1、任务一:认知数控机床,任务一:认知数控机床,任务一:认知数控机床,任务一:认知数控机床,任务一:认知数控机床,在普通机床上加工零件时，一般是由工艺人员按照零件图事先制订好加工工艺规程。在工艺规程中有零件的加工程序、切削用量、机床的规格及刀具、夹具等内容。操作人员按工艺规程的规定步骤操作机床，加工出图纸给定的零件。也就是说零件的加工过程（如开车，停车，改变主轴转速，改变进给速度和方向，切削液开、关等）都是由人工手动操纵来完成的。 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。,任务一:认知数控机床,知识目标：1.数控和数控机床的概念；2.数控机床的发展趋势； 技能目
2、标: 1.能说出普通机床与数控机床的根本区别；2.能说出数控和数控机床的概念；3.能说出数控机床的发展趋势；,任务一:认知数控机床,一、数控技术与数控机床数控(Numerical ControlNC）技术是近代发展起来的一种自动控制技术， 是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。采用数控技术实现数字控制的一整套装置和设备， 称为数控系统。 数控机床就是装备有数控系统， 采用数控技术控制的机床。 常见的数控机床有数控车床、 数控铣床、 数控加工中心等。,二、数控机床的产生1949年美国Parson公司与麻省理工学院开始合作，历时三年研制出能进行三轴控制的数控铣床样机，取名“Num
3、erical Control”。1953年麻省理工学院开发出只需确定零件轮廓、指定切削路线，即可生成NC程序的自动编程语言。1959年美国Keaney&Trecker公司开发成功了带刀库，能自动进行刀具交换，一次装夹中即能进行铣、钻、镗、攻丝等多种加工功能的数控机床，这就是数控机床的新种类加工中心。,任务一:认知数控机床,1968年英国首次将多台数控机床、无人化搬运小车和自动仓库在计算机控制下连接成自动加工系统，这就是柔性制造系统FMS。1974年微处理器开始用于机床的数控系统中，从此CNC(计算机数控系统)软线数控技术随着计算机技术的发展得以快速发展。1976年美国Lockhead公司开始使
4、用图像编程。利用CAD(计算机辅助设计)绘出加工零件的模型，在显示器上“指点”被加工的部位，输入所需的工艺参数，即可由计算机自动计算刀具路径，模拟加工状态，获得NC程序。,任务一:认知数控机床,DNC(直接数控)技术始于20世纪60年代末期。它是使用一台通用计算机，直接控制和管理一群数控机床及数控加工中心，进行多品种、多工序的自动加工。DNC群控技术是FMS柔性制造技术的基础，现代数控机床上的DNC接口就是机床数控装置与通用计算机之间进行数据传送及通讯控制用的，也是数控机床之间实现通讯用的接口。随着DNC数控技术的发展，数控机床已成为无人控制工厂的基本组成单元。,任务一:认知数控机床,20世纪
5、90年代，出现了包括市场预测、生产决策、产品设计与制造和销售等全过程均由计算机集成管理和控制的计算机集成制造系统CIMS。其中，数控是其基本控制单元。20世纪90年代，基于PC-NC的智能数控系统开始得到发展，它打破了原数控厂家各自为政的封闭式专用系统结构模式，提供开放式基础，使升级换代变得非常容易。充分利用现有PC机的软硬件资源，使远程控制、远程检测诊断能够得以实现。,任务一:认知数控机床,我国虽然早在1958年就开始研制数控机床，但由于历史原因，一直没有取得实质性成果。20世纪70年代初期，曾掀起研制数控机床的热潮，但当时是采用分立元件，性能不稳定，可靠性差。1980年北京机床研究所引进日
6、本FANUC5、7、3、6数控系统，上海机床研究所引进美国GE公司的MTC1数控系统，辽宁精密仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，北京机床研究所又开发出BS03经济型数控和BS04全功能数控系统，航天部706所研制出MNC864数控系统。“八五”期间国家又组织近百个单位进行以发展自主版权为目标的“数控技术攻关”，从而为数控技术产业化建立了基础。20世纪90年代末，华中数控自主开发出基于PC-NC的HNC数控系统，达到了国际先进水平，加大了我国数控机床在国际上的竞争力度。,任务一:认知数控机床,三、数控加工技术的发展趋势现代
7、数控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一体化、网络化和智能化等方向发展。1) 高速切削受高生产率的驱使，高速化已是现代机床技术发展的重要方向之一。高速切削可通过高速运算技术、快速插补运算技术、超高速通信技术和高速主轴等技术来实现。高主轴转速可减少切削力，减小切削深度，有利于克服机床振动，传入零件中的热量大大减低，排屑加快，热变形减小，加工精度和表面质量得到显著改善。因此，经高速加工的工件一般不需要精加工。,任务一:认知数控机床,2) 高精度控制高精度化一直是数控机床技术发展追求的目标。它包括机床制造的几何精度和机床使用的加工精度控制两方面。提高机床的加工精度，一般是通过减少数控系统误差，
