04第四编数控机床编程.pdf

!第四编数控机床编程技第一章数控加工的编程基础第一节数控编程概述一、数控加工的过程利用数控机床完成零件数控加工的过程如图!所示，主要包括下列步骤。图!数控加工上的过程!根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行#$%&#$工作，直接生成零件的加工程序文件。#程序的输入或传输。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通讯接口直接传输到数控机床的数控单元（#(）。$将输入&传输到数控单元的加工程序，进行试运行、刀具路径模拟等。%通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。由此可见，数控编程是数控加工的重要步骤。用数控机床对零件进行加工时，首先对!)*第四编数控机床编程技零件进行加工工艺分析，以确定加工方法、加工工艺路线；正确地选择数控机床刀具和装卡方法；然后，按照加工工艺要求，根据所用数控机床规定的指令代码及程序格式，将刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转速、进给量、吃刀深度等）以及辅助功能（换刀、主轴正转!反转、切削液开!关等）编写成加工程序单，传送或输入到数控装置中，从而指挥机床加工零件。二、数控编程的内容与方法程序编制一般包括以下几个方面的工作。（）加工工艺分析编程人员首先要根据零件图纸，对零件的材料、形状、尺寸、精度和热处理要求等，进行加工工艺分析。合理地选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装卡方式、刀具及切削参数等；同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能；加工路线要短，正确地选择对刀点、换刀点，减少换刀次数。（#）数值计算根据零件图的几何尺寸确定工艺路线及设定坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，有的还要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状比较复杂的零件（如非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段或圆弧段逼近，根据加工精度的要求计算出节点坐标值。这种数值计算一般要用计算机来完成。（$）编写零件加工程序单加工路线、工艺参数及刀位数据确定以后，编程人员根据数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。此外，还应附上必要的加工示意图、刀具布置图、机床调整卡、工序卡以及必要的说明。（%）制备控制介质把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。（&）程序校对与首件试切编写的程序单和制备好的控制介质，必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控装置中，让机床空运转，以检查机床的运动轨迹是否正确。在有()图形显示的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验更为方便，但这些方法只能检验运动是否正确，不能检验被加工零件的加工精度。因此，要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时，分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正。整个数控编程的内容及步骤，可用图 *#所示框图表示。#+最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册图!#数控编程的步骤三、数控编程的种类数控编程，一般分为手工编程和自动编程两种。（!）手工编程手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制备控制介质到程序校验都是由人工完成。对于加工形状简单、计算量小、程序不多的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。因此，在点位加工或由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，用手工编程就有一定困难，出错的概率增大，有时甚至无法编出程序，必须用自动编程的方法编制程序。（#）自动编程自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通讯的方式送入数控机床，指挥机床工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。有关自动编程的内容，请参阅有关书籍。