数控编程基础方法

数控机床简单编程基础

1．坐标系

1．1机床坐标系：机床上用作加工基准的特定点称为机床零点，以机床零点作为原点的坐标系称为机床坐标系，机床零点由出厂时设定。

1．2工件坐标系：加工工件时使用的坐标系称为工件坐标系（也叫零件坐标系），一个加工程序选择一个工件坐标系，工件坐标系的设置可以通过定位工件坐标系的原点来设置。

2．模态和非模态

2．1模态是指某功能代码一经设置后一直有效，直到对该功能代码重新设置。

2．2非模态是指某功能代码仅在书写了该代码的程序段中有效。

例：G0 X100 Y100； （快速定位至X100 Y100处）

X20 Y30； （快速定位至X20 Y30处，G0为模态代码，可省略不输）

G1 X50 Y50 F300； （直线插补至X50 Y50处，进给速度300mm/min）

X100； （直线插补至X100 Y50处，进给速度300mm/min，G1 Y50

F300均模态代码，可省略不输）

G0 X0 Y0； （快速定位至X0 Y0处）

3．绝对坐标编程和相对坐标编程

3．1绝对坐标编程G90是指用轴移动的终点位置（即刀具要移动到的坐标位置）的坐标值进行编程。

3．2相对坐标编程G91是指用轴移动量（以当前位置为坐标原点，目标位置相对当前位置的坐标值）直接编程。

4．简单G代码

4．1 G0（模态） 快速定位

代码格式：G0 X_ Y_ Z_

功能：刀具快速移动到指定的工件坐标系中的位置。

例：G0 X10 Y10(X、Y为终点坐标)

4．2 G1（模态） 直线插补

代码格式：G1 X_ Y_ Z_ F_

功能：刀具以参数F指定的进给速度沿直线移动到指定位置。

例：G1 X10 Y10 F200（X、Y为终点坐标，速度为200mm/min）

第二章 数控编程基础

2.1 数控编程的方法

数控加工程序的编制方法主要有手工编程和计算机自动编程。手工编程主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。

自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成，见图2.1。采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，解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。

零件图 数控机床

图2.1 计算机辅助编程的过程

不同的数控机床，由于数控系统不同，它们使用的数控程序语言规则和格式也不尽相同，当针对某一台数控机床编制加工程序时，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。本教程以FANUC系统为主来介绍加工程序的编制方法。

2.2 数控坐标系

2.2.1机床坐标系

机床坐标系是机床上固有的坐标系，机床坐标系的方位是参考机床上的主轴中心线、工作台面、机床立拄等机床上固定的基准线和基准面确定的。在标准中，规定工件固定，刀具相对于工件运动，Z轴取平行于机床主轴的方向，且刀具远离工件的方向为正方向。对刀具做旋转运动，Z轴为垂直方向的单立拄机床时，从主轴向立拄看，X轴的正方向指向右边。Y轴的方向按右手直角坐标系确定：

1. 伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。

2. 大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。如图2.2。因此立式铣床的坐标系如图2.3所示。机床坐标系的原点位置是各坐标轴的正向最大极限处，如图2.4所示。 确定加工工艺 分析图样 仿真加工 生成加工轨迹 计算机造型 工艺处理 生成数控程序

模块二 数控车床编程入门知识

数控车床的程序编制必须严格遵守相关的标准，数控编程是一项很严格的工作，首先必须掌握一些基础知识，才能学好编程的方法并编出正确的程序。

一、数控车床的坐标系与运动方向的规定

（一）建立坐标系的基本原则

1．永远假定工件静止，刀具相对于工件移动。

2．坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-28所示大拇指的方向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。在确定了X、Y、Z坐标的基础上，根据右手螺旋法则，可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。

图1-28 右手笛卡尔直角坐标系

3、规定Z坐标的运动由传递切削动力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z轴，X轴为水平方向，平行于工件装夹面并与Z轴垂直。

4、规定以刀具远离工件的方向为坐标轴的正方向。

依据以上的原则，当车床为前置刀架时，X轴正向向前，指向操作者，如图1-29所示；当机床为后置刀架时，X轴正向向后，背离操作者，如图1-30所示。

学习目标

知识目标：●掌握数控车床坐标系的定义。

●掌握数控加工程序的格式与组成。

●熟悉数控车床编程常用符号及指令代码。

能力目标：●掌握数控车床编程的入门知识，并能灵活运用。

图1-29 水平床身前置刀架式数控车床的坐标系

图1-30 倾斜床身后置刀架式数控车床的坐标系

（二）机床坐标系

机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的ZOX轴直角坐标系。

1．机床原点

机床原点（又称机械原点）即机床坐标系的原点，是机床上的一个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。数控车床的机床原点一般为主轴回转中心与卡盘后端面的交点，如图1-31所示。

图1-31 机床原点

2．机床参考点

机床参考点也是机床上的一个固定点，它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。作用主要是用来给机床坐标系一个定位。因为如果每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定成（0，0），这就会造成基准的不统一。

数控机床与编程

1 数控机床与编程

第一章 数控机床概述

1、数字控制简称数控（NC）

2、计算机数控（CNC又称MNC）

3、数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动装置、辅助装置等几个部分组成。

4、驱动装置是数控机床执行机构的驱动部分，包括主轴电动机、进给伺服电动机等。

5、辅助装置指数控机床的一些配套部件，包括刀库、液压装置、气动装置、冷却系统、排屑装置、夹具、换刀机械手等。

6、

7、插补功能：在加工零件的实际轮廓或轨迹的已知点之间确定一些中间点的方法。

8、插补方法主要有两种：①脉冲增量法 ② 数字增量法

9、可编程逻辑控制器（PLC）是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。（可编程逻辑控制器处于计算机控制装置与机床之间，对计算机控制装置和机床的输入/输出信号进行处理，实现辅助功能M、主轴转速S及刀具功能T的控制和译码。即按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的启动、停止、转向、转速、刀具的更换、零件的夹紧松开、液压、冷却、润滑、气动等进行控制。）（归纳）

10、数控机床加工的基本工作原理：数控机床加工时，是根据零件图样要求及加工工艺过程，将所用刀具及机床各部件的移动量、速度及动作先后顺序、主轴转速、主轴旋转方向及冷却等要求，以规定的数控代码形式编制成程序单，并输入到机床专用计算机中。然后，数控系统根据输入的指令，进行编译、运算和逻辑处理，输入各种信号指令，控制机床各部分进行规定的位移和有顺序的动作，加工出各种不同形状的零件。（归纳）

11、数控机床加工特点：①适应性强 ②精度高 ③效率高 ④减轻劳动强度、改善劳动条件

12、数控机床的应用范围：⑴多品种小批量的零件； ⑵结构较复杂，精度要求加工程序 计算机数字控制装置（CNC） 可编程逻辑控制器（PLC） 主轴控制单

元 主轴电动机

机床主体

速度控制单元 步进电动机