数控考试重点 - 图文

数控技术是机械技术和计算机控制技术的结合的产物，计算机技术进步推动数控技术发展。

第一节数控机床的基本概念2.数控技术的基本概念数控技术：用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法（Numerical Control）。数控系统：采用数控技术的控制系统。计算机数控系统：以计算机为控制核心的控制系统。（Computer Numerical Control，CNC）数控机床：用数字技术实施加工控制的机床，或装备了数控系统的机床。

3.数控机床的工作原理数控机床在加工零件时，首先根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据；然后编制零件的数控加工程序，并将程序输入到数控装置，数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移的大小，以及刀具选择交换、工件夹紧松开等进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。几何信息刀具、工件间相对运动数控加工程序工艺信息进给速度、主轴转速、辅助信息参数数控机床零件加工 二.数控机床的工作流程1.数控加工程序编制：从零件图样到制成控制介质全部过程。2.程序输入：将零件程序、控制参数和补偿数据输入数控装置。数控加工程序的编制程序输入译码3.译码：将加工信息和其它辅助信息翻译成计算机能识别的数据形式并存在指定内存区域。4.刀具补偿：补偿刀具形状及尺寸误差，包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。5.插补：根据给定速度和轮廓线型的要求，在轮廓之间，确定中间点的方法。刀具补偿插补6.位置控制和机床加工：伺服电机驱动机床的运动部件加工工件。位置控制和机床加工 一. 数控机床的组成

数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体五部分组成。

4.按工艺方法、用途分类

三、数控机床主要技术指标?数控机床的规格指标1.行程范围2.摆角范围3.刀库容量和换刀时间4.控制轴数与联动轴数?数控机床的精度指标1.分辨率和脉冲当量3.分度精度2.定位精度和重复定位精度?数控机床的运动性能指标1.主轴转速2.位移速度和进给速度2.平均修复时间3.平均有效度A

二.数控机床适用范围

数控机床适用于品种变换频繁、批量较小，加工方法区别大且复杂程度较高的零件。 二.数控编程的内容和步骤

?数控机床的可靠性指标1.平均无故障工作时间

三.数控编程的方法 1.手工编程

手工完成程序编制全部工作(包括用计算机进行辅助数值计算)。 特点：耗费时间长，易出错，无法胜任复杂形状零件编程。

适用情况：几何形状较为简单零件，点位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工。 2.自动编程

在编程过程中，除分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成，如坐标值计算、零件加工程序单的编写、自动输出加工程序单及制备控制介质等。

特点：计算机自动绘制刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序正确性，并及时修改；计算机代替编程人员完成繁琐数值计算，提高编程效率；解决手工编程无法完成复杂零件编程。

根据编程信息的输入与计算机处理信息的方式不同，分为语言式自动编程和图形交互式自动编程。

适用：形状复杂零件，具有非圆曲线、列表曲线或曲面的零件。

? 手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。 ? 自动编程适用于：

– 形状复杂的零件

– 虽不复杂但编程工作量很大零件（如有数千个孔零件）

– 虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）

? 据国外统计：

– 用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约

为 30：1。 – 数控机床不能开动的原因中，有20~30%是由于加工程序不能及时编制

出造成的

编程自动化是当今的趋势！ 1.程序构成

加工程序由程序号(名)和若干个程序段组成。每个程序段又由程序段号和若干个指令字组成，指令字由字母、符号、数字组成。每段程序由；结束。程序段是数控程序的基本组成单元。

2.程序段格式

程序段格式指一个程序段内指令字的排列顺序和表达方式，即程序段的书写规则，程序中的字、字符、数据的安排规则。

主要有三种：固定顺序程序段格式、带分隔符的固定顺序程序段格式和字地址程序段格式。

固定顺序程序段格式：程序段中无地址符，字的顺序和程序段长度固定不变，不能省略。格式简单，但程序长，不直观。

带分隔符的固定顺序程序段格式：程序段中也不使用地址符，但字的顺序固定，各字之间用分隔符隔开以表示地址的顺序。由于有分隔符，不需要的字可省略，但须保留相应的分隔符。 3.主程序和子程序

