《数控技术》第三章(第一、二、三节)

第三章 数控加工的程序编制 程序编制的内容与方法 数控机床的坐标系统 加工程序的指令代码与程序结构 编程实例 自动编程

第一节 程序编制的内容与方法程序编制(数控编程)概念 将零件的工艺过程、工艺参数、刀具 位移量与方向以及其它辅助动作(换刀、 冷却、夹紧等),按运动顺序和所用数控 机床规定的指令代码及程序格式编成加工 程序单，选择输入方式输给数控装置，指 挥机床加工。 1、一般步骤 程序输入：手动数据输入、介质输入、通 讯输入。

分 析 零 件 图 样

工 艺 处 理

数 据 处 理

编 写 程 序 清 单

输 入 数 控 系 统

程 序 校 验

首 件 试 切

数 控 机 床

修 改

程序编制的一般步骤

(1)分析零件图样 ： 通过零件图样对工件材料、形状、尺 寸、精度及毛坯形状和热处理进行分析， 以便确定该零件是否适合在数控机床上加 工，或适合在哪种类型的数控机床上加工， 明确加工的内容及要求、确定加工方案、 选择合适的数控机床、设计夹具、选择刀 具、确定合理的走刀路线及选择合理的切 削用量等。一般说来，只有那些属于批量 小、形状复杂、精度要求高及生产周期要 求短的零件，才最适合数控加工。

(2)确定加工工艺过程在对零件图样作了全面的分析后，确 定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹 定位方法等)、加工路线(如对刀方式、选择 对刀点、换刀点、制订进给路线、确定加 工余量)及切削用量等工艺参数(如进给速度、 主轴转速、切削宽度和切削深度等)。制订 数控加工工艺时，具体有以下几方面：

1)确定加工方案 除了考虑数控机床使用的 合理性及经济性，并充分发挥数控机床的 功能外，还须遵循数控加工的特点按照工 序集中的原则，尽可能在一次装夹中完成 所有工序。 2)工夹具的设计和选择 确定采用的工夹具、 装夹定位方法等，减少辅助时间。若使用 组合夹具，生产准备周期短，夹具零件可 以反复使用，经济效果好。此外，所用夹 具应便于安装，便于协调工件和机床坐标 系的尺寸关系。

3)正确选择编程原点及坐标系 对于数控机 床来说，编程原点及坐标系的选择原则如 下： A 所选的编程原点及坐标系应使程序编制 简单。 B 编程原点、对刀点应选在容易找正、并 在加工过程中便于检查的位置。 C 引起的加工误差小。

4)选择合理的进给路线 进给路线的选择 应从以下几个方面考虑： A 进给路线尽量短，并使数值计算容易， 减少空行程，提高生产效率。 B 合理选取起刀点、切入点和切入方式， 保证切入过程平稳，没有冲击。 C 保证加工零件精度和表面粗糙度

的要 求。 D 保证加工过程的安全性，避免刀具与非 加工面的干涉。 E 有利于简化数值计算，减少程序段数目 和编制程序工作量。

5)选择合理的刀具 根据零件材料的性能、 机床的加工能力、加工工序的类型、切削 用量以及其他与加工有关的因素来选择刀 具。 6)确定合理的切削用量 在工艺处理中必须 正确确定切削用量。

3.数值计算 根据零件图样上零件的几何尺寸及确定 的加工路线、切削用量和刀具半径补偿方式 等，计算刀具的运动轨迹，计算出数控机床 所需输人的刀位数据。 4.编写零件的加工程序清单 在完成上述工艺处理和数值计算之后， 根据计算出来的刀具运动轨迹坐标值和已确 定的加工路线、刀具、切削用量以及辅助动 作，依据数控系统规定使用的指令代码及程 序段格式，逐段编写零件加工程序单。

5.程序输入数控系统 程序单编好之后，需要通过一定的方 法将其输入给数控系统。常用的输入方法 有： 1)手动数据输入 按所编程序清单的内容，通过操作数 控系统键盘上的数字、字母、符号键进行 输入，同时利用CRT显示内容进行检查。 即将程序清单的内容直接通过数控系统的 键盘手动键人数控系统。对于不太复杂的 零件常用手动数据输入(MDI)显得较为 方便、及时。

2)用控制介质输入 控制介质输入方式是将加工程序记录 在穿孔纸带、磁带、磁盘等介质上，用输 入装置一次性输入。穿孔纸带方式由于是 用机械的代码孔，不易受环境的影响，是 数控机床传统的信息载体，穿孔纸带上的 程序代码通过光电阅读机输入给数控系统 ，而磁带、磁盘上的程序代码是通过磁带 收录机、磁盘驱动器等装置输入数控系统 的。

3)通过机床的通信接口输入

将数控加工程序，通过与机床控制系 统的通讯接口连接的电缆直接快速输入到 机床的数控装置中，对于程序量较大的情 况，输入快捷。

6.校核加工程序和首件试切加工 通常数控零件加工程序输入完成后， 必须经过校核和首件试切加工才能正式使 用。一般是将加工程序上的加工信息输入 给数控系统进行空运转检验，也可在数控 机床上用笔代替刀具，以坐标纸代替工件 进行画图模拟加工，以检验机床动作和运 动轨迹的正确性。

但是，校核后的零件加工程序只能检验 出运动是否正确，还不能确定出因编程计 算不准确或刀具调整不当造成加工误差的 大小，即不能检查出被加工零件的加工精 度，因而还必须经过首件试切加工进行实 际检查，进一步考察程序清单的正确性并 检查工件是否达到加工精度。根据试切情 况进行程序单的修改以及采取尺寸补偿措 施等，当发现

有加工误差时，应分析误差 产生的原因，找出问题所在，加以修正， 直到加工出满足要求的零件为止。

2、手工编程与自动编程 手工编程是指从零件图样分析、工艺 处理、数值计算、编写程序清单、输入程 序直至程序校验等各步骤均由人工完成。 手工编程适用于点位加工或几何形状不太 复杂的零件加工，或程序编制坐标计算较 为简单，程序段不多，程序编制易于实现 的场合，出错机会较少，这时用手工编程 既经济又及时，因而手工编程被广泛地应 用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工 中。有时，手工编程也可用计算机辅助进 行数值计算。