數(shù)控技術(shù)

（機(jī)類）訓(xùn)練中心1數(shù)控機(jī)床安全操作規(guī)則一．嚴(yán)格遵守學(xué)生工程訓(xùn)練守則和學(xué)生工程訓(xùn)練考勤辦法，認(rèn)真實習(xí)。二．?dāng)?shù)控機(jī)床屬于先進(jìn)設(shè)備，操作者須認(rèn)真聽指導(dǎo)老師講解。在熟悉所使用機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、加工規(guī)范、操作程序和維護(hù)保養(yǎng)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作，操作時必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)機(jī)床操作規(guī)程。三.未經(jīng)指導(dǎo)教師許可，不得擅自啟動機(jī)床。未經(jīng)指導(dǎo)老師驗證的程序，嚴(yán)禁進(jìn)行零件加工。2三.使用時，先開機(jī)床電源，后開數(shù)控系統(tǒng)電源（或同時開啟）；通電開機(jī)后，必須先進(jìn)行回機(jī)床參考點的操作，建立起準(zhǔn)確的機(jī)床坐標(biāo)系，才可以進(jìn)行機(jī)床的后續(xù)操作。四.加工前，必須把“卡盤扳手”和“刀架扳手”等輔助工具放回指定位置，以免出事故。加工零件時，嚴(yán)格執(zhí)行操作步驟，不允許跳步驟，并關(guān)好防護(hù)門（加工中不允許打開防護(hù)門）。五.密切注意機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況和潤滑情況，如發(fā)現(xiàn)動作失靈、震動、爬行、發(fā)熱、噪音、異味等異常現(xiàn)象，立即停車檢查，報告老師，排除故障后方可繼續(xù)工作。3六.在操作機(jī)床時，須同時注意、保證其他同學(xué)的訓(xùn)練安全。嚴(yán)禁多人同時進(jìn)行機(jī)床的相關(guān)操作。七.嚴(yán)禁在數(shù)控機(jī)床上堆放工、夾、刃、量具等。禁止私自打開數(shù)控系統(tǒng)控制柜。八.每天開機(jī)時對滾珠絲杠進(jìn)行潤滑，定期檢查潤滑部位油標(biāo)的油量情況，注意及時加油。九.下課前，清除切屑，搞好設(shè)備的保養(yǎng)和衛(wèi)生等工作，關(guān)好機(jī)器（關(guān)機(jī)步驟與開機(jī)相反）。4數(shù)控加工技術(shù)概述

第一節(jié)數(shù)控技術(shù)概述一、數(shù)控技術(shù)定義：

采用數(shù)字化信號對控制對象加以控制的一種自動控制技術(shù)；傳統(tǒng)控制方式：采用模擬信號控制對象運(yùn)動。模擬控制信號控制對象運(yùn)動易受外部干擾的影響5數(shù)字電路控制信號:數(shù)字信號控制對象運(yùn)動控制精確,抗干擾能力強(qiáng)數(shù)字控制方式:01016二、數(shù)控機(jī)床： 是最早應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的控制對象，也是最典型的數(shù)控設(shè)備； 第一臺數(shù)控機(jī)床，1952年，美國PARSON公司和麻省理工學(xué)院，三坐標(biāo)數(shù)控銑床 我國第一臺數(shù)控機(jī)床:7FMS柔性制造系統(tǒng)：由多臺高性能數(shù)控機(jī)床+自動化物流輸送系統(tǒng)組成數(shù)控應(yīng)用實例8

輸入裝置輸出裝置計編算譯機(jī)處數(shù)理控裝置PLC強(qiáng)電邏輯控制電路主軸控制單元主軸機(jī)床輔助操作伺服電機(jī)執(zhí)行件運(yùn)動位置檢測反饋裝置三、數(shù)控原理加工程序零件信息分析編程數(shù)字開關(guān)量指令數(shù)字脈沖量指令開始主運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動速度控制單元9“1”“0”正比脈沖頻率移動速度脈沖數(shù)量移動距離10計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)ＣＮＣ伺服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測裝置機(jī)械系統(tǒng)四、數(shù)控機(jī)床的組成：111、計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)CNC：功能：數(shù)控程序的輸入、管理及載體；數(shù)控程序的編譯處理，生成數(shù)字指令，控制加工過程；通過操作面板控制機(jī)床執(zhí)行件的運(yùn)動、調(diào)整；數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的管理、設(shè)置。12

SIEMENSFANUC華中HNC廣州GSK常用數(shù)控系統(tǒng)：日本FANUC、德國SIEMENS、華中數(shù)控、南京大方132、伺服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測裝置；

伺服驅(qū)動系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)、液壓馬達(dá)、交、直流伺服電機(jī)等；作用：將數(shù)字脈沖量指令轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C(jī)的旋轉(zhuǎn)，帶動執(zhí)行件做進(jìn)給運(yùn)動。

14位置檢測裝置：光柵、脈沖編碼器、感應(yīng)同步器、磁柵等；光柵15脈沖編碼器163、機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)： 高剛度、高精度、高速度、低摩擦主傳動系統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)自動換刀裝置17主傳動系統(tǒng)：一、主傳動系統(tǒng)作用:產(chǎn)生主切削力二、主傳動的傳動方式