数控程序分为主程序和子程序。

在加工程序中，如果几个连续程序段在多处重复出现，可将其按规定格式独立编号成子程序。

程序中子程序以外部分称为主程序。在执行主程序过程中，可多次重复调用子程序。

子程序格式：除有子程序名或子程序开头代码外，还要有子程序结束代码，其余与主

程序相同。

主程序是加工程序主体部分，是一个完整的零件加工程序。不同零件或不同的加工要求，都有唯一主程序。

为简化编程，可将一个程序或多个程序中的重复动作编写为单独程序，并通过程序调用的形式来执行，称为子程序。具有以下特点:

? 子程序可被主程序或其他子程序调用，且可多次循环执行； ? 主程序调用子程序，还可调用其他子程序，即子程序嵌套； ? 子程序执行结束，能自动返回到调用的程序中；

? 子程序一般不可以作为独立的加工程序使用，只能通过调用来实现加工中局部

动作。 主、子程序异同

相同：都是完整的程序，包括程序号、程序段、程序结束指令。 不同：

? 程序结束指令不同 主程序：M02 或 M30 子程序：M99

? 子程序不能单独运行，由主程序或上层子程序调用执行。

数控机床的坐标系

在数控机床上，机床的动作由数控装置控制，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动过程，必须通过坐标系来确定机床运动位移和方向，此坐标系称为机床坐标系。 如铣床，机床的纵向运动、横向运动及垂直方向运动, 需要用机床坐标系来描述。为了确定机床运动部件的运动方向和移动距离，而在机床上建立的坐标系，即机床坐标系。

（2）机床坐标系确定方法

顺序：先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴。 1）Z坐标

? 将平行于机床主轴的刀具运动坐标定义为Z坐标。

? 主轴指产生切削动力的轴，例如铣床、钻床、镗床上的刀具旋转轴，车床上

的工件旋转轴。 ? 如果主轴能够摆动，即主轴轴线方向是变化的，则以轴线垂直于机床工作台

装夹面时的状态来定义Z轴。 ? 对于Z轴的方向，规定以增大刀具与工件间距离的方向为其正方向。 2）X坐标

? X轴为水平面方向，垂直于Z轴并平行于工件装夹面。 ? 对于不同类型机床，X轴及其方向有具体规定：

? 对于刀具旋转机床，如铣床、钻床等，若Z轴垂直 (立式)，X

轴为从刀具向立柱方向看向右为正；若Z轴水平 (卧式)，X轴为从刀具主轴后端向工件方向看向右为正。 ? 对于工件旋转机床，如车床，X轴在工件径向，并平行于横向

拖板，刀具离开工件旋转中心方向其正方向。

3）Y坐标

Y轴垂直于X、Z坐标，其方向根据X和Z轴按右手法则确定。

数控车床坐标系

镗铣床坐标系

说明：

? 加工过程中不论是刀具移动还是工件移动，一律假定工件静止不动，而刀具移动，并规定刀具远离工件运动方向为坐标轴正方向。编程人员在不知道机床加工时是刀具移动还是工件移动的情况下，可以根据零件图纸确定机床的加工工艺过程。

? 如果把刀具看作静止不动，工件移动，则在坐标轴的字母上加“′” ；加

“′”字母表示工件运动正方向，与不加“′” 表示的刀具运动正方向相反。 辅助功能M指令

1）程序停止指令（M00）

暂停指令，停止主轴转动、进给和切削液。程序运行停止后，模态信息全部被保存，利用机床“启动”键，可使机床继续运转。常用于加工过程中测量工件的尺寸、工件调头、手动变速等固定操作。 （2）选择停止指令（M01）

与M00类似，但必须预先按下操作面板上的“选择停止”按钮，执行到该指令时停止执行程序，否则指令无效，程序继续执行。常用于工件关键性尺寸的停机抽样检查或临时停车场合等，检查完毕后，按“启动”键可继续执行以后程序。 （3）程序结束指令（M02）

