【正文】 也稱為機床原點或機床零點在機床經(jīng)過設計制造和調(diào)整后這個原點便被確定下來 ,它是固定的點。 ? 數(shù)控裝置上電時并不知道機床零點每個坐標軸的機械行程是由最大和最小限位開關來限定的。 ? 機床參考點： 機床上已知的確定的點。為了正確地在機床工作時建立機床坐標系通常在每個坐標軸的移動范圍內(nèi)設置一個機床參考點作為測量起點，機床起動時通常要進行機動或手動回參考點以建立機床坐標系。 ? 機床參考點可以與機床零點重合也可以不重合通過參數(shù)指定機床參考點到機床零點的距離。 ? 機床回到了參考點位置也就知道了該坐標軸的零點位置找到所有坐標軸的參考點 CNC 就建立起了機床坐標系。 2022/5/27 132 工件坐標系、編程原點和對刀點 ? 工件坐標系 是編程人員在編程時使用的，編程人員選擇工件上的某一已知點為原點稱編程原點或工件原。 ? 工件坐標系一旦建立便一直有效直到被新的工件坐標系所取代。 ? 工件坐標系的原點選擇 要盡量滿足編程簡單、尺寸換算少、引起的加工誤差小等條件，一般情況下以坐標式尺寸標注的零件，編程原點應選在尺寸標注的基準點；對稱零件或以同心圓為主的零件，編程原點應選在對稱中心線或圓心上； Z 軸的程序原點通常選在工件的上表面。 ? 對刀點 是零件程序加工的起始點，對刀的目的是確定工件原點在機床坐標系中的位置。對刀點可與程序原點重合也可在任何便于對刀之處，但該點與程序原點之間必須有確定的坐標聯(lián)系?？梢酝ㄟ^ CNC 將相對于程序原點的任意點的坐標轉(zhuǎn)換為相對于機床坐標系的坐標。 ? 加工開始時要設置工件坐標系，用 G92 指令可建立工件坐標系。 ? 用 G54~G59 指令可選擇工件坐標系。 2022/5/27 133 數(shù)控銑床（加工中心）的坐標系及尺寸傳遞關系 機床原點工件原點W主軸參考點刀位點通過刀具 尺寸（ R、 L）及 刀具磨損補償值 （ I、 K）到刀柄 相關點 T刀柄 （與 主軸刀具相關點 T主軸 相重合）， 此點通過訪問機 床參考點建立了 坐標尺寸關系， 從機床原點通過 G54G59（或 G92） 得到了工件原點。 2022/5/27 134 絕對坐標編程和相對坐標編程定義 ? 絕對坐標編程： 工件所有點的坐標值基于某一坐標系（機床或工件） 零點計量的編程方式 ? 相對坐標編程： 運動軌跡的終點坐標值是相對于起點計量的編程方式（增量坐標編程）。 ? 圖中 A、 B 兩點的編程值在絕對坐標編程中為： A（ 10，20）、 B（ 25， 50），在相對坐標編程中： A（ 0， 0）、B（ 15， 30） 2022/5/27 135 程序代碼 ? 準備功能 G代碼 功能：規(guī)定機床運動線型、坐標系、坐標平面、刀具補償、暫停等操作。 組成： G后帶二位數(shù)字組成，共有 100種（ G00～ G99）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。 示例： G01， G03， G41， G91， G04， G18， G54等。 ? 輔助功能 M代碼 功能：控制機床及其輔助裝置的通斷的指令。如開、停冷卻泵；主軸正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)；程序結(jié)束等。 組成： M后帶二位數(shù)字組成，共有 100種（ M00～ M99）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。 示例： M02， M03， M08等 2022/5/27 136 程序代碼 ? FST功能代碼 ： F：進給速度，單位： mm/min, mm/r S：主軸轉(zhuǎn)速 , 單位： r/min T、 D 指令： 指定刀具號和刀具長度、半徑存放寄存器號指令。 組成： T、 D 后跟兩位數(shù)字，如 T1 D02等。其中數(shù)字分別表示存放在庫中的刀具號和刀具長度、半徑補償寄存器號。 模態(tài)代碼：代碼一經(jīng)定義，其功能一直保持有效，直到被相應的代碼取消或被同組的代碼所取代。 ? 尺寸指令 指定的刀具沿坐標軸移動方向和目標位置的指令 X、 Y、 Z 、 U、 V、W指令指定沿直線坐標軸移動方向和目標位置指令。 組成：后帶符號的數(shù)字組成。如 X100、 Y340等 ，其中數(shù)字表示沿由字母指定的坐標軸運動的目標位置值 ,符號表示運動的方向。 單位： mm、 μ m（公制）或 inch（英制） 。視用戶選定的編程單位而定。 