1.采用變速齒輪傳動

2.采用同步齒形帶傳動

3.采用電主軸直接驅(qū)動（一體化主軸）

18

變速齒輪傳動19

同步齒形帶傳動20電主軸21

電主軸22進(jìn)給傳動系統(tǒng)：一、進(jìn)給傳動系統(tǒng)作用：接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)字進(jìn)給脈沖，經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后驅(qū)動執(zhí)行元件實現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動。二、結(jié)構(gòu)：由高性能伺服電機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)直接與絲桿相聯(lián)，帶動工作臺、刀架運(yùn)動，傳動鏈短，傳動系統(tǒng)簡單；三、常用部件：滾珠絲杠、滾動導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌等；

23進(jìn)給運(yùn)動實例24進(jìn)給系統(tǒng)工作臺滑動導(dǎo)軌1、伺服電機(jī)2、聯(lián)軸器3、滾動導(dǎo)軌5、滾珠絲杠螺母副25滾珠絲杠螺母副26滾動導(dǎo)軌27自動換刀裝置：可以安裝多把刀具，在加工過程中根據(jù)指令實現(xiàn)自動更換刀具，使定位精度和加工精度得到提高。電動刀架：四刀位六刀位28VDI回轉(zhuǎn)刀架斗笠式刀盤29鏈?zhǔn)降稁?0五、數(shù)控機(jī)床的分類：按機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動軌跡和控制的特點分： （1）、點位控制數(shù)控機(jī)床：點到點精確定位運(yùn)動。不需控制運(yùn)動軌跡，運(yùn)動過程中不進(jìn)行任何加工； 數(shù)控鉆床、坐標(biāo)鏜床、沖床等； （2）、直線控制數(shù)控機(jī)床：除點到點的準(zhǔn)確位置之外，還要保證兩點之間移動的軌跡是直線，而且對移動的速度也要進(jìn)行控制，以便適應(yīng)隨工藝因素變化的不同需要。 簡易數(shù)控車床、簡易數(shù)控鏜、銑床等，一般有2

3個可控坐標(biāo)軸，但多個運(yùn)動之間無相關(guān)性，也不相互影響。

31（3）、輪廓控制數(shù)控機(jī)床：能夠?qū)蓚€或兩個以上運(yùn)動坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，因而可進(jìn)行曲線或曲面的加工。

經(jīng)濟(jì)型、全功能數(shù)控車床、數(shù)控鏜、銑床、加工中心； 兩軸、三軸、四軸、五軸聯(lián)動322軸數(shù)控車床主運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動333軸343軸立式數(shù)控銑床主運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動354軸364軸375軸385軸395軸40五軸加工中心41按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伺服類型分類： （1）、開環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床：

數(shù)控系統(tǒng)直接輸出數(shù)字指令信號給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動機(jī)床運(yùn)動，不對機(jī)床的運(yùn)動進(jìn)行任何檢測（無來自位置傳感器的位置反饋信號）?？刂坪唵巍? 經(jīng)濟(jì)，速度、精度低，進(jìn)給驅(qū)動電機(jī)多采用步進(jìn)電機(jī)、液壓馬達(dá)，主要作為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床或?qū)τ谂f機(jī)床的改造。42

（2）、閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床： 將機(jī)床運(yùn)動部件的位置、速度實時檢測、反饋給伺服系統(tǒng)，與數(shù)控系統(tǒng)發(fā)來的指令位置、速度信息進(jìn)行比較、計算，并根據(jù)其差值發(fā)出補(bǔ)償控制命令控制機(jī)床運(yùn)動；精度高、速度快，控制系統(tǒng)復(fù)雜，調(diào)試、維修比較困難。 根據(jù)測量元件安裝位置不同，可分為半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。43

全閉環(huán)系統(tǒng)：

測量元件裝在執(zhí)行件上；精度高，控制回路復(fù)雜，調(diào)試、維修難；

44半閉環(huán)系統(tǒng)：測量元件裝在電機(jī)或中間傳動件上；精度較好，系統(tǒng)比較穩(wěn)定，調(diào)整、維修比較方便。45（3）、按加工方式分類：

a、金屬切削類：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控鉆床等；

數(shù)控車床46立式加工中心47五軸加工中心48b、金屬成型類：數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)等；c、數(shù)控特種加工類： 電火花線切割、電火花成型機(jī)床等；

數(shù)控電火花線切割機(jī)床49激光加工機(jī)床50激光加工實例51d、其他類型：數(shù)控三坐標(biāo)測量儀等；52六、數(shù)控機(jī)床優(yōu)點：提高加工能力；提高加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定；可提高生產(chǎn)率；減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件；有利于生產(chǎn)管理；有利于向更高級的計算機(jī)控制與管理發(fā)展。53數(shù)控機(jī)床加工實例54七、數(shù)控技術(shù)發(fā)展：1、高速、高效，大切削量2、高精度3、高可靠性554、多功能,復(fù)合加工,集成化,

”DONEINONE”:ALLDONEINONEMACHINE

565、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、柔性化57

第二節(jié)加工準(zhǔn)備

加工準(zhǔn)備是正式加工前必須進(jìn)行的機(jī)床的調(diào)整、參數(shù)的設(shè)置、刀具的選擇、安裝等準(zhǔn)備工作。1、數(shù)控加工中的坐標(biāo)系： 零件加工是由刀位點的空間運(yùn)動軌跡來實現(xiàn)零件形狀、尺寸的控制，而一個刀位點的空間運(yùn)動軌跡的構(gòu)成包括了刀位點的空間位置及刀具和零件之間的相互位置。

