机械百科：数控加工技术的基础知识

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数控手工编程的方法及步骤

数控编程的主要内容有：分析零件图样确定工艺过程、数值计算、编写加工程序、校对程序及首件试切。

编程的具体步骤说明如下：

1.分析图样、确定工艺过程

在数控机床上加工零件，工艺人员拿到的原始资料是零件图。根据零件图，可以对零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯种类和热处理状况等进行分析，然后选择机床、刀具，确定定位夹紧装置、加工方法、加工顺序及切削用量的大小。在确定工艺过程中，应充分考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，做到加工路线合理、走刀次数少和加工工时短等。此外，还应填写有关的工艺技术文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、走刀路线图等。

2.计算刀具轨迹的坐标值

根据零件图的几何尺寸及设定的编程坐标系，计算出刀具中心的运动轨迹，得到全部刀位数据。一般数控系统具有直线插补和圆弧插补的功能，对于形状比较简单的平面形零件(如直线和圆弧组成的零件)的轮廓加工，只需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心(或圆弧的半径)、两几何元素的交点或切点的坐标值。如果数控系统无刀具补偿功能，则要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状复杂的零件(如由非圆曲线、曲面组成的零件)，需要用直线段(或圆弧段)逼近实际的曲线或曲面，根据所要求的加工精度计算出其节点的坐标值。

3.编写零件加工程序

根据加工路线计算出刀具运动轨迹数据和已确定的工艺参数及辅助动作，编程人员可以按照所用数控系统规定的功能指令及程序段格式，逐段编写出零件的加工程序。编写时应注意：第一，程序书写的规范性，应便于表达和交流;第二，在对所用数控机床的性能与指令充分熟悉的基础上，各指令使用的技巧、程序段编写的技巧。

4.将程序输入数控机床

将加工程序输入数控机床的方式有：光电阅读机、键盘、磁盘、磁带、存储卡、连接上级计算机的DNC接口及网络等。目前常用的方法是通过键盘直接将加工程序输入(MDI方式)到数控机床程序存储器中或通过计算机与数控系统的通讯接口将加工程序传送到数控机床的程序存储器中，由机床操作者根据零件加工需要进行调用。现在一些新型数控机床已经配置大容量存储卡存储加工程序，当作数控机床程序存储器使用，因此数控程序可以事先存入存储卡中。

5.程序校验与首件试切

数控程序必须经过校验和试切才能正式加工。在有图形模拟功能的数控机床上，可以进行图形模拟加工，检查刀具轨迹的正确性，对无此功能的数控机床可进行空运行检验。但这些方法只能检验出刀具运动轨迹是否正确，不能查出对刀误差、由于刀具调整不当或因某些计算误差引起的加工误差及零件的加工精度，所以有必要经过零件加工的首件试切的这一重要步骤。当发现有加工误差或不符合图纸要求时，应分析误差产生的原因，以便修改加工程序或采取刀具尺寸补偿等措施，直到加工出合乎图样要求的零件为止。随着数控加工技术的发展，可采用先进的数控加工仿真方法对数控加工程序进行校核。

数控加工程序指令代码

在数控机床加工程序中，我国和国际上都广泛使用准备功能G指令、辅助功能M指令、进给功能F指令、刀具功能T指令和主轴转速功能S指令等5种指令代码来描述加工工艺过程和数控机床的各种运动特征。

1.准备功能字G。

准备功能字的地址符是G，又称G功能或G指令。它是建立机床或控制数控系统工作方式的一种命令，一般用来规定刀具和工件的相对运动轨迹(即插补功能)、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿和坐标偏置等多种加工操作，以及厂家自定义的多种固定循环指令和宏指令调用等。它由地址符G及其后的两位数字或三位数字组成。一个数控系统的G代码多少可衡量其功能的强弱。

2.主轴转速功能字S

主轴转速功能字的地址符是S，所以又称S功能或S指令。它由主轴转速地址符S及数字组成，数字表示主轴转数，其单位按系统说明书的规定。现在一般数控系统主轴已采用主轴控制单元，能使用直接指定方式，即可用地址符S的后续数字直接指定主轴转数。