★ FEATURED ARTICLE 本文整理《数控机床编程基础与坐标系》一课是数控技术概论数控机床概念、工作流程、五大组成、点位/直线/轮廓、开环/半闭环/闭环的后续正式进入数控编程章节。前半部分简要复习数控机床按运动轨迹、伺服控制原理、工艺方法以及通用/专用的分类重点再辨析开环、半闭环、闭环的测量点差异并补充数控机床优点与柔性制造系统FMS中间系统讲数控编程的概念与六步流程分析图样确定工艺、数值计算、编写程序清单、制备控制介质、程序校验与首件试切、手工编程与自动编程后半部分是本章重点——程序结构与格式程序号 O、程序段 N、程序字、英文半角分号、程序字排列顺序、常用地址符 N/G/X~Z/F/S/T/M/D/H、主程序与子程序和机床坐标系右手直角笛卡尔坐标系、假设工件静止刀具运动、刀具远离工件为正、先 Z 后 X 再 Y 的判定顺序以及卧式车床、立式铣床、钻床、卧式铣床的 X/Y/Z 判定实例。文末附课堂练习题、地址符术语表、待核对清单和主动回忆题含答案要点适合数控编程入门与坐标系判定复习。一、核心结论数控机床按运动轨迹分点位控制钻孔、锪孔、铰孔等只要求终点位置、直线控制简单形状、早期机床和轮廓控制车铣床加工复杂曲线/曲面目前主流。按伺服控制原理分开环、半闭环、闭环开环无测量反馈、信号单向、精度差闭环直接测量最终执行结果工作台位置精度最高但稳定性较差、维修频繁半闭环测量伺服电机/丝杠转角间接推算工作台位移精度稍逊但稳定性好、维修少。按工艺方法分金属切削类数控车、数控铣、加工中心、钻镗去除金属表层、金属成型类折弯机、冲压机、压力机使材料成形而不去除表层和特种加工类激光切割、电火花。按零件批量与复杂程度可选通用机床单件小批、形状简单、专用机床大批量、形状可很简单甚至非数控如弹簧垫片和数控机床形状复杂、柔性高。**柔性制造系统FMS**由统一的信息控制系统、物料储运系统和数控设备组成靠换程序和少量刀具快速适应加工对象变化实现多品种、小批量与大批量之间的柔性切换其加工系统核心是联网的数控加工中心。数控编程是从零件图纸到制成控制介质的全过程基本流程分析图样、确定加工工艺过程 → 数值计算数学处理→ 编写程序清单 → 制备控制介质 → 程序校验与首件试切控制介质可用通信代替故该步可省略。工艺处理要确定加工机床、刀具、夹具、工艺路线工序/工步/走刀、切削用量切削速度/转速、进给量、背吃刀量和辅助功能换刀、冷却液、主轴正反转。数值计算是把图纸上的长度、宽度、半径等尺寸依据所建工件坐标系换算成零件轮廓和刀具轨迹上各点的坐标值程序需要的是从某坐标移动到某坐标。编程分手工编程简单件、单件小批和自动编程复杂曲面、计算量大、品种多用 CAM 软件生成代码后仍需人工检查必须按所用数控系统FANUC、西门子等规定的指令代码和格式编写不同厂家有差异要查编程手册。一个完整加工程序 程序号程序名若干程序段。程序号在最前FANUC 用字母O开头如 O0600 表示 6 号程序西门子常用%“程序段以N开头编号、以**英文半角分号”**结束。程序字字段 地址字母数字及符号不能只有字母或只有数字如必须写 G01字母在前数字在后程序段内各字须按规定顺序排列N → G → X/Y/ZU/V/W→R、I/J/K、A/B/C→ F → S → T → M缺项可省、出现必按序。常用地址符G 准备功能、M 辅助功能、X/Y/Z 绝对坐标、U/V/W 增量坐标、A/B/C 回转坐标、R 圆弧半径、I/J/K 圆心坐标、F 进给、S 主轴转速、T 刀具号、D 刀具半径补偿、H 刀具长度补偿。程序分主程序完整加工逻辑、唯一和子程序把重复动作单独编成、被调用相似零件可共用进退刀子程序。