58

a)一個刀位點的空間位置： 空間位置的描述通常在數(shù)學(xué)上用坐標(biāo)系來進(jìn)行。坐標(biāo)系定義： 三個相互垂直的直線運(yùn)動X、Y、Z軸。 其相互位置關(guān)系、方向采用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定。右手笛卡兒坐標(biāo)系59

b)刀具和零件的空間相互位置： 空間相互位置以繞著直線運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來描述。定義： 三個繞著直線運(yùn)動坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，采用右手螺旋定則來定義。右手螺旋定則60

2、機(jī)床的坐標(biāo)： 一個刀位點的空間位置的控制通常可以由機(jī)床的各執(zhí)行件帶動刀具和工件分別沿各坐標(biāo)軸做相應(yīng)的進(jìn)給運(yùn)動來聯(lián)合實現(xiàn)這個相對運(yùn)動。執(zhí)行件的運(yùn)動：

1）三個相互垂直的直線運(yùn)動X、Y、Z軸

2）繞三個直線運(yùn)動軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動A、B、C

軸。 不同工種的機(jī)床實際所需要的運(yùn)動及數(shù)量并不相同，完全根據(jù)加工對象的不同特點而定。執(zhí)行件的運(yùn)動的確定： 在機(jī)床和工件圖紙上設(shè)定坐標(biāo)系來確定刀位點的位置。坐標(biāo)系的作用：

描述刀位點的運(yùn)動位置，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息，控制刀位點的運(yùn)動位置和速度。61

機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動的實現(xiàn)： 零件的切削運(yùn)動是由刀具和工件做相對進(jìn)給運(yùn)動形成的。

進(jìn)給運(yùn)動可以是工件或者刀具的運(yùn)動。 刀具運(yùn)動的坐標(biāo)用X、Y、Z、A、B、C表示， 工件運(yùn)動的坐標(biāo)用X’、Y’、Z’、A’、B’、C’表 示， 正方向一般以增大刀具和工件之間的距離的方向為正方向，上述兩者正方向正好相反。確定順序：Z—X—右手笛卡爾坐標(biāo)系—Y——右手螺旋定則—旋轉(zhuǎn)運(yùn)動A、B、C—工件運(yùn)動坐標(biāo)62

3、機(jī)床坐標(biāo)確定：

a．Z坐標(biāo)：

一般機(jī)床傳遞切削力的主軸軸線為Z坐標(biāo)（如：銑床、鉆床、車床、磨床等）； 如果機(jī)床有幾個主軸，則選一垂直于裝夾平面的主軸作為主要主軸； 如機(jī)床沒有主軸（龍門刨床），則規(guī)定垂直于工件裝夾平面為Z軸。63

b．X坐標(biāo)：

X坐標(biāo)一般是水平的，平行于裝夾平面。對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（如車、磨床等），X坐標(biāo)的方向在工件的徑向并且平行于橫向溜板移動的方向上，其正方向為增大刀具和工件之間的距離的方向為正方向；對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床則作如下規(guī)定：

當(dāng)Z軸水平時，從刀具主軸后向工件看，正X為右方向。

當(dāng)Z軸處于鉛垂面時，對于單立柱式，從刀具主軸向立柱方向看，正X為右方向；龍門式，從刀具主軸右側(cè)看，正X為右方向。64

4、常見機(jī)床的坐標(biāo)系：數(shù)控車床：a、Z坐標(biāo)：取平行于主軸軸線方向，正方向是使刀具離開工件的方向，即從卡盤中心至尾座頂尖中心的方向；b、X坐標(biāo)：取工件的徑向并平行于橫向拖板，正方向是在切削有效工作區(qū)域內(nèi)使刀具離開工件的方向。有效工作區(qū)域65

有效工作區(qū)域在操作者同一側(cè)有效工作區(qū)域和操作者在主軸兩側(cè)刀架不同布局情況下的坐標(biāo)系定義66

+X+Z67

+X+Z68

立式數(shù)控銑床/立式加工中心：Z坐標(biāo)：平行于機(jī)床主軸的刀具運(yùn)動坐標(biāo)軸，增大刀具和工件之間距離的方向為正方向；X坐標(biāo)：平行于工件裝夾面，垂直于Z坐標(biāo)，對于單立柱機(jī)床，從刀具向立柱看，正方向指向右方；Y坐標(biāo)：按右手笛卡爾坐標(biāo)系確定。X、Y方向?qū)嶋H使用坐標(biāo)軸為工件坐標(biāo)軸X’、Y’，其方向和上述方向相反。立式數(shù)控銑床坐標(biāo)系+Z+X+Y’+Y+X‘69

5、機(jī)床的坐標(biāo)系類型及坐標(biāo)系原點確定：a、機(jī)床坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)原點：機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上位置固定的坐標(biāo)系，設(shè)有固定的坐標(biāo)原點，一般由制造廠家確定；相應(yīng)建立的坐標(biāo)系為機(jī)床坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點稱之為機(jī)床坐標(biāo)原點。

