介绍数控加工中心的操作流程步骤。
1. 设定加工参数：在进行数控加工之前，首先需要根据加工零件的要求，设定加工参数，包括刀具转速、进给速度、切削深度等。
这些参数的设定将直接影响到加工质量和效率。
2. 载入加工程序：将事先编写好的加工程序通过U盘或网络等方式导入数控加工中心的控制系统中。
加工程序包括加工路径、刀具轨迹、加工顺序等信息，是数控加工中心进行加工的指导文件。
3. 定位工件：将待加工的工件固定在数控加工中心的工作台上，并通过手动或自动的方式进行定位，确保工件与刀具的相对位置正确。
4. 校准工件坐标系：在进行数控加工之前，需要对工件的坐标系进行校准，确保加工程序中的坐标与实际工件的位置一致。
这一步骤是保证加工精度的重要环节。
5. 启动加工程序：确认所有参数设置正确无误后，通过数控系统启动加工程序。
数控加工中心将按照预设的加工路径和顺序，自动进行切削、铣削、钻孔等加工操作。
6. 监控加工过程：在加工过程中，操作人员需要时刻监控数控加工中心的运行状态，确保加工过程平稳进行。
同时，及时调整加工参数，以保证加工质量和效率。
7. 完成加工：当加工程序执行完毕后，数控加工中心会自动停止运行。
操作人员需要检查加工件的质量和尺寸是否符合要求，如有问题需要及时调整或重新加工。
8. 清洁维护：在完成加工后，及时清洁数控加工中心的工作台、刀具和冷却液等部件，确保设备的正常运行。
同时，定期对数控加工中心进行维护保养，延长设备的使用寿命。
总的来说，数控加工中心的操作流程步骤包括设定加工参数、载入加工程序、定位工件、校准工件坐标系、启动加工程序、监控加工过程、完成加工和清洁维护等环节。
只有严格按照操作流程进行操作，才能保证数控加工中心的正常运行和加工质量。
数控机床宏程序编程的技巧和实例
论文：数控机床宏程序编程的技巧和实例西北工业集团有限公司白锋刚2011年8月11日前言随着工业技术的飞速发展，产品形状越来越复杂，精度要求越来越高，产品更新换代越来越快，传统的设备已不能适应新要求。
现在我国的制造业中已广泛地应用了数控车床、数控铣床、加工中心机床、数控磨床等数控机床。
这些先进设备的加工过程都需要由程序来控制，需要由拥有高技能的人来操作。
要发挥数控机床的高精度、高效率和高柔性，就要求操作人员具有优秀的编程能力。
常用的编程方法有手工编程和计算机编程。
计算机编程的应用已非常广泛。
与手工编程比较，在复杂曲面和型腔零件编程时效率高、质量好。
因此，许多人认为手工编程已不再重要，特别是比较难的宏程序编程也不再需要。
只须了解一些基本的编程规则就可以了。
这样的想法并不能全面。
因为，计算机编程也有许多不足：1、程序数据量大，传输费时。
2、修改或调整刀具补偿需要重新后置输出。
3、打刀或其他原因造成的断点时，很难及时复位。
手工编程是基础能力，是数控机床操作编程人员必须掌握的一种编程方法。
手工编程能力是计算机编程的基础，是刀具轨迹设计，轨迹修改，以及进行后置处理设计的依据。
实践证明，手工编程能力强的人在计算机编程中才能速度快，程序质量高。
在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能，这种有变量的程序叫宏程序。
宏程序是数控系统厂家面向客户提供的的二次开发工具，是数控机床编程的最高级手工方式。
合理有效的利用这个工具将极大地提升机床的加工能力。
作为一名从事数控车床、数控铣床、加工中心机床操作编程二十多年的技师，在平时的工作中，常常用宏程序来解决生产中的难题，因此对宏程序的编程使用积累了一些经验。
在传授指导徒弟和与同事探讨中，总结了许多学习编制宏程序应注意的要点。
有关宏编程的基础知识在许多书籍中讲过，我们在这里主要通过实例从编制技巧、要点上和大家讨论。
一、非圆曲面类的宏程序的编程技巧1、非圆曲面可以分为两类；（1）、方程曲面，是可以用方程描述其零件轮廓的曲面的。
数控铣削加工曲面时刀具轨迹的研究
