第2章 数控机床的程序编制
第2章数控编程中的工艺分析和数控机床编程及加工
OpenSoftCNC软件介绍
在运行加工程序之前，必须通过参数设置对机床和刀具 进行调整，使其与加工要求相符，这样才能正确地进行加工 或模拟加工。
OpenSoftCNC软件系统的参数主要有以下内容： ①基本设置 设置可修改的基本参数。 ②刀具设置 设置刀具编号、类型和刀具补偿等参数。 ③轴参设置 设置和查看坐标轴参数。 ④工件坐标设置 设置G54—G59等工件坐标系的原点坐 标。 ⑤PLC设置 用于查看PLC缓冲区配置、PLC程序梯形图及 PLC程序指令流程。
2.1 数控加工工艺分析的主要内容
1、工艺分析的主要内容
( 3 ) 加工工序的设计 选取零件的定位基准，工步的划分、装卡与定位方案的确定、选取
刀具、确定切削参数等。 ( 4 ) 选取对刀点和换刀点，确定刀具补偿等。 ( 5 ) 分配数控加工中的容差。 ( 6 ) 处理数控机床上的部分工艺指令。
总之，数控加工工艺内容繁多，本章仅对编程中所涉 及的工艺知识进行学习。
2.1 数控加工工艺分析的主要内容
2、编制数控加工工艺时主要考虑的因素
(1)对零件图的工艺审查——看 通过对零件图的阅读，了解零件的加工尺寸精度、表
面粗糙度、形位公差等技术指标，找出加工难点（如零件 的刚性，材料的切削性能，窄槽、薄壁、不容易测量等工 艺窄口）。同时还要考虑用通用量具的可测性，设计基准 是否合理，零件的热处理、表面处理等技术措施对精加工 的影响。
机械工程实验教学中心
2.1 数控加工工艺分析的主要内容
识图的重点内容包括：
● 零件特征 车（轴、盘、套）；铣（箱体、异形）；多轴加工
●几何特征 平面、轮廓、孔系、沟槽、型腔、曲面、螺纹等。
●技术特征 ——尺寸精度，数控精加工可达IT7~IT8；
数控机床加工程序编制课后答案
第一章数控机床基础知识一、单项选择题1、世界上第一台数控机床是( C )年研制出来的。
A)1942 B)1948 C)1952D)19582、下列关于数控机床组成的描述不正确的是( D )。
A)数控机床通常是由控制装置、数控系统、机床本体组成B)数控机床通常是由控制装置、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、辅助控制装置和机床组成C)数控机床通常是由控制装置、数控系统、伺服系统、机床组成D)数控机床通常是由键盘、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床组成3、闭环控制系统的反馈装置是装在( C )。
A)传动丝杠上B)电机轴上C)机床工作台上D)装在减速器上4、用来确定生产对象上几何要素间的( B )所依据的那些点、线、面称为基准。
A)尺寸关系B)几何关系C)位置关系D)相对关系5、工件夹紧的三要素是( A ) 。
A)夹紧力的大小、夹紧的方向、夹紧力的作用点B)夹紧力的大小、机床的刚性、工件的承受能力C)工件变形小、夹具稳定、定位精度高D)工件的大小、材料、硬度6、为了保障人身安全，在正常情况下，电气设备的安全电压规定为( C )。
A)12V B)24V C)36V D)48V7、利用计算机辅助设计与制造技术，进行产品的设计和制造，可以提高产品质量，缩短产品研制周期。
它又称为( C ) 。
A)CD/CM B) CAD/COM C)CAD/CAM D)CAD/CM8、数控装置将所必到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以( D )形式向伺服系统发出执行命令。
A)输入信号B)位移信号C)反馈信号D)脉冲信号9、开环伺服系统的主要特征是系统内( B )位置检测反馈装置。
A)有B)没有C) 某一部分有D)可能有10、CNC系统中的PLC是( A )。
A)可编程序逻辑控制器B)显示器C)多微处理器D)环形分配器11、对于配有设计完善的位置伺服系统的数控机床，其定位精度和加工精度主要取决于( C )。
A)机床机械结构的精度B)驱动装置的精度C)位置检测元器件的精度D)计算机的运算速度12、按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于( A )。
数控车床的程序编制
数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点数控车床的编程有如下特点：（1）在一个程序段中，依据图样上标注的尺寸，可以采纳肯定值编程、增量值编程或二者混合编程。
（2）由于被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时都是以直径值表示，所以用肯定值编程时，X以直径值表示；用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附上方向符号（正向可以省略）。
（3）为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量取Z向的一半。
（4）由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，所以为简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。
