数控车编程基础知识.ppt

1、（二）（二）第第2章章 数控编程基础知识数控编程基础知识2.1 数控程序编制的概念数控程序编制的概念 2.1.1 数控编程的定义数控编程的定义 数控程序编制数控程序编制 简称：数控编程简称：数控编程 英文：英文：NC Programming 定定义义：指指编编制制数数控控加加工工程程序序的的过过程程，即即从从分分析析零零件件图图样样到到获获得得数数控控机机床床所所需需控控制制介介质质的的全过程。全过程。2.1.2 数控编程的步骤数控编程的步骤（1 1）分析零件）分析零件图样和制定工和制定工艺方案方案 这项工作的内容包括：这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；对零件图样进

2、行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。（2 2）数学）数学处理理 在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。（3 3）编写零件加工程序编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制

3、人员使用数控系统的程序指零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。熟悉，才能编写出正确的加工程序。数控编程员（CNC编程）（4 4）程序检验）程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检

4、查机床动作和运动轨通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与

5、被加工零件材料相同加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。偿等措施。1.手工编程（手工编程（Manual Programming）手工编程主要由人工来完成数控机床程序编制各个阶段手工编程主要由人工来完成数控机床程序编制各个阶段的工作。一般被加工零件形状不复杂和程序较短时，可以的工作。一般被加工零件形状不复杂和程序较短时，可以采用手工编程的方法。采用手工编程的方法。零件图样工艺人

6、员夹具表机床表刀具表工艺规程编程人员加工程序初稿加工程序修 改编程手册2.1.3 数控编程的方法数控编程的方法 2.自动编程（自动编程（Automated Programming）自自自自动编动编程是指在程是指在程是指在程是指在编编程程程程过过程中，除了分析零件程中，除了分析零件程中，除了分析零件程中，除了分析零件图样图样和制定和制定和制定和制定工工工工艺艺方案由人工方案由人工方案由人工方案由人工进进行外，其余工作均由行外，其余工作均由行外，其余工作均由行外，其余工作均由计计算机算机算机算机辅辅助完成。助完成。助完成。助完成。采采采采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工用计算机

7、自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改，以获得正确的程序。又由于

8、计算机自动编程代可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难

9、题。零件的编程难题。零件的编程难题。零件的编程难题。主要用于解决具有非圆曲线之类的复杂零件、具有多孔主要用于解决具有非圆曲线之类的复杂零件、具有多孔主要用于解决具有非圆曲线之类的复杂零件、具有多孔主要用于解决具有非圆曲线之类的复杂零件、具有多孔或多段圆弧的大程序量零件、不具备刀具半径补偿功能的轮或多段圆弧的大程序量零件、不具备刀具半径补偿功能的轮或多段圆弧的大程序量零件、不具备刀具半径补偿功能的轮或多段圆弧的大程序量零件、不具备刀具半径补偿功能的轮廓铣削零件等情况。廓铣削零件等情况。廓铣削零件等情况。廓铣削零件等情况。2.2 数控机床坐标系数控机床坐标系2.2.1 坐标系及运动方向坐标系及运动

10、方向1 1机床坐标轴（机床坐标轴（Coordinate AxesCoordinate Axes）的命名）的命名右手直角笛卡尔坐标系右手直角笛卡尔坐标系 2 2机床坐标轴的确定方法机床坐标轴的确定方法 确定机床坐标轴时，一般是先确定Z轴，再确定X轴和Y轴。（1）Z轴 一般是选取产生切削力的轴线作为Z轴（Z Axis），同时规定刀具远离工件的方向作为Z轴的正方向。（2）X轴 X轴（X Axis）一般是水平的，它与工件安装面相平行。（3）Y轴 Y轴（Y Axis）方向可根据已选定的Z、X轴，按右手直角笛卡尔坐标系来确定。（4）旋转坐标A、B、C 当选定机床的X、Y、Z坐标轴后，根据右手螺旋定则来确定

11、A、B、C三个转动的正方向。（5）附加坐标 举例说明：举例说明：下图所示为数控车床的坐标轴。下图所示为数控车床的坐标轴。根据数控立式铣床结构图，试确定X、Y、Z直线坐标轴。为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标系。对于直线为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标系。对于直线运动，通常建立的运动，通常建立的附加坐标系附加坐标系有：有：指定平行于指定平行于X X、Y Y、Z Z的坐标轴的坐标轴 可以采用的附加坐标系：第二组可以采用的附加坐标系：第二组U U、V V、W W坐标，第三组坐标，第三组P P、Q Q、R R坐标。坐标。指定不平行于指定不平行于X X、Y Y、Z Z的坐标轴的坐标轴

12、也可以采用的附加坐标系：第二组也可以采用的附加坐标系：第二组U U、V V、WW坐标，第三组坐标，第三组P P、QQ、R R坐标。坐标。如果在第一组如果在第一组A A、B B、C C作回转运动的同时，还有平行或不平作回转运动的同时，还有平行或不平行于行于A A、B B、C C回转轴的第二组回转运动，可命名为回转轴的第二组回转运动，可命名为DD、E E、F F。举例说明：举例说明：2.2.2 机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系1.机床坐标系 机床坐标系（Machine Coordinate System）是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点，就是机床原点，又称机床零点，即X=0，

13、Y=0，Z=0的点。机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处，见下图。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。数控数控铣铣床的原点床的原点 在数控铣床上，机床原点一般取在在数控铣床上，机床原点一般取在X X、Y Y、Z Z坐标的坐标的正方向正方向极限位置极限位置上。上。机床参考点机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家

14、在每个进给轴上置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。参考点对机床原点的坐标是一个已知数。通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。右图所示为数控车床的参考点与机床原点。数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。2.工件坐标系 n n工件坐标系是指以确定的加工原

15、点为基准所建立的坐标系。工件坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。n n工件原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的工工件原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的工件原点在机床坐标系中的位置。件原点在机床坐标系中的位置。n n编程坐标系编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。立的坐标系。n n编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。n编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。

16、编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。对于简单零件，工件原点一般就是编程原点，这时的编程坐标系就是工件坐标系。而对于形状复杂的零件，需要编制几个程序或子程序。为了编程方便和减少坐标值的计算，编程原点就不一定设在工件原点上，而设在便于程序编制的位置。2.3 字符与代码字符与代码 2.3.1 字符字符字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号（Symbol），如数字，字母、标点符号、数学运算符等。字符是机器能进行存储或传送的记号，也是组成加工程序的最小组成单位。常规加工程序用的字符分四类：第一类是文字，它由大写的26个英文字母组成。第二类是数字和小数点，它由09共10个数字及个小数点组成。第三类是符号，它由正号（+）和负号（-）组成。第四类是功能字符，它由程序开始（结束）符、程序段结束符、跳过任选程序段符、机床控制暂停符、机床控制恢复符等组成。2.3.2 2.3.2 代码代码代码代码n n在数控装置中，加工程序的内容总是以代码（在数控装置中，加工程序的内容总是以代码（CodeCode）形式）形式输入。功能较强的数控装