第4章数控铣床的程序编制

数控铣床程序编制及操作数控铣床程序编制及操作数控铣床是一种高精度、高效率的机床，能够对工件进行高精度的加工，其程序编制和操作是数控加工的关键环节。

本文将从数控铣床的概念、程序编制、操作等方面进行介绍。

一、数控铣床的概念数控铣床是一种采用计算机控制系统的机床，能够对工件进行三维雕刻、镂空、倒角、孔加工等复杂加工。

数控铣床具有高效精密、自动化程度高等特点，可以替代传统手工加工及普通机床加工，成为重要的制造技术手段之一。

二、数控铣床程序编制数控铣床程序编制是指将加工工艺要求汇总，导入计算机中进行处理，然后生成控制加工中心的一系列加工程序。

具体流程如下：1、了解零件图纸编制加工程序之前，必须对要加工的零件图纸进行仔细分析，了解零件的几何形状、尺寸、位置及精度要求等方面。

2、确定加工工艺根据了解的要求，确定零件加工所需的加工工艺，包括加工方式、刀具类型、加工顺序及加工方式等。

3、计算参数根据零件的各项几何数据和零件加工顺序，逐步确定加工过程中所需的各个参数，如切削深度、切削速度、进给速度、刀具的路径等。

4、程序编写在加工程序编辑器中输入计算所得的加工参数，用相应的语言编写加工程序，并检查程序的正确性。

5、加工模拟对编写好的程序，进行加工模拟，查看刀具路径、零件加工状态等，以确保程序的正确性。

6、工艺文件汇总将零件图纸、加工工艺、加工参数、程序和加工模拟结果等整理在一起，形成一个工艺文件。

三、数控铣床操作数控铣床的操作需要进行详细规范的流程和过程，下面进行具体介绍：1、准备工作使用机床轴手轮进行零点调整，确定坐标系原点。

安装夹具或者卡盘固定工件，进行工件定位。

清理工作区域，检查机床各部分、夹具和工件的紧固性。

2、程序传输使用U盘或者网口将编写好的加工程序传入数控铣床。

3、加工参数输入根据工艺文件所列出的加工参数，手动输入或使用数控铣床的自动输入功能，将刀具、切削速度、进给速度等参数输入到数控铣床控制系统中。

第4章数控编程常用指令【教学目标】通过本章节的教学：使学生掌握数控编程常用指令准备功能G代码，辅助功能M代码及主轴功能S、进给功能F、刀具功能T代码的使用格式，各代码所表述的意义以及在编程的过程中要注意的事项。

【教学重点】 G代码、M代码、F、S、T功能代码的使用格式【教学难点】 G代码的使用格式及意义【教学时数】理论10学时【课程类型】理论课程【教学方法】理论联系实际，讲、例、练三结合【教学内容】4.1 概述1、数控编程常用的指令代码主要有准备功能G代码，辅助功能M代码及主轴功能S、进给功能F、刀具功能T代码。

2、G代码分为模态代码和非模态代码。

模态代码除了在本程序段有效外，在后续程序段也起作用，直到出现同组的另一个代码时才失效。

非模态代码只在本程序段有效，如G04，其功能仅在所出现的程序段内才有作用。

3、M功能也有模态和非模态两种形式。

另外，M功能还可以分为前作用M功能和后作用M功能。

前作用M功能是在程序段中编制的轴运动之前执行，后作用M功能是在程序段中编制的轴运动之后执行。

表4.1为我国JB3208-1983准备功能G代码。

表4.2为我国JB3208-1983辅助功能M代码。

4.2 与坐标和坐标系有关的指令4.2.1 工件坐标系设定指令G92指令用来设定刀具在工件坐标系中的坐标值，属于模态指令，其设定值在重新设定之前一致有效。

程序段格式为：G92 X Y ZX、Y、Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置。

例如：G92 X25.0 Z350.0；设定工件坐标系为X1O1Z1；G92 X25.0 Z10.0；设定工件坐标系为X2O2Z2。

以上两程序段所设定的工件坐标系如图4.1所示。

工件坐标系建立以后，程序内所有用绝对值指定的坐标值，均为这个坐标系中的坐标值。

必须注意的是，数控机床在执行G92指令时并不动作，只是显示器上的坐标值发生了变化。

图4.1 工件坐标系设定4.2.2 工件坐标系选择指令工件坐标系选择指令有G54、G55、G56、G57、G58、G59。

数控铣床程序编制及操作数控铣床程序编制及操作数控铣床是一种高效、精度高、功能多样化的机床，广泛应用于各个行业。

与传统的手动铣床相比，数控铣床拥有更高的加工精度、更广泛的应用范围、更低的人力成本等优点，因此被越来越多的制造企业所采用。

数控铣床的使用需要进行程序编制和操作，下面我们就来详细介绍一下。

一、数控铣床程序编制数控铣床的程序编制通常分为以下几个步骤：1. 工件的输入首先需要在数控铣床上输入工件的程序，这可以通过直接输入坐标、打开CAD文件等方式实现。

