【文章內(nèi)容簡介】 處理、數(shù)值計(jì)算、編寫程序清單，直到程序輸入、校驗(yàn)，稱為“手工編程”。此種方法適用于點(diǎn)位或幾何形狀不太復(fù)雜的零件。2）自動(dòng)編程所謂“自動(dòng)編程”，就是使用計(jì)算機(jī)或編程機(jī)，完成零件編程的過程，使用規(guī)定的語言手工編寫一個(gè)描述零件加工要求的程序，輸入計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算并生成程序。PowerMill、Mastercam、CAXA等可先畫出零件的三維實(shí)體圖，設(shè)置好加工參數(shù)、路徑，可以自動(dòng)生成加工程序。此方法適用于復(fù)雜曲面的零件或幾何元素不復(fù)雜，但程序量很大的零件。手工編程時(shí)間：加工時(shí)間約為30：1且NC機(jī)床不能開動(dòng)的原因中20%~30%是由于程序不能及時(shí)編出造成的，所以必須要求編程自動(dòng)化。12 第二節(jié)、數(shù)控機(jī)床編程的基礎(chǔ)知識 本節(jié)重點(diǎn)： 國際上已形成了兩個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）標(biāo)準(zhǔn)和美國電子工業(yè)學(xué)會(huì)（EIA）標(biāo)準(zhǔn)。我國根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)制定了JB305182《數(shù)字控制機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的命名》等國標(biāo)。由于生產(chǎn)廠家使用標(biāo)準(zhǔn)不完全統(tǒng)一，使用代碼、指令含義也不完全相同，因此需參照機(jī)床編程手冊。程序結(jié)構(gòu)與格式一個(gè)完整的零件加工程序，由若干程序段組成； 一個(gè)程序段，序號、若干代碼字和結(jié)束符號組成； 每個(gè)代碼字，由字母和數(shù)字組成。例：（程序段）/ N3 G00 X10 Z10 M3 S650 ； 程序段結(jié)束符 輔助功能代碼 坐標(biāo)值準(zhǔn)備功能代碼 程序段序列號 選擇程序段跳過符 13 第二節(jié)、數(shù)控機(jī)床編程的基礎(chǔ)知識 本節(jié)重點(diǎn)： 國際上已形成了兩個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）標(biāo)準(zhǔn)和美國電子工業(yè)學(xué)會(huì)（EIA）標(biāo)準(zhǔn)。我國根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)制定了JB305182《數(shù)字控制機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的命名》等國標(biāo)。由于生產(chǎn)廠家使用標(biāo)準(zhǔn)不完全統(tǒng)一，使用代碼、指令含義也不完全相同，因此需參照機(jī)床編程手冊。程序結(jié)構(gòu)與格式一個(gè)完整的零件加工程序，由若干程序段組成； 一個(gè)程序段，序號、若干代碼字和結(jié)束符號組成； 每個(gè)代碼字，由字母和數(shù)字組成。例：（程序段）/ N3 G00 X10 Z10 M3 S650 ； 程序段結(jié)束符 輔助功能代碼 坐標(biāo)值 準(zhǔn)備功能代碼 程序段序列號 選擇程序段跳過符 13 例：設(shè)X0=0 Y0=0 Z0=100 Xi=100 Yi=80 刀具初始位置Zi=35 用同一把鉆頭加工A、B兩孔，加工程序如下：O2001（程序名，一個(gè)完整程序存放在內(nèi)存中的首地址表識符。西門子用“%”，F(xiàn)ANUC用“O”）N001 G91 G00 M03 S650；快速定位到A點(diǎn)，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速650 N002 ； 刀具下降33mm，距工件2mm N003 G01 F100； 直線插補(bǔ)，刀具向下工進(jìn)26mm穿透工件 N004 G00 ； 快速返回N005 ； 快速定位到B點(diǎn) N006 G01 ； 刀具向下工進(jìn)17mm，進(jìn)入到工件內(nèi)15mm N007 G04 F2； 暫停2秒 N008 G00 ； 刀具快速上移50mm N009 ；返回起始點(diǎn) N010 M02； 程序結(jié)束一個(gè)程序段包含三部分：程序標(biāo)號字（N字）+程序主體+結(jié)束符（1）程序標(biāo)號字（N字）：也成為程序段號，用以識別和區(qū)分程序段的標(biāo)號，不是所有程序段都要有標(biāo)號，但有標(biāo)號便于查找，對于跳轉(zhuǎn)程序來說，必須有程序段號，程序段號與 14 執(zhí)行順序無關(guān)。（2）結(jié)束符號：用“；”，有些系統(tǒng)用“*”或“LF”，任何程序段都必須有結(jié)束符，否則不與執(zhí)行。