数控车电子教案.doc

_长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师李又孪所在单位（部门）机械教研室课程类别专业课授课时间授课内容第一章 数控车削编程基础知识 1.1 数控编程概述授课对象教学目的及要求1.了解：数控编程的概念2.理解：数控加工程序结构的组、格式以及程序段的含义3.熟知：数控车床的基本指令代码教学重点与 难 点1.重点：掌握数控加工程序结构的组成、格式以及程序段的含义，能够读懂数控车床的基本指令代码2.难点：数控指令代码教学手段教学过程及内容提要时间分配及备注1.1 数控编程概述一、数控编程的概念普通机床在加工工件时是由工艺员按照设计图纸事先制订好的零件加工工艺规程，在工艺规程中制订出零件的加工工序，操作者按照工艺规程的步骤操作机床来完成对工件的加工，整个过程都贯穿着操作者的手工劳动。数控机床是依据程序来控制机床运转及动作的，使用数控机床进行零件加工时必须首先将零件图纸上的信息处理成数控系统能识别的程序，这一程序的编制叫做数控编程。二、数控编程的种类1、手工编程：手工编程是指编制零件数控加工程序的各步骤，即由分析图纸确定工艺过程数值计算、编写零件加工程序单，制备控制介质到程序校验都是由人工完成的，这种编程方法叫手工编程。对于点定位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较为简单程序段不多手工编程即可实现。但对几何形状复杂的零件特别是对轮廓形状不是简单的直线、圆弧组成而是由非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，若用手工编程有一定的困难、出错率较大有的甚至无法编制，因此就必须用自动编程方法来完成。 2、自动编程： 自动编程是用计算机编制数控加工程序的过程，即把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程大部分工作由计算机来完成，编程人员只需根据零件图纸及工艺要求使用规定的数控编程语言写一个较简短的零件程序，并将其输入到计算机自动进行数值计算、后置处理、编写出零件加工程序单。45分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注二、数控加工程序编制的步骤分析零件的图样：通过分析零件的材料、形状、尺寸、精度以及毛坯和材料处理要求等，选定在什么数控机床上进行加工。确定加工工艺过程：在分析零件图样的基础上，确定加工顺序、加工路线、装卡方法、刀具选择及切削参数等，制定出合理的工艺方案。数值计算：根据要求，设定编程坐标系，在坐标系中计算出零件轮廓各个轨迹节点的坐标，计算时可以采用计算机辅助计算。编写程序单：加工工艺、参数、刀具轨迹坐标值确定后，编程者可以根据数控系统的功能指令和程序格式，编写数控程序单，制定加工方案。制作控制介质，输入系统：将程序清单的内容记录到控制介质上并送入数控装置。程序较验：数控程序编制好后，不一定能顺利运行，各个环节把握不好，如输错一个字母，都有可能出现意想不到的情况出现，严重的会损坏数控机床，为了保证零件加工的正确性，数控程序必须进行较验和试切才能用于正式加工。二、数控编程前准备 数控车削加工包括端面车削加工、外圆柱面的车削加工、内圆柱面的车削加工、钻孔加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工，一般在数控车床上进行，其中复杂外形轮廓外形回转面的车削加工一般采用计算机辅助数控编程，其它车削加工可以采用手工编程，也可以采用图形编程和计算机辅助数控编程。1.车床选择与工件坐标系的确定 数控编程应根据数控车床的结构、系统的不同而来确定，编程的格式、数据标准在设定时都有所不同，所以，编程前操作者应该详细了解数控车床的特性。 工件坐标系采用与机床运动坐标系一致的坐标方向，工件坐标系的原点（即程序原点）要选择便于测量或对刀的基准位置，同时要便于编程计算。2工艺准备进刀、退刀方式 对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削始点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削进给起始点的确定与工件的毛坯余量大小有关，以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。车削完成退刀时一般采用快速走刀的方式，但应注意刀具快速离开工件时不能与工件相邻部分发生碰撞。45分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注 3刀尖半径补偿 在数控车削编程中为了编程方便，把刀尖看作为一个尖点，数控程序中刀具的运动轨迹即为该假想刀尖点的运动轨迹。