数控机床编程基础.ppt

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1、第2章　数控机床编程基础2.1数控编程的基本概念2.2常用功能指令及编程方法2.3数控加工工艺设计2.4数控编程中的数值计算思考与练习题2.1数控编程的基本概念2.1.1编程过程与方法1．编程过程数控机床是按照事先编制好的数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。理想的数控程序不仅应该保证能加工出符合图样要求的合格工件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床能安全、可靠、高效地工作。在程序编制以前，编程人员应了解所用数控机床的规格、性能、数控系统所具备的功能及编程指令格式等。编制程序时，需要先对零件图样规定的技术特性、几何形状、尺寸

2、及工艺要求进行分析，确定加工方法和加工路线，再进行数值计算，以获得刀具中心运动轨迹的位置数据。然后，按数控机床规定采用的代码和程序格式，将工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、切削进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴的正转与反转、切削液的开与关等)编制成数控加工程序。在大部分情况下，要将加工程序记录在加工程序控制介质(简称控制介质)上。常见的控制介质有磁盘、磁带、穿孔带等。通过控制介质将零件加工程序输入至数控系统，由数控系统控制数控机床自动地进行加工。数控机床的加工过程见图2－1。图2-1数控机床的加工过程数控机床的程序编制主要包括

3、：分析零件图样、工艺处理、数学处理、编写程序单、制作控制介质及程序检验。因此，数控程序编制也就是指由分析零件图样到程序检验的全部过程，见图2-2。图2-2数控机床程序的编制过程数控机床程序编制的具体步骤与要求如下：(1）分析零件图样和制定工艺方案。这一步骤的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择合适的数控机床；选择、设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。(2）数学处理。在确定了工艺方案后，下一步需要根据零件的几何尺寸、加工路线，计算刀具中心的运动轨迹，以获得刀位数据。一般的数控系统均具有直线插补与圆弧插补的

4、功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素的交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值。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。对于较复杂的零件或零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算。例如对非圆曲线(如渐开线、阿基米德螺旋线等)需要用直线段或圆弧段来逼近，在满足加工精度的条件下，计算出曲线各节点的坐标值。对于列表曲线、空间曲面的程序编制，其数学处理更为复杂，—般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。(3）编写零件加工程序单及程序检验。在完成上述工

5、艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序单。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写零件加工程序。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。程序编写好之后，需将它存放在控制介质上，然后输入到数控系统，控制数控机床工作。一般说来，正式加工之前，要对程序进行检验。对于平面零件可用笔代替刀具，以坐标纸代替工件进行空运转画图，通过检查机床动作和运动轨迹的正确性来检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于复杂的零件，需要采用铝件、塑料

6、或石蜡等易切材料进行试切。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工工件材质相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果。当发现工件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。2．编程方法在普通机床上加工零件时，应由工艺员制订零件的加工工艺规程。在工艺规程中规定了所使用的机床和刀具，工件和刀具的装夹方法，加工顺序和尺寸，切削参数等内容，然后由操作者按工艺规程进行加工。在数控机床上加工零件时，首先要进行程序编制。将加工零件的加工顺序，工件与刀具相对运动轨迹的尺寸数据，工艺参数(主运动和进给运动速度，背吃刀量等)

7、以及辅助操作(变速、换刀、切削液启停、工件夹紧、松开等)等加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，并将程序单的信息通过控制介质输入到数控装置，再由数控装置控制机床进行自动加工。从零件图样到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程，称为程序编制。1）手工编程手工编程是指从零件图样到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程(工艺过程确定、加工轨迹和尺寸的计算、程序单编制及校验、控制介质制备、程序校验及试切等)都是由人工完成的。这就要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。手工编程

8、对于简单零件通常可以胜任，但对于一些形