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关键词： 数控铣削； 面加工； 曲 刀具轨迹
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【ｂｒｔ／ｔ ｒｅ Ｃ，ｌｇｏ ｍｎｌｕｏｃｔｇｏ ｐｒｎｉｌ ｅ Ａｓａ 】ｎｈｐｃｓｆ Ｎ ｎｉ，ｖ ｅ ｃ ｔ ｏｉｉ ｏａ Ｊｌ ｉ ｔｃ ｅ ｏｓｏＣ ｉｎｍ ｅ ｔｏｓｆ ｕｉ ｔｌ ｍ ｔｔ Ｚｎ ｌ ｎ ｓ ￣， ｅ ｃ
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第 ４期
２０ ０ ７年 ４月
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Ｍａ ｈ ｎｅ ｙ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉ ｒ ｓｇ
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文章编号：０ １３ ９ （０ ７０ — １２ ０ １０ — ９ ７２ ０ ）４ ０ — ２ １
数控铣削加工 曲面 时刀具 轨迹 的研究
尹德峰 孟广耀 刘高君 （ 青岛理工大学 机械工程学院。 青岛 ２６ ３ ） ６０ ３
！ Ｋ ｙｗ ｒｓ Ｃ Ｃｍｉｎ ；ｅｄｓｒ ｃ ｔｎ ；ｕｔ ｇ ｏｌｏｕ ｅ ｏｄ： Ｎ ｌ ｇＢ ｎ ｆ ｅ ｕｔ ｇＣ ｔｎ ｏ ｌ ｓ ｌ ｉ ｕａ ｃ ｉ ｉ ｔ ｃ 工 ｔ
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２１环 形 路径 （ 有 的称 为 层 切 法 ） ． 也
数控机床宏程序编程的技巧和实例
论文：数控机床宏程序编程的技巧和实例西北工业集团有限公司白锋刚2011年8月11日前言随着工业技术的飞速发展，产品形状越来越复杂，精度要求越来越高，产品更新换代越来越快，传统的设备已不能适应新要求。
现在我国的制造业中已广泛地应用了数控车床、数控铣床、加工中心机床、数控磨床等数控机床。
这些先进设备的加工过程都需要由程序来控制，需要由拥有高技能的人来操作。
要发挥数控机床的高精度、高效率和高柔性，就要求操作人员具有优秀的编程能力。
常用的编程方法有手工编程和计算机编程。
计算机编程的应用已非常广泛。
与手工编程比较，在复杂曲面和型腔零件编程时效率高、质量好。
因此，许多人认为手工编程已不再重要，特别是比较难的宏程序编程也不再需要。
只须了解一些基本的编程规则就可以了。
这样的想法并不能全面。
因为，计算机编程也有许多不足：1、程序数据量大，传输费时。
2、修改或调整刀具补偿需要重新后置输出。
3、打刀或其他原因造成的断点时，很难及时复位。
手工编程是基础能力，是数控机床操作编程人员必须掌握的一种编程方法。
手工编程能力是计算机编程的基础，是刀具轨迹设计，轨迹修改，以及进行后置处理设计的依据。
实践证明，手工编程能力强的人在计算机编程中才能速度快，程序质量高。
在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能，这种有变量的程序叫宏程序。
宏程序是数控系统厂家面向客户提供的的二次开发工具，是数控机床编程的最高级手工方式。
合理有效的利用这个工具将极大地提升机床的加工能力。
作为一名从事数控车床、数控铣床、加工中心机床操作编程二十多年的技师，在平时的工作中，常常用宏程序来解决生产中的难题，因此对宏程序的编程使用积累了一些经验。
在传授指导徒弟和与同事探讨中，总结了许多学习编制宏程序应注意的要点。
有关宏编程的基础知识在许多书籍中讲过，我们在这里主要通过实例从编制技巧、要点上和大家讨论。
一、非圆曲面类的宏程序的编程技巧1、非圆曲面可以分为两类；（1）、方程曲面，是可以用方程描述其零件轮廓的曲面的。
在加工中心上加工椭圆的方法
， ０５ Ｇ ０ Ｘ Ｏ ， ０ Ｏ Ｏ Ｙ ： ０
