数控编程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,在线教务辅导网：,更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网,11/29/2025,1,第一节程序编制的基础,第二节数控车床编程基础,第三节数控车床编程实例,第四节加工中心程序的编制,第八章,数控编程,第五节宏程序编制,第六节加工中心的编程实例,11/29/2025,2,1数控编程的方法,(1)手工编程利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。,(2)自动编程自动编程是利用通用的微机编制数控加工程序。,(3)CAD/CAM编程利用CAD/CAM系统进行零件的设计、分析及加工程序自动编程。,第一节程序编制的基础,一、程序编制的基本概念,11/29/2025,3,2数控编程的步骤,数控编程的主要内容有：分析零件图样确定工艺过程、数值计算、编写程序、校对程序及首件试切。数控编程的步骤如图81所示。,11/29/2025,4,二、程序结构与格式,1程序结构,加工程序是由若干程序段组成，而程序段是由一个或若干个指令字组成，指令字代表某一信息单元；每个指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作；每个程序段结束处应有“；”，表示该程序结束转入下一个程序段。,11/29/2025,5,2程序段格式,程序段格式是指令字在程序段中排列的顺序，不同数控系统有不同的程序段格式。格式不符合规定，数控装置就会报警，不运行。常见程序段格式如表82所示。,11/29/2025,6,三、数控机床的坐标系,1坐标和运动方向命名的原则,为了使编程人员能在不知道机床在加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，就可以根据图样确定机床的加工过程，特规定：永远假定刀具相对于静止的工件坐标系运动。,11/29/2025,7,图84 图88分别示出了几种机床的标准坐标系。,11/29/2025,10,3运动方向的确定,(1)Z轴的运动Z轴的运动，是由传递切削力的主轴所决定。,(2)X轴的运动X轴是水平的，它平行于工件的装卡面。,(3)Y轴的运动Y轴垂直于X、Z坐标轴。,(4)旋转运动A、B和C轴A、B和C相应地表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。,11/29/2025,11,(5)附加坐标轴如果在X、Y、Z主要坐标以外，还有平行于它们的坐标，可分别指定为U、V、W。如还有第三组运动，则分别指定为P、Q和R。,(6)对于工件运动的相反方向对于工件运动而不是刀具运动的机床，必须将前述为刀具运动所作的规定，作相反的安排。,(7)主轴旋转运动的方向主轴的顺时针旋转运动方向(正转)，是按照右旋螺纹旋入工件的方向。,11/29/2025,12,4绝对坐标系与增量(相对)坐标系,如图89所示。,11/29/2025,13,(1)绝对坐标系,刀具(或机床)运动轨迹的坐标值是以相对于固定的坐标原点,O,给出的，即称为绝对坐标。该坐标系称为绝对坐标系。,11/29/2025,14,(2)增量(相对)坐标系,刀具(或机床)运动轨迹的坐标值是相对于前一位置(或起点)来计算的，即称为增量(或相对)坐标，该坐标系称为增量坐标系。,11/29/2025,15,四、数控系统的指令功能,1准备功能,准备功能又称“G”功能或“G”代码，它是建立机床或控制数控系统工作方式的一种命令，它由地址G及其后的两位数字组成。G代码分为模态代码和非模态代码两种。,11/29/2025,16,11/29/2025,17,2辅助功能,辅助功能又称“M”功能，主要用来表示机床操作时，各种辅助动作及其状态，它由地址M及其后的两位数字组成。,11/29/2025,18,3F、T、S功能,(1)F功能指定进给速度，由地址F和其后面的数字组成。,(2)T功能 指令数控系统进行选刀或换刀。,(3)S功能指定主轴转速或速度，用地址S和其后的数字组成。