2022/5/27 137 程序代碼 ? A、 B、 C 指令 指定沿回轉(zhuǎn)坐標軸移動方向和目標位置指令 組成：后帶符號的數(shù)字組成。如 A100、 C340等 ，其中數(shù)字表示沿由字母指定的坐標軸運動的目標位置值 ,符號表示運動的方向。 單位： 度 176。 、弧度。視用戶選定的編程單位而定。 ? I、 J、 K、 R 指令 圓弧插補圓心位置和半徑指定指令 組成：后帶符號的數(shù)字組成。如 I J3 R30等 ，其中帶符號數(shù)字表示圓心位置和半徑值。 單位： mm、 μ m（米制）或 in（英制） 。視用戶選定的編程單位而定。 2022/5/27 138 程序代碼 ? 子程序名和子程序調(diào)用指令 用于給子程序命名和在主程序中調(diào)用該子程序，該指令的標準化程度不高，不同系統(tǒng)有不同的規(guī)定。 組成： ①子程序名指令地址符（字母或符號，如 O、 %等）后帶若干數(shù)字組成； ②子程序調(diào)用指令 地址符 +調(diào)用子程序名部分 +調(diào)用次數(shù)部分。 示例： M98 P08 L12 （ FANUC、華中數(shù)控系統(tǒng)） ? 程序段標號，程序段結(jié)束字符以及變量 組成： ①程序段標號指令 地址符 N 后帶若干數(shù)字組成； ②程序段結(jié)束指令 每一個程序段都應有結(jié)束符，它是數(shù)控系統(tǒng)編譯程序的標志。常 用的有： “ * ” 、 “ ； ” 、 “ LF”、“ NL”、 “ CR”等，視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。 ③變量：為簡化編程有些系統(tǒng)還允許采用變量編程，從而可簡化編程。它由地址符 （字母或符號如 、 R等）后帶若干數(shù)字組成； 2022/5/27 139 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu) ? 程序的組成 一個完整的數(shù)控加工程序由程序名、程序體和程序結(jié)束三部分組成 , ? 程序名 程序名是一個程序必需的標識符。 組成：由地址符后帶若干位數(shù)字組成。地址符常見的有：“ %”、 “ O”、 “ P”等，視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。 示例：國產(chǎn)華中 I型系統(tǒng) “ %”，日本 FANUC 系統(tǒng) “ O”。后面所帶的數(shù)字一般為 4～ 8位。如： %2022 ? 程序體 它表示數(shù)控加工要完成的全部動作，是整個程序的核心。 組成：它由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令構(gòu)成。 ? 程序結(jié)束 它是以程序結(jié)束指令 M02或 M30，結(jié)束整個程序的運行。 2022/5/27 140 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu) ? 程序段的格式 定義：程序段中指令的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式。 目前廣泛采用地址符可變程序段格式（字地址程序段格式）。 2022/5/27 141 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu) ? 地址符可變程序段格式的特點： 程序段中的每個指令均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字。 指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫； 上段相同的摸態(tài)指令（包括 G、 M、 F、 S及尺寸指令等）可以省略不寫。 2022/5/27 142 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu) ? 主程序、子程序 有時被加工零件上，有多個形狀和尺寸都相同的部位，若按通常的方法編程，則有一定量的連續(xù)程序段在幾處完全重復的出現(xiàn)，則可以將這些重復的程序串，單獨抽出來按一定格式做成一個稱為子程序的獨立的單元，在原程序中相應位置使用子程序調(diào)用指令即可，這一部分程序稱為主程序。 2022/5/27 143 數(shù)控加工的工藝特點 ? 工序、工步劃分的原則 1。