数控加工程序输入与预处理
数控加工程序的编译预处理
Ｐｒ ｔｅ ｔ ｎ ｎ ｃ ｍ ｐｌ ｇ ｐ ｏ ａ ｆ ｒＣＮＣ ｃ ｉ ｉｇ ｅ ｒ ａ ｍｅ ｔｏ ｏ ｉｎ ｒ ｇｒ ｍ ｏ ｉ ｍａ ｈｎ ｎ
ＬＩＭ ａ － ｈ ｎ ＧＡＯ ｎｇ ｏ ｓｅｉ ａ ａ ｄＴ ｃ ｎｃ ｌ ｏｌ ｅ Ｈ ａ’ｎ２ ３ ０ ， ｈｎ ） ｕ ｉａ ｄ ａ ｃｄＶ ｃ ｔ ｎ ｌ ｎ ｅ ｈ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ， ｕ ｉａ ２ ０ ５ Ｃ ｉａ ｏ ｅ （Ｈｕ ｉｉ ｎ ｔ ｕｅｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｈｕ ｉａ ２ ０ １ Ｃ ｉａ ａｙｎＩ ｓｉ ｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ’ ｎ２ ３ ０ ， ｈｎ ） ｔ Ｔ
机 械 设 计 与 制 造
ｌ ２ ６
Ｍａ ｈｉ ｅ ｙ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｓｇ
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第 ｌ ０期 ２１ 年 ｌ ０ １ ０月
文 章 编 号 ：０ １ ３９ （０ １ １— １２ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）０ ０ ６ — ３
数 控 加 工程 序 的编 译预 处理
一
供了方便 。相关程序如下 ：
Ｐ ｉａ ｅＳ ｂ Ｔ ｘ １ ｒｖ ｔ ｕ ｅ ｔ
■ ●
ｌ ｒ ｅｔ ，ｈ ｈｉｄｖｌ ｅ ａｅ ｉ ａ Ｂ ｓ ． ｗｔ ｂｔ ｒ ｕ ａ— ａｈｎ ｉ ｅ ａｅ ｎ ｒ ｉ ｓ ｅ ｎ ｄｗ ｉ ｅｅ ｐ ｄｂｓｄｏ Ｖｓ ｌ ａｉ ６ ｉ ｅ ｅ ｈｍ ｎ ｍ ｃ ｉ ｔｆ ｄ ｏ ｄ ： ｐｓ ｅ ｃ ｓ ｏ ｎ ｕ ｃ ０ ｈ ｔ ｅｎ ｒ ａ ｐ ｖ ｅ ｃ
１ 引言
数控机床的工作流程及每个过程详解
数控机床的工作过程数控机床的主要任务是利用数控系统进行刀具和工件之间相对运动的控制，完成零件的数控加工。
图1-2显示了数控机床的主要工作过程。
1．工作前准备数控机床接通电源后，数控系统将对各组成部分的工作状况进行检测和诊断，并设置为初始状态。
2．零件加工程序编制与输入零件加工程序的编制可以是脱机编程，也可以是联机编程。
前者利用计算机进行手工编程或自动编程，生成的数控程序记录在信息载体上通过系统输入装置输入数控系统，或通过通信方式直接传送到数控系统。
后者是利用数控系统本身的编辑器由操作员直接通过操作面板编写、输入或修改数控加工程序。
为了使加工程序适应实际的工件与刀具位置，加工前还应输入实际使用刀具的参数，及工件坐标系原点相对机床坐标系的坐标值。
3．数控加工程序的译码和预处理加工程序输入后，数控机床启动运行，数控系统对加工程序进行译码和预处理。
图1-2数控机床的主要工作过程进行译码时，加工程序被分成几何数据、工艺数据和开关功能。
几何数据是刀具相对工件的运动路径数据，如G指令和坐标字等，利用这些数据可加工出要求的工件几何形状。
工艺数据是主轴转速（s指令)和进给速度（F指令）及部分G指令等功能。
开关功能是对机床电器的开关命令（辅助M指令和刀具选择T指令），例如主轴起动或停止、刀具选择和交换、切削液的开启或停止等。
编程时，一般不考虑刀具实际几何数据而直接以工件轮廓尺寸编程，数控系统根据工件几何数据和加工前输入的实际刀具参数，进行刀具长度补偿和刀具半径补偿计算。
