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1、Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 番茄花园皫-200705 Still waters run deep.流流静静水深水深,人人静静心深心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第二章第二章数控加工程序编制数控加工程序编制2Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械
2、工程机械工程学学院院 第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 第二节第二节第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系 第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式第四节第四节第四节第四节 镗铣数控加工及其手工编程镗铣数控加工及其手工编程镗铣数控加工及其手工编程镗铣数控加工及其手工编程第五节第五节第五节第五节 车削数控加工及其手工编程车削数控加工及其手工编程车削数控加工及其手工编程车削数控加工及其手工编程 第六节第六节第六节第六节 自动编程概述自动编程概述自动编程概述自动编程概述 3Copyri
3、ght by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概概 述述4Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 一.程序编制的基本概念1.数控加工程序编制概念数控加工程序编制概念 从零件图纸到数控加工指令的有序排列（制成控制介质）的全过程。根据零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上，再按规定把程序单制备成控制介质，变成数控系统能读取的信息，并通过输入设备送入数控装置。即
4、将加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(f、s、t)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。第一节第一节 概述概述 5Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 1.1.编程方法：手工编程和自动编程编程方法：手工编程和自动编程 手手动编程程 定定义：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力）适用适用：几何形状不太复杂的
5、零件；三坐标联动以下加工程序 第一节第一节 概述概述 6Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 自自动编程程：定定义：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，编程系统将能根据数控系统的类型输出数控加工程序。适用适用：形状复杂的零件 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数 千个孔的零件）虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲 线轮廓的计算）第一节第一节 概述概述 7Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交
6、通大学机械工程机械工程学学院院 q比比较用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为30：1。数控机床不能开动的原因中，有2030%是由于加工程序不能及时编制出造成的编程自动化是当今的趋势！但手工编程是学习自动编程基础！第一节第一节 概述概述 8Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 二、二、数控机床程序编制的内容和步骤数控机床程序编制的内容和步骤 第一节第一节 概述概述 9Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学
7、院院 1.图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析在对图纸工艺分析（与普通加工的在对图纸工艺分析（与普通加工的图纸分析相似）的基础上：图纸分析相似）的基础上：确定加工机床、刀具与夹具；确定加工机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工确定零件加工的工艺线路、工步顺序；步顺序；切削用量（切削用量（f f、s s、t t）等工艺参）等工艺参数。数。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误错误错误修修修修改改改改第一节第一节 概述概述 10Copyright by SOME-XJTU All rig
8、hts reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 2.2.计算算运运动轨迹迹 根据图纸尺寸及工艺线路的要求：选定工件坐标系计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值；将坐标值按NC机床规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。错误错误错误错误计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸修修修修改改改改第一节第一节 概述概述 11Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 3.编制程序及初步校验编制程序及初步校验根据制定的加工路
9、线、切削用量、选用的刀具、辅助动作，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误错误错误修修修修改改改改第一节第一节 概述概述 12Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 4.制制备控制介控制介质将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁盘上），作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。第一节第一节 概述概述
10、 计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误错误错误修修修修改改改改13Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 5.程序的校程序的校验和和试切切所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。常用的校验和试切方法：阅读法、阅读法、模拟法、试切法等。模拟法、试切法等。第一节第一节 概述概述 计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编
