第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
§ 2-3 数值计算
§ 2-4 数控编程实例
本章 主要介绍 数控加工程序 编制的有关
知识, 包括编程的 有关标准, 工艺制定, 数
值计算, 简单零件程序编制 。 另外还将介绍
最新的 计算机自动编程 方面的知识 。
注意
掌握用 ISO标准代码编制数控程序的一般格式,
常用的功能字, 数控机床坐标及运动方向的规定
掌握数控编程的方法和步骤
掌握数控编程中工艺处理的特点及数值计算的方法
熟练用手工编程方法编制简单的数控加工程序
了解自动编程的特点及实现方法
目 标
建
议
? 数控编程是实践性和理论性都很强的一门
技术, 既要掌握零件 制造工艺 方面的知识,
又要有扎实的 数学知识, 同时还必须充分
熟悉数控机床的功能和 编程规则 。 建议在
学习中同时学习和掌握上述相关知识, 并
多 动手编制 数控程序 。
第二章 数控机床的程序编制
零件
图纸 制订工艺
数值计算
制备数控带
编写程序
校
验
数
控
装
置
数
控
机
床
毛坯
成品
程序编制
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
一,NC机床的编程
将零件的 工艺过程, 工艺参数, 刀具位移量
及 方向 以及其它 辅助动作 （换刀、变速、冷却、
夹紧等）,按运动顺序 用数控机床 规定的指令
代码 和程序 格式 编成加工程序，再将程序单中
的全部内容记录在 控制介质 上。然后输出给数
控装置，从而指挥数控机床加工，从图纸到制
成介质过程叫数控编程。
§ 2-1 编程的内容及有关规定
编程的方法：
(1)手工编程,
全部或主要由 人工 进行，广泛采用于 简单
的点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中。
但对复杂零件编程计算繁琐、程序量大,费时
且易出错。
第二章 数控机床的程序编制
N G XU ZW I K F S M T M LF 备注
N001 G92 X 20000 Z 35000 LF 坐标设定
N002 G00 X 4180 Z 29200 S31 M03 T11 M08 LF
N003 G01 X 4780 Z 28900 F15 LF 倒 角
N004 U 0 Z 2300 LF φ 47.8
N005 X 5000 W 0 LF 退 刀
N006 X 6200 W -6000 LF 锥 度
N007 U 0 Z 15500 LF φ 62
N008 X 7800 W 0 LF 退 刀
N009 X 8000 W -100 LF 倒 角
N0010 U 0 W -1900 LF φ 80
N0011 G02 U 0 W -6000 I 6235 K -3000 LF 圆 弧
N0012 G01 U 0 Z 6500 LF φ 80
N0013 X 9000 W 0 LF 退 刀
N0014 G00 X 20000 Z 35000 T10 M09 LF 退至换刀点
N0015 X 5100 Z 23000 S23 M03 T22 M08 LF
N0016 G01 X 4500 W 0 F10 LF 切 槽
N0017 G04 U 50 LF 延 迟
N0018 G00 X 5100 W 0 LF 退 刀
N0019 X 20000 Z 35000 T20 M09 LF 退至换刀点
N0020 G00 X 6200 Z 29600 S22 M03 T33 M08 LF
N0021 G33 X 4720 Z 23150 F150 LF 切 螺 纹
N0022 I -60 K 0 LF 切 螺 纹
N0023 I -50 K 0 LF 切 螺 纹
N0024 I -30 K 0 LF 切 螺 纹
N0025 G00 X 20000 Z 35000 LF 退至换刀点
(2) 计算机辅助编程
? 自动编程：
用 数控语言 编写零件 源程序 输入计算机。
计算机对源程序进行 计算处理 和 后置处理,最
后 自动产生 具体机床的加工程序单，这个过程
称为 自动编程。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
零
件
图
纸
数
控
语
言
零
件
源
程
序
输
入
编
译
数
学
处
理
后
置
处
理
显示图形
打印程序单
穿制纸带
计算机通讯
修改
计算机自动编程系统
第二章 数控机床的程序编制
PARTNO/SAMPLE PART PROGRAM C5 ;零件源程序号为试件程序 C5
SAPT=POINT/0,0,0 ;SAPT为起刀点的代号, 即坐标系原点
L1=LINE/16,8,0,16,32,0 ;直线 L1的两点坐标值
P1=POINT/16,32,0 ;
L2=LINE/P1,ATANGL,45 ;直线 L2为过 P1点并与 X轴夹角为 45°
计算机自动编程实例,
零件图
源程序
L3=LINE/32,48,0,48,48,0 ;
L4=LINE/56,20,0,56,40,0 ;
L5=LINE/0,8,0,40,8,0 ;
C1=CIRCLE/48,40,0,8 ;圆 C1 圆心坐标为 X=48,Y=40,Z=0,R为 8
C2=CIRCLE/56,8,0,12 ;
CUTTER/10 ;刀具直径 φ 10
OUTTOL/0.05 ; 轮 廓 外 容 差
≤ 0.05
SPINDL/1600,CLW ;主轴转速
1600r/min,顺时针方向回转
COOLNT/ON ;打开冷却液
FEDRAT/500 ;进给速度为 00mm/min
零件源程序
FROM/SAPT ;刀具起始点为 SAPT点
GO/TO,L1 ;刀具从点 SAPT开始以最短距离向 L1运动, 直至与 L1相切
TLLFT ;顺着切削运动方向看,刀具处在零件左边的位置
COLFT/L1,PAST,L2 ;刀具到达 L1时, 相对于前一运动向左并沿 L1运动,
直到走过 L2时为止
GORGT/L2,PAST,L3 ;从 L2的运动方向看,
刀具向右沿 L2运动,
直到走过 L3时为止
零件源程序
GORGT/L3,TANTO,C1 ;向右沿 L3运动, 直到与 C1圆相切为止
GOFWD/C1,TANTO,L4 ;向前沿 C1圆运动, 直到与 L4相切
GOFWD/L4,PAST,C2 ;
GORGT/C2,PAST,L5 ;
GORGT/L5,PAST,L1 ;
GOTO/SAPT ;走到 SAPT点
GOOLNT/OFF ;关闭冷却液
SPINDL/OFF ;主轴停
FINI ;零件源程序结束
零件源程序
(2) 计算机辅助编程
? CAD绘图
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
零件 1 CAD辅助制作
(2) 计算机辅助编程
? Pro/E建模
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
零件 2 Pro/E建模介绍
(2) 计算机辅助编程
? Pro/E仿真
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
零件 3 Pro/E仿真介绍
(2) 计算机辅助编程
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
? 数字扫描
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
§ 2-1 编程的内容及有关规定
二、编程的一般步骤
数控装
置
程序校
核制定工艺
轨迹计算
控制介质
编写程序
零
件
图
纸
制定工艺 控制介质 程
序
校
核
数
控
装
置轨迹计算 编写程序
第二章 数控机床的程序编制
?1．分析零件图
第二章 数控机床的程序编制
分析零件的 材料, 形状, 尺寸, 精度 及 毛坯 形状,
热处理 要求等确定 是否适用 在 NC机床上加工或 哪类 NC
机床 。
? 2．制定工艺过程
根据零件图纸对零件形状、尺寸、技术要求、工艺
方案等进行细致分析，从而确定加工方法和加工工艺
路线，刀具形状和尺寸及布置，切削用量，定位关系
等，对毛坯的 基准面 及 余量 也应提出一定要求。
§ 2-1 编程的内容及有关规定
? 3,运动轨迹的坐标计算
根据图纸尺寸按规定的坐标系计算 零件轮廓 和 刀具
运动轨迹 的各坐标值。
? 4．编写程序单
将有关几何元素以及相应的 坐标值,按 走刀路线 的
顺序进行 分段和排序,同时将所要求的诸如主轴转速、
进给速度、刀号、刀具位置补偿、冷却等 辅助机能 指
令 按规定格式 填到相应的程序段中，从而构成一份完
整的程序单。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
? 5．制成控制介质
控制介质可以是穿孔纸带、磁带、磁盘等
? 6．程序校核
方式有,空运行、图形仿真、首件试切
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
常用的校验和试切方法：
? 对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具, 坐标纸代替
工件进行空运行绘图 。
? 对于空间曲面零件, 可用蜡块, 塑料或木料或价格低的材
料作工件, 进行试切, 以此检查程序的正确性 。
? 在具有图形显示功能的机床上, 用静态显示 （ 机床不动 ）
或动态显示 （ 模拟工件的加工过程 ） 的方法, 则更为方便
。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
常用的校验和试切方法（续）：
? 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工
误差。 首件试切 (在允许的条件下 )方法不仅可查出程序单和
控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。
当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调
整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。
三、编程的有关规定
1．穿孔带与代码
EIA代码（美国电子工业协会）
ISO代码（国际标准化组织）
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
,数控机床用七单位编码字符, 标准（ JB3050-82）
ISO代码与 EIA代码相比较有如下优点：
（ 1）,ISO代码为七位二进制代码,EIA
代 码为六位二进制代码（不包括奇偶
校验位），因而 ISO代码比 EIA代码大一
倍。
（ 2）,ISO代码 EIA代码的编码规律性强，
容易识别。
（ 3）,ISO代码为偶数码，第 8位为补偶
位。而 EIA代码为奇数码，第 5位为补奇
位。
ISO包括,数字码 0-9,字母码 A-Z（ 26个），
符号码 +,-,×, % 等。
1) 同步孔 介于第 3,4列之间，作为其它大孔的基准
并产生 同步读入信号
2) 补偶列 第 8列，每行代码孔的个数必须是偶数，
若为奇数，则在第 8列补一孔使之成为偶数个孔
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
三、编程的有关规定
1．穿孔带与代码
3) 数字码 在第 5,6列都有孔
字母码 在第 7列都有孔
符号码 在第 6列有孔, 而第 7列无孔
4) 容量 为 27=128
孔带尺寸,宽 25.4mm（ 1英寸）、通孔径 ?1.83mm± 0。 05，
同步孔径 ?1.17mm，厚度 0.1mm，
孔间距、孔中心距均有公差范围，
使用条件温度, 23??2℃,湿度,50?2%
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
三、编程的有关规定
1．穿孔带与代码
2．程序段格式
? 一个程序是由 若干个程序段 组成。
? 每个程序段完成某一动作，它由 若干功能字 组合而成 。
如,N15 G00 X12.5 F1200 TI S1000
N16 M05
? 一个功能字包括 一个地址符 和 若干数字 。
? 程序段格式就是指一个程序段中各 功能字的排列顺序
及其表达形式。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
三、编程的有关规定
1）常用功能字
① 准备功能字
以地址符 G为首，后跟而往数字（ 00-99）
如,G00,G01,G02,G03,G04,G40,G41,G42
② 坐标功能字（尺寸字）
用来设定机床各坐标的位置量，
以 X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R,A,B,C,D,E 等为首，
其后跟 +,-及一串数字
单位：脉冲数,mm、英寸等。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
2．程序段格式 如,N15 G00 X12.5 F1200 T1 S1000
N16 M05
③ 进给功能字
用于指定刀具相对于工件运动的速度，
以 F为首后跟一串数字，具体有以下指定方法。
A> 三位数代码法
F后跟三位数字，第一位是实际进给速度整数位数，
加上了后二位是进给速度的前二位有效数字,
如,实际进给速度为 156.4mm/min，用 F315指定。
B>二位数代码法
F后跟二位数字代码（ 00-99），代码与速度有一定对应关
系
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
如,N15 G00 X12.5 F1200 T1 S1000
C>一位数代码法
第二章 数控机床的程序编制
F后跟一位数（ 0-9），
用于速度档次较少，最多 10种的 NC机床。
D>直接指定法
按预定的单位在 F后直接写上要求的进给速度 。
E) 其它
为了便于进给速度的控制, 系统指定某种特殊意义的表示法,
如时间倒数法, 即用实际进给速度 V(mm/min)除以位移量
L(mm)作为 F指定值 。
§ 2-1 编程的内容及有关规定
如,N15 G00 X12.5 F1200 T1 S1000
④ 主轴转速功能字
用于指定主轴转速
以 S为首，后跟一串数字，其表示法与 F一样。
对照表与 F通用，只是单位换成 转 /min。
⑤ 刀具功能字
用于选择和更换刀具
只在具备有换刀功能的系统中使用
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
⑥ 辅助功能字
以 M为首，后跟两位数字（ 00-99）
如,M00,M01,M02,M03,M04,M05,M07,M09
如,N15 G00 X12.5 T1 S1000
N16 M05
第二章 数控机床的程序编制
2),程序段格式 ——功能字的排列顺序和表达方式。
① 固定顺序式
013 01 +04500 -12300 15 40 02 LF
N G X Y F S N
§ 2-1 编程的内容及有关规定
② 带分隔符的固定顺序式
③ 字地址程序段格式（带地址符的可变程序段格式）
N15 G00 X12.5 F1200 T1 S1000
N16 M05
第二章 数控机床的程序编制
3、坐标轴及运动方向
直角 坐标系, X,Y,Z、
U,V,W、
P,Q,R
旋转 坐标系,
A,B,C
§ 2-1 编程的内容及有关规定
? 假定刀具相对工件移动
（ 刀具运动, 工件不动 ）
? 刀具远离工件的方向为正
+ X
+ X
+ Y
?
ˉ
+ Z
+ Y
+ Z
+ Y
+ C
+ Z
?
ˉ
+ A + B
+ C
+ X + Y + Z
+ A
+ B
+ X
?