（5）编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常做成一个半径不大的圆弧，因此为提高加工精度，当编制圆头车刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。
数控车床一般都具有刀具半径自动补偿功能（G41，G42），这时可直接按工件轮廓尺寸编程。
(6) 很多数控车床用X、Z表示肯定坐标指令，用U、W表示增量坐标指令。
而不用G90、G91指令。
数控车床的机床原点定义为主轴旋转中心线与车床端面的交点，图3-1中的O即为机床原点。
主轴轴线方向为Z轴，刀具远离工件的方向为Z轴正方向。
X轴为水平径向，且刀具远离工件的方向为正方向。
为了便利编程和简化数值计算，数控车床的工件坐标系原点一般选在工件的回转中心与工件右端面或左端面的交点上。
二、车削固定循环功能由于车削的毛坯多为棒料和铸锻件，因此车削加工多为大余量多次走刀。
所以在车床的数控装置中总是设置各种不同形式的固定循环功能。
如内外圆柱面循环，内外锥面循环，切槽循环和端面循环，内外螺纹循环以及各种复合面的粗车循环等。
各种数控车床的掌握系统不同，因此这些循环的指令代码及其程序格式也不尽相同。
必需依据使用说明书的详细规定进行编程。
1. 圆柱面切削循环编程格式: G90 X(U) — Z(W) — F—；其中：X、Z — 圆柱面切削的终点坐标值；U、W— 圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标重量。
数控加工程序编制
N25钻通孔A,参考平面为工件上表面3mm处，刀具伸出下平面4mm,返回到参考平面，进给速度50mm/min
N30 G98 ;钻B孔,返回到初始平面
N35 G99 ;钻C孔,返回到参考平面
N40 G98 ;钻D孔,返回到初始平面
N45 G00 X0 Y0 T02 M06;快速到达点（0,0,250），换2号刀
N40 M98 P0200；钻四个孔
N45 T03 M06；换03号刀具—倒角
N50 S1500 M03 M08；启动主轴，开冷却液
N55 M98 P0300；给每个孔倒角
N60 T04 M06；换04号刀具—M10丝锥
N65 S200 M03 M08；启动主轴，开冷却液
N70 M98 P0400；对四个孔攻丝
N028G00G43 Z50 H03刀具向下移动到Z=50mm处并建立起刀具的长度补偿
N029 G99 G84 X0 Y20 Z-10 R5 F100在点A1（0,20）处加工螺纹孔，完成后返回参考平面
N030 Y-20 M05在点A2（0,20）处加工螺纹孔，完成后返回参考平面
N031 G00 G49 X0 Y0 Z150退刀至对刀点Q（0，0，150）并取消刀具长度补偿
O003
N001 G92 X0 Y0 Z150建立工件坐标系，并设置对刀点Q（0，0，150）（程序起点）
N002 M06 T01 M03 S600换1号刀，主轴正转，转速600r/min
N003 G90 G00G41 X-50 Y-80 D01绝对编程，刀具快速移动到点A（-50，-80）并建立起1号刀的半径补偿
N20；刀具快速下降到Z=10mm
N30 G98 G81；在点A1处钻通孔，完成后返回初始平面（Z=10mm处）
零件加工程序的编制
工件原点
Y轴 Z轴
X轴
Z轴偏置量
Y 轴 偏 置 量
X轴偏置量
机床原点
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
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二 坐标系
➢设定工件坐标系指令：G54 G55 G56 G57 G58 G59 G59.1 G59.2 G59.3
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二 坐标系
图2-8 设定工件坐标系举例
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二 坐标系
图2-9 机床坐标关系
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二 数控机床的编程方法
自动编程： 定义：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程 系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算 机，编程系统将能根据数控系统的类型输出数控加工程序。 适用： ① 形状复杂的零件 ② 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数 千个孔的零件） ③ 虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲 线轮廓的计算）
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一 数控机床程序编制的内容和步骤
铣内圆轮廓，路线为1→A→2→3（偏心圆）→B→4（工件轮廓）→B→5 （偏心圆）→C→6→1。