为了方便编程，数控系统中存在着多种坐标系，故数控系统还要进行相应的坐标变换计算。
4．插补计算数控系统完成加工控制信息预处理后，开始逐步运行数控加工程序。
系统中的插补器根据程序中给出的几何数据和工艺数据进行插补计算，逐点计算并确定各曲线段起、终点之间一系列中间点的坐标及坐标轴运动的方向、大小和速度，分别向各坐标轴发出运动序列指令。
5．位置控制进给伺服单元将插补计算结果作为位置调节器的指令值，机床上位置检测元件测得的位移作为实际位置值。
数控原理与系统课程标准
数控原理与数控系统课程标准课程名称：数控原理与系统适用专业：数控技术专业1.课程定位和设计思路1.1课程定位本课程是数控技术专业的一门必修主干核心课程，不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性。
课程以数控机床为研究对象，研究数字控制系统的工作原理、组成部分及其在数控机床上的应用。
通过本课程的学习应使学生掌握数字控制技术的基本原理和方法，学会数字控制的基本设计或选用一般机械装置的数控系统，并培养学生正确使用数控设备的能力。
本课程在高职数控专门人才的培养中具有重要的地位和作用。
1.2设计思路本课程以培养学生的数控技术的综合应用能力为总目标。
坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在机电类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，体现“以必需、够用为度”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，充分注意“教、学、做”三结合。
学习过程符合学生的认识过程和接受能力，符合由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。
把创新素质的培养贯穿于教学中。
采用行之有效的教学方法，注重发展学生思维、应用能力。
强调以学生发展为中心，帮助学生学会学习。
在学习中，注意与相关的专业技术“接口”。
理论教学中除了课堂教学外还可以在现场进行教学，这可增加学生对数控机床机构的感性认识。
实践教学以实验形式开展。
通过教学体现：（1）通过对数控系统基本概念、微机数控系统的硬软件构成的学习，了解数控系统的主要工作过程，为后续学习建立感性认知。
（2）以加工程序具体流程为主线，学习加工程序的输入方法；数控加工程序的译码与诊断、软件实现；刀具补偿原理，刀具长度补偿、半径补偿；数控加工程序、进给速度预处理等知识。
（3）数控插补原理算法是数控系统的核心，通过对脉冲增量插补算法、数据采样插补算法、逐点比较法插补原理、数字积分法插补原理、数据采样插补原理的学习，让学生掌握数控加工编程指令是如何通过计算机系统转化为实际运动指令的过程。
（4）学习开环驱动系统、开环驱动系统的工作原理、步进电动机及其性能指标、脉冲驱动电源、脉冲分配与速度控制、传动间隙及传动误差、开环数控系统软件、开环数控系统软件的内容、开环数控系统软件的速度控制、步进电动机环行分配程序、步进电动机自动升降速程序、传动间隙及传动误差软件补偿程序等知识，使学生掌握开环伺服执行机构的基本原理。
数控机床编程步骤有哪些
数控机床编程步骤有哪些
当今工业制造中，数控机床是一种关键的生产设备，广泛应用于各种领域。
数
控机床的编程是其操作的重要环节，本文将介绍数控机床编程的一般步骤，帮助读者更好地了解数控机床的工作原理。
步骤一：准备工作
在开始数控机床编程之前，首先需要对工件和加工要求进行详细的分析和确定。
了解工件尺寸、形状、材质以及加工精度要求是非常重要的。
步骤二：确定加工工艺
根据工件加工要求，确定合适的加工工艺，包括切削速度、进给速度、刀具选
