数控加工编程与操作第1章数控加工编程基础1.1数控加工编程概述手工编程是指由程序员根据工件的尺寸结构和机床的加工特点来编制整个加工程序的过程。对于一些几何形状不复杂、结构简单的零件，计算容易，程序不长，一般都采用手工编程，即经济又实用，因而仍被广泛采用。特点：耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计，当采用手工编程时，一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均约为30:1，而数控机床不能开动的原因中有20%~30%是由于加工程序编制困难，编程时间较长。自动编程是指在手工编程过程中，部分或全部的编程工作都是由计算机自动完成。采用计算机自动编程是为了解决在手工编程时繁琐的数值运算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题，同时由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改，以获得正确的程序。自动编程的特点：计算速度快，准确率高，编程效率高。1.1.2数控编程的步骤1.零件图样分析2.制定工艺方案3.数值计算4.编写程序单5.制作控制介质6.程序校验数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标系的建立，可确定数控机床各运动件的位置关系，保证数控机床的正确运动。ISO国际标准统一规定了数控机床各坐标轴的代码和运动的正、负方向，给数控系统和数控机床的设计、使用和维修带来了很大的方便。1.2.1数控机床坐标系与坐标轴确定原则2.坐标轴的确定原则3.坐标轴的确定（3）Y、A、B、C及Ｕ、Ｖ、Ｗ等轴在确定Z轴和X轴后，即可按右手笛卡儿坐标系来确定Y轴，A，B，C表示绕X，Y，Z轴的旋转运动轴，正方向按照右手螺旋法则确定；若在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的坐标运动就称为附加坐标轴，它们应分别被指定为Ｕ、Ｖ、Ｗ，即第二直角坐标系，可用Ｕ、Ｖ、Ｗ轴表示,如图1-3所示。图1-3第二直角坐标系（4）坐标方向判定当某一坐标轴上刀具相对于工件移动时，用不加撇号的字母表示该轴运动的正方向；当某一坐标轴上工件相对于刀具移动时，则用加撇号的字母（例如：A＇、X＇等）表示。加与不加撇号所表示的运动方向正好相反，如图1-2（c）所示。1.2.2机床坐标系1.2.3数控机床原定与参考点1.2.4.数控机床工件坐标系工件坐标系1.2.5.绝对坐标与相对坐标编程（1）绝对坐标编程（2）相对坐标编程1.3程序编制的结构1.3.1编程指令特别说明：2.M功能F功能又称进给功能，由地址符F和其后的一组数字组成。F功能主要是指定机床在加工工件时，刀具相对工件的进给速度，单位有mm/min和mm/r。地址符F后面的数字表示进给速度值，当在加工螺纹时，F功能则表示螺纹的导程。地址符F后面的数字表示进给速度值。4.S功能5.T功能（1）1位数在少数数控车床中，刀具的位置偏差、半径补偿和长度补偿等，都不需要在程序中出现，因此，只需要用1位数表示刀具的位置即可。（2）2位数在刀具少于100把的加工中心或某些数控车床中，一般都采用此种方法来选择刀具。在加工中心上，由于刀具较多，因此多采用此种方法选择刀具，如T01、T35、T88等。当刀具位置号在1~9之间时，可以省略0，T01就变成T1。其刀具的长度补偿和半径补偿则分别由地址符D和地址符H及其后的一组数字来完成。在某些数控车床中，由于刀具数量少，所以也常采用T后加两位数的方法。其中，首位数字表示刀具的位置号又称刀位号，常用0~8共9位数字，“0”表示不换刀；末位数字表示刀具的补偿编号又称刀补号，常用0~8共9位数字，“0”表示补偿为0或取消刀补。（3）4位数多用于车削中心和部分数控车床中。前两位数表示刀位号，后两位数表示刀补号，其中“00”表示补偿为0或取消刀补。1.3.2程序段的格式2.程序段的格式1.4编程中的数学应用1.4.1基点1.4.2.节点节点的计算方法1.等间距直线逼近法2.等程序段直线逼近法3.等误差直线逼近法4.列表曲线型值点坐标的计算结束