非圆曲线平面轮廓的铣削同样要切入和切出延伸。
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一 数控机床程序编制的内容和步骤
铣削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时铣刀可沿 零件轮廓的法线方向切入和切出，并将其切入、切出点选在零件轮 廓两几何元素的交点处。
Δ c为圆整误差，它表示在编程中，因数据处理、小数圆整而 产生的误差，为减小误差值，一般采用“累计进位法”代替传统的四舍 五入法，可避免产生累积误差。
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一 数控机床程序编制的内容和步骤
(二)数学处理 先建立一个工件坐标系，根据图纸的要求，计
算出刀具的运动轨迹。 (三)编写零件程序清单
加工路线和工艺参数确定后，编写程序清单。 (四)程序输入
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
数控加工的程序编制
第2章 数控加工的程序编制1．概述2.1.1 数控编程的基本概念在数控机床上加工零件时，一般首先需要编写零件加工程序，即用数字形式的指令代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如主轴转速、进给速度等)，然后将零件加工程序输入数控装置，经过计算机的处理与计算，发出各种控制指令，控制机床的运动与辅助动作，自动完成零件的加工。
当变更加工对象时，只需重新编写零件加工程序，而机床本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。
这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程序，或称零件程序。
要在数控机床上进行加工，数控加工程序是必须的。
制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制，简称数控编程（NC programming），它是数控加工中的一项极为重要的工作。
2.1.2 数控编程方法简介数控编程方法可以分为两类，一类是手工编程；另一类是自动编程。
手工编程1.手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。
对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。
但对轮廓形状由复杂曲线组成的平面零件，特别是空间复杂曲面零件，数值计算则相当繁琐，工作量大，容易出错，且很难校对。
据资料统计，对于复杂零件，特别是曲面零件加工，用手工编程时，一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比，平均约为30：1。
数控机床不能开动的原因中，有20～30％是由于加工程序不能及时编制出来而造成的。
因此，为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题，采用手工编程已不能满足要求，而必须采用自动编程方法。
2. 自动编程进行复杂零件加工时，刀位轨迹的计算工作量非常大，有些时候，甚至是不现实的。
数控编程与操作第2章
N80 G00 X200 Z150 T00 M05； (⑥刀具回位)
第2章 数控加工程序编制基础 上例为一个完整的零件加工程序，程序号为O2001。以上 程序中每一行即称为一个程序段，共由10个程序段组成，每 个程序段以序号“N”开头。M02作为整个程序的结束。
第2章 数控加工程序编制基础 2．程序段的组成 一个程序段表示一个完整的加工工步或动作。程序段由程 序段号、若干程序字和程序段结束符号组成。 程序段号N又称程序段名，由地址N和数字组成。数字大小
＋Z
＋Z ＋Y ＋X O
(a)
＋Y ＋Z
(b)
＋X
图 2 2 数 控 机 床 坐 标 系
-
＋
X
O
＋Z
＋Y ＋Y O ＋W
＋V ＋Y ＋Z
＋C
＋ U
＋ B′
＋Z ＋W
＋ X
′
＋A
＋
X ′
(c )
(d)
第2章 数控加工程序编制基础 2.1.2 机床原点和机床参考点
1．机床原点
机床原点是机床基本坐标系的原点，是工件坐标系、机床
＋Y ＋B＋ ＋ X′
＋ X、 ＋ Y或 ＋ Z ＋ A、 ＋ B 或＋C
＋A ＋C ＋Z ＋ Y′ ＋Z ＋X
＋X
图2-1 右手直角笛卡儿坐标系
第2章 数控加工程序编制基础 如果数控机床的运动多于X、Y、Z三个坐标，则可用附加坐 标轴U、V、W分别表示平行于X、Y、Z三个坐标轴的第二组直线 运动；如果在回转运动A、B、C外还有第二组回转运动，可分别 指定为D、E、F。然而，大部分数控机床加工的动作只需三个直 线坐标轴及一个旋转轴便可完成大部分零件的数控加工。
第2章 数控加工程序编制基础
数控机床的加工程序编制 ppt课件
手工编程过程框图
