数控铣削编程基础知识
数控加工编程与操作重要知识点
数控加工编程与操作重要知识点一、数控加工编程基础知识1.数控加工的概念和发展历程2.数控系统的组成和分类3.数控编程的基本要求和格式4.数控编程语言及其分类5.刀具半径补偿和刀具长度补偿的概念及应用二、数控加工操作技能1.机床操作前的准备工作2.机床各部件的名称、结构和功能3.加工工艺流程及注意事项4.刀具安装、夹紧和调整方法5.切削参数的选择和调整方法三、常用数控加工编程技巧1.坐标系选择及坐标系变换方法2.插补方式及插补指令的使用方法3.循环指令及其应用场景4.子程序编写与调用方法5.G代码与M代码的使用场景及常见指令解析四、高级数控编程技术1.CAD/CAM软件在数控加工中的应用2.高速铣削技术及其优势与局限性分析3.APT语言在数控编程中的应用4。
五轴联动加工技术原理与应用5。
智能化制造在数控加工中的应用五、数控加工质量控制1.数控加工中常见质量问题及原因分析2.数控加工质量检测方法及标准3.机床精度检测方法及标准4.刀具磨损与寿命的评估和管理方法5.数控加工过程中的安全问题及应对策略六、数控加工行业发展趋势1.智能化制造技术在数控加工行业中的应用前景2.数字化生产模式对数控加工行业的影响C技术在航空、汽车、电子等领域中的应用4.人工智能技术在数控编程和操作中的应用5.新材料、新技术和新设备对数控加工行业的影响七、结语总结以上内容，指出学习数控编程与操作需要具备的基本素质和必要技能，以及今后学习和发展方向。
同时，还需要强调实践操作与理论知识相结合，不断提高自身素质和能力。
数控加工编程基础知识
数控加工编程基础
第一节 概述 第二节 编程的基础知识 第三节 常用准备功能指令的编程方法 第四节 数控编程的工艺处理 第五节 程序编制中的数值计算
第一节 概
述
一、数控编程的基本概念 普通机床加工：
①由工艺员制定要加工零件的工艺文件 （包括：机床、刀具的选择，装夹的方法， 加工顺序和尺寸，切削参数等）； ②操作员按工艺文件加工。
机床坐标系是数控机床中所建立 的工件坐标系的参考坐标系。
注意：
机床坐标系一般不作为 编程坐标系，仅作为工件坐 标系的参考坐标系。
（2）工件坐标系和工件原点
工件原点：为编程方便在零件、工装
夹具上选定的某一点或与之相关的点。 该点也可以是对刀点重合。
工件座标系：以工件原点为零点建立
的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都 基于此坐标系计算。
在摆动的范围内只与标准坐标系 中的某一坐标平行时，则这个坐 标便是Z坐标；
若在摆动的范围内与多个坐标平 行，则取垂直于工件装夹面的方 向为Z坐标。
2）X轴一般是水平的，且与工件装夹面平行。
在工件旋转
的机体上（如车
X
Z
床），Ｘ运动方
向是径向的，与
横向导轨平行。
刀具离开工件旋
转中心的方向是
十Ｘ方面；
Ｍ07－２号冷却液开，雾状冷却液开； Ｍ08－１号冷却液开，液状冷却液开； Ｍ09－冷却液关
Ｍ10 －夹紧 Ｍ11－ 松开
Ｍ13－主轴顺转、冷却液开； Ｍ14－主轴逆转，冷却液开;
3、F、S、T 指令
（1）F指令 作用：
指定刀具的进给速度。是模态代码。
格式：
代码法F后 ：跟二位数字， 速是 度进 的给 序号
数控编程基础知识教学
B、数控装置
C、输入输出装置 D、伺服装置
3、伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲 信号转换成机床移动部件的运动。（ ）
4、数控装置是数控机床的运算和控制系统。 （）
5、检测元件的作用是检测位移和速度的实际 值，并向数控装置或伺服装置发送反馈信 号，从而构成闭环控制。（ ）
6、数控的实质是计算机控制。（ ）
A、闭环 B、半闭环 C、开环 D、三者均不是
7、数控半闭环控制系统一般利用装在电动机或丝 杠上的光栅获得位置反馈量。（ ）
8、在闭环数控机床中的伺服电机一般采用步进电 机。（ ）
9、伺服系统的执行机构常采用直流或交流伺服电 动机。（ ）
10、半闭环和全闭环位置反馈系统的根本差别在于 位置传感器安装的位置不同，半闭环的位置传感 器安装在工作台上，全闭环的位置传感器安装在 电机的轴上。（ ）
通用型CNC时代 1990
1978 1981 1992
1、世界上第一台数控机床是( )年研制出来的。
A、1930 B、1947 C、1952 D、1958
2、数控机床诞生于（ ）。
A、美国 B、日本 C、英国 D、德国
3、世界上第一台数控机床于1952年在美国问 世。 ( )
4、数控机床与其他自动机床的一个显著区别在 于当加工对象改变时，除了重新装夹工件和 更换刀具外，只需对机床作一些调整，而不 需更换控制介质，就可自动加工出新的工件。 （）
8、点位控制系统不仅要控制从一点到另一点 的准确定位，还要控制从一点到另一点的路 径。（ ）
2）按伺服控制方式分 开环控制系统
特点： ①无位置反馈装置，因此控制精度低。 ②工作比较稳定。 ③适用于中、小型数控机床。
全闭环伺服系统
特点： ①有位置反馈装置，并安装在工作台上,反馈工作台的 直线位移,定位精度高。 ②调试、维修麻烦，稳定性差。 ③大型和精密机床。
