數控編程基礎知識

　　數控加工程序編製就是將加工零件的工藝過程、工藝參（cān）數、工件尺寸、刀具位移的方向及其它輔助動作（如換刀、冷卻（què）、工件的裝卸（xiè）等（děng））按運（yùn）動順序依照編程格（gé）式用指令代碼編寫程序單的過程。所編寫的程序單即加工程序單。

　　數控加工的坐標係與指（zhǐ）令係統（tǒng）：

　　數控加工程序的（de）編寫方法有兩（liǎng）種，手工編程和自動編程，手工編程是由用戶根據加工要求，使用該機床的指令（lìng）代碼手工書寫數控程序。自動編程是由用戶運行編程軟件，輸（shū）入零件圖紙和加工參（cān）數(如進給量、背吃刀量、切削速度，工件材料、毛坯尺寸等)，由編程軟件自動（dòng）生成數控程序。兩種編（biān）程方法各有所長。

　　一、坐標係

　　為了確（què）定機床的運動方向和運動距離，必須在機床上建立（lì）坐標係，以描述刀具（jù）和工（gōng）件的相對位（wèi）置及其變化關係。

　　數控機床的坐標軸（zhóu）的方（fāng）法已經標準化，我國在JB3051—1982中規定了各種數（shù）控機床的坐標軸和運（yùn）動方向，它按照右手法則規（guī）定（dìng）了直角坐標係中X、Y、Z三（sān）個直線坐標軸和A、B、C三（sān）個回轉坐標軸的關係。如圖13-4所示。

　　圖13-5(a)為車床的坐標係，裝夾車刀的溜板可沿（yán）兩個方向運動，溜（liū）板的縱向運動平行於主軸，定為Z軸，而溜（liū）板垂直於（yú）Z軸方向的水平（píng）運動，想學ug編程請加Q群6群文件（jiàn）下載ug學習（xí）100G學（xué）習資料。定為X軸，由（yóu）於車刀刀（dāo）尖安裝於工件中心平麵上，不需要作豎直（zhí）方向的運動，所以不需要規定Y軸。

　　二、坐標（biāo）

　　機床：由機床生產廠家在（zài）設計機床時確定，由於數控機（jī）床的各坐標軸的正方向是定義好的，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（wèi）置。機床的具置須參考具體型號的機床隨機附帶的手冊，如數控車的機床一般位於主（zhǔ）軸裝夾卡盤的端麵中心點上（shàng）。

　　1、機床參考點：機床（chuáng）參（cān）考點是相對於機床的一個特定點，它由機床廠家在硬件上（shàng）設定，廠家測量出位置後輸入至NC中，用戶不能隨意改動，機床參（cān）考點的坐標值小於機床的行程極限。為了讓NC係統識別機床坐（zuò）標係，就必須執行回參考點的操作，通（tōng）常稱為（wéi）回（huí）零操作。或者叫返（fǎn）參（cān）操作，但並（bìng）非所有的NC機床都設有機床參考（kǎo）點。

　　2、工件：也叫編程，它（tā）是編程人員在編（biān）程前任意設定的，為了編程（chéng）方便，選擇工件時，應盡可能（néng）將工件選擇在工藝定（dìng）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工件右端麵的中心點。工件一（yī）旦確立（lì），工件坐標係就確定了。編寫（xiě）程序（xù）時，用（yòng）戶使用的是工（gōng）件坐（zuò）標（biāo）係，所（suǒ）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（wèi）置，這個操作通常稱為對刀。對刀是加工零件前一個非常重要且不可缺少的步驟，否則不但不（bú）可能加工出合格（gé）的零件還會導致事故的發（fā）生，在數控係統中，工件甚至在（zài）一個程序中還可（kě）以進行（háng）變換，由相應的（de）選擇工件指令完（wán）成。工件與機床之間的距離叫偏置。

　　三、坐標指令

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

　　Ｇ指令：

　　也稱準備功能(prepare function)指令，簡稱G功能指令或G代碼（mǎ），C指令確定的功能，可分為（wéi）坐標係設定類型、插補功能（néng）類型、刀具補償功（gōng）能類型（xíng）、固定循環（huán）類型（xíng）等。

　　G指令由字母G和其後兩位數字組成，從GOO到G99共100種；其中GOO至G09可簡寫為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（shé）線兩種，該指令隻是用（yòng）於點定（dìng）位，不能（néng）用於（yú）切削加工 G01按進給速度以（yǐ）直線運動方式運動到指（zhǐ）令（lìng）的目標點，一般用於切削加工（gōng）

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

　　3、G04(延時或暫停指令（lìng）） 一般用於正反轉（zhuǎn）切換、加（jiā）工盲（máng）孔、階梯孔、車（chē）削切槽

　　4、G40、G41、G42 半徑補償 G40：取（qǔ）消刀具半徑（jìng）補償

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

　　6、車（chē）削加工（gōng）：G70、G71、72、G73，G71：軸向粗車複合循環指令 G70：精加工複合循環 G72：端麵車削，徑向粗車循環 G73：仿形粗車循環 7、主軸設定指令G50：主軸轉速的設定 G96：恒（héng）線（xiàn）速度控製 G97：主軸轉速控製（zhì）（取消（xiāo）恒線速度控製指令）