保證精度的原則 工序集中，粗精加工一次裝夾下完成，先粗后精 對箱體零件，先面后孔 加工孔時，先定中心，再鉆孔 冷卻液噴淋，減少熱變形 2。提高生產(chǎn)效率的原則 減少換刀次數(shù) 減少空行程 ? 數(shù)控機床對刀具的要求： 強度、剛度好、耐用度高、尺寸穩(wěn)定、排屑性能好、安裝調(diào)整方便 2022/5/27 144 數(shù)控加工工藝分析 ? 選擇合適的對刀點 對刀點（起刀點）：確定刀具與工件相對位置的點。 對刀點可以是工件或夾具上的點，或者與它們相關的易于測量的點。如圖所示的對刀點，當該工件安裝到機床上以后，可通過該點采用 “ 對刀 ” 的辦法來確定它和刀具的相對位置，或者說確定機床坐標系與工件坐標系的相對關系 。 2022/5/27 145 數(shù)控加工工藝分析 ? 刀位點： 用于確定刀具在機床坐標系中位置的刀具上的特定點。 2022/5/27 146 數(shù)控加工工藝分析 ? 對刀： 就是使 “ 對刀點 ” 與“ 刀位點 ” 重合的操作。 該操作是工件加工前必需的步驟，即在加工前采用手動的辦法，移動刀具或工件，使刀具的刀位點與共建的對刀點重合。 ? 選擇對刀點的原則： ① 選在零件的設計基準或工藝基準上，或與之相關的位置上，以保證工件的加工精度。 ② 選在對刀方便，便于測量的地方，以保證對刀的準確性。 ③ 選在便于坐標計算的地方，以簡化和方便加工程序的編制。 2022/5/27 147 數(shù)控加工工藝分析 ? 加工線路的確定 加工線路是指加工過程中刀具相對于工件的運動軌跡。對于不同的加工方法，有不同的考慮原則，簡述如下： ? 孔類加工（鉆孔、鏜孔）： 由于孔的加工屬于點位控制，在設計加工線路時，要考慮孔的位置精度，即對位精度要求較高的孔，應該考慮采用單邊定位的方法；另外，在滿足精度要求的前提下，盡可能減少空行程，即要盡量使運動路線總和為最短。 ? 車削或銑削： 在采用這類加工工藝時，首先其加工線路的切入（出）段，應盡量從切向切入（出），以避免由于徑向切入（出）時，刀具改變方向時速度的減慢，造成該處零件表面加工質(zhì)量的降低。另外，設計的加工線路應考慮盡量減少程序段，應有利于工藝處理。 2022/5/27 148 數(shù)控加工工藝分析 ? 如下圖，在銑削帶島槽型零件時，為了避免刀具多次嵌入式切入，應正確選擇加工路線。下圖為加工槽型零件，內(nèi)部有兩個島不加工，圖中列出了兩種不同的加工路線：圖中（ a）為行切法，刀具沿著與坐標軸線平行（或成一定角度）的方向作往復運動，除在開始下刀點有嵌入式切入以外，在兩個島周圍有多處嵌入式切入，虛線兩端表示刀具抬刀和下刀。圖中（ b）為環(huán)切加工法，采用這種方式加工可以減少嵌入式切入點，可以避免圖 a的現(xiàn)象，因此選用圖（ b）的加工路線為佳。 2022/5/27 149 數(shù)控加工工藝分析 ? 空間曲面的加工 對空間曲面的加工除考慮盡量減少加工線路外，還應考慮加工方法對零件表面粗糙度的影響以及加工過程中零件的受力變形對加工精度的影響。例如下面的曲面有三種加工方法：從減少加工線路和提高零件表面粗糙度考慮，方法 C最好，但受到零件長度的限制；對于方法 A和 B，從加工線路的長度來看，兩種方法差不多，但從加工過程中零件的受力情況來看，方法 A要優(yōu)于方法 B，因為對于方法 B當?shù)毒叩搅慵虚g進行縱向加工時，零件可能會由于受力讓刀而影響加工精度。 ? 加工線路的選擇應遵從的原則： ① 盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程以提高生產(chǎn)率； ② 保證零件的加工精度和表面粗糙度要求； ③ 保證零件的工藝要求； ④ 利于簡化數(shù)值計算，減少程序段的數(shù)目和程序編制的工作量。 2022/5/27 150 數(shù)控加工工藝分析 ? 程序編制中的誤差 數(shù)控加工誤差是由多種因素造成的，包括控制系統(tǒng)誤差、機床進給系統(tǒng)誤差、零件定位誤差、對刀誤差以及編程誤差， 其中影響較大的是進給誤差和定位誤差，因此允許的編程誤差較小。通常為零件公差的 10%～ 20%。 一般數(shù)控機床，只具有直線插補和圓弧插補的功能。對于非圓曲線，只能用直線段或圓弧段來逼近零件輪廓，造成編程誤差。如圖所示。如果已知允許的編程逼近誤差 δ ，則可以用弦高差法求出各點弦長 L1， L2， L3等。允許弦長 l 可由下式求出，式中： l=AB 弦長， δ ＝ mn 允許逼近誤差， ρ ＝曲線 A點處的曲率半徑。 2022/5/27 151 數(shù)控加工工藝分析 ? 對于曲面加