择等。
这些参数将直接影响加工效果和加工成本。
步骤三：选择编程方式
数控机床编程有手动编程和自动编程两种方式。
手动编程需要操作员逐步输入
加工指令，而自动编程则通过专门的软件生成加工程序。
根据实际情况选择合适的编程方式。
步骤四：编写加工程序
根据加工工艺和工件要求，编写数控机床加工程序。
程序中包括刀具路径、加
工深度、速度等加工参数。
编程人员需要非常熟悉数控机床的工作原理和加工规范。
步骤五：调试程序
编写完加工程序后，需要对程序进行调试，确保程序运行无误。
对于复杂的加
工过程，可能需要进行多次调试和修改。
步骤六：开始加工
完成程序调试后，可以将加工程序加载到数控机床中，开始加工工件。
在加工
过程中，需要及时监控加工状态，确保加工质量。
结语
数控机床编程是一项复杂而又重要的工作，只有经过认真的准备、编写和调试，才能保证加工过程的顺利进行。
希望本文对读者有所帮助，更好地理解数控机床编程的步骤和流程。
数控加工中心操作与加工
数控加工中心操作与加工1.开机准备：先检查电源、气源、润滑油等设备是否正常，确保安全并提前进行预热。
然后将机床主轴、刀库、工作台回到初始位置，进行系统自检。
2.程序选择：根据零件要求，选择合适的加工程序，并将程序导入数控系统。
程序一般由编程员编写并保存在U盘或计算机中。
3.加工参数设置：根据零件要求，设置加工速度、进给速度、切削深度等加工参数，并将参数输入到数控系统中。
注意调整不同工序的参数以保证加工质量和效率。
4.刀具装夹：根据加工程序和刀具要求，选择合适的刀具，并将刀具安装到刀库中。
在安装刀具前，要检查刀具的刀片是否完整、刀具夹紧力是否适当。
5.加工操作：打开数控系统，选择相应的加工程序，并将工件装夹到工作台上。
根据加工参数和刀具要求，进行自动或手动操作，启动主轴和进给轴，进行精密的切削加工。
6.测量检验：在加工过程中，根据需要进行测量校验，检查加工尺寸和精度是否符合要求。
可以使用千分尺、游标卡尺、高度规等测量工具进行测量，并及时记录数据。
7.加工结束：当加工完成后，关闭主轴、进给轴和冷却系统，将加工好的工件取下并进行清理。
同时，保存加工程序和相关数据，并关闭机床。
除了以上常规操作，数控加工中心还可以进行其他操作，如换刀、刀具磨损检测、切削液更换和维护保养等。
这些操作需要根据具体情况进行，并且需要进行定期的维护保养，以确保机床的长期稳定运行。
总的来说，数控加工中心的操作相对繁琐，需要对机床结构和加工工艺有一定的了解。
只有熟练掌握各项操作技巧，才能保证加工质量和效率，并确保数控加工中心的长期稳定运行。
数控加工程序输入及预处理——刀具补偿原理3
（3）插入型 在插入型刀具半径补偿过程中，将涉及到多个转接点的计算。
不同阶段其转接点的计算公式也是不相同的。
1）刀具半径补偿建立 如图2-24a 所示，在插入型刀具半径补偿建立过程中，有三个转接点的坐标需要计算，它们依次是（X S 1，Y S 1）、（X S 2，Y S 2）、（X S 3，Y S 3）。
同理，由于转接点（X S 1，Y S 1）相对轮廓拐点（X 1，Y 1）偏移一个刀具半径矢量，故X S 1＝X 1－rY l 1 （2-38a ） Y S 1＝Y 1＋rX l 1 （2-38b ）对于（X S 2，Y S 2）则可视为直线'l 1在点（X S 1，Y S 1）处向前延伸了一个刀具半径所得到的，因此，该点的坐标为X S 2＝X S 1＋| r | X l 1＝X 1－rY l 1＋| r | X l 1 （2-39a ） Y S 2＝Y S 1＋| r | Y l 1＝Y 1＋rX l 1＋| r | Y l 1 （2-39b ）对于（X S 3，Y S 3），其求法与（X S 2，Y S 2）的相似，只是前者在直线'l 2的反方向延伸了一个刀具半径值。