第二节数控机床与刀具运动一、刀具沿工件的加工轮廓插补数控加工的过程是刀具沿工件所要加工的轮廓移动（注：某些机床实际上是工作台移动而不是刀具运动，但为了编程上的方便，假定刀具相对于工件移动）插补过程。如图!$、图!%所示。按机床运动的控制轨迹，分为以下几种类型。（!）点位控制的数控机床点位控制只要求控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位，对于点与点$#&第四编数控机床编程技图!#车削加工刀具运动轨迹图!$铣削加工刀具运动轨迹之间运动轨迹的要求并不严格，在移动过程中不进行加工，各坐标轴之间的运动是不相关的。为了实现既快又精确的定位，两点间位移的移动一般先快速移动，然后慢速趋近定位点，以保证定位精度，图!%所示为点位控制的运动轨迹。图!%数控机床的点位加工轨剑具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控镗床、数控冲床等。随着数控技术的发展和数控系统价格的降低，单纯用于点位控制的数控系统已不多见。（&）直线控制数控机床直线控制数控机床也称为平行控制数控机床，其特点是除了控制点与点之间的准确定位外，还要控制两相关点之间的移动速度和路线（轨迹），但其运动路线只是与机床坐标$&最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册轴平行移动，也就是说同时控制的坐标轴只有一个（即数控系统内不必有插补运算功能），在移动的过程中刀具能以指定的进给速度进行切削，一般只能加工矩形、台阶形零件。具有直线控制功能的机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。这种机床的数控系统也称为直线控制数控系统。同样，单纯用于直线控制的数控机床也不多见。（!）轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床也称连续控制数控机床，其控制特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行控制。为了满足刀具沿工件轮廓的相对运动轨迹符合工件加工轮廓的要求，必须将各坐标运动的位移控制和速度控制按照规定的比例关系精确地协调起来。因此在这类控制方式中，就要求数控装置具有插补运算功能，所谓插补就是根据程序输入的基本数据（如直线的终点坐标、圆弧的终点坐标和圆心坐标或半径），通过数控系统内插补运算器的数学处理，把直线或圆弧的形状描述出来，也就是一边计算，一边根据计算结果向各坐标轴控制器分配脉冲，从而控制各坐标轴的联动位移量与要求的轮廓相符合。在运动过程中刀具对工件表面连续进行切削，可以进行各种直线、圆弧、曲线的加工。轮廓控制的加工轨迹如图#$所示。图#$数控铣床的轮廓加工轨迹这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、加工中心等，其相应的数控装置称为轮廓控制数控系统。根据它所控制的联动坐标轴数不同，又可以分为下面几种形式。!二轴联动主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。二轴半联动主要用于三轴以上机床的控制，其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期性进给。如图#%所示就是采用这种方式用行切法加工三维空间曲面。#三轴联动一般分为两类，一类就是!、#三个直线坐标轴联动，比较多的用于数控铣床、加工中心等，如图#&所示用球头铣刀铣切三维空间曲面。另一类除了同时控制!、#其中两个直线坐标外，还同时控制围绕其中某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴。如车削加工中心，它除了纵向（#轴）、横向（!轴）两个直线坐标轴联动外，还需同时控制围绕 轴旋转的主轴（(轴）联动。$四轴联动同时控制!、#三个直线坐标轴与某一旋转坐标轴联动，图#)所示为同时控制!、#三个直线坐标轴与一个工作台回转轴联动的数控机床。*+)第四编数控机床编程技图!#二轴半联动的曲面加工图!$三轴联动的加工曲面图!%四轴联动的数据控机床!五轴联动除同时控制!、#三个直线坐标轴联动外，还同时控制围绕这些直线坐标轴旋转的$、%、&坐标轴中的两个坐标轴，形成同时控制五个轴联动。这时刀具可以被定在空间的任意方向，如图!&所示。比如控制刀具同时绕!轴和 轴两个方向摆动，使刀具在其切削点上始终保持与被加工的轮廓曲面成法线方向，以保证被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，减小被加工表面的粗糙度。二、数控机床的坐标系和运动方向规定数控机床坐标轴及运动方向，是为了准确地描述机床运动，简化程序的编制，并使所编程序具有互换性。目前国际标准化组织已经统一了标准坐标系，我国机械工业部也颁布了()&*!