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第三章数控加工程序手工编制第一节数控编程的基本知识一、机床、编程、造型坐标系:2、编程坐标系(XMYMZM)：工艺人员在编程时设定的坐标系，其方向必须与机床坐标系一致。1、机床坐标系(XNCYNCZNC)：数控机床本身的坐标系，其方向由生产商设定,原点在机床安装调试中设置，一般不做更改。机床坐标系、编程坐标系和造型(建模)坐标系三者之间既有联系又有区别,均符合右手规则。3、造型坐标系(XYZ)：设计人员在利用计算机建模时设定的坐标系，其方向原点无任何限制。为了便于编程计算和检查加工程序,尽量使造型坐标系和编程坐标系重合。零件的找正：调整零件的装夹方向使编程坐标系与机床坐标系平行,并找出零件编程坐标系原点OM在机床坐标系XNCYNCZNC中的坐标位值的过程,为零件的找正。编程原点坐标值可记入机床的专用指令（G54~G59）,自动实现两坐标间的转换。如图所示.二、数控加工的控制方式1.普通机床：操作者根据工艺规范，制定出加工路线，靠手工操作和经验完成。零件精度由机床和操作工人水平决定。2.自动仿形：控制依靠凸轮、挡块或靠模实现。零件精度由机床和辅助工装决定。3.NC机床：工序、走刀路线的规划、进给、转速、开停等均由程序控制。零件精度由机床和编程人员决定。编程内容零件图纸CAD系统造型工艺处理:CAPP、工艺人员规划刀位验证CAM系统刀位轨迹计算后置处理编写程序交接单数控机床毛坯零件三、数控加工的过程四、刀柄与刀具1.刀柄：主轴与刀具的联系环节,用以夹持刀具2.刀具的类型３．刀位点：刀具的基准点－刀尖或刀心作用：传递扭矩、夹持刀具分类：１）普通刀柄．２）液压刀柄刀具类型：平底刀球头刀环形刀锥形刀鼓形刀等刀具的旋向：刀具是右旋的五、刀具补偿功能刀具补偿一般包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。前者使刀具垂直于走刀平面偏移一个刀具长度修正值；后者可以使刀具在二维走刀平面内相对编程轨迹偏移一个刀具半径修正值。ZH△L1.刀具半径补偿刀具半径补偿：一般数控系统可根据程序给出的零件实际轮廓，使刀具中心自动偏置一个刀具半径，从而加工出零件，把数控系统的这一功能称之为刀具半径补偿功能。加工内轮廓时，刀具中心向零件内轮廓方向偏置一刀具半径值;刀具补偿功能带来的优点：加工外轮廓时，刀具中心向零件轮廓外方向偏置一刀具半径值１）减少编程人员工作量。２）可提高程序使用自由度。３）可解决刀具磨损问题。４）可提高零件的加工精度。工件刀具刀具运动方向刀具工件刀具运动方向刀具半径补偿有左偏刀补和右偏刀补两种方式，沿着刀具运动方向看，刀具始终在被加工轮廓的左侧称为左偏，反之称为右偏。a)刀具半径左偏补偿b)刀具半径右偏补偿讨论：刀补的一些特殊情况2.刀具长度补偿刀长补偿：数控系统允许修改刀具的实际长度值，从而使刀具实际加工的位置比理论位置抬高或下降一高度，把数控系统的这一功能称之为刀具长度补偿功能。ZH△LZH△La）程序给定刀长大于实际刀长b）程序给定刀长小于实际刀长优点：可方便实现零件的分层加工，简化编程。刀具长度的计算方法刀位点在球头中心球头刀刀长如何计算？思考：抬高或降低某一高度值是否可获得均匀余量？刀具长度补偿Z=0Z=0加工曲面时通过刀具长度补偿能否获得均匀余量?六、数控编程的工艺处理5.走刀路线的选择6.刀具的选择3.确定零件的装夹方式4.确定加工坐标系原点7.确定加工用量8.程序编制过程中的误差控制1.认真分析零件图纸，明确加工内容和技术要求2.制定加工方案，选择加工机床类型七、数控加工误差的来源1、编程误差1、编程误差2、数控机床带来的误差3、环境带来的误差4、装夹找正带来上的误差5、刀具带来的误差第二节数控程序的格式及功能字一、数控加工程序的结构所谓数控加工程序，就是用数控机床输入信息规定的自动控制语言和格式来表示的一套可使数控机床实现对零件自动加工的指令。它是机床数控系统的应用软件。