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3 字符与代码 字符（Character）是一个关于信息交换的术 语。它是用来组织、控制或表示数据的一些符号， 如数字、字母、标点符号、数学运算符等，是机器 能进行存储或传送的记号，是加工程序的最小组成 单位。常规加工程序用的字符分四类： 一:字母，由大写26个英文字母组成； 二:数字和小数点，由0～9及一个小数点组成； 三:符号，由+、-号组成； 四:功能字符，由程序开始（结束）符（如 “%”）、程序段结束符（如“；”）、跳过任选 程序段符（如“/”）等组成。
程序段各功能字的先后次序不严格规定。
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程序段功能字按其功能的不同可分为7种类型， 分别是：顺序号字、准备功能字、尺寸字、进给功 能字、主轴转速字、刀具功能字和辅助功能字。 1）顺序号字 顺序号又称程序段号或程序段序号。位于程序 段之首，由地址符N和后续2～4数字组成。 顺序号的作用：对程序的校对和检索修改；作 为条件转向的目标，即作为转向目的程序段的名称。 有顺序号的程序段可以进行复归操作，指加工可以从 程序的中间开始，或回到程序中断处开始。 顺序号的使用规则：为正整数，编程时将第一 程序段冠以N10,以后以间隔10递增，以便于修改。
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数控加工流程：
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2）数控程序样本： O10 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 … N80 N90
G55 M03 G01 G01 G01 G01 G03
M05 M30
G90 G01 Z40 F2000 S500 X-50 Y0 Z-5 F100 G42 X-10 Y0 H01 X60 Y0 X80 Y20 R20
数控机床编程的演变过程 1） 数控的基本含义 数控，即数字控制(Numerical Control-NC)， 指用数码化的信号对机床运动及其加工过程进行控 制的一种方法。这种机床以数字字符指令方式控制 机床各部件相对运动，实现机床的加工。相应地这 种机床称为NC机床（NC Machine Tool）。 2） 数控编程的发展 控制介质：数控机床加工零件所需的控制信 息和数据的载体，即用来存放加工程序的载体，也 称程序载体。如穿孔带、穿孔卡、磁带或磁盘等。
数控机床编程与操作课后答案
数控机床编程与操作课后答案第一章：数控机床概述1.什么是数控机床？简要说明其主要特点和优势。
数控机床是一种通过预先编写好的程序控制工件加工的机床。
其主要特点包括高精度、高效率、多功能性和灵活性等，其优势在于提高生产效率、降低生产成本、减少人为失误等。
2.数控机床有哪些常见的分类？简述各种分类的特点。
数控机床可以按控制系统分为数控机床和通用机床；按动力系统分为液压、气动和电动数控机床；按加工方式分为车、铣、钻、磨等数控机床；按动作坐标轴数分为二、三、四、五轴数控机床等。
不同分类的数控机床各有其适用领域和特点。
第二章：数控机床编程基础1.请简要说明G代码和M代码的作用及区别。
G代码用于定义刀具轨迹、加工速度和进给速度等；M代码用于控制辅助功能，如启动、停止、换刀、冷却等。
区别在于G代码主要控制运动轨迹，M代码主要控制机床辅助功能。
2.数控机床编程的基本步骤是什么？基本步骤包括确定加工工件及刀具类型、编写工艺卡、编制刀具路径、编写G代码等。
第三章：数控机床操作与维护1.数控机床日常操作中需要注意哪些问题？日常操作需注意严格按照操作规程操作机床、定期检查润滑、保持机床清洁、防止机床过负荷运行等。
2.数控机床维护保养的重要性是什么？维护保养可以延长机床使用寿命、保证机床精度稳定性、减少故障率、确保加工质量等，对于提高生产效率和降低成本至关重要。
结语本文简要介绍了数控机床的基本概念、编程基础、操作注意事项以及维护保养的重要性。
掌握数控机床的相关知识对于提高工件加工质量、提高生产效率具有重要意义。
希望读者通过学习和实践，能够熟练掌握数控机床编程与操作技能。
数控机床加工程序编制第二章作业
2-1 预置寄存指令G92的含义是什么？用G92程序段设置的加工坐标系原点在机床坐标系中的位置是否不变？答：按照程序规定的尺寸字设置或修改坐标位置，不产生机床运动。
通过该指令设定起刀点即程序开始运动的起点，从而建立加工坐标系。
用G92指令设置的加工原点是随刀具起始点位置的变化而变化。
2-3 当不考虑刀具的实际尺寸加工下列轮廓形状时，试分别用绝对尺寸和增量尺寸编写加工程序。