8、提高数控机床基础大件结构特性和热稳定性，采用补偿技术和辅助措施来达到的。目前精整加工精度已提高到0.1 m，并进入了亚微米级，不久超精度加工将进入纳米时代。(加工精度达0.01 m),任务一:认知数控机床,3) 高柔性化柔性是指机床适应加工对象变化的能力。目前，在进一步提高单机柔性自动化加工的同时，正努力向单元柔性和系统柔性化发展。数控系统在21世纪将具有最大限度的柔性，能实现多种用途。具体是指具有开放性体系结构，通过重构和编辑，视需要系统的组成可大可小；功能可专用也可通用，功能价格比可调；可以集成用户的技术经验，形成专家系统。,任务一:认知数控机床,4) 高一体化CNC系统与加工过程作为一个
9、整体，实现机电光声综合控制，测量造型、加工一体化，加工、实时检测与修正一体化，机床主机设计与数控系统设计一体化。5) 网络化实现多种通讯协议，既满足单机需要，又能满足FMS(柔性制造系统)、CIMS(计算机集成制造系统)对基层设备的要求。配置网络接口，通过Internet可实现远程监视和控制加工，进行远程检测和诊断，使维修变得简单。建立分布式网络化制造系统，可便于形成“全球制造”。,任务一:认知数控机床,6) 智能化21世纪的CNC系统将是一个高度智能化的系统。具体是指系统应在局部或全部实现加工过程的自适应、自诊断和自调整；多媒体人机接口使用户操作简单，智能编程使编程更加直观，可使用自然语言编
10、程；加工数据的自生成及智能数据库；智能监控；采用专家系统以降低对操作者的要求等。,任务一:认知数控机床,任务二：分析数控机床的工作原理、组成及分类,知识目标：1.数控机床的组成、工作原理；2.数控机床的分类；技能目标：1.能说出数控机床的组成、工作原理；2.能说出数控机床的各种分类特点；,一、 数控机床的工作原理数控机床是用数字信息进行控制的机床。它用数字代码将刀具相对工件移动的轨迹、 速度等信息记录在程序介质上，然后送入数控系统经过译码和运算， 控制机床刀具与工件的相对运动， 加工出所需要的工件。 其基本过程如图所示。,任务二：分析数控机床的工作原理、组成及分类,任务二：分析数控机床的工作原
11、理、组成及分类,数控机床的工作原理,数控机床的组成,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,二、数控机床组成,1、输入、输出设备 用于记载零件的加工工艺过程、工艺参数和位移数据等各种加工信息，从而控制机床的运动，实现零件的机械加工。常用的信息载体有穿孔纸带、磁带、磁盘等，并通过输入机将记载的加工信息输入数控系统中。有些数控机床也可采用操作面板上的按钮和键盘直接输入加工程序；或通过串行口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统中。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,2、数控装置数控装置是数控机床的核心，它的作用是接收输入装置输入的加工信息，完成数值的计算、逻辑判断、输入输出控制等功能
12、。目前数控装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能。它是一种位置控制系统，根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需的零件。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,3、伺服系统 伺服系统是数控系统的执行部件，它包括电动机、速度控制单元、测量反馈单元，位置控制等部分。伺服系统将数控系统发来的各种运动指令，转换成机床移动部件的运动，由于伺服系统直接决定刀具和工件的相对位置，所以伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产率的主要因素之一。目前许多数控机床使用了全数字伺服驱动的直线电动机，这种电动机刚性好，可高速转动。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分