输入后，工件将会在机床上显示。

2. 定义工件坐标系在铣削之前需要先定义工件的坐标系，这可以通过输入坐标或使用机床的坐标系功能实现。

坐标系定义好之后，机床上的刀具将以此坐标系进行移动和铣削。

3. 设定加工参数设定加工参数是程序编制的重要步骤，具体包括刀头的转速、进给速度、进给量、切削深度、铣削方向等参数。

这些参数需要根据实际加工需求进行调整，以确保加工效果满足要求。

4. 编写铣削程序在设置好加工参数后，即可开始编写铣削程序。

铣削程序通常使用G代码编写，可以通过手工输入或使用CAM软件编写。

铣削程序应包括工件坐标、加工参数和刀具路径等信息。

5. 复核和修改程序编写好程序后，需要进行复核和修改。

在复核时需要检查程序中的数值是否正确、加工路径是否符合要求、刀具路径是否合理等，以确保程序的正确性和可行性。

如有必要可以进行修改，直至满足要求。

二、数控铣床的操作数控铣床操作复杂，需要进行以下几个步骤：1. 上料和刀具更换在进行铣削操作之前，需要进行上料和刀具更换。

首先需要将待加工的工件放置到机床的工作台上，然后再将所需刀具安装到刀库中。

2. 程序加载和调试将编写好的铣削程序通过存储介质（如U盘）导入机床，并在机床上进行加载和调试。

调试包括检查程序的正确性、刀具路径是否符合要求等。

3. 开始铣削确认程序无误后，方可开始铣削操作。

首先需要将加工台臂移至合适的位置，然后进行加工。

数控铣程序编制教案
一、教学课题：数控铣程序编制
二、教学目的与基本要求
1.理解数控铣的基本工艺以及编制流程；
2.熟练掌握数控铣程序编制的基本方法；
3.熟练描述CNC铣床使用的G代码及M代码；
4.熟练操作数控加工系统，将编制的程序转换为控制程序；
5.了解自动化数控技术在加工场景中的应用。

三、教学内容和基本要求
第一部分、数控铣的原理及基本工艺
1.了解数控加工基本概念
2.了解数控铣的原理及基本工艺
第二部分、数控铣程序编制
1.了解数控加工系统
2.掌握CNC铣床使用的G代码及M代码
3.熟悉数控铣程序的编制方法
4.编制简单的数控铣加工程序
四、设备准备
1.数控铣床
2.光学测量仪
3.加工软件
五、教学步骤
1.向学生介绍数控加工的基本概念，了解数控铣床的原理及基本工艺；
2.演示CNC铣床使用的G代码及M代码，详细讲解数控铣程序的编制
方法；
3.完成简单加工零件，并完成程序调试；
4.通过光学测量仪算出加工精度，精确测量零件大小；
5.讨论总结，引导学生了解自动化数控加工技术在加工场景中的应用
方式。

六、教学考核。

前言现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。

在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

机电一体化主要体现在数控技术及应用上,在这次实训中,感触最深的是了解了数控机床在机械制造业中的重要性,它是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物,它集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、光电等多学科技术为一体,具有高效率、高精度、高自动和。

摘要数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平，近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。

随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。

在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。

FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。

本文提出的是如何应用PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。

整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。

目录第一章：概述1.1、数控机床的发展趋势 (1)1.2、数控机床的发展历史 (2)第二章：数控加工的特点与刀具2.1、数控机床的特点 (3)2.1.1、数控车床的5大特点 (4)2.2、数控机床的常用种类 (4)2.3、数控机床的刀具选择与应用 (5)第三章：数控机床的程序编写3.1、数控机床的编程 (6)3.1.1、数控机床的自动编程内容与步骤 (6)3.1.2、数控机床编程的基本概览 (9)3.2、数控机床常用术语 (9)第四章：数控车床程序编程 (11)第一章概述1.1、数控机传递个发展趋势数控机床数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。