数控机床采用右手直角笛卡尔坐标系直线轴 X、Y、Z绕其回转的坐标分别为 A、B、C右手大拇指 X、食指 Y、中指 Z回转正方向用右手螺旋定则大拇指指向轴正向、四指弯曲即回转正向。坐标方向统一假设工件静止、刀具相对工件运动并规定刀具远离工件增大刀-件距离的方向为坐标轴正方向。判定顺序先 Z、再 X、最后 YZ 轴平行于机床主轴主运动/切削力方向——刀具旋转机床平行刀具轴线、工件旋转机床平行工件轴线X 轴垂直于 Z——车床取工件径向且平行横向拖板刀具旋转机床按规定观察方向取右侧Y 轴由已确定的 Z、X 按右手定则唯一确定。卧式车床工件旋转Z 轴水平平行工件轴线正向为刀具远离卡盘通常向右X 轴在径向平行横向拖板正向为刀具远离工件、直径增大水平面是 X、Z 而非 X、Y立式铣床/钻床刀具旋转、Z 竖直Z 轴竖直、正向向上抬刀X、Y 在工作台水平面。二、知识结构数控机床分类复习运动轨迹点位 / 直线 / 轮廓伺服原理开环 / 半闭环 / 闭环测量点差异工艺方法金属切削 / 金属成型 / 特种加工批量与复杂度通用 / 专用 / 数控数控机床优点FMS数控编程概念图纸→控制介质全过程六步流程工艺分析 → 数值计算 → 编写清单 → 控制介质 → 校验试切工艺处理 / 数学处理手工编程 / 自动编程程序结构与格式程序号 O%/ 程序段 N…/ 程序字字母数字字段顺序 N G XYZ F S T M常用地址符表主程序 / 子程序机床坐标系右手笛卡尔、ABC 回转、右手螺旋定则工件静止假设、刀具远离工件为正判定顺序 Z→X→Y实例卧式车床、立式铣/钻床、卧式铣床三、详细笔记3.1 数控机床分类复习按运动轨迹分点位控制只控制刀具从一点到另一点的准确位置点与点之间的运动轨迹不加工用于钻孔、锪孔、铰孔、冲孔、坐标镗等直线控制控制刀具沿平行于坐标轴或 45°的直线作切削运动用于车削台阶、铣削平面等较简单形状常见于早期/老型号机床轮廓控制连续轨迹控制能同时控制两个及以上坐标轴联动加工曲线、曲面等复杂轮廓是目前车、铣床和加工中心普遍具备的模式。按工艺方法分金属切削类把金属表层去除一部分材料形成零件如数控车床、数控铣床、数控钻镗床、加工中心等金属成型类不切除金属表层而是使材料塑性成形或裁去超出形状的多余部分如折弯机、冲压机、压力机平板被冲压成弧形件特种加工类如激光切割、电火花加工等稍作了解。按生产批量与零件复杂程度分单件、小批量且形状不复杂的多用通用机床专用机床成本摊不薄批量很大、形状很简单的零件如弹簧垫片可用专用机床甚至非数控的专用设备形状复杂、要求柔性的则用数控机床。3.2 开环、半闭环、闭环伺服系统再辨析重点开环系统没有测量反馈环节信号流单向数控装置发出多少脉冲就执行多少实际是否到位不可知精度较差、加工误差较大但结构简单、成本低、稳定。闭环系统含有测量反馈测量点直接放在最终执行件工作台上实时直接测量工作台的实际位置速度则常在电机输出端测量反馈到数控装置的位置比较/速度控制电路与指令比较有误差自动补偿类比直接量脚实际迈出的一步有多大。精度最高但把丝杠、工作台等都包进闭环易受间隙、摩擦、刚性影响稳定性较差、调试维修频繁。半闭环系统同样有反馈但测量元件装在伺服电机轴或丝杠端部通过测量电机丝杠转过的角度和转速间接推算工作台位移借助滚珠丝杠把转角换算成螺母直线移动距离类比量腿张开的角度间接推前进距离。精度稍逊于闭环但稳定性好、维修次数少、成本较低应用广泛。一句话区分有无反馈区分开环与半闭环**测量直接还是间接测量点位置**区分闭环与半闭环。3.3 数控机床的优点与柔性制造系统FMS数控机床优点适应性、灵活性高换程序即可加工不同零件加工精度和质量稳定生产率高降低手工劳动强度便于生产管理。