[工学]机床坐标系工件坐标系

M99
返回子程序
四、程序的结构
铣削一个轨迹为长10 mm、 宽8 mm的长方形
Z Z
Y Y X X
程序准备段
加工程序段
O0011程序号 N1 G92 X10.0 Y5.0 Z50.0建立工件 坐标系 N2 S200 T01 M03选刀，让主轴正转 N3 G90 G00 Z10.0快速下刀到上表 面附近 G01 Z−5.0 F100 M08工进下刀，同 时开切削液 G91 G41 Y5.0 切入
程序段中的G指令：同一程序段中 可以出现几个G指令，只要彼此没 有指令冲突。
G指令分组 同一组的两个指令出现在同一程 序段中时发生指令冲突。 任何G代码所设置的机床模式 都将取代同一组中的另一G代 码所设置的机床模式。
三、准备功能和辅助功能指令
2、辅助功能指令（M功能、M代码） 准备功能G指令跟机床的加工运动方式有关，辅助 功能M指令跟机床相关功能和程序处理相关。 机床相关功能相关：
/:跳跃符 N—N表示程序段号。后面的数字表示程序段号 G—G为准备功能地址符。后面的数字表示不同的机床运动 功能
X、Y、Z — X、Y、Z为坐标尺寸地址符。后面的数字 表示坐标值 I、J、K —I、J、K为增量尺寸地址符。后面的数字表示 坐标增量值 F—F为进给率地址符。后面的数字表示进给率mm/min或 mm/r
3:等步长直线逼近的节点计算方法
由曲线公式曲率可求得曲线上最大曲率处的x值和该点处的 曲率Rmin。根据Rmin和最大的许用误差δ可得该曲线最大的步长 （弦长）L。此时在该曲线上运用该步长来进行等步长直线逼近所 获得的折线和原来曲线在任意点处的误差均小于许用误差δ
4:等误差直线逼近的节点计算方法
FANUC系统 快速移动点定位 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补
SIEMENS系统 快速移动点定位 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补
G 功 能 字 含 义 表 (部分)
G02 G03
G04
G05 G17
暂停
--XY平面选择
暂停
通过中间点圆弧插补 XY平面选择
G18
G19 G32 G33 G40 G41 G42
模态G代码的功能一直保持到被同组的其他的G代码替代。 非模态G代码仅仅在本程序段中有效。
（3）、分组
为什么要分组？
O0011 N1 G92 X10.0 Y5.0 Z50.0 N2 S200 T01 M03 N3 G90 G00 Z10.0 G01 Z−5.0 F100 M08 G91 G41 Y5.0 G01 Y8.0 X−10.0 Y−8.0 X−10.0 G00 G40 Y−5.0 M09 Z50.0 M02 %
（3）字地址可变程序段格式：
以上两种方法的目的都是让控制系统能够准确获取 相应的指令在程序段中所处的位置，因为控制系统通过相 应的位置所获取的数值的含义是固定的。 后来人们通过字地址可变程序段格式来让控制系统 获得程序段中的相关指令的含义和数值。
（3）字地址可变程序段格式： 字符-〉字-〉程序段-〉程序 O0011 N1 G92 X10.0 Y5.0 Z50.0 N2 S200 T01 M03 N3 G90 G00 Z10.0 G01 Z−5.0 F100 M08 G91 G41 Y5.0 G01 Y8.0 X−10.0 Y−8.0 X−10.0 G00 G40 Y−5.0 M09 Z50.0 M02 %
S—S为主轴转速地址符。后面的数字表示主轴转速r/min。 M—M为辅助功能地址符。后面的数字表示不同的机床 辅助功能如主轴的转停、切削液的开关、夹具的送紧。 T—T为刀具功能地址符。后面的数字表示刀具号或刀具 号和刀具长度和半径的寄存器号 H—刀长补偿量地址符。后面的数字表示刀具长度补偿 寄存器号。 D—刀具半径补偿量地址符。后面的数字表示刀具半径 补偿寄存器号 ；—程序段结束符
字地址程序段格式:
N5G01Y-6.48F275.0
字地址:由地址符（字母）、符号、数字组成。 F275.0 G01 N5
地址符表示字（指令）的含义。数字表示字（指令）的数据任务。
（只有有特定含义的字母才可以使用。）
字地址程序段的组成（常用的字地址）：
/N_G_X_Y_Z_I_J_K_F_S_M_T_H_;
如主轴旋转、自动换刀、冷却液开关、 夹紧松开。
程序处理相关： 程序停止、子程序调用及停止。
M功能字 M00
含 义 程序停止 计划停止
M 功 能 字 含 义 表 (部分)
M01
Leabharlann Baidu
M02
M03 M04
程序停止
主轴顺时针旋转 主轴逆时针旋转
M05
M06 M07 M08 M09 M30 M98
主轴旋转停止
换刀 2号冷却液开 1号冷却液开 冷却液关 程序停止并返回开始处 调用子程序
字的位数和顺序是固定的（不管需要不需要）。属 于早期采用的数控程序格式，因其可读性差、编程不直观 程序较长等原因，现已基本不用。
（2）分隔符可变程序段格式： 为了改变固定程序段的不足，人们使用特定的分隔 符来在表示程序中各个指令的位置（通过分割符号来确定 各个指令的位置）。 TAB007TAB01TAB+02500TAB-13400TABTAB15TABTAB02TABLF N G X Y Z F S M 这样不需要的字可以省略，但必须保留相应的分隔 符号