全部程序结束后，此指令可使主轴、进给及切削液全部停止并使机床复位，通常位于最后一个程序段。

（4）主轴有关的指令（M03、M04、M05）

M03表示主轴正转，M04为反转。主轴正转是沿主轴向Z轴正向看，顺时针转动；反转时，转向相反。M05为主轴停止。 （5）换刀指令（M06）

手动或自动换刀指令。它不包括刀具选择功能，常用于加工中心换刀前的准备工作。

（6）切削液有关的指令（M07、M08、M09） M07、M08为切削液开，M09为切削液关。 （7）程序结束指令（M30）

与M02基本相同，但M30自动返回程序起始位置，为加工下一个工件作好准备。 3. F、S、T指令

(1)进给速度指令（F）(Feed Function)

进给速度指令用字母F及其后面的数字来表示，单位为mm/min或mm/r。例如，F150表示进给速度为150mm/min。

(2)主轴转速指令（S） (Spindle Function)

用字母S及其后面的数字来表示，单位为r/min。例如，S300表示主轴转速为300r/min。

(3)刀具功能指令（T）(Tool Function)

在自动换刀的数控机床中，该指令用以选择所需的刀具号和刀补号。刀具可以用字母T及其后的两位或四位数字表示。如T06表示6号刀具，T0602表示6号刀具选用2号刀补号。

1.绝对坐标指令与增量坐标指令（G90、G91） G90—绝对坐标指令 G91—增量坐标指令

均为模态G代码，其中G90为默认形式 2.坐标系设定指令（G92） 格式：G92 X_ Y_ Z_

X、Y、Z为当前刀位点（起刀点）在所设定的工件坐标系中的坐标值。 功能：建立工件坐标系，确定工件坐标系原点（工件原点）在距刀具刀位点起始位置（起刀点）多远的地方。

数控加工对刀目的

? 将编程（工件）坐标系与机床坐标系联系起来，使机床运动部件按照编程坐标

系中坐标值运动。 ? 实质上是获取编程坐标系坐标原点在机床坐标系中的坐标值（编程坐标系原点

的机床坐标）。 ? 依据是机床坐标系与编程坐标系之间的关系。 试切对刀法

1.回参考点:标定测量系统。 2.手动操作机床,试切削：

(1)切削工件外圆表面,保持刀具在X方向位置不变退刀,记录此时X轴坐标值Xt,并测量试切后工件外圆直径为d;

(2)切削工件右端面,保持刀具Z方向位置不变退刀,记录此时Z轴坐标值Zt。

3.计算编程原点O在机床坐标系中坐标值:若工件长度为L,则编程原点为:Xo=Xt－d/2,Zo=Zt－L;若编程原点选在右端面O1,则L取0。

4.计算起刀点在机床坐标系中的坐标:若起刀点在编程坐标系中坐标为A(60,100),则在机床坐标系中坐标为:XA=Xo＋60, ZA=Zo＋100。 5.操作机床，移动刀具到起刀点位置(XA,ZA)。 6.执行G92指令，则系统建立新的工件坐标系。

二、运动控制指令1. 快速点定位指令（G00）功能:使刀具以点位控制方式，从所在点以系统设定的速度快速移动到坐标系另一点。格式:G00 Ｘ___Ｙ___Ｚ___ 其中：X、Y、Z为目标点坐标值。说明：?G00运动轨迹视具体机床而异，应了解相应数控系统情况；?建议不在指令后同时指定3个坐标轴，通常先移动Z轴，后移动X、Y轴；?G00仅是快速定位，并不进行切削加工；?G00的程序段不需要指定进给速度F，如果指定了则无效，移动速度由机床厂家设定，一般不允许修改。?通常用在程序的起始和结束部分，实现刀具的快速进退功能。黑龙江大学机电工程学院