实际上刀尖并不是尖的，而是具有一定的圆角半径，为了考虑刀尖圆角半径的影响，在数控系统中引入了刀尖半径补偿，在数控程序编写完成后，将已知刀尖半径值输入刀具补偿表中，程序运行时数控系统会自动根据对应刀尖半径值对刀具的实际运动轨迹进行补偿。4加工路线的选择 数控车削的走刀路线包括刀具的运动轨迹和各种刀具的使用顺序，是预先编制在加工程序中的。合理地确定走刀路线、安排刀具的使用顺序对于提高加工效率、保证加工质量是十分重要的。数控车削的走刀路线不是很复杂，也有一定规律可遵循。课后作业1、数控程序编制的步骤有哪些？课后反思提示：根据课堂教学效果总结长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师李又孪所在单位（部门）机械教研室课程类别专业课授课时间授课内容1.2 数控车床坐标系统 1.3 数控程序结构授课对象教学目的及要求1.了解：机床坐标轴2.理解：机床坐标系，和机床坐标原点3.熟知：工件坐标系、对刀点以及程序结构，程序格式教学重点与 难 点1.重点：坐标系设定2.难点：程序格式教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注 1.2 数控车床坐标系统一、机床坐标轴1、坐标和运动方向命名原则为了使编程人员能在不知道机床在加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，就可以根据图样确定机床的加工过程。规定：永远假定刀具相对静止而坐标是运动的。2、机床坐标系的规定在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向，移动的距离在机床上建立一个坐标系称机床坐标系，在编制程序时就以该坐标系来规定运动方向和距离。该坐标系是采用右手直角笛卡儿坐标系。如图 12 所示，为简化编程和保证程序的通用性，统一规定直线进给坐标轴用X，Y，Z表示，称基本坐标轴。+X+X+Y+Z+Y+Z+Y+C+Z+A +B+C+X +Y +Z+A+B+X 图 12 右手直角笛卡儿机床坐标轴的规定 15分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注 X，Y，Z坐标轴的相互关系用右手定则决定，大姆指的指向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则，如图所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A，+B，+C方向。数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。上述坐标轴正方向，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的方向。如果是工件移动则在字母右上角用加“”来表示，按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，对编程员、工艺员来说只考虑不带“”的运动方向，即有：+X =-X, +Y =-Y, +Z =-Z，+A =-A, +B =-B, +C =-C二、坐标轴的确定和运动方向的命名为了使编程人员能在不知道机床在加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，就可以根据图样确定机床的加工过程。规定：永远假定刀具相对静止而坐标是运动。数控机床坐标系是为了确定零件在机床中的位置、机床运动部件的一些特殊位置（如换刀点、参考点等）以及运动范围如行程范围等建立的几何坐标系，如图32所示。X轴 一般规定位于平行工件装夹面的水平面内，对于数控车床，在水平面内取垂直于主轴旋转中心轴线的方向为X轴，刀具远离工件的方向为正向，如图33所示。+Z+X机床零点主轴旋转中心O数控车床的机床坐标系Z轴 一般规定产生切削力的主轴旋转中心线为Z轴，刀具远离工件的方向为正向，如图33所示。 30分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注三、对刀点和换刀点1）对刀点（起刀点）对刀点（起刀点）是数控加工中刀具相对于工件运动的起点，是零件程序的起点。对刀的目的是确定工件零点（原点）在机床坐标系中的位置，即建立工件坐标系与机床坐标系的关系。它可以设在工件外任何一点，但该点与工件原点之间必须有确定的坐标联系。一般情况下，对刀点既是加工程序执行的起点，也是加工程序执行的终点。