作用：

>用于數(shù)控系統(tǒng)確定并控制執(zhí)行件在機(jī)床中的位置。

>給機(jī)床加工確定一個統(tǒng)一的基準(zhǔn)。

>不能直接用來供用戶編程。

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機(jī)床坐標(biāo)原點的確定：機(jī)床參考點： 為了在機(jī)床上正確地建立機(jī)床坐標(biāo)系，通常機(jī)床廠家會在機(jī)床每個運(yùn)動方向上選一個固定位置的點作為機(jī)床參考點。在該點一般會安裝位置傳感器（如行程開關(guān)、接近開關(guān)等）。機(jī)械限位、原點開關(guān)機(jī)械限位、原點擋塊71

數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行回零操作或返回參考點操作可以很容易地通過位置傳感器的信號確定機(jī)床參考點的位置。 由于機(jī)床參考點和機(jī)床廠家設(shè)定的機(jī)床坐標(biāo)原點之間的距離已經(jīng)由廠家事先設(shè)定，保存在相應(yīng)的參數(shù)中。當(dāng)返回某一坐標(biāo)方向機(jī)床參考點的工作完成后，數(shù)控系統(tǒng)即將相應(yīng)坐標(biāo)方向的參數(shù)顯示為相應(yīng)坐標(biāo)方向的機(jī)床參考點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。 當(dāng)所有坐標(biāo)方向都執(zhí)行完返回參考點操作，則機(jī)床坐標(biāo)原點位置就確定了，相應(yīng)地機(jī)床坐標(biāo)系就建立了。 這時，數(shù)控系統(tǒng)顯示的坐標(biāo)值是理想刀位點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。72

★返回機(jī)床參考點的操作： 為避免由于如斷電關(guān)機(jī)、急停、故障關(guān)機(jī)等各種原因造成數(shù)控系統(tǒng)保留的機(jī)床參考點的位置信息和實際的機(jī)床參考點位置產(chǎn)生差異、誤差，所以，一般要求在機(jī)床每次通電啟動時，首先必須執(zhí)行返回機(jī)床參考點的操作，在機(jī)床上建立起一個正確的機(jī)床坐標(biāo)系，作為后續(xù)加工時數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床的統(tǒng)一的基準(zhǔn)。73

機(jī)床坐標(biāo)原點由廠家設(shè)定后，用戶不得隨意改變，否則影響機(jī)床的精度。實例： 對于數(shù)控車床的機(jī)床坐標(biāo)系其坐標(biāo)原點一般情況下定在主軸旋轉(zhuǎn)中心和卡盤后端面的交點上。 對于數(shù)控車床來說，一般機(jī)床參考點都設(shè)置在靠近每個坐標(biāo)軸正向的最大行程處。74機(jī)床回零操作實例75

b、工件坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)原點及對刀點 工件坐標(biāo)系也稱編程坐標(biāo)系，是編程人員在編程時候使用的，在工件圖紙上建立，其坐標(biāo)方向和機(jī)床坐標(biāo)平行，位置可以是編程人員認(rèn)為合適的位置，比如工件的設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)或其他。建立的相應(yīng)的坐標(biāo)系稱之為工件坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點就稱為工件坐標(biāo)原點（或工件原點）。

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作用：描述刀具的刀位點在工件圖紙上的運(yùn)動軌跡，確定刀位點在工件圖紙上的位置參數(shù)信息。

加工程序中的所有位置參數(shù)均按照工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值給出。坐標(biāo)原點的選擇： 工件坐標(biāo)系的位置選擇一般應(yīng)盡量滿足編程方便、尺寸換算少、直觀、引起加工誤差小等條件。 對于數(shù)控車床，工件坐標(biāo)系的原點一般都設(shè)在主軸中心線與工件左端面或右端面的交點處。77c、工件原點偏置值②： 加工時，工件在機(jī)床上固定后，工件坐標(biāo)原點與機(jī)床坐標(biāo)原點的距離，稱之為工件原點偏置值②。O機(jī)O工工件理想刀具（刀具補(bǔ)償為零）

如果直接用程序給出的位置參數(shù)作為機(jī)床坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行加工，則會導(dǎo)致零件形狀、尺寸加工的錯誤！78

作用：建立起機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系之間數(shù)據(jù)的聯(lián)系，將加工程序中按工件坐標(biāo)系確定的運(yùn)動坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為執(zhí)行件在機(jī)床坐標(biāo)系中的運(yùn)動坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 該偏置值可預(yù)存到數(shù)控系統(tǒng)，在加工時，該偏置值自動加到工件坐標(biāo)系上，使數(shù)控系統(tǒng)可按工件坐標(biāo)系的尺寸來控制執(zhí)行件在機(jī)床坐標(biāo)系中的運(yùn)動。 利用原點偏置功能，編程人員可不必考慮工件的安裝位置、安裝精度，給編程帶來了很大的方便。79

工件原點偏置值的設(shè)定是在機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系設(shè)定好之后的一個重要的步驟，操作的順序前后不能顛倒，否則會引起加工位置、尺寸的錯誤，嚴(yán)重的還可能引起機(jī)床的損害或者人生的傷亡事故。80實際操作：數(shù)控車床中工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系之間的聯(lián)系通過對刀過程來完成。即在執(zhí)行回零操作建立機(jī)床坐標(biāo)系①后，通過設(shè)定當(dāng)前理想刀具刀尖點在要建立的工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值②來完成。對刀操作后數(shù)控系統(tǒng)顯示的坐標(biāo)就是當(dāng)前理想刀具刀尖點相對工件坐標(biāo)系原點的坐標(biāo)值，該點通常也作為工件程序加工的起始點，稱之為對刀點或程序起點。O機(jī)O工工件理想刀具（刀具補(bǔ)償為零）Z0X081數(shù)控車床開機(jī)置工件偏置值82

