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1 日期 2005.8.28 班级 高数0405班
数控程序编制的概念
重点与难点 数控编程的内容与步骤
教研室主任
年 月 日 教师 年 月 日
教学手段：多媒体教学
引 入：由普通机床难加工零件及东芝事件引出数控机床应用（5分钟） 正 课：第一章 数控加工技术概况（85分钟）
1.1 数控程序编制的概念
在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。
1.1.1 数控程序编制的定义
编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。
1、数控程序编制的内容及步骤
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
修 改 分析零件图样和制定工艺方案 学 处 理 数 写 程 序 编 序 校 验 程 及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。
（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。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。
（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。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。
（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。通常可采用机床空运转的方式，来检查 机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进 行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。
总结与提问：数控机床的应用及数控机床编程步骤（10分钟）
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2 日期 2005.8.30 班级 高数0405班
数控编程方法和指令代码
重点与难点 准备功能字G代码的含义
教研室主任 年 月 日 教师 年 月 日
教学手段：多媒体教学
引 入：复习数控编程内容步骤，引出数控编程方法（5分钟） 正 课：数控编程方法（85分钟）
2、数控程序编制的方法
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。
（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。
手工编程的特点：耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计，当采用手工编程时，一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均约为30：1，而数控机床不能开动的原因中有20%~30%是由于加工程序编制困难，编程时间较长。
（2）计算机自动编程
自动编程是指在编程过程中，除了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。
采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算 机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。
根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。图形数控自动编程是指将零件的图形信息直接输入计算机，通过自动编程软件的处理，得到数控加工程序。目前，图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程方式。语言数控自动编程指将加工零件的几何尺
寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控语言编写成源程序后，输入到计算机中，再由计算机进一步处理得到零件加工程序。语音数控自动编程是采用语音识别器，将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。
1.1.2数控程序的指令代码：
（1）准备功能字G 准备功能字G指令是使数控机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。
表1.1 G功能字含义表 G功能字 G00 G01 G02 G03 G04 G05 G17 G18 G19 G32 G33 G40 G41 G42 G43 G44 G49 G50 G65 G70 G71 G72 G73 FANUC系统 快速移动点定位 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补 暂停 --- XY平面选择 ZX平面选择 YZ平面选择 螺纹切削 --- 刀具补偿注销 刀具补偿——左 刀具补偿——右 刀具长度补偿——正 刀具长度补偿——负 刀具长度补偿注销 主轴最高转速限制 用户宏指令 精加工循环 外圆粗切循环 端面粗切循环 封闭切削循环 --- --- 零点偏置 --- 英制 米制 --- --- --- SIEMENS系统 快速移动点定位 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补 暂停 通过中间点圆弧插补 XY平面选择 ZX平面选择 YZ平面选择 --- 恒螺距螺纹切削 刀具补偿注销 刀具补偿——左 刀具补偿——右 --- G54～G59 加工坐标系设定 G74 G75 G76 G80 G81 G85 G91 G92 G94 G95 G96 G97 G98 G99 深孔钻循环 外径切槽循环 复合螺纹切削循环 撤销固定循环 定点钻孔循环 绝对值编程 增量值编程 螺纹切削循环 每分钟进给量 每转进给量 恒线速控制 恒线速取消 返回起始平面 返回R平面 --- --- --- 撤销固定循环 固定循环 绝对尺寸 增量尺寸 主轴转速极限 直线进给率 旋转进给率 恒线速度 注销G96 --- --- （2）尺寸字 尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。 其中，第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组 A，B，C，D，E 用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组 I，J，K 用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。
多数数控系统可以用准备功能字来选择坐标尺寸的制式，如FANUC诸系统可用G21/G22来选择米制单位或英制单位，也有些系统用系统参数来设定尺寸制式。采用米制时，一般单位为mm，如X100指令的坐标单位为100 mm。当然，一些数控系统可通过参数来选择不同的尺寸单位。
（3）进给功能字F
进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。
（4）主轴转速功能字S
主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为r/min。对于具有恒线速度功能的数控车床，程序中的S指令用来指定车削加工的线速度数。
（5）刀具功能字T
数控加工工艺与编程教案