答：（1）N10 G92 X5 Y5 M03 S600;N20 G17 G90 G00 X40 Y20;N30 G01 X85 Y50 F50;N40 X-15 Y70;N50 G00 X5 Y5;N60 M30.N10 G92 X5 Y5 M03 S600;N20 G17 G91 G00 X40 Y20;N30 G01 X45 Y30 F50;N40 X-100 Y20;N50 G00 X5 Y5;N60 M30.（3）N10 G92 X0 Y0 M03 S600;N20 G17 G90 G01 X80 Y30 F50;N30 X50 Y60;N40 X0 Y0;N50 M30.N10 G92 X0 Y0 M03 S600N20 G17 G91 G01 X80 Y30 F50N30 X-30 Y30N40 X-50 Y-60N50 M30（4）N10 G92 X0 Y0 M03 S600;N20 G17 G90 G02 X-70 Y0 I0 J-18 F50;N30 G03 X-20 Y0 I25 J0;N40 G02 X0 Y20 I0 J20;N50 G00 X0 Y0;N60 M30.N10 G92 X0 Y0 M03 S600;N20 G17 G91 G02 X-70 Y0 I0 J-18 F50;N30 G03 X-20 Y0 I25 J0;N40 G02 X20 Y20 I0 J20;N50 G00 X0 Y0;N60 M30.2-5N10 G92 X0 Y-30 Z10N20 S600 M03N30 G90 G17 G01 G41 X0 Y-20 D03 F120N40 Z-1 M08N50 G01 X0 Y15N60 G01 X10 Y25N70 G01 X40 Y25N80 G02 X50 Y15 I0 J-10N90 G01 X50 Y0N100 G01 X-15 Y0N110 G01 G40 X0 Y-30 M09N120 G00 Z10 M05N130 M30参数设置：D03=52-7 什么叫基点？什么叫节点？它们在零件轮廓上的数目分别取决于什么？答：几何要素之间的连接点称为基点。
数控维护习题及答案
第一章概论1-1 什么是数控机床？它由哪些部分组成？答：数控机床是一种利用数控技术，准确按照事先安排的工艺流程，自动实现规定动作的金属加工机床。
它由输入介质、数控装置、伺服系统、反馈系统和机床等部分组成。
题型变换：数控机床的输入介质是指○①光电阅读机②穿孔机③穿孔带、磁带和软磁盘④零件图纸和加工程序单答：③1-2 用框图说明一般数控机床的工作原理。
答：数控机床的工作原理如图1-1所示。
首先将零件图纸的形状、尺寸和技术条件、加工工艺等按照规定的格式和代码，记录在输入介质上（例如穿孔带、磁带和软磁盘等），并输入数控装置。
数控装置由输入、信息处理和输出三部分构成。
输入介质通过输入单元（例如光电读带机）后，转换成可以识别的信息，由信息处理单元加以处理，再通过输出单元发出位置、速度等指令（脉冲信号）给伺服系统。
伺服系统的作用是将来自数控装置的各种指令，转换成机床移动部件运动。
反馈系统再将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转换成电信号，输送到数控装置，使数控装置能够校核该机床实际位移情况是否与指令一致，并发出指令纠正所产生的误差。
图1-1对于一些高效率和加工精度较高的数控机床还有适应控制系统，以补偿加工环境参数的变化。
题型变换：数控机床的数控装置包括○。
①光电读带机和输入介质②步进电机和伺服系统③输入、信息处理和输出单元④位移、速度传感器和反馈系统答：③1-3 数控机床的机械结构与普通机床相比，有何特点？答：数控机床是高精度和高生产率的自动化机床，与普通机床相比，应该具有更好的刚性和抗振性，相对运动面的摩擦系数要小，传动部件之间的间隙要小。
1-4 简述机床数控系统的工作原理和组成部分。
答：机床数控系统在输入某种介质载有的、以规定格式记录的指令后，能自动译解指令，并使所控制的机床执行指令，有时还能监控其执行结果，以保证得到要求的精度和功能。
机床数控系统一般由输入介质、数控装置和伺服系统构成。
对于较高级的机床数控系统还包括反馈系统和适应控系统。
第2章 数控机床的程序编制
编程自动化是当今的趋势！
第2章 数控机床的程序编制
2.3 数 控 编 程 中 的 数 值 计 算
根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出编 程时所需要的有关各点的坐标值，称为数值计算。手工编程时，在完成 工艺分析和确定进给路线以后，数值计算就成为程序编制中一个关键性 的环节。
一、节点坐标计算
当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件 时，在加工程序的编制时，常常需要用多个直线段或圆弧段去近似代替 非圆曲线，这个过程称为拟合（逼近）处理。拟合线段的交点或切点称 为节点 。图中的G点为圆弧拟合非圆曲线的节点，图中的A、B、C、D 点均为直线逼近非圆曲线时的节点。
第2章 数控机床的程序编制
手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。 自动编程适用于： 形状复杂的零件， 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件） 虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线 的计算） 据国外统计： 用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之 比，平均约为 30：1。 数控机床不能开动的原因中，有20~30%是由于加工程序不能 及时编制出造成的
第2章 数控机床的程序编制
2.2 数 控 编 程 的 基 本 知 识
说明：
在程序段中必须明确组成程序段的各个要素： 移动目标：终点坐标值X、Y、Z； 沿怎样的轨迹移动：准备功能字G； 进给速度：进给功能字F；