二、运动控制指令2.直线插补指令（G01）功能：指令两个坐标(或三个坐标)以联动方式，按程序段中规定进给速度F，插补加工出直线。格式：G01Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｆ＿＿X,Y,Z为直线终点的绝对或增量坐标;F为沿插补方向进给速度。说明：?G01指令既可双坐标联动插补运动,又可三坐标联动插补运动,取决于数控系统功能,当指令后只有两个坐标值时,刀具将作平面直线插补,若有三个坐标值将作空间直线插补;?刀具当前位置是直线起点,程序段中指定的是终点坐标值；?G01程序段中须含有进给速度F指令,否则机床不动作;?G01和F指令均为续效指令。黑龙江大学机电工程学院Z工件坐标系O0010;N0010 G92 X50 Z10; (设定编程原点)N0020 G90 G00 X20 Z2T0101 S600 M03; (快进A-B)N0030 G01 X20 Z-14 F100;(车外圆B-Ｃ)N0040 G01 X28 Z-38; (车圆锥C-D)N0050 G01 X28 Z-48;(车外圆Ｄ-E)N0060 G01 X42 Z-48; (车平面E-F)N0070 G00 X50 Z10 M05; (快退至起刀点F-A)N0080 M02; (程序结束)黑龙江大学机电工程学院X二、运动控制指令3. 圆弧插补指令（G02、G03）G02表示顺时针圆弧插补；G03表示逆时针圆弧插补。格式：G17G18G19X-Y-I-J-I-K-J-K-或ＲG02G03X-Z-Y-Z-F___；说明：?G17/G18/G19分别设定圆弧所在平面,当仅有一个坐标平面时(如车床),该平面设定指令可省略;对于具有三个控制坐标铣床,G17指令可省略。黑龙江大学机电工程学院 ? 圆弧顺、逆方向判断：沿垂直于加工圆弧所在平面的坐标轴从正向往负向看

（逆向），刀具相对于工件的转动方向是顺时针用G02，反之用G03。车床应注意。

二、运动控制指令3. 圆弧插补指令（G02、G03）?终点坐标Ｘ、Y、Z可用绝对坐标，也可用增量坐标，取决于指定的G90或G91，也可以用增量坐标字Ｕ、Ｖ、Ｗ(如车床)。?R是圆弧半径，当圆弧所对应的圆心角小于或等于180°时，R取正值；当圆心角大于180°时，R取负值。?I、J、K由从圆弧起点指向圆心的矢量决定,其计算可采用圆心相对于圆弧起点的偏移值(圆心坐标减去圆弧起点坐标）,以增量方式指定;对于车床,无论是直径编程还是半径编程,I均为半径量。?加工整圆，不能用R，只能用圆心坐标I、J、K编程。黑龙江大学机电工程学院 例：铣削如图所示曲线轮廓，设A点为起刀点，方向如图所示。 用绝对坐标编程 N0010 G92 X0 Y18；

N0020 G90 G02 X18 Y0 R18 F100 S300 M03 ；(C1弧)

N0030 G03 X68 Y0 R25 ；(C2弧) N0040 G02 X88 Y20 R-20 M02 ；(C3弧)

1.使用绝对坐标及R方式： O0001;

N0010 G92 X0 Y0；

N0020 G90 G17 G00 X40 Y-40 S600 M03 T01 ；

N0030 G01 X-80 Y-40 F200； N0040 G01 X-80 Y-20；

N0050 G02 X-40 Y20 R40 F100； N0060 G03 X20 Y80 R60； N0070 G01 X40 Y80 F200； N0080 Y-40； N0090 G00 X0 Y0 M05; N0010 M02；

二、运动控制指令4. 暂停(延迟)指令（G04）功能：指令可使刀具作短时间无进给运动，进行光整加工，可用于车槽、镗平面、锪孔等场合，暂停时间一到，继续执行下一段程序。例如，车削环槽时，若进给完立即退刀，则槽外形为螺旋面，用暂停指令使工件空转几秒钟，即能光整成圆。格式：G04 β△△注意:符号β表示地址符，常用地址符有X、U、P等，不同系统有不同规定，△△为数字，表示暂停时间(以秒或毫秒为单位)，或表示工件转数，视具体机床而定。G04为非续效指令，只在本程序段有效。黑龙江大学机电工程学院 一、加工盲孔时,在刀具进给到规定深度后,用暂停指令使刀具作非进给光整切削,然后退刀,保证孔底平整；

