教学主要内容 数控机床坐标系是进行设计和加工的基准，但有时利用机床坐标系编制零件的加工程序并不方便。如图所示的零件，如果以机床坐标系编程，编程前必须计算出A、B、C、D和E点相对机床零点M的坐标，这样做较繁琐。如果选择工件某一固定点为工件零点，如图中的 W点，以工件零点为原点且平行于机床坐标轴X、Y、Z建立一个新坐标系，就称工件坐标系。如将图中的工件零点 W与机床零点M之间的坐标值输入数控系统，就可用工件坐标系按图纸上标注的尺寸直接编程，给编程者带来方便。数控系统根据已输入的工件零点W相对机床零点M的坐标值和编程的尺寸，便自动计算出A、B、C、D和E各点相对机床零点的坐标值。这种处理方法称为工件坐标系的零点(原点)偏置(设置)，工件零点相对机床零点的坐标值称为零点偏置值。 工件零点W选择的原则：工件坐标系的零点是由操作者或编程者自由选择的，其选择的原则是: (1)应使工件的零点与工件的尺寸基准重合。 (2)让工件图中的尺寸容易换算成坐标值，尽量直接用图纸尺寸作为坐标值。 (3)工件零点W应选在容易找正，在加工过程中便于测量的位置。 根据上述的原则，数控车床的工件零点W通常选在工件轮廓右侧边缘(如图所示)或者左侧边缘的主轴轴线上。 (4)绝对坐标系与增量(相对)坐标系 在数控系统中，移动到一个坐标系的特定点运动可用绝对坐标系或增量(相对)坐标系描述。编写加工程序时，根据数控系统的坐标功能，从编程方便(即按零件图尺寸标注)及加工精度等要求出发选用坐标系。 绝对坐标系与增量坐标系可通过ISO标准和国标的准备功能指令G90、G91进行选择。G9O表示输入的尺寸字的数值为绝对值，G91表示输入的尺寸字的数值为增量值，这个绝对值与增量值的位置数值就指定了对应该坐标系的目标位置。 在坐标系中，对坐标系的原点，给出零件廓形点位置的距离或角度称为绝对值尺寸，这个坐标系称为绝对坐标系。如图中Pl~P9点的描述，其程序形式，例如P8至P9的直线段加工的尺寸字可写成:G9O G0l XO.0 Y70.0。 在坐标系中，坐标点的位置是由前一个位置算起的坐标增量值来表示距离或角度，而运动方向由其符号指定，称为增量值尺寸。如果是直线段轮廓，则相当于以直线的起点(前段程序的终点)为坐标原点作平行于工件坐标系各轴的平行线建立一个新坐标系，称为相对(增量)坐标系。如果是圆弧段轮廓，则相当于以圆弧的圆心为坐标原点建立起相对坐标系。如图中的Pl~P9点的描述，其程序形式，例如P8至P9的直线段尺寸字可写成：G91 G01 X-70.O YO.0，相当于在5
P8点建立了一个相对坐标系XP8Y，P9点的坐标值为X=-70.0，Y=O.0。 有些数控系统的增量值尺寸不用G91指令，而是在运动的起点建立平行X、Y、Z的相对坐标系U、V、W，其程序用G01 U_ V_ W_表示，与用G91 X_ Y_ Z_ 等效。 在一个零件加工程序中，可以采用绝对值尺寸或者增量值尺寸，或者绝对值和增量值尺寸混合使用，这主要是使编程员编程时能方便地计算出程序段的尺寸数值。选用绝对坐标系还是相对坐标系编程，与零件图的尺寸标注方法有关。如图中零件尺寸为基准尺寸标注法，适宜用绝对值尺寸(G90)，而图2-24中零件尺寸为链接尺寸(相对尺寸)标注法，适宜用增量值尺寸(G91)。 6. 机床加工坐标系设定的实例 拟留作业 课后小结 时 间 2011年 9 月 6 日 第 二 周 星 期 二 序 号 5、6 6
课 题 教学目的 教学重点 教学难点 教学方法 使用教具 教学主要内容
1.3程序的结构组成与数控编程的基本步骤 理解机床坐标系的命名及确定方法，加工程序的组成，了解数控编程的基本步骤 机床坐标系的命名及确定方法 常用指令的意义及使用。 演示法、讲解法、讨论法 仿真软件、数控机床等 新课导入： 数控编程与加工技术的广泛应用，在精密加工制造业中的意义 新课讲授： 一、数控编程的格式与代码 1. 数控加工程序的格式 （1）程序结构 （2）程序格式 常规加工程序由开始符(单列一段)、程序名(单列一段)、程序主体和程序结束指令(一般单列一段)组成。程序的最后还有一个程序结束符。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在ISO代码中是%，在EIA代码中是ER。程序结束指令可用M02(程序结来)或M30（纸带结束）。 （3）程序段格式 程序段中字、字符和数据的安排形式的规则称为程序段格式 目前国内外都广泛采用字地址可变程序段格式，又称为字地址格式。在这种格式中，程序字长是不固定的，程序字的个数也是可变的，绝大多数数控系统允许程序字的顺序是任意排列的，故属于可变程序段格式。但是，在大多数场合，为了书写、输入、检查和校对的方便，程序字在程序段中习惯按一定的顺序排列。 2. 程序段中的指令字 (1)字 数控机床程序由若干个\程序段\组成，每个程序段由按照一定顺序和规定排列的“字”（word）组成。字是由表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合而成。字表示某一功能的一组代码符号。如X2500为一个字，表示X向尺寸为250Omm.；F20为一个字，表示进给速度为20 (2)顺序号字 顺序号字也称程序段号或程序段序号或序号。 顺序号字的作用:①便于人们对程序作校对和检索修改。②用于加工过程中的显示屏显示。③便于程序段的复归操作。此操作也称\再对准\，如回到程序的中断处，或加工从程序的中途开始的操作。④主程序或子程序或宏程序中用于条件转向或无条件转向的目标。 (3)准备功能字 准备功能字的地址符是G，所以又称为G功能或G指令。 G指令有一种是其功能仅在出现的程序段中起作用，这种指令称为非模态（非续效）指令。这种非模态的G指令每次使用时都必须指定。另一种为模态(续效)指令，指定一次，在它被同组的其它G指令取代或被注销以前，其功能一直有效。 (4)尺寸字 (5)进给功能字 (6)主轴转速功能字 7
教学主要内容 (7)刀具功能字 刀具功能字用地址符T及随后的数字代码表示，所以也称为T功能或T指令。它主要用来选择刀具。TO103代表选用1号刀及3号刀具长度和刀具半径补偿号。 (8)辅助功能字M 1. 数控编程的内容 数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。 （1）分析零件图样和制定工艺方案 这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。 （2）数学处理 在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。 （3）编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。 （4）程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。 2. 数控编程方法 数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。 2.1 手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。 3. 自动编程 自动编程也称为计算机（或编程机）辅助编程。即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。工作表面形状愈复杂，工艺过程愈繁琐，自动编程的优势愈明显 。 常用的自动编程软件：CAXA；UG；Mastercam；Proe；Cimitr……； 拟留作业 课后小结 时 间 课 题 2011年 9月 13 日 第 三 周 星 期 二 1.4数控编程基础知识 序 号 7、8 8
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