切削速度：主轴转速功能字S；
使用刀具：刀具功能字T； 机床辅助动作：辅助功能字M
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
第2章 数控机床的程序编制
2.2 数 控 编 程 的 基 本 知 识
J004数控技术课件-第二章 第三节--
单位： mm、μm（公制）或 p （脉冲当量）
注意： FANUC 系统采用小数点表示为 mm 单位，如无
小数点则表示以脉冲当量 p 为单位。 如：X10.0 为向X正向运动 10 mm 若：X10 为向X正向运动10 个脉冲当量p
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A、B、C 指令 作用：指定旋转坐标轴的角位移方向和目标位置指令 组成：旋转坐标轴后带上有符号的数字组成
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2.代码（指令）分类
G指令 —— 准备功能
功能：规定机床做某种操作的指令，包括运动线型、
坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。
组成：“G” 后带2位数字组成（G00~G99），有续
效指令与非续效指令之分。
续效指令一旦执行就保持有效，直到同组另一续
效指令出现，才被取消或替代。
非续效指令只在其所在的程序段内有效（一次性）
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3、工件坐标系选择指令
作用：选择编程尺寸是建立在机床坐标系上 还是建立在工件坐标系上
指令：G53——机床坐标系选择指令 G54 ~ G59——工件坐标系1~6选择指令 使用该指令后，其后程序段的编程尺寸都是对应
于相应坐标系的。这类指令是续效指令，缺省值是G53 。 注意：这类指令只在绝对坐标下有意义（G90），在G91 下无效。
说明：
① G92只是设定编程原点，不产生刀具运动。加工前，必须 将刀具调到指定位置。（如需改变程序原点位置，则必须重 新设定）
② 坐标原点的位置设定要便于调刀、换刀和尺寸的计算。 ③ 数控车床的X坐标值取值根据机床数控系统的不同（参见 机床编程说明书）可以用直径值或半径值来表示。并且数控 车床的坐标原点一般总是在主轴轴线与零件前端面交汇点处。 ④ G92为非续效指令，一般放在零件程序的第一段。 ⑤ G92通常用于临时工件加工时的找正，不具有记忆功能， 如果关机，建立的工件坐标系将丢失，重新开机后必须重新 对刀以建立工件坐标系。
数控第二章
（6）圆弧插补指令（G02、G03)
指令格式：①用I、J、K指定圆心位置 G02（G03） X__Y__Z__I__J__K__F__；
②用R指定圆心位置 G02（G03） X__Y__Z__R__F__； 功能：以F给定的进给速度，在平面内从当前位置沿圆弧轨迹运动到终点位置。
（2）工件坐标系设定（G92、G50） 指令格式：G92(或G50) X__Y__Z__；
功能：G50和G92是用来设置刀具的对刀点在编程坐标系里的位置的。 G50用于车床 G92用于铣床或车床
第二章 数控编程基础知识
说明： ①X、Y、Z表示编程原点与对刀点的距离。 ②应在刀具的其它运动指令之前使用G92和G50，先设定编程坐标系。 ③系统执行该指令后，刀具并不运动，系统会根据指令中的X、Y、Z 推算出编程原点。
第二章 数控编程基础知识
（6）分配数控加工中的容差，规定编程误差，处理数控机床上的部分工艺指令。 （7）编制加工工艺文件
二、 数控加工工艺分析与设计
数控加工工艺的实质： 就是在分析零件精度和表面粗糙度的基础上，对数控加工的方法、装夹 方式、切削加工进给路线、刀具使用以及切削用量等工艺内容进行正确 合理的选择。
那么，两个坐标系是如何转换的？
对刀点
机床坐标系
编程坐标系
因此，数控机床坐标系统可概述为两系一点。
第二章 数控编程基础知识
四、数控编程的特征点
1.刀位点：刀位点相对运动的轨迹即加工路线，也称编程轨迹。 车刀：刀尖或刀尖圆弧中心 铣刀：刀具端面中心或球心
2.对刀点：是指在加工零件时，刀具相对工件运动的起点。 也称为程序起始点或起刀点。
包括内容
零件轮廓中几何元素的基点 插补线段的节点 刀具中心位置 辅助计算
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分为：顺时针圆弧插补指令G02和逆时针插补指令G03
所谓顺圆和逆圆是指从垂直于所选择的运动平面的坐
标轴的正方向-》负方向看，判断圆弧的顺逆。
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2.3.4 与定位和加工相关的G指令
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2.3.4 与定位和加工相关的G指令
圆弧编程示例（1） 把图上的轨迹分别用绝对值方式和 增量方式编程： G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F30.0；
