[计算机软件及应用]单元3 数控编程基础.doc

单元3 数控编程基础一、教学目的：理解并掌握数控机床的坐标系统的规定，理解对刀理论，掌握数控机床常用数控加工指令、刀具半径补偿功能、子程序功能二、教学安排与内容：内容知识点学习要求建议学时数控编程概述数控编程的坐标系统数控编程工作流程JB3051-82的规定熟悉理解并重点掌握16对刀操作理论及步骤G54对刀操作理论理解并重点掌握常用数控加工指令G90、G91、G00、G01重点掌握常用数控加工指令G02、G03重点掌握刀具半径补偿功能G40、G41、G42理解并重点掌握子程序功能M98 PXXXX LX掌握课题二：数控编程基础标题：数控机床坐标系统及数控铣床的G54指令的对刀02一、教学目的：熟悉数控编程的工作过程，理解并掌握坐标系统、对刀以及各种加工指令二、教学安排：（一）新课教学知识点与重点、难点：数控机床的坐标系统（理解）（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控机床的分类（二）新课教学重点、难点：G54对刀的实质三、新课内容：3.1数控编程概述（5分钟）用数控机床加工零件时，是按照事先编制好的加工程序自动地对被加工零件进行加工人们将这些能控制机床进行加工的数字信息，归纳、综合成方便的指令代码，按工件图纸及工艺要求将这些指令代码有序地排列，即组成数控加工程序。

数控编程工作框图如下：3.2 数控编程的坐标系统（80分钟）3.2.1 JB3051-82的规定：1. 坐标和运动方向命名的原则：永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动2．标准坐标系的规定3．运动方向的确定正方向：刀具远离工件的方向qZ坐标的运动 标准规定：Z轴与主轴轴线∥或重合若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标 qX坐标的运动 标准规定：X坐标一般是水平的，∥工件的装夹面Ø对于工件旋转的机床（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向Ø对于刀具旋转的机床（铣床、钻床、镗床等）§Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边§Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边XZZXYqY坐标 Ø利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向§右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向§右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。

q旋转运动A、B和C 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3.2.2 机床原点与机床参考点1.机床原点 机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘后端面与主轴中心线的交点处，同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上 2.机床参考点用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点其位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数 通常在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点而数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的 数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点只有机床参考点被确认后，机床原点才被确认，刀具（或工作台）移动才有基准机床原点的建立：用回零（或回参考点）方式建立，刀架带动挡铁压下行程开关2、4时，相应机床坐标清零，指示灯亮。

回零（或回参考点）的实质是建立机床坐标系3.2.3 工件坐标系、程序原点和对刀1. 工件坐标系工件坐标系是编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系通常编程人员选择工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系该坐标系的原点称为程序原点或编程原点工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代2. 程序原点工件坐标系的原点，它是零件图上最重要的基准点，一般用G92或G54~G59指定其选择原则：v应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上；v尽可能选在尺寸精度高、粗糙度低的表面上；v最好选择在对称中心上3.对刀——建立工件坐标系与机床坐标系的关系编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编程原点、建立编程坐标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置 对于加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定（即给出原点设定值），然后就可以自动加工了对刀是指零件被装夹到机床上之后，用某种方法获得编程原点在机床坐标系中的位置（即编程原点的机床坐标值）l 数控铣床G54对刀操作步骤：v1、准备工作　　机床回参考点，确认机床坐标系；v 2、装夹工件毛坯并对刀　　通过夹具使零件定位，并使工件定位基准面与机床运动方向一致； v从X（Y）负向向正向移动（→），工件原点的X向机床坐标值： X = X（对刀点）+刀具半径+塞尺厚+工件长度的一半；v从X （Y）正向向负向移动（←） ，工件原点的X向机床坐标值： X = X（对刀点）-刀具半径-塞尺厚-工件长度的一半；v从Z正向向负向移动（↓） ，工件原点的Z向机床坐标值： Z= Z（对刀点）-塞尺厚。