通常将设定对刀的过程看成是建立工件坐标系的过程。2）换刀点刀架的换刀点是指刀架转位所在的位置，其位置可以是固定的、也可以是任意的。它的设定原则是以刀架转位时不碰撞工件和机床其它零部件为准，通常在顶尖不使用情况下，将其设定为与刀具对刀点重合。3）“对刀点”和“换刀点”的确定对刀点是指数控加工时，刀具相对工件运动的起点，即编程时程序的起点，或称起刀点。在编程序时应正确选择对刀点的位置。选择原则是，（1）应便于数学处理和使程序编程简单。（2）在机床上易于找正。（3）加工过程中易于检查。（4）引起加工误差小。课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注 1.3 数控程序结构1、程序结构数控加工程序是由若干程序段构成，程序段则是按照一定顺序排列，能使数控机床完成某特定动作的一组指令，每个指令都是由地址字符和数字所组成。一个完整的数控加工程序，由程序号、程序内容和程序结束指令三部分组成，程序号位于程序主体之前，是程序的开始部分，以“O”和四位数字组成，无属性系统，独占一行，后面4位数字从“00019999”之间任意值。程序段是数控加工程序中的一句，用来发出指令使机床做出某一个动作或一组动作，由程序段号及各种指令字构成，在程序段中不同的指令字符及其后续准备功能字数值确定了每个指令字的含义。一个数控装置执行的指令行其格式的语句含义如下。N50 G02 X40.0 W-10.0 R10.0；程序段号指 令 字2、准备功能G指令准备功能G指令由后面1或2位数值组成，用来规定刀具和工件的相对运动轨迹，机床坐标系、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。G准备功能指令是指在数控装置插补运算之前需要预先规定，为插补运算、刀补运算、固定循环等做好准备。分模态指令和非模态指令两种，模态指令这类指令在同组其它G指令出现之前一直有效；非模态指令这类指令只有在被指定的程序段中才有效。FANUC 0i 系统 “G”指令代码。3、主轴功能S 指令主轴功能S指令用来控制主轴转速，S后面的数值表示主轴的速度，单位r/min或恒线速度m / min（若采用恒线速度要加G96、取消恒线速度G97等指令）。如：G97 S1200 M03 ；（取消恒线速度采用转速1200 r / min主轴正转） G96 S80 ； （采用恒线速度80m / min）数控车削时，按需要可以设置恒切削速度（例如：G96 S80为保证车削后工件的表面粗糙度一致，应设置恒切削速度），车削过程中数控系统根据车削时工件不同位置处的直径计算主轴的转速。设置恒切削速度后，由于主轴的转速在工件不同截面上是变化的，为防止主轴转速过高而发生危险，在设置恒切削速度前，可以将主轴最高转速设置在某一个最高值如：G50 S2000。切削过程中当执行恒切削速度时，主轴最高转速将被限制在这个最高值。45分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注4、刀具功能T指令刀具功能T代码刀具功能T其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。执行T指令时刀架自动转动选用指定的刀具，当一个程序段同时包含T代码与刀具移动指令时：先执行T代码指令，而后执行刀具移动指令。同时调入刀补寄存器中的补偿值，如T0202,说明2号刀、刀补为02内的值；T0200为02号刀并取消补偿，取消补偿时注意刀具位置。5、进给功能F指令在程序中进给速度“F 0.2” 表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，有每分钟进给量G98 mm / min和主轴每转一转刀具的进给量G99 mm / r两种。当工作在G01、 G02 或G03 方式下编程F 一直有效，直到被新的F 值所取代。6、辅助功能M指令辅助功能M指令主要用来指令各种辅助动作及其状态，如：主轴的正转、反转、停、冷却液的开、关等。有非模态M功能和模态M功能二种形式，非模态M功能在当段有效、模态M功能同组可相互注销，注销前一直有效。另外M功能还可以分为前作用M功能和后作用功能M功能两类。前作用M功能是指在程序编制的轴运动之前执行；后作用功能M功能是指在程序编制的轴运动之后执行。课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师李又孪所在单位（部门）机械教研室课程类别专业课授课时间授课内容第二章 编程数据计算与工艺授课对象教学目的及要求1.了解：三角函数、解析几何的求解方法2.理解：数控工艺分析并制定加工工艺路线，能够对一般零件进行加工工序卡3.熟知：编程前正确对零件分析教学重点与 难 点1.