$+数字控制机床坐标和运动方向的命名 的标准，对数控机床的坐标和运动方向作了明文规定。（!）坐标和运动方向命名的原则机床在加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具，为了根据图样确定机床的加工过程，特规定：永远假定刀具相对于静止的工件坐标而运动。（+）坐标系的规定,+%最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册图!#五轴联动的加工中心为了确定机床的运动方向、移动的距离，要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就是标准坐标系，也叫机床坐标系。在编制程序时，以该坐标系来规定运动的方向和距离。数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡儿坐标系。在图中，大拇指的方向为$轴的正方向，食指为!轴的正方向，中指为 轴正方向，如图!所示。图!%、图!&分别给出了卧式车床和立式铣床的标准坐标系。图!右手笛卡儿坐标系（&）运动方向的确定!坐标的运动 坐标的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为 坐标。对于车床、磨床等主轴带动零件旋转；对于铣床、钻床、镗床等主轴带动刀具旋转，与主轴平行的坐标系即为 坐标，如图!%、图!&所示，如果没有主轴（如牛头刨床），轴垂直于工件装卡面。坐标的正方向为增大工件与刀具之间距离的方向。如在钻床加工中，钻入工件的方向为 坐标的负方向，退出方向为正方向。(%)第四编数控机床编程技图!#卧式车床坐标系图!$立式升降台铣床坐标系!坐标的运动!坐标为水平的且平行于工件的装卡面，这是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），!坐标的方向是在工浸的径向上，且平行于横滑座。刀具离开工件旋转中心的方向为!轴正方向，如图!#所示。对于刀具旋转的机床（如铣床、镗床、钻床等），!运动的正方向指向右，如图!$所示。坐标的运动 坐标轴垂直于!、#坐标轴，运动的正方向根据!和#坐标的正方向，按右手直角坐标系来判断。#旋转运动$、%和&$、%和&相应地表示其轴线平行于!、和#坐标的旋转运动。$、%和&的正方向，相应地表示在!、和#坐标正方向上按照右手螺旋前进的方向。第三节数控系统与加工功能数控系统是数控机床的核心。数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控系统。本节介绍几种数控系统生产厂家的典型数控系统。一、典型数控系统%&()（日本）、*+,-,*（德国）、%&./0（西班牙）、1,+2,1&+（德国）、-+3*(4+*1+（日本）等公司的数控系统及相关产品，在数控机床行业占据主导地位；我国数控产品以华5#6最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册中数控、航天数控为代表，也已将高性能数控系统产业化。（!）#$%&公司的主要数控系统!高可靠性的()*+,-.*/系列用于控制 0 轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便、中文显示的&123,45，也可配性能3价格比高的 463,45。普及型&$&/7 4 系列/7 24 用于车床，/7,4 用于铣床及小型加工中心，/78&4 用于圆柱磨床，/7 894 用于平面磨床，/7 4 用于冲床。#全功能型的/7&系列/7 2&用于通用车床、自动车床，/7,&用于铣床、钻床、加工中心，/7 8&用于内、外圆磨床，/7 89&用于平面磨床，/7 22&用于双刀架:轴车床。$高性能3价格比的/;系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。/;7,3,#用于加工中心和铣床，:轴:联动；/=2-.*,#用于铣床，?轴?联动，;-.*2#用于车床，0 轴 0 联动。%具有网络功能的超小型、超薄型&$&!A;3!B;30=;系列控制单元与 6&4 集成为一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。其中 9=A;7,&%，可运行 H;FI()J 和,9 749。可控制!A 轴 K?电子手轮 K 0 主轴，可运行 L59%#6J，6&可达!/0:输入点3!/0:输出点，具有以太网、&#$、9C1&9 通讯接口，可选用土!/L 模拟量接口。B/MM 系列数控系统是#81 高档数控系统，可实现 E 轴 E 联动 K 主轴 K 手轮控制。按其处理速度不同分为 B/MM3#、B/MM3、B/MM3&三种档次。适用于车床、车削中心、铣床、加工中心及其他数控设备。具有连续数字化仿形、12&补偿、内部逻辑分析仪、N0N第四编数控机床编程技!#$%!接口、远程诊断等许多高级功能。!