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2.2.3 数控机床的坐标系统
（3）绝对坐标系与增量坐标系
刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原 点给出的，称为绝对坐标值,该坐标系称为绝对坐标系。 刀具（或机床）运动位置的坐标值相对于前一位置，而不
是相对于固定的坐标原点给出的，称为增量（或相对）坐
标值,该坐标系称为增量（或相对）坐标系。
在数控系统中，移动到一个坐标系的特定点运动可以用绝
对坐标系或增量坐标系。绝对与增量坐标系可通过指令
G90/G91进行选择
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2.3 指令代码和程序结构
2.3.1 程序段格式
程序段格式指程序中的字、字符、数据的安排规则。 不同的数控系统有不同的程序段格式，格式不符合规定， 数控系统便不能接受，则程序将不被执行而出现报警提 示。 完整的数控加工程序由程序号和程序段构成，每个程序 段由顺序排列的功能字或指令代码构成，功能字一律由 字母及其后续的数字组成，称为字地址格式。 我国的GB8870-1988标准对零件加工程序的结构与格式已 做了具体规定。
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2.2.2 机床的坐标轴与运动方向
图2-1 右手直角笛卡尔坐标系
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2.2.3 数控机床的坐标系统
（1）机床坐标系
在确定了机床各坐标轴及方向后，须进一步确定坐标系 原点的位置。
机床坐标系原点是机床上的一个固定点。
可通过机床参考点间接确定，机床制造厂在机床装配时 要使用行程开关等精确地确定机床参考点的坐标尺寸。
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2.1 程序编制的基本知识
数控机床是按照事先编制好的加工程序自动地对工件进行 加工的高效自动化设备。 在数控机床上加工零件时，要把加工零件的全部工艺过程、 工艺参数和轨迹数据，以信息的形式记录在控制介质上，
用控制介质上的信息来控制机床，实现零件的全部加工过
程。
从零件图纸到获得数控机床所需控制介质的全部过程称为
该指令表示程序中的编程尺寸是按相对坐标给定的
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②G91相对坐标值编程指令
2.3.3 与坐标相关的G指令
③有的数控系统为了编程尺寸计算方便，可以允许采用
绝对尺寸和相对尺寸混合编制，
即允许在同一程序段内即可用绝对尺寸来表示，也有用 相对尺寸来表示。
这样就不用 G90 或 G91 来进行绝对或相对编程设定，而 采用地址符 X 、 Y 、 Z 表示绝对尺寸，地址符 U 、 V 、 W 表示相对尺寸。
刀具以各轴独立的快速移动速度定位。
通常刀具的轨迹不是直线。 要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。 而快速运动状态下的碰撞就更加危险。
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2.3.4 与定位和加工相关的G指令
（2）直线插补指令G01
G01指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置 沿直线移动到指令给出的目标位置 指令格式： Nxx G90（或G91）G01 X__ Y__ Z__ F__ LF
数控编程
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2.1.1 程序编制的步骤与内容
一般来说，程序编制过程主要包括：分析图纸、工艺处理、 数学处理、编制程序清单、输入程序及程序检验。 所谓数控编程是指由分析零件图纸到程序检验的全部过程。
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2.1.2 数控编程方法
（1）手工编程
人工完成程序编制过程中的全部工作称为手工程序编制
对于点位加工或几何形状较为简单的零件 , 可采用手工 程序编制；
对于形状较复杂的零件，据统计手工编程时间与自动编 程时间比近似为30:1。
掌握手工编程是学习计算机辅助编程的基础
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2.2 程序编制的有关规定 2.2.1 程序编制的国际标准和国家标准
数控代码标准有美国电子工业协会制定的EIA-RS244和国 际标准化协会制定的ISO-RS840两种标准。 这两种代码的区别不仅仅是每种字符的二进制八位数的编 码不同，而且功能代码的符号、含义和数量都有很大区别。 ISO代码主要在计算机和数据通讯中使用，1965年以后才 开始在数控机床中使用。 ISO代码的特点是每一行的孔数必须为偶数，EIA代码的 每一行孔数是奇数。
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2.3.1 程序段格式