ˉ
1） Z轴
产生切削力的轴线方向作为 Z轴方向。
* 对于 有主轴 的机床，如卧车、立铣，
以主轴轴线方向作 Z轴。
* 对 无主轴 机床，如牛头刨，
与装卡工件的工作台面相垂直的直线作为 Z轴方向。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
2） X轴
X轴是 水平 的, 平行于工件的装卡面 。
在 工件旋转 的机床上 （ 车, 磨 ）, X方向在工件的径向上,
且平行于模滑座 。
在 刀具旋转 的机床上 （ 铣, 钻, 镗 ）
? 若 Z水平,从刀具主轴向工件看时, +X指向右方 。
? 若 Z垂直：
? 对 单元柱 机床 —— 从 刀具主轴向立柱 看时, +X指向右方；
? 对 桥式 龙门机床 ——从 主轴向左侧立柱 看时, +X指向右方 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
§ 2-1 编程的内容及有关规定
3） Y轴
根据 X,Z运动方向，按右手直角笛卡系坐标系确定。
4,A,B,C轴
在 X,Y,Z正方向上按右手螺旋方向。
第二章 数控机床的程序编制
第二章 数控机床的程序编制
习 题
1.什么是数控机床的程序编制？简述程序编制的内容及步骤
2.程序编制过程中程序校核的作用是什么？ 如何进行？
3.数控机床上常用的编程方法有哪些？
4.什么是自动编程, 适用于什么情况？
5.国际上常采用的八列穿孔带有哪两种代码？
6.进给速度代码有几种？
7.准备功能 G主要有哪几种功用？
8.辅助功能 M主要有哪几种功能？
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
一,NC工艺的主要内容
1．选择适合在 NC机床上加工的零件。
2．零件图纸的数控工艺性分析。
3,制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、
基准选择，与非数控工序的衔接等。
4．数控工序的设计，如工步、刀具选择，夹具定位与
安装，走刀路线的确定、测量、切削用量等。
5,有关数控工序程序的调整，如对刀、刀具补偿等。
6,数控加工中的容差分配。
7．数控机床上部分工艺指令的处理。
第二章 数控机床的程序编制
二、程序编制中的工艺分析
1．零件数控加工合理性分析
(1) 针对 NC机床选择合适的零件加工。
?技术要求能否保证
?是否有利于提高生产率
?经济上是否合算
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
考虑因素主要有：毛坯材料和类型、零件尺寸大小、
尺寸精度和表面粗糙度要求，轮廓形状复杂程度、
零件批量、热处理状态等。总之：
数控加工适用范围可用下图粗略表示, 图示表明：
? 当零件不太复杂, 生产批量又较小时, 宜采用 通用机床 ；
? 当批量很大时宜采用 专用机床 ；
? 批量不大, 复杂, 品种变化大的零件, 适用于用 NC机床 加工 。
通用机床
零件复杂程度
零
件
批
量
NC 机床
专用机床
100
NC 机床
5C
总
加
工
费
用
批量
专用
通用
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
① 用通用机床加工时, 要求设计制造复杂的专用夹具或需很
长调整时间的零件 。
② 小批量生产 （ 100件以下 ） 的零件 。
③ 轮廓形状复杂, 加工精度高 或必须用数学方法决定的 复杂
曲线, 曲面 零件 。
④ 要求 精密复制 的零件 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
下述类型的零件最适于 NC加工, 即,
⑥ 钻, 镗, 铰, 锪, 攻丝及铣削 工序联合 进行的零件,
如箱体, 航空附件壳件机匣等零件 。
⑦ 价值高 的零件, 如飞机大梁等零件, 若加工中出现
差错而报费, 将造成巨大经济损失 。
⑧ 要求 百分之百检验 的零件。
⑤ 预备 多次改型 设计的零件 (新产品试制中心零件 )。
第二章 数控机床的程序编制
下述类型的零件最适于 NC加工, 即,
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
(2) 针对零件选择 NC机床
? 凡经数控加工的零件, 图纸上尺寸数据的给出要符合
编程方便的原则 。
? 零件的外形, 内腔最好采用统一的几何类型或尺寸,
这样可以减少换刀次数, 还有可能缩短程序长度 。
? 有的数控机床有对称加工的功能 (镜象功能 ),具有对
称结构的零件可简化编程 。
第二章 数控机床的程序编制
2．数控加工零件图工艺性分析
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
?尽量减少装夹次数
?按照, 定位基准与设计基准重合, 的原则
?合理选择定位基准和夹紧方案
?数控机床对夹具要求：
? 保证夹具本身在机床上安装准确；
? 协调零件和机床坐标系的尺寸关系
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
3．确定零件的安装方法和选择夹具
② 装卸零件要迅速 以缩短机床的仃顿时间
③ 加工部位要开敝 夹具机构或其它元件不得影响走刀
④ 夹具在机床上安装要准确可靠
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
① 结构力求简单
尽可能利用由通用元件拼装的组合可调夹具，
以缩短生产准备周期。
?考虑夹具应注意：
4．确定 坐标系 和 程序起点
工件 坐标系
机床 坐标系
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
坐标系原
点的判定
工件原点、机床零点、程序起点
? 程序起点
? 在数控加工时刀具相对于工件运动的起点。
也称, 起刀点,
? 选择原则：
? 便于数学处理和简化程序编制
? 在机床上易找正
? 加工过程中检查方便
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
? 引起的加工误差小
4．确定 坐标系 和 程序起点
刀位点, 代表刀具位置的点
车镗刀, 刀尖
钻头, 刀尖
尖端铣刀, 刀具轴成与刀具底面交点
球头铣刀, 球头球心
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
换刀点, 换刀时的位置，为多刀机床的程编设定数
5．确定加工路线
加工路线 (或称走刀路线 )是指数控加工中刀具（刀位点）
相对于被加工零件的运动轨迹。
确定加工路线的原则：
① 使被加工零件获得良好的加工精度和表面质量
② 使数值计算容易
③ 尽量使走刀路线最短，省时，减少刀具消耗，
机床磨损少，以减少空刀时间和程序段数目 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
最短加工
路线选择
?铣削外轮廓时：
刀具沿轮廓 切线方向 切入, 切出, 以保证工件轮
廓光滑；
若沿 法向 方向, 将在零件外形上留下明显的刀痕 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
切向切入
径向切入
加工路线图
? 某飞机零件内外形及膜板面余量各为 1.5--2 mm
? 若用一次走刀切除,则胶板面 不平整幅度 为 0.3-0.5mm，
外形误差 为 0.15-0.25mm；
? 若采用二次走刀切除全部余量,则误差稳定在 0.1mm
（最后一次走刀切除量通常以 0.2-0.5mm为宜）
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
?采用 多次走刀, 能控制零件变形误差,
以提高零件加工精度
? 在 轮廓 加工时 应避免 进给停顿
? 加工 内槽 时, 为达到表面粗糙度, 采用 环切法 。
若用 行切法, 则需最后环切一切, 光整表面
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
?车螺纹 及 钻孔 时, 增加必要 辅助尺寸
?增加必要的 停顿 时间
G04,使刀具在短时间内作无进给光整加工,
用于车槽, 镗平面, 锪孔等场合,停顿时间视机床而定 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
?精铣时, 尤其是工件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金，
应尽量采用 顺铣,以利于提高零件的表面质量。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
? 孔系 加工时,
应尽量 按规律 运动
6,选择切削刀具
刀具选择不仅影响加工效率，而且直接影响加工质量。
? 选择刀具时通常需考虑 工件材料、工序内容、机床
加工能力、切削用量、进给速度、热处理 等因素 。
? 数控加工对刀具提出了更高的要求,刚性好、精度高、
尺寸稳定、耐用度好。 这需采用 新型高速钢 和 超细粒度
硬质合金 等优质材料并 优选刀具参数 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
第二章 数控机床的程序编制
7,确定加工用量
切削深度或宽度、主轴转速、进给速度等
① 切削深度 (吃刀量 ap)
一般与 刀具直径 d成正比，与 切削宽度 L,切削速度 V反比。
主要 根据 机床, 夹具, 工件, 刀具 的 刚性 决定 。
在允许情况下，最好一次切除余量，提高加工效率。
有时为了改善表面粗糙度和加工精度，留一点余量
(0.2~0.5mm)最后光加工一次。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
② 主轴转速 n(转 /分 )
其中 D—工件或刀具直径 (mm)
v—允许的切削速度 (m/分 )
粗加工,↑ ap,↓ v/h,↑ F
粗加工,↓ ap,↑ v/h,↓ F
第二章 数控机床的程序编制
D
vn
?
??
?
1 0 0 0
? 据工厂经验，由于受机床、刀具的限制,v常选为
100~200米 /分,现代 CNC机床多是将 n直接编入程序单 。
根据
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
③ 进给速度 （ 进给量 ） F(mm/min或 mm/转 )。
? 根据零件的 加工精度、表面粗糙度、切削方式、刀具刚度、
工件材料 选择。加工精度要求高时,F选少一些 。（ 20-50） mm/min
? 轮廓加工中,拐角较大且进给速度较高 时，应在
接近拐角处适当降低速度。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
? F在程序中的表示法随控制机不同而异。
8,编程误差及其控制
① 近似计算误差 ——用近似计算法逼近零件轮廓时产生的。
i) 用近似计算方法处理列表曲线、曲面轮廓时
所产生的逼近误差。
例如：用样条或参数曲面等近似方程所表示的形状与
原始零件之间有误差，此类误差较小，可忽略。
ii) 用直线或圆弧去逼近零件轮廓 （一次逼近误差）
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
② 插补误差
插补加工出的线段（直线或圆弧）与理论线段的误差。
此误差与数控系统插补功能及有关参数有关。
③ 圆整误差
编程误差 =f(?逼, ?插, ?整 )
取公差的 （ 1/5-1/10）
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
习 题
2,在铣削零件外轮廓时,刀具进刀和出刀的方向如何选择?
1,选择程序起点的基本原则是什么?
3.车螺纹 及 钻孔 时, 为何要增加辅助尺寸?
§ 2-3 数值计算
根 据零件图纸，按照已确定的 加工路线和允许
的编程误差,计算数控系统所需输入数据，称为
数值计算
基点与节点的计算
列表曲线的插值与拟合
刀具中心轨迹的计算
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
一、基点与节点的计算
基点 ——构成零件轮廓几何元素间的连接点
第二章 数控机床的程序编制
节点 ——轮廓线与逼近线的交点
(一 ) 基点计算
如图示零件：基点 B,A,E,D均易计算出，而 C
点需求解方程,
?
?
?
????
??
222
)()( Ryyxx
mxky
oo
o
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
(二 ) 节点的计算
? 对 曲率半径大 的曲线 用直线逼近 较为有利
? 若 曲线某段接近圆弧,自然 用圆弧逼近 有利
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
用 直线或圆弧逼近 方程曲线 y=f(x)，
? 节点的数目及坐标值取决于曲线的特性、逼近线段
的形状、允许的逼近误差 ??。
? 逼近线段的选择原则：
? 保证逼近精度
? 节点数目少，也就是程序段数目少
? 计算简单
1．等间距直线逼近法
X坐标按 等间隔 分段，将 x1~ x8的值 代入方程 y=f(x)，
可求出坐标值 y1~y8，从而求出节点 A1~A8的坐标值。
间距的大小一般凭经验根据零件加工精度取
求出各节点后，验算由分段造成的逼近误差是否小于允许值
只需验算：
? y坐标值增量最大的线段 (A8A9)
? 曲率半径较小的线段 (A6A7)
? 有拐点线段 (A7A8)
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
验算方法,若 A1A2是要验算的线段
1) 列出方程
2) 列出距 A1A2为 ?允 的 等距线的方程
3) 等距线方程与 y=f(x)曲线方程联立求解
? 若无解，即无交点，表示 逼近误差 < ?允
? 若只有一解，表示 逼近误差 = ?允
若有多解，表示 逼近误差 > ?允
此时应缩小等间距值，重新计算节点并核算，
直至最大的逼近误差小于 ?允 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
特点, 简单, 但程序段数目较多
?允
2．等弦长直线逼近法
每段逼近线 长度相等
① 求最小曲率半径 ?min
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
求 逼近线长度：
② 求逼近的弦长 l ?允
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
④ 将以上圆方程与 y=f(x)联充求解，得出 b的坐标 (xb,yb)
⑤ 顺次以 b,c,d… 为圆心,l 为半径作圆，
求交点 c,d… 坐标。
③ 以曲线起点 a为圆心,l 为半径作圆，
可求得圆的方程；
特点,此法较等间距法复杂，
但程序段数目较少 。
δ
允
3．等误差直线逼近法
使每个直线段的逼近误差相等，并小于或等于 ?允
特点,较以上两种方法都合理，程序段数更少，
大型、复杂的零件轮廓采用此法较合理。
第二章 数控机床的程序编制
① 以 曲线起点 为圆心,?允 为半径，作 允差圆
§ 2-3 数值计算
② 作允差圆与轮廓曲线的 公切线 T
③ 过 a作 T的平行线 与轮廓曲线的 交点 b，
b即是所求节点
④ 以 b为圆心，重复以上步骤，
即可求各节点坐标
4．圆弧逼近法
?求出每段 圆弧圆心、起点、终点的坐标值，圆弧的半径
?计算节点的依据：使圆弧段与工件轮廓曲线间的误差
小于或等于允许的逼近误差。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
① 求轮廓曲线 y=f(x)起点
(xn,yn)处的曲率中心
的坐标 及半径 ),( nn ??
n
?
计算步骤：
③ 以 (xn,yn)为起点, 以 (xn+1,yn+1)为终点, 半经为 的
圆弧段即是待求的逼近圆弧段 。
④ 求圆弧段的圆心坐标
22
1
2
1
222
)()(
)()(
nnn
nnn
yyxx
yyxx
?
?
????
????
??
第二章 数控机床的程序编制
n?
§ 2-3 数值计算
),( nn ?? 见?? ?n
② 以点 为圆心, 为半径作圆与曲线求交,
求其交点 (xn+1,yn+1)
即求得圆心坐标 ),( nn ??
⑤ 重复以上步骤可依次求出其它逼近圆弧段
二、列表曲线的插值与拟合
?列表曲线和曲面
表面形状只能给出离散的
型值点来描述曲线 (面 )的大致走向，
即几乎都要由实验方法确定的 。
?典型例子 -- 机翼, 风洞实验
?构成这种曲面的方法是先 采用测量法 取得若干个 截面形状,
而每一截面又是由几十个点的坐标来确定。
?航空零件中类似的曲面还有发动机上各种的 叶片、
飞机的机头罩、梁、框各种样板、模具 等。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
列表曲线
数学描述,
插值方程拟合
(第一次逼近 )
直线或圆弧逼近 (
加密扦值点 )
(第二次逼近 )
NC程序
单
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
列表曲线处理过程如下：
? 一般，通过 二、三个 列表点就用一个方程式来描述，
这样，列表曲线就可用许多参数不同的同样的方程式，且
方程式之间的 联接处应该光滑。 若通过所有点用一个方程
式来描述，就会使方程式过于复杂。
? 逼近法通常有 牛顿扦值法 和 三次样条扦值法 。
列表曲线加工实例
需要在光学曲线磨床上加工燃气导管,
其横剖面 检查样板 如下图所示,
该样板为一列表曲线,其列表点数据如表所示,
样板图
X Y
P1 30.42 58.32
P2 36.36 41.44
P3 52.93 32.93
P4 79.01 29.00
P5 107.18 27.31
列表数据
X
Y
P1
P2P3
P4 P5
P0
PLNID,1 ; 平面选择语言
TOOL,3 ; 刀具半径补偿
TOLER,0,1 ; 容差
MOVE,P,0,0 ; 刀具快速移动到给定点
LINE,1,0,0,P,0,58,32 ; 直线运动 0?P0
LINE,P,0,58.32,P,30.42,58.32 ; P0?P1
CURV,SDF,SDB,P1,30.42,58.23,
P2,36.36,41.44,P3,52.93,32.93,
P4,79.01,29.00,P5,107.18,27.31 ; P1?P5
LINE,P,120,0,ANGLE,-P1/2,YSMALL
LINE,P,0,0,ANGLE,P1
LINE,P,0,0,ANGLE,P1/2
END
列表曲线加工实例
? 使用 数控编程语言 HZAPT编写零件加工 源程序 如下,
X Y
P1 30.42 58.32
P2 36.36 41.44
P3 52.93 32.93
P4 79.01 29.00
P5 107.18 27.31
X
Y
P1
P2P3
P4 P5
P0
在三座标联动的锉床上加工，可用, 行切法,,把立体型
面
看成由 无数条平面曲线 叠成，根据表面光洁度允许的范围，
将立体型面分割成若干, 行,, 每行都是一条平面曲线,可
采用平面曲线零件的程序编制计算方法。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
三坐标立体型面,
三、刀具中心轨迹计算
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
习 题
1.已知工件廓形方程时，可以用哪些方法进行插补计算？
2.直线插补时，等间距计算法的基本原理是什么？
3.直线插补时，等误差计算法的基本原理是什么？
4.试述等间距法与等误差法的优缺点及它们的使用场合
第二章 数控机床的程序编制
6.工件廓形为列表曲线时, 常用的拟合方法有哪些？
5.三次样条曲线插值计算用于什么场合?
§ 2-4 数控编程实例
例 1 试编制加工图 1示零件的零件程序,.
毛坯直径为 25mm，长度为 50mm.