二、镗孔完毕后要退刀时,为避免留下螺旋划痕而影响表面粗糙度,应使主轴停止转动,并暂停几秒钟,待主轴完全停止后再退刀；

三、地址码X或P为暂停时间,其中X后面可用带小数点的数,单位为s,如G04X5表示在前一程序执行完后,要经过5s以后,后一程序段才执行。地址P后面不允许用小数点,单位为ms。如G04P1000表示暂停1s。 四、G04的程序段里不能有其它指令。

刀具补偿分类

刀尖圆弧半径补偿通过G41、G42、G40指令及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号来建立或取消刀尖圆弧半径补偿。

?G40?格式： X__ Z__；

???G41???G42???G00???G01?? G41为左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)，G42为右刀补(在刀具前进方向右侧补

偿)。G40指令为取消刀具半径补偿。X、Z为G00/G01的参数，即刀补建立或取消的终点坐标。G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。 刀具长度补偿

? 刀具长度补偿也称为刀具长度偏置，用于补偿刀具长度方向尺寸的变化。数控铣床通常在Z轴方向进行刀具长度补偿，可使刀具在Z轴方向的实际位移量大于或小于编程给定位移量。 ? 利用刀具长度补偿功能，当加工中刀具长度发生变化时(选用不同长度刀具或

需要进行刀具轴向进刀补偿)，可不必修改程序中坐标值，只需修改存放在长度补偿寄存器中刀具长度补偿值。 ? 若加工一个零件需用多把刀，各刀长度不同，编程时不必考虑刀具长短对坐

标值的影响，只需把其中一把刀设为标准刀，其余各刀相对标准刀设置长度补偿值即可。 刀具长度补偿指令（G43、G44）

? 用于刀具轴向（Z方向）补偿，可使刀具在Z方向上的实际位移大于或小

于程序给定值。即：

格式：

Z_ H_；

G43: Z实际值=Z指令值+(H_) G44: Z实际值=Z指令值－(H_) G40: 取消刀补。

G43为刀具长度正补偿或离开工件补偿；G44为刀具长度负补偿或趋向工件补偿。

偏置量是正值时,G43指令在正方向移动一个偏置量,G44在负方向上移动一个偏置量。偏置量是负值时，则沿上述反方向移动。

a情况（比原刀长）：设定H01=2，则G43 H01 c情况（比原刀短）：设定H02=2，则G44 H02 1.基点和节点的计算

基点：构成零件轮廓的两相邻几何元素的交点或切点。

节点：在误差允许范围内，逼近非圆曲线的若干个直线段或圆弧段的交点或切点。 二.基点计算

一般数控机床都具有直线和圆弧插补功能、刀具半径补偿功能，由直线和圆弧组成零件轮廓，只需计算零件轮廓基点坐标。

方法：选定零件坐标系，列出各直线和圆弧的解析方程： 直线：Ax?By?c?0，圆弧：(x??)2?(y??)2?R2将两相邻几何元素的方程联立，解出各交点或切点的坐标。

若数控机床没有刀具半径补偿功能，由直线和圆弧组成零件轮廓，需要根据零件轮廓和刀具半径计算出刀位点轨迹上基点坐标。

方法：选定零件坐标系，列出各直线和圆弧等距线解析方程：

2直线：Ax?By?c??r刀A2?B2，圆弧：(x??)2?(y??)2?(R?r刀）

三.非圆曲线的节点计算1.直线段逼近非圆曲线(1)等间距法已知非圆曲线方程:y=f(x),从曲线X轴的起点开始,以等间距Δx划分起点到终点区间,设起点的X坐标值为x0=a,则x1=a+Δx,x2=a+2Δx,… xi=a+iΔx, 代入方程求得一系列Y坐使每个程序段某一坐标增量相等，标值: yi=f(xi)(i=1,2,3…),则(xi,yi)即然后根据曲线表达式求出另一坐标值，即可得到节点坐标。为所求节点坐标值。关键是合理确定Δx，既要满足允许误差的要求，又要使节点尽可能少。黑龙江大学机电工程学院 (2)等程序段法