,11/29/2025,19,1)在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程；,2)直径方向用绝对值编程时，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)；,第二节数控车床编程基础,一、数控车床的编程特点,11/29/2025,20,3)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)为简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，并可进行多次重复循环切削；,5)为提高工件的加工精度，当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。,11/29/2025,21,1绝对值编程,绝对值编程是根据预先设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。即采用绝对值编程时，首先要指出编程原点的位置，并用地址X、Z进行编程(X为直径值)。,二、编程规则,11/29/2025,22,2增量值编程,增量值编程是根据与前一个位置的坐标值增量来表示位置的一种编程方法。即程序中的终点坐标是相对于起点坐标而言的。采用增量值编程时，用地址U、W代替X、Z进行编程。,11/29/2025,23,3混合编程,绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程。,11/29/2025,24,4编程举例,如图810所示，采用上述三种不同方法编程时程序如下：,11/29/2025,25,1机床坐标系和运动方向,数控车床的坐标系是以径向为X轴方向，以车刀远离工件的方向为X轴正方向，反之为负方向。纵向为Z轴方向，指向尾架方向是Z轴的正方向，反之为负方向。,三、数控车床的坐标系和运动方向,11/29/2025,26,2机床原点与参考点,机床原点为机床上的一个固定的点。车床的机床原点为主轴旋转中,心与卡盘端面之交点,(图中的,O,点)，参考点,也是机床上的一个固,定点，该点是刀具退,离到一个固定不变的,极限点(图,811,中点,O,即为参考点)其位置,由机械挡块来确定，,如图,811,所示。,11/29/2025,27,3程序原点,程序原点是指程序中的坐标原点，即在数控加工时，刀具相对,于工件运动的起,点，所以也称为,“对刀点”。在编,制数控车削程序,时，首先要确定,作为基准的程序,原点。对于某一,加工工件，程序,原点的设定如图812(a)、(b)所示。,11/29/2025,28,1快速点定位指令（G00）,该指令命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速移动到目标位置，无运动轨迹要求，不需规定进给速度（由系统快进速度决定）。,输入格式：G00 X（U）Z（W）；,四、数控车床的常用指令,11/29/2025,29,例81从A点快速进刀到B点(图813)。,程序：,G00 X50.0 Z6.0,；,或,G00 U-70.0 W-84.0,；,11/29/2025,30,2直线插补指令（G01）,该指令用于直线或斜线运动。可使数控车床沿X轴、Z轴方向执行单轴运动，也可以沿X、Z平面内任意斜率的直线运动。,输入格式：G01 X（U）Z（W）F；,11/29/2025,31,例82外圆柱切削(图814)。,程序：,G01 X60.0 Z-80.0 F0.3；,或,G01 U0 W-80.0 F0.3；,11/29/2025,32,3圆弧插补指令（G02 G03）,该指令能使刀具沿着圆弧运动，车出圆弧轮廓。G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。,11/29/2025,33,例86顺时针圆弧插补,(图818）,（I，K）指令：,G02 X50.Z-10.I20.K17.F0.3；,G02 U30.W-10.I20.K17.F0.3；,（R）指令：,G02 X50.Z-10.R27.F0.3；,G02 U30.W-10.R27.F0.3；,11/29/2025,34,4暂停指令（G04）,该指令可以使刀具作短时间（几秒钟）无进给光整加工，主要用于车削环槽、不通孔以及自动加工螺纹等场合，如图820所示。