數控編程基礎知識

　　數控（kòng）加工程序編製就是將（jiāng）加工零件的（de）工藝（yì）過程、工（gōng）藝參數、工件尺寸、刀具位移的方向及其它輔助動作（如換（huàn）刀、冷卻、工件的裝卸等）按運動順序依照編程格式用指令代碼編寫程序單的（de）過程。所編寫的程序單即（jí）加工程序單。

　　數控加工的坐標係與指令係統：

　　數控加工程序的編（biān）寫方法有兩種，手工編程和自動編程，手工編程是由用戶根據加工要求，使（shǐ）用該機床的指令代碼手工書寫數控程序。自動編程是由用戶運行編（biān）程軟件，輸入零（líng）件圖紙和加工參數(如（rú）進給量、背（bèi）吃刀量、切削速度，工（gōng）件材料、毛坯尺（chǐ）寸等)，由編程軟件自動（dòng）生成數控程序。兩種編程方法各有所長。

　　一、坐標係

　　為了確定機床的運動（dòng）方向和（hé）運動距離，必須在機床（chuáng）上建立（lì）坐標係，以描述刀具和工件的（de）相對位置及其變化（huà）關係。

　　數控機床的坐標軸的方法（fǎ）已經標準化，我國在JB3051—1982中規（guī）定了各種數（shù）控機床的坐標軸和運動方向，它按照右手法則規定了直角（jiǎo）坐標係中X、Y、Z三個直線坐標軸和（hé）A、B、C三個回（huí）轉坐標軸的（de）關係。如圖13-4所示。

　　圖13-5(a)為車床的坐（zuò）標係，裝夾車刀的溜板可沿兩個方向運動，溜板的縱向運動平行於主軸，定為Z軸，而溜板垂直於Z軸方向的水平運動，想（xiǎng）學ug編（biān）程（chéng）請加Q群6群文件下載ug學習100G學習資料。定為X軸，由於車（chē）刀（dāo）刀尖安裝於工件中心平麵上，不需要作豎直方（fāng）向的運動，所以不需要規定Y軸（zhóu）。

　　二、坐標

　　機床：由機床生產廠家在設計機床時確定，由於數控機（jī）床的各坐（zuò）標軸的正方向是定（dìng）義好的，所以一旦確定，坐標係就確定了，機床也稱機械或零點，是機床坐標係的。機床不能由用戶設定，一般位於機床行程的極限位置。機床的具置須參考具體型（xíng）號的機床隨機附帶的手冊，如數控車的機床一般位於主（zhǔ）軸裝夾卡（kǎ）盤的端麵中心點上。

　　1、機床參考點：機床參考點是相（xiàng）對於機床的一個特定點（diǎn），它由機床廠家在（zài）硬件上設定，廠家測量出（chū）位置後輸入至NC中，用戶不能隨意改（gǎi）動，機床參考點（diǎn）的坐（zuò）標值小於機床（chuáng）的行程極限。為了讓NC係統（tǒng）識別機（jī）床坐標係，就必（bì）須執行回參考（kǎo）點的操作，通常稱為回零操作。或者叫返參操作，但並非所有的（de）NC機床都設有機床（chuáng）參（cān）考點。

　　2、工件：也叫編程，它是編程人員在編程前任意設定的，為了編程方便，選擇工件時，應盡可（kě）能將工件選擇在工（gōng）藝定位基準上，這樣對加工精度有利，如數控車一般將工件選擇在（zài）工件（jiàn）右端麵的中心點（diǎn）。工件一旦確立，工件坐標係就確定（dìng）了。編（biān）寫程（chéng）序時，用戶使（shǐ）用的是工件坐標（biāo）係，所以在啟動機床加工零件之前，必須對機床進行設定工件的操作，以便讓NC確定工件的位置，這個操作通常稱為對刀。對刀是加工零件前一個非常重（chóng）要（yào）且（qiě）不可缺少的步驟，否則不但不可能加工（gōng）出合格的零件還會導致事故的發生，在數控係統中，工件甚至在一個程序中還可以（yǐ）進行變（biàn）換，由相應的選擇工件指令完成。工件（jiàn）與機（jī）床之間的距（jù）離叫偏置。