特点：逼近线段的长度相等。 计算步骤：

① 求最小曲率半径Rmin。用等弦长逼

近，最大误差δmax一定在曲线的曲率半径最小Rmin处。 ② 确定允许的弦长。 ③ 求解节点坐标。

使所有逼近线段的弦长相等，计算时必须使最大逼近误差小于δ允，以满足加工精度的要求。 (3)等误差法 计算步骤：

1.以起点A为圆心，以 圆。

2.求圆与曲线公切线PT的斜率。 3.作过A点与直线PT平行的直线。 4.直线与曲线交点，即为所求点。 5.按以上步骤顺次求解各节点坐标。

为半径作

各程序段误差相等，程序段数目最少，在采用直线段逼近非圆曲线的拟合方法中，是一种较好的拟合方法。但计算过程较复杂，必须由计算机辅助才能完成计算。 图形交互式自动编程处理过程

(1)工艺分析。 对工件图样进行工艺分析，确定加工方法，进给路线及选择切削参数。

(2)模型构建。在CAD软件支持下，以交互方式绘制工件几何图形。图形构建完成后，计算机存储图形数据文件作为刀具轨迹计算依据。

(3)刀具轨迹的生成。图形数据文件完成后，要将数据中的坐标点转换为刀具位置数据，并将刀具位置数据以刀位文件的形式进行存储，同时自动将刀具轨迹图形显示在屏幕上。

(4)后置处理。将刀位数据转换成数控加工程序。根据具体数控机床的指定代码及程序的格式来编写，否则不能生成数控机床要求的加工程序。 镜像功能 0803;

N010 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100; N020 G90 G17 M08 S600; N030 M98 P0804 ; ① N040 G24 X0;

N050 M98 P0804; ② N060 G24 Y0;

N070 M98 P0804; ③ N080 G25 X0;

N090 M98 P0804; ④ N100 G25 Y0; N110 M30; 0804;

N200 G00 X80 Y60; N210 Z-5;

N220 G00 G42 X50 Y40 D01; N230 G91 G01 X-30 F50;

N250 X30; N260 Y10; N270 G02 X-10 Y10 R10; N280 G90 G00 Z100; N290 G00 G40 X80 Y60; N300 M99; N240 Y-20; 六、简化编程指令 1.镜像功能G24、G25

? 功能

利用镜像功能和子程序，只对工件的一部分进行编程，而能加工出工件的对称部分。

对称轴(或镜像轴)可以是X轴、Y轴或原点。 镜像功能G24、G25格式: G24 X__Y__Z__； M98 P__； G25 X__Y__Z__； 说明：

? G24指令建立镜像，G25指令取消镜像。G24、G25为模态指令，可相互注销，

G25为缺省值。 ? X、Y、Z为镜像位置。

? M98调用的子程序为原像的刀具轨迹。 镜像功能G24、G25注意事项：

镜像功能可改变沿任一坐标轴的运动方向，并能给出关于坐标原点的镜像运动。如果只有X或Y的镜像，将使刀具沿相反方向运动。此外，如果在圆弧加工中只有轴对称镜像，则G02与G03的作用会反过来，左右刀具半径补偿G41与G42也会反过来。

第一节数控车床的程序编制例: 对图示零件编制精加工程序,图中?85mm不加工。X15535029065602060603X?4515螺纹车刀T032?200?80?62?85?80M48X1.51X45?41.8O?5053535T01T02切槽刀Z1X45外圆车刀35(a)(b) 黑龙江大学机电工程学院1.根据图纸要求按先主后次加工原则，确定工艺路线。 (1) 从右至左切削外轮廓面

其路线为：倒角?切削螺纹的实际外圆?切削锥度部分?车削?62mm外圆?倒角?车?80mm外圆?切削圆弧部分?车削?80mm外圆。 (2) 切3mm× ?45mm的槽。 (3) 车M48 × 1.5的螺纹。