　　M指令：

　　1、主軸正反轉停止指令（lìng） M03、M04、M05

　　M03：主軸正傳 M04：主軸反轉 M05：主軸停止

　　2、切削液開關（guān） M08、M09

　　M08：液（yè）狀切削液開 M09：切削（xuē）液關

　　3、運動停止 M00、M01、M02、M30

　　M00：程序暫停 M01：計（jì）劃停止 M02：機床複位 M30:程序結束，指針返回到開頭

　　4、M98：調用子程 序（xù）

　　5、M99：返回主程序（xù）

　　F指令

　　F代碼用於插補進給速度。

　　F代碼編程（chéng）有（yǒu）兩種，每分鍾進給量編程和每轉進給量編程（chéng）。在每分鍾進（jìn）給量編程中，F後的數值表示的是主軸每分鍾內刀（dāo）具的進給量，比如：F50，表示每分鍾進給量為50mm．值得注意的是，F代（dài）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指令用於主軸的旋轉速度（dù），一個程序段內隻能含有一個Ｓ代碼，由字母Ｓ加數（shù）字表示，例如（rú）：

　　1.主軸的轉速是400r／min，則相應的指（zhǐ）令為S400。

　　2.在數（shù）控車係統中，根據加工工（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：端麵恒線速度切削：如Ｎ1 Ｇ96 Ｓ1000　*其中1000是端麵的線速度，為1000m／min。速度單位（wèi）因機床而異，參（cān）見機床說明書3.端麵恒（héng）線速度刪除：如（rú）Ｎ2 Ｇ97 Ｓ1000。

　　Ｔ指令

　　T指令（lìng）用於所選用的刀具（jù），它由字母T和（hé）後接數字（zì）組成（chéng），在同一程序中，若同時（shí）指令坐標移動指令和刀具T指令，執行順序一般為先執行T指令，但具體（tǐ）由機床廠家確定，參見機床說明（míng）書。

　　需要指出的是：有（yǒu）的數（shù）控係統如發那科（kē）(FANUC O—TD)係統，刀具指令采用字母T加四位數字表示，四位數字的高2位表示刀具選擇（zé）號，低兩位表示刀（dāo）具偏置號（hào）。具體（tǐ）表示方（fāng）法見機床說（shuō）明書。如：T0102表示一號刀，二號（hào）刀補。

　　程序名 ：

　　程序（xù）名是數控程序（xù）必不（bú）可少的行，由一個地址符加上後接四位數字組成，個字符或字母是具體的（de）數控係（xì）統（tǒng）規定的，後接的四位數字是用戶任意取的（de）。可以小（xiǎo）於（yú）四位，但不能大於四位，根（gēn）據具體數控係統要求，打（dǎ）頭的字符（fú）或字母一（yī）般為％、或字母Ｏ。

　　例：％123，％7788，(CJK6236A2數控（kòng）車床)是合法的程序（xù）名。01111，08888，(MV—5數控銑床)是合法的程序名.

　　子程序也有程序名，其（qí）程序名是主程序調用的入口。子程序的命名規則與主程序一樣（yàng），視不同的數控係統有不同的規則。

　　數控加工（gōng）程序編製的步驟

　　一、工藝方案分析

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

　　2. 毛坯的選擇（對同一批量的毛坯和質量應有一定的要求）。

　　3. 工序的劃分（盡可能采（cǎi）用一次裝夾、集中工序的加工方法）。

　　4 .選用適合的數控機床。

　　二、工序（xù）詳細（xì）設計

　　1. 工（gōng）件的定位（wèi）與夾緊。

　　2. 工序劃分（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（bì）免法向（xiàng）切入、零（líng）件輪廓的終加工應盡

　　可能一次連續完成）。

　　6. 工藝文件編製（工（gōng）序卡、工具卡、走刀路線示意圖）。

　　7. 工序卡包括：工步與走刀（dāo）的序（xù）號、加（jiā）工部位與尺寸、刀號及補償號（hào）刀具型式與規（guī）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（liǎng）個幾何元素（線、弧及樣（yàng）條曲線）的交點。

　　2. 節點：對非圓曲線用圓弧段來逼近，節點數的多少取決於逼（bī）近誤（wù）差、逼近方（fāng）法（fǎ）及曲線

　　本身（shēn）的性質。

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

　　四、編寫（xiě）數控加工程（chéng）序

　　1. 用數控機（jī）床規（guī）定的指令代碼（G、S、M）與程序格式，編寫加工程（chéng）序（xù）。

　　2. 編製機床調整卡，供操作者調整機床用。

　　3. 輸入程序。

　　4. 校驗與試切。

　　數控加工生產流程

　　使用數控機（jī）床進行零件加工，一般包括如下過程

　　一、審圖並（bìng）確定加工要求；

　　二、決定使用何種刀具；

　　三、確定工件的裝夾方（fāng）法（fǎ）和（hé）夾具；

　　四、編寫加工程（chéng）序；

　　五、打開機床電源（yuán）；

　　六、輸入程序到機（jī）床的NC中；

　　七、裝（zhuāng）刀（dāo）、裝工件；

　　八、測量刀具長度和直（zhí）徑偏置量；

　　九、對齊工件（jiàn）和設置工件（jiàn）；

　　十、檢查程序(試空車，修正程序錯誤)；

　　十一、通（tōng）過試切來（lái）檢查切削狀態(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（chéng）。