数控机床 课件 第二章数控机床编程1

数控机床的程序编制

程序编制的基本概念

数控加工程序编制：从零件图纸到制成控制介质的全过程。 将零件的加工信息：加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参 数(F、S、T)及辅助动作(变速、换刀、冷却液启停、工 件夹紧松开等)等，用规定的文字、数字、符号组成的代 码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成 控制介质的整个过程。

程序编制分为：手工编程和自动编程两种。手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高(不仅要 熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和 数值计算能力) 自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系 统的规定， 将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由

计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。

手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件

2. 编程方法：手工编程和自动编程 手动编程 定义：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高 (熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知 识和数值计算能力) 适用：① 几何形状不太复杂的零件； ② 三坐标联动以下加工程序

自动编程： 定义：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程

系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机， 编程系统根据数控系统的类型输出数控加工程序。

适用：① 形状复杂的零件，② 虽不复杂但编程工作量很大的零件(如有数 千个孔的零件) ③ 虽不复杂但计算工作量大的零件(如非圆曲 线轮廓的计算)

比较 用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加 工时间之比，平均约为 30:1。

数控机床不能开动的原因中，有20~30%是由于加工程序不能及时编制出造成的 编程自动化是当今的趋势！但手工编程是学习自动 编程基础！

程序编制的内容和步骤

分析工件图样 确定工艺过程 数值计算 编写程序单 制备控制介质 程序校验和试切削

分 析 零 件 图 样

工 艺 处 理

数 学 处 理

编 写 程 序 单

输 入 数 控 系 统

程 序 检 验 修 改

数 控 机 床

手工编程的内容和步骤图纸工艺分析在对图纸工艺分析(与普通加工的图纸分析相似)的基 础上： 确定加工机床、刀具与 夹具；修 改

零件图纸 图纸工艺分析

计算运动轨迹程序编制

确定零件加工的工艺线路、工步顺序； 切削用量(f、s、t)等 工艺参数。

制备控制介质校验和试切错误

2.

计算运动轨迹零件图纸 图纸工艺分析

根据图纸尺寸及工艺线路的要

求：

选定工件坐标系 计算零件轮廓和刀具运动轨迹

计算运动轨迹修 改

的坐标值；

将坐标值按NC机床规定编程 单位(脉冲当量)换算为相应 的编程尺寸。

程序编制 制备控制介质 校验和试切错误

3.

编制程序及初步校验根据制定的加工路线、切削用量、选用的刀具、辅助动作零件图纸 图纸工艺分析

,按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，修 改

计算运动轨迹

程序编制制备控制介质 校验和试切错误

并进行校核、检查上述两个步骤的错误。

4. 制备控制介质零件图纸

将程序单上的内容，经 转换记录在控制介质上(如存 储在磁盘上),作为数控系统 的输入信息，若程序较简单， 也可直接通过键盘输入。修 改

图纸工艺分析

计算运动轨迹程序编制 制备控制介质 校验和试切错误

5. 程序的校验和试切所制备的控制介质，必

零件图纸 图纸工艺分析

须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式修 改

计算运动轨迹

程序编制制备控制介质 校验和试切错误

加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。

常用的校验和试切方法：

阅读法 模拟法: 检查程序的正确性 平面轮廓：用笔代刀具坐标纸代工件 → 空运转绘图。 空间曲面：用蜡块、塑料、木料或价格低的材料作工件→ 试切。 用静态(机床不动)或动态显示(空运行)的方法.

试切法：检查运动轨迹正确性和加工精度

上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别加工误差。首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制 介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。 当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调 整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。

数控编程的几何基础 进给运动坐标系ISO和中国标准规定：

数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为坐标系中的一个坐标轴。 数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；

由于机床的结构不同，有的是刀具运动，零件固定；有的是刀具固 定，零件运动。在确定编程坐标时，一律规定为零件固定，刀具运 动，这一原则可以保证编程人员在不知道是机床移向刀具还是刀具

移向机床的情况下，就可以根据图样确定机床的加工过程。

基本坐标系：直线进给运动的坐标系(X.Y.Z)。 坐标轴相互关系：由右手定则决定。

回转座标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标

轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右 手螺旋法则而定。+Z +Y

+Y +B +Z ¡ ¯ ¡ +X ¯ +X +C +A ¡ +

Z +Y ¯ +X

+X+Y+Z

+A+B +C