6、刀具準(zhǔn)備刀具選擇刀具安裝刀具補(bǔ)償83刀具系統(tǒng)類型：

數(shù)控車床刀具系統(tǒng)84數(shù)控銑床刀具系統(tǒng)85加工中心刀具系統(tǒng)86

車刀安裝實例87

銑刀安裝實例88ZO機(jī)O工工件理想刀具實際刀具Z向刀補(bǔ)Z1Z0X0X1X

刀具補(bǔ)償： 對加工使用的不同的刀具的刀位點在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)差異進(jìn)行的補(bǔ)償，而測量、設(shè)定需要的補(bǔ)償值的過程就叫刀具補(bǔ)償或簡稱對刀③

。Ｘ向刀補(bǔ)刀架中心89刀具補(bǔ)償作用： 刀具磨損、換刀引起的刀具尺寸、形狀、安裝位置的變化、粗、精加工余量的預(yù)留，均可通過選擇、修改刀具偏置的參數(shù)來實現(xiàn)，而不必重新編制程序。90

刀具補(bǔ)償類型：按補(bǔ)償方式分：指令補(bǔ)償：補(bǔ)償值預(yù)存在系統(tǒng)參數(shù)中，由數(shù)控系統(tǒng)指令來實現(xiàn)自動補(bǔ)償，需數(shù)控系統(tǒng)軟硬件支持；軌跡偏置補(bǔ)償：計算加工軌跡時人為或計算機(jī)將編程軌跡從工件輪廓向工件外側(cè)偏置所使用刀具的補(bǔ)償值生成新的軌跡，按新的軌跡進(jìn)行編程。工件刀具未補(bǔ)償?shù)募庸ぼ壽E編程軌跡刀具中心運(yùn)動軌跡91按補(bǔ)償內(nèi)容分：a、刀具半徑補(bǔ)償：數(shù)控機(jī)床控制的是刀具中心的軌跡，由于刀具有一定的半徑，為使加工出來的零件的實際輪廓和理論輪廓相一致，必須將刀具中心的軌跡向零件的外側(cè)偏置一個刀具半徑的距離；b、刀具長度補(bǔ)償：是對刀具在軸向方向進(jìn)行的補(bǔ)償，用于刀具長度不同或刀具磨損等需要進(jìn)行軸向進(jìn)刀補(bǔ)償?shù)膱龊希?2c、刀具刀位點位置偏移補(bǔ)償：由于刀具安裝位置不同、切削刃參數(shù)不同、刀具磨損導(dǎo)致當(dāng)?shù)都茉跈C(jī)床中同一位置時不同的刀具的刀位點位置不同進(jìn)行的補(bǔ)償，使不同的刀具在數(shù)控系統(tǒng)上顯示的工件坐標(biāo)值和該刀具的刀位點在工件坐標(biāo)系的實際坐標(biāo)值相符；O機(jī)O工工件理想刀具實際刀具Z向刀補(bǔ)Z1Z0X0X1XＸ向刀補(bǔ)補(bǔ)償前刀位點坐標(biāo)：X0，Z0補(bǔ)償后刀位點坐標(biāo)：X1，Z193

車床對刀實例：試切法對刀94

數(shù)控銑床對刀實例95數(shù)控機(jī)床操作步驟：開啟機(jī)床電源；開啟系統(tǒng)電源；回機(jī)床坐標(biāo)原點->建立起機(jī)床坐標(biāo)系；設(shè)定工件坐標(biāo)系，編程；設(shè)定工件原點偏置值->建立機(jī)床坐標(biāo)和工件坐標(biāo)之間的聯(lián)系；對刀；模擬，檢查；加工；檢查精度。96第三節(jié)、數(shù)控編程技術(shù)一、基本概念：1、數(shù)字控制的標(biāo)準(zhǔn)和代碼：國際通用標(biāo)準(zhǔn)：ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)、

EIA美國電子工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) 我國：JB3208-83<數(shù)字控制機(jī)床穿孔帶程序格式中的準(zhǔn)備功能G和輔助功能M的代碼>。注意點：1）不同工種的數(shù)控系統(tǒng)所使用的代碼各不相同；2）不同廠家生產(chǎn)的同一工種的數(shù)控系統(tǒng)所使用的代碼有可能是不相同的、不兼容的。 97二、指令、代碼類型：準(zhǔn)備功能G指令：用來規(guī)定刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)偏置等多種加工操作；

G00－Ｇ99；按功能分為若干組；不同組的代碼可組合出現(xiàn)在同一指令段中；坐標(biāo)代碼：直線運(yùn)動用：X、Y、Z、U、V、W等代碼后帶坐標(biāo)值，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動用：A、B、C等代碼后帶坐標(biāo)值表示；輔助功能Ｍ指令：用于機(jī)床加工操作時的工藝性指令和控制程序的指令；Ｍ00－Ｍ99；刀具功能T指令：續(xù)效代碼，刀具選擇、管理功能；Txx、Txxxx；98S功能指令：續(xù)效代碼，主軸速度選擇功能； 有級變速：S后帶速度序列代碼； 無級變速：S后帶速度值，單位rpm；F功能指令：續(xù)效代碼，切削進(jìn)給速度功能； 單位mm/min；mm/rev（主軸）；其他代碼；模態(tài)代碼（續(xù)效代碼）：具有模態(tài)的代碼一經(jīng)在一程序段指定，其功能便一直保持有效直到在后續(xù)的程序段中被同組的其他代碼所取代。99數(shù)控程序結(jié)構(gòu)：