因此，该点的坐标为X S 3＝X 1－rY l 2－| r |X l 2 （2-40a ） Y S 3＝Y 1＋rX l 2－| r | Y l 2 （2-40b ）2）刀具半径补偿撤消 如图2-24b 所示，在插入型刀具半径补偿撤消过程中，也有三个转接点的坐标需要计算，它们依次是（X S 1，Y S 1）、（X S 2，Y S 2）、（X S 3，Y S 3）。
其求法与刀具半径补偿建立相似，同理，可推出这三个坐标点的计算公式为X S 1＝X 1－r Y l 1＋| r | X l 1 （2-41a ） Y S 1＝Y 1＋r X l 1＋| r | Y l 1 （2-41b ） X S 2＝X 1－r Y l 2－| r | X l 2 （2-42a ） Y S 2＝Y 1＋r X l 2－| r | Y l 2 （2-42b ） X S 3＝X 1－r Y l 2 （2-43a ） Y S 3＝Y 1＋r X l 2 （2-43b ）3）刀具半径补偿进行 如图2-24c 所示，在插入型刀具半径补偿进行过程中，仅有两个转接点的坐标需要计算，即（X S 1，Y S 1）、（X S 2，Y S 2），它们的计算公式分别为X S 1＝X 1－r Y l 1＋| r | X l 1 （2-44a ） Y S 1＝Y 1＋r X l 1＋| r | Y l 1 （2-44b ） X S 2＝X 1－r Y l 2－| r | X l 2 （2-45a ） Y S 2＝Y 1＋r X l 2－| r | Y l 2 （2-45b ）2．直线接圆弧 设零件的直线轮廓段l 起点为（X 0，Y 0），终点为（X 1，Y 1），而与之相接的圆弧轮廓段c 起点为（X 1，Y 1），终点为（X 2，Y 2），圆心相对圆弧起点的坐标为（I ，J ）。
第二章 数控加工程序输入与预处理
2.1 数控加工程序输入 2.2 数控加工程序的译码与诊断 2.3 刀具补偿原理 2.4其他预处理
2.1数控加工程序输入
一、纸带阅读机输入 二、键盘方式输入 三、存储器方式输入 四、通信方式输入 五、数控加工程序的存储
纸带阅读机
又称为光电阅读机。利用光电转换技术，将穿 孔纸带上记载的信息转换为电信号，放大、整 形转换为标准的逻辑电平信号，供数控装置读 入。具体看P38
刀补 建立
A
B 刀补撤消
刀补撤消
A
B 刀补建立
（二）刀具半径补偿类型
前后两段编程轨迹的不同，产生的刀具中心轨迹转接情 况也不相同。大多数CNC系统所处理的基本轮廓为直线 和圆弧，因此连接方式分为四种： 直线接直线，直线接圆弧，圆弧接直线，圆弧接圆弧 拐角——又叫转接角，相邻两轮廓段的夹角。 根据不同的的内拐角大小，转接类型分为三种。
（2）圆弧的方向矢量II
规定顺圆弧R>0，逆圆弧的R<0，有:
（顺圆弧） R R （逆圆弧） R
圆弧上任意一点的方向矢量及投影分量:
方向矢量
ld X l i Yl j
Y Y0 Xl R ( X X 0 ) Yl R
投影分量
2.刀具半径矢量1
刀具半径矢量——加工过程中始终垂直于编程轨 迹切向,并指向刀具中心，其大小等于刀具半径 值的矢量，用rd表示。
2.刀具半径矢量II
刀具半径矢量与方向矢量的关系：
sin Yl cos X l
规定左刀补r>0，右刀补的r<0，即
（左刀补） r r （右刀补） r
刀具半径方向矢量
数控加工一般工艺流程
数控加工一般工艺流程
《数控加工一般工艺流程》
数控加工是一种精密加工技术，它利用数控设备进行自动化加工，能够实现高精度、高效率、高质量的加工。
下面我们来介绍一般的数控加工工艺流程。
首先，数控加工的工艺流程包括工件加工准备、编程、加工操作、加工检测等环节。