重点：编程中的计算2.难点：加工工艺路线教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注2.1 数控车削加工工艺无论是手工编程还是自动编程，编程前要对所加工的工件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做适当的处理。因此程序编制中的工艺分析是一项十分重要的工作。 1、数控车削加工工艺特点使用数控车床进行加工时，首要的问题是加工工件必须符合数控车削的加工工艺特点，同时还必须考虑到数控加工本身的特点和零件编程的要求、加工零件的范围、表面形状的复杂程度、是否需要重复投产及是否需要配置夹具等。1）编程前设计好加工方案。为了充分发挥数控车床的高效性，除选择合适的加工工件和必须掌握机床特性外，还必须对零件的加工部位、加工顺序、刀具配置与使用顺序、刀具轨迹、切削参数等方面进行详细的分析。在数控车床上加工工件，工序必须集中，在一次装夹中尽可能完成所有的工序，因此要划分好工序。一般情况下采用“先内后外、先粗后精、刀具集中”的原则，为了减少换刀次数，缩短空行程，减少不必要的定位误差，采用“刀具集中”的工序办法，就是将零件上用同一把刀具加工的部位全部加工完成后，再换另一把刀具来加工。要选择最合理、最经济、最完善的加工方案，即走刀路线最短，走刀次数和换刀次数尽量少。数控机床加工路线的确定很重要，它直接关系到工件的加工精度和表面粗糙度。2）数控加工工艺设计应准确严密在数控编程过程中，对零件图进行数学计算，要求准确无误。否则，可能会出现重大的长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注机械事故和质量问题。所以编程人员除了必须具有丰富的工艺知识和实践经验外，还必须具有耐心，细致、谨慎的工作态度。3）数控车削可加工高精度的复杂零件数控加工可以加工复杂的零件表面、特殊表面或有特殊要求的表面，并且加工质量与生产效率非常高，在零件的一次装夹中可以完成多个表面的多种加工，从而缩短了加工工艺路线和生产周期。4）数控加工工艺装备先进 为了满足数控加工中高质量、高效率和高柔性的要求，数控加工中广泛采用先进的数控刀具、组合夹具等工艺装备。2、数控车削加工工艺内容1）选择适合在数控车床上加工的零件，确定工序内容。2）分析加工零件的图样，明确加工内容及技术要求，确定加工方案，制订数控加工路线，如工序的划分、加工顺序的安排、数控与非数控加工工序的衔接等。设计数控加工工序，如工序的划分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定、走刀路线的确定等。3）制定加工方案，调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、刀具的补偿等。4）分配数控加工工序的公差，保证零件加工后尺寸合格。5）处理数控机床上部分工艺指令。6）数控加工工艺文件的整理。当选择并决定某个零件进行数控车削加工后，并不等于要把它所有的加工内容都加工出来，而是选择对其一部分进行数控加工，所以必须对零件图样进行仔细的工艺分析，确定那些最合适在数控机床上加工的内容和工序。3、数控加工工艺文件数控加工工艺文件是编程员在编制加工程序单时作出的与程序单相关的技术文件，它主要包括数控加工工序卡、数控加工刀具卡、数控加工程序单等。它是数控零件加工、产品验收的依据也是操作人员遵守、执行的规程，但对于不同的数控机床加工工艺文件的格式和内容也有所不同。45分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注1）数控加工工序卡2）数控加工刀具卡3）数控车床调整单4）数控加工程序说明卡4、数控车削加工工艺分析对零件图进行数控车削加工工艺分析主要考虑以下几个方面：1）对零件进行数控车削加工的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，零件的加工可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于加工成形，且成本低，效率高。（1）零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸。如同一销轴零件上出现两个不同直径的螺纹，在可能满足要求的前提下，采用同一尺寸的螺距，以避免使用两把螺纹刀。（2）内孔退刀槽与外圆退刀槽不宜过窄。使用的切刀刀宽不能过窄，否则切削力过小，易打碎，甚至无法切削。所以在设计时刀槽一般以不小于3mm为宜。（3）定位基准的选择。数控加工尤其强调定位加工，如一个零件需两端加工，其工艺基准的统一是十分重要的，否则很难保证两次安装加工后两个面上的轮廓位置及尺寸的协调。