根据加工要求需选用三把刀具。T01外圆车刀，T02切槽刀，T03螺纹车刀。 螺纹加工参数计算： 螺纹外径：48-0.2=47.8

螺纹底径：48-1.5*1.5=45.8, 分四次切削 3. 编制程序

N0001 G92 X200.0 Z350.0; 设定起刀点

N0002 S630 M03; 主轴正转，转速630r/min，选1号刀 N0003 G00 X41.8 Z292.0 T0101 M08; 快进至X=41.8mm，Z=292mm

N004 G01 X47.8 Z289.0 F150; 工进至X=47.8,Z=289,速度150mm/min（倒角） N005 Z227.0; Z向工进至Z=227mm(精车?47.8mm螺纹外径) N006 X50.0; X向工进至X=50mm

N007 X62.0 W-60.0; X向工进至X =62mm，-Z向工进60mm(精车锥面)

5N008 Z155.0; Z向工进至Z =155mm(精车?62mm外圆) N009 X78.0; X向工进至X =78mm

N010 X80.0 W-1.0 ; X向工进至X =80mm，-Z向工进1mm(倒角) N011 W-19.0; -Z向工进19mm(精车?80mm外圆) N012 G02 W-60.0 I63.25 K-30.0; 顺圆-Z向工进60mm(精车圆弧) N013 G01 Z65.0; Z向工进至Z =65mm(精车?80mm外圆) N014 X90.0; X向工进至X =90mm

N015 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09; 返回起刀点， 取消刀具补偿 N016 S315 M03; N017 M08;

N018 G00 X51.0 Z227.0 T0202 ; 快进至X=51，Z=227，开切削液 N019 G01 X45.0 F160; X向工进至X=45，速度160mm/min（车?45mm槽） N020 G04 P1000.0; 暂停进给1S

N021 G00 X51.0 ; X向快退至X =51mm(退刀) N022 X200.0 Z350.0 T0200;

N023 M09;

N024 S200 M03 ; 主轴正转，转速200r/min N025 G00 X52.0 Z296.0 T0303; N026 G33 X47.2 Z228.5 F1.5;

N027 X46.6; 螺纹切削循环，螺距1.5mm N028 X46.1; N029 X45.8;

N030 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09; 回起刀点,取消刀补,关切削液 N031 M05 ; 主轴停 N032 M30; 程序结束 CNC装置的软件组成

CNC装置的软件是为了完成数控机床各项功能专门设计和编制的专用软件，通常称为系统软件，主要由管理软件、控制软件两大部分组成。 CNC装置软件结构特点

CNC系统是一个专用的实时多任务计算机控制系统，软件设计采用了计算机软件中的多项先进技术。

CNC系统的软件结构，无论硬件采用单微处理器结构还是多微处理器结构，都具有两个典型特点：多任务并行处理、多重实时中断两项技术的运用。 接口电路主要作用：

一、进行必要电气隔离，防止干扰信号引起误动作。主要用光电耦合器或继电器将CNC装置和机床之间信号在电气上加以隔离。

二、进行电平转换和功率放大。一般CNC装置的信号是TTL电平，而机床控制信号通常不是TTL电平，且负载较大，需要进行必要的信号电平转换和功率放大。 三、进行模拟量与数字量之间转换。

数控机床伺服系统的基本组成

执行元件及其驱动控制单元必不可少。驱动控制单元将进给指令转化为执行元件所需的信号形式，执行元件则将该信号转化为相应的机械位移。

开环伺服系统由驱动控制单元、执行元件和机床运动部件组成。执行元件通常选用步进电动机。

闭环（半闭环）伺服系统由驱动控制单元、执行元件、机床运动部件、反馈检测元件、比较环节组成。反馈检测分为速度反馈和位置反馈两类，闭环伺服系统采用位置反馈元件将工作台的实际位置检测后反馈给比较环节，比较环节将指令信号和反馈信号进行比较，以两者的差值作为伺服系统的跟随误差，经驱动控制单元驱动和控制执行元件带动工作台运动。 1.直线插补