在工件加工准备阶段，需要对工件进行设计、选择适当的材料和加工工艺，并确定加工工序。
其次，编程阶段是将加工工艺参数输入至数控系统，包括刀具路径、进给速度、切削速度等信息，以便数控设备进行自动加工控制。
在加工操作阶段，操作员需要进行设备的开机、调试和监控，并对加工过程进行实时检测和调整。
最后，加工完成后需要进行检测，包括对加工精度、表面光洁度等进行检验，以确保加工结果符合要求。
此外，数控加工工艺流程还包括机床选择、刀具选择、切削参数确定等环节。
在机床选择方面，需要根据加工需求选择适合的数控加工机床，包括车床、铣床、磨床等。
在刀具选择方面，要根据工件的材料和形状选择适当的刀具，以确保加工质量和效率。
此外，切削参数的确定也非常重要，包括切削速度、进给速度、切削深度等，需要根据工件材料和加工要求进行合理设置。
综上所述，数控加工一般工艺流程包括工件加工准备、编程、加工操作、加工检测等环节，同时也涉及机床选择、刀具选择、
切削参数确定等细节。
只有严格按照工艺流程进行操作，才能够实现高精度、高效率、高质量的数控加工。
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上午5时29分
4
第一节 数控加工程序输入
2.2、键盘的输入处理
键盘各种输入信息是通过中断 方式实现。
CPU响应中断，中断服务程序 读入从键盘输入的内容
输入加工程序：
中断将输入的字符转换成内码 并存入MDI缓冲器；
输入命令： 转入相应的键盘处理程序
上午5时29分
图2-4 键盘中断服务程序流程框图
上午154时60239B分
11
第二节 数控加工程序的译码与诊断
一、数控加工程序的译码 (一)代码识别
译 能数码 够字： 识码将 别：输 的入代立的码即数形设控式置加相工应程序的翻标译志成并C转NC存装置 代出相码，应识并的字果别判标母缓是断志码冲通该并过数转：器软 据 存单将件的；元其将属如数性果。后控。是续加如字数工果母程是码字序数，码缓字则送冲码进器，一到中则步相的立判应内即断码设该译读置码码结 的具（体功一功能）能码代，然：码后识需设别进置代一（码二步标）判志功并断能转该码入码相翻应功译的能处，理。再在处理。
上午5时29分
15
第二节 数控加工程序的译码与诊断
一、数控加工程序的译码 (二)功能码翻译
2.考虑缓冲器的规模 ——将G代码、M代码按功能属性分组，每一组代码只需要
设置一个独立的内存单元即可，并以特征字来区分本组中的 不同代码。
——对于尚未定义功能的代码，不必设置内存单元，这样可 以大大压缩译码结果存储器的规模，保证译码速度和效率。
通信方式：
现并代行通数信控：装把置一一个般字符配的置各标数准位通用信几接条线口同，时与 编进程行传机输或，微传机输相速连度快，，进信行息点率对高点。通但它信比，串实 现行程通信序所、用工的艺电参缆数多，的故传常送用。在传输距离较短
（几米至几十米）、数据传输率较高的场合。
网串络行通通信信是：指与每网一 络位通数据信占据一个固定的时间长度。其只要少数
译码程序主要处理一些实时性不高的问题，因此又
可以叫做背景程序。运动控制程序是前台程序。在背 景程序循环运行的过程中，前台的实时程序不断地定 时插入，二者密切配合，共同完成加工任务。
图2-7 代码识别流程图
上午5时29分
14
第二节 数控加工程序的译码与诊断
一、数控加工程序的译码
(二)功能码翻译
1.建立一个与数控加工程序缓冲器对应的译码结果缓冲器； ——在CNC存储器中划出一块存储区，供数控加工程序中可
5
第一节 数控加工程序输入
3、存储器方式输入
外存储器——软盘或硬盘
内存储器：RAM 1.数控加工程序缓冲器：容量小 2.数控加工程序存储器：存放整个数控加工
