第四单元 数控机床编程基础

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1、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

2、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

3、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

4、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。4．程序输入程序的输入可以通过键盘直接将程序输入数控系统，称为MDI方式输入。也可以先制作控制介质（如穿孔带、磁带、磁盘等），再将控制介质上的程序通过计算机通讯接口R232输入数控系统。5．程序检验对有图形显示功能的数控机床，可进行图形模拟加工，检查刀具运动轨迹是否正确。对无此功能的数控机床可以进行空运转检验。以上方法只能证明运动轨迹的正确性，但不能查出被加工零件的精度。因此，需要对工件进行首件试切，当发现误差时，应分析误差产生的原因，加以修正。三、程序的基本构成７１每

5、种数控系统，根据其本身的特点及编程需要，都有一定的程序格式，对于不同的机床，程序的格式也有所不同。1．程序结构一个完整的加工程序由若干个程序段组成，程序的开头是程序名，中间是程序内容，最后是程序结束指令。下面是一个数控车床的加工程序：O0001程序号N10G90；程序内容N20M03S1500；N30M06T1；N40G54；N50G00X38.Z1.；N60G01Z-35.F100；N70X42.；N80G00Z1.；N90X36.；N100G01Z-15.F100；N110X40.；N120G00X100.Z100.；N130M0

6、5；N140M02；程序结束表示一个完整的车削加工程序，由14个程序段组成。程序的开头O0001为程序名，程序内容由程序段号N10~N140中的内容组成。程序结束是以程序指令M02或M30，作为整个程序结束的符号来结束程序。程序结束应位于最后一个程序段。（1）程序号。即为程序的开始部分，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编号地址码。如在FANUC系统中一般用O或P表示，其号码可为0001~9999或01~99。在SEIMENS系统中，开始的两个符号必须为字母，其后的符号可以是字母、数字或下划线，最多为8个

7、字符，不可使用分隔符。（2）程序内容。是整个程序的核心，由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令组成，表示数控机床要完成的全部动作。（3）程序结束。以程序结束指令M02或M30作为整个程序结束的符号，来结束整个程序。当用EIA标准代码时，结束符为“CR”；用ISO标准代码时为“NL”或“LF”；有的用符号“；”或“*”表示；有的直接回车即可。2．程序段格式一个程序段是由若干个程序字组成的，一个程序段中含有执行一个工序所需的全部数据。程序字通常是由英文字母表示的地址符和地址符后面的数字和符号组成。目前，使用最多的是字地址程序段格式，

8、这种格式是以地址符开头，后面跟随数字或符号组成程序字，每个程序字根据地址来确定其含义。因此，不需要的程序字或与上一程序段相同的程序字都可以省略。各字也可以不按顺序。一个程序段由若干程序字组成。通常字地址程序段中程序字的顺