加工程序中包含的工艺及技术信息包括：工艺过程、工艺参数、刀具位移与方向，其它辅助动作（换刀、换向、冷却、启停等）及各动作顺序等。数控程序控制指令格式国际上虽作过统一规定，但并未作到统一，各个国家和厂家并不相同：■系统开发商有自己的传统和习惯。■新功能的不断开发和出现。GΔΔ其它指令A±ΔB±ΔC±ΔX±ΔΔZ±ΔΔY±ΔΔNΔΔ辅助功能FΔSΔTΔMΔCR或P±ΔQ±ΔR±ΔI±ΔJ±ΔK±Δ但基本格式和指令相同：N-------------程序段编号，为了方便检索。编号可以不连续,有时可以不要。XYZABC---运动坐标，XYZ表示直线运动，ABC代表绕相应轴的旋转.G------------准备功能字，用来描述机床的动作类型，如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；G90表示绝对坐标编程，G91表示相对坐标编程等.IJK---------系统不一样，意义不同：S-------------速度功能指令，规定主轴旋转速度.N10S800N10S800PHILIPS-532SIEMENS-840D表示圆心位置FANUC-220A定义刀补方向及圆心的相对位置N10G1X10Y20Z80S800转速也是可以调节的：80%--120%N01G17G01G41X6000Y-3000I1000J4000M-------------辅助功能字，控制机床的辅助动作.T-------------刀具功能指令，指定选用刀具编号M08-----打开冷却液M13-----打开冷却液并启动主轴M00-----程序暂停(刀具、钻头上有铁屑，可以去掉)M06-----自动换刀N5T10M6N10G1XYZM13M03、M04、M05——主轴正转、反转、停转指令二、常用功能字准备功能G指令由字母G及其后的二位（目前已出现三位）数字组成。G指令的主要作用是指定数控机床运动方式，为数控系统的插补运算作好准备。件的夹紧与松开等常用的指令称为工艺指令。工艺指令包括准备性工艺指令（G指令）和辅助性工艺指令（M指令）两类，它们是程序编制中最常用的指令。在数控加工程序中，描述数控机床的运动方式，加工种类，主轴的开、停、换向，冷却液的开、关，刀具的更换，运动部1).G1（G01）-直线插补数控系统不同,完成同一动作的NC代码也不同（1）FANUC-220A--相对坐标编程，脉冲当量为0.005mm/脉冲。P3(40.0057,15.2203)P1(20,15)N10G1X11345Y5705N11G1X8660Y-5480P2(31.3469,20.7025)N…G1X(Xe-Xs)*Y(Ye-Ys)终点坐标减起点坐标并进行圆整化后×1000.11.35031.3469-20=11.3469≈11.34711.345×1000=11345XYOXYOP3(40.0057,15.2203)P1(20,15)（2）Philips-532FANUC-OI-MBSiemens-840D绝对坐标编程脉冲当量为0.001mmN10G1X31.347Y20.703N11G1X40.006Y15.220P2(31.3469,20.7025)N…G1XXeYYeXYOC2(31.6159,24.0842)(17.1299,16.1705)C1(21.6659,25.0825)ES(27.0800,15.1721)(1)FANUC-220A(0.005mm/脉冲,相对坐标编程)亏弧:N10G3X-5415Y9910I-9950J1000盈弧:N11G3X-5415Y9910I4535J8910R10R10-5.41021.6659-27.0800=-5.4141≈-5.414-5.415×1000=-5415N…G2/G3X(Xe-Xs)*Y(Ye-Ys)*I(Xc-Xs)*J(Yc-Ys)*(终点相对于起点的增量和圆心相对于起点的增量圆整化后×1000)2)G2/G3-圆弧插补GO2顺时针GO3逆时针XYOC2(31.6159,24.0842)(