,输入格式：,（G99）G04 U（P）；指令暂停进刀的主轴回转数,（G98）G04 U（P）；指令暂停进刀的时间,11/29/2025,35,11/29/2025,36,5自动回原点指令（G28）,该指令使刀具自动返回机械原点或经过某中间位置，再回到机械原点（图821，图822）。,输入格式：G28 X（U）Z（W）T00；或 G28 （不跟参数）,11/29/2025,37,11/29/2025,38,6工作坐标系设定指令（G50）,该指令以程序原点为工作坐标系的中心（原点），指定刀具出发点的坐标值（图823）。,输入格式：G50XZ；,11/29/2025,39,例810设定工作坐标系（G50）(图823),程序：G50 X200.0 Z150.0；,11/29/2025,40,7主轴功能指令（S指令）和主轴转速控制指令（G96、G97、G50）,主轴功能指令（S指令）是设定主轴转数的指令。,(1)主轴最高转速的设定（G50）。,(2)直接设定主轴转数指令（G97）。,(3)设定主轴线速度恒定指令（G96）。,11/29/2025,41,8刀具功能指令（T指令）,该指令可指定刀具及刀具补偿，地址符号为“T”。,11/29/2025,42,9进给功能指令（F指令）,该指令指定刀具的进给速度，有三种形式：,(1)每转进给量（mm/r）如图826所示。,11/29/2025,43,(2)每分钟进给量（mm/min）如图827所示。,11/29/2025,44,(3)螺纹切削进给速度（mm/r）如图828所示。,11/29/2025,45,10辅助功能指令（M指令）,M指令设定各种辅助动作及其状态，,下面介绍几个特殊M代码的使用方法：,M03：主轴或旋转刀具顺时针旋转；,M04：主轴或旋转刀具逆时针旋转；,M05：主轴或旋转刀具停止旋转；,11/29/2025,46,11刀具的补偿与偏置指令,(1)刀具半径补偿指令(G40，G41，G42)。,G40刀具补偿取消,G41刀具左补偿,G42刀具右补偿,11/29/2025,47,(2)刀具长度偏置指令(G43，G44，G49)。,G43正向偏置,G44负向偏置,G49偏置取消,11/29/2025,48,12螺纹切削指令G32,G32指令能够切削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹（涡形螺纹）,输入格式：G32 X(U)Z(W)F；“F”为螺纹的螺距。,11/29/2025,49,例815圆柱螺纹切削（图833）,。,绝对坐标指令,G32Z-40.0 F3.5；,相对坐标指令,G32W-45.0 F3.5；,11/29/2025,50,13单一固定循环指令（G90、G94、G92）,(1,),G90外径、,内径切削循环指令,如图835所示，,切削圆柱面输入格,式：,G90 X（U)Z（W）（F）；,11/29/2025,51,(2)G94端面切削循环指令,如图839所示。切削端面输入格式：,G94 X（U）Z（W）K（F）；,11/29/2025,52,(3)螺纹切削循环G92,G92为简单螺纹循环，该指令可切削锥螺纹和圆柱螺纹，F后边的进给量为螺距。输入格式为：,G92 X(U)Z(W)RF；,11/29/2025,53,14复合固定循环指令（G70G73）,(1,),G71外径、内径粗加工循环指令,G71指令将工件切削至精加工之前的尺寸，精加工前的形状及粗加工的刀具路径由系统根据精加工尺寸自动设定。,11/29/2025,54,(2)G72端面粗加工循环指令,G72指令与G71指令类似，不同之处就是刀具路径是按径向方向循环的，输入格式同G71指令，刀具循环路径如图847所示。,11/29/2025,55,(3)G73闭合车削循环指令G73,指令与G71、G72指令功能相同，只是刀具路径是按工件精加工轮廓进行循环的，如图848所示。,11/29/2025,56,(4,),G70精加工循环指令,执行G71、G72、G73粗加工循环指令以后的精加工循环，在G70指令程序段内要指定精加工程序第一个程序段序号和精加工程序最后一个程序段序号。,11/29/2025,57,15子程序,(1)子程序的定义,加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。,(2)使用子程序的目的和作用,可以减少不必要的编程重复，从而达到减化编程的目的。