第二章 数控机床的程序编制
解,1,根据零件图，选用 CNC车床加工，用三爪卡盘夹紧工件
2,先加工 R8.5，长 22.5的外圆，分粗，精加工三次，
再加工 R2.5逆圆弧，
最后加工 R2.5顺圆弧
3,程序原点
选为 B点,
坐标为 (X15,Z5)
第二章 数控机床的程序编制
4,刀具
外圆车刀 （ 左偏刀 ）
切削用量, S800 -- 粗加工
S1000 – 精加工, 圆弧加工
F1000 -- 快速定位运动
F80 -- 直线切削加工
F40 -- 圆弧加工
5,填写程序单
第二章 数控机床的程序编制
第二章 数控机床的程序编制
? 坐标轴及方向
G 0 3
G 0 2
G 0 3
G 0 2
G 0 2
G 0 3
G 1 9
G 1 8
G 1 7
X
Y
Z
第二章 数控机床的程序编制
? 坐标原点及程序起点
第二章 数控机床的程序编制
? 绝对 /增量（ G90/G91）方式编程
? 绝对方式：所有坐标点均以某一个固定原点计量。
? 相对方式：运动轨迹的终点坐标以其起点坐标计量。
N1 G71 ; mm为单位
N2 G90 ;绝对方式编程，
N3 G50 X15 Z5 ； 加工起点,距编程原点距离
N4 G00 X13 Z0.5 F1000 T1 S800； 快速接近工件
第二章 数控机床的程序编制
N5 G73 D0 3 ； 粗加工,循环 3次
N6 G91 ； 改用相对编程
N7 G00 X-1 Z0 F1000 T1 S800；
N8 G01 X0 Z-25.5 F80 T1 S800；
N9 G00 X0 Z25.5 F1000 ； 原路退回
N10 G06;循环结束
第二章 数控机床的程序编制
N11 G73 D0 2 ;精加工, 循环两次
N12 G00 X-1 Z0 S1000； 吃刀 1mm
N13 G01 X0 Z-23 F80 ；
N14 G00 X0.5 Z0 ； 避开工件
N15 G00 X0 Z23 ； 退回
N16 G06 ；
N17 G90 ；
第二章 数控机床的程序编制
N18 G00 X8.6 Z-22.4 ； 快点定位
N19 G01 X8.5 Z-22.5 F100； 靠近加工点
N20 G03 X10 Z-25 R2.5 CCW F40； 逆圆加工
N21 G02 X12.5 Z-27.5 R2.5 CW F40 ;顺圆加工
N22 G00 X15 Z0 ； 退刀
N23 G00 X15 Z5 ； 退回程序原点
N24 M05 ;主轴停止
N25 M02 ;程序结束
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-4 数控编程实例
例 2,试写出加工图 2示零件的加工程序，毛坯厚 5mm，
加工深度 3mm
第二章 数控机床的程序编制
走刀路线,
O A B Bˊ C D E A O
第二章 数控机床的程序编制
解：选用 CNC锉床加工该零件
选取 φ 20mm立铣刀
加工起点 A距编程原点 A(10,10)
N2 M03 S1000 ； 启动主轴
N3 G00 Z3 F1000 ；
N4 G41 ； 刀具左偏置
N5 G00 X10 Y10 F1000 ； 快速点定位到加工起点
N6 G01 Z-3 F80 ； 切入工件 3mm
N7 G01 X10 Y35 F80 ； 加工至 B点
第二章 数控机床的程序编制
N1 M06 T1 ； 选用 1#刀，换刀
N8 G02 X40 Y65 CW XC40 YC35 F70 ； 顺圆加 工至 B'
N9 G02 X55 Y60.98 CW XC40 YC35 F70 ； 顺圆加 工至 C
N10 G01 X108.25 Y30 F80 ； 加工至 D
N11 G01 Y10 F80 ； 加工至 E
N12 G01 X10 F80 ； 加工至 A
N13 G00 Z3 F1000 ； 快速抬刀
第二章 数控机床的程序编制
N14 G40 ； 取消刀偏
N15 M05 ； 停止主轴
N16 G00 X0 Y0 F1000 ；
N17 M02 ； 程序结束
数 控 车 床 的 编 程
一、数控车床的用途和组成
? CK7815型数控车床配有 FANUC-6T系统，为两坐标连
续控制 CNC车床
? 机床的主要部件有：
床身、主轴箱、转塔刀架、纵向滑板（ Z）轴、横向滑
板（ X）轴、尾座、液压控制系统、及电气控制系统
系 统 操作 面 板
CRT
ON
POWER
1
0 OFF
RESET
CURSOR
PAGE
ALTER
INSERT
DELET
INPUT
START
7
O
8
N
9
G
4
X
5
Z
6
F
1
U
2
W
3
R
--
M
0
S
.
T
POS PRGRM OPSET
PARAM ALARM DGNOS
功能键
数据输入键
二、车床的主要技术参数
盘类零件最大车削直径 400mm
轴类零件最大车削直径 150mm
外圆最小车削直径 10mm
最大车削长度 500mm
刀架纵向行程 660mm
刀架横向行程 240mm
主轴锥孔锥度 莫氏 5#
高速区
主轴转速范围 （ 无级 ）
低速区
38~3000r/min
直流电动机
22~1800r/min
37.5~5000r/m
交流电动机
15~2000r/m
刀具数 8或 12
进给速度 0.01~500mm/r
1~2000mm/min
0.0001~50in/r
0.01~600in/min
快移速度 纵向 （ Z） 轴
横向 （ X） 轴
12m/min
9m/min
尾座行程 90mm
锥孔锥度 莫氏 4#
主电动机 连续
30min
5.5KW
7.5KW
伺服电动机 额定功率
额定转速
1.4KW
1500r/min
外形尺寸 （ 长 *宽 *高 ） 2395mm*1385mm*1860mm
三、基本编程方法
1、坐标系的设定
① 工件坐标系设定
G50 X———Z ———
该指令是规定刀具的
起刀点至工件原点的
距离。坐标值 X,Z为
刀尖在工件坐标系中
的起点。
② 坐标系平移
G50 U ——— W ———
该指令能把已建立起来
的某个坐标系进行平移，
其中 U和 W分别代表坐标
原点 X轴和 Z轴上的位移
量。
由此可见,G50的作用就是让系
统内部用新的坐标值代替旧的坐
标值，从而建立新的坐标值。
2、快速定位
G00 X（ U） —— Z（ W） ——
? 采用绝对编程，刀具分别以各轴快速进给速度移动到
工件坐标系中坐标值为 X,Z的点上；
? 采用增量编程时，则刀具移动到距始点（当前点）距
离为 U,W的值的点上。
3、直线插补
G01 X（ U） —— Z（ W） ——
? 采用绝对编程时，刀具以 F指令的进给速度进行直
线插补，移至坐标值为 X,Z的点上，如图 AB段
? 采用增量编程时，刀具则移至距当前点（始点）距
离为 U,W值的点上
A B
C
D
E
X
Y
O
4、圆弧插补
G02 I —— K ——
X（ U） —— Z（ W） —— F ——
G03 R ——
? 圆弧插补 G02,G03指令刀具相对工件以 F指令的进给速度
从当前点（始点）向终点进行圆弧插补。
? G02是 顺时针 圆弧插补；
? G03是 逆时针 圆弧插补 ；
G02
G02
G02G03
G03 G03
Y
Z
X
?R为圆弧半径
① 当圆弧所对的圆心角为 0° ~180 ° 时,R取正
值
② 当所对的圆心角为 180 ° ~360 ° 时,R 取负
值
?I,K为圆心在 X,Z轴方向上相对始点的坐标增
量
（ I,K和 R同时给予指令的程序段，以 R为优先，
I,K无效）
5、单一固定循环切削
（ 1）、外圆切削循环 （ G90）
切削圆柱面时，格式：
G90 X（ U） —— Z（ W） —— F ——
切削锥面时，格式：
G90 X（ U） —— Z（ W） —— I—— F ——
（ 2）、端面切削循环（ G94）
切削端平面时，格式：
G94 X（ U） —— Z（ W） —— F ——
切削带有锥度的端面时，格式：
G94 X（ U） —— Z（ W） —— K（或 R） —— F ——
四、编程举例
例, 如图所示。图 a中零件外圆直径为 85mm不加工，要
求编制加工程序。图 b为刀具布置图及安装尺寸，三
把车刀分别用于车外圆、切槽和车螺纹。对刀时，用
对刀显微镜以 T01号刀为准进行，螺纹车刀的刀尖相
对 T01号刀尖 Z向偏置 10mm加工程序见下表所示。
O
+X
85
290
155
65 60 20 60
80 80 62
A
B
CDEFGH
IJKML
加工程序
N001 G50 X200.0 Z350.0 T0101
N02 S630 M03
N003 G00 X41.8 Z292.0 M08
N004 G01 X48.34 Z289.0 F0.15
N005 Z227.0
N006 X50.0
N007 X62.0 W-60.0
N008 Z155.0
N009 X78.0
N010 X80.0 W-1.0
N011 W-19.0
N012 G02 W-60.0 I63.25 K-30.0
程序 注释
外圆车刀
A →B
B →C
C →D
D →E
E →F
F →G
G →H
H →I
I →J
J →K
N013 G01 Z65.0
N014 X90.0
N015 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09
N016 M06 T0202
N017 S315 M03
N018 G00 X51.0 Z227.0 M08
N019 G01 X45.0 F0.16
N020 G04 U51.0
N021 G00 X51.0
N022 X200.0 Z350.0 T0200 M09
N023 M06 T0303
N024 S200 M03
N025 X62.0 Z296.0 M08
N026 G92 X47.54 Z228.5 F1.5
K →L
L →M
M →A
切槽
切槽
A →N
N →P
P →N 退
N →A
加工螺纹
A →Q
Q →d 1 第一次
N027 X46.94
N028 X46.38
N030 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09
N031 M05
N032 M30
d2 第二次
d3 第三次
d4 第四次
→ A
数 控 铣 床 的 编 程
一、数控铣床的用途和组成
? XK5032型数控铣床 是配有高精度、高性能、
带有固化软件的 CNC微机数控系统的三坐标
数控铣床。
? 从结构上讲,XK5032型数控铣床是一种机电
一体化设备，可加第四轴。
? 机床的主要部件 有床身、铣头、纵向工作台
（ X）、横向床鞍（ Y）轴、升降台、液压控制
系统、气动控制系统及电气控制系统。
系 统 操 作 面 板
OUTPUT
START
CRT
RESET
CURSOR
PAGE
ALTER
INSERT
DELET
INPUT
7
O
8
N
9
G
4
X
5
Y
6
Z
1
U
2
W
3
R
D
4TH
B
K
J
I
L
NO.Q
P
POS PRGRM MENU
OPSET
DGNOS
PARAM
OPR
ALARM
AUX
GRAPH
功能键
数据输入键
/,#
EOB
CAN
软键
二、铣床的主要技术参数
主轴端面至工作台面的距离 90~490
工作台工作面积 320mm*1220mm
工作台纵向行程 750mm
工作台横向行程 （ Y） 轴 350mm
升降台垂向行程 （ 手动 ） 400mm
主轴孔锥度 ISO 40#,7:24
主轴 （ 套筒 ） 垂向行程 （ Z） 轴 150mm
主轴中心线至床身垂直导轨的距离 330mm
高速档
主轴转速范围
低速档
80~4500r/m
45~2600/m
进给速度范围 (X,Y,Z） 5~2500mm/mm
快速移动速度 （ X,Y,Z） 5000mm/mm
主电动机功率 3.7KW/5.5KW
三个坐标的进给电动机的额定转矩 3Nm,3.6Nm,(AC)
机床外形尺寸 1964*2190*2673
机床净重 2200kg
三、基本编程方法
1、设定工件 G92指令
G92 X—— Y —— Z ——
G92指令是规定工件坐标系坐标原点的指令。工件坐标系
坐标原点又称为程序零点，坐标值 X,Y,Z为刀具刀位点
在工件坐标系中的初始位置。
2、点定位 G00指令
G00 X——Y ——Z——
点定位 G00指令为刀具相对于工件分别以各轴快速移动速
度由始点快速移动到终点定位
3、绝对值 G90指令和增量值输入 G91指令
G90（ G91） X—— Y —— Z ——
G90按绝对值方式设定输入坐标,即移动指令终点的坐标
值 X,Y,Z都是以工件坐标系原点为基准来计算
G91按增量值方式设定输入坐标,即移动指令终点的坐标
值 X,Y,Z、都是以始点为基准来计算的，再根据终点
相对于始点的方向来判断正负，与坐标轴同向取正，反
向取负。
4、直线插补 G01指令
G01 X—— Y —— Z —— F ——
直线插补 G01指令为刀具相对于工件以 F指令的进给速度从当
前点向终点进行直线插补。
6、顺时针圆弧插补 G02指令和逆时针圆弧插补命令
G17 G02（ G03） X—— Y —— R—— （ I—— J —— ） F ——, XY平面圆弧
G18 G02（ G03） X—— Y —— R—— （ I—— J —— ） F ——, ZX平面圆弧
G19 G02（ G03） X—— Y —— R—— （ I—— J —— ） F ——, YZ平面圆弧
5、平面选择 G17,G18,G19指令
平面选择 G17,G18,G19指令分别用来指定程序段中刀具的
圆弧插补平面和刀具半径补偿平面。
?G17：选择 XY平面
?G18：选择 ZX平面
?G19：选择 YZ平面
7、暂停 G04指令
G04 X——（ P——）
暂停 G04指令刀具暂时停止进给，直到经过指令的暂停时间，
再继续下 一段程序段。其中地址 X后可以是带小数点的数，
单位为 s，地址 P不能带小数点。，只能是整数。
四、编程举例
例：如下图所示。立铣刀直径为 30mm程序见后表。
20
40
300
+Z
+Y
120
70
25
80
60
5555 A
BCJ
K L
M
I
H
G F
E
D N
加工程序
程序 注释
N01 C92 X450.0 Y250.0 Z300.0
N02 G90 G00 X175.0 Y120.0
N03 Z-5.0 S130 M03
N04 G01 H10 X150.0 F80
N05 X80.0
N06 G39 X80.0 Y0
N07 G02 X30.0 R25.0
N08 G01 Y140.0
N09 G03 X-30.0 R30.0
N10 G01 Y120.0
N11 G02 X-80.0 R25.0
N12 G39 X-150.0
A
A →B
B →B`
B` →C
C →D
D →E
E →F
F →G
G →H
H →I
N13 G01 X-150.0
N14 G39 X150.0 Y0
N15 Y0
N16 G39 X0 Y0
N17 X80.0
N18 G39 X150.0 Y40.0
N19 X150.0 Y40.0
N20 G39 X150.0 Y120.0
N21 Y125.0
N22 G00 G40 X175.0 Y120.0
N23 M05
N24 G91
N25 G28 X0 Y0
N26 M30
I →J
J →K
K →L
L →M
M →N
加 工 中 心 的 编 程
一、概述
加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。
二、自动换刀装置
1、自动换刀的装置的形式,
?回转刀架
?带刀库的的自动换刀装置
2、刀库的形式
? 鼓轮式刀库 （一般存放刀具不超过 32把）
? 链式刀库
3、换刀过程
自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成
4、刀具的选择方法
数控机床常用的的选刀方式有顺序选刀方式
和任选两种