N10G91G00X50Y60 N20G01X1000Y5000F150S300T12M03

………….數(shù)控程序組成:

數(shù)控程序由若干程序段組成； 一個程序段由若干代碼字組成； 每個代碼字由文字（地址符）和數(shù)字組成；編程坐標(biāo)參數(shù)的最小設(shè)定單位： 應(yīng)與相應(yīng)運(yùn)動坐標(biāo)的脈沖當(dāng)量相當(dāng)。

脈沖當(dāng)量：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出一個脈沖，經(jīng)放大驅(qū)動執(zhí)行件移動的最小的位移量，一般為0.01－0.001mm；1003、編程坐標(biāo)參數(shù)的表達(dá)方式：

絕對坐標(biāo)：所有坐標(biāo)值相對于固定的坐標(biāo)原點給出的坐標(biāo)值；

相對坐標(biāo)：位置參數(shù)以當(dāng)前編程軌跡的起點建立的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。 指定方法：

指令指定：續(xù)效代碼 絕對坐標(biāo)指定：G90X

Y

Z

；

相對坐標(biāo)指定：G91X

Y

Z

；

代碼表示：X、Y、Z：絕對坐標(biāo)

U、V、W：相對坐標(biāo)； 混合編程：G01X20W-60F100XZA(20,10)B(60,30)XZAB(40,20)1014、數(shù)控車床徑向參數(shù)的表達(dá)方式：a、★直徑編程法：徑向參數(shù)取為刀具橫向運(yùn)動距離的兩倍；b、半徑編程法：徑向參數(shù)直接取為刀具橫向運(yùn)動距離。

直徑編程半徑編程

一般數(shù)控系統(tǒng)兩種方法都支持，可以通過修改系統(tǒng)參數(shù)的方法來指定。通常在數(shù)控車床編程中更多的會采用★直徑編程法★，因為它和尺寸表達(dá)、測量結(jié)果、切削量相一致。102常用編程指令：G00：快速定位指令；續(xù)效代碼指令格式：

G00IP；IP-絕對值指令時是終點位置的坐標(biāo)值，增量指令時是刀具移動的距離；G00指令中的快速移動速度是由機(jī)床制造商在機(jī)床參數(shù)中分別對每個坐標(biāo)軸設(shè)定的；

注意：該指令只能用于刀具定位和空行程，不能用于切削加工。

1032、G01：直線插補(bǔ)指令；續(xù)效代碼指令格式：

G01IPF；IP-同G00指令，

F-刀具的進(jìn)給速度(進(jìn)給量)

加工適用對象：外圓柱面、圓錐面、端面、槽、內(nèi)圓柱面、圓錐面等。

3、M03：主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)；續(xù)效代碼M05：主軸停止；續(xù)效代碼M00：程序暫停；M02、M30：程序結(jié)束；104數(shù)控加工工藝：1、粗加工以盡可能多的去除多余材料為目的，精加工以保證尺寸精度、表面粗糙度為目的；2、盡量減少來回走刀、空行程次數(shù)，在每一次走刀過程中盡可能加工到各未加工完的表面，提高加工效率；3、可在各加工表面均勻保留精加工余量，在一次精加工中全部切除；4、編程零點應(yīng)力求與設(shè)計基準(zhǔn)重合，編程要注意防止過切。105數(shù)控編程：1、方法：手動編程、自動編程 2、自動編程（CAM）： 計算機(jī)圖形交互方式；三維模型=>自動編程

CAD/CAM/CAE集成軟件

MasterCam，UGⅡ/UGNX，Pro/E，

CAXA制造工程師、數(shù)控車、線切割

舉例(可選）3、手動編程 步驟：

1）、確定加工工藝過程：加工方案、選擇機(jī)床、夾具、刀具、走刀路線、切削用量等；

2）、刀具運(yùn)動軌跡計算；

3）、編寫零件加工程序單；

4）、機(jī)床操作、調(diào)整，對刀、計算刀具補(bǔ)償值；

5）、程序的校驗和試切；106程序校驗107手動編程實例XZX110812345粗加工走刀路線：1095678910110101112131415111O工XZ151617181920212223精加工走刀路線：11212345

指令節(jié)點坐標(biāo)1起始點

X300Z1902G00X80.5Z1903G01X80.5Z-104G01X105Z-105G00X105Z190粗加工走刀路線節(jié)點坐標(biāo)計算：1135678910

指令節(jié)點坐標(biāo)

5G00X105Z1906G00X60.5Z1907G01X60.5Z908G01X80.5Z609G01X100Z6010G00X100Z190114101112131415

指令節(jié)點坐標(biāo)10G00X100Z19011G01X40.5Z19012G01X40.5Z17013G01X60.5Z11014G01X100Z11015G00X300Z190115

