转塘数控培训
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G00快速定位命令：G00命令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。例如，在数控车床加工中，当需要快速将刀具从换刀点移动到工件的加工起始位置时，可以使用G00指令。假设刀具在换刀点的坐标为(X0, Z100)，而加工起始位置为(X20, Z0)，则可以编写G00 X20 Z0指令，刀具将快速移动到指定位置。
G01直线插补命令：G01命令指示机器以设定速度直线移动。我们用X、Z值指定最终位置，用F值指定速度。比如要车削一段轴类零件的外圆，从当前位置(X10, Z0)车削到(X20, Z - 50)，设定进给速度为F100，则编写G01 X20 Z - 50 F100指令，刀具将沿着直线轨迹进行切削加工。
G02和G03圆弧插补命令：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。除了终点参数，在这里我们还需要定义旋转中心，或弧线起点与弧线中心点的距离（用I和J参数表示）。例如，要车削一个顺时针方向的圆弧，圆弧终点坐标为(X30, Z - 20)，圆弧半径为10mm，当前位置为(X20, Z - 10)，则可以通过计算得到I和J的值（这里假设为I0 J - 10），编写G02 X30 Z - 20 I0 J - 10指令。
数控编程程序格式的应用案例
一、数控车床编程案例
简单轴类零件加工
假设要加工一个简单的轴类零件，其直径为30mm，长度为100mm。采用FANUC数控系统进行编程。
首先是程序编号，如O0001。然后是程序内容部分：
N10 G50 X150.0 Z100.0;（设定工件坐标系，确定对刀点的位置）
N20 M03 S800;（主轴正转，转速为800r/min）
N30 G00 X32.0 Z2.0;（快速定位到接近工件的位置）
N40 G01 Z - 100.0 F100;（以100mm/min的进给速度直线切削，加工轴的外圆）
N50 G00 X150.0 Z100.0;（快速退刀回到对刀点）
N60 M05;（主轴停止）
N70 M30;（程序结束）
在这个案例中，遵循了数控编程程序格式的基本要求。程序结构清晰，有明确的程序编号、程序内容和程序结束段。使用了字地址格式，如G00、G01等指令准确地控制了刀具的运动，M03、M05等M代码控制了主轴的转动和停止。并且坐标数据和参数数据输入精确，能够保证加工出符合要求的轴类零件 。
对于细长轴类零件，如变速手柄轴，毛坯为φ25㎜×100㎜棒材，材料为45钢2。
工艺方案：
轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ25㎜外圆一头，使工件伸出卡盘85㎜，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工。
工步顺序较为复杂，包括手动粗车端面、手动钻中心孔、自动加工粗车φ16㎜、φ22㎜外圆（留精车余量1㎜）、自右向左精车各外圆面（包括倒角、车削不同直径外圆及长度控制）、粗车槽、精车槽以及切断等操作。
刀具选择：选用五把刀具，T01为粗加工刀（90°外圆车刀），T02为中心钻，T03为精加工刀（90°外圆车刀），T05为切槽刀（刀宽为2㎜），T07为切断刀（刀宽为3㎜，刀具补偿设置在左刀尖处）。
编程要点：
对于不同的加工工序，编程时需要准确控制刀具的运动轨迹和切削参数。例如，在粗车外圆时，要根据不同的直径分多次进行粗车，并且要合理设置每次粗车的切削深度和进给速度。
在精车各外圆面时，要按照工艺要求的顺序进行倒角、车削外圆等操作，如精车φ16㎜外圆的程序段：
N0190 G01 X16 Z - 35 F60; 其中X16是外圆直径，Z - 35是长度方向坐标，F60是进给速度。
在切槽和切断操作时，要注意刀具的宽度补偿，以确保切槽和切断的尺寸精度。简单轴类零件
以一个简单的轴类零件为例，毛坯为φ45㎜×120㎜棒材，材料为45钢，要数控车削端面、外圆。
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刀具是CNC加工中的关键要素。要熟悉CNC加工中常用的刀具类型，如铣刀（包括立铣刀、球头铣刀、键槽铣刀等）、钻头、车刀等。每种刀具都有其特定的用途，例如立铣刀主要用于平面铣削、轮廓铣削等；球头铣刀适合加工曲面。同时，还需要了解刀具的参数，如刀具的直径、长度、刃数、前角、后角等。刀具的直径会影响加工的精度和效率，较大直径的刀具可以在一次走刀中去除更多的材料，但在加工一些狭小区域时可能无法使用；刀具的前角和后角会影响切削力和刀具的寿命。此外，刀具的材料也很重要，常见的刀具材料有高速钢、硬质合金等，硬质合金刀具具有较高的硬度和耐磨性，适用于高速切削加工。
编程坐标系
在CNC编程中，要建立正确的编程坐标系。编程坐标系包括工件坐标系和机床坐标系。工件坐标系是根据工件的形状和加工要求在工件上建立的坐标系，它的原点通常设置在工件的某个特征点上，如工件的中心、某个角点等。机床坐标系是机床本身固有的坐标系，它是CNC系统进行位置控制的基准坐标系。在编程时，需要将工件坐标系与机床坐标系进行关联，通过对刀操作来确定两者之间的关系。例如，在数控铣床上加工一个矩形零件时，可以将工件坐标系的原点设置在矩形的左下角顶点，然后通过对刀操作将该点在机床坐标系中的位置确定下来，这样在编程时就可以按照工件坐标系中的坐标值来编写加工程序。