　　三、坐標指令

　　在加工過程中，工件（jiàn）和刀具的位置變化關係由坐標指令來，坐標指（zhǐ）令的值的大小是與工件帶符號的距離值。坐標（biāo）指令包括：X、Y、Z、U、V、W、I、J、K、R等。其中，通常來說X、Y、Z是坐標方式；U、V、W相對坐標方式（shì），但在三坐標以上係統中（zhōng），有相應的G指令來表示是坐標方（fāng）式還是相對坐標方式，不使用U、V、W來表示相對（duì）坐標方（fāng）式；I、J、K或R是表示圓弧的參數的兩種方法，I、J、K表示圓心與（yǔ）圓（yuán）弧起（qǐ）點（diǎn）的相對坐標（biāo）值，R表示圓弧的半徑。

　　Ｇ指令：

　　也（yě）稱準備功能(prepare function)指令，簡稱G功能指令或G代碼，C指令確定的功能，可分為坐標係設定類型（xíng）、插（chā）補功能類型（xíng）、刀具補償功能類型、固定循環類型等。

　　G指令由字母G和其後（hòu）兩（liǎng）位數字組成，從GOO到G99共100種；其中GOO至G09可（kě）簡寫為G0至G9

　　一下是一些常用的G指令：

　　1、G00與G01

　　G00運動軌跡有直線和折線兩種，該指令隻是用於點定位，不能用於切削加工 G01按進給速度以直線運動方式運動到指令的目標點，一（yī）般用於切（qiē）削加工

　　2、G02與G03 G02:順時針圓弧（hú）插補 G03:逆時（shí）針圓弧插補

　　3、G04(延時或暫停指令（lìng）） 一般用於正反轉切換、加工盲孔、階梯孔、車削切槽

　　4、G40、G41、G42 半徑（jìng）補償 G40：取消刀（dāo）具半徑補（bǔ）償

　　5、G32、G92、G76，G32：螺紋切削 G92：螺紋切削固定（dìng）循環（huán） G76：螺紋切削複合循環

　　6、車削加工：G70、G71、72、G73，G71：軸向（xiàng）粗車複合循環（huán）指令 G70：精（jīng）加工複合循環 G72：端麵車削（xuē），徑向粗車循環 G73：仿形粗車循環 7、主軸（zhóu）設（shè）定指令G50：主軸（zhóu）轉速的設定 G96：恒線速度控製 G97：主軸轉速（sù）控製（取消恒線速度控製指令（lìng））

　　M指（zhǐ）令：

　　1、主軸正反轉（zhuǎn）停止指令 M03、M04、M05

　　M03：主軸正傳 M04：主軸反轉 M05：主軸停止

　　2、切削液開關 M08、M09

　　M08：液狀切（qiē）削液開 M09：切削液關

　　3、運動停止 M00、M01、M02、M30

　　M00：程序（xù）暫停 M01：計（jì）劃停止 M02：機床複位 M30:程序（xù）結（jié）束，指針返回到開頭

　　4、M98：調用子程 序

　　5、M99：返回主程序

　　F指令

　　F代碼用於插補進給速度。

　　F代碼編（biān）程（chéng）有兩種，每分鍾進給量編程和每轉進（jìn）給量編程（chéng）。在每（měi）分鍾進給量編程中，F後（hòu）的數值表示的是（shì）主軸每分（fèn）鍾內刀具的進給量，比如：F50，表示每分鍾進給量為50mm．值（zhí）得注意的是，F代碼是模態指令，但一個程序中至少應該在個插補指令後有一個F指（zhǐ）令，例：G1 X30 F60

　　Ｓ指令

　　Ｓ指（zhǐ）令用於主軸的旋轉速度，一個程序段內隻能含有一個Ｓ代碼，由字母Ｓ加數字表示，例如：

　　1.主（zhǔ）軸的轉速是400r／min，則相應的指（zhǐ）令為S400。

　　2.在數控車係統中，根據加工（gōng）工（gōng）藝要求，零件端（duān）麵要求恒線速度加工，因此，數控車係統中，對Ｓ指令有特殊規定：端麵恒線（xiàn）速度切削：如（rú）Ｎ1 Ｇ96 Ｓ1000　*其中1000是端麵的線速度，為1000m／min。速度單位因機床而（ér）異，參見機床說明書3.端麵恒線速度刪除：如Ｎ2 Ｇ97 Ｓ1000。

　　Ｔ指令

　　T指令用於所選用的刀具，它由字母（mǔ）T和後接（jiē）數字組成，在同一程序（xù）中，若同時指令坐標移動指令（lìng）和刀具T指令，執行順序（xù）一般為先（xiān）執行T指令（lìng），但具體由機床廠家確定，參見機床（chuáng）說明書（shū）。