13、类,4、 机床本体 数控机床的主体是完成各种切削加工的机械部分，主要包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置，与普通机床相比，数控机床具有更好的刚性和抗振性，相对运动面的摩擦系数小，传动间隙小。所以数控机床的外观、整体结构、传动系统、刀具系统以及操作机构与普通机床有着很大的差异。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,与普通机床相比， 数控机床本体具有以下特点： （1） 采用了高性能主轴部件及传动系统， 机械传动结构简单。 （2） 机械结构具有较高刚度和耐磨性， 热变形小。 （3） 更多地采用了高效传动部件， 如滚珠丝杠、 静压导轨、 滚动导轨等。,
14、任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,5、 检测反馈装置 检测反馈装置的作用是将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转变成电信号，传输给数控装置，通过比较，校核机床的实际位置与指定位置是否一致，并由数控装置发出指令修正所产生误差。检测反馈装置主要使用感应同步器、磁栅、光栅、激光测量仪等。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,三、数控机床的分类1、按工艺用途分类按工艺用途不同， 可将数控机床分成以下几类：（1） 单工序数控机床。 （2） 加工中心。 （3） 特种加工数控机床。 （4） 其他类型的数控设备,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,2、按运动轨迹分类（1）点位控制数
15、控机床这类数控机床的特点是在刀具相对于工件的移动过程中不进行切削加工， 只要求刀具从一点移动到另一点并准确定位， 而对运动的速度和轨迹没有严格的要求。 如图1.1所示， 刀具从A点到B点可以走、 或中的任意一条路经。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,图1.1 点位控制切削加工,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,（2）直线控制数控机床这类数控机床不仅要控制机床刀具从一点移动到另一点， 而且要沿直线轨迹（一般与某一坐标轴平行或成45角）以一定速度移动， 移动过程中可进行切削加工， 加工示例如图1.2所示。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,图1.2 直线控制切削加工
16、,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,（3）轮廓控制 轮廓控制数控机床能够控制机床刀具或工件沿直线、 圆弧或抛物线等曲线轨迹移动， 移动过程中可进行切削加工， 移动速度根据工艺要求由编程确定， 可实现曲线或者曲面轮廓加工， 加工示例如图1.3所示。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,图1.3 轮廓控制切削加工,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,3、按伺服系统的控制方式分类按伺服系统的控制方式不同可将数控机床分为开环控制、 闭环控制和半闭环控制数控机床。 （1）开环控制数控机床这类数控机床的运动部件没有位置检测反馈装置， 采用步进电动机驱动， 如图1.4所示。,任务二
17、：分析数控机床的组成及工作原理、分类,图1.4开环控制数控机床结构,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,（2）闭环控制数控机床这类数控机床的运动部件上安装有位置测量反馈装置， 由直流或交流伺服电动机驱动， 如图1.5所示。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,图1.5 闭环控制数控机床结构,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,（3）半闭环控制数控机床将位置检测元件安装在电动机轴端或丝杠轴端， 通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位移， 与数控装置中的指令位移量相比较， 实现差值控制， 构成如图1.6所示的半闭环控制。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类