11、制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误错误错误修修修修改改改改14Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 三、数控加工工艺简介和数控加工方法 1.数数控加工的工控加工的工艺分析分析 数控机床加工零件除按一般方式对零件进行工艺分析外，还必须注意以下几点：选择合适的合适的对刀点和刀点和换刀点刀点加工加工线路的确定路的确定程序程序编制中的制中的误差差第一节第一节 概述概述 15Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械
12、工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述（1 1）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点对刀点对刀点对刀点对刀点（起刀点）（起刀点）：确定刀具与工件相对位置的点：确定刀具与工件相对位置的点,刀具相刀具相对于工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起对于工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。点。对刀点的选择原则：对刀点的选择原则：对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点在机床上容易校准；对刀点在机床上容易校准；在加工过程中便于检查；在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。引起的加工误
13、差小。16Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述CR30R20R5020f刀具运动轨迹工件轮廓XYZ3 35 5（1 1）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点 对刀点对刀点对刀点对刀点 可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确点。对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。定了。17Copyri
14、ght by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述（1 1）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点）选择合适的对刀点和换刀点 换刀点：换刀点：换刀点：换刀点：一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到工件之外，再进行换刀这个位置就叫换刀点。工件之外，再进行换刀这个位置就叫换刀点。换刀点应根据工序内容的安排。为了防止换刀时刀具碰伤工换刀点应根据工序内容的安排。为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往设在零件的外面。件，换刀点
15、往往设在零件的外面。18Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 刀位点刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。第一节第一节 概述概述镗刀镗刀镗刀镗刀钻头钻头钻头钻头立铣刀、端铣刀立铣刀、端铣刀立铣刀、端铣刀立铣刀、端铣刀面铣刀面铣刀面铣刀面铣刀指状铣刀指状铣刀指状铣刀指状铣刀球头铣刀球头铣刀球头铣刀球头铣刀车刀车刀车刀车刀19Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述 对刀：对刀：使使“对对刀
16、刀点点”与与“刀刀位位点点”重合的操作。YZ3530工件对刀示意图刀具夹具垫板螺栓工件螺帽qq 选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选选在在零零件件的的设设计计基基准准或或工工艺艺基基准准上上，或或与与之相关的位置上。之相关的位置上。选选在在对对刀刀方方便便，便便于于测量的地方。测量的地方。选在便于坐标计算的选在便于坐标计算的地方地方 20Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院（2）加工）加工线路的确定路的确定 加工线路加工线路加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序。孔孔类加
17、工（加工（钻孔、镗孔）原则：在满足精度要求的前提下，尽可能减少空行程：第一节第一节 概述概述n 个)(1)1(2bananb+-=-+=（黄线长红线长ba+切入/出段+切入/出段21Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 车削或削或铣削：削：原则：尽量采用切向切入/出，不用径向切入/出，以避免由于切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量。第一节第一节 概述概述切向切入切向切入切向切入切向切入径向切入径向切入径向切入径向切入22Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.
18、西安交通大学机械工程机械工程学学院院 l空空间曲面的加工曲面的加工第一节第一节 概述概述(c)(b)(a)23Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 加工加工线路的路的选择应遵遵从从的原的原则：尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程以提高生产率。保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。保证零件的工艺要求。利于简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。第一节第一节 概述概述24Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院（3）工件的装工件
19、的装夹方式方式 尽可能选用标准夹具（组合夹具），在成批生产时才考虑专用夹具，并力求夹具结构简单。装卸工件要方便可靠，以缩短辅助时间和保证安全。工件定位夹紧的部位应不妨碍各部位的加工、刀具更换及重要部位的测量。尤其要避免刀具与工件、刀具与夹具产生碰撞的现象。夹具的安装要准确可靠，同时应具备足够的强度和刚度，以减小其变形对加工精度的影响。应尽可能采用气、液压夹具。第一节第一节 概述概述25Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述（4）切削用量的）切削用量的选择 影响切削条件的因素有：机床、工具
20、、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为主要因素。26Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述（4）切削用量的）切削用量的选择 决定切削速度的因素：刀具材质 工件材料 刀具寿命 切削深度与进刀量 刀具的形状 冷却液使用 机床性能27Copyright by SOME-XJTU All rights reserve