三,XHK716型立式加工中心
XHK716立式加工中心为工作台不升降、十字滑座型立式
加工中心。它可以实现纵向、横向和垂向三个坐标、直线插补
和圆弧插补的连续控制运动。采用 FANUC-6M CVC数控系统并
配有感应同步器检测闭环系统，因此保证了机床的高精度、
高性能和高可靠性。
机床主要由 底座、立柱、十字滑台、工作台、主轴箱、自动
换刀装置、液压系统、气动系统 等组成。
机床的主要技术参数
机床电源总功率 42kw
工作台工作面积 630mm*1200mm
1200mm
630mm
800mm
主轴端头规格 50,JB2324-78
主轴转速范围 （ 无级 ） 25~2500r/min
进给速率 （ X,Y,Z） 2~4000mm/min
快速移动 (X,Y,Z) 10/min
刀库容量 24把
选刀方式 任选
刀具最大直径 120mm
刀具最大长度 400mm
刀具最大重量 12kg
主电动机功率 （ DC） 12kw或 15kw
进给直流伺服电动机 （ X,Y,Z） 的额定
转矩
38.5n/m
行程
纵向
横向
垂向
四、加工中心编程要点及举例
例：如下图所示，加工程序见后表
AB
90
程序
零点
16 24
# 1
# 2
# 3
# 4
# 5
# 6
# 7
# 8
# 9
14
14
18
16
8
16 16 16 16
64
加工程序
程序 注释
N01 T01 M06
G91 G00 G45 H01
G46 Y0 H02
G92 X0 Y0 Z0
G90 G44 Z10.0 H03
S1500 M03
G00 X-30.0 Y40.0 M08
G01 Z0 F150
X80.0
X20.0
X-12.0
G28 Z10.0
加工 A面
设定工件坐标系
刀具长度补偿
铣 A面，定位
Z向靠近工件表面
自动返回参考点
程序 注释
G00 X0 Y0
M00
N02 T02 M06
G92 X0 Y0 Z0
G90 G44 Z10.0 H04
S1000 M03
G00 X9.0 Y-12.0 M08
G01 Z-8.0 F150
Y76.0
Y20.0
Y-12.0
G28 10.0
暂停
加工 B面
铣 B面定位
靠近 B面
程序 注释
G00 X0 Y0
M00
N03 T03 M06
G92 X0 Y0 Z0
G90 G44 Z10.0 H05 M08
S1000 M03
G99 G83 X15.0 Y18.0 Z-27.0 R-6.0 Q5 F100
G98 Y46.0 Z-18.0
G99 X62.0 R2.0 Z-27.0
X46.0 Y32.0 Z-10.0
X62.0 Y18.0 Z-10.0
G00 G80 X0 Y0
钻 6mm孔
钻 #3孔
钻 #1孔
钻 #9孔
钻 #5孔
钻 #7孔
程序 注释
G28 Z15
M00
N04 T04 M06
G92 X0 Y0 Z0
G90 G44 Z10.0 H06 M08
S700 M03
G99 G83 X62.0 Y32.0 Z-10.0 R2.0 Q5 F100
X46.0 Y46.0
Y18.0 Z-27.0
G98 X15.0 Y32.0 R-6.0 Z-18.0
G00 G80
G28 Z50.0
钻 #8孔
钻 #6孔
钻 #4孔
钻 #2孔
数 控 线 切 割 机 床 的 编 程
一、数控线切割机床的编程方法
? 无间隙补偿程序（ 3B）
? 间隙补偿程序（ 4B）
1、无间隙补偿程序
B x B y BJG Z
(1)符号意义
① B 分隔符。表示一条程序段开始，并将 x,y,J等分开。
② x,y 坐标值 。都是以微米为单位。微米以下四舍五入。
③ J 计数长度,用于控制加工终长。
④ G 计数方向,有 GX和 GY两种，表示计数长度 J是
取 X轴还是 Y轴上的投影。
⑤ Z 加工指令：
? 直线四种,L1 L2 L3 L4
? 顺圆四种,SR1 SR2 SR3 SR4
? 逆圆四种,NR1 NR2 NR3 NR4
2、间隙补偿程序
Bx By B J B R G D (D) Z
符号意义：
它和无间隙补偿程序格式比较，多了两项
（ 1） R 为圆弧半径。 R通常是已知的，输入 R可以使运
算简化
（ 2） D（ DD）为曲线形式 。凸圆弧 D，凹圆弧为 DD。
它决定补偿方向。
二、编程举例
例：用 3B格式编写加工凹模的加工程序。
X
7
Y
32 R16
38
12
J B
CD
EF
GH
I
A
K L
程序 注释
B12 B16 B16000 GY L4
B B B7000 GX L1
B B16000 B32000 GY NR4
B B B7000 GX L3
B6 B8 B8000 GY L3
B6000 B8000 B GY NR1
B6 B8 B8000 GY L2
B B B7000 GX L3
B B16000 B GX NR2
B B B7000 GX L1
B6 B8 B8000 GY L1
B6000 B8000 B GY NR3
B6 B8 B8000 GY L2
O →A
A →B
B →C
C →D
D →E
E →F
F →G
G →H
H →J
J →K
K →L
L →O
§ 2-4 数控编程实例
1,在某经济性数控机床上车削如图 1所示零件，图中 φ 85外加工，
要求编制精加工程序。图 2所示为刀具布置图,I号车外圆，
II号刀切槽,III号刀车螺纹，采用对刀显微镜以 I号刀为准
进行对刀，螺纹刀尖相对于 I号刀尖在 10mm,III号刀的程序
进行补偿，保持刀尖位置一致。,
2,用数控铣床对图 2-3所示的零件廓形进行精加工 。 完成工作：
（ 1） 按刀具有在零件左侧的加工路线, 画出刀具中心轨迹图,
并划分程序段 ;
（ 2） 计算各程序段数据 ;
（ 3） 编写程序段 。
答案
1.什么是数控机床的程序编制？简述程序编制的内容及步骤？
答：在数控机床上加工零件，首先要编制零件的加工
程序，然后 才能加工。即将零件的图形尺寸、
工艺路线与工艺参数等内容，用数控机床能够接
受的数字及文字代码表示，再根据代码的规定形
式制成控制介质（如数控带、磁带），然后把控
制介质作为数控装置的输入信息，自动控制机床
加工。这种从零件到制成控制介质的过程称之为
数控机床的编程。
程序编制的内容及步骤如下：
（ 1）制定工艺过程
（ 2）数值计算
（ 3）编写程序单
（ 4）制备控制介质
（ 5）程序校核
2.程序编制过程中程序校核的作用是什么？如何进行？
答：在穿孔机上制成的数控带必须经过仔细的校对
以防出错。为了确保加工的准确性还需用此树
控带在机床上进行首件 试切，并检验首件是否
符合图纸要求。只有首件通过了检验才能将此
树控带投入使用。试切可以综合的检查穿孔带
程序单的错误，及零件精度是否符合图纸的要求。
3.数控机床上常用的编程方法有哪些？
答, 由零件图纸给出零件形状和尺寸，采用的编
程方法有手工编程和自动编程两大类。由无
尺寸的图形或实物模型给出零件形状和尺寸
时采用数字化技术 编程或实物编程。
4.什么是自动编程，适用于什么情况？
答：自动编程是用计算机代替手工编程的大部分工作，
自动编程时使用“数控语言”描述切学加工时的具
与工件的相对运动轨迹和一些加工工艺过程。程
序员只需使用规定的数控语言编写零件的“语言
程序“即可。当零件源程序输入计算机后，计算
机自动完成机床运动轨迹的计算，加工程序的编
制和数控带制作等工作。所编程序还可以通过屏
幕或绘图仪进行检查。
5.国际上常采用的八列穿孔带有哪两种代码？
答,EIA代码，是美国电子工业协会的标准代码。
ISO代码，是国际标准化组织的简称。
6.进给速度代码有几种？
答：共有五种, （ 1） FRN法；
（ 2） 3位,4位和 5位代码法；
（ 3）等比级数法或 2位代码法；
（ 4）符号法或一位代码法；
（ 5）直接法；
7.准备功能 G主要有哪几种功用？
答：以下介绍准备功能字的各种主要功能：
（ 1） G00：点定位，以最大的进给速度移动到指定位置
（ 2） G01：直线插补
（ 3） G02：顺时针方向圆弧插补
（ 4） G03：逆时针方向圆弧插补
（ 5） G04：暂停
（ 6） G06：抛物线插补
（ 7） G08：加速
（ 8） G09：减速
（ 9） G17~G19：平面选择
（ 10） G33~G35：指定螺纹切学方式
（ 11） G40~G42：指定工具直径补偿方式
（ 12） G43~G52：工具偏置
（ 13） G80~G89：固定循环
（ 14） G90：绝对尺寸
（ 15） G91：增量尺寸
（ 16） G92：预置寄存
（ 17） G93：时间倒数、进给率
（ 18） G94：每分钟进给
（ 19） G95：主轴每转进给
8.辅助功能 M主要有哪几种功能？
答：辅助功能 M主要有以下几方面功用：
（ 1）程序停止或程序接受古，用于控制主轴停
转、机械进给停止、冷却液关闭等，如
M00,M01,M02等。
（ 2）控制主轴正转、反转或停止。
（ 3）换刀
（ 4）开关冷却液
（ 5）夹紧、松开工件
（ 6）更换工件
（ 7）刀具或工件直线位移
1.已知工件廓形方程时，可以用哪些方法进行
插补计算？
答：已知工件廓形方程时，可以采用直线插补计算直
线插补计算经常采用等间距法和等误差法
4.试述等间距法与等误差法的优缺点及它们的使用场合
答,等间距法 的计算比较简单，但程序段多编程费时
各节点之间的线段逼近廓形曲线时，产生的拟合
误差不相等。为保证所有的折线线段拟合误差都
在允差范围内，不得不使间距减小，更增加节点
数目，亦即增加程序段数。适用于廓形曲线斜率
变化不大的场合。
等误差计算 比较复杂，但可在保证精度的条件下
得到最少的程序段数目，使编程工作量减少，拟
合计算可用计算机辅助计算，所以是一种较好的
拟合方法由于在保证等误差的前提下，使接点分
布合理所以用于廓形曲线斜率变化较大的场合。
但是 无论是等误差法还是等间距法，都是用直线
逼近曲线，是由许多直线构成的近似线段代替廓
形曲线，连接点不光滑，而且直线的曲率半径无
穷大，与原来的曲线的曲率半径相差很大，这是
共同的缺点，使用拟合可以避免此缺点。
5.三次样条曲线插值计算用于什么场合?
答：三次样条曲线适用于工件廓形为列表曲线时
要求拟合曲线在型值点处以及整个曲线上都
很光滑，并且具有连续曲率。另外，由于三
次样条函数是建立在材料力学弹性梁变形的
理论基础上，故只能应用于小挠度的情况。
6.工件廓形为列表曲线时, 常用的拟合方法有哪些？
答：三次样条函数插值法和双圆弧逼近法。
坐标系统
1，机床的坐标轴
Z轴：机床主轴轴线方向，刀具远离工件的方向为 Z轴
的方向
X轴：与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件
旋转的方向
2，机床原点、参考点及车床坐标系
参考点为机床上一固定点，其固定
位置由 Z向与 X向的机械挡块来确
定
如果以机床原点为坐标原点，建
立一个 Z轴与 X轴的直角坐标系，
则此坐标系就成为机床坐标系
机床原点 旋转中心线
O
O`
+X
+Z
3，工件原点和工件坐标系
零件图样给出后，首先应找出图样上的设计基准点（工件原点）
以此原点做为坐标原点建立一个 Z轴与 X轴垂直的直角坐标系，称为工
件坐标系。
工件原点是人为设定的
依据,1，符合图样尺寸的标注习惯
2，有利于编程
? 通 常工件原点选择在工件右端面、
左端面或卡爪的前端面
? 将 工件安装在卡盘上，则机床坐
标系与工件坐标系是不重合的
? 工 件坐标系 Z轴一般与主轴轴线重
合,X轴随工件原点位置不同而异
? 各 轴正方向与机床坐标系相同。
+X
+Z
工件
O
起
刀
点
工件原点
最短加工路线的选择
（ A） （ B）
CAD 绘 图 简 单 介 绍
一,AutoCAD的操作界面
1、图形窗口
2、状态栏：位于屏幕的最底部，显示光标所处位置的坐标，
还用语显示和控制捕捉、栅格、正交等功能。
3、工具栏：包含各种用于绘图、编辑的工具图标。
4、命令窗口：当用户看到 Command命令的时候，标志着
AutoCAD 准备接收命令。
二,AutoCAD的绘图基础
1、坐标系
AutoCAD的坐标系是笛卡尔坐标系，其坐标轴称为 WCS，
它是不能改的，其他坐标系是相对于它建立的。
2、设置图形单位
输入 Units命令，在出现的对话框中进行设置。
3、改变作图区域命令
作图区域是指在绘图空间中设置的一个想象的
矩形绘图区域，使用 Limits命令。
4、图层
图层是 AutoCAD中用户组织图形最有效的工具之一。
AutoCAD的图形对象必须绘在某一层上。
如果在某一图层上绘制一个图象，首先要设置该层
为当前层,AutoCAD只有一个当前层，所画的对象均
在当前层中。
（ 1）设置图层
输入 Layer命令或在菜单栏中选择 Layer图标，在弹出
的对话框中进行各种设置，包括创建、设置当前层、删除、
控制图层的可见性，解冻 /冻结图层、锁定 /解锁图层、改变
图层的颜色、改变图层的线型和改变图层宽度等。
以上所讲述的是简单的操作，具体的操作请参考各种
AutoCAD使用书籍。
返回
Pro/E 建模的使用
由于 Pro/E 的使用很复杂，所以在这里只简单介
绍它的基本功能，具体的操作使用请参见各种书
籍资料。
一,Pro/E 特性简介
Pro/E强调三维实体模型，它能自动标注相关尺寸。
在产品开发过程中，用户在任何时候所做的修改，
都会传送到整个设计中，同时它是基于, 特征, 的
参
数式建模，下面介绍它建模的大致过程。
特 征
Pro/E系统采用, 特征, 作为基础特性，利用的一
般机械对象概念，如圆角、薄壳、钻孔等，以最
自然的思考方式进行设计工作。
在 Pro/E 系统中，建模所需要的特征命令全部放
在窗口右边 Menu Manager的 Feature选项中区
分为, 实体, （ Sloid)和, 曲面, （ Surface)两
大类
以实体而言，其中最常见的, 加材料, 操作就是
[Protusion]（凸出）,,减材料, 操作则是 [Cut]
（切口）和 [Slot]（槽）
其他的特征命令还有 [Hole]（孔）,[Shaft]（轴
肩）,[Round]（圆角）,[Chamfer]（倒角）、
[Rib]（肋）,[Shell]（壳）,[Pipe]（管道）、
[Tweak]（扭曲）等
单个零件是由一系列的特征所组成的，而组合
模型是由许多的零件所产生的，这就是 Pro/E
绘图的基本思想。
参数设计与父子关系
一、参数设计
在 Pro/E 系统中，绝大部分的特征都会出现对话框，其
中列出各种元素，依次, 正确, 完成所需元素即可产生
该
特征。, 尺寸, 就是, 参数,,通过修改尺寸值达到改
变特征的目的 。
二、父子关系
由于参数式的架构，使得 Pro/E 有, 父子关系, 的特
性。
任一特征在建立过程中如果才曾, 参考 /参照, 另一特征
的
点、线、面等项目时，两者即产生父子关系。 返回
机构运动 Mechanism
它可以使用户通过运动副 —―连接”的设定，使机械
组
件依实际情况运动。
动画制作 Animation
它可以使用户在不使用设定运动时，鼠标直接拖拽
组件，仿造动画影片制作过程，一步一步快拍，最后连
续播放这些影象。
Pro/E 仿真的使用
机构运动 Mechanism
在装配 ——Assembly模式中,Mechanism专用来处理组
件间的运动仿真，既要组件能运动，在组件组装时就不
能被锁死，而是要部分约束。通过各种连接 —Connection
的设定，来限制组件的运动自由度。
[ Connection的具体操作参考各类参考书籍 ]
动画制作 Animation
下拉式菜单 [Applications]——[Animation]功能是另一种
能让组件动起来的方法。使用此功能相当自由，无需在
运动组件上设定任何的 Connection。
1、图形按钮 (icon)
执行 [Applications]——[Animation]进入动画制作
环境，可以见到图形按钮的分布情况。
2、时间表 （ Timeline)
记录一连串的关键帧（ Key-Frame)对时间的排序。
3、拖拽 （ Drag)
利用鼠标直接拖拽组件并快照，分快照 (Snapshots)