18、,图16半闭环控制数控机床结构图,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,（4）按功能水平分类按照功能水平， 可以将数控机床分为低（经济型）、 中、 高三档。 这种分类方法的界线是相对的， 不同时期的划分标准会有所不同。 就目前的发展水平来看， 不同档次数控机床的功能和指标如表1.1所示。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,表1.1 各档次数控机床的功能和指标,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,5、 数控机床的可控轴数与联动轴数 可控轴数是指数控系统能够控制的坐标轴数目。该指标与数控系统的运算能力、 运算速度以及内存容量等有关。 目前， 高档数控系统的可控轴数已多达24
19、轴。 多个坐标轴按照一定的函数关系同时协调运动， 称为多轴联动。 按照联动轴数， 可分为二轴联动 二轴半联动、 三轴联动和多轴联动数控机床， 如图1.8所示。,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,图1.8不同联动轴数所能加工的型面 (a) 二轴联动； (b) 二轴半联动； (c) 三轴联动,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,图19五轴联动铣削曲面零件,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,图2.0 六轴加工中心坐标示意图,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,任务二：分析数控机床的组成及工作原理、分类,四、 数控机床的加工特点 1、适应性强 2、适合加工复杂型面的
20、零件 3、加工精度高、加工质量稳定 4、加工生产率高 5、一机多用 6、减轻操作者的劳动强度 7、有利于生产管理的现代化 8、价格较贵 9、调试和维修较复杂,选择切削用量,切削用量是切削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量的总称。切削用量的选择，对加工效率、加工成本和加工质量都有重大的影响。如何选择切削用量？,一、切削运动和加工中的工件表面,（一）切削运动金属切削加工就是用金属切削刀具把工件毛坯上预留的金属材料切除，获得图样要求的零件。 切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就成为切削运动。可分为主运动和进给运动。,1、主运动,主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产
21、生相对运动，从而使刀具前刀面接近工件并切除切削层。可以是旋转运动，也可以是直线运动。 特点是切削速度最高，消耗机床功率也最大。,2、进给运动,进给运动是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动即可不间断的或者连续的切除切削层，并得出所需几何特性的已加工表面。可以是连续运动，也可以是间断运动。 特点：消耗功率小的多,主运动只有一个，进给运动可以有一个或多个。,（二）加工中的工件表面,1、已加工表面 2、待加工表面 3、过度表面,二、切削要素,（一）切削用量 切削用量是用来表示切削运动，调整机床用的参数，并且可用它对主运动和进给运动进行定量的表述。,1、切削速度vc,切削刃选定点
22、相对于工件主运动的瞬时速度。 车削或铣削：单位m/min其中：d切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径，单位mm； n工件或刀具的转速，单位r/min。,2、进给量（f）,刀具在进给方向上相对与工件的位移称为进给量，可用刀具或工件每转或每行程的位移来表达或度量。 车床铣床Z刀齿数。Fz为每齿进给量，含义为多齿刀具每转或每行程中每齿相对于工件在进给方向上的位移量。,3、背吃刀量,已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，单位是mm。车外圆时，其中，dw待加工表面直径，单位mm；dm已加工表面直径，单位mm。 镗孔时，dw与dm互换一下位置。,切削用量的选择原则和方法,所谓合理的切削用量是指充分利
23、用机床和刀具的性能，并在保证加工质量的前提下，获得高的生产率与低加工成本的切削用量。在切削生产率方面，在不考虑辅助工时情况下， 生产率公式:P Aof ap， 其中Ao为与工件尺寸有关的系数，从中可以看出，切削用量三要素 ，f ，ap任何一个参数增加一倍，生产率相应提高一倍。 刀具寿命与切削用量三要素之间的关系式: T CT /1/mf 1/nap1/ p 当刀具寿命一定时，切削速度对生产率影响最大，进给量f 次之，背吃刀量最小ap。在刀具耐用度一定，从提高生产率角度考虑，对于切削用量的选择有一个总的原则： 首先选择尽量大的背吃刀量，其次选择最大的进给量，最后是切削速度。当然，切削用量的选择还