&()&*+标准系列属中高档数控系统，采用中央单元与显示单元合为一体的结构，&(可控(轴(联动,主轴,-个手轮。&*.+可实现/轴/联动,主轴,-个手轮，两者用户内存均可达到 012 字节且具有土 03 模拟量接口及数字化!#$%!光缆接口，可配置带$45 接口的分布式 67$。&()&*+)&*8$%)1$%系列是一种开放式的数控系统，可供%1 再开发成为专用数控系统，适用于任何机床设备。#&()&*+)&*8$)1$系列是人机对话式数控系统，其主要特点是无需采用9!%代码编程，可将零件图中的数据通过人机交互图形界面直接输入系统，从而实现编程。俗称傻瓜式数控系统$&-*)&:*系列，&-*系列是;4，同时也是&-*的更新换代产品。（(）华中数控系统华中数控以“世纪星”系列数控单元为典型产品，?5$.-08 为车削系统，最大联动轴数为(轴；?5$.-0)-1 为铣削系统，最大联动轴数为(轴，采用开放式体系结构，内置嵌入式工业 6$。伺服系统的主要产品包括：?!300 系列交流伺服驱动装置，?!3.0 系列全数字交流伺服驱动装置，步中电机驱动装置，交流伺服主轴驱动装置与电机，永磁同步交流伺服电机等。（*）北京航天数控系统主要产品为$4!5$-0 数控系统，是以 6$机为硬件基础的模块化、开放式的数控系统，可用于车床、铣床、加工中心等&轴以下机械设备的控制，具有-轴、:轴、(轴联动功能。二、数控系统的主要功能$5$装置能控制的轴数以及能同时控制（即联动）轴数是主要性能之一。一般数控车床只需-轴控制-轴联动；一般铣床需要-轴半或:轴控制、:轴联动；一般加工中心为多轴控制，:轴或:轴以上联动。控制轴数越多，特别是同时控制轴数越多，$5$装置的功能越强，编制程序也越复杂。（0）准备功能准备功能是使数控机床作好某种操作准备的指令，用地址 和数字表示，9!%标准中规定准备功能有%至 AA 共 0 种。目前，有的数控系统也用到 =AA 之外的数字。代码分为模态代码（又称续效代码）和非模态代码。代码表中按代码的功能进行了:A最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册分组，标有相同字母（或数字）的为一组，其中!组（或没标字母）的 代码为非模态代码，其余为模态代码。非模态代码只在本程序段有效，模态代码可在连续多个程序段中有效，直到被相同组别的代码取代。准备功能包括数控轴的基本移动、程序暂停、平面选择、坐标设定、刀具补偿、基准点返回、固定循环、公英制转换等。（#）刀具功能刀具功能字$。由地址功能码$和数字组成。刀具功能的数字是指定的刀号，数字的位数由所用的系统决定。图%&%所示为刀具功能示例。图%&%刀具功能示例（(）主釉速度功能主轴转速功能字)，由地址码)和数字组成。主轴转速功能的示例如图%&%*所示。图%&%*主轴转速功能示例（）进给功能进给功能字+表示刀具中心运动时的进给速度，进给功能用+代码直接指令各轴的进给速度。由地址码+和数字构成。进给功能的示例如图%&%,所示。快速进给速度一般为进给速度的最高速度，它通过参数设定，用-指令执行快速。数控机床操作面板上设置了中给倍率开关，倍率可在!.#!/之间变化，每挡间隔%!/。使用倍率开关不用修改程序就可以改变进给速度。（*）辅助功能（0 代码）辅助功能也叫 0 功能或 0 代码，它是控制机床或系统的开关功能的一种命令。由地址码 0 和数字组成，从 0!&011 共%!种。各种型号的数控装置具有辅助功能的多少差别很大，而且有许多是自定义的，必须根据说明书的规定进行编程。常用的辅助功能有%(1第四编数控机床编程技图!#进给功能示例程序停、主轴正$反转、冷却液接通和断开、换刀等。辅助功能的典型示例如图!%图!%辅助功能示例第四节数控加工程序的结构与格式一、程序的结构（!）加工程序的结构图!&程序构成数控加工中，为使机床运行而送到(的一组指令称为程序。每一个程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成，如图!&所示。程序的内容则由若干程序段组成，程序段是由若干字组成，每个字又由字母和数字组成，如图!)所示。即字母和数字组成字，字组成程序段，程序段组成程序。数控加工中零件加工程序的组成形式，随数控系统功能的强弱而略有不同。对功能较强的数控系统加工程序可分为主程序和子程序，其结构如图!*+所示。（*）加工程序的组成!程序号程序号为程序的开始部分，为了区别存储器*,)最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册图!#程序段构成图!$%主程序和子程序中的程序，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&()*系统中，采用英文字母“+”作为程序编号地址，而其他系统有的采用“,”、“-”以及“：”等。!程序内容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。程序结束以程序结束指令.%$或./%作为整个程序结束的符号，来结束整个程序。