与约束 (Constraints)两部分。
返回
§ 2-1 编程的内容及有关规定
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
§ 2-3 数值计算
§ 2-4 数控编程实例
本章 主要介绍 数控加工程序 编制的有关
知识, 包括编程的 有关标准, 工艺制定, 数
值计算, 简单零件程序编制 。 另外还将介绍
最新的 计算机自动编程 方面的知识 。
注意
掌握用 ISO标准代码编制数控程序的一般格式,
常用的功能字, 数控机床坐标及运动方向的规定
掌握数控编程的方法和步骤
掌握数控编程中工艺处理的特点及数值计算的方法
熟练用手工编程方法编制简单的数控加工程序
了解自动编程的特点及实现方法
目 标
建
议
? 数控编程是实践性和理论性都很强的一门
技术, 既要掌握零件 制造工艺 方面的知识,
又要有扎实的 数学知识, 同时还必须充分
熟悉数控机床的功能和 编程规则 。 建议在
学习中同时学习和掌握上述相关知识, 并
多 动手编制 数控程序 。
第二章 数控机床的程序编制
零件
图纸 制订工艺
数值计算
制备数控带
编写程序
校
验
数
控
装
置
数
控
机
床
毛坯
成品
程序编制
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
一,NC机床的编程
将零件的 工艺过程, 工艺参数, 刀具位移量
及 方向 以及其它 辅助动作 （换刀、变速、冷却、
夹紧等）,按运动顺序 用数控机床 规定的指令
代码 和程序 格式 编成加工程序，再将程序单中
的全部内容记录在 控制介质 上。然后输出给数
控装置，从而指挥数控机床加工，从图纸到制
成介质过程叫数控编程。
§ 2-1 编程的内容及有关规定
编程的方法：
(1)手工编程,
全部或主要由 人工 进行，广泛采用于 简单
的点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中。
但对复杂零件编程计算繁琐、程序量大,费时
且易出错。
第二章 数控机床的程序编制
N G XU ZW I K F S M T M LF 备注
N001 G92 X 20000 Z 35000 LF 坐标设定
N002 G00 X 4180 Z 29200 S31 M03 T11 M08 LF
N003 G01 X 4780 Z 28900 F15 LF 倒 角
N004 U 0 Z 2300 LF φ 47.8
N005 X 5000 W 0 LF 退 刀
N006 X 6200 W -6000 LF 锥 度
N007 U 0 Z 15500 LF φ 62
N008 X 7800 W 0 LF 退 刀
N009 X 8000 W -100 LF 倒 角
N0010 U 0 W -1900 LF φ 80
N0011 G02 U 0 W -6000 I 6235 K -3000 LF 圆 弧
N0012 G01 U 0 Z 6500 LF φ 80
N0013 X 9000 W 0 LF 退 刀
N0014 G00 X 20000 Z 35000 T10 M09 LF 退至换刀点
N0015 X 5100 Z 23000 S23 M03 T22 M08 LF
N0016 G01 X 4500 W 0 F10 LF 切 槽
N0017 G04 U 50 LF 延 迟
N0018 G00 X 5100 W 0 LF 退 刀
N0019 X 20000 Z 35000 T20 M09 LF 退至换刀点
N0020 G00 X 6200 Z 29600 S22 M03 T33 M08 LF
N0021 G33 X 4720 Z 23150 F150 LF 切 螺 纹
N0022 I -60 K 0 LF 切 螺 纹
N0023 I -50 K 0 LF 切 螺 纹
N0024 I -30 K 0 LF 切 螺 纹
N0025 G00 X 20000 Z 35000 LF 退至换刀点
(2) 计算机辅助编程
? 自动编程：
用 数控语言 编写零件 源程序 输入计算机。
计算机对源程序进行 计算处理 和 后置处理,最
后 自动产生 具体机床的加工程序单，这个过程
称为 自动编程。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
零
件
图
纸
数
控
语
言
零
件
源
程
序
输
入
编
译
数
学
处
理
后
置
处
理
显示图形
打印程序单
穿制纸带
计算机通讯
修改
计算机自动编程系统
第二章 数控机床的程序编制
PARTNO/SAMPLE PART PROGRAM C5 ;零件源程序号为试件程序 C5
SAPT=POINT/0,0,0 ;SAPT为起刀点的代号, 即坐标系原点
L1=LINE/16,8,0,16,32,0 ;直线 L1的两点坐标值
P1=POINT/16,32,0 ;
L2=LINE/P1,ATANGL,45 ;直线 L2为过 P1点并与 X轴夹角为 45°
计算机自动编程实例,
零件图
源程序
L3=LINE/32,48,0,48,48,0 ;
L4=LINE/56,20,0,56,40,0 ;
L5=LINE/0,8,0,40,8,0 ;
C1=CIRCLE/48,40,0,8 ;圆 C1 圆心坐标为 X=48,Y=40,Z=0,R为 8
C2=CIRCLE/56,8,0,12 ;
CUTTER/10 ;刀具直径 φ 10
OUTTOL/0.05 ; 轮 廓 外 容 差
≤ 0.05
SPINDL/1600,CLW ;主轴转速
1600r/min,顺时针方向回转
COOLNT/ON ;打开冷却液
FEDRAT/500 ;进给速度为 00mm/min
零件源程序
FROM/SAPT ;刀具起始点为 SAPT点
GO/TO,L1 ;刀具从点 SAPT开始以最短距离向 L1运动, 直至与 L1相切
TLLFT ;顺着切削运动方向看,刀具处在零件左边的位置
COLFT/L1,PAST,L2 ;刀具到达 L1时, 相对于前一运动向左并沿 L1运动,
直到走过 L2时为止
GORGT/L2,PAST,L3 ;从 L2的运动方向看,
刀具向右沿 L2运动,
直到走过 L3时为止
零件源程序
GORGT/L3,TANTO,C1 ;向右沿 L3运动, 直到与 C1圆相切为止
GOFWD/C1,TANTO,L4 ;向前沿 C1圆运动, 直到与 L4相切
GOFWD/L4,PAST,C2 ;
GORGT/C2,PAST,L5 ;
GORGT/L5,PAST,L1 ;
GOTO/SAPT ;走到 SAPT点
GOOLNT/OFF ;关闭冷却液
SPINDL/OFF ;主轴停
FINI ;零件源程序结束
零件源程序
(2) 计算机辅助编程
? CAD绘图
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
零件 1 CAD辅助制作
(2) 计算机辅助编程
? Pro/E建模
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
零件 2 Pro/E建模介绍
(2) 计算机辅助编程
? Pro/E仿真
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
零件 3 Pro/E仿真介绍
(2) 计算机辅助编程
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
? 数字扫描
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
§ 2-1 编程的内容及有关规定
二、编程的一般步骤
数控装
置
程序校
核制定工艺
轨迹计算
控制介质
编写程序
零
件
图
纸
制定工艺 控制介质 程
序
校
核
数
控
装
置轨迹计算 编写程序
第二章 数控机床的程序编制
?1．分析零件图
第二章 数控机床的程序编制
分析零件的 材料, 形状, 尺寸, 精度 及 毛坯 形状,
热处理 要求等确定 是否适用 在 NC机床上加工或 哪类 NC
机床 。
? 2．制定工艺过程
根据零件图纸对零件形状、尺寸、技术要求、工艺
方案等进行细致分析，从而确定加工方法和加工工艺
路线，刀具形状和尺寸及布置，切削用量，定位关系
等，对毛坯的 基准面 及 余量 也应提出一定要求。
§ 2-1 编程的内容及有关规定
? 3,运动轨迹的坐标计算
根据图纸尺寸按规定的坐标系计算 零件轮廓 和 刀具
运动轨迹 的各坐标值。
? 4．编写程序单
将有关几何元素以及相应的 坐标值,按 走刀路线 的
顺序进行 分段和排序,同时将所要求的诸如主轴转速、
进给速度、刀号、刀具位置补偿、冷却等 辅助机能 指
令 按规定格式 填到相应的程序段中，从而构成一份完
整的程序单。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
? 5．制成控制介质
控制介质可以是穿孔纸带、磁带、磁盘等
? 6．程序校核
方式有,空运行、图形仿真、首件试切
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
常用的校验和试切方法：
? 对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具, 坐标纸代替
工件进行空运行绘图 。
? 对于空间曲面零件, 可用蜡块, 塑料或木料或价格低的材
料作工件, 进行试切, 以此检查程序的正确性 。
? 在具有图形显示功能的机床上, 用静态显示 （ 机床不动 ）
或动态显示 （ 模拟工件的加工过程 ） 的方法, 则更为方便
。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
常用的校验和试切方法（续）：
? 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工
误差。 首件试切 (在允许的条件下 )方法不仅可查出程序单和
控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。
当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调
整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。
三、编程的有关规定
1．穿孔带与代码
EIA代码（美国电子工业协会）
ISO代码（国际标准化组织）
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
,数控机床用七单位编码字符, 标准（ JB3050-82）
ISO代码与 EIA代码相比较有如下优点：
（ 1）,ISO代码为七位二进制代码,EIA
代 码为六位二进制代码（不包括奇偶
校验位），因而 ISO代码比 EIA代码大一
倍。
（ 2）,ISO代码 EIA代码的编码规律性强，
容易识别。
（ 3）,ISO代码为偶数码，第 8位为补偶
位。而 EIA代码为奇数码，第 5位为补奇
位。
ISO包括,数字码 0-9,字母码 A-Z（ 26个），
符号码 +,-,×, % 等。
1) 同步孔 介于第 3,4列之间，作为其它大孔的基准
并产生 同步读入信号
2) 补偶列 第 8列，每行代码孔的个数必须是偶数，
若为奇数，则在第 8列补一孔使之成为偶数个孔
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
三、编程的有关规定
1．穿孔带与代码
3) 数字码 在第 5,6列都有孔
字母码 在第 7列都有孔
符号码 在第 6列有孔, 而第 7列无孔
4) 容量 为 27=128
孔带尺寸,宽 25.4mm（ 1英寸）、通孔径 ?1.83mm± 0。 05，
同步孔径 ?1.17mm，厚度 0.1mm，
孔间距、孔中心距均有公差范围，
使用条件温度, 23??2℃,湿度,50?2%
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
三、编程的有关规定
1．穿孔带与代码
2．程序段格式
? 一个程序是由 若干个程序段 组成。
? 每个程序段完成某一动作，它由 若干功能字 组合而成 。
如,N15 G00 X12.5 F1200 TI S1000
N16 M05
? 一个功能字包括 一个地址符 和 若干数字 。
? 程序段格式就是指一个程序段中各 功能字的排列顺序
及其表达形式。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
三、编程的有关规定
1）常用功能字
① 准备功能字
以地址符 G为首，后跟而往数字（ 00-99）
如,G00,G01,G02,G03,G04,G40,G41,G42
② 坐标功能字（尺寸字）
用来设定机床各坐标的位置量，
以 X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R,A,B,C,D,E 等为首，
其后跟 +,-及一串数字
单位：脉冲数,mm、英寸等。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
2．程序段格式 如,N15 G00 X12.5 F1200 T1 S1000
N16 M05
③ 进给功能字
用于指定刀具相对于工件运动的速度，
以 F为首后跟一串数字，具体有以下指定方法。
A> 三位数代码法
F后跟三位数字，第一位是实际进给速度整数位数，
加上了后二位是进给速度的前二位有效数字,
如,实际进给速度为 156.4mm/min，用 F315指定。
B>二位数代码法
F后跟二位数字代码（ 00-99），代码与速度有一定对应关
系
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
如,N15 G00 X12.5 F1200 T1 S1000
C>一位数代码法
第二章 数控机床的程序编制
F后跟一位数（ 0-9），
用于速度档次较少，最多 10种的 NC机床。
D>直接指定法
按预定的单位在 F后直接写上要求的进给速度 。
E) 其它
为了便于进给速度的控制, 系统指定某种特殊意义的表示法,
如时间倒数法, 即用实际进给速度 V(mm/min)除以位移量
L(mm)作为 F指定值 。
§ 2-1 编程的内容及有关规定
如,N15 G00 X12.5 F1200 T1 S1000
④ 主轴转速功能字
用于指定主轴转速
以 S为首，后跟一串数字，其表示法与 F一样。
对照表与 F通用，只是单位换成 转 /min。
⑤ 刀具功能字
用于选择和更换刀具
只在具备有换刀功能的系统中使用
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
⑥ 辅助功能字
以 M为首，后跟两位数字（ 00-99）
如,M00,M01,M02,M03,M04,M05,M07,M09
如,N15 G00 X12.5 T1 S1000
N16 M05
第二章 数控机床的程序编制
2),程序段格式 ——功能字的排列顺序和表达方式。
① 固定顺序式
013 01 +04500 -12300 15 40 02 LF
N G X Y F S N
§ 2-1 编程的内容及有关规定
② 带分隔符的固定顺序式
③ 字地址程序段格式（带地址符的可变程序段格式）
N15 G00 X12.5 F1200 T1 S1000
N16 M05
第二章 数控机床的程序编制
3、坐标轴及运动方向
直角 坐标系, X,Y,Z、
U,V,W、
P,Q,R
旋转 坐标系,
A,B,C
§ 2-1 编程的内容及有关规定
? 假定刀具相对工件移动
（ 刀具运动, 工件不动 ）
? 刀具远离工件的方向为正
+ X
+ X
+ Y
?
ˉ
+ Z
+ Y
+ Z
+ Y
+ C
+ Z
?
ˉ
+ A + B
+ C
+ X + Y + Z
+ A
+ B
+ X
?