机床坐标系 工件坐标系 关系（仿真复习）
§1.5 程序结构与程序段格式
一、程序段格式 程序段？ 数控程序中记录了整个加工过程的几何信息和工艺信息， 它和我们的高级语言一样是由一行行组成的，我们把每一行称 作一个程序段。 数控程序按程序段(行)的表达形式可分为固定程序段格 式、分隔符可变程序段格式和字地址可变程序段格式三种。 （1）固定程序段格式： 007 01 +02500 -13400 12400 15 30 02 N G X Y Z F S M LF
Y
y=f(x)
X
等误差直线逼近方法每段直线的长短不一样，但是每 段直线与原曲线的误差均相等，因此关键是如何求得 每一段直线的方程式来和原曲线联立求节点。
三:列表曲线的数学处理
第一次拟合：由选定的几个点通过特定的数学表达式 分段生成具有精确方程的若干段曲线。 第二次拟合：队每一段由数学表达式表示的（由第一 次拟合形成的曲线进行二次细化拟合。
等步长直线逼近的节点计算方法
等误差直线逼近的节点计算方法
列表曲线的数学处理 曲面的数学处理 辅助计算
零件轮廓的节点
1:等间距直线逼近的节点计算方法
Y y=f(x)
X
误差取决于最大曲率和最大斜率处，因此Δx的选取取决于这两处的 原曲线的形状和许用误差决定，实际生产中以经验决定，因此最终 误差往往不可控。
2:等步长直线逼近的节点计算方法
Y y=f(x)
误差1 误差2
X
误差取决于最大曲率处，因此L的选取由该曲线的 最大最大曲率处决定。
二、节点坐标的计算
数控系统一般只能作直线插补和圆弧插补的切削运动。如 果工件轮廓是非圆曲线，数控系统就无法直接实现插补，而需 要通过一定的数学处理。数学处理的方法是，用直线段或圆弧 段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为节点。
例如，对图所示的曲线 用直线逼近时，其交点A、 B、C、D、E、F等即为 节点。
椭圆
•基点坐标的计算 •节点坐标的计算 •辅助计算
一、基点坐标的计算
• 零件的轮廓是由 许多不同的几何 要素所组成，如 直线、圆弧、二 次曲线等，各几 何要素之间的连 接点称为基点。 基点坐标是编程 中必需的重要数 据。
零件图样
例：图中所示零件中，A、B、C、D、E为基点。A、 B、D、E的 坐标值从图中很容易找出,C点是直线与圆弧切点，联立方程求解。 联立下列方程： 直线方程： Y-12=tg(α+β)X 而 tgα=(26-12)/80 α=9.92624550665170 sinβ=O2C/O2B=30/（142+802）1/2 β=21.67778151763857
三、准备功能和辅助功能指令
1、准备功能指令（G功能、G指令） 准备功能G指令跟机床的加工运动方式有关
由于这些常用的字地址 中的准备功能地址符G 和辅助功能地址符M后 面的数字表示不同的机 床的准备功能和辅助功 能，因此我们进行进一 步的介绍。
（1）、目的 设定机床的工作模式和状态
常用的G指令
G功能字 G00 G01
α+β=31.60402702429 tg(α+β)=0.6153 直线方程： Y-12=tg(α+β)*X Y-12=0.6135*X
圆弧方程： （X-80）2 +（Y-26）2 =30 2 解方程组可得：C点坐标为（64.2786，39.5507）。 可以看出，对于如此简单的零件，基点的计算都 很麻烦。对于复杂的零件，其计算工作量可想而知，为 提高编程效率，可应用CAD/CAM软件辅助编程。
Z Z
Y Y X X
加工程序段
程序结束段
G01 Y8.0 铣短边 X−10.0 铣长边 Y−8.0 铣短边 X−10.0 铣长边 G00 G40 Y−5.0 M09切出，取消刀 补，关切削液 Z50.0 提刀 M02 停机结束 % 终止符号
第一章 数控加工技术基础
§1.6数控编程中的数值计算与处理
四:曲面的数学处理
对于有方程式表示的 曲面可以用行切加工 法进行加工 行切加工法 对于没有方程式表示的曲面，首先通过数学方法建立方程 式。然后用行切加工法进行加工。
五:辅助计算
公差的概念
•尺寸换算
•公差转换
§1.6数控编程中的数值计算与处理
基点坐标的计算 等间距直线逼近的节点计算方法 节点坐标的计算
字符：CNC程序中最小的单元。由数字 、字母、符号组成
字：程序字由字母和数字字符组成 ，形成控制系统的单个指令，每个字 表示数控加工中特定的含义比如轴的 位置、进给率、换刀等。 程序段：由一系列同时执行的单个指 令（字）组成以程序段结束代码（符 号）结束。对应与程序中的一行。 程序：由程序号开始，特定的终止 符号结束中间包含有若干行的程序 段。
ZX平面选择
YZ平面选择 螺纹切削 --刀具补偿注销 刀具补偿——左 刀具补偿——右
ZX平面选择
YZ平面选择 --恒螺距螺纹切削 刀具补偿注销 刀具补偿——左 刀具补偿——右
…
….
….
（2）、G指令的模态
机床的工作模式和状态在程序段（行）中延续的时间。 G01 G01 G01 G01 G00 M09 Y8.0 X−10.0 Y−8.0 X−10.0 G40 Y−5.0 G01 Y8.0 X−10.0 Y−8.0 X−10.0 G00 G40 Y−5.0 M09