如右图所示第一象限直线OE，起点O为坐标原点，终点坐标E（Xe，Ye），直线方程为：

XeY－XYe＝0

直线OE 为给定轨迹，P（X，Y）为动点坐标。动点与直线的位置关系有三种情况：动点在直线上方、直线上、直线下方。 （1)若P1点在直线上方，则有 XeY－XYe>0 （2)若P点在直线上，则有 XeY－XYe＝0

（3）若P2点在直线下方，则有 XeY－XYe<0

因此，可以构造偏差函数为: 偏差函数递推计算

采用偏差函数的递推式（迭代式）由前一点计算后一点： 若Fi>=0，规定向 +X 方向走一步

Xi+1 = Xi +1

Fi+1 = XeYi –Ye(Xi +1)=Fi -Ye

若Fi<0，规定 +Y 方向走一步，则有

Yi+1 = Yi +1

Fi+1 = Xe(Yi +1)-YeXi =Fi +Xe

终点判别

直线插补的终点判别可采用三种方法。 1）判断插补或进给的总步数； 2）分别判断各坐标轴的进给步数；

3）仅判断进给步数较多坐标轴的进给步数。

开始加工时，将刀具位于起点，刀具正好处于直线上，偏差为零，即F＝0，沿X轴进给一步，到达新的位置，根据这一点偏差可求出新一点偏差，随着加工的进行，每一新加工点的偏差都可由前一点偏差和终点坐标相加或相减得到。

在插补计算、进给的同时还要进行终点判别。常用终点判别方法，是设置一个长度计数器，从直线的起点走到终点，刀具沿X轴应走的步数为Xe，沿Y轴走的步数为Ye，计数器中存入X和Y两坐标进给步数总和 N＝∣Xe∣＋∣Ye∣，当X或Y坐标进给时，计数长度减一，当计数长度减到零时，即N＝0时，停止插补，到达终点。 例:加工第一象限直线OE，如下图所示，起点为坐标原点，终点坐标为E（4，3）。试用逐点比较法对该段直线进行插补，并画出插补轨迹。

数控铣床的程序编制

编写如图所示平面轮廓零件的加工程序。该零件的毛坯是一块180mm×90mm×l2mm板料，要求铣削成图中粗实线所示的外形。（注意：尺寸数据以教材P63为准）

1、工艺分析

各孔已加工完，各边留有5mm铣削余量。铣削时以底面和2-Φ10H7孔定位，从Φ60mm孔对工件进行压紧。编程时，工件坐标系原点定在工件左下角A点，以Φ10mm立铣刀进行轮廓加工，对刀点在工件坐标系中的位置为(-25，10，40)，刀具切入点为B点，刀具中心走刀路线为:对刀点1 --下刀点2--b--c--c’?--下刀点2--对刀点1。 2、坐标计算

按轮廓编程，根据零件图计算各基点及圆心坐标如下：A(0,0)；B(0,40)；

C(14.96,70)；D(43.54,70)；E(102,64)；F(150,40)；G(170,40)； H(170,0)；两圆弧圆心坐标(70,40)、(150,100)。

3、编程 O0001；

N01 G92 X-25.0 Y10.0 Z40.0 ;

N02 G90 G00 Z-16.0 S300 M03 ； 刀具快速下降 N03 G41 G01 X0 Y40.0 D01 F100 M08 ；左刀补 N04 X14.96 Y70.0 ；铣直线BC N05 X43.54 ；铣直线CD N06 G02 X102.0 Y64.0 I26.46 J-30.0 ；铣圆弧DE N07 G03 X150.0 Y40.0 I48.0 J36.0 ；铣圆弧EF N08 G01 X170.0 ；铣直线FG N09 Y0 ；铣直线GH N10 X0 ；铣直线HA N11 Y40.0 ；铣直线AB

N12 G00 G40 X-25.0 Y10.0 Z40.0 M09 ；取消刀补，关冷却液 N13 M30;

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