柔性制造系统 FMS由统一的信息控制系统、物料储运系统和数控设备构成能够适应加工对象的变化无论大批量还是多品种小批量都能快速换型一般由加工系统、自动物料储运、检测监控、运行控制、网络通信等子系统组成加工系统核心是由网络控制的数控加工中心——一台可集中完成多道工序针对不同零件只需更换加工程序和少量刀具甚至可同时加工不同零件并能根据任务和设备忙闲统一调度、减少等待物料由物流小车/流水线自动配送工人主要负责上料平时满足品种多变、批量不大的需求需要时可迅速扩大产能。3.4 数控编程的概念与基本流程定义数控编程是从零件图纸或模型到制成控制介质、获得合格加工程序的全过程。基本流程分析图样、确定加工工艺过程数值计算数学处理编写程序清单加工程序单制备控制介质把程序录入 U 盘等或经通信直接传入机床此步可省略程序校验与首件试切。其中图样分析主要靠机械制图/识图能力工艺过程主要靠机械制造工艺学数值计算用一般数学工具即可而程序编写是本课程重点。3.5 第一步分析图样、确定加工工艺过程工艺处理确定加工机床同一个孔可能用钻床、车床、镗床甚至拉床、刨床加工应根据零件要求和厂里现有设备选择。确定刀具和夹具。确定工艺路线先加工哪个面、先车还是先铣、铣多少、分几次走刀工序、工步、走刀的划分。确定切削用量切削速度主轴转速、进给量进给速度、背吃刀量切深。确定辅助功能中途是否换刀、冷却液切削液开/关、主轴正转还是反转等。这些都必须在动手编程之前确定否则无法编写程序。3.6 第二步数值计算数学处理任务在确定加工路线和允许加工误差的前提下计算输入数控装置所需的数据主要是在规定坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹上各点的坐标值。原因机械图纸标注的是线段长度、宽度、半径、角度等并不会直接给出坐标而程序要表达的是刀具从哪个坐标移动到哪个坐标所以必须先建立工件坐标系把图纸尺寸换算成各基点如 A 点、各顶点、圆心、切点的坐标。举例一块 50×30 的矩形板建立工件坐标系把某顶点设为原点后各顶点可表示为(0,0)(0,0)(0,0)、(50,0)(50,0)(50,0)、(50,30)(50,30)(50,30)、(0,30)(0,30)(0,30)程序段中相应出现X0 Y0、X50 Y0、X50 Y30等简单零件如此复杂轮廓还需求交点、切点和圆心坐标。3.7 第三~五步编写程序清单、制备介质、程序校验编写程序清单综合加工路线、刀具、切削参数和数值计算得到的坐标严格按照所用数控系统规定的指令代码和程序格式编写。务必注意FANUC发那科、西门子等不同系统的指令代码和子程序格式不完全相同不像 C 语言那样通用换厂家机床不能照搬旧程序应先查阅该机床的编程手册/程序说明。制备控制介质把程序单内容记录到控制介质上现在常用U 盘早期用软盘、穿孔纸带把电脑中的程序拷入后插到机床也可通过通信接口直接传输到数控装置此时制备介质这一步可省略。程序校验与首件试切没有仿真时先空运转空走刀不装工件观察刀具走刀轨迹和动作方向是否与预期一致该向左却向右即有错但肉眼无法核对精确坐标复杂零件可用蜡块、塑料等易切削材料先试切有图形显示或编程仿真软件的先在屏幕上模拟加工形状最后进行首件试切加工几件后测量尺寸、检验形状合格后再正式加工。3.8 手工编程与自动编程手工编程从工艺分析、数值计算到编写、校验全部由人工完成适合形状简单、单件小批量的零件。自动编程借助 CAM/自动编程软件工艺处理后输入参数由计算机自动生成刀具轨迹和数控代码再经通信或 U 盘传入机床适合形状复杂如曲面、计算工作量大、品种数量多一天几十个程序的场合。自动生成的代码仍须人工检查、必要时修改不能完全依赖。3.9 程序结构程序号、程序段与程序字重点一个完整的零件加工程序由程序号程序名若干程序段组成。程序号程序名位于程序最前端、单独占一行是一套程序的标识符相当于文件名机床见到它就知道一个程序开始。