典型的程序段可书写成下列格式： ： N__ Gxx X__ Y__ Z__ F__ S__ T__ Mxx LF（或CR） 例如： N10 G01 X40.0 Z20.0 F0.2；
其中，N为程序段地址码，用于指令程序段号；G为指令动作 方式的准备功能地址， G01 为直线插补指令； X 为坐标轴 地址，后面的数字表示刀具移动的目标点坐标； F 为进给 量指令地址，后面的数字表示进给量。
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2.3.3 与坐标相关的G指令
（3）机床坐标系选择指令G53 格式： G90 G53 X_ Y_ Z_ *
使刀具移动到机床坐标系中坐标值为X、Y、Z的点上。 G53为非模态指令，仅在它所在的程序段中和绝对值指令 G90时有效，在增量值指令G91时无效。 当刀具要移动到机床上某一预选点时，使用该指令 当执行 G53 指令时，应该取消刀具半径补偿、刀具长度 补偿和刀具位置偏置，机床坐标系必须在G53指令执行之 前建立，即在接通电源后，至少回过一次参考点。
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2.3.3 与坐标相关的G指令
（4）工件坐标零点偏置指令G54~G59
许多 CNC 系统可分别用 G54 ， G55 ， G56 ， G57 ， G58 ， G59指令设定多种不同的工件坐标系，称为零点偏置。 有的可直接用程序指令设定，多数是事先在相应的参数表 中设定。 事先用手动（MDI）输入或者程序设定各轴参考点到机床 各轴坐标系零点的距离，然后使用G54-G59调用
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2.3.3 与坐标相关的G指令
准备功能是确定机床的一种工作状态，由G代码及后接2位 数表示，规定其所在的程序段的意义。 (1)一次性代码：只在被指令的程序段有效；
G代码有以下两种类型：
(2)模态G代码：在同组其它G代码指令前一直有效。
所谓模态方式 G 指令是一旦设定其功能在后续程序段中保 持有效，直到被同组中其他指令字所代替或注销。非模态 方式的G指令仅在其出现的单程序段中有效。
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2.2.2 机床的坐标轴与运动方向
机床坐标系是机床上固有的坐标系，每一个直线运动和圆周 运动都要定义一个坐标轴，并设有固定的坐标原点。
标准的坐标系采用右手笛卡尔坐标系,基本坐标轴为X、Y、
Z直角坐标，对应每个坐标轴的旋转坐标符号为A、B、C。
工件运动坐标轴则用加“′”的字母表示，根据相对运动关系其 方向恰好与相应刀具运动坐标轴的方向相反，如图2-1所示
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2.3.3 与坐标相关的G指令
（2）工件坐标系设定的预置寄存指令G92
工件编程坐标系的预置寄存指令，用G92指令指定参考点在工 件坐标系中的位置 指令格式：G92 X _ Y_ Z_ *
程序编制时，使用的是工件坐标系，其编程起点即为刀具开
始运动的起刀点。
在开始运动之前，应将工件坐标系告诉系统。通过把编程中 起刀点的位置在工件坐标系中设定，来确定工件坐标系。
第2章 数控机床的程序编制
本章主要介绍数控加工程序编制的基本概念、数控加工程
序结构和指令、编程中的数学处理和图形交互自动编程等
内容。
学习数控机床零件程序编制的基本原理，能使编程人员编 制出理想的加工程序；能使工程技术人员理解数控机床的 工作原理，合理进行数控机床的使用，维护与零件的结构工艺性。
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2.3.2 子程序和用户宏程序
（2）变量参数编程与用户宏程序
在常规的主程序和子程序内，几乎所有的功能字，尤其是 尺寸字，都有严格的地址和随后的数字（数值）。 所谓宏程序就是含有变量的子程序，在程序中调用宏程序 的指令称为用户宏指令，系统可以使用用户宏程序的功能 叫做用户宏功能。 执行时只需写出用户宏命令，就可以执行其用户宏功能。 在用户宏程序中，可以使用运算式及转向语句，有的还可 以使用多种函数。
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2.3.2 子程序和用户宏程序
（1）主程序和子程序
一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序要使 用它。可以把这组程序段摘出来，命名后单独存储，称为 子程序。 子程序是可由适当的机床控制指令调用的一段加工程序， 它在加工中具有独立的意义。 调用第一层子程序的指令所在的加工程序叫做主程序。调 用子程序的指令也是一个程序段，它一般是由子程序调用 指令、子程序名称和调用次数等组成。
或G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F30.0；
或G02 X50.0 Z30.0 R25.0 F30.0；
或G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F30.0；