ˉ
1） Z轴
产生切削力的轴线方向作为 Z轴方向。
* 对于 有主轴 的机床，如卧车、立铣，
以主轴轴线方向作 Z轴。
* 对 无主轴 机床，如牛头刨，
与装卡工件的工作台面相垂直的直线作为 Z轴方向。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
2） X轴
X轴是 水平 的, 平行于工件的装卡面 。
在 工件旋转 的机床上 （ 车, 磨 ）, X方向在工件的径向上,
且平行于模滑座 。
在 刀具旋转 的机床上 （ 铣, 钻, 镗 ）
? 若 Z水平,从刀具主轴向工件看时, +X指向右方 。
? 若 Z垂直：
? 对 单元柱 机床 —— 从 刀具主轴向立柱 看时, +X指向右方；
? 对 桥式 龙门机床 ——从 主轴向左侧立柱 看时, +X指向右方 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-1 编程的内容及有关规定
§ 2-1 编程的内容及有关规定
3） Y轴
根据 X,Z运动方向，按右手直角笛卡系坐标系确定。
4,A,B,C轴
在 X,Y,Z正方向上按右手螺旋方向。
第二章 数控机床的程序编制
第二章 数控机床的程序编制
习 题
1.什么是数控机床的程序编制？简述程序编制的内容及步骤
2.程序编制过程中程序校核的作用是什么？ 如何进行？
3.数控机床上常用的编程方法有哪些？
4.什么是自动编程, 适用于什么情况？
5.国际上常采用的八列穿孔带有哪两种代码？
6.进给速度代码有几种？
7.准备功能 G主要有哪几种功用？
8.辅助功能 M主要有哪几种功能？
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
一,NC工艺的主要内容
1．选择适合在 NC机床上加工的零件。
2．零件图纸的数控工艺性分析。
3,制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、
基准选择，与非数控工序的衔接等。
4．数控工序的设计，如工步、刀具选择，夹具定位与
安装，走刀路线的确定、测量、切削用量等。
5,有关数控工序程序的调整，如对刀、刀具补偿等。
6,数控加工中的容差分配。
7．数控机床上部分工艺指令的处理。
第二章 数控机床的程序编制
二、程序编制中的工艺分析
1．零件数控加工合理性分析
(1) 针对 NC机床选择合适的零件加工。
?技术要求能否保证
?是否有利于提高生产率
?经济上是否合算
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
考虑因素主要有：毛坯材料和类型、零件尺寸大小、
尺寸精度和表面粗糙度要求，轮廓形状复杂程度、
零件批量、热处理状态等。总之：
数控加工适用范围可用下图粗略表示, 图示表明：
? 当零件不太复杂, 生产批量又较小时, 宜采用 通用机床 ；
? 当批量很大时宜采用 专用机床 ；
? 批量不大, 复杂, 品种变化大的零件, 适用于用 NC机床 加工 。
通用机床
零件复杂程度
零
件
批
量
NC 机床
专用机床
100
NC 机床
5C
总
加
工
费
用
批量
专用
通用
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
① 用通用机床加工时, 要求设计制造复杂的专用夹具或需很
长调整时间的零件 。
② 小批量生产 （ 100件以下 ） 的零件 。
③ 轮廓形状复杂, 加工精度高 或必须用数学方法决定的 复杂
曲线, 曲面 零件 。
④ 要求 精密复制 的零件 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
下述类型的零件最适于 NC加工, 即,
⑥ 钻, 镗, 铰, 锪, 攻丝及铣削 工序联合 进行的零件,
如箱体, 航空附件壳件机匣等零件 。
⑦ 价值高 的零件, 如飞机大梁等零件, 若加工中出现
差错而报费, 将造成巨大经济损失 。
⑧ 要求 百分之百检验 的零件。
⑤ 预备 多次改型 设计的零件 (新产品试制中心零件 )。
第二章 数控机床的程序编制
下述类型的零件最适于 NC加工, 即,
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
(2) 针对零件选择 NC机床
? 凡经数控加工的零件, 图纸上尺寸数据的给出要符合
编程方便的原则 。
? 零件的外形, 内腔最好采用统一的几何类型或尺寸,
这样可以减少换刀次数, 还有可能缩短程序长度 。
? 有的数控机床有对称加工的功能 (镜象功能 ),具有对
称结构的零件可简化编程 。
第二章 数控机床的程序编制
2．数控加工零件图工艺性分析
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
?尽量减少装夹次数
?按照, 定位基准与设计基准重合, 的原则
?合理选择定位基准和夹紧方案
?数控机床对夹具要求：
? 保证夹具本身在机床上安装准确；
? 协调零件和机床坐标系的尺寸关系
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
3．确定零件的安装方法和选择夹具
② 装卸零件要迅速 以缩短机床的仃顿时间
③ 加工部位要开敝 夹具机构或其它元件不得影响走刀
④ 夹具在机床上安装要准确可靠
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
① 结构力求简单
尽可能利用由通用元件拼装的组合可调夹具，
以缩短生产准备周期。
?考虑夹具应注意：
4．确定 坐标系 和 程序起点
工件 坐标系
机床 坐标系
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
坐标系原
点的判定
工件原点、机床零点、程序起点
? 程序起点
? 在数控加工时刀具相对于工件运动的起点。
也称, 起刀点,
? 选择原则：
? 便于数学处理和简化程序编制
? 在机床上易找正
? 加工过程中检查方便
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
? 引起的加工误差小
4．确定 坐标系 和 程序起点
刀位点, 代表刀具位置的点
车镗刀, 刀尖
钻头, 刀尖
尖端铣刀, 刀具轴成与刀具底面交点
球头铣刀, 球头球心
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
换刀点, 换刀时的位置，为多刀机床的程编设定数
5．确定加工路线
加工路线 (或称走刀路线 )是指数控加工中刀具（刀位点）
相对于被加工零件的运动轨迹。
确定加工路线的原则：
① 使被加工零件获得良好的加工精度和表面质量
② 使数值计算容易
③ 尽量使走刀路线最短，省时，减少刀具消耗，
机床磨损少，以减少空刀时间和程序段数目 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
最短加工
路线选择
?铣削外轮廓时：
刀具沿轮廓 切线方向 切入, 切出, 以保证工件轮
廓光滑；
若沿 法向 方向, 将在零件外形上留下明显的刀痕 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
切向切入
径向切入
加工路线图
? 某飞机零件内外形及膜板面余量各为 1.5--2 mm
? 若用一次走刀切除,则胶板面 不平整幅度 为 0.3-0.5mm，
外形误差 为 0.15-0.25mm；
? 若采用二次走刀切除全部余量,则误差稳定在 0.1mm
（最后一次走刀切除量通常以 0.2-0.5mm为宜）
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
?采用 多次走刀, 能控制零件变形误差,
以提高零件加工精度
? 在 轮廓 加工时 应避免 进给停顿
? 加工 内槽 时, 为达到表面粗糙度, 采用 环切法 。
若用 行切法, 则需最后环切一切, 光整表面
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
?车螺纹 及 钻孔 时, 增加必要 辅助尺寸
?增加必要的 停顿 时间
G04,使刀具在短时间内作无进给光整加工,
用于车槽, 镗平面, 锪孔等场合,停顿时间视机床而定 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
?精铣时, 尤其是工件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金，
应尽量采用 顺铣,以利于提高零件的表面质量。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
? 孔系 加工时,
应尽量 按规律 运动
6,选择切削刀具
刀具选择不仅影响加工效率，而且直接影响加工质量。
? 选择刀具时通常需考虑 工件材料、工序内容、机床
加工能力、切削用量、进给速度、热处理 等因素 。
? 数控加工对刀具提出了更高的要求,刚性好、精度高、
尺寸稳定、耐用度好。 这需采用 新型高速钢 和 超细粒度
硬质合金 等优质材料并 优选刀具参数 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
第二章 数控机床的程序编制
7,确定加工用量
切削深度或宽度、主轴转速、进给速度等
① 切削深度 (吃刀量 ap)
一般与 刀具直径 d成正比，与 切削宽度 L,切削速度 V反比。
主要 根据 机床, 夹具, 工件, 刀具 的 刚性 决定 。
在允许情况下，最好一次切除余量，提高加工效率。
有时为了改善表面粗糙度和加工精度，留一点余量
(0.2~0.5mm)最后光加工一次。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
② 主轴转速 n(转 /分 )
其中 D—工件或刀具直径 (mm)
v—允许的切削速度 (m/分 )
粗加工,↑ ap,↓ v/h,↑ F
粗加工,↓ ap,↑ v/h,↓ F
第二章 数控机床的程序编制
D
vn
?
??
?
1 0 0 0
? 据工厂经验，由于受机床、刀具的限制,v常选为
100~200米 /分,现代 CNC机床多是将 n直接编入程序单 。
根据
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
③ 进给速度 （ 进给量 ） F(mm/min或 mm/转 )。
? 根据零件的 加工精度、表面粗糙度、切削方式、刀具刚度、
工件材料 选择。加工精度要求高时,F选少一些 。（ 20-50） mm/min
? 轮廓加工中,拐角较大且进给速度较高 时，应在
接近拐角处适当降低速度。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
? F在程序中的表示法随控制机不同而异。
8,编程误差及其控制
① 近似计算误差 ——用近似计算法逼近零件轮廓时产生的。
i) 用近似计算方法处理列表曲线、曲面轮廓时
所产生的逼近误差。
例如：用样条或参数曲面等近似方程所表示的形状与
原始零件之间有误差，此类误差较小，可忽略。
ii) 用直线或圆弧去逼近零件轮廓 （一次逼近误差）
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
② 插补误差
插补加工出的线段（直线或圆弧）与理论线段的误差。
此误差与数控系统插补功能及有关参数有关。
③ 圆整误差
编程误差 =f(?逼, ?插, ?整 )
取公差的 （ 1/5-1/10）
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
§ 2-2 程序编制中的工艺处理
习 题
2,在铣削零件外轮廓时,刀具进刀和出刀的方向如何选择?
1,选择程序起点的基本原则是什么?
3.车螺纹 及 钻孔 时, 为何要增加辅助尺寸?
§ 2-3 数值计算
根 据零件图纸，按照已确定的 加工路线和允许
的编程误差,计算数控系统所需输入数据，称为
数值计算
基点与节点的计算
列表曲线的插值与拟合
刀具中心轨迹的计算
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
一、基点与节点的计算
基点 ——构成零件轮廓几何元素间的连接点
第二章 数控机床的程序编制
节点 ——轮廓线与逼近线的交点
(一 ) 基点计算
如图示零件：基点 B,A,E,D均易计算出，而 C
点需求解方程,
?
?
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第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
(二 ) 节点的计算
? 对 曲率半径大 的曲线 用直线逼近 较为有利
? 若 曲线某段接近圆弧,自然 用圆弧逼近 有利
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
用 直线或圆弧逼近 方程曲线 y=f(x)，
? 节点的数目及坐标值取决于曲线的特性、逼近线段
的形状、允许的逼近误差 ??。
? 逼近线段的选择原则：
? 保证逼近精度
? 节点数目少，也就是程序段数目少
? 计算简单
1．等间距直线逼近法
X坐标按 等间隔 分段，将 x1~ x8的值 代入方程 y=f(x)，
可求出坐标值 y1~y8，从而求出节点 A1~A8的坐标值。
间距的大小一般凭经验根据零件加工精度取
求出各节点后，验算由分段造成的逼近误差是否小于允许值
只需验算：
? y坐标值增量最大的线段 (A8A9)
? 曲率半径较小的线段 (A6A7)
? 有拐点线段 (A7A8)
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
验算方法,若 A1A2是要验算的线段
1) 列出方程
2) 列出距 A1A2为 ?允 的 等距线的方程
3) 等距线方程与 y=f(x)曲线方程联立求解
? 若无解，即无交点，表示 逼近误差 < ?允
? 若只有一解，表示 逼近误差 = ?允
若有多解，表示 逼近误差 > ?允
此时应缩小等间距值，重新计算节点并核算，
直至最大的逼近误差小于 ?允 。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
特点, 简单, 但程序段数目较多
?允
2．等弦长直线逼近法
每段逼近线 长度相等
① 求最小曲率半径 ?min
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
求 逼近线长度：
② 求逼近的弦长 l ?允
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
④ 将以上圆方程与 y=f(x)联充求解，得出 b的坐标 (xb,yb)
⑤ 顺次以 b,c,d… 为圆心,l 为半径作圆，
求交点 c,d… 坐标。
③ 以曲线起点 a为圆心,l 为半径作圆，
可求得圆的方程；
特点,此法较等间距法复杂，
但程序段数目较少 。
δ
允
3．等误差直线逼近法
使每个直线段的逼近误差相等，并小于或等于 ?允
特点,较以上两种方法都合理，程序段数更少，
大型、复杂的零件轮廓采用此法较合理。
第二章 数控机床的程序编制
① 以 曲线起点 为圆心,?允 为半径，作 允差圆
§ 2-3 数值计算
② 作允差圆与轮廓曲线的 公切线 T
③ 过 a作 T的平行线 与轮廓曲线的 交点 b，
b即是所求节点
④ 以 b为圆心，重复以上步骤，
即可求各节点坐标
4．圆弧逼近法
?求出每段 圆弧圆心、起点、终点的坐标值，圆弧的半径
?计算节点的依据：使圆弧段与工件轮廓曲线间的误差
小于或等于允许的逼近误差。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
① 求轮廓曲线 y=f(x)起点
(xn,yn)处的曲率中心
的坐标 及半径 ),( nn ??
n
?
计算步骤：
③ 以 (xn,yn)为起点, 以 (xn+1,yn+1)为终点, 半经为 的
圆弧段即是待求的逼近圆弧段 。
④ 求圆弧段的圆心坐标
22
1
2
1
222
)()(
)()(
nnn
nnn
yyxx
yyxx
?
?
????
????
??
第二章 数控机床的程序编制
n?
§ 2-3 数值计算
),( nn ?? 见?? ?n
② 以点 为圆心, 为半径作圆与曲线求交,
求其交点 (xn+1,yn+1)
即求得圆心坐标 ),( nn ??
⑤ 重复以上步骤可依次求出其它逼近圆弧段
二、列表曲线的插值与拟合
?列表曲线和曲面
表面形状只能给出离散的
型值点来描述曲线 (面 )的大致走向，
即几乎都要由实验方法确定的 。
?典型例子 -- 机翼, 风洞实验
?构成这种曲面的方法是先 采用测量法 取得若干个 截面形状,
而每一截面又是由几十个点的坐标来确定。
?航空零件中类似的曲面还有发动机上各种的 叶片、
飞机的机头罩、梁、框各种样板、模具 等。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
列表曲线
数学描述,
插值方程拟合
(第一次逼近 )
直线或圆弧逼近 (
加密扦值点 )
(第二次逼近 )
NC程序
单
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
列表曲线处理过程如下：
? 一般，通过 二、三个 列表点就用一个方程式来描述，
这样，列表曲线就可用许多参数不同的同样的方程式，且
方程式之间的 联接处应该光滑。 若通过所有点用一个方程
式来描述，就会使方程式过于复杂。
? 逼近法通常有 牛顿扦值法 和 三次样条扦值法 。
列表曲线加工实例
需要在光学曲线磨床上加工燃气导管,
其横剖面 检查样板 如下图所示,
该样板为一列表曲线,其列表点数据如表所示,
样板图
X Y
P1 30.42 58.32
P2 36.36 41.44
P3 52.93 32.93
P4 79.01 29.00
P5 107.18 27.31
列表数据
X
Y
P1
P2P3
P4 P5
P0
PLNID,1 ; 平面选择语言
TOOL,3 ; 刀具半径补偿
TOLER,0,1 ; 容差
MOVE,P,0,0 ; 刀具快速移动到给定点
LINE,1,0,0,P,0,58,32 ; 直线运动 0?P0
LINE,P,0,58.32,P,30.42,58.32 ; P0?P1
CURV,SDF,SDB,P1,30.42,58.23,
P2,36.36,41.44,P3,52.93,32.93,
P4,79.01,29.00,P5,107.18,27.31 ; P1?P5
LINE,P,120,0,ANGLE,-P1/2,YSMALL
LINE,P,0,0,ANGLE,P1
LINE,P,0,0,ANGLE,P1/2
END
列表曲线加工实例
? 使用 数控编程语言 HZAPT编写零件加工 源程序 如下,
X Y
P1 30.42 58.32
P2 36.36 41.44
P3 52.93 32.93
P4 79.01 29.00
P5 107.18 27.31
X
Y
P1
P2P3
P4 P5
P0
在三座标联动的锉床上加工，可用, 行切法,,把立体型
面
看成由 无数条平面曲线 叠成，根据表面光洁度允许的范围，
将立体型面分割成若干, 行,, 每行都是一条平面曲线,可
采用平面曲线零件的程序编制计算方法。
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
三坐标立体型面,
三、刀具中心轨迹计算
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-3 数值计算
习 题
1.已知工件廓形方程时，可以用哪些方法进行插补计算？
2.直线插补时，等间距计算法的基本原理是什么？
3.直线插补时，等误差计算法的基本原理是什么？
4.试述等间距法与等误差法的优缺点及它们的使用场合
第二章 数控机床的程序编制
6.工件廓形为列表曲线时, 常用的拟合方法有哪些？
5.三次样条曲线插值计算用于什么场合?
§ 2-4 数控编程实例
例 1 试编制加工图 1示零件的零件程序,.
毛坯直径为 25mm，长度为 50mm.