在一块 １０ ｍ ×８０ ｍ ×２ ｍ 的方板 上加 工如 图 ２所 示椭 圆槽。 ２０ ｍ ０ ｒ ａ ０ｍ 其 中该椭圆的长轴为 ８０ ｍ、 ０ ｍ 短轴为 ４ ０ ｍ。为了简便我们只编 写加工上 ０ｒ ａ 半部分的精加工程 序（ 假设椭圆与 ｘ轴正 半轴 的交点为 Ａ 与 Ｙ轴正 半轴 ，
◆
在 加 工 中 心 上 加 工 椭 圆 的 方 法
◆ 李军玲
（ 山东省威海工业技术 学校 ）
【 摘要】主要介绍 了在加工 中心上用手工编程加工椭圆的方法， 出了各种方 法的优缺点 ， 指 并给 出了加工椭圆的编程例子。
【 键 词ｌ加 工 中心 关 加 工 椭 圆 原理 逼 近 法 图样 逼 近 法
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现在大部分数控系统都不具备椭圆插补 功能， 在加工 中心上 加工椭 圆 的方法也成 了数控机床 使用者长 期探讨 的问题。现 在在加 工中心上 加工 椭圆的方法主要有两类， 类是原 理逼近 法， 一 一类 是图样 逼近法 。在 原理 逼近 法中又有 四心 法和 比例 法两种 。对 图样 逼近 法来说 ， 数控 系统 的不 同， 所用 的方法也是 有差别 的， 比如 Ｆ Ｕ ＡＮ Ｃ系统 用的是宏程序 ，Ｉ Ｕ Ｒ ＳＮ ＭＥ — Ｉ Ｋ所用的是 Ｒ参数法， Ａ Ｏ Ｆ Ｇ Ｒ所 用的是高 级语言法。现 在主要对原 理逼 近法进行介绍。 原理逼近法， 只能用在加 工精度不 太高 的近似加 工中 。 是 因为从原 这 理上来说加工的就 不是椭 圆， 而是 以其他 曲线来 代替椭圆。由于这类 方法 无论 是在数值计 算上 ， 是在 编程上都 比较简 单 ， 还 因此 ， 在工 厂 中用 的比
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主程序：
N10 M3 S500 N20 G0 G90 G54 X0 YO Z20.0 N40 G65 P0100 X0 Y0 Z-6.0 R10.0 A27.5 B19.0 C1.0 F30 N50 G0 Z20.0 N60 M30 宏指令： G65 P0100 X0 Y0 Z-6.0 R10.0 A27.5 B19.0 C1.0 F30 格式注释： P0100 _ : 调用编号为0100的宏程序。 X _ : 椭圆中心的X轴坐标，对应变量#24。
程序运行过程变量运算结果分析：
1、 X27.5 Y19.0 2、Z-6.0 3、 #3=1.0 4、 #20=0 5、因为0小于360所以循环N60至N90之间的程序。 6、计算离心角为0所对应椭圆上节点的X轴坐标。 7、计算离心角为0所对应椭圆上节点的Y轴坐标。 8、直线移动至上两步计算出来的坐标处。 9、#20=#20+#3=0+1=1 10、因为1小于360所以循环N60至N90之间的程序。 11、计算离心角为1所对应椭圆上节点的X轴坐标。
椭圆轨迹宏指令的制作：
上一页所示的程序只适合图３．５所示工件的加 工。当椭圆中心、长轴、短轴、加工深度发生变化 时，上一页所示的程序是不能使用的。我们需修改程 序中相对应的参数才能使用。 我们可以用一宏指令来调用执行椭圆轨迹的宏程 序，把已知条件作为自变量在宏指令中指定。加工同 类椭圆轨迹工件时只需修改宏指令的自变量值而不需 要修改宏程序里面的参数，这样可以更加方便我们编 写同类工件的加工程序。
在直角三角BOP中: OP/OB=COS[t] OP=OB*COS[t]
OB=椭圆长轴半径a 所以当椭圆中心在原点时,椭圆上任意一点L的X轴 坐标=a*COS[t]。 同理我们可以推导出当椭圆中心在原点时,椭圆上 任意一点L的Y轴坐标=b*SIN[t]
设定:
#101表示椭圆上任意一点的X轴坐标。 #102表示椭圆上任意一点的Y轴坐标。 #20表示椭圆上任意一点对应的离心角。0-360间变 化，见图3.7。 #1表示椭圆的长轴半径。 #2表示椭圆的短轴半径。