第四单元数控机床编程基础第一节数控机床编程的基本概念一、何谓数控编程普通机床加工，一般在加工前先由工艺人员制订零件加工工艺规程（工艺卡）。

在工艺规程中规定了工艺顺序、切削参数以及机床、刀具、夹具等内容，操作工人按工艺规程进行加工。

在用凸轮控制的自动机床上加工时，则必须根据零件图及工艺要求设计和制造凸轮的运动曲线，并调整各凸轮的相对位置，然后进行加工。

这可称为自动、半自动机床的程序编制。

在数控机床上加工零件时，要把零件的全部工艺过程，工艺参数及其它辅助动作，按动作顺序，根据数控机床规定的指令格式编写加工程序，记录于控制介质，然后输入数控装置，从而指挥机床。

这种将从零件图纸到获得数控机床所需的控制介质的全过程，称为程序编制即编程。

如图4-1所示为数控机床加工零件过程的示意图。

图4-1 数控机床加工零件的过程二、编程的一般步骤1．分析零件图纸和制定工艺过程及工艺路线该步骤主要包括：对零件图纸要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯形状和热处理进行分析，明确加工内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；确定工件的定位基准；选用刀具及夹具；确定对刀方式和选择对刀点；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。

在安排工序时，要根据数控加工的特点按照换刀次数少、空行程路线短及工序集中的原则，尽可能在一次装夹中就能完成所有工序。

2．数值处理该步骤是根据零件的几何尺寸、加工路线，计算出零件轮廓线上的几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标。

如果数控系统无刀具补偿功能，还应该计算刀具运动的中心轨迹。

当用直线、圆弧来逼近非圆曲线（如渐开线、阿基米德螺旋线等）时，应计算曲线上各节点的坐标值。

对于列表曲线、空间曲面的程序编制，其数学处理更为复杂，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。

3．编写加工程序该步骤是在完成上述工艺处理及数值计算工作后，按照数控系统规定使用的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。

程序编制人员应对数控机床的性能、程序指令及代码非常熟悉，才能编写出正确的加工程序。

第四章FANUC-Oi-MD系统数控铣床编程1.1常用编程指令一：准备功能（G功能）准备功能G代码用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。

数控加工常用的G功能代码见表4-1.表4-1二：辅助功能（M代码）辅助功能代码用于指令数控机床辅助装置的接同和关断，如主轴转/停、切削液开/关，卡盘夹紧/松开、刀具更换等动作。

常用M代码见表如下：M99 子程序结束 用于子程序结束并返回主程序1.2坐标系编程指令一、有关坐标和坐标系的指令 （1）、工件坐标系设定G92 格式：G92 X_ Y_ Z_X 、Y 、Z 、为当前刀位点在工件坐标系中的坐标。

1、G92指令通过设定刀具起点相对于要建立的工件坐标原点的位置建立坐标系。

2、此坐标系一旦建立起来，后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。

例：G92 X20 Y10 Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上,如图a 所示。

（2）、绝对值编程G90与增量值编程G91格式： G90 G00/G01 X — Y — Z — G91 G00/G01 X — Y — Z —注意:铣床编程中增量编程不能用U 、W ，如果用,就表示为U 轴、W 轴. 例：刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时用G90、G91指令编程。

注意：铣床中X 轴不再是直径. （3）、工件坐标系选择 G54-G591 23XYO20406015 25 45 %0001N1 G92 X0 Y0N2 G90G01X20 Y15 N3 X40 Y45 N4 X60 Y25 N5 X0 Y0 N6 M30G90编程 %0002N1G91G01X20 Y15 N2 X20 Y30 N3 X20 Y-20 N4 X-60 Y-25 N5 M30G91编程⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧595857565554G G G G G G 工件零点偏置 机床原点X YZXYZG54原点 G59原点G59工件坐标系G54工件坐标系。

数控铣床程序编制数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。

加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。

4.1数控铣床程序编制的基础数控铣床具有丰富的加工功能和较宽的加工工艺范围，面对的工艺性问题也较多。

在开始编制铣削加工程序前，一定要仔细分析数控铣削加工工艺性，掌握铣削加工工艺装备的特点，以保证充分发挥数控铣床的加工功能。

4.1.1数控铣床的主要功能各种类型数控铣床所配置的数控系统虽然各有不同，但各种数控系统的功能，除一些特殊功能不尽相同外，其主要功能基本相同。

1、点位控制功能此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工。

2、连续轮廓控制功能此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。

3、刀具半径补偿功能此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程，而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸，从而减少编程时的复杂数值计算。

4、刀具长度补偿功能此功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。

5、比例及镜像加工功能比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行。

镜像加工又称轴对称加工，如果一个零件的形状关于坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象限的程序，而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实现。

