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桐庐学数控编程

2024/12/10 9:08:40

桐庐学数控编程机械工程实训总学时内，给予数控机床实训足够的时间比例。学生在实训过程中，通过实际操作数控车床，将所学的理论知识应用到实践中，例如编写数控程序来加工简单的轴类零件、盘类零件等，提高了自己的数控编程能力和实际操作能力。

桐庐学数控编程

数控机床零件编程实例
一、数控车床编程实例
简单轴类零件编程
假设要加工一个直径为
Φ
30
�
�
Φ30mm，长度为
50
�
�
50mm的轴类零件，毛坯为直径
Φ
35
�
�
Φ35mm的棒料。加工工序为：先进行粗车，留
0.5
�
�
0.5mm的精加工余量，然后进行精车。
首先确定编程坐标系，将编程原点设置在零件的右端面中心。选择刀具，粗车刀为T01，精车刀为T02。
以下是使用FANUC数控系统的编程示例：
粗车程序（O1001）：
N10 G50 X100 Z100;（设定坐标系，定义换刀点位置）
N20 M03 S500;（主轴正转，转速为500r/min）
N30 T0101;（选择粗车刀，并调用刀具补偿）
N40 G00 X36 Z2;（快速定位到粗车起始点）
N50 G99 G01 Z - 50 F0.2;（以
0.2
�
�
/
�
0.2mm/r的进给速度粗车外圆）
N60 X40;（退刀）
N70 G00 Z2;（快速返回起始高度）
N80 X32;（定位到下一次粗车的起始直径）
N90 G01 Z - 50;
N100 X36;
N110 G00 Z2;
N120 X28;
N130 G01 Z - 50;
N140 X32;
N150 G00 Z2;
N160 M05;（主轴停止）
N170 T0100;（取消刀具补偿）

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G代码的基本结构
一般来说，G - code命令由字母G加上数字组成，例如G00、G01等。每个G代码指令都有特定的功能。以G01为例，它表示直线移动到特定位置。在G01指令后面通常会跟上表示目标位置的X、Y、Z坐标值以及表示进给率（执行移动的速度）的F值。例如代码G01 X247.951560 Y11.817060 Z - 1.000000 F400.000000要求数控机床从当前位置直线移动到坐标X247.951560、Y11.817060和Z - 1.000000，速度为400mm/min10。
常见的G代码指令
G00：以最大速度将机器从当前位置移动到指定的坐标，机器将同时移动所有轴，以便同时完成行程，这是一种非切割运动，目的是将机器快速移动到所需的位置，开始某种工作，如切割或打印。
G02和G03：G02命令要求机器以圆形模式顺时针移动，G03命令指示机器以圆形模式逆时针移动。在执行这两个指令时，除了终点参数外，还需要定义旋转中心，或弧线起点与弧线中心点的距离，通常使用I和J参数来定义中心点相对于始发点或上一个命令的终点的偏移量10。
G28：要求机器将移动到其参考点或home位置。为了避免碰撞，可以包括一个带有X、Y和Z参数的中间点，工具将在转到参考点之前通过该点。
G90和G91：用于告诉机器如何解析坐标值。G90为绝对模式，工具的定位始终相对于绝对点或零点；G91为相对模式，工具的定位相对于最后一点，此模式也称为增量模式10。
G - code在数控加工中的应用示例
在数控铣削加工一个简单的圆形零件时，首先可以使用G00将刀具快速定位到接近工件的起始位置，然后使用G01进行直线切削，当需要加工圆形轮廓时，可以使用G02或G03指令。例如，要加工一个半径为10mm的半圆，假设起始点为(0,0)，终点为(20,0)，圆心在(10,0)，可以使用G01将刀具移动到半圆的起点，然后使用G02 X20 Y0 I10 J0指令来加工这个半圆。

桐庐学数控编程

直径编程与半径编程
在数控车编程中，直径方向（X方向）系统默认为直径编程，即编程时使用的X值是直径尺寸。例如，要加工一个直径为50mm的外圆，可以编写G01 X50。但也可以采用半径编程，不过需要更改系统设定。在一些特殊情况下，如加工一些非圆弧形的零件或者进行复杂的数学计算时，半径编程可能会更加方便，但要注意系统的相关设置。
二、数控车编程的常见方法
（一）手工编程
基本概念
手工编程是最基本的数控车编程方法。编程人员根据加工零件的形状、尺寸和要求，手动编写相应的G代码和M代码。这需要编程人员具备扎实的机械加工工艺知识、数控编程知识以及数值计算能力。例如，对于一个简单的轴类零件，编程人员要先分析零件的尺寸精度要求、确定加工顺序（如先粗加工再精加工）、选择合适的刀具（外圆车刀、切槽刀等），然后根据这些信息编写程序。在编写程序过程中，可能需要进行一些数值计算，如计算刀具的运动轨迹坐标、切削用量（进给量、切削速度等）等。
适用范围
手工编程适用于几何形状不太复杂的零件，如简单的轴类、盘类零件。对于三坐标联动以下的加工程序，手工编程也比较常用。例如，加工一个直径为30mm、长度为50mm的光轴，手工编程就可以很方便地完成。但是对于复杂形状的零件，如具有复杂曲面或者多轴联动加工要求的零件，手工编程会变得非常困难，甚至无法完成，因为手工计算复杂曲面的刀具轨迹和坐标点是一项极其繁琐且容易出错的工作。