（一般情況下，在數(shù)控系統(tǒng)中直接編程時(shí)，按回車鍵，可自動(dòng)生成結(jié)束符，但在電腦中編程時(shí)，需手工輸入結(jié)束符）（3）程序段主體部分：一個(gè)完整加工過程，包括各種控制信息和數(shù)據(jù)，由一個(gè)以上功能字組成。功能字包括：準(zhǔn)備功能字（G），坐標(biāo)字（X、Y、Z），輔助功能字（M），進(jìn)給功能字（F），主軸功能字（S），刀具功能字（T）等。功能字：（1）準(zhǔn)備功能字（G字）：使機(jī)床做某種操作的指令。用地址G和兩位數(shù)字表示，從G00G99共100種。非模態(tài)G代碼：只在它所在的程序段內(nèi)有效，如：G0G9G0G09（加、減速）模態(tài)G代碼：一旦執(zhí)行就一直保持有效，直到被同一模態(tài)組的另一G代碼替代為止。如：G00、G0G02（2）坐標(biāo)字：由坐標(biāo)名、帶+/號的絕對坐標(biāo)值（或增量值）15 構(gòu)成。X、Y、Z，U、V、W，P、Q、R，A、B、C，I、J、K（3）進(jìn)給功能字（F字）：由地址碼F和后面表示進(jìn)給速度的若干位數(shù)構(gòu)成。（4）主軸轉(zhuǎn)速功能字（S字）：由S字母和后面的若干位數(shù)字組成。（5）刀具功能字（T字）：T地址字后接若干位數(shù)值，數(shù)值為刀號和刀補(bǔ)號。如 T3 選3號刀具（6）輔助功能字（M字）：M地址字后接2位數(shù)值，M00M99共100種M代碼。如M00、M0M0M04等（7）刀具偏置字（D字和H字）：D字后接一個(gè)數(shù)值是將規(guī)定在刀具偏置表中的刀具直徑值調(diào)出，當(dāng)程序中有G41或G42指令時(shí)，這個(gè)值就是刀具半徑的補(bǔ)償值。H字后接一個(gè)數(shù)值是將規(guī)定在刀具偏置表中的刀具長度度值調(diào)出，當(dāng)Z軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，這個(gè)值就是刀具長度偏置值。第三節(jié)、坐標(biāo)系 本節(jié)重點(diǎn)：1）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定 2）機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、參考點(diǎn) 3）工件坐標(biāo)系的設(shè)定 16一、坐標(biāo)軸數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用直角笛卡爾坐標(biāo)系,其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)系。其名稱和方向符合右手法則。坐標(biāo)軸方向確定： Z軸：無論哪一種機(jī)床都規(guī)定Z軸作為平行于主軸中心線的坐標(biāo)軸，如果有多個(gè)主軸，應(yīng)選擇垂直于工件裝夾面的軸為Z軸。X軸：通常選擇為平行于工件裝夾面，與主要切削進(jìn)給方向平行。數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向a)數(shù)控車床b)立式數(shù)控鏜銑床c)臥式數(shù)控鏜銑床 工作臺旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的方向分別對應(yīng)X、Y、Z軸按右手螺旋方向確定。+Z：使刀具遠(yuǎn)離工件的方向。+X：（1）.在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（如銑床），如果Z軸水平，當(dāng)從主軸向工件看時(shí)，+X方向指向右方（臥銑）。17一、坐標(biāo)軸 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用直角笛卡爾坐標(biāo)系,其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)系。其名稱和方向符合右手法則。坐標(biāo)軸方向確定： Z軸：無論哪一種機(jī)床都規(guī)定Z軸作為平行于主軸中心線的坐標(biāo)軸，如果有多個(gè)主軸，應(yīng)選擇垂直于工件裝夾面的軸為Z軸。X軸：通常選擇為平行于工件裝夾面，與主要切削進(jìn)給方向平行。數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向a)數(shù)控車床b)立式數(shù)控鏜銑床c)臥式數(shù)控鏜銑床 工作臺旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的方向分別對應(yīng)X、Y、Z軸按右手螺旋方向確定。+Z：使刀具遠(yuǎn)離工件的方向。+X：（1）.在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（如銑床），如果Z軸水平，當(dāng)從主軸向工件看時(shí)，+X方向指向右方（臥銑）。17 如果Z軸垂直，當(dāng)從主軸向工件看時(shí)，+X方向指向右方（立銑）。（2）.在沒有旋轉(zhuǎn)刀具、沒有旋轉(zhuǎn)工件的機(jī)床上（牛頭刨），X軸平行于主要切削方向。注意：編程時(shí)認(rèn)為刀具運(yùn)動(dòng)，工件靜止，刀具在刻畫工件。