数控机床编程新手入门教程
数控机床编程新手入门教程前言数控机床编程是现代制造业中至关重要的一环，掌握数控机床编程技能可以提高生产效率并降低成本。
本教程旨在帮助新手快速入门数控机床编程，通过逐步介绍基础知识和实用技巧，帮助读者建立起对数控机床编程的基本理解和掌握。
第一章：数控机床概述在开始学习数控机床编程之前，我们先了解一下数控机床的基本概念和工作原理。
数控机床是一种根据预先输入的程序指令自动控制机床运动和加工过程的机床。
它能够实现高精度、高效率的加工，广泛应用于各种制造行业中。
第二章：数控机床编程基础1.G代码和M代码–G代码是数控机床的运动控制代码，用于控制机床的移动及加工动作；–M代码是辅助功能代码，用于控制机床的辅助功能，如冷却润滑等。
2.坐标系–绝对坐标系：以机床工作台的某一位置为参考点，所有坐标值均以该点为基准；–相对坐标系：以机床工作台当前位置为参考点，所有坐标值均以当前位置为基准。
3.编程方式–手动编程：通过输入G代码和M代码进行编程；–自动编程：使用CAM软件进行零件设计和数控程序生成。
第三章：数控编程实例为了更好地理解数控机床编程，我们通过一个简单的实例来演示编程过程。
假设我们需要在一块方形工件上进行铣削加工，首先确定工件坐标系和加工路线，然后编写如下程序：G90 (选择绝对坐标)G17 (选择XY平面)G21 (选择单位为毫米)M06 T1 (选择刀具1)S2000 F500 (主轴转速2000转/分钟，进给速度500毫米/分钟)G00 X0 Y0 (快速定位到工件原点)G01 Z0 (下刀到工件表面)G01 X50 (沿X轴移动50毫米)G01 Y50 (沿Y轴移动50毫米)G01 X0 (回到X轴原点)G01 Y0 (回到Y轴原点)M30 (程序结束)结语本教程介绍了数控机床编程的基础知识和实例应用，希望能够帮助读者初步了解数控机床编程的原理和方法，为进一步深入学习打下坚实的基础。
数控机床编程是一个需要不断练习和实践的技能，希望读者能够在实际应用中不断提升自己的编程水平，为制造业的发展贡献自己的力量。
数控编程基础知识
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2.4 常用编程指令
2.4.1 准备功能指令 准备功能（Traverse Functions）指令，又称G功能 或G指令，它是建立数控机床某种加工方式的指 令。G指令大多数由地址符G和后续的两位数字组 成，从G00~G99有100种。 G指令通常可以分为模 态指令和非模态指令两种，模态指令（Acting Modally）又称续效指令，一旦被定义后，该指令 一直有效，只有当同组的其它指令出现后该指令 才失效，而非模态指令是指只在本程序段有效的 指令。
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举例说明： 下图所示为数控车床的坐标轴。
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根据数控立式铣床结构图，试确定X、Y、Z直线坐标轴。
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为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标系。对于直线 运动，通常建立的附加坐标系有：
①指定平行于X、Y、Z的坐标轴 可以采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐标，第三组P、Q、R 坐标。 ②指定不平行于X、Y、Z的坐标轴 也可以采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐标，第三组P、 Q、R坐标。 ③如果在第一组A、B、C作回转运动的同时，还有平行或不平 行于A、B、C回转轴的第二组回转运动，可命名为D、E、F。
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(3)坐标平面选择指令
坐标平面选择指令是用来选择直线、圆弧插补的平面 和刀具补偿平面的。 G17表示选择 XY平面 G18表示选择 ZX平面 G19表示选择 YZ平面
各坐标平面如右图所 示。一般，数控车床 默认在ZX平面内加 工，数控铣床默认在 XY平面内加工。
坐标平面选择
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2. 快速点定位指令(G00)
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①数控车床的原点 在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心 线的交点处，见下图。同时，通过设置参数的方法，也 可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。