N20 G0 G90 X[#24+#1] Y#25 N30 G1 Z#26 F#9 N40 #20=0 （离心角起始角度为0）
N50 WHILE [#20LE360]DO1 N60 #101=#24+#1*COS[#20] N70 #102=#25+#2*SIN[#20] N80 G1 X#101 Y#102 N90 #20=#20+#3 N100 END1 N110 M99
加工图3．5的程序如下：
N10 M3 S500 图纸 N20 G0 G90 G54 X27.5 Y19.0 Z20.0 N30 G1 Z-6.0 F30 N35 #3=1.0 （离心角增量） N40 #20=0 （离心角起始角度为0） N50 WHILE [#20LE360]DO1 N60 #101=27.5*COS[#20] N70 #102=19.0*SIN[#20] N110 G0 Z20.0 N80 G1 X#101 Y#102 N120 M30 N90 #20=#20+#3 N100 END1
推导出：
当椭圆中心在原点时,椭圆上任意一点L的X轴坐 标#101=#1*COS[#20]。 当椭圆中心在原点时,椭圆上任意一点L的Y轴坐 标#102=#2*COS[#20]。
当椭圆中心在原点时，椭圆上任意一点L的X、Y轴 坐标的计算公式分别为： #101=#1*COS[#20] #102=#2*COS[#20] 当椭圆中心不在原点时，椭圆上任意一点L的X、Y 轴坐标怎样计算？
刀轨生成原理图： 图3.6
相关几何计算：椭圆轨迹点原理。 分析原理图：
图3.7
以坐标系原点为圆心，分别以a、b（ a>b ）为半 径作两个圆。点N是大圆半径与小圆的交点，过点B作 BP垂直线相交于X轴，垂足为P，过点N作NL垂直并相交 于BP，垂足为L。当半径绕原点O旋转时，点L的轨迹就 是上图中的椭圆。
设定：
#24表示椭圆中心X轴绝对坐标。 #25表示椭圆中心Y轴绝对坐标。
推导出：
当椭圆中心在原点时，椭圆上任意一点L的X、Y轴 绝对坐标的计算公式分别为： #101=#24+#1*COS[#20] #102=#25+#2*COS[#20]
总结：
#1：椭圆长轴半径 #2：椭圆短轴半径 #102=#25+#2*COS[#20] 图3.8 #101=#24+#1*COS[#20] #4：椭圆上任意一点对应的离心角。 #101：椭圆上任意一点的X轴绝对坐标。 #102：椭圆上任意一点的Y轴绝对坐标。
12、计算离心角为1所对应椭圆上节点的Y轴坐标。 13、直线移动至上两步计算出来的坐标处。 14、#20=#20+#3=1+1=2 15、因为1小于360所以循环N60至N90之间的程序。 。。。。。。。。。。。。。。。。 80、#20=#20+#3=359+1=360 81、因为360等于360所以循环N60至N90之间的程序。 82、计算离心角为360所对应椭圆上节点的X轴坐标。 83、计算离心角为360所对应椭圆上节点的Y轴坐标。 84、直线移动至上两步计算出来的坐标处。 85、#20=#20+#3=360+1=361 86、因为361大于360所以不再循环N60至N90之间的程序 顺序执行END1后的程序。
Y Z R A B C F
_ _ _ _ _ _ _
: 椭圆中心的Y轴坐标，对应变量#25。 : Z轴加工深度，对应变量#26。 : R基准面，对应变量#18。 : 椭圆长轴半径，对应变量#1 :椭圆短轴半径，对应变量#2 :椭圆离心角增量，对应变量#3 : 切削进给速度，对应变量#具轨迹。
加工如图3.5所示凹槽: 工艺分析: 对于轨迹为椭圆的刀 具路径。我们只能通过用 若干段直线段逼近的方法 来实现，分段越多越逼近 理想的轨迹。编写此刀轨 的程序，需要计算出椭圆 轨迹上各个逼近点的坐标。
图3.5
工艺安排:刀具直径等于槽宽，所以刀具中心轨迹为上 图所示的椭圆轮廓。加工时以右端点为刀轨起点,Z轴 不分层加工,只在腔底加工。