6、旋转功能该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行。

7、子程序调用功能有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，将这一轮廓形状的加工程序作为子程序，在需要的位置上重复调用，就可以完成对该零件的加工。

8、宏程序功能该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活性和方便性。

4.1.2数控铣床的加工工艺范围铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。

数控铣床程序编制数控铣床是一种高精度、高效率的机床，它的操作需要通过数控编程来实现。

数控编程是将加工零件的几何图形和工艺要求，通过数学语言和代码进行编制，再通过数控系统进行指令解释和操作控制，使机床能够自动完成零件加工的一种加工方式。

本文将从数控铣床程序编制的基础知识、编程规范、程序文件结构和编程方法四个方面详细介绍数控铣床程序的编制流程和注意事项，以期为广大数控编程人员提供有益的指导和帮助。

一、数控铣床程序编制的基础知识数控铣床程序编制的基础知识包括数学知识、机械制图、工艺知识等方面，下面将分别进行介绍。

1、数学知识数控编程是以数学语言为基础的，因此数学知识对数控编程人员十分重要。

数控编程中常用的数学知识包括：（1）坐标系：常用的坐标系有直角坐标系、极坐标系、圆柱坐标系等，熟练应用不同的坐标系可以使编程更加灵活和高效。

（2）矩阵：矩阵是数控编程中经常用到的数学工具，能够简化坐标变换、旋转等操作。

（3）三角函数：三角函数在数控编程中也是经常使用的，如正弦、余弦、正切等，可用于计算角度、边长等量。

2、机械制图机械制图是数控编程的基础，熟练掌握机械制图的标准规范和符号，能够准确理解和表达工程图纸中所包含的信息。

机械制图知识主要包括：（1）图形投影法：主要有正投影、斜投影和等角投影三种方法，根据不同情况选择合适的投影方法，能够更好地表达零件几何形状。

（2）基础符号：包括尺寸标注、表面粗糙度符号、公差标注等，熟练掌握标准符号和标注规范，可以准确表达零件制造的要求。

（3）视图选择：机械制图中的多个视图能够从不同角度展示零件的形状和特征，熟练选择视图并理解其含义，能够更加准确地描述零件品质特征。

3、工艺知识工艺知识在数控编程中同样重要，它不但可以影响加工效率和质量，还能够指导程序编制，避免出现一些不必要的操作。

数控铣床程序编制时常用的工艺知识包括：（1）刀具选择：不同的零件形状、材料和加工目的将需要不同的刀具，合理选择刀具能够提高加工效率和精度。

第4章数控铣床及加工中心的操作与加工（一）教学内容1 数控铣床的结构2 数控铣床的加工工艺3 数控铣床及加工中心编程基础4 SIEMENS 802D数控系统加工中心基本操作5 加工中心的加工操作（二）教学要求1、掌握数控铣床及加工中心的程序编制的方法和基本指令。

能编写中等复杂典型零件的铣削程序。

2、熟悉数控铣床及加工中心的传动与结构，能掌握数控铣床及加工中心的操作。

3、了解数控铣床及加工中心的布局及主要技术参数。

4 1 数控铣床的结构4 1 1 数控铣床的典型布局数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。

加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。

数控镗铣床和加工中心(MC，Machine Center)在结构、工艺和编程等方面有许多相似之处。

特别是全功能型数控镗铣床与加工中心相比，区别主要在于数控镗铣床没有自动刀具交换装置( ATC , Automatic Toos Changer )及刀具库，只能用手动方式换刀，而加工中心因具备ATC及刀具库，故可将使用的刀具预先安排存放于刀具库内，需要时再通过换刀指令，由ATC自动换刀。

数控镗铣床和加工中心都能够进行铣削、钻削、镗削及攻螺纹等加工。

数控铣削机床的加工对象与数控机床的结构配置有很大关系。

立式结构的铣床一般适应用于加工盘、套、板类零件，一次装夹后，可对上表面进行铣、钻、扩、镗、锪、攻螺纹等工序以及侧面的轮廓加工；卧式结构的铣床一般都带有回转工作台，一次装平后可完成除安装面和顶面以外的其余四个面的各种工序加工，适宜于箱体类零件加工；万能式数控铣床，主轴可以旋转90°或工作台带着工件旋转90°，一次装夹后可以完成对工件五个表面的加工；龙门式铣床适用于大型零件的加工。

数控铣床的典型布局有四种，如图4－1(P109)4 1 2 数控铣床的组成及分类一、数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等组成。