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桐庐学数控编程

定义
手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具，通过各种三角函数计算方式，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。 [1]
这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。使用于非模具加工的零件。
编程步骤
人工完成零件加工的数控工艺
分析零件图纸
制定工艺决策
确定加工路线
选择工艺参数
计算刀位轨迹坐标数据
编写数控加工程序单
验证程序
手工编程
刀轨仿真
优点
主要用于点位加工（如钻、铰孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现的情况等。

课程介绍

桐庐学数控编程

2. 编程步骤
2.1 准备工作
图纸分析：仔细阅读零件图纸，理解零件的尺寸、形状和加工要求。
选择刀具：根据加工要求选择合适的刀具，如外圆车刀、内孔车刀、钻头等。
确定加工顺序：合理安排加工步骤，先粗后精，先面后孔，先外后内。
2.2 编写程序
设置工件坐标系：使用G54至G59指令设置工件坐标系，通常将工件右端面与轴心线的交点设为坐标原点。
编写加工指令：根据加工顺序和刀具路径，编写具体的加工指令。例如：
Nc
复制
N0010 G54 X0 Z0 ; 设置工件坐标系
N0020 G00 X50 Z100 ; 快速移动到起始点
N0030 M03 S1000 ; 主轴正转，转速1000转/分钟
N0040 G01 X0 Z0 F100 ; 直线插补，进给速度100毫米/分钟
N0050 G00 X50 Z100 ; 快速返回起始点
N0060 M05 ; 主轴停止
N0070 M30 ; 程序结束
2.3 模拟验证
程序仿真：使用数控仿真软件对编写的程序进行仿真，检查是否有错误或碰撞。
试切验证：在实际机床上进行试切，观察加工效果，必要时进行调整。
3. 常见指令及其用途
3.1 基本移动指令
G00：快速移动到指定位置。
G01：直线插补，沿直线路径移动。
G02：顺时针圆弧插补。
G03：逆时针圆弧插补。
3.2 固定循环指令
G71：外圆粗车循环。
G72：端面粗车循环。
G73：复合粗车循环。
G74：钻孔循环。
G76：精车螺纹循环。

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三、CNC编程的坐标系
机床坐标系
机床坐标系是CNC机床固有的坐标系，它是由机床生产厂家在制造机床时确定的。通常，机床坐标系的原点位于机床的某个固定位置，例如，对于铣床来说，原点可能位于工作台的某个角或者机床的中心位置。机床坐标系的坐标轴方向也是固定的，一般遵循右手笛卡尔坐标系规则，即X、Y、Z轴相互垂直，大拇指指向X轴正方向，食指指向Y轴正方向，中指指向Z轴正方向。
工件坐标系
工件坐标系是编程人员根据工件的形状、加工要求等在工件上设定的坐标系。在编程时，所有的坐标值都是相对于工件坐标系而言的。设定工件坐标系的目的是为了方便编程，使得编程人员可以根据工件的实际形状和加工工艺来确定刀具的运动轨迹。例如，对于一个长方体形状的工件，编程人员可能会将工件坐标系的原点设定在工件的一个角上或者中心位置，然后根据工件的尺寸和加工要求，计算出刀具在工件坐标系中的运动坐标。
CNC编程入门先学的软件
一、MasterCAM
功能特点
MasterCAM是美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等多种功能于一身。
在二维绘图方面，它提供了丰富的绘图工具，能够绘制各种复杂的平面图形，这对于创建零件的轮廓图非常有用。在三维实体造型方面，MasterCAM可以构建出复杂的三维模型，无论是简单的机械零件还是复杂的曲面造型都能胜任。
其曲面设计功能强大，能够设计出复杂的曲线、曲面零件。对于需要加工曲面的工件，MasterCAM的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能可以生成高效的刀具路径。
在数控编程方面，MasterCAM提供了多种加工策略，适用于不同类型的加工操作，如铣削、车削、线切割等。它的可靠刀具路径校验功能可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况。
适用场景与用户群体
MasterCAM适合中小企业，因为它价位适中且功能全面。对于从事机械加工、模具制造等行业的企业来说，尤其是那些需要进行产品加工，从设计到加工都需要软件支持的企业，MasterCAM是一个理想的选择。它对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果，已被广泛应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与NC加工。

课程特色：

1.师资力量雄厚，各老师都拥有丰富的实践经验和教学经验，富有责任心，老师全程跟踪解决学员后顾之忧。

2. 优质的教学质量，紧紧围绕课堂教学，优化教学过程，增强教学的有效性。

3.舒适的学习环境，校区环境整洁舒适、休闲安静、舒适自然、轻松宜人。

4.良好的交通条件，校区周边交通便利，停车方便，公交可直达校区。

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