　　需要指出的是：有的數控係統如（rú）發那（nà）科(FANUC O—TD)係統，刀具指令采用字母T加四位數字表示，四位數字（zì）的高2位表示刀（dāo）具選擇號，低兩位（wèi）表示刀具偏置號。具體表示方法（fǎ）見機床說明書。如：T0102表示一號刀，二號刀補。

　　程序名 ：

　　程序名是數控程序必（bì）不（bú）可少的行（háng），由（yóu）一個（gè）地址符加上後接四位數字組成，個字（zì）符或字母是具體（tǐ）的數控係統規定（dìng）的，後接的（de）四位數字是用戶任意取的。可以小於四（sì）位，但不能大於四（sì）位，根據具體數（shù）控係統（tǒng）要求，打頭的字符或字母一般為％、或字母Ｏ。

　　例：％123，％7788，(CJK6236A2數控車（chē）床)是（shì）合法的程（chéng）序名。01111，08888，(MV—5數控銑床)是合法的程序名.

　　子（zǐ）程序也有程序名，其程序名是主程序調用的入口。子程序的命名（míng）規則與（yǔ）主程序一樣，視不同的數控係統有不同的規則。

　　數控加工程序編製的步（bù）驟

　　一、工（gōng）藝方案分析

　　1. 確定加工對象是否適合於數控加工（形狀較（jiào）複雜、精度一致（zhì）性要求高）。

　　2. 毛坯的選擇（對同一批量的毛坯和質量應有一定的（de）要求）。

　　3. 工序的劃分（盡可能（néng）采用（yòng）一次裝夾、集中（zhōng）工序（xù）的加工方法）。

　　4 .選用適合的數控機床。

　　二、工序詳細設計

　　1. 工件的定（dìng）位與（yǔ）夾緊。

　　2. 工序（xù）劃分（先粗後精、先麵後孔、先主後次、盡量減少換刀）。

　　3. 刀具選擇（應符合標準刀具係列、較高的剛性和耐用度、易換易調）。

　　4. 切（qiē）削參數（盡可能（néng）取高（gāo）一點）.

　　5. 走刀分配（走刀路線要短、次數要少、盡量避免法（fǎ）向切入、零件輪廓的終加工應盡

　　可能一次連續完（wán）成）。

　　6. 工藝文件編製（工序卡（kǎ）、工具卡、走刀路線示意圖）。

　　7. 工序卡包括：工（gōng）步與走刀的序號、加工部位與（yǔ）尺（chǐ）寸、刀號及補償號（hào）刀（dāo）具型式與規格、

　　主軸轉速、進給量及工時等。

　　三、運動軌跡的坐標值計算

　　1. 基點：兩個幾何元素（線、弧及樣條曲線）的交（jiāo）點。

　　2. 節點：對非圓曲線用圓弧段來逼近，節（jiē）點數的多少（shǎo）取決於逼（bī）近誤差、逼近方法及曲線

　　本（běn）身的性質。

　　3. 輔助計（jì）算：刀具的引入與退出路線的坐（zuò）標值計算，坐標係的計算（值（zhí）、增量值）。

　　四、編寫數控加工程序

　　1. 用數控機床（chuáng）規定的指令代碼（G、S、M）與程（chéng）序格式（shì），編寫加工程序。

　　2. 編製機床調整卡，供操作者調整機床（chuáng）用。

　　3. 輸（shū）入程序（xù）。

　　4. 校驗與試切。

　　數控加工生產流（liú）程

　　使用數（shù）控機床進行零件加工，一般包括（kuò）如下（xià）過程

　　一、審圖並確（què）定加工（gōng）要求；

　　二、決定使用何種刀具；

　　三、確定工件的裝夾方法和夾具；

　　四、編寫加工程序；

　　五、打開機（jī）床電源；

　　六、輸入程序到機床的NC中；

　　七、裝刀、裝工件；

　　八、測量刀具長度和直徑偏置量（liàng）；

　　九、對齊工件和設置工件；

　　十、檢查程序(試空車，修正程序錯（cuò）誤)；

　　十一、通過試切（qiē）來檢查切削狀態（tài）(如有必要, 修正錯誤、修正刀具偏置)；

　　十二、機床自動運行切削工件；

　　十三、產品完成。