24、要考虑各种因素，最后才能得出一种比较合理的最终方案。,任务实施：,（1）背吃刀量的选择,背吃刀量的选择根据加工余量确定。切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工几道工序，各工序有不同的选择方法。 粗加工时（表面粗糙度Ra5012.5m），在允许的条件下，尽量一次切除该工序的全部余量。中等功率机床，背吃刀量可达810。但对于加工余量大，一次走刀会造成机床功率或刀具强度不够；或加工余量不均匀，引起振动；或刀具受冲击严重出现打刀这几种情况，需要采用多次走刀。如分两次走刀，则第一次背吃刀量尽量取大，一般为加工余量的2/33/4左右。第二次背吃刀量尽量取小些，第二次背吃刀量可取加工余量的1/31/4左右
25、。 半精加工时（表面粗糙度Ra6.33.2m），背吃刀量一般为0.52。精加工时（表面粗糙度Ra1.60.8m），背吃刀量为0.10.4。,（2）进给量的选择,粗加工时，进给量主要考虑工艺系统所能承受的最大进给量，如机床进给机构的强度，刀具强度与刚度，工件的装夹刚度等。 精加工和半精加工时，最大进给量主要考虑加工精度和表面粗糙度。另外还要考虑工件材料，刀尖圆弧半径、切削速度等。如当刀尖圆弧半径增大，切削速度提高时，可以选择较大的进给量。 在生产实际中，进给量常根据经验选取。粗加工时，根据工件材料、车刀导杆直径、工件直径和背吃刀量按表进行选取，表中数据是经验所得，其中包含了导杆的强度和刚度，工件
26、的刚度等工艺系统因素。如从表可以看到，在背吃刀量一定时，进给量随着导杆尺寸和工件尺寸的增大而增大。加工铸铁时，切削力比加工钢件时小，所以铸铁可以选取较大的进给量。精加工与半精加工时，可根据加工表面粗糙度要求按表选取，同时考虑切削速度和刀尖圆弧半径因素。,硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量参考值,按表面粗糙度选择进给量的参考值,一、数控机床的坐标系 右手笛卡尔坐标系：基本直角坐标轴X、 Y、 Z三者的关系及其正方向按右手定则判定， 围绕X、 Y、 Z各轴作旋转运动的轴A、 B、 C三者的正方向按右螺旋法则判定。,任务三：建立数控机床坐标系,右手笛卡尔坐标系,任务三：建立数控机床坐标系,二、坐标轴
27、规定 JB/T 3015-1999规定：机床某一部件运动的正方向是增大工件和刀具之间距离的方向 （1） z坐标轴 z轴是首先要确定的坐标轴，是指机床上提供切削力的主轴的轴线方向，如果一台机床有几个主轴，则指定常用的主轴为z轴。如另有一轴平行于z轴，则可指定为W轴，如有第三轴也平行于z轴，则可指定为R轴。（2）x坐标轴x轴通常是水平的，且平行于工件装夹表面，它平行于主要的切削方向，而且以此方向为正方向。,任务三：建立数控机床坐标系,任务一:认知数控机床,任务一:认知数控机床,卧式车床坐标系,任务三：建立数控机床坐标系,立式铣床坐标系,任务三：建立数控机床坐标系,三、机床坐标系原点及机床参考点 机
28、床坐标系原点也叫机床零点或机床原点，是由机床厂家在设计时确定的。它不但是机床坐标系的原点，同时也是其他坐标系（如工件坐标系）的基准点。 机床参考点是相对机床零点的一个特定点，一个可设定的参数值。它由机床厂家在机床导轨上设定，测量其位置后输入至数控系统中，用户不得随意改动。,任务三：建立数控机床坐标系,四、工件坐标系 工件坐标系是编程时对工件设置的坐标系。工件坐标系的原点也叫工件零点或工件原点（也称编程原点），是编程人员在编程中任意设定的。,任务三：建立数控机床坐标系,任务三：建立数控机床坐标系,任务三：建立数控机床坐标系,知识目标:1.加工程序的结构2.程序的格式3.常用地址符及其含义 技能目
29、标:1.能知道并说出加工程序主要由那 几部分组成?2.能正确书写程序的格式,任务四 加工程序格式,1.加工程序的结构 例:加工矩形轮廓的工件.工件坐标系设在工件的上表面中心 刀具从中心出发.顺时针加工一周,加工程序为: %-程序起始符 o0001 程序名,任务四 加工程序格式,% 程序起始符 O0001；程序名 N10G90G54G17G00X0Y0S1000M03； N20G41X20.0Y10.0D01； N30 G01Y50.0F100； N40 X50.0； N50 Y20.0； N60 X10.0； N70 G40G00X0Y0； N80 M05； N90 M30 ；,任务四 加工程