如果零件上没有合适的基准，可以考虑在零件上增设工艺台或工艺孔，在加工零件完成以后再将去掉。45分钟课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注2.2 常用加工路线的选择确定加工路线的主要任务是粗加工及空行程的走刀路线，因为精加工一般是沿零件的轮廓走刀的。1、常用加工路线选择原则1）首先按已定工步顺序确定各表面加工进给路线的顺序。2）寻求最短加工路线，减少空走刀时间提高加工效率。3）选择加工路线时应使工件加工变形最小，对横截面积小的细长零件或薄壁零件，应采用分几次走刀或对称去余量法安排进给路线。4）数控车削加工过程一般要经过循环切削，所以要根据毛坯的具体情况确定循环切削的进给量、背吃刀量，尽量减少循环走刀次数以提高效率。5）轴类零件安排走刀路线的原则是轴向走刀、径向走刀，循环切削的终点在粗加工起点附近，可减少走刀次数，避免不必要的空走刀。6）盘类零件安排走刀路线的原则是径向走刀、轴向走刀，循环切削的终点在起点附近，编盘类零件程序与轴类零件相反。7）铸锻件毛坯形状与加工后零件形状相似，留有一定的加工余量。一般可采用封闭轮廓循环指令切削加工，这样可提高效率。2、常用加工路线的确定方法1)轴类成形表面的加工路线轴类零件（长L与直径D之比L / D1的零件）采用Z坐标方向切削加工，X方向进刀、退刀的矩形循环进给路线，在数控车床上加工轴类零件方法是遵循“先粗后精，先大后小”的基本原则。先对零件进行整体粗加工，然后再半精加工、精加工。 在车削零件时先从大径处开始车削，然后依次往小直径处进行加工。在数控机床上精加工轴类零件时，一般从右端开始连续不断地完成整个零件的切削。 实例 如图所示：轴类零件，加工完毕后在68 的外圆及轴向长度124mm处切断。（1）确定工件的装夹方式及加工工艺路线。由于该零件为实心体，且长度不很长，所以采用68 的外圆作为定位基准，使用三爪自定心卡盘夹紧工件，取工件前端面与主轴中心线交汇处作为工件坐标系原点。45分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注25M301.562士0.02 轴类零件加工实例2）加工顺序为 用复合循环粗车削加工外轮廓。 精车外轮廓。 切削退刀槽及倒角。 切削M601.5螺纹。 在长度为124 mm处切断。（3）确定刀具，选用外圆车刀、切槽刀、60螺纹刀（由于该零件结构简单，对精度要求不高，故粗车和精车使用一把外圆车刀）。刀具编号依次为01、02、03三个位置。4）切削用量如下； 表21 数控加工切削用量卡片加工内容主轴转速 r / min（S）进给速度mm / r（F）粗车10000.3精车18000.15车槽6000.08车螺纹6002)盘类成形零件表面的加工路线盘类零件（长L与直径D之比L / D1的零件）采用X坐标方向切削加工，Z方向进刀、退刀的封闭循环进给路线。45分钟课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师李又孪所在单位（部门）机械教研室课程类别专业课授课时间授课内容第三章 常用数控车削基本编程指令授课对象教学目的及要求1.了解：直线、圆弧的插补原理2.理解：数控常用指令功能3.熟知：学会G00G01G02G03等指令的功能教学重点与 难 点1.重点：G00G01G02G03判定和应用2.难点：参考点控制指令及其常用指令的应用教学手段讲 授、练习教学过程及内容提要时间分配及备注3.1 插补原理一、插补方法及分类插补原理的类型很多，从产生的数学模型来分，有直线插补、二次曲线插补等；从插补计算输出的数值形式来分，有基准脉冲插补（又称脉冲增量插补）和数据采样插补。而脉冲增量插补又包括：逐点比较法、最小偏差法、数字积分法、目标点跟踪法、单步追综法等（这里以最常用的逐点比较法为例）。二、逐点比较法逐点比较法：是脉冲增量插补最典型的代表，它是一种最早的插补算法，它是通过比较刀具与加工曲线的相对位置来确定刀具的运动。即每走一步都要和给定的轨迹上的坐标值比较一次，看实际加工点在给定轨迹的什么位置，上方还是下方，或是在给定轨迹的外面还是里面，从而决定下一步的进给方向，如果实际加工点在给定轨迹的上方，下一步就向给定轨迹的下方走；如果实际加工点在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走。如此每走一步，算一次偏差，比较一次，决定下一步的走向，以逼近给定轨迹，直至加工结束。逐点比较法：是脉冲增量插补最典型的代表，它是一种最早的插补算法，它是通过比较刀具与加工曲线的相对位置来确定刀具的运动。