数控技术+数控编程实例

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1、第一节数控编程的几何基础1.1机床坐标系为了确定机床个运动部件的运动方向和移动距离，需要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫做机床坐标系1机床坐标轴及其方向数控机床的运动轴分为平动轴和转动轴数控机床各轴的运动，有的是使刀具产生运动，有的则是使工件产生运动。2021/8/281计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础鉴于以上两方面情况，标准规定，不论机床的具体运动结果如何，机床的运动统一按工件静止而刀具相对于工件运动来描述，并以右手笛卡尔坐标系表达，其坐标轴用X，Y，Z表示，用来描述机床的主要平动轴，称为基本坐标轴，若机床有转动轴，标准规定绕X，Y和Z轴转动的

2、轴分别用A、B、C表示，其正向按右手螺旋定则确定。2021/8/282计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础2Z坐标轴将机床主轴沿其轴线方向运动的平动轴定义为Z轴。所谓主轴是指产生切削动力的轴，例如铣床、钻床、镗床上的刀具旋转轴和车床上的工件旋转轴。如果主轴能够摆动，即主轴轴线方向是变化的，则以主轴轴线垂直于机床工作台装卡面时的状态来定义Z轴。对于Z轴的方向，标准规定以增大刀具与工件间距离的方向为Z轴的正方向。2021/8/283计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础3X坐标轴将在垂直于Z轴的平面内的一个主要平动轴指定为X轴，它一般位于与工件安装面相平行

3、的水平面内。对于不同类型的机床，X轴及其方向有具体的规定。例如对于铣床、钻床等刀具旋转的机床，若Z轴是水平的，则X轴规定为从刀具向工件方向看时沿左右运动的轴，且向右为正若Z轴是垂直的，则X轴规定为从刀具向立柱(若有两个立柱则选左侧立柱)方向看时沿左右运动的轴，且向右为正。4Y坐标轴Y轴及其方向则是根据X和Z轴按右手法则确定。2021/8/284计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础2021/8/285计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础5机床原点机床原点是机床坐标系的原点。对某一具体的机床来说，机床原点是固定的，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置2

4、021/8/286计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础6机床参考点是用于对机床工作台、滑板以及刀具相对运动的测量系统进行定标和控制的点，也称为机床零点。参考点相对于机床原点来讲是一个固定值。它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按钮使移动部件移动到机床坐标系中的一个固定不变的极限点。数控机床在工作时，移动部件必须首先返回参考点，测量系统置零，之后测量系统即可以以参考点作为基准，随时测量运动部件的位置。2021/8/287计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础7工件坐标系和工件零点用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系。工件坐标系的原

5、点就是工件零点工件零点的一般选用原则：工件零点选在工件图样的尺寸基准上，这样可以直接用图纸标注的尺寸作为编程点的坐标值，减少计算工作量；能使工件方便地装卡、测量和检验；工件零点尽量选择尺寸精度较高、粗糙度比较低地工件表面上，以提高加工精度和同一批零件的一致性；对于有对称形状地几何零件，工件零点最好选择对称中心上。2021/8/288计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础8程序原点为了编程方便，在图纸上选择一个适当位置作为程序原点，也叫编程原点或程序零点。对于简单零件，工件零点就是程序零点，这时的编程坐标系就是工件坐标系。对于形状复杂的零件，需要编制几个程序或

6、子程序，为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程序编制的位置。程序原点一般用G92或G54~G59（对于数控镗铣床）和G50（对于数控车床）指定2021/8/289计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础1.2原点偏移现代数控系统一般都要求机床在回零操作，即使机床回到程序原点或机床参考点之后，通过手动或程序命令初始化控制系统后，才能启动。机床参考点和机床原点之间的偏移值存放在机床常数中。对于编程员来说，一般只要知道工件上的程序原点就够了，与机床原点、机床参考点无关，也与所选用的机床型号无关。工件在机床上固定后，程序原点与

7、机床参考点的偏移量必须通过测量来确定。2021/8/2810计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础1.2原点偏移机床的原点偏移，实质上使机床参考点向程序员定义在工件上的程序原点的偏移。现代CNC系统一般都配有工件测量头，在手动操作下能准确地测量该偏移量，存在G54到G59原点偏移寄存器中，供CNC系统原点偏移计算用没有工件测量头地情况下，程序原点位置地测量要靠对刀的方式来实现2021/8/2811计算机辅助制造技术第一节数控编程的几何基础下图描述了一个一次装夹加工三个相同零件的多程序原点与机床参考点之间的关系及偏移计算方法2021/8/2812计算机辅助制造

8、技术第一节数控编程的几何