30、序格式,由以上分析可知,加工程序主要由程序号,程序内容和程序结束等组成.(1)程序号程序号.就是给零件加工程序一个编号，并说明零件加工程序开始.%.; 0 P(2) 程序内容。由许多程序段组成.每个程序段由一个或多个指令构成.表示数控机床要完成的全部动作.包括加工前机床状态要求.刀具、加工零件时的运动轨迹.,任务四 加工程序格式,程序段是由一个或若干个指令字组成.指令字代表某一信息单元.每个指令字由地址符和数字组成.它代表机床的一位置或一个动作;每个程序段结束处应有“；”表示该程序段结束转入下一个程序段。地址符由字母组成，每个字母、数字、和符号都称为字符。 程序段格式。程序段格式是指令字在程序
31、段中排列的顺序。不同数控系统有不同的程序段格式。格式不符合规定，数控装置就会报警，不运行。,任务四 加工程序格式,常见程序段格式： N_ G_X_ Y_ Z_I_ J_ K_ F_ S_ T_ M_；U_ V_ W_ R_Q_ P_ R_ 地址符含义。 程序段序号（简称顺序号）：通常用4位数字表示，即“00000 9999”在数字前还冠有标识符号“N”。,任务四 加工程序格式,准备功能（简称G功能）：它由表示准备功能地址符“G”和两位数字组成。G功能的代号已标准化。坐标字：由坐标地址符及数字组成，且按一定的顺序进行排列，各组数字必须具有作为地址代码的字母开头，各坐标轴的坐标符按下列顺序排列：X
32、. Y. Z. U. V. W. Q_ R. A. B. C. D. E,任务四 加工程序格式,例 X50.0 /X50000表示沿X轴移动50mm。进给功能F：由进给地址符及数字组成，数字表示所递交的进给速度，一般为四位数字码。单位： mm/min mm/r主轴转速功能S：由主轴地址符S及两位数字组成，数字表示主轴转数。单位r/min,任务四 加工程序格式,刀具功能T：由地址符和数字组成，用以指定刀具的号码。辅助功能M（简称M功能）：由辅助操作地址符“M”和两位数字组成。M功能的代码已标准化。程序段结束符号“；”：表示程序段的结束。 （3）程序结束M02、M30、M99（子程序结束）。,任务
33、四 加工程序格式,2、数控程序的编制方法及步骤（数控编程的内容及方法） （1）分析零件图 （2）数学处理 （3）编写零件加工程序单 （4）操作键盘输入程序 （5）校验,任务四 加工程序格式,6）加工生产与复制程序存储介质为了满足设计、制造、维修普及的需要，在输入程序代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序段格式等方面，国际上形成了两种通用的标准，即ISO及EIA。,任务四 加工程序格式,一、准备功能指令 G指令，也称为准备功能指令，简称G功能指令或G代码指令。G指令确定的控制功能，可分为坐标系设定类型、插补功能类型、固定循环类型等。该指令的作用是指定机床的加工方式，为数控装置的插补运算和刀具半
34、径补偿后的中心轨迹的计算等做准备。 G指令由字母G和其后两位数字组成，从G00至G99共100种。 G 指令通常有两种：非模态G指令。这种指令只有在被指定的程序段内才有意义；模态G指令。这种指令在同组其它的G指令出现以前一直有效；不同组的G指令，在同一程序段中可以指定多个。,任务五：坐标系指令,二、坐标设定指令（G92） G92指令就是用来建立工件坐标系的，它规定了工件坐标系原点的位置。就是说它确定了工件坐标系的原点（工件原点）在距刀具刀位点起始位置（起刀点）多远的地方。或者说，以工件原点为基准，确定起刀点的坐标值。,任务五：坐标系指令,三、工件坐标系的选取指令（G54G59） 在编程过程中，
35、为了避免尺寸换算，需多次平移工件坐标系。一般数控机床可以预先设定6个（G54G59）工件坐标系，这些坐标系的坐标原点在机床坐标系中的值可用手动数据输入（MDI）方式输入，存储在机床存储器内，在机床重开机时仍然存在，在程序中可以分别选取其中之一使用。,任务五：坐标系指令,四、绝对坐标和相对坐标指令（G90、G91） G90/G91为同组模态功能，可相互注销，,任务五：坐标系指令,五、平面选择指令（G17G19） G17、G18、G19指令分别表示设定选择XY、ZX、YZ平面为当前工作平面。对于三坐标运动的铣床和加工中心，特别是可以三坐标控制，任意二坐标联动的机床，即所谓两轴半坐标的机床，常需用这
36、些指令指定机床在哪一平面进行运动。由于XY平面最常用，故G17可省略，对于两坐标控制的机床，如车床总是在XZ平面内运动，故无需使用平面指令。,任务五：坐标系指令,一、快速定位指令（G00） 刀具以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。它只用于快速定位，不能用于切削，一般用作为空行程运动。其运动轨迹视具体系统的控制系统不同而异。 编程格式为： G00 X Y Z ； 其中：X、Y、Z为目标点的绝对或增量坐标。,任务六：运动控制指令,快速定位指令（G00）运用注意事项： 1、G00是模态指令。 2、F对G00程序段无效。 3、执行过程是刀具由程序起始点开始加速移动至最大速度，然后