即每走一步都要和给定的轨迹上的坐标值比较一次，看实际加工点在给定轨迹的什么位置，上方还是下方，或是在给定轨迹的外面还是里面，从而决定下一步的进给方向，如果实际加工点在给定轨迹的上方，下一步就向给定轨迹的下方走；如果实际加工点在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走。如此每走一步，算一次偏差，比较一次，决定下一步的走向，以逼近给定轨迹，直至加工结束。三、终点判别方法 设置一个终点计数器，计数器中存入x和y两坐标进给的总步数和， =xe+ye,，当 x 或 y 坐标进给时均在中减1，当减到0时，停止插补，到达终点。45分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注四、插补计算过程 插补计算一般用子程序来完成。子程序每运行一次进给一步，控制子程序运行时间间隔，即可控制进给速度。可采用定时中断来控制调用插补子程序时间间隔，从而控制进给速度。 用逐点比较法进行直线插补计算，每走一步，都需要以下四个步骤：偏差判别： 这是逻辑运算，即判别偏差F0或F0，以确定哪个坐标进给和偏差计算方法。坐标进给： 根据直线所在的象限及偏差符号，决定沿+x，+y，-x，-y四个方向向哪个方向进给为逻辑运算。偏差计算： 进给一步后计算新的加工点的偏差，作为下次偏差判别的依据为算术运算。终点判别： 进给一步后，终点计数器减1，根据计数器的内容是否为0，判别是否达到终点，若计数器为0，表示到达终点，则设置插补结束标志后返回。主程序接到插补结束标志，读下一组新的数据到插补工作区，清插补结束标志，重新开始插补。如终点计数器不为0，则直接返回，下一次调用时继续插补。逐点比较法原理：CNC系统在控制过程中，能逐点地计算和判别运动轨迹与给定轨迹的偏差，然后决定下一步的走向，如果加工点走到图形外面去了，那么下一步就要向图形里面走；如果加工点在图形里面，那么下一步就要向图形外面走，根据偏差控制进给轴向给定的轮廓靠拢，以缩小偏差，使加工轮廓逼近给定轮廓。每次插补的结果仅产生一个单位的行程增量（一个脉冲当量）。五、数据采样法数据采样法实质上就是使用一系列首尾相连的微小直线段来逼近给定的曲线。由于这些线段是按加工时间来进行分割的，故也称之为“时间分割法”。（1）用数据采样法进行直线插补：（2）用数据采样法进行圆弧插补：45分钟长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注3.2 数控车常用移动指令1、快速点定位指令G00该指令用于快速点定位，刀具以快速进给速度移动到指令位置，接近终点位置时，进行减速，当确认达到进入位置状态即定位点后，开始执行下个程序段。它只限于空行程，不能用于切削，在程序中不必指令移动速度，只需指令终点位置坐标即可。格式：G00 X（U）_ Z（W）_ ；X、Z 为绝对编程时，终点在工件坐标系中的坐标值。U、W 为增量编程时，终点相对于起点的位移量。2、直线插补指令G01该指令用于轮廓切削的进给指令移动的轨迹为直线。格式 G01 X（U）_ Z（W） F_ ；X、Z 为绝对编程时终点在工件坐标系中的坐标值。U、W 为增量编程时终点相对于起点的位移量。F 两个轴的合成进给速度。可分为每分进给量和主轴每转进给量。该指令为续效指令，被指令的进给速度直到被重新指令前均有效。执行G01指令时刀具在两坐标或三坐标间以插补联动的方式，按F指定的合成进给速度，从当前位置点作任意斜率的直线运动。G01是模态（续效）代码，可由G00、G02、G03或G32功能注销，F指令也是模态代码，它可以用G00指令取消。课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注3、圆弧进给指令G02 / G03G02：顺时针圆弧插补；G03：逆时针圆弧插补。(1) 用I、K指定圆心位置：格式 G02 / G03 X ( U )_ Z ( W )_ I _ K _ F _；(2) 用圆弧半径R指定圆心位置：格式 G02 / G03 X ( U )_ Z ( W )_ R _ F _；X、 Z 为绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标。U、 W 为增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移量。 I、 K 圆心相对于圆弧起点的增加量(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标)。在绝对编程、增量编程时都是以增量方式指定，在直径、半径编程时I都是半径值。R 圆弧半径。（同时编入R与I、K时，R有效，用R指定圆心位置时，不能描述整圆。