第二章 数控机床的程序编制
解,1,根据零件图，选用 CNC车床加工，用三爪卡盘夹紧工件
2,先加工 R8.5，长 22.5的外圆，分粗，精加工三次，
再加工 R2.5逆圆弧，
最后加工 R2.5顺圆弧
3,程序原点
选为 B点,
坐标为 (X15,Z5)
第二章 数控机床的程序编制
4,刀具
外圆车刀 （ 左偏刀 ）
切削用量, S800 -- 粗加工
S1000 – 精加工, 圆弧加工
F1000 -- 快速定位运动
F80 -- 直线切削加工
F40 -- 圆弧加工
5,填写程序单
第二章 数控机床的程序编制
第二章 数控机床的程序编制
? 坐标轴及方向
G 0 3
G 0 2
G 0 3
G 0 2
G 0 2
G 0 3
G 1 9
G 1 8
G 1 7
X
Y
Z
第二章 数控机床的程序编制
? 坐标原点及程序起点
第二章 数控机床的程序编制
? 绝对 /增量（ G90/G91）方式编程
? 绝对方式：所有坐标点均以某一个固定原点计量。
? 相对方式：运动轨迹的终点坐标以其起点坐标计量。
N1 G71 ; mm为单位
N2 G90 ;绝对方式编程，
N3 G50 X15 Z5 ； 加工起点,距编程原点距离
N4 G00 X13 Z0.5 F1000 T1 S800； 快速接近工件
第二章 数控机床的程序编制
N5 G73 D0 3 ； 粗加工,循环 3次
N6 G91 ； 改用相对编程
N7 G00 X-1 Z0 F1000 T1 S800；
N8 G01 X0 Z-25.5 F80 T1 S800；
N9 G00 X0 Z25.5 F1000 ； 原路退回
N10 G06;循环结束
第二章 数控机床的程序编制
N11 G73 D0 2 ;精加工, 循环两次
N12 G00 X-1 Z0 S1000； 吃刀 1mm
N13 G01 X0 Z-23 F80 ；
N14 G00 X0.5 Z0 ； 避开工件
N15 G00 X0 Z23 ； 退回
N16 G06 ；
N17 G90 ；
第二章 数控机床的程序编制
N18 G00 X8.6 Z-22.4 ； 快点定位
N19 G01 X8.5 Z-22.5 F100； 靠近加工点
N20 G03 X10 Z-25 R2.5 CCW F40； 逆圆加工
N21 G02 X12.5 Z-27.5 R2.5 CW F40 ;顺圆加工
N22 G00 X15 Z0 ； 退刀
N23 G00 X15 Z5 ； 退回程序原点
N24 M05 ;主轴停止
N25 M02 ;程序结束
第二章 数控机床的程序编制
§ 2-4 数控编程实例
例 2,试写出加工图 2示零件的加工程序，毛坯厚 5mm，
加工深度 3mm
第二章 数控机床的程序编制
走刀路线,
O A B Bˊ C D E A O
第二章 数控机床的程序编制
解：选用 CNC锉床加工该零件
选取 φ 20mm立铣刀
加工起点 A距编程原点 A(10,10)
N2 M03 S1000 ； 启动主轴
N3 G00 Z3 F1000 ；
N4 G41 ； 刀具左偏置
N5 G00 X10 Y10 F1000 ； 快速点定位到加工起点
N6 G01 Z-3 F80 ； 切入工件 3mm
N7 G01 X10 Y35 F80 ； 加工至 B点
第二章 数控机床的程序编制
N1 M06 T1 ； 选用 1#刀，换刀
N8 G02 X40 Y65 CW XC40 YC35 F70 ； 顺圆加 工至 B'
N9 G02 X55 Y60.98 CW XC40 YC35 F70 ； 顺圆加 工至 C
N10 G01 X108.25 Y30 F80 ； 加工至 D
N11 G01 Y10 F80 ； 加工至 E
N12 G01 X10 F80 ； 加工至 A
N13 G00 Z3 F1000 ； 快速抬刀
第二章 数控机床的程序编制
N14 G40 ； 取消刀偏
N15 M05 ； 停止主轴
N16 G00 X0 Y0 F1000 ；
N17 M02 ； 程序结束
数 控 车 床 的 编 程
一、数控车床的用途和组成
? CK7815型数控车床配有 FANUC-6T系统，为两坐标连
续控制 CNC车床
? 机床的主要部件有：
床身、主轴箱、转塔刀架、纵向滑板（ Z）轴、横向滑
板（ X）轴、尾座、液压控制系统、及电气控制系统
系 统 操作 面 板
CRT
ON
POWER
1
0 OFF
RESET
CURSOR
PAGE
ALTER
INSERT
DELET
INPUT
START
7
O
8
N
9
G
4
X
5
Z
6
F
1
U
2
W
3
R
--
M
0
S
.
T
POS PRGRM OPSET
PARAM ALARM DGNOS
功能键
数据输入键
二、车床的主要技术参数
盘类零件最大车削直径 400mm
轴类零件最大车削直径 150mm
外圆最小车削直径 10mm
最大车削长度 500mm
刀架纵向行程 660mm
刀架横向行程 240mm
主轴锥孔锥度 莫氏 5#
高速区
主轴转速范围 （ 无级 ）
低速区
38~3000r/min
直流电动机
22~1800r/min
37.5~5000r/m
交流电动机
15~2000r/m
刀具数 8或 12
进给速度 0.01~500mm/r
1~2000mm/min
0.0001~50in/r
0.01~600in/min
快移速度 纵向 （ Z） 轴
横向 （ X） 轴
12m/min
9m/min
尾座行程 90mm
锥孔锥度 莫氏 4#
主电动机 连续
30min
5.5KW
7.5KW
伺服电动机 额定功率
额定转速
1.4KW
1500r/min
外形尺寸 （ 长 *宽 *高 ） 2395mm*1385mm*1860mm
三、基本编程方法
1、坐标系的设定
① 工件坐标系设定
G50 X———Z ———
该指令是规定刀具的
起刀点至工件原点的
距离。坐标值 X,Z为
刀尖在工件坐标系中
的起点。
② 坐标系平移
G50 U ——— W ———
该指令能把已建立起来
的某个坐标系进行平移，
其中 U和 W分别代表坐标
原点 X轴和 Z轴上的位移
量。
由此可见,G50的作用就是让系
统内部用新的坐标值代替旧的坐
标值，从而建立新的坐标值。
2、快速定位
G00 X（ U） —— Z（ W） ——
? 采用绝对编程，刀具分别以各轴快速进给速度移动到
工件坐标系中坐标值为 X,Z的点上；
? 采用增量编程时，则刀具移动到距始点（当前点）距
离为 U,W的值的点上。
3、直线插补
G01 X（ U） —— Z（ W） ——
? 采用绝对编程时，刀具以 F指令的进给速度进行直
线插补，移至坐标值为 X,Z的点上，如图 AB段
? 采用增量编程时，刀具则移至距当前点（始点）距
离为 U,W值的点上
A B
C
D
E
X
Y
O
4、圆弧插补
G02 I —— K ——
X（ U） —— Z（ W） —— F ——
G03 R ——
? 圆弧插补 G02,G03指令刀具相对工件以 F指令的进给速度
从当前点（始点）向终点进行圆弧插补。
? G02是 顺时针 圆弧插补；
? G03是 逆时针 圆弧插补 ；
G02
G02
G02G03
G03 G03
Y
Z
X
?R为圆弧半径
① 当圆弧所对的圆心角为 0° ~180 ° 时,R取正
值
② 当所对的圆心角为 180 ° ~360 ° 时,R 取负
值
?I,K为圆心在 X,Z轴方向上相对始点的坐标增
量
（ I,K和 R同时给予指令的程序段，以 R为优先，
I,K无效）
5、单一固定循环切削
（ 1）、外圆切削循环 （ G90）
切削圆柱面时，格式：
G90 X（ U） —— Z（ W） —— F ——
切削锥面时，格式：
G90 X（ U） —— Z（ W） —— I—— F ——
（ 2）、端面切削循环（ G94）
切削端平面时，格式：
G94 X（ U） —— Z（ W） —— F ——
切削带有锥度的端面时，格式：
G94 X（ U） —— Z（ W） —— K（或 R） —— F ——
四、编程举例
例, 如图所示。图 a中零件外圆直径为 85mm不加工，要
求编制加工程序。图 b为刀具布置图及安装尺寸，三
把车刀分别用于车外圆、切槽和车螺纹。对刀时，用
对刀显微镜以 T01号刀为准进行，螺纹车刀的刀尖相
对 T01号刀尖 Z向偏置 10mm加工程序见下表所示。
O
+X
85
290
155
65 60 20 60
80 80 62
A
B
CDEFGH
IJKML
加工程序
N001 G50 X200.0 Z350.0 T0101
N02 S630 M03
N003 G00 X41.8 Z292.0 M08
N004 G01 X48.34 Z289.0 F0.15
N005 Z227.0
N006 X50.0
N007 X62.0 W-60.0
N008 Z155.0
N009 X78.0
N010 X80.0 W-1.0
N011 W-19.0
N012 G02 W-60.0 I63.25 K-30.0
程序 注释
外圆车刀
A →B
B →C
C →D
D →E
E →F
F →G
G →H
H →I
I →J
J →K
N013 G01 Z65.0
N014 X90.0
N015 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09
N016 M06 T0202
N017 S315 M03
N018 G00 X51.0 Z227.0 M08
N019 G01 X45.0 F0.16
N020 G04 U51.0
N021 G00 X51.0
N022 X200.0 Z350.0 T0200 M09
N023 M06 T0303
N024 S200 M03
N025 X62.0 Z296.0 M08
N026 G92 X47.54 Z228.5 F1.5
K →L
L →M
M →A
切槽
切槽
A →N
N →P
P →N 退
N →A
加工螺纹
A →Q
Q →d 1 第一次
N027 X46.94
N028 X46.38
N030 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09
N031 M05
N032 M30
d2 第二次
d3 第三次
d4 第四次
→ A
数 控 铣 床 的 编 程
一、数控铣床的用途和组成
? XK5032型数控铣床 是配有高精度、高性能、
带有固化软件的 CNC微机数控系统的三坐标
数控铣床。
? 从结构上讲,XK5032型数控铣床是一种机电
一体化设备，可加第四轴。
? 机床的主要部件 有床身、铣头、纵向工作台
（ X）、横向床鞍（ Y）轴、升降台、液压控制
系统、气动控制系统及电气控制系统。
系 统 操 作 面 板
OUTPUT
START
CRT
RESET
CURSOR
PAGE
ALTER
INSERT
DELET
INPUT
7
O
8
N
9
G
4
X
5
Y
6
Z
1
U
2
W
3
R
D
4TH
B
K
J
I
L
NO.Q
P
POS PRGRM MENU
OPSET
DGNOS
PARAM
OPR
ALARM
AUX
GRAPH
功能键
数据输入键
/,#
EOB
CAN
软键
二、铣床的主要技术参数
主轴端面至工作台面的距离 90~490
工作台工作面积 320mm*1220mm
工作台纵向行程 750mm
工作台横向行程 （ Y） 轴 350mm
升降台垂向行程 （ 手动 ） 400mm
主轴孔锥度 ISO 40#,7:24
主轴 （ 套筒 ） 垂向行程 （ Z） 轴 150mm
主轴中心线至床身垂直导轨的距离 330mm
高速档
主轴转速范围
低速档
80~4500r/m
45~2600/m
进给速度范围 (X,Y,Z） 5~2500mm/mm
快速移动速度 （ X,Y,Z） 5000mm/mm
主电动机功率 3.7KW/5.5KW
三个坐标的进给电动机的额定转矩 3Nm,3.6Nm,(AC)
机床外形尺寸 1964*2190*2673
机床净重 2200kg
三、基本编程方法
1、设定工件 G92指令
G92 X—— Y —— Z ——
G92指令是规定工件坐标系坐标原点的指令。工件坐标系
坐标原点又称为程序零点，坐标值 X,Y,Z为刀具刀位点
在工件坐标系中的初始位置。
2、点定位 G00指令
G00 X——Y ——Z——
点定位 G00指令为刀具相对于工件分别以各轴快速移动速
度由始点快速移动到终点定位
3、绝对值 G90指令和增量值输入 G91指令
G90（ G91） X—— Y —— Z ——
G90按绝对值方式设定输入坐标,即移动指令终点的坐标
值 X,Y,Z都是以工件坐标系原点为基准来计算
G91按增量值方式设定输入坐标,即移动指令终点的坐标
值 X,Y,Z、都是以始点为基准来计算的，再根据终点
相对于始点的方向来判断正负，与坐标轴同向取正，反
向取负。
4、直线插补 G01指令
G01 X—— Y —— Z —— F ——
直线插补 G01指令为刀具相对于工件以 F指令的进给速度从当
前点向终点进行直线插补。
6、顺时针圆弧插补 G02指令和逆时针圆弧插补命令
G17 G02（ G03） X—— Y —— R—— （ I—— J —— ） F ——, XY平面圆弧
G18 G02（ G03） X—— Y —— R—— （ I—— J —— ） F ——, ZX平面圆弧
G19 G02（ G03） X—— Y —— R—— （ I—— J —— ） F ——, YZ平面圆弧
5、平面选择 G17,G18,G19指令
平面选择 G17,G18,G19指令分别用来指定程序段中刀具的
圆弧插补平面和刀具半径补偿平面。
?G17：选择 XY平面
?G18：选择 ZX平面
?G19：选择 YZ平面
7、暂停 G04指令
G04 X——（ P——）
暂停 G04指令刀具暂时停止进给，直到经过指令的暂停时间，
再继续下 一段程序段。其中地址 X后可以是带小数点的数，
单位为 s，地址 P不能带小数点。，只能是整数。
四、编程举例
例：如下图所示。立铣刀直径为 30mm程序见后表。
20
40
300
+Z
+Y
120
70
25
80
60
5555 A
BCJ
K L
M
I
H
G F
E
D N
加工程序
程序 注释
N01 C92 X450.0 Y250.0 Z300.0
N02 G90 G00 X175.0 Y120.0
N03 Z-5.0 S130 M03
N04 G01 H10 X150.0 F80
N05 X80.0
N06 G39 X80.0 Y0
N07 G02 X30.0 R25.0
N08 G01 Y140.0
N09 G03 X-30.0 R30.0
N10 G01 Y120.0
N11 G02 X-80.0 R25.0
N12 G39 X-150.0
A
A →B
B →B`
B` →C
C →D
D →E
E →F
F →G
G →H
H →I
N13 G01 X-150.0
N14 G39 X150.0 Y0
N15 Y0
N16 G39 X0 Y0
N17 X80.0
N18 G39 X150.0 Y40.0
N19 X150.0 Y40.0
N20 G39 X150.0 Y120.0
N21 Y125.0
N22 G00 G40 X175.0 Y120.0
N23 M05
N24 G91
N25 G28 X0 Y0
N26 M30
I →J
J →K
K →L
L →M
M →N
加 工 中 心 的 编 程
一、概述
加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。
二、自动换刀装置
1、自动换刀的装置的形式,
?回转刀架
?带刀库的的自动换刀装置
2、刀库的形式
? 鼓轮式刀库 （一般存放刀具不超过 32把）
? 链式刀库
3、换刀过程
自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成
4、刀具的选择方法
数控机床常用的的选刀方式有顺序选刀方式
和任选两种
三,XHK716型立式加工中心
XHK716立式加工中心为工作台不升降、十字滑座型立式