FANUC发那科系统用字母 O 开头注意是字母 O不是数字 0后接数字编号如O0600 表示 6 号程序、O0500 表示 5 号程序西门子等系统有的用%等作为程序号标识具体以机床为准。程序段程序的基本组成单元每一行就是一个程序段一个程序通常包含很多行。程序段以程序段号 N开头N 是进入程序段的标识后接数字表示第几行如 N001N01为第一行、N002 为第二行、N100 为第十行生产中常按 N10、N20…间隔编号便于在中间插入新段程序段以**英文半角分号**作为结束符若误打成中文全角分号会报错且不易察觉编写时要特别留意。程序字字段程序段由若干程序字组成。每个程序字由**地址字母数字及符号**构成符号多为负号正号一般不标不允许单独使用一个字母或一个数字不能只写 G不知做什么也不能只写 01不知是 G01 还是别的必须写成G01字母必须在数字之前前后顺序不能颠倒不能把 01 写在 G 前面同一程序内程序段号 N 不得重复。3.10 程序段格式与常用地址符重点程序段中各程序字必须按规定的排列顺序书写不能随意调换如不能把 X 写到 G 前面。一般顺序为N → G → X Y ZU V W → (R、I J K、A B C) → F → S → T → M\text{N}\;\to\;\text{G}\;\to\;\text{X Y ZU V W}\;\to\;\text{(R、I J K、A B C)}\;\to\;\text{F}\;\to\;\text{S}\;\to\;\text{T}\;\to\;\text{M}N→G→X Y ZU V W→(R、I J K、A B C)→F→S→T→M含义依次是程序段号 → 准备功能做什么运动→ 目标坐标位置 → 圆弧/回转参数 → 进给速度 → 主轴转速 → 刀具号 → 辅助功能冷却、主轴、结束等。某些字在该段没有时可以省略但只要出现就要按此顺序。常用地址符地址码一览地址符含义O或 %程序号程序名FANUC 用 ON程序段号行号G准备功能如 G00 快速定位、G01 直线插补、G02/G03 圆弧插补等后续课讲M辅助功能主轴正反转/停、冷却液开关、程序结束等X、Y、Z绝对坐标下的直线移动坐标U、V、W增量相对坐标下的移动量分别对应 X、Y、ZA、B、C分别绕 X、Y、Z 轴的回转坐标R圆弧半径I、J、K圆弧中心相对起点在 X、Y、Z 方向的坐标F进给量/进给速度S主轴转速T刀具号加工中心刀库选刀D刀具半径补偿值地址H刀具长度补偿值地址绝对坐标与增量坐标 G90/G91 等准备功能将在后续课程展开。3.11 主程序与子程序主程序完成一个零件加工的完整逻辑程序是唯一的主体。子程序把程序中重复出现的动作如相同的进刀、退刀、对刀路线单独编成一个程序需要时由主程序调用对于形状相似、尺寸不同但行程能涵盖的零件可共用同一进/退刀子程序减少重复编程、便于修改。3.12 机床坐标系的统一规定重点数控机床的直线运动和回转运动采用右手直角笛卡尔坐标系直线坐标轴为X、Y、Z绕 X、Y、Z 轴回转的坐标分别为A、B、C。右手定则伸出右手大拇指指向 X 正方向、食指指向 Y 正方向、中指指向 Z 正方向三指两两垂直。回转正方向用右手螺旋定则大拇指指向某直线轴正方向四指自然弯曲的方向就是绕该轴回转坐标A/B/C的正方向反之为负。运动假设无论机床实际是工件动还是刀具动一律假设工件相对静止、只有刀具相对工件运动以便统一描述。正方向规定增大刀具与工件之间距离的方向即刀具远离工件的方向为该坐标轴的正方向因假设工件不动故表述为刀具远离工件而非工件远离刀具。3.13 第一轴 Z 的判定判定坐标轴的顺序是先定 Z、再定 X、最后由右手定则定 Y。Z 坐标平行于机床主轴轴线主轴是带动刀具或工件产生主运动、提供切削运动的轴刀具旋转的机床铣床、钻床、镗床平行于旋转刀具轴线的方向为 Z。