F 被编程的两个轴的合成进给速度。(3) 当圆心角大于1800 R应为负值，整圆编程时不可以使用R ，只能用I 、K指令。(4) 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向，前置刀架与后置刀架正好相反。(5) 圆弧顺逆的判定圆弧插补指令G02/G03的判定，即在加工平面内，根据其插补时的旋转方向为顺时针/逆时针来判断的。加工平面为观察者向着+Y轴的指向看到的回转方向，前置刀架与后置刀架正好相反。长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注46R2020【实例】如图 313 所示，试编写圆弧插补指令精车程序。O0019工进到Z0处圆弧逆圆插补车削40 46 圆环 N140 G01 Z0 F0.2； N150 G03 X40.0 Z 20.0 R20.0； N160 G01 X46.0； 课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注3.3 参考点控制指令1、返回参考点检验指令G27格式 G27 X ( U )_ Z ( W )_ T 00；X、 Z 为绝对编程时，为参考点在工件坐标系中的坐标值。U、 W 为增量编程时，为参考点在工件坐标系中的坐标值。该指令用于检查X轴与Z轴是否正确返回参考点。但注意在执行G27指令前的前提是机床上电后必须返回过一次参考点（手动返回或用G28返回）。2、自动返回参考点指令G28格式 G28 X ( U )_ Z ( W )_ T 00；X、 Z 为绝对编程时，为中间点在工件坐标系中的坐标值。U、 W 为增量编程时，为中间点在工件坐标系中的坐标值。该指令首先使X、Z轴都快速定位到中间点（在工件以外所设定的安全点），然后再从中间点返回到参考点，用于检查X轴Z轴能否正确返回参考点。如图314所示：否则会发生不正确的动作。它主要用于刀具自动更换或者消除机械误差，在执行该指令之前应取消刀具补偿。6、自动从参考点返回指令G29格式 G29 X (U)_ Z（W) _ ；X、 Z 为绝对编程时，为目标点在工件坐标系中的坐标值。U、 W 为增量编程时，为目标点在工件坐标系中的坐标值。目标点C参考点RZ150408045中间点B100当前点A G28、G29 编程图例X该指令为刀具由当前点A开始，快速进给经过G28指令定义的中间点B，然后再自动返回参考点。编程时不必计算从中间点到参考点的实际距离，到达参考点时相应的坐标方向指示灯亮。长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注 3.3 参考点控制指令1、 机床坐标系下编辑指令G53是针对机床坐标系坐标编程用的，在含有G53的程序段中，绝对值编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值。其为非模态指令， +Z机床原点35 +Z45+X实例：如图 写出直接机床坐标系下的零件原点程序段。%0005N10 G53 X 30 Z 45 2、 坐标系的选择G54G59 格式：G54G59G54坐标系1选择G55坐标系2选择G59坐标系6选择G54G59是系统预定的6个坐标系可根据需要任意选用。加工时其坐标系的原点，必须设为工件坐标系的原点在机床坐标系中的坐标值：即工件零点偏置值并用MDI方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值，系统自动记忆。否则刀具将偏离程序轨迹不能加工零件，甚至出现危险。当坐标系选择后，后续程序段中用绝对值编程时的指令值均为相对此坐标系原点的值，G54G59为模态功能，可相互注销，为缺省值。使用该组指令前机床必须先回参考点对刀，调刀具（刀尖）到工件原点位置，用MDI手动输入方式，打开坐标系G54窗口，将刀具（刀尖）在机床坐标系下工件原点的值输入到系统中。再调下面程序，在自动方式下打开循环启动3、绝对值编程G90与增量值编程G91 格式：G90 G91长春市机械工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注绝对值编程指令G90：，编程坐标轴的值是相对于程序原点的。增量值编程指令G91：，编程坐标轴的值是相对于前一点坐标沿轴移动的距离。采用增量编程时， 用地址U、W代替X、Z或G91指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的增量值，其正、负由行程方向确定，行程方向与机床坐标方向相同时为正、反之为负。注意：增量的字符U、W不能用于循环指令G80、G81、G82、