数控机床CNC编程入门【G
数控机床CNC编程入门【G如果你的工作或爱好与数控机床（CNC）或 3D 打印机相关，那么了解 G -code是什么以及其工作原理对于你就很重要。
在此教程中，我们将学习 G -code语言的基础知识以及常见的 G-code命令，并且解释这些G-code命令的工作原理。
可以使用这个免费的在线仿真器测试你的G-Code命令。
1、什么是 G-code？G-code是 CNC（计算机数控）机床的编程语言。
G-code指的是Geometric Code，即几何代码。
我们使用这种语言告诉机器做什么或怎么做某事。
G-code命令指示机器移动位置、移动速度以及要遵循的路径。
对于数控机床而言，切割刀具由这些G-code命令驱动，按特定的路径切割材料以获得所需的形状。
类似的，对于 3D 打印机，G-code命令指示机器将材料层层沉积，形成精确的几何形状。
2、如何阅读 G-code命令？当你初次看到一个G-code文件时，可能看起来相当复杂，但它实际上并不难理解。
如果仔细查看代码，可以看到大多数代码行有相同的结构。
看起来 G-code的"复杂"部分主要是数字部分，而这些数字就是笛卡尔坐标。
让我们来看一行代码，并解释它是如何工作的。
G01 X247.951560 Y11.817060 Z-1.000000 F400.000000该行具有以下结构：G#x##Y#Z## F##•首先是G-code命令，在上例中就是G01，意思是"直线移动到特定位置"。
•我们声明要移动到的位置的X、Y和 Z坐标。
•最后，利用F值我们设置进给率，也就是执行移动的速度。
总结一下，代码G01 X247.951560 Y11.817060 Z-1.000000 F400.000000要求数控机床从当前位置直线移动到坐标X247.951560、Y11.817060 和 Z-，速度为 400 mm/min。
注意单位为 mm/min，因为在前面的 G-code示例中，我们使用了将单位设置为毫米的命令 G21。
简单实用的数控铣编程步骤
OCCUPATION2011 8174简单实用的数控铣编程步骤文/方 莉我国的工业转型在危机中寻找机会，机械行业产品输出形式由少品种、大批量、低质量向高品质、小批量、多样化发展，产品更新越来越快，由此对零件加工质量、加工生产效率、质量稳定性以及生产的灵活性都提出了更高的要求，具有这些加工特点的数控加工的重要性更加凸显。
数控加工的实质是通过指令控制机床进行自动加工，而数控机床可以识别的指令称为程序，编制程序的过程就叫数控编程。
一、编程格式数控编程的学习在我国已经较为普遍，也为企业和工厂输出了很多数控人才，但是对大部分初学者来说，数控手工编程的学习还是非常困难的。
针对这种情况，笔者在数年的数控铣编程教学中，总结了一套简单的手工编程思考模式并给出简单的编程格式。
１．第一步：设定编程坐标系并标注程序指令控制机床，要求机床按照预订的路线移动来达到加工的目的。
所以，在见到零件图形的第一步，就是要将图形具体成各个点，刀具到达这些点便能加工出零件。
为此，需设置一个工作坐标（也叫编程坐标），在图形上标出X、Y、Z坐标。
机床坐标系的选择有以下两点要注意：（1）Z轴零点一般选择在工件的上表面。
（2）XY轴零件，若工件或毛坯为为对称件，可选择在对称中心（如图1所示）；若为非对称工件，则选择在任意边角皆可，当然为了进刀方便，直角边最好。
２．第二步：确定加工关键点关键点，也就是刀具必须移动到的点。
对于简单图形图1来说，要铣削出图1的外形轮廓，刀具只需要在指令的控制下走出直线AB、BC、CD、EF、FA和圆弧DE即可，关键6个点就如图1所示的A、B、C、D、E、F。
这个步骤对大部分人来说非常简单，但是若出错，则没有正确编程的可能。
３．第三步：确定各加工关键点的坐标坐标是程序的基础，数控程序就是在指令中输入坐标来控制机床执行预订的动作。
事实上，数控编程若坐标错误，则程序错。
４．第四步：确定加工方向及顺序加工方向决定了，加工顺序也已经决定。
数控基础知识点总结
数控基础知识点总结一、数控系统的组成1.数控系统的组成结构数控系统由数控硬件和数控软件两部分组成。
数控硬件包括数控设备、传感器、执行机构等。
数控软件包括数控编程软件、数控仿真软件、数控加工监控软件等。
数控硬件和软件之间通过接口进行通信和数据交换。
2.数控系统的工作原理数控系统通过接收外部输入的指令，经过处理和计算，控制机床实现工件的加工。
数控系统可以实现自动化生产，大大提高生产效率。
二、数控编程基础1. 数控编程语言数控编程语言是数控系统能够识别和处理的特定语言。
常见的数控编程语言包括G代码、M代码、X、Y、Z轴的坐标指令等。
2. 数控编程的基本原则数控编程的基本原则包括准确、简洁、清晰、规范。
数控编程应该准确反映工件的几何形状和加工要求，同时尽可能简洁清晰，便于后续的修改和维护。
三、常见数控加工工艺1.数控车床加工数控车床是一种利用工件旋转和刀具直线运动的数控机床。
数控车床广泛应用于车削、镗孔、攻丝等加工工艺中。
2.数控铣床加工数控铣床是一种利用刀具旋转和工件直线运动的数控机床。