,11/29/2025,58,(3)子程序的调用,在主程序中，调用子程序指令是一个程序段，其格式随具体的数控系统而定。,(4)子程序的返回,子程序返回主程序用指令M99，它表示子程序运行结束，请返回到主程序。,(5)子程序的嵌套,子程序调用下一级子程序称为嵌套。,11/29/2025,59,本台数控车床刀架共有12个刀位，原则上可装6把车刀和6把铣刀，铣刀刀位可装车刀，而车刀刀位不能装铣刀。各刀具在刀架的布局应有一定的科学性、合理性，更应考虑刀具在静止和工作时，刀具与机床、刀具与工件以及刀具之间的干涉现象。,第三节数控车床编程实例,11/29/2025,60,根据本台机床的工作特点，刀具布局按图851所示进行安装，其编号如表87。,11/29/2025,61,11/29/2025,62,例821加工如图850所示零件。毛坯为,42mm的棒料，从,右端至左端轴向走刀,切削，粗加工每次进,给深度1.5mm，进给,量为0.15mm/r，精,加工余量X向0,5mm，,Z向0,1mm，切断刀,刃宽4mm，工件程序原点如图所示。,11/29/2025,63,例822 加工如图852所示零件。毛坯为62mm的棒料，从,右端至左端轴向走刀,切削，粗加工每次进,给深度1.5mm，进给,量为0.15mm/r，精,加工余量X向0.5mm，,Z向0.1mm，切断刀,刀宽4mm，工件程序,原点如图。,11/29/2025,64,1.G00 G01,例827加工图857所示轨迹，进给速度设为F100mm/min，主轴转数,S800r/min，,其程序如下：,第四节加工中心程序的编制,一、基本代码的使用,11/29/2025,65,11/29/2025,66,2G02 G03,例828图858中，设主轴转数1000r/min，进给速度100mm/min，A为起点B为终点，程序如下：,11/29/2025,67,3Z轴移动,如图859所示，刀具从Z100.0高度快速移动至工件上方2mm处后，以进给速度切至所需深度，避免工件毛坯尺寸不同和残留切屑带来的危险。,11/29/2025,68,例829如图860所示，程序从原点上方100mm开始，快速运动到A点，Z轴降至2mm高处开始切削进给至10mm深（B点），沿顺时针方向切削，在B点快速运动到A点，最后返回原点。,11/29/2025,69,二、刀具半径补偿,1不同平面内的半径补偿,刀具半径补偿用G17、G18、G19命令在被选择的工作平面内进行补偿。,2当主轴顺时针旋转时，G41为顺铣，G42为逆铣，而在数控铣床上经常要用顺铣。,11/29/2025,70,例830在XY平面内使用半径补偿（没有Z轴移动）进行轮廓铣削，如图861所示。,11/29/2025,71,3刀具半径补偿过程详细描述,如图862所示。,11/29/2025,72,4XY平面内的半径补偿（有Z轴移动）,例831如图863,所示，起始点在(X0，Y0)，,高度为100mm处，若刀具,半径补偿在起始点处开始，,由于接近工件及切削工件,时要有Z轴移动，这时容,易出现过切现象，以下是,一个过切程序实例。,11/29/2025,73,5在ZX平面进行半径补偿,例833如图,864所示，行切法,切削一圆柱，使用刀,具是半径为10mm的,球形立铣刀。球形立,铣刀编程控制点有两,个，一个在刀尖，一,个在球心，这里使用,球心。,11/29/2025,74,6使用刀具半径补偿时常见的问题,(1)改变补偿号。,(2)半径补偿时的过切现象,11/29/2025,75,三、子程序,子程序实例,例835如图868所示，Z轴起始高度100mm，切深10mm，使用L命令。,11/29/2025,76,四、孔加工固定循环,1固定循环参数,固定循环程序中需G代码、参数和孔的位置，而各个位置上的动作不需再次重复该命令，参见图869所示，固定循环各参数的意义如下：,11/29/2025,77,G98：返回平面为初始平面,G99：返回平面为安全平面（R平面）,X、Y：孔位置,R：安全平面高度（接近高度）,Z：孔深,P：在孔底停留时间（ms）,Q：每步切削深度,F：进给速度,L：固定循环的重复次数,11/29/2025,78,2常用固定循环方式,(1)钻孔循环G81G83G73（图872）G83适用于钻深孔,（排屑），G73适,用于高速钻孔,（断屑）。,(2)攻螺纹循环,G74（左旋）需主,轴逆时针旋，G84,（右旋）需主轴顺,时针旋转。