例如立式钻床钻头绕自身圆柱体轴线旋转并沿高度方向进刀则竖直高度方向就是 Z 轴工件旋转的机床车床平行于旋转工件轴线的方向为 Z。卧式车床工件被三爪卡盘带动绕水平轴线旋转则水平方向沿工件轴线就是 Z 轴。Z 轴正方向刀具远离工件的方向。钻/铣床刀具向上抬起远离工件为 Z卧式车床车刀沿轴线远离卡盘向尾座方向通常向右为 Z。3.14 第二轴 X 与第三轴 Y 的判定X 坐标在水平面内、垂直于 Z 轴的方向。工件旋转的机床车床X 轴取在工件的径向半径方向且平行于横向拖板的方向。卧式车床横向拖板平行于地面故 X 轴是垂直于工件轴线、沿径向且平行地面在黑板示意中为垂直于黑板的方向X 正方向为刀具远离工件径向退出、被加工直径增大的方向。刀具旋转的机床当Z 轴水平时如卧式铣镗床从主轴后端向工件看右侧为 X 正方向当Z 轴竖直时如立式铣床从刀具主轴前端面向工件看右侧为 X 正方向具体观察方向以教材图示为准。Y 坐标Z、X 一旦确定Y 轴并不需要另行规定直接用**右手笛卡尔坐标系右手螺旋定则**比划即可唯一确定 Y 轴方向及其正方向。3.15 典型机床坐标系实例卧式车床工件旋转Z 轴水平、平行工件卡盘轴线Z 为车刀远离卡盘方向通常向右/尾座方向X 轴在工件径向、平行横向拖板垂直于工件轴线并平行地面X 为刀具径向远离工件直径增大Y 由右手定则确定。注意车床的水平面是 X、Z 两轴而非常见示意图里的 X、Y若误把水平方向当 X 或 Y程序坐标会整体出错。立式数控铣床/钻床刀具旋转、Z 轴竖直Z 轴竖直、平行铣刀/钻头轴线Z 为刀具向上抬起远离工件X、Y 轴在工作台水平面内按规定观察方向取右侧为 X再由右手定则定 Y。卧式铣床刀具旋转、Z 轴水平Z 轴水平、平行铣刀轴线Z 为工件/刀具沿轴向远离方向从主轴后端向工件看取右侧为 X再由右手定则定 Y。多轴联动加工时还要指定 XY、YZ、ZX 加工平面坐标轴判错会导致加工平面和运动空间全部错误因此坐标系判定是编程和数值计算前必须掌握的基本功。四、课堂练习与例题4.1 程序段序号的正确表达问下列哪一项是程序段序号程序段号的正确表达答程序段号以N开头如 N010。要区分两个号程序号用 O或 %标识哪一套程序程序段号用 N 标识这套程序里的哪一行题目问程序段序号应选 N 开头的项。4.2 程序段结束符问程序段的结束符号是什么答英文半角分号不能用中文全角分号。4.3 完整正确程序的判别判别要点一个正确的完整程序必须有程序号O 开头、单独占行、每个程序段有段号 N、程序字为字母数字且顺序正确、段末有英文分号。缺少 N、把数字写到字母前面、缺少程序号的都不正确。示例形式O0600起随后如N010 G00 X0 Y0表示快速定位到起点坐标逐段书写。4.4 数值计算举例50×30 矩形选定工件原点后把图纸长度宽度换算成基点坐标(0,0)(0,0)(0,0)、(50,0)(50,0)(50,0)、(50,30)(50,30)(50,30)、(0,30)(0,30)(0,30)程序中据此写X… Y…重复的坐标字在模态指令下有时可省略后续课讲。4.5 坐标系判定选择题回顾无论工件实际是否运动都假设工件不动、刀具运动坐标轴正方向一律取刀具远离工件的方向教材以刀具远离工件表述因假设工件静止右手定则中大拇指、食指、中指分别对应 X、Y、Z绕轴回转正方向用右手螺旋定则判断。4.6 车床坐标系判定卧式车床工件绕水平轴旋转Z 轴水平平行工件轴线Z 为刀具远离工件向尾座/向右X 轴在径向、平行横向拖板平行地面、垂直黑板方向X 为刀具径向远离工件Y 由右手定则确定。