指令節(jié)點坐標(biāo)15G00X300Z19016G00X40Z19017G01X40Z17018G01X60Z11019G01X60Z9020G01X80Z6021G01X80Z-1022G01X105Z-1023G01X300Z190精加工走刀路線節(jié)點坐標(biāo)計算：O工XZ151617181920212223116數(shù)控車床的編程起點1：X：300mm，Z：190mm粗加工：2：G00X80.5Z190

3：G01

X80.5

Z-10

4：G01

X105W0 5：G00U0Z190

-----------------------------------------------6：G00X60.5W0 7：G01X60.5Z90.58：G01X80.5Z60.59：G01X100W010：G00U0Z190-----------------------------------------------11：G00X40.5W012：G01X40.5Z170.513：G01X60.5W-6014：G01X100W015：G00X300Z190117精加工：16：G00X40W017：G01X40Z17018：G01X60W-6019：G01U0Z9020：G01X80Z6021：G01U0Z-1022：G01X10523：G00X300Z190118N010M03N020M08；開切削液N030T11；N040G00X80.5Z190N050G01Z-10F150N060X105F300N070G00Z190N080X60.5N090G01Z90.5F150N100X80.5Z60.5N110X100N120G00Z190N130X40.5N140G01Z170.5F150N150X60.5W-60N160X100N170G00X300Z190119N180M00N190G00X40W0N200G01Z170F50N210X60W-60N220Z90N230X80Z60N240Z-10N250G00X300Z190N260T22N270G00X105Z-10N280G01X0F100N290G00X300Z190N300M05;主軸停N310M09;切削液關(guān)N320T11N330M30120精加工程序：

N01M03 N02M08 N03G00X40Z190 N04G01Z170F150 N05X60W-60 N06Z90 N07X80Z60 N08Z-10 N09X0F100 N10X105F500 N11G00X300Z190 N12M05 N13M30121模擬仿真122演示結(jié)束謝謝！123刀具系統(tǒng)類型：

數(shù)控車床刀具系統(tǒng)124數(shù)控銑床刀具系統(tǒng)125加工中心刀具系統(tǒng)126

車刀安裝實例127

銑刀安裝實例128ZO機(jī)O工工件理想刀具實際刀具Z向刀補(bǔ)Z1Z0X0X1X

刀具補(bǔ)償： 對加工使用的不同的刀具的刀位點在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)差異進(jìn)行的補(bǔ)償，而測量、設(shè)定需要的補(bǔ)償值的過程就叫刀具補(bǔ)償或簡稱對刀③

。Ｘ向刀補(bǔ)刀架中心129刀具補(bǔ)償作用： 刀具磨損、換刀引起的刀具尺寸、形狀、安裝位置的變化、粗、精加工余量的預(yù)留，均可通過選擇、修改刀具偏置的參數(shù)來實現(xiàn)，而不必重新編制程序。130

刀具補(bǔ)償類型：按補(bǔ)償方式分：指令補(bǔ)償：補(bǔ)償值預(yù)存在系統(tǒng)參數(shù)中，由數(shù)控系統(tǒng)指令來實現(xiàn)自動補(bǔ)償，需數(shù)控系統(tǒng)軟硬件支持；軌跡偏置補(bǔ)償：計算加工軌跡時人為或計算機(jī)將編程軌跡從工件輪廓向工件外側(cè)偏置所使用刀具的補(bǔ)償值生成新的軌跡，按新的軌跡進(jìn)行編程。工件刀具未補(bǔ)償?shù)募庸ぼ壽E編程軌跡刀具中心運(yùn)動軌跡131按補(bǔ)償內(nèi)容分：a、刀具半徑補(bǔ)償：數(shù)控機(jī)床控制的是刀具中心的軌跡，由于刀具有一定的半徑，為使加工出來的零件的實際輪廓和理論輪廓相一致，必須將刀具中心的軌跡向零件的外側(cè)偏置一個刀具半徑的距離；b、刀具長度補(bǔ)償：是對刀具在軸向方向進(jìn)行的補(bǔ)償，用于刀具長度不同或刀具磨損等需要進(jìn)行軸向進(jìn)刀補(bǔ)償?shù)膱龊希?32c、刀具刀位點位置偏移補(bǔ)償：由于刀具安裝位置不同、切削刃參數(shù)不同、刀具磨損導(dǎo)致當(dāng)?shù)都茉跈C(jī)床中同一位置時不同的刀具的刀位點位置不同進(jìn)行的補(bǔ)償，使不同的刀具在數(shù)控系統(tǒng)上顯示的工件坐標(biāo)值和該刀具的刀位點在工件坐標(biāo)系的實際坐標(biāo)值相符；O機(jī)O工工件理想刀具實際刀具Z向刀補(bǔ)Z1Z0X0X1XＸ向刀補(bǔ)補(bǔ)償前刀位點坐標(biāo)：X0，Z0補(bǔ)償后刀位點坐標(biāo)：X1，Z1133

車床對刀實例：試切法對刀134

數(shù)控銑床對刀實例135數(shù)控機(jī)床操作步驟：開啟機(jī)床電源；開啟系統(tǒng)電源；回機(jī)床坐標(biāo)原點->建立起機(jī)床坐標(biāo)系；設(shè)定工件坐標(biāo)系，編程；設(shè)定工件原點偏置值->建立機(jī)床坐標(biāo)和工件坐標(biāo)之間的聯(lián)系；對刀；模擬，檢查；加工；檢查精度。136第三節(jié)、數(shù)控編程技術(shù)一、基本概念：1、數(shù)字控制的標(biāo)準(zhǔn)和代碼：國際通用標(biāo)準(zhǔn)：ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)、