【例!】下面给出了一个典型数控加工程序的组成实例。二、程序段格式（!）程序段格式的种类零件的加工程序是由程序段组成。程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的书写规则，通常有以下/种格式。#字地址程序段格式字地址程序段格式由语句号字、数据字和程序段结束组/#第四编数控机床编程技成。各字后有地址，字的排列顺序要求不严格，数据的位数可多可少，不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写。该格式的优点是程序简短、直观以及容易检查和修改。因此，该格式目前广泛使用。!分隔符的程序段格式这种格式事先规定了输入时可能出现的字的顺序，在每一个字前写一个分隔符，这样就可以不写地址符，只要按规定的顺序把相应的数字跟在分隔符后面就可以了。使用分隔符的程序段与字地址程序段的区别在于分隔符代替了地址符。在这种格式中，重复的可以不写，但分隔符不能省略。若程序中出现连在一起的分隔符，表明中间略去了一个数据字。固定程序段格式这种程序段既无地址码也无分隔符，各字的顺序及位数是固定的。重复的字不能省略，所以每一个程序段的长度都是一样的。目前，这种程序段的格式很少使用。【例!#】确定代码$%和&()*中的地址和字。【例!】下面的程序为线切割机床+格式的加工程序，属典型的使用分隔符的程序段格式，其中每个程序段中的 个+均为分隔符。+%+#%+#%$,-#；（加工直线）+%+%+.%$,/01；（加工圆弧）+#%$&-；（加工直线）12最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册!（程序结束）（#）字$地址程序段的编排规则字地址程序段格式的编排顺序如下。%$&$($)$*$+$,$-$.$/$0$1$2$3$4$!$52注意：上述程序段中包括的各种指令并非在加工程序的每个程序段中都必须有，而是根据各程序段的具体功能来编入相应的指令。例如：%#6&6789:#(;程序号顺序号%顺序号准备功能&指定移动方式（直线、圆弧等等）尺寸字，(，)，?，A，/，0，1坐标轴移动指令*，+圆弧中心的坐标.圆弧半径进给功能2每分钟进给速度，每转进给速度主轴速度功能3主轴速度刀具功能4刀号辅助功能!机床上的开B关控制0工作台分度等等偏置号C，D偏置号暂停,，暂停时间程序号指定,子程序号重复次数,子程序重复次数参数,，-固定循环参数98E第四编数控机床编程技表!#主要地址和指令值范围功能地址公制输入英制输入程序号$!%&!%&顺序号!%&!%&准备功能()%&)%&尺寸字增量单位*+,增量单位*+-.，/，0，1，2，-，*，3，4，56&7&886&7&9:6&7&886&7&9:每分进给增量单位*+,增量单位*+-;!%#)7)9:=89:!%!)88=89:)7)!%)7)9:=89:每转进给;)7)!%?)7)88=)7)!%&7&9:=主轴速度功能+)%#)%#)刀具功能A)%&)%&辅助功能B)%&)%&,)%&)%&偏置号C、D)%)%K&最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册省略。!程序段结束写在每一程序段之后，表示程序结束。当用“!#”标准代码时，结束符为“$%”；用“&”标准代码时为“()”或“)*”；有的用符号“：”或“!”表示；有的直接回车即可。【例+,-】解释下列程序段中地址的含义。第五节数控系统的常用代码为了满足设计、制造、使用和维修的需要，在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序段格式方面，国际上已形成了两种通用的标准，即国际标准化组织（+&）标准和美国电子工业学会（!#）标准。我国原机械工业部根据&标准制定了./012134 数字控制机床用七单位编码字符、./012+34，数字控制机床和运动方向的命名、./0413,30 数字控制机床穿孔纸带程序段格式中的准备功能 5 和辅助功能 6 代码。但是由于各个数控机床所选用的数控系统不一致，各数控系统所定义的代码、指令及其含义也不相同。表+,0、表+,-分别给出了*#(7$18 系列用于数控车床的 18,9#和数控铣床（或加工中心）的 1:6#两种典型数控系统的 5 代码。大家从现在开始就要建立这样一个概念，对于同一 5 代码而言，不同的数控系统所代表的含义不完全一样；对于同一功能，不同的数控系统采用的代码也有差异。因此，在编程时应根据所使用的数控系统，进行灵活运用，即应按所使用机床数控系统的代码编程规则进行编程。表+,0*#(7$18,9#的 5 代码（用于数控车床）5 代码组功能551+5145101+定位直线插补圆弧插补;螺旋线插补$圆弧插补;螺旋线插补$第四编数控机床编程技!代码组功能!#!$%&!%&（!&）!(!)!&!&暂停，准确停止预读控制（超前读多个程序段）圆柱插补预读控制准确停止可编程数据输入可编程数据输入方式取消!&$!