21、d.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述（5）程序）程序编制中的制中的误差差 数控机床上加工零件的误差分类：加工过程的误差：加工过程的误差：它是加工误差的主体，主要包括数控系统（包括伺服）的误差和整个工艺系统（机床刀具夹具毛坯）内部的各种因素对加工精度的影响。编程误差编程误差：采用近似计算方法逼近列表曲线、曲面轮廓时所产生的误差：采用直线段或圆弧段插补逼近零件轮廓曲线时产生的误差：数据处理中为满足分辨率（最小设定单位）的要求，进行数据圆整（四舍五入）产生的误差28Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机
22、械工程学学院院 第一节第一节 概述概述2.数控加工方法数控加工方法数控加工方法数控加工方法 （1 1）平面孔系零件的加工方法）平面孔系零件的加工方法 对这类孔的形位精度或尺寸精度要求较高的零件，对这类孔的形位精度或尺寸精度要求较高的零件，采用数控钻床与镗床加工。采用数控钻床与镗床加工。29Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述（2）旋）旋转体体类零件的加工方法零件的加工方法采用数控车床或数控磨床加工，车削零件的毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，在编程中，粗车加工线路要重点考虑。4
23、321先用直线程序进行粗加工，先用直线程序进行粗加工，再按零件轮廓进行精加工再按零件轮廓进行精加工 可先按图中的方法进行可先按图中的方法进行1414次粗加工，再精加工成形。次粗加工，再精加工成形。30Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述（3 3）平面轮廓零件的加工方法）平面轮廓零件的加工方法）平面轮廓零件的加工方法）平面轮廓零件的加工方法采用数控铣床加工。采用数控铣床加工。为保证加工平滑，应增加切入和切出程为保证加工平滑，应增加切入和切出程 序段，序段，若平面轮廓为数控系若平面轮廓为数
24、控系 统不具备插补功能的统不具备插补功能的线型时，应先采用直线型时，应先采用直线、圆弧去逼近该零件的轮廓。线、圆弧去逼近该零件的轮廓。31Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述（4 4）空间轮廓表面的加工方法）空间轮廓表面的加工方法）空间轮廓表面的加工方法）空间轮廓表面的加工方法 空间轮廓表面空间轮廓表面空间轮廓表面空间轮廓表面的加工可根据曲面形状、机床功能、的加工可根据曲面形状、机床功能、刀具形状以及零件的精度要求，有不同加工方法：刀具形状以及零件的精度要求，有不同加工方法：三轴两联动
25、加工三轴两联动加工三轴两联动加工三轴两联动加工三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工 四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法五轴联动加工五轴联动加工五轴联动加工五轴联动加工32Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述三三轴两两联动加工加工-“行切法行切法”。以X、Y、Z轴中任意两轴作插补运动，另一轴（轴）作周期性进给。这时一般采用球头或指状铣刀，在可能的条件下，球半径应尽可能选择大一些，以提高零件表面光洁度。33Copyright by SOME-XJT
26、U All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述 三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线SSSS为为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具有空间直空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加工，但由于编线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加工，但由于编程计算复杂，宜采用程计算复杂，宜采用自动编程。自动编程。34Copyright by SOME-XJTU All rights reserve
27、d.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述 四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采用三坐标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而用三坐标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀周边切削方式在四轴联周边切削方式在四轴联动机床上进行加工。由动机床上进行加工。由于计算较复杂，故一般于计算较复杂，故一般采用自动编程。采用自动编程。35Copyright by SO
28、ME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 五轴联动加工：螺旋桨是典型零件五轴联动加工：螺旋桨是典型零件五轴联动加工：螺旋桨是典型零件五轴联动加工：螺旋桨是典型零件一般采用端铣刀加工，为了保证端铣刀的端面加工处的一般采用端铣刀加工，为了保证端铣刀的端面加工处的曲面的切平面重合，铣刀除了需要三个移动轴曲面的切平面重合，铣刀除了需要三个移动轴（X X、Y Y、Z Z）外，还应作与螺旋角、后倾角外，还应作与螺旋角、后倾角摆动运动。因此，叶面的加工需要摆动运动。因此，叶面的加工需要五轴（五轴（X X、Y Y、Z Z、A A、B B）联动，）联动，这种编
29、程只能采用自动编程系统。这种编程只能采用自动编程系统。第一节第一节 概述概述 36Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述 五轴联动加工：螺旋桨是典型零件五轴联动加工：螺旋桨是典型零件五轴联动加工：螺旋桨是典型零件五轴联动加工：螺旋桨是典型零件37Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述1.3.3.数控程序编制中的数学处理数控程序编制中的数学处理数控程序编制中的数学处理数控程序编制中的
30、数学处理 根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算编程时所需要的资料，称为数控加工的数值计算。数值计算的内容编程时所需要的资料，称为数控加工的数值计算。数值计算的内容包括计算零件轮廓的基点和节点的坐标以及刀具中心运动轨迹的坐包括计算零件轮廓的基点和节点的坐标以及刀具中心运动轨迹的坐标。标。基点：各几何元素间的连接点，如直线与直线的交点，直基点：各几何元素间的连接点，如直线与直线的交点，直线与圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点等。线与圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点等。节点：逼近直线小段和圆弧小段与轮廓曲线的交