,11/29/2025,79,(3)镗孔循环 G76，G80，G82。G76是精镗孔循环，退刀时主轴停、定向并有让刀动作，避免擦伤孔壁，让刀值由Q设定（mm）。,(4)取消循环G80（G00，G01，G02，G03）。,11/29/2025,80,五、镜像指令,1关于镜像的使用注意事项,1)当只对X轴或Y轴进行镜像时，刀具的实际切削顺序将与源程序相反，刀补矢量方向相反，圆弧插补转向相反。当同时对X轴和Y轴进行镜像时，切削顺序、刀补方向、圆弧时针方向均不变，如图873所示；,11/29/2025,81,11/29/2025,82,2)使用镜像功能后，必须用M23取消镜像；,3)在G90模式，镜像功能必须在工作坐标系坐标原点开始使用，取消镜像也要回到该点。,11/29/2025,83,2程序实例,例838如,图874所示，Z轴起始高度100mm，切深10mm，使用镜像功能。,11/29/2025,84,六、自动回归原点,1程序实例,例839利用G28指令能让机床返回任一轴或所有轴的机械原点，并且可以指定一个中间途经点，如图875与图,876所示。,11/29/2025,85,11/29/2025,86,2注意事项,1)使用G28前，必须消除刀具半径补偿；,2)在返回原点后使用刀具长度补偿取消（G40）功能。,11/29/2025,87,七、刀具长度补偿,1刀具长度补偿原理,刀具长度补偿原理如图877所示。,11/29/2025,88,2换刀命令,在加工中心换刀时要用到T（选刀）代码及M06（换刀）代码。例840换刀程序示例。,11/29/2025,89,在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能，这种有变量的程序叫宏程序。其编程方式叫宏编程。,1宏程序使用格式,宏程度格式与子程序一样，结尾用M99返回主程序。,第五节宏程序编制,一、概述,11/29/2025,90,2选择程序号,程序在存储器中的位置决定了该程序一些权限，根据程序的重要程度和使用频率用户可选择合适的程序号，具体如表89所列。,11/29/2025,91,3宏程序调用方法,(1)非模态调用（单纯调用）,指一次性调用宏主体，即宏程序只在一个程序段内有效，叫非模态调用。,(2)模态调用,模态调用功能近似固定循环的续效作用，,(3)多重调用,宏程序也可以进行多重调用，最多四次。,11/29/2025,92,(4)多重模态调用,宏程序的多重模态调用方式与一般程序不同。,(5)用G代码调用宏程序,让G代码与相应宏程序对应起来，调用宏程序时只需使用此G代码并给变量赋值。,(,6)可用M代码T代码S代码B代码调用宏程序。,11/29/2025,93,二、变量,1变量的表示,一个变量由#符号和变量号组成，如：#i（i1，2，3，），也可用表达式来表达变量，如：#。,11/29/2025,94,2变量的使用,在地址号后可使用变量，如：,F#9 若#9=100.0 则表示F100,Z-#26 若#26=10.0 则表示Z-10.0,G#13若#13=2.0 则表示G02,M#5 若#58.0 则表示M08,11/29/2025,95,3变量的赋值,(1)直接赋值,变量可在操作面板MACRO内容处直接输入，也可用MDI方式赋值，也可在程序内用以下方式赋值。,(2)引数赋值,宏程序体以子程序方式出现，所用的变量可在宏调用时赋值。,11/29/2025,96,4变量的种类,变量有局部变量、公用变量（全局变量）和系统变量三种。,(1)局部变量#1#33,局部变量是一个在宏程序中局部使用的变量。,(2)公用变量（全局变量)#100#149、#500#509,公用变量贯穿整个程序过程，包括多重调用。,(3)系统变量,宏程序能够对机床内部变量进行读取和赋值，从而可完成复杂任务。,11/29/2025,97,5未定义变量的性质,未定义变量又叫空变量，有其特殊性质，它与变量值为零的变量是有区别的。变量#0总是空变量。,11/29/2025,98,四、控制指令,控制指令起到控制程序流向的作用。,1分支语句（GOTO）,其格式为：,IFGOTOn,11/29/2025,99,2循环指令,WHILE DO m（m1，2，3，）；,END m；,当条件式满足时，就循环执行WHILE与END之间的程序段m次，若条件不满足就执行END m的下一个程序段。