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1、数 控 NC( Numerical Control）,2010年3月,数控机床的产生 1952年在美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床。数控机床 数控机床-是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床。 数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、造船以及军事工业中被广泛地应用。,数控机床的分类 数控机床种类繁多，有数控铣床，数控车床，加工中心，数控磨削，还有数控线切割、数控电火花成型机床等。,数控机床的特点 1、自动化程度高 ，可以减轻劳动强度 2、加工精度高 ，加工质量稳定 3、生产效率高，减少加工时间 4、可进行多坐标的联动，加工形状复杂的零件,数控铣床,加工中心,一、数控
2、铣床的加工范围,数控铣削加工包括平面的铣削加工、二维轮廓的铣削加工、平面型腔的铣削加工、钻孔加工、镗孔加工、以及三维复杂型面的铣削加工。,右手笛卡儿直角坐标系,二、坐标系,数控铣床的坐标轴和方向:直线坐标轴用X、Y、Z表示，坐标轴的关系用右手定则决定，图中大拇指指向 X 轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指指向 Z 轴的正方向。 围绕X、Y、Z轴旋转的进给坐标轴用A、B、C 表示，根据右手螺旋定则，以大拇指指向+X，+Y，+Z 方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动+A，+B，+C方向。,右手笛卡儿直角坐标系,图1 立式数控铣床,图2 卧式数控铣床,机床原点也称为机床零点，它的位置通常由机
3、床制造厂确定，它是固定的点。 以机床原点作为坐标原点建立的坐标系就是机床坐标系，机床坐标系是制造和调整机床的基础，一般不允许随意变动。,1 、机床原点、机床坐标系,工件坐标系是编程时使用的，编程员选择工件上的某一点为原点（也称程序原点），建立一个坐标系，称为工件坐标系。 工件坐标系的原点选择要尽量使编程简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。,2、程序原点、工件坐标系,对刀点是零件程序的起点，对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置。 对刀点可以与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间要有确定的坐标关系。,3、对刀点,三、数控铣床常用指令,程序段中的指令字可分为尺寸字
4、（数字）和功能字（功能指令），功能指令可分为：准备功能G指令、辅助功能M指令，以及F、S、T指令。,（一）常用G指令代码,坐标系设定 G54G59(又称零点偏置),1、绝对指令G90和增量指令G91,绝对尺寸指机床运动的坐标值相对于坐标原点给出。增量尺寸指机床运动的坐标值相对于前一位置给出。,绝对尺寸,G91 G01X20 Y25;,G90 G01 X30 Y37;,2、坐标平面选择指令 G17表示选择 XY平面 G18表示选择 ZX平面 G19表示选择 YZ平面,各坐标平面如右图所示。一般，数控车床默认在XZ平面内加工，数控铣床默认在XY平面内加工。,3、快速点定位指令(G00) 快速点定位
5、指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由机床来设定。用于加工之前的进刀和加工之后的退刀，不能用来加工。 格式：G00 X_ Y_ Z_； 注意：各坐标方向不是同时到达终点，刀具移动轨迹是几条线段的组合，如下图所示。编程人员应了解刀具移动轨迹情况，避免加工中出现碰撞。,例：从A点到B点快 速移动的程序段为：G90 G00 X20 Y30;,4、直线插补指令(G01) 直线插补指令是用于加工直线的。 格式：G01 X_ Y_ Z_ F_ ； 其中：X、Y、Z的值是直线的终点坐标。,例：右图中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为：绝对方式编程： G90 G01 X10 Y10
6、F100；增量方式编程： G91 G01 X-10 Y-20 F100；,5、圆弧插补指令(G02,G03) G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。 G03为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。,程序格式：XY平面G17 G02 X_ Y_ I_ J_ (R_) F_ ； G17 G03 X_ Y_ I_ J_ (R_) F_ ；,其中：X、Y、Z的值是指圆弧的终点坐标；I、J、K是指圆弧起点到圆心的增量坐标；R为圆弧半径，当圆弧的圆心角180o时，R值为正，当圆弧的圆心角1800时，R值为负。,例：在下图中，当圆弧A的起点为P1，终点为P2，圆弧程序段为： G02 X321.65 Y280 I
7、40 J140 F50 或G02 X321.65 Y280 R-145.6 F50； 当圆弧A的起点为P2，终点为P1时，圆弧程序段为： G03 X160 Y60 I-121.65 J-80 F50 或G03 X160 Y60 R-145.6 F50；,思考,如果R为145.6，结果如何？,6、刀具半径补偿指令(G41,G42) 在加工零件时，由于刀具半径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件轮廓不一致。为了避免计算刀具中心轨迹，直接按零件图纸上的尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能，见下图。,刀具半径补偿,编程格式 ：,G41为左刀补，假定工件不动，沿刀具运动方向看，刀具在工件左侧的刀具半径补偿
8、。,G42为右刀补，假定工件不动，沿刀具运动方向看，刀具在工件右侧的刀具半径补偿。,程序格式： G00/G01 G41/G42 X_ Y_ D_ ； /建立补偿程序段 /轮廓切削程序段 G00/G01 G40 X_ Y_ ；/补偿撤消程序段 D为刀具半径补偿地址字（即内部寄存器），后面用两位数字表示代号，代号与刀具半径值对应。,建立补偿的程序段，一般应在切入工件之前完成。,注意：,撤消刀具半径补偿的程序段，一般应在切出工件之后完成。,注意：,（二）常用M指令代码,（三）F、S、T指令 F指令为进给速度指令，是表示刀具向工件进给的速度，单位一般为mm/min。 格式：F后面直接加数字。如F100
9、表示进给速度是100 mm/min。 S指令为主轴转速指令，用来指定主轴的转速，单位为r/min。如S1000表示主轴转速1000r/min。 T指令为刀具指令，在加工中心中，该指令用以自动换刀时选择所需的刀具。在车床中，T后跟4位数，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。,程序编制的过程 数控程序的编制方法有手工编程和自动编程两种，程序的编制有如下几个过程： 1、分析零件图纸 。分析零件的材料、形状、尺寸、精度等，以确定零件是否适合在数控机床上加工。 2、确定工艺过程。确定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹定位方法等)和加工路线(如对刀点、走刀路线)，并确定加工用量等工艺参数(如切削进给速度
10、、主轴转速、切削宽度和深度等)。,3、数值计算。根据零件图纸和确定的加工路线，算出所需数据。 4、编写程序单。根据计算出的数据和已确定的加工用量，编写程序单。 5、程序调试和检验。可以通过模拟软件模拟实际加工过程，或到机床进行空运行，或通过首件试加工等方式来检验程序，发现错误及时修正，直到程序正确。,O2011;G54G90;M03S1000;G00Z50;X0Y0;G01Z-1F100;G01G42X20Y20D01;X100;Y50;G02X90Y60R10;G01X20;G03X20Y20R20;G40G01X0Y0;G00Z5;X20Y40;G01Z-1;G01G42X8D01;G02X8Y40I12J0;G01G40X20Y40;G00Z50;M05;M30;,O8008;G54G90;M03S1000;G00Z50;X-30Y-25;G01Z-2F100;Y25;X30;,Y-25;X-30;G00Z50;M05;M30;,设置工件零点主轴正转，转速为1000 r/minZ轴抬到安全高度刀具快速移动至点（-30，-25）刀具直线下刀至Z-2mm处直线插补直线插补,直线插补直线插补刀具Z向快速退刀主轴停转程序结束,