v3、对刀测量:用简易对刀法测量,方法如下: 用直径为φ10的标准测量棒、塞尺对刀，得到测量值为X = -437.726, Y = -298.160, Z = -31.833，如图所示v 4、计算设定值　将前面已测得的各项数据,按设定要求运算X坐标设定值X= -437.726+5+0.1+40= -392.626mm；Y坐标设定值Y= -298.160+5+0.1+46.5= -246.46mm；Z坐标设定值Z= -31.833-0.2=-32.033mm v5、设定加工坐标系在 MDI 方式下，进入加工坐标系设定页面输入数据：X= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033 6、校对设定值 对于初学者，在进行了加工原点的设定后，应进一步校对设定值，以保证参数的正确性校对工作的具体过程如下：在设定了G54加工坐标系后，MDI方式运行G54指令，再进行回机床参考点操作，其工件坐标显示值应为：X +392.626，Y +246.460，Z +32.033这反过来也说明G54的设定值是正确的先编程，再演示对刀过程并自动加工（三）新课小结：（5分钟）1、数控机床标准坐标系是按右手迪卡尔直角坐标系规定的。

2、对刀的实质就是获得工件原点的机床坐标值，并通过相应的界面输入数控系统          多媒体教室                 多媒体教学                         提示+讨论的教学方式          总结归纳                实例说明性讲解      回顾+总结式教学方式  四、作业：五、教学后记：本次课主要是让学生了解数控机床坐标系统及对刀理论，理解工件坐标系和机床坐标系的关系，采取多媒体教学方式，边演示边讲解 课题三：数控编程基础标题：常用数控指令G90、G91、G00、G0103一、教学目的：理解并掌握G90、G91、G00、G01的格式及编程方法二、教学安排：（一）新课教学知识点 G90、G91、G00、G01的编程格式及用法（二）新课教学重点、难点：G90、G91、G00、G01的用法三、新课内容： 3.3 数控编程的内容及步骤数值计算分析确定加工工艺编制零件数控加工工艺文件制备控制介质程序校验与首件试切零件图纸错误修改3.4程序格式及代码字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等数控系统只能接受二进制信息，所以必须把字符转换成8bit信息组合成的字节，用“0”和“1”组合的代码来表达。

国际上广泛采用两种标准代码：（1）ISO国际标准化组织标准代码（2）EIA美国电子工业协会标准代码　　这两种标准代码的编码方法不同，在大多数现代数控机床上这两种代码都可以使用，只需用系统控制面板上的开关来选择，或用G功能指令来选择1. 程序的结构O2000; 程序号%1000；HNC-21MN01 G90 G92 X0 Y0 Z5 ;N02 G91 G17 G00 X-85 Y-25 ; 程序内容N03 S400 M03 ;N04 Z-10 M08 ;N05 G01 X85 F300 ;N06 G03 Y50 I0 J25 ;N07 G01 X-75;N08 Y-60 ;N09 G00 Z10 M09 ;N10 G90 X0 Y0 ; N11 M05 ;N12 M30 ; 程序结束2. 程序段格式目前广泛采用的是地址符可变程序段格式（或者称字地址程序段格式），其编排格式如下： N _ G _ X _ Y _ Z _ I _ J _ K _ P _ Q _ R_ A _ B _ C _ F _ S _ T _ M _ LF这种格式的特点是：q 程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。

q 指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写q 不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点 3. 编程指令简介ØG指令——准备功能 作用：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀补 、刀偏、暂停等多种操作 组成：G后带二位数字组成100种模态（续效）指令与非模态指令 ØM指令——辅助功能 作用：控制机床及其辅助装置的通断的指令组成：M后跟两位数字组成100种ØF、S、T指令 1)F指令——指定进给速度指令（续效指令） §直接代码法：F后带若干位数字，如F150,F350等后面所带的数字表示实际的速度值，上述两个指令分别表示F=150mm/min；F=350mm/min2)S指令（切削速度）——指定主轴转速指令（续效指令） 组成：同F ，如S1、S3或S500、S800等 。