CNC编程代码基础（G代码和M代码）
G代码和M代码是CNC编程中的核心指令。G代码主要用于控制刀具的运动轨迹，如直线插补（G01）、圆弧插补（G02、G03）、快速定位（G00）等。例如，G01指令可以使刀具按照指定的速度直线移动到目标位置，在编写平面铣削程序时经常会用到。M代码则主要用于控制机床的辅助功能，如主轴的启动（M03）、停止（M05），冷却液的开（M08）、关（M09）等。掌握G代码和M代码的基本功能和格式是编写CNC程序的关键。不同的CNC系统可能会对G代码和M代码有一些细微的差异，需要根据具体的机床控制系统进行学习和调整。
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（二）UG（Unigraphics）
软件特点
UG是美国Unigraphics Solution公司开发的一套集CAD、CAM、CAE功能于一体的三维参数化软件，是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，用于航空、航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。它提供可靠、精确的刀具路径，能直接在曲面及实体上加工，具有良好的使用者界面，客户也可自行设计界面。它还拥有多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径，并且有完整的刀具库、加工参数库管理功能，包含二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割等多种加工功能，还具备大型刀具库管理、实体模拟切削、泛用型后处理器等功能，并且具有高速铣功能8。
编程方式
在UG中，编程通常基于零件的三维模型。首先进行零件的建模，可以使用其强大的参数化建模功能创建精确的几何模型。然后进入加工模块，选择数控车加工类型，如车削、车铣复合等。与Mastercam类似，需要设置刀具参数、加工工艺参数等。UG的优势在于其对复杂零件的加工编程能力。例如，对于具有复杂内部结构和外部轮廓的航空零部件，编程人员可以利用UG的高级建模和加工功能，进行多轴联动的数控车铣复合编程。通过设置不同的加工工序，如粗车、精车、螺纹加工等，并对每个工序进行详细的参数设置，包括刀具路径的优化、切削力的控制等，UG能够生成高质量的加工程序。
与数控系统的适配
UG可以与多种主流数控系统进行适配。它的后处理器能够根据不同数控系统的要求生成相应的程序代码。由于UG应用于高端制造领域，在与一些高精度、高性能的数控系统适配时，能够充分发挥数控系统的多轴联动、高速加工等功能。例如，在与FANUC 30i系列数控系统适配时，可以实现高速、高精度的车铣复合加工，满足航空航天等领域对零件加工精度和效率的严格要求。
加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向。C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为＋C向，顺时针为－C向。加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面或左端面上。正确选择和设置坐标系对于准确编程和加工至关重要，它是确定刀具运动轨迹和加工位置的基础。
G - code和M - code
G - code（几何代码）：是CNC（计算机数控）机床的编程语言，用于指示机器移动位置、移动速度以及要遵循的路径。例如，G00命令以最大速度将机器从当前位置移动到指定的坐标，它是一种非切割运动，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；G01命令指示机器以设定速度直线移动，常用于机床直线切割材料或3D打印机直线挤出材料等操作；G02和G03命令分别要求机器以圆形模式顺时针和逆时针移动，在加工圆弧等形状时会用到，并且需要定义旋转中心或弧线起点与弧线中心点的距离等参数。
M - code（辅助功能代码）：与G - code配合使用来生成完整的数控程序。例如，M03命令用于打开主轴，并且可以使用S参数设置主轴速度，如M30 S1000将以1000RPM的速度打开主轴。M代码还包括其他功能，如冷却液的开关（M08打开冷却液，M09关闭冷却液）、程序结束（M30）等。
二、数控铣床编程基础
坐标系与坐标值
与数控车床类似，数控铣床也有自己的坐标系，通常采用笛卡尔坐标系。在编程时需要准确确定工件在坐标系中的位置，包括X、Y、Z三个坐标轴的坐标值。对于一些复杂的零件，可能还涉及到多个坐标系的转换，例如在加工斜面上的形状时，可能需要建立局部坐标系。
编程指令
除了通用的G - code和M - code指令外，数控铣床编程还有一些特定的指令。例如，在进行平面铣削时，需要使用到平面铣削指令，设置切削深度、切削宽度、进给速度等参数；在进行曲面加工时，要根据曲面的形状和加工要求选择合适的曲面加工指令，并且要考虑刀具的路径规划，以保证加工精度和表面质量。
刀具路径规划
在数控铣床编程中，刀具路径规划是非常重要的环节。对于简单的形状，如矩形、圆形等，可以直接根据几何形状确定刀具的运动轨迹。但对于复杂的三维曲面，就需要使用专门的算法和软件工具来生成合理的刀具路径。例如，采用等高线加工、环绕等距加工等方法，避免刀具在加工过程中发生碰撞，同时提高加工效率和表面质量。
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