31、点或切点节点：逼近直线小段和圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点38Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述1.常见数学处理方法常见数学处理方法常见数学处理方法常见数学处理方法 p 直线和圆弧轮廓基点计算方法直线和圆弧轮廓基点计算方法联立方程组法求解基点坐标联立方程组法求解基点坐标三角函数法求解基点坐标三角函数法求解基点坐标39Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述1.常见数学处理方法常见
32、数学处理方法常见数学处理方法常见数学处理方法 p非圆曲线的节点计算方法非圆曲线的节点计算方法直线逼近零件轮廓曲线时的节点直线逼近零件轮廓曲线时的节点 等间距直线逼近的节点计算等间距直线逼近的节点计算等间距直线逼近的节点计算等间距直线逼近的节点计算 等步长法直线逼近的节点计算等步长法直线逼近的节点计算等步长法直线逼近的节点计算等步长法直线逼近的节点计算 等误差法（变步长法）等误差法（变步长法）等误差法（变步长法）等误差法（变步长法）40Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第一节第一节 概述概述p非圆曲线的节点
33、计算方法非圆曲线的节点计算方法圆弧逼近零件轮廓曲线时的节点圆弧逼近零件轮廓曲线时的节点 圆弧分割法圆弧分割法 三点作图法三点作图法 41Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第二节第二节数控机床的坐标系数控机床的坐标系42Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 一一.坐标轴的运动方向及其命名坐标轴的运动方向及其命名 统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并使编出的程序对同类
34、型机床有通用使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给性。同时也给 维修和使用带来极大的方便。维修和使用带来极大的方便。ISOISO和和我国都拟定了命名的标准。我国都拟定了命名的标准。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 43Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系l进给运动坐标系 ISOISO和中国标准规定：和中国标准规定：坐标轴：坐标轴：数控装备的每个进给轴(直线进给、圆进给)定义为坐标系中的一个坐标轴。数控装备坐标系统标准数控装备坐标系
35、统标准：右手笛卡儿坐标系统44Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系基本坐基本坐标系系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。坐标轴相互关系：由右手定则决定。回回转坐坐标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。X XY YZ ZX X、Y Y、Z Z+A+A、+B+B、+C+CX XZ ZY Y+C+C+B+B+A+A45Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大
36、学机械工程机械工程学学院院 第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系qq坐标轴方向坐标轴方向坐标轴方向坐标轴方向：定义为定义为刀具相对工件运动刀具相对工件运动刀具相对工件运动刀具相对工件运动的方向。的方向。增大增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进行编程。行编程。qq附加坐标轴附加坐标轴附加坐标轴附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用用U U、V V、WW表示。表示。46Copyright by SOME
37、-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系lZ坐标（轴）p方位方位 lZ坐标平行主轴轴线的进给轴。l没有主轴或有多个主轴：垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。l主轴能摆动：在摆动的范围内其轴线只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则该坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内其轴线可与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。47Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 立式5轴数控铣床的坐标系Z Z坐标正方向规定：刀具远离工件的
38、方向。坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。+Z+Z+Z+Z第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系48Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院+Z+Z第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系49Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 lX坐标 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。lZ轴水平（卧式）（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。+Z+Z+X+X第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的
39、坐标系50Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 lZ轴垂直（立式）（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；立式5轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系51Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院+Z+Z Z Z轴垂直轴垂直（立式）（立式）（立式）（立式）：双立柱机床双立柱机床(龙门机床龙门机床)，从刀具向左立柱看时，从刀具向左立柱看时，X X轴的正方向指向右边。轴的正
40、方向指向右边。+X+X第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系52Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。+Z+Z+X+X第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系53Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 lY坐标 利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。l