21.6659,25.0825)ES(27.0800,15.1721)(2)FANUC-OI-MB(0.001mm/脉冲,绝对)N10G3X21.666Y25.083R10N11G3X21.666Y25.083R-10R10N…G2/G3XXeYYeR…(圆心角≤180°)(17.1299,16.1705)C1R10N.G2/G3XXeYYeR-(圆心角＞180°)XYOC2(31.6159,24.0842)(21.6659,25.0825)ES(27.0800,15.1721)(3)Philips-532(0.001mm/脉冲,绝对)N10G3X21.666Y25.083R10N11G3X21.666Y25.083I31.616J24.084R10N…G2/G3XXeYYeR…(圆心角≤180°)(17.1299,16.1705)C1R10N…G2/G3XXeYYeIXcJYc(圆心角＞180°)XYOC2(31.6159,24.0842)(21.6659,25.0825)ES(27.0800,15.1721)N10G3X21.666Y25.083I-9.950J0.998N11G3X21.666Y25.083I4.536J8.912R10(17.1299,16.1705)C1R10(4)Siemens-840D(0.001mm/脉冲,绝对)N…G2/G3XXeYYeI(Xc-Xs)J(Yc-Ys)思考:坐标系分别变成XOZ和YOZ后,程序又如何编制?第三节简单数控编程示例二维轮廓手工编制NC加工程序N1N3G02X82285Y-55710N4G01Y-24290CR//走CD段N5G39I-100000CR//尖角过渡N6G01X-182285CR//走DO段N7G39J40000CR//尖角过渡N2G01X100000Y40000CR//走AB段1.FANUC-220A控制系统脉冲当量0.005mm,S为起刀点,相对坐标编程,左偏刀补编程N8G01Y40000CR//走OAN9G40G01X-60000Y30000M30CR//取消刀补,退回S,主轴停转,关冷却液G17G91G01G41X60000Y-30000I100000J40000F2S500HO1M03CR作业1:对图示轮廓,用FANUC-220A控制系统按右偏刀补方式完成其NC编程,S为起刀点.I22285J-55710CR//ＢＣ段圆弧＊FANUC-220A数控系统编程要点提示：(1)脉冲当量0.005mm/脉冲,末位圆整化成0或5，使误差最小(3)相对坐标编程，G91(2)圆整后的数值×1000(4)刀偏方向用ＩＪＫ表示，以本段程序终点为起点，后段直线确定，正负与坐标轴一致,ＩＪＫ还表示圆心.(5)尖角过度G39：IJK后值正负仅表示方向，与大小无关；也是以本段程序终点为起点，后段直线确定，正负与坐标轴方向一致.N10000(CZ5218,WLK,FR6,06.12.21)N1T16M66S800//手动换刀,刀号16，主轴转速800％PM//主程序格式要求N3G51//机床原点N4G56//设置加工坐标系原点N2G18//指定加工平面XOZN5G0X-30Y100Z-30B0M13//刀具快速移动到起点，锁死B轴,打开冷却液,主轴转动N6G01Y20F5000N7G01Y-3F300//刀具以切削进给速度至表面下3mmN8G43Z0//单坐标靠刀指令N9G42//右偏刀方式刀补N10G1X182.283Z0F100//加工OAN11G1Z24.291//加工直线ABN12G3X100Z80R60//加工圆弧BCN14G1Z0//加工DON15G40N16G1Y10F300//抬刀N18M30//程序结束N13G1X0Z40//加工CDN17G0X-30Y100Z-30//退刀至起始位置2.MH600E\Philips-532控制系统脉冲当量0.001mm,s为起刀点,右偏刀补作业2:对图示轮廓,用MH600EPhilips-532控制系统按左偏刀补方式完成其NC编程,S为