,11/29/2025,100,五、宏程序体编制,例845此例为机床启动暖机程序，程序如下：,11/29/2025,101,11/29/2025,102,1工艺分析,工艺分析时应考虑的原则。,当加工同一个表面时，应按粗加工、半精加工、精加工次序完成，或者对整个零件的加工也可以分为先粗加工，后半精加工，最后为精加工进行。对形状尺寸公差要求较高时，考虑零件尺寸精度、零件刚性和变形等因素，可以采用前者；对于位置尺寸公差要求较高时，则采用后者。,第六节加工中心的编程实例,11/29/2025,103,当一个设计基准和孔加工的位置精度与机床定位精度、重复定位精度相接近时，采用同一尺寸基准集中加工原则。,对于有复合加工（即有铣又有镗孔的零件），可以先铣后镗的原则。因为铣削时，切削力大，工件易变形，先铣后镗，使孔有一段时间的恢复，减少由变形而引起对精度的影响。,11/29/2025,104,当进行位置精度要求较高的孔系加工时，要特别注意安排,孔的加工顺序。,安排不当，就,可能把坐标轴,的反向间隙带,入，直接影响,位置精度，如,图883所示。,11/29/2025,105,加工中存在重复定位误差，对于这样的情况，就必须一次定位好。通过顺序连续换刀，顺序连续加工完同一个轴的孔后，再加工其他坐标位置的孔，以提高孔系同轴度。,相同工位集中加工，尽量就近位置加工，以缩短刀具移动距离，减少空运行时间。,11/29/2025,106,按刀具划分工步。即在不影响精度的前提下，为了减少换刀次数、空行程时间、不重要的定位误差等，可以尽可能地用同一把刀完成同一个工位的所有工步的加工。,在一次装夹中，尽可能地完成更多的加工表面。,11/29/2025,107,2确定夹具选用刀具,在实际加工中接触的通用夹具为平口钳和压板。考虑到本例工件比较大，所以用压板装夹。用压板装夹时要注意图884的几种状态。,11/29/2025,108,3确定编程原点、编程坐标系，对刀位置及对刀方法等,编程时，选择工件或夹具上某一点作为程序的原点，该点就称编程原点。通过编程原点，各轴都与机床坐标轴平行而建立一个新的坐标系就称为工件坐标系（编程坐标系）。,11/29/2025,109,编程原点的选择原则是：编程原点最好与图样上的尺寸基准重合；在进行数值计算时，运算简单；引起的加工误差最小；编程原点应该容易找正，而且是测量方便的位置。,11/29/2025,110,在编程原点确定后，对于编程坐标系，对刀位置及对刀方法也就定下来了。本零件的编程原点根据以上原则，我们就可以定在毛坯（工件）的中心处。,11/29/2025,111,4确定加工路线,(1)刀具运动方向、轨迹刀具运动方向、轨迹是指刀具在加工过程中刀具的走势。,逆铣（图885），顺铣（图886）。,11/29/2025,112,(2)加工余量确定,确定加工余量的基本原则是在保证加工余量的前提下，尽量减少加工余量。最小加工余量的数值，应该保证能将具有各种缺陷和误差的金属层切除。,11/29/2025,113,(3)确定是否要分层铣,这可以根据毛坯的厚度和刀具直径的大小来确定。,11/29/2025,114,(4)确定进退刀方式,在铣削加工中最常见的进退刀方式有直线进刀和圆弧进刀两种，这两种方式如图887和图888所示。,11/29/2025,115,5确定加工所用各种工艺参数,加工所用各种工艺参数可用一个数据表，在表中填入刀具类型、切削开始点、切削条件，程序应该根据这个表来编制，主要内容见表818所示。,11/29/2025,116,11/29/2025,117,11/29/2025,118,11/29/2025,119,11/29/2025,120,11/29/2025,121,11/29/2025,122,馋死,11/29/2025,123,11/29/2025,124,11/29/2025,125,11/29/2025,126,11/29/2025,127,11/29/2025,128,11/29/2025,129,11/29/2025,130,11/29/2025,131,11/29/2025,132,11/29/2025,133,11/29/2025,134,11/29/2025,135,PPT,研究院,POWERPOINT ACADEMY,11/29/2025,136,11/29/2025,137,11/29/2025,138,