EIA美國電子工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) 我國：JB3208-83<數(shù)字控制機(jī)床穿孔帶程序格式中的準(zhǔn)備功能G和輔助功能M的代碼>。注意點：1）不同工種的數(shù)控系統(tǒng)所使用的代碼各不相同；2）不同廠家生產(chǎn)的同一工種的數(shù)控系統(tǒng)所使用的代碼有可能是不相同的、不兼容的。 137二、指令、代碼類型：準(zhǔn)備功能G指令：用來規(guī)定刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)偏置等多種加工操作；

G00－Ｇ99；按功能分為若干組；不同組的代碼可組合出現(xiàn)在同一指令段中；坐標(biāo)代碼：直線運(yùn)動用：X、Y、Z、U、V、W等代碼后帶坐標(biāo)值，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動用：A、B、C等代碼后帶坐標(biāo)值表示；輔助功能Ｍ指令：用于機(jī)床加工操作時的工藝性指令和控制程序的指令；Ｍ00－Ｍ99；刀具功能T指令：續(xù)效代碼，刀具選擇、管理功能；Txx、Txxxx；138S功能指令：續(xù)效代碼，主軸速度選擇功能； 有級變速：S后帶速度序列代碼； 無級變速：S后帶速度值，單位rpm；F功能指令：續(xù)效代碼，切削進(jìn)給速度功能； 單位mm/min；mm/rev（主軸）；其他代碼；模態(tài)代碼（續(xù)效代碼）：具有模態(tài)的代碼一經(jīng)在一程序段指定，其功能便一直保持有效直到在后續(xù)的程序段中被同組的其他代碼所取代。139數(shù)控程序結(jié)構(gòu)：

N10G91G00X50Y60 N20G01X1000Y5000F150S300T12M03

………….數(shù)控程序組成:

數(shù)控程序由若干程序段組成； 一個程序段由若干代碼字組成； 每個代碼字由文字（地址符）和數(shù)字組成；編程坐標(biāo)參數(shù)的最小設(shè)定單位： 應(yīng)與相應(yīng)運(yùn)動坐標(biāo)的脈沖當(dāng)量相當(dāng)。

脈沖當(dāng)量：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出一個脈沖，經(jīng)放大驅(qū)動執(zhí)行件移動的最小的位移量，一般為0.01－0.001mm；1403、編程坐標(biāo)參數(shù)的表達(dá)方式：

絕對坐標(biāo)：所有坐標(biāo)值相對于固定的坐標(biāo)原點給出的坐標(biāo)值；

相對坐標(biāo)：位置參數(shù)以當(dāng)前編程軌跡的起點建立的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。 指定方法：

指令指定：續(xù)效代碼 絕對坐標(biāo)指定：G90X

Y

Z

；

相對坐標(biāo)指定：G91X

Y

Z

；

代碼表示：X、Y、Z：絕對坐標(biāo)

U、V、W：相對坐標(biāo)； 混合編程：G01X20W-60F100XZA(20,10)B(60,30)XZAB(40,20)141常用編程指令：G00：快速定位指令；續(xù)效代碼

N01G00X100Y200Z100 N02X200Z150G01：直線插補(bǔ)指令；續(xù)效代碼

N01G01X100Y200Z100F150 N02X200Z150 N03G00X100Z100 N04G01X200Z100F150M03：主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)；續(xù)效代碼

M05：主軸停止；續(xù)效代碼M00：程序暫停；

M02、M30：程序結(jié)束；142數(shù)控加工工藝：1、粗加工以盡可能多的去除多余材料為目的，精加工以保證尺寸精度、表面粗糙度為目的；2、盡量減少來回走刀、空行程次數(shù)，在每一次走刀過程中盡可能加工到各未加工完的表面，提高加工效率；3、可在各加工表面均勻保留精加工余量，在一次精加工中全部切除；4、編程零點應(yīng)力求與設(shè)計基準(zhǔn)重合，編程要注意防止過切。143數(shù)控編程：1、方法：手動編程、自動編程 2、自動編程（CAM）： 計算機(jī)圖形交互方式；三維模型=>自動編程

CAD/CAM/CAE集成軟件

MasterCam，UGⅡ/UGNX，Pro/E，

CAXA制造工程師、數(shù)控車、線切割

舉例(可選）3、手動編程 步驟：

1）、確定加工工藝過程：加工方案、選擇機(jī)床、夾具、刀具、走刀路線、切削用量等；

2）、刀具運(yùn)動軌跡計算；

3）、編寫零件加工程序單；

4）、機(jī)床操作、調(diào)整，對刀、計算刀具補(bǔ)償值；

5）、程序的校驗和試切；144程序校驗145手動編程實例XZX114612345粗加工走刀路線：1475678910148101112131415149O工XZ151617181920212223精加工走刀路線：15012345

指令節(jié)點坐標(biāo)1起始點

X300Z1902G00X80.5Z1903G01X80.5Z-104G01X105Z-105G00X105Z190粗加工走刀路線節(jié)點坐標(biāo)計算：1515678910

指令節(jié)點坐標(biāo)

5G00X105Z1906G00X60.5Z1907G01X60.5Z908G01X80.5Z