五、术语、地址符或关键表达术语/符号含义点位/直线/轮廓控制按运动轨迹分类只控终点 / 沿直线切削 / 多轴联动加工复杂轮廓开环/半闭环/闭环无反馈 / 测电机转角间接反馈 / 直接测工作台位置反馈切削/成型/特种加工去除表层 / 塑性成形 / 激光、电火花等FMS柔性制造系统信息系统物料储运数控设备加工中心为核心编程流程工艺分析→数值计算→编写清单→制备介质→校验试切切削用量三要素切削速度转速、进给量F、背吃刀量切深程序号O 开头FANUCO06006 号程序西门子可用 %程序段一行N 开头、英文分号结束N 不重复、常间隔 10程序字地址字母数字符号不可只有字母或数字字段顺序N→G→XYZ(UVW)→(R/IJK/ABC)→F→S→T→MG/M/F/S/T/D/H准备功能/辅助功能/进给/主轴转速/刀具号/半径补偿/长度补偿XYZ / UVW / ABC绝对直线坐标 / 增量移动量 / 绕 XYZ 回转坐标主程序/子程序完整唯一主体 / 重复动作单独编成、被调用右手笛卡尔坐标系大拇 X、食 Y、中 Z回转正向用右手螺旋定则正方向规定假设工件静止刀具远离工件增大刀件距离为正Z/X/Y 判定Z 平行主轴X 垂直 Z车床径向平行横拖板Y 右手定则定六、课堂任务与复习安排复习本节两块重点教师强调为必考、必会程序结构与格式说清程序号、程序段、程序字的概念能正确书写 O、N、程序字和英文分号记住字段顺序和常用地址符机床坐标系判定会用右手笛卡尔坐标系和右手螺旋定则牢记工件静止、刀具远离工件为正能按 Z→X→Y 顺序判定车床、铣床、钻床的坐标轴及正方向。预习后续内容常用准备功能 G 代码如 G00/G01/G02/G03、绝对/增量坐标 G90/G91 等的含义、搭配以及是否相互冲突或取代。结合机械制图复习未注尺寸公差代号课堂顺带提及 M、K 等以制图教材为准。七、待核对与疑问问题原因建议核对方式程序号标识 O 与 % 各属哪个系统课堂讲 FANUC 用 O、西门子可能用 %查具体机床编程手册程序字段完整顺序R、IJK、ABC 位置不同教材/系统排列略有差异以本班教材和机床格式为准立式/卧式铣床 X 正方向观察表述课堂口述水平 Z 从后端向前看、竖直 Z 从前向后看对照教材坐标系插图确认常用 G 代码具体功能G00/G01/G02/G90/G92 等录音中代码发音含糊本节未展开后续 G 指令课/编程手册矩形示例坐标与模态省略写法课堂板演以教材例题为准FMS 子系统划分与加工中心定义拓展内容、表述较多查教材先进制造技术一节未注公差 M、K 代号课堂顺带提及查机械制图公差标准八、复习与主动回忆复习清单用 3 分钟说出数控机床按运动轨迹、伺服原理、工艺方法的分类及典型机床。用 3 分钟讲清开环、半闭环、闭环在有无反馈、测量点、精度、稳定性上的区别。用 3 分钟复述数控编程六步流程说清哪一步是本课程重点。用 3 分钟说明工艺处理要确定哪些内容、数值计算到底在算什么。用 3 分钟说清程序号、程序段、程序字的概念和书写规范O、N、英文分号、字母数字。用 4 分钟默写程序段字段顺序和 N/G/XYZ/F/S/T/M/D/H 等地址符含义。用 3 分钟说明主程序与子程序的区别和用途。用 5 分钟用右手定则分别判定卧式车床、立式铣床的 X、Y、Z 轴及正方向。主动回忆题点位、直线、轮廓控制各用于什么加工哪一种是目前车铣床的主流开环、半闭环、闭环伺服系统的根本区别是什么半闭环和闭环的测量点有何不同各有什么优缺点金属切削类、金属成型类、特种加工类数控机床各举一例。什么是柔性制造系统FMS它靠什么适应加工对象的变化写出数控编程的基本流程为什么说制备控制介质这一步有时可以省略工艺处理阶段要确定哪些内容数值计算数学处理的本质是什么程序号、程序段、程序字分别是什么FANUC 系统程序号用什么开头程序段以什么符号结束程序字在书写上有哪些规定写出程序段中程序字的一般排列顺序并说出 G、M、F、S、T、X/Y/Z、U/V/W、D、H 的含义。