&*&极坐标指令消除极坐标指令!&!&(!&)+选择,-.-平面选择/0,1平面选择.-/2平面,0：,轴或其平行轴.0：.轴或其平行轴/0：/轴或其平行轴!+!+&*英寸输入毫米输入!+!+3#存储行程检测功能接通存储行程检测功能断开!+!+(!+)!3!3&返回参考点检测返回参考点从参考点返回返回第+，3，#参考点跳转功能!33&螺纹切削!3!3)自动刀具长度测量拐角偏置圆弧插补!#!#&!#+刀具半径补偿取消刀具半径补偿，左侧刀具半径补偿，右侧!#%&（!&$）!#&%&（!&$&）!#+%&（!&$+）&(法线方向控制取消方式法线方向控制左侧接通法线方向控制右侧接通(3)最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册!代码组功能!#!$%正向刀具长度补偿负向刀具长度补偿!&!(!%$刀具位置偏置加刀具位置偏置减刀具位置偏置加)倍刀具位置偏置减)倍!*$%刀具长度补偿取消!&$!&+比例缩放取消比例缩放有效!&$,+!&+,+)可编程镜像取消可编程镜像有效!&)!&#$局部坐标系设定选择机床坐标系!&!&,+!&!&!&(!&%!&*+选择工件坐标系+选择附加工件坐标系选择工件坐标系)选择工件坐标系#选择工件坐标系 选择工件坐标系&选择工件坐标系!$-$+单方向定位!+!)!#!+&准确停止方式自动拐角倍率攻丝方式切削方式!&$宏程序调用!(+)宏程序模态调用宏程序模态调用取消!%!*+坐标旋转有效坐标旋转取消*#*第四编数控机床编程技!代码组功能!#!$%&深孔钻循环左旋攻丝循环!%&精镗循环!(%!()!(*!(#!($!(+!(%&固定循环取消,外部操作功能取消钻孔循环，锪镗循环或外部操作功能钻孔循环或反镗循环深孔钻循环攻丝循环镗孔循环镗孔循环!(!(!(&%&背镗循环镗孔循环镗孔循环!&%!&)%#绝对值编程增量值编程!&*!&*-)%设定工作坐标系或最大主轴速度箝制工件坐标系预置!&$!&+%+每分进给每转进给!&!&)#恒周速控制（切削速度）恒周速控制取消（切削速度）!&(!&)%固定循环返回到初始点固定循环返回到.点%$&最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册表!#$%&()*+%的,代码（用于数据控铁床或加工中心床）,代码%-(组功能,),),),)!,)!,)!,).,).,).,)/,)/,)/)!定位（快速）直线插补（切削进给）顺时针圆弧插补逆时针圆弧插补,)#,)#,)#,)01!,)01!,)01!（,!)0）（,!)0）（,!)0）,!),!),!),!,!,!)暂停圆柱插补可编程数据输入可编程数据输入方式取消,!.1!,!.1!,!.1!（,!.）（,!.）（,!.）,!/1!,!/1!,!/1!（,!/）（,!/）（,!/）.!极坐标插补方式极坐标插补方式取消,!0,!0,!0,!2,!2,!2,!3,!3,!3!45676平面选择8656平面选择7686平面选择,.),.),0),.!,.!,0!)4英寸输入毫米输入,.,.,.,./,./,./)3存储行程检查接通存储行程检查断开,.9,.9,.9,./,./,./)2主轴速度波动检测断开主轴速度波动检测断开,.0,.0,.0,.2,.2,.2,/),/),/),/!,/!,/!)返回参考点检查返回参考位置返回第.、第/和第#参考点跳转功能,/.,/,/,/#,/#,/#)!螺纹切削变螺距螺纹切削!#3第四编数控机床编程技!代码#$组功能!%&!%&!%&!%!%!%(自动刀具补偿!自动刀具补偿!)(!)(!)(!)*!)*!)*!)+!)+!)+(刀尖半径补偿取消刀尖半径补偿左刀尖半径补偿右!,(!-+!-+（!,(.%）（!-+.*）（!-+.*）(坐标系设定或最大主轴速度设定工件坐标系预置!,(.+!,(.+!,(.+（!+,(）（!+,(）（!+,(）!,*.+!,*.+!,*.+（!+,*）（!+,*）（!+,*）+(多边形车削取消多边形车削!,+!,+!,+!,%!,%!,%(局部坐标系设定机床坐标系设定!,)!,)!,)!,!,!,!,&!,&!,&!,!,!,!,/!,/!,/!,-!,-!,-*)选择工件坐标系*选择工件坐标系+选择工件坐标系%选择工件坐标系)选择工件坐标系,选择工件坐标系&!&,!&,!&,(宏程序调用!&!&!&!&!&!&*+宏程序模态调用宏程序模态调用取消!(!(!+!*!*!%!+!+!)!%!%!,!)!)!&!,!,!&!&!/(精加工循环粗车外圆粗车端面多重车削循环排屑钻端面孔外径0内径钻孔多头螺纹循环+)-最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册!代码#$组功能!%&!%&!%&!%!%!%!%(!%(!%(!%)!%)!%)!%*!%*!%*!%!%!%!%+!%+!%+,&固定钻循环取消钻孔循环攻丝循环正面镗循环侧钻循环侧攻丝循环侧镗循环!+&!*!-&!