二、坐標(biāo)原點(diǎn)：現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般都有一個(gè)基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點(diǎn)（machine origin）或機(jī)床絕對原點(diǎn)(machine absolute origin)。是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的起始點(diǎn)。一般用“M”表示?；蛴?表示。：與機(jī)床原點(diǎn)相對應(yīng)的還有一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)（reference point），用“R”表示，或用 表示。它是機(jī)床制造商在機(jī)床上用行程開關(guān)設(shè)置的一個(gè)物理位置，與機(jī)床原點(diǎn)的相對位置是固定的，機(jī)床出廠前由機(jī)床制造商精密測量確定。：（program origin）編程員在數(shù)控編程過程中定義在工件上的幾何基準(zhǔn)點(diǎn)，有時(shí)也稱為工件原點(diǎn)（part origin），用“W”表示，或用 表示。程序原點(diǎn)一般用G92 18 或G54G59（對于數(shù)控鏜銑床）和G50（對于數(shù)控車床）設(shè)置。三、坐標(biāo)系：機(jī)床原點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)系稱為機(jī)床坐標(biāo)系，它是固定不變的，是最基本的坐標(biāo)系，是在機(jī)床返回參考點(diǎn)后建立起來的，一旦建立，除了受斷電影響外，不受程序控制和新設(shè)定坐標(biāo)系影響。通過給參考點(diǎn)賦值可以給出機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置，有些機(jī)床把參考點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。：程序原點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系由編程員自己設(shè)定，只要方便編程即可。但在實(shí)際加工中，操作者在機(jī)床上裝好工件之后要測量該工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)和基本機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離，并把測得的距離在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定，這個(gè)設(shè)定值叫工件零點(diǎn)偏置。如圖： 工件工件坐標(biāo)系x距離x距離機(jī)床坐標(biāo)系x 19 工件坐標(biāo)系工作臺工件工件距離距離距離一般數(shù)控系統(tǒng)可以設(shè)定幾個(gè)工件坐標(biāo)系。例如美國AB公司的9系列數(shù)控系統(tǒng)就可以設(shè)定9個(gè)工件坐標(biāo)系。它們是G5G5G5G5G5G5。它們是同一組模態(tài)指令，同時(shí)只能有一個(gè)有效。下面舉例說明機(jī)床參考點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系的建立及關(guān)系：機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系建立工件坐標(biāo)系如圖：通過給機(jī)床參考點(diǎn)賦值X=Y=2，定義了機(jī)床坐標(biāo)系，然后在機(jī)床坐標(biāo)系中用坐標(biāo)值X=Y=2定義G54工件坐標(biāo) 20 系的零點(diǎn)位置。舉例說明工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系設(shè)刀具在基準(zhǔn)點(diǎn)（6，0），要使刀具從基準(zhǔn)點(diǎn)移到A、再到B、C、D、再經(jīng)O1點(diǎn)返回基準(zhǔn)點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系確定工件坐標(biāo)系程序如下： N1 G00 G90 G54 X10 Y10； N2 G01 X30 F100； N3 X10 Y20；N4 G00 G53 X10 Y20； N5 X0 Y0； N6 G28 X0 Y0； 舉例說明工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系 21 系的零點(diǎn)位置。