程序，容量大。建立程序目录区（存放程序名称、
存放的首末地址等）
图2-5 数控加工程序存储器
上午5时29分
6
第一节 数控加工程序输入
4、通信方式输入
能出现的各个功能代码设置存储单元，存放对应的特征字或 数字，后续的处理软件根据需要到对应的存储单元取出数控 加工程序信息并予以执行。 2.考虑缓冲器的规模 ——针对每个字符和代码都设置存储区会形成庞大的表格， 浪费内存且影响译码速度。 有些代码的功能属性相同或相近，不可能出现在同一个程序 段中，具有互斥性。
数控机床中使用较多的非编码键盘由一 组排列成矩阵方式的按键开关组成。
上午5时29分
3
第一节 数控加工程序输入
2.1、键盘输入功能
一般要求显示器同步显示键盘输入内容。 不同工作方式下，键盘输入功能不同： 编辑方式下：输入加工程序、编辑、存储 运行方式下：输入各种有关命令，对机床及外围
设备进行控制，修改刀具参数以及工艺参数，使 数控机床加工更符合实际需要
利用空闲时间进行译码
上午5时29分
12
第二节 数控加工程序的译码与诊断
一、数控加工程序的译码
图2-7 代码识别流程图
上午5时29分
13
第二节 数控加工程序的译码与诊断
一、数控加工程序的译码
CNC系统软件分前台程序和后台程序两部分。前台 程序是一个实时中断服务程序，承担几乎全部的实时 功能，实现与机床动作直接相关的功能，如插补、位 置控制、机床监控等。
——其他功能代码如S、F、T在一个程序段中只可能出现一次， 在内存中的地址可以指定。
MDI缓冲器
译码
上午5时29分
2
第一节 数控加工程序输入
2、键盘方式输入
键盘是一种常用的输入方式。在现代数控机床上，一 般都配有键盘，供数控机床操作者输入数控加工程序 (一般为部分或简单的数控加工程序)和控制信息，例 如控制参数、补偿数据等。这种输入方式称为手动数 据输入(MDI)方式。
键盘分为全编码键盘和非编码键盘两种 类型。
判 断将字缓母冲码器功能中时数一据般（按内查码寻方）式逐进个行读，出即，串行先比识较别各其
个高字，属 功符可判性 能，以断， 码因安字然 、此排处在母后 数理 数作字码速控相码功度系应）较统能的。慢软时处。件按由的理于后查（译台判寻码程断方的序其实中式是时完串性成字行要，母求利比码不用较、， 其空闲速时度间慢进行—译—码安，一排般在来软讲仍件是的能后满足台要程求序的。中完成，
几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于
计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离 通信。
上午5时29分
7
第一节 数控加工程序输入
5、数控加工程序的存储
表2-1 常用数控加工代码及对应内码
直接存放——译码速度受限 转成内码存放——译码速度加快
内码的使用，使ISO码、EIA码在译码前具有 统一的格式，加快译码速度
第一节 数控加工程序输入 第二节 数控加工程序的译码与诊断 第三节 刀具补偿原理 第四节 其他预处理
上午5时29分
1
第一节 数控加工程序输入
纸带阅1读、机纸带阅其读它机输输入入方自式学 2、键盘方式输入
3、存储器方式输入
4、通零信件方程式序输缓入冲器 5、数控加工程序的存储
零件程序存 储器
MDI键盘
上午5时29分
8
第一节 数控加工程序输入
例如：ISO代码程序 数控加工程序存储区内部信息（假如首地址2000H）
上午5时29分
9
第二节 数控加工程序的译码与诊断
1、数控加工程序的译码 2、数控加工程序的诊断 3、软件实现
上午5时29分
10
第二节 数控加工程序的译码与诊断
一、数控加工程序的译码
(一)代码识别 (二)功能码翻译