数控机床坐标系采用什么坐标系回转坐标 A、B、C 分别绕哪根轴回转正方向如何判断坐标轴正方向是怎样规定的判定坐标轴的顺序是什么分别说明卧式车床和立式铣床的 Z 轴、X 轴如何确定。答案要点点位控制只保证刀具到达目标点的位置、点间不切削用于钻孔、锪孔、铰孔、坐标镗等直线控制刀具沿平行坐标轴的直线作简单切削用于简单形状和早期机床轮廓控制可多轴联动加工曲线曲面等复杂零件是目前数控车、铣床和加工中心的主流。开环没有测量反馈、信号单向、精度差但简单稳定半闭环和闭环都有反馈。闭环把测量元件装在工作台等最终执行件上直接测量实际位置、精度最高但易受机械环节影响、稳定性较差、维修频繁半闭环把测量元件装在电机/丝杠端通过转角间接推算工作台位移精度稍逊但稳定性好、维修少。区别核心在测量的直接与否测量点位置。金属切削类去除金属表层如数控车、数控铣、加工中心、钻镗床金属成型类不去除表层而使材料成形如折弯机、冲压机、压力机特种加工类如激光切割、电火花加工。FMS 是由统一信息控制系统、物料储运系统和数控设备组成的柔性制造系统由加工、物料储运、检测监控、运行控制、网络通信等子系统构成它以联网的数控加工中心为核心针对不同零件只需更换加工程序和少量刀具并由信息系统统一调度设备和物流从而在多品种小批量与大批量之间快速换型。流程分析图样确定加工工艺过程 → 数值计算 → 编写程序清单 → 制备控制介质 → 程序校验与首件试切。制备控制介质如录入 U 盘的目的是把程序送入机床若程序通过通信接口由计算机直接传输到数控装置就不必再制作 U 盘等介质故该步可省略。工艺处理要确定加工机床、刀具、夹具、工艺路线工序/工步/走刀、切削用量切削速度或转速、进给量、背吃刀量和辅助功能换刀、冷却液开关、主轴正反转。数值计算的本质是在选定的工件坐标系内把图纸上的长度、宽度、半径、角度等尺寸换算成零件轮廓和刀具轨迹上各基点交点、切点、圆心等的坐标值供程序表达刀具从某坐标移动到某坐标。程序号是整套程序的名称在最前、单独占行FANUC 系统用字母 O 开头如 O0600 表示 6 号程序西门子等有的用 %程序段是程序的一行以程序段号 N 开头以英文半角分号结束程序字是组成程序段的字段由地址字母数字及符号构成如 G01、X50。程序字不能只有字母或只有数字必须字母在前、数字在后段号 N 在同一程序中不得重复。一般顺序N→G→X/Y/ZU/V/W→R、I/J/K、A/B/C→F→S→T→M缺项可省、出现必按序。G 为准备功能、M 为辅助功能、F 为进给速度、S 为主轴转速、T 为刀具号、X/Y/Z 为绝对坐标、U/V/W 为对应 X/Y/Z 的增量移动量、D 为刀具半径补偿值、H 为刀具长度补偿值。采用右手直角笛卡尔坐标系直线轴为 X、Y、ZA、B、C 分别是绕 X、Y、Z 轴的回转坐标。右手大拇指 X、食指 Y、中指 Z回转正方向用右手螺旋定则大拇指指向某轴正方向四指弯曲方向即为绕该轴回转坐标的正方向。统一假设工件静止、刀具相对工件运动规定刀具远离工件增大刀具与工件距离的方向为坐标轴正方向。判定顺序为先 Z、再 X、最后 Y。Z 轴平行于机床主轴刀具旋转机床平行刀具轴线、工件旋转机床平行工件轴线。卧式车床工件绕水平轴旋转故 Z 轴水平平行工件轴线Z 为车刀远离卡盘通常向右X 轴在工件径向且平行横向拖板X 为刀具径向远离工件、直径增大Y 由右手定则确定车床水平面是 X、Z立式铣床刀具绕竖直轴旋转Z 轴竖直平行刀具轴线Z 为抬刀向上X、Y 在工作台水平面按规定观察方向取右侧为 X再由右手定则定 Y。
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