37、保持快速移动，最后减速到达终点，这样可以提高数控机床的定位精度。,任务六：运动控制指令,例：从0点快速移动到参考点A，紧接着快速移至参考点B 点。 绝对坐标编程：G90 G00 X195.0 Y100.0 ；X300.0 Y50.0 ；相对坐标编程： G91 G00 X195.0 Y100.0 ； X105.0Y-50.0 ；,任务六：运动控制指令,二、直线插补指令（G01） 直线插补也称直线切削，它的特点是刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。该指令一般用作为轮廓切削。 编程格式为： G01 X Y Z F ； 其中：X、Y、Z为直线终点的绝对或增量坐标；F为沿插
38、补方向的进给速度。,任务六：运动控制指令,直线插补指令（G01）运用注意事项：1、G01指令既可双坐标联动插补，有可三坐标联动插补，取决于数控系统的功能，当G01指令后面只有两个坐标值时，刀具将作平面直线插补，若有三个坐标值时，刀具将作空间直线插补。2、G01程序段中必须含有进给速度F指令，否则机床不动作。3、G01为模态、F指令为续效指令。,任务六：运动控制指令,任务六：运动控制指令,例：要求刀具从0点快速移动到A点，然后沿AB、BC、CA实现直线切削。,绝对坐标编程：G90 G00 X24.0 Y30.0 ； G1Z-5F100;X96.0 Y70.0 F100； X168.Y50.0；
39、X24.0 Y30.0； G0Z0; X0Y0,相对坐标编程： N1 G91 G00 X24.0 Y30.0 ；N3 X72.0 Y40.0 F100； N4 X72.0 Y-20.0；,N5 X-144.0Y-20.0； N7 G0X-24Y-30;,三、圆弧插补指令（G02、G03） 刀具在各坐标平面内以一定的进给速度进行圆弧插补运动，即从当前位置（圆弧起点），沿圆弧移动到指令给出的目标位置，切削出圆弧轮廓。G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。 圆弧顺、逆的判断方法为：在圆弧插补中，沿垂直于要加工的圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向看，刀具相对于工件的转动方向是顺时针
40、方向为G02，是逆时针方向为G03。,任务六：运动控制指令,其程序段格式为： 在xy平面上程序段格式：G17 G02（G03）X Y I J F ；或 G17 G02（G03）X Y R F ； 在XZ坐标平面上程序段格式：G18 G02（G03）X Z I K F ； 或 G18 G02（G03）X Z R F ； 在YZ坐标平面上程序段格式：G19 G02（G03）Y Z J K F ；或 G19 G02（G03）Y Z R F ；,任务六：运动控制指令,注明： 1、程序段中的X、Y、Z为坐标轴的地址符。其后的数值是圆弧终点的坐标分量，可以按相对坐标或绝对坐标给定，取决于G91还是G90编
41、程。2、R编程，当圆弧小于或等于180时，用+R表示圆弧半径，当圆弧大于180时，用-R表示圆弧半径。 3、I,J,K表示圆心相对于圆弧起点在X,Y,Z轴方向上增量值，也可理解为圆弧起点到圆心的矢量在经X,Y,Z轴的投影。 4、如果圆弧是一个封闭的整圆，只能使用分矢量编程。,任务六：运动控制指令,例：铣削加工如图所示的曲线轮廓，设A点为起刀点，进给速度为100mm/min。 使用圆弧半径R编程 绝对坐标编程方式： G90 G03 X15.0 Y0 R15.0 F100 ；A至BG02 X55.0 Y0 R20.0 ； B至CG03 X80.0 Y-25.0 R-25. ；C至D 相对坐标编程方
42、式： G91 G03 X15.0 Y15.0 R15.0 F100； G02 X40.0 Y0 R20.0；G03 X25.0 Y-25.0 R-25.0 ；,任务六：运动控制指令,使用矢量I、J、K编程 绝对坐标编程方式： G90 G03 X15.0 Y0 I0 J15.0 F100 ；A至BG02 X55.0 Y0 I20. 0J0 ； B至CG03 X80.0 Y-25.0 I0 J-25.0 ；C至D 相对坐标编程方式： G91 G03 X15.0 Y15.0 I0 J15.0 F100； G02 X40.0 Y0 I20. 0J0 ；G03 X25.0 Y-25.0 I0 J-25.