+-!*%!-,!+(!*+!-(&,外径.内径车削循环螺纹切削循环端面车削循环!+/!+/!+/!+*!+*!+*&-恒表面切削速度控制恒表面切削速度控制取消!+%!+(!+(!+!+)!+)&)每分进给每转进给0!+&!+&0!+&!+&绝对值编程增量值编程0!+%!+%0!+!+,返回到起始平面返回到!平面(+第四编数控机床编程技第二章数控编程中的工艺分析第一节概述无论是手工编程还是自动编程，编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程时，对一些工艺问题（如加工路线、对刀点、换刀点等）也需作一些处理。因此程序编制中的工艺分析是一项十分重要的工作。一、数控加工工艺的基本特征工艺规程是操作者在加工时的指导性文件。在普通机床上加工零件时，工艺规程实际上只是工艺过程卡，机床的切削用量、走刀路线、工序的工步等往往是由操作者自行选定。在数控机床上加工零件时要把被加工的全部工艺过程、工艺参数和位移数据编制成程序，加工程序就是数控机床的指令性文件。因此，数控加工程序与普通机床工艺规程有很大差别，涉及的内容也较广。数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还包括切削用量、刀具参数以及机床的运动过程。因此，要求编程人员对数控机床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。同时，数控加工具有工序内容复杂、工步的安排更为详尽等特点。工艺方案的好坏不仅会影响机床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。二、数控加工工艺分析数控加工工艺分析主要包括以下内容。!选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求。在此基础上，确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序、与传统加工工序的衔接等。#加工工序的设计，如选取零件的定位基准，工步的划分、装卡与定位方案确定、选取刀辅具、确定切削用量等。$数控加工程序的调整。选取对刀点和换刀点，确定刀具补偿等。!最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册!分配数控加工中的容差。处理数控机床上的部分工艺指令。总之，数控加工工艺内容繁多，但有些内容与普通机床加工工艺非常相似，因此本章仅对编程中的工艺分析进行讨论，关于编程中工艺指令的处理将在相关章节讨论。第二节数控加工的工艺分析与工艺设计编程人员在进行工艺分析时，应根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等条件，依据机床使用说明书、编程手册、切削用量表、标准工具及夹具手册等资料。选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序、各工序所用刀具、夹具和切削用量等工作。一、数控机床的合理选用（!）数控机床的应用范围不同类型的数控机床有着不同的用途，在选用数控机床之前应对其类型、规格、性能、特点、用途和应用范围有所了解，才能选择最适合加工零件的数控机床。根据数控加工的特点和国内外大量应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件。#多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。$形状复杂，加工精度要求高，通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件。%在普通机床加工时，需要昂贵的工装设备（具、夹具和模具）的零件。&具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型腔的壳体或盒型零件。!必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件。价格昂贵，加工中不允许报废的关键零件。需要最短生产周期的急需零件。从数控机床的类型方面考虑，数控车床适用于加工具有回转特征的轴类和盘类零件。数控镗铣床、立式加工中心适用于加工箱体类零件、板类零件、具有平面复杂轮廓的零件。卧式加工中心较立式加工中心用途要广一些，适宜复杂箱体、泵体、阀体类零件的加工，如图#$!所示。多轴联动的数控机床、加工中心可以用来加工复杂的曲型面、叶轮螺旋桨以及模具，如图#$#所示。（#）把握好技术经济尺度，选择数控机床在数控机床上加工零件时，通常有两种情况。一是有被加工零件要选择合适的加工设备，二是有数控机床选择适合的加工零件。无论哪种情况，通常都要根据被加工零件的精度、材质、形状、尺寸、数量和热处理等因素来选择。是选用普通机床加工，还是数控机床加工，或者选用专用机床来加工，究竟如何选择，概括起来要考虑%个方面因素。