加工中心。它可以实现纵向、横向和垂向三个坐标、直线插补
和圆弧插补的连续控制运动。采用 FANUC-6M CVC数控系统并
配有感应同步器检测闭环系统，因此保证了机床的高精度、
高性能和高可靠性。
机床主要由 底座、立柱、十字滑台、工作台、主轴箱、自动
换刀装置、液压系统、气动系统 等组成。
机床的主要技术参数
机床电源总功率 42kw
工作台工作面积 630mm*1200mm
1200mm
630mm
800mm
主轴端头规格 50,JB2324-78
主轴转速范围 （ 无级 ） 25~2500r/min
进给速率 （ X,Y,Z） 2~4000mm/min
快速移动 (X,Y,Z) 10/min
刀库容量 24把
选刀方式 任选
刀具最大直径 120mm
刀具最大长度 400mm
刀具最大重量 12kg
主电动机功率 （ DC） 12kw或 15kw
进给直流伺服电动机 （ X,Y,Z） 的额定
转矩
38.5n/m
行程
纵向
横向
垂向
四、加工中心编程要点及举例
例：如下图所示，加工程序见后表
AB
90
程序
零点
16 24
# 1
# 2
# 3
# 4
# 5
# 6
# 7
# 8
# 9
14
14
18
16
8
16 16 16 16
64
加工程序
程序 注释
N01 T01 M06
G91 G00 G45 H01
G46 Y0 H02
G92 X0 Y0 Z0
G90 G44 Z10.0 H03
S1500 M03
G00 X-30.0 Y40.0 M08
G01 Z0 F150
X80.0
X20.0
X-12.0
G28 Z10.0
加工 A面
设定工件坐标系
刀具长度补偿
铣 A面，定位
Z向靠近工件表面
自动返回参考点
程序 注释
G00 X0 Y0
M00
N02 T02 M06
G92 X0 Y0 Z0
G90 G44 Z10.0 H04
S1000 M03
G00 X9.0 Y-12.0 M08
G01 Z-8.0 F150
Y76.0
Y20.0
Y-12.0
G28 10.0
暂停
加工 B面
铣 B面定位
靠近 B面
程序 注释
G00 X0 Y0
M00
N03 T03 M06
G92 X0 Y0 Z0
G90 G44 Z10.0 H05 M08
S1000 M03
G99 G83 X15.0 Y18.0 Z-27.0 R-6.0 Q5 F100
G98 Y46.0 Z-18.0
G99 X62.0 R2.0 Z-27.0
X46.0 Y32.0 Z-10.0
X62.0 Y18.0 Z-10.0
G00 G80 X0 Y0
钻 6mm孔
钻 #3孔
钻 #1孔
钻 #9孔
钻 #5孔
钻 #7孔
程序 注释
G28 Z15
M00
N04 T04 M06
G92 X0 Y0 Z0
G90 G44 Z10.0 H06 M08
S700 M03
G99 G83 X62.0 Y32.0 Z-10.0 R2.0 Q5 F100
X46.0 Y46.0
Y18.0 Z-27.0
G98 X15.0 Y32.0 R-6.0 Z-18.0
G00 G80
G28 Z50.0
钻 #8孔
钻 #6孔
钻 #4孔
钻 #2孔
数 控 线 切 割 机 床 的 编 程
一、数控线切割机床的编程方法
? 无间隙补偿程序（ 3B）
? 间隙补偿程序（ 4B）
1、无间隙补偿程序
B x B y BJG Z
(1)符号意义
① B 分隔符。表示一条程序段开始，并将 x,y,J等分开。
② x,y 坐标值 。都是以微米为单位。微米以下四舍五入。
③ J 计数长度,用于控制加工终长。
④ G 计数方向,有 GX和 GY两种，表示计数长度 J是
取 X轴还是 Y轴上的投影。
⑤ Z 加工指令：
? 直线四种,L1 L2 L3 L4
? 顺圆四种,SR1 SR2 SR3 SR4
? 逆圆四种,NR1 NR2 NR3 NR4
2、间隙补偿程序
Bx By B J B R G D (D) Z
符号意义：
它和无间隙补偿程序格式比较，多了两项
（ 1） R 为圆弧半径。 R通常是已知的，输入 R可以使运
算简化
（ 2） D（ DD）为曲线形式 。凸圆弧 D，凹圆弧为 DD。
它决定补偿方向。
二、编程举例
例：用 3B格式编写加工凹模的加工程序。
X
7
Y
32 R16
38
12
J B
CD
EF
GH
I
A
K L
程序 注释
B12 B16 B16000 GY L4
B B B7000 GX L1
B B16000 B32000 GY NR4
B B B7000 GX L3
B6 B8 B8000 GY L3
B6000 B8000 B GY NR1
B6 B8 B8000 GY L2
B B B7000 GX L3
B B16000 B GX NR2
B B B7000 GX L1
B6 B8 B8000 GY L1
B6000 B8000 B GY NR3
B6 B8 B8000 GY L2
O →A
A →B
B →C
C →D
D →E
E →F
F →G
G →H
H →J
J →K
K →L
L →O
§ 2-4 数控编程实例
1,在某经济性数控机床上车削如图 1所示零件，图中 φ 85外加工，
要求编制精加工程序。图 2所示为刀具布置图,I号车外圆，
II号刀切槽,III号刀车螺纹，采用对刀显微镜以 I号刀为准
进行对刀，螺纹刀尖相对于 I号刀尖在 10mm,III号刀的程序
进行补偿，保持刀尖位置一致。,
2,用数控铣床对图 2-3所示的零件廓形进行精加工 。 完成工作：
（ 1） 按刀具有在零件左侧的加工路线, 画出刀具中心轨迹图,
并划分程序段 ;
（ 2） 计算各程序段数据 ;
（ 3） 编写程序段 。
答案
1.什么是数控机床的程序编制？简述程序编制的内容及步骤？
答：在数控机床上加工零件，首先要编制零件的加工
程序，然后 才能加工。即将零件的图形尺寸、
工艺路线与工艺参数等内容，用数控机床能够接
受的数字及文字代码表示，再根据代码的规定形
式制成控制介质（如数控带、磁带），然后把控
制介质作为数控装置的输入信息，自动控制机床
加工。这种从零件到制成控制介质的过程称之为
数控机床的编程。
程序编制的内容及步骤如下：
（ 1）制定工艺过程
（ 2）数值计算
（ 3）编写程序单
（ 4）制备控制介质
（ 5）程序校核
2.程序编制过程中程序校核的作用是什么？如何进行？
答：在穿孔机上制成的数控带必须经过仔细的校对
以防出错。为了确保加工的准确性还需用此树
控带在机床上进行首件 试切，并检验首件是否
符合图纸要求。只有首件通过了检验才能将此
树控带投入使用。试切可以综合的检查穿孔带
程序单的错误，及零件精度是否符合图纸的要求。
3.数控机床上常用的编程方法有哪些？
答, 由零件图纸给出零件形状和尺寸，采用的编
程方法有手工编程和自动编程两大类。由无
尺寸的图形或实物模型给出零件形状和尺寸
时采用数字化技术 编程或实物编程。
4.什么是自动编程，适用于什么情况？
答：自动编程是用计算机代替手工编程的大部分工作，
自动编程时使用“数控语言”描述切学加工时的具
与工件的相对运动轨迹和一些加工工艺过程。程
序员只需使用规定的数控语言编写零件的“语言
程序“即可。当零件源程序输入计算机后，计算
机自动完成机床运动轨迹的计算，加工程序的编
制和数控带制作等工作。所编程序还可以通过屏
幕或绘图仪进行检查。
5.国际上常采用的八列穿孔带有哪两种代码？
答,EIA代码，是美国电子工业协会的标准代码。
ISO代码，是国际标准化组织的简称。
6.进给速度代码有几种？
答：共有五种, （ 1） FRN法；
（ 2） 3位,4位和 5位代码法；
（ 3）等比级数法或 2位代码法；
（ 4）符号法或一位代码法；
（ 5）直接法；
7.准备功能 G主要有哪几种功用？
答：以下介绍准备功能字的各种主要功能：
（ 1） G00：点定位，以最大的进给速度移动到指定位置
（ 2） G01：直线插补
（ 3） G02：顺时针方向圆弧插补
（ 4） G03：逆时针方向圆弧插补
（ 5） G04：暂停
（ 6） G06：抛物线插补
（ 7） G08：加速
（ 8） G09：减速
（ 9） G17~G19：平面选择
（ 10） G33~G35：指定螺纹切学方式
（ 11） G40~G42：指定工具直径补偿方式
（ 12） G43~G52：工具偏置
（ 13） G80~G89：固定循环
（ 14） G90：绝对尺寸
（ 15） G91：增量尺寸
（ 16） G92：预置寄存
（ 17） G93：时间倒数、进给率
（ 18） G94：每分钟进给
（ 19） G95：主轴每转进给
8.辅助功能 M主要有哪几种功能？
答：辅助功能 M主要有以下几方面功用：
（ 1）程序停止或程序接受古，用于控制主轴停
转、机械进给停止、冷却液关闭等，如
M00,M01,M02等。
（ 2）控制主轴正转、反转或停止。
（ 3）换刀
（ 4）开关冷却液
（ 5）夹紧、松开工件
（ 6）更换工件
（ 7）刀具或工件直线位移
1.已知工件廓形方程时，可以用哪些方法进行
插补计算？
答：已知工件廓形方程时，可以采用直线插补计算直
线插补计算经常采用等间距法和等误差法
4.试述等间距法与等误差法的优缺点及它们的使用场合
答,等间距法 的计算比较简单，但程序段多编程费时
各节点之间的线段逼近廓形曲线时，产生的拟合
误差不相等。为保证所有的折线线段拟合误差都
在允差范围内，不得不使间距减小，更增加节点
数目，亦即增加程序段数。适用于廓形曲线斜率
变化不大的场合。
等误差计算 比较复杂，但可在保证精度的条件下
得到最少的程序段数目，使编程工作量减少，拟
合计算可用计算机辅助计算，所以是一种较好的
拟合方法由于在保证等误差的前提下，使接点分
布合理所以用于廓形曲线斜率变化较大的场合。
但是 无论是等误差法还是等间距法，都是用直线
逼近曲线，是由许多直线构成的近似线段代替廓
形曲线，连接点不光滑，而且直线的曲率半径无
穷大，与原来的曲线的曲率半径相差很大，这是
共同的缺点，使用拟合可以避免此缺点。
5.三次样条曲线插值计算用于什么场合?
答：三次样条曲线适用于工件廓形为列表曲线时
要求拟合曲线在型值点处以及整个曲线上都
很光滑，并且具有连续曲率。另外，由于三
次样条函数是建立在材料力学弹性梁变形的
理论基础上，故只能应用于小挠度的情况。
6.工件廓形为列表曲线时, 常用的拟合方法有哪些？
答：三次样条函数插值法和双圆弧逼近法。
坐标系统
1，机床的坐标轴
Z轴：机床主轴轴线方向，刀具远离工件的方向为 Z轴
的方向
X轴：与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件
旋转的方向
2，机床原点、参考点及车床坐标系
参考点为机床上一固定点，其固定
位置由 Z向与 X向的机械挡块来确
定
如果以机床原点为坐标原点，建
立一个 Z轴与 X轴的直角坐标系，
则此坐标系就成为机床坐标系
机床原点 旋转中心线
O
O`
+X
+Z
3，工件原点和工件坐标系
零件图样给出后，首先应找出图样上的设计基准点（工件原点）
以此原点做为坐标原点建立一个 Z轴与 X轴垂直的直角坐标系，称为工
件坐标系。
工件原点是人为设定的
依据,1，符合图样尺寸的标注习惯
2，有利于编程
? 通 常工件原点选择在工件右端面、
左端面或卡爪的前端面
? 将 工件安装在卡盘上，则机床坐
标系与工件坐标系是不重合的
? 工 件坐标系 Z轴一般与主轴轴线重
合,X轴随工件原点位置不同而异
? 各 轴正方向与机床坐标系相同。
+X
+Z
工件
O
起
刀
点
工件原点
最短加工路线的选择
（ A） （ B）
CAD 绘 图 简 单 介 绍
一,AutoCAD的操作界面
1、图形窗口
2、状态栏：位于屏幕的最底部，显示光标所处位置的坐标，
还用语显示和控制捕捉、栅格、正交等功能。
3、工具栏：包含各种用于绘图、编辑的工具图标。
4、命令窗口：当用户看到 Command命令的时候，标志着
AutoCAD 准备接收命令。
二,AutoCAD的绘图基础
1、坐标系
AutoCAD的坐标系是笛卡尔坐标系，其坐标轴称为 WCS，
它是不能改的，其他坐标系是相对于它建立的。
2、设置图形单位
输入 Units命令，在出现的对话框中进行设置。
3、改变作图区域命令
作图区域是指在绘图空间中设置的一个想象的
矩形绘图区域，使用 Limits命令。
4、图层
图层是 AutoCAD中用户组织图形最有效的工具之一。
AutoCAD的图形对象必须绘在某一层上。
如果在某一图层上绘制一个图象，首先要设置该层
为当前层,AutoCAD只有一个当前层，所画的对象均
在当前层中。
（ 1）设置图层
输入 Layer命令或在菜单栏中选择 Layer图标，在弹出
的对话框中进行各种设置，包括创建、设置当前层、删除、
控制图层的可见性，解冻 /冻结图层、锁定 /解锁图层、改变
图层的颜色、改变图层的线型和改变图层宽度等。
以上所讲述的是简单的操作，具体的操作请参考各种
AutoCAD使用书籍。
返回
Pro/E 建模的使用
由于 Pro/E 的使用很复杂，所以在这里只简单介
绍它的基本功能，具体的操作使用请参见各种书
籍资料。
一,Pro/E 特性简介
Pro/E强调三维实体模型，它能自动标注相关尺寸。
在产品开发过程中，用户在任何时候所做的修改，
都会传送到整个设计中，同时它是基于, 特征, 的
参
数式建模，下面介绍它建模的大致过程。
特 征
Pro/E系统采用, 特征, 作为基础特性，利用的一
般机械对象概念，如圆角、薄壳、钻孔等，以最
自然的思考方式进行设计工作。
在 Pro/E 系统中，建模所需要的特征命令全部放
在窗口右边 Menu Manager的 Feature选项中区
分为, 实体, （ Sloid)和, 曲面, （ Surface)两
大类
以实体而言，其中最常见的, 加材料, 操作就是
[Protusion]（凸出）,,减材料, 操作则是 [Cut]
（切口）和 [Slot]（槽）
其他的特征命令还有 [Hole]（孔）,[Shaft]（轴
肩）,[Round]（圆角）,[Chamfer]（倒角）、
[Rib]（肋）,[Shell]（壳）,[Pipe]（管道）、
[Tweak]（扭曲）等
单个零件是由一系列的特征所组成的，而组合
模型是由许多的零件所产生的，这就是 Pro/E
绘图的基本思想。
参数设计与父子关系
一、参数设计
在 Pro/E 系统中，绝大部分的特征都会出现对话框，其
中列出各种元素，依次, 正确, 完成所需元素即可产生
该
特征。, 尺寸, 就是, 参数,,通过修改尺寸值达到改
变特征的目的 。
二、父子关系
由于参数式的架构，使得 Pro/E 有, 父子关系, 的特
性。
任一特征在建立过程中如果才曾, 参考 /参照, 另一特征
的
点、线、面等项目时，两者即产生父子关系。 返回
机构运动 Mechanism
它可以使用户通过运动副 —―连接”的设定，使机械
组
件依实际情况运动。
动画制作 Animation
它可以使用户在不使用设定运动时，鼠标直接拖拽
组件，仿造动画影片制作过程，一步一步快拍，最后连
续播放这些影象。
Pro/E 仿真的使用
机构运动 Mechanism
在装配 ——Assembly模式中,Mechanism专用来处理组
件间的运动仿真，既要组件能运动，在组件组装时就不
能被锁死，而是要部分约束。通过各种连接 —Connection
的设定，来限制组件的运动自由度。
[ Connection的具体操作参考各类参考书籍 ]
动画制作 Animation
下拉式菜单 [Applications]——[Animation]功能是另一种
能让组件动起来的方法。使用此功能相当自由，无需在
运动组件上设定任何的 Connection。
1、图形按钮 (icon)
执行 [Applications]——[Animation]进入动画制作
环境，可以见到图形按钮的分布情况。
2、时间表 （ Timeline)
记录一连串的关键帧（ Key-Frame)对时间的排序。
3、拖拽 （ Drag)
利用鼠标直接拖拽组件并快照，分快照 (Snapshots)
与约束 (Constraints)两部分。
返回