43、0 ；,任务六：运动控制指令,例： 如图是一封闭的整圆，要求由A点逆时针插补并返回A点 其程序段格式为：G90 G03 X20.0 Y0 I-20.0 J0 F100； 或 G91 G03 X0.0 Y0 I-20.0 J0 F100；,任务六：运动控制指令,二、暂停指令（G04）在进行锪孔、车槽、车台阶轴清根等加工时，常要求刀具在短时间内实现无进给光整加工，此时可以用G04指令实现暂停，暂停结束后，继续执行下一段程序。其程序段格式为：G04 P ；,任务六：运动控制指令,例：如图所示锪孔加工，要求锪孔进给速度为100mm/min，进给量7.5mm，停留3s后，快退10mm，其加工程序为： G
44、91 G01 Z-7.5 F100 ；G04 P3000 ；G00 Z10.0 ；,任务六：运动控制指令,一、刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）1、刀具半径补偿的概念 刀具半径补偿也称为刀具半径偏置。刀具半径补偿功能不是指在加工过程中，刀具半径发生变化（如磨损）时有自动改变刀具半径的功能，而是指改变刀具中心运动轨迹的功能。,任务八：刀具补偿指令,2、刀具半径补偿指令 G41表示刀具左偏，指沿着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边。 G42表示刀具右偏，指沿着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的右边 。,任务八：刀具补偿指令,编程格式：,任务八：刀具补偿指令,X Y D ；,注明
45、： 1、G40表示取消左右偏置指令，即取消刀补，使刀具中心与编程轨迹重合。G40指令总是和G41或G42指令配合使用的。 2、G41、G42指令均为续效指令。 3、D功能字指定刀具半径补偿值寄存器的地址号。D代码是续效（模态）代码。 4、G41或G42前面必须是G00或G01补偿才能实现。 5、加刀具半径补偿刀具移动距离大于等于一个刀具半径,任务九：辅助功能指令及其他功能指令,一、辅助功能指令 辅助功能指令，也称为M功能或M代码。代码是以字母（称为地址符）M为首，后面紧跟12位数字组成。M代码是控制机床“开-关”功能的指令，主要用于完成加工操作时的一些辅助动作。 1、程序停止指令 M00 M0
46、0被编辑在一个单独的程序段中。当完成该程序段其他指令后，运行该指令时，机床的主轴、进给及冷却液等全部进入停止状态，而现存的所有模态信息保持不变，相当于单程序段停止。 2、选择停止指令M01 M01只有在面板上“选择停止”按钮被按下时，M01才有效，否则机床仍不停地继续执行后续的程序段。,3、程序结束指令M02和M30 执行时使主轴、进给、冷却全部停止，并使系统复位，加工结束。M30指令还兼有控制返回零件程序头的作用，所以使用M30的程序段结束后，若再次按循环启动键，将从程序的第一段重新执行；而使用M02的程序段结束后，若要重新执行该程序就得再进行调整。 4、主轴正、反转指令 M03、M04 与
47、同段其他指令一起开始执行 。M05指令使主轴停止，是在该程序段其他指令执行完成后才停止的。 编程格式为：M03（M04）S 或S M03（M04）,任务九：辅助功能指令及其他功能指令,二、刀具功能指令 由地址功能码T和其后面的若干数字组成。其中T表示所换刀具，刀具号用T后面的数字表示，常见的表示方法有两种： （1）T后面的数字表示刀具号，如T00T99。 （2）T后面的数字表示刀具号和刀具补偿号（刀尖位置补偿、半径补偿、长度补偿量的补偿号），如T0812，表示选择8号刀具，用12号补偿量。 三、进给功能指令 进给速度指令是由地址F和其后面的数字组成。,任务九：辅助功能指令及其他功能指令,四、主
48、轴转速指令 主轴的转速是由地址S和后面的数字组成，单位是r/min。S指令也是模态指令。 G92极限转速指令。 S极限转速数据地址符，单位为r/min。 G96恒切削速度指令。 G97每分钟转速指令。 S恒切削速度数据地址符，单位为m/min。,任务九：辅助功能指令及其他功能指令,一、返回参考点指令G28 1、自动返回参考点G28 G28指令可以使刀具从任何位置以快速定位方式经过中间点返回参考点，到达参考点时，返回参考点是指示灯亮。其程序格式为： G28 X Y ； X、Y中的坐标值只是中间点的坐标值，参考点的坐标值不需要指定。G28指令常用于刀具自动换刀的程序段，执行前应取消刀具补偿功能。,
49、任务十：返回参考点指令（G27、G28、G29）,二、加工路线的确定在确定走刀路线时主要考虑以下几点：（1）在保证加工质量的前提下，因寻求最短走刀路线，以减少整个加工的空行程时间，提高加工效率。（2）保证零件轮廓表面粗糙度要求，当零件的加工余量较大时，可采用多次进给逐渐切削的方法，最后留少量的加工余量（一般为0.20.5），安排在最后一次走刀时连续加工出来。（3）刀具的进退应沿切线的方向切入切出，并且在轮廓切削过程中要避免停顿，以免切削力突然变化而造成弹性变形，致使在零件的轮廓上留下刀具的刻痕。,任务八：刀具补偿指令,例： O001； N10G90G54G17G00X0Y0S1000M03； N20 G41X20.0Y10.0D01； N30 G01Y50.0F100； N40 X50.0； N50 Y20.0； N60 X10.0； N70 G40G00X0Y0； N80 M05； N90 M30 ；,