舉例說明工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系設(shè)刀具在基準(zhǔn)點(diǎn)（6，0），要使刀具從基準(zhǔn)點(diǎn)移到A、再到B、C、D、再經(jīng)O1點(diǎn)返回基準(zhǔn)點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系確定工件坐標(biāo)系程序如下： N1 G00 G90 G54 X10 Y10； N2 G01 X30 F100； N3 X10 Y20；N4 G00 G53 X10 Y20； N5 X0 Y0； N6 G28 X0 Y0； 舉例說明工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系 21 工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系程序如下： G54； 激活G54工件坐標(biāo)系 G00 X20 Y20； 刀具移到G54工件坐標(biāo)系中的XY20點(diǎn) G55 X10 Y10； 刀具移到G55工件坐標(biāo)系中的XY10點(diǎn) X3 Y2； 刀具運(yùn)動(dòng)到G55工件坐標(biāo)系中的XY2點(diǎn)修改偏置表中的偏置值：常用的是手動(dòng)修改和通過程序修改兩種。設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)常用G92或G54G59（對于數(shù)控鏜銑床）設(shè)置。（1）G92后面的坐標(biāo)值是把刀具的當(dāng)前位置設(shè)定在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。如下例中Ni句設(shè)定的坐標(biāo)系是把刀具所在的位置A點(diǎn)，設(shè)定在該坐標(biāo)系的X=0、Y=0點(diǎn)上。Nj句設(shè)定的坐標(biāo)系是把A點(diǎn)設(shè)定在該坐標(biāo)系的X=100、Y=100點(diǎn)上。G92指令不能 22 命令機(jī)床運(yùn)動(dòng)。j設(shè)定坐標(biāo)系設(shè)定坐標(biāo)系通常用G92設(shè)定對刀點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，有時(shí)先把刀具移到第一工步的起始點(diǎn)上，利用G92建立工件坐標(biāo)系。下面以車床為例：N1 M03 S640 N2 G92 X25 Z40 ：注：先測量工件的直徑、長度（240），刀具起始位置在A點(diǎn)，主軸啟動(dòng)，手動(dòng)移動(dòng)到B點(diǎn)，啟動(dòng)程序，程序運(yùn)行到G92時(shí)，自動(dòng)把B點(diǎn)定義為新建工件坐標(biāo)系中的（25，40）點(diǎn)，新 23 工件坐標(biāo)系建立，加工程序在工件坐標(biāo)系中運(yùn)行。G92的另一功能是移動(dòng)由G54G59建立的工件坐標(biāo)系。如圖例 工件坐標(biāo)系建立G54的新零點(diǎn) 移動(dòng)后的G55坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系N3 G55 Y10 X5；在G55坐標(biāo)系移到X5，Y10點(diǎn) N4 G54 Y10 X5；在G54坐標(biāo)系移到X5，Y10點(diǎn) N5 G92 Y5 X5；把刀具所在位置定義新G54坐標(biāo)系下Y5，X5點(diǎn)，G55同時(shí)移動(dòng)相同增量N6 Y15 X0； 移動(dòng)到新G54坐標(biāo)系下Y15，X0點(diǎn) N7 G55 Y10 X5； 移動(dòng)到新G55坐標(biāo)系下Y10，X10點(diǎn) 舉例說明G9G54G59的應(yīng)用：下圖描述了一個(gè)一裝夾加工三個(gè)相同零件的多程序原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)之間的關(guān)系及偏移計(jì)算方法，先以G92為例： 24 如圖：機(jī)床參考點(diǎn)向多程序原點(diǎn)的偏移N1 G90；絕對編程，刀具位于機(jī)床參考點(diǎn)N2 G92 X6 Y6 Z0；將程序原點(diǎn)定義在第一個(gè)零件的工件原點(diǎn)W1 ： ： ： 加工第一個(gè)零件 N8 G00 X0 Y0； 快速返回程序原點(diǎn)N9 G92 X4 Y3； 將程序原點(diǎn)定義在第二個(gè)零件的工件原點(diǎn)W2 ： ： ： 加工第二個(gè)零件 N13 G00 X0 Y0； 快速返回程序原點(diǎn)N14 G92 ；將程序原點(diǎn)定義在第三個(gè)零件的工件原點(diǎn)W3 舉例說明G54G59應(yīng)用： 首先設(shè)置G54G59原點(diǎn)偏置寄存器： 25 如圖：機(jī)床參考點(diǎn)向多程序原點(diǎn)的偏移N1 G90；絕對編程，刀具位于機(jī)床參考點(diǎn)N2 G92 X6 Y6 Z0；將程序原點(diǎn)定義在第一個(gè)零件的工件原點(diǎn)W1 ： ： ： 加工第一個(gè)零件 N8 G00 X0 Y0； 快速返回程序原點(diǎn)N9 G92 X4 Y3； 將程序原點(diǎn)定義在第二個(gè)零件的工件原點(diǎn)W2 ： ： ： 加工第二個(gè)零件 N13 G00 X0 Y0； 快速返回程序原點(diǎn)N14 G92 ；將程序原點(diǎn)定義在第三個(gè)零件的工件原點(diǎn)W3 舉例說明G54G59應(yīng)用：首先設(shè)置G54G59原點(diǎn)偏置寄存器： 25 對于零件1：G54 X6 Y6 Z0 對于零件