#要保证被加工零件的技术要求，加工出合格的产品；&(第四编数控机床编程技图!#在加工中心上完成的工序图!在多轴联动加工中心上完成的工序!有利于提高生产率；尽可能降低生产成本（加工费用）。图!$所示为数控机床加工范围的定性分析。当零件不太复杂、生产批量不大时，宜采用普通机床；随着零件复杂程度的提高，数控机床就显得更为适用了。同时，在多品%&最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册种、小批量（!件以下）生产时，使用数控机床可获得较好的经济效益，零件批量的增大，对所选用的数控机床是不利的。图#$%数控机床加工范围的定性分析二、数控加工零件的工艺性分析采用数控机床加工，必须根据数控机床的性能特点、应用范围，对零件的数控加工工艺进行全面、认真、仔细的分析。就数控编程而言，主要从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。（!）零件图样上尺寸数据的给出应便于编程!零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。由于设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配方面的使用特性，而不得不采用局部分散的标注方法，这样就会给工序安排与数控加工带来许多不便。数控加工的精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的累计误差而破坏使用特性，可将局部的分散标注改为同一基准的引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注方法。如图#$&所示。构成零件图的几何要素的条件应充分构成零件轮廓的几何元素（点、线、面）的条件（如相切、相交、垂直和平行等）是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算基点或节点坐标；自动编程时，则要根据这些条件才能对构成零件的所有几何元素进行定义，无论哪一条件不明确，编程都无法进行。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。#认真分析零件的技术要求零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。&(第四编数控机床编程技图!#零件尺寸标注!零件材料分析在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材料。而且，材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重或紧缺的材料。（!）零件的结构工艺性应符合数控加工的要求零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。而较差的零件结构工艺性，会使加工困难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工。因此，零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，提高生产效率。#内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小。对于图!$所示零件，其结构工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转角圆弧半径的大小等因素有关。图（%）与图（&）相比，转角圆弧半径大，可以采用较大直径的立铣刀来加工；加工平面时，进给次数也相应减少，表面加工质量也会好一些，因而工艺性较好。通常 ()*!+时，可以判定零件该部位的工艺性不好。$零件铣槽底平面时，槽底圆角半径!不要过大。如图!,所示，铣刀端面刃与铣削平面的最大接触直径 -#!（#为铣刀直径），当#一定时，!越大，铣刀端面刃铣削平面的面积越小，加工平面的能力就越差，效率越低，工艺性也越差。当!大到一定程度时，甚至必须用球头铣刀加工，这是应该尽量避免的。!应采用统一的基准定位，在数控加工中若没有统一的定位基准，则会因工件的二次装夹而造成加工后两个面上的轮廓位置及尺寸不协调现象。另外，零件上最好有合适的孔作为定位基准孔。若没有，则应设置工艺孔作为定位基准孔。若无法制出工艺孔，最起码也要用精加工表面作为统一基准，以减少二次装夹产生的误差。此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证，有没有引起矛盾的多余尺寸或影响加工安排的封闭尺寸等。.#/最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实实用手册图!#内槽结构工艺性对比图!$零件槽底平面圆弧对加工工艺的影响三、加工方法的选择与加工方案的确定（%）加工方法的选择加工方法的选择应以满足加工精度