41、右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。l右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系54Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 立、卧式数控铣床立、卧式数控铣床+Z+Z+X+X+Z+Z+X+X+Y+Y+Y+Y第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系55Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院+Z+Z+X+X+Y+Y立式立式立式立式5 5 5
42、 5轴联动数控铣床轴联动数控铣床轴联动数控铣床轴联动数控铣床+Z+Z+X+X+Y+Y龙门数控铣床龙门数控铣床龙门数控铣床龙门数控铣床第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系56Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院+Z+Z+X+X+Y+Y+Z+Z+X+X+Y+Y+C+C+A+A+C+C5.回转坐标 A、B、C 第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系57Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 立式5轴数控铣床的坐标系
43、+Z+Z+X+X+Y+Y+A+A+C+C+W+W6.辅助坐标 U、V、W 第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系58Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 二、机床坐标系与工件坐标系 编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系59Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 l l机床原点与机床坐标系机床原点与机床坐标系 机床原
44、点（零点）机床原点（零点）机床坐标系原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。机床原点的建立：用回零方式建立。机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系60Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 机床坐机床坐标系系以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系61Copy
45、right by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 l工件原点与工件坐标系工件原点：工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。工件坐标系：工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。工件原点偏置：工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行换。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系62Copyright by SOME-XJTU All rights re
46、served.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 Y轴偏置量X轴偏置量工件原点Z轴偏置量Y轴机床原点X轴Z轴卧式数控机床的坐标系X轴Z轴偏置量Y轴Y轴偏置量X轴偏置量机床原点工件原点立式数控机床的坐标系Z轴第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系63Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 三、绝对坐标编程和相对坐标编程定义 绝对坐标编程：编程中所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）零点计量的编程方式。相对坐标编程：编程中运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。第二节第二节 数
47、控机床的坐标系数控机床的坐标系64Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 绝对坐标绝对坐标增量坐标增量坐标第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系65Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 表达方式：G90/G91；X.Y.Z绝对，U.V.W相对 选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝 对坐标编程；而在使用相对坐标
48、编程时，上述两个坐 标系是无意义的。第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系66Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第三节第三节程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式67Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 经过多年的发展，程序用代码已标准化，现在经过多年的发展，程序用代码已标准化，现在有有ISOISO（In
49、ternationalStandardizationOrganizationInternationalStandardizationOrganization）和和EIA(ElectronicIndustriesAssociation)EIA(ElectronicIndustriesAssociation)两种。两种。68Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 第三节第三节第三节第三节 程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式程序编制的代码及格式 一、代码及其分类1.1.定义定义定义定义系统操
50、作命令的总称，又称系统操作命令的总称，又称代码代码代码代码或或编程指令编程指令编程指令编程指令。它由文。它由文字、数字、符号以及它们的组合组成，它是程序的最字、数字、符号以及它们的组合组成，它是程序的最小功能单元。小功能单元。69Copyright by SOME-XJTU All rights reserved.西安交通大学机械工程机械工程学学院院 2.2.代码（指令）分类代码（指令）分类代码（指令）分类代码（指令）分类qq GG指令指令指令指令 准备功能准备功能准备功能准备功能 功能功能功能功能：规定机床做某种操作的指令规定机床做某种操作的指令，包括，包括运动线型、坐标系、坐运动线型、坐标