数控铣床广泛应用于平面、曲面、凸轮等复杂工件的加工。
3.数控磨床加工数控磨床是一种利用磨料切削工件的数控机床。
数控磨床广泛应用于高精度、高表面光洁度要求的工件加工。
4.数控电火花加工数控电火花加工是一种利用电火花放电去除工件材料的加工方法。
数控电火花加工适用于超硬材料、复杂曲面等加工。
四、数控机床的基本原理1.数控机床的运动控制数控机床的运动控制包括轴线性插补、圆弧插补、螺旋线插补等。
通过数控系统计算，控制各个轴向的运动，实现工件的加工。
2.数控机床的加工功能数控机床的加工功能包括车削、铣削、磨削、切割等。
数控机床可以通过不同的刀具、工艺参数实现各种不同形式的加工。
3.数控机床的自动化程度数控机床实现自动化生产的程度取决于数控系统的功能。
高级数控机床具有自动换刀、自动测量、自动校正等功能。
五、数控技术的发展趋势1.智能化随着人工智能、大数据等技术的发展，数控技术将更加智能化，能够自动学习和调整加工参数，实现更高效、更稳定的加工。
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2．工件坐标系与工件坐标系原点
(1)工件坐标系
编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。
工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。
立式数控铣床的坐标方向为：
Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方 向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔 坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。
卧式升降台铣床的坐标方向为：
Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的 平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上。
ISO标准规定：
（1）不论机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具 运动。 （2）机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴， 最后按右手定则判定Y轴。
（3）增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向
（4）机床主轴旋转运动的正方向是按照右手螺旋法则判定。
三、坐标轴运动方向的确定
1、Z坐标轴 （1）Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标 轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。 （2）若机床没有主轴（龙门数控刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹面。 （3）若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的主要轴为 主轴，并以它确定Z坐标轴。
铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。 可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高。
一、数控机床坐标系的作用
数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及 运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标 系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。
2、X坐标轴
（1）X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工 件定位平面内的运动的主要坐标。
（2）对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径 向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的 正方向。 （3）对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床）， 当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的 （立式铣床），当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。
技 能
掌握数控铣床编程指令格式
目 标
掌握数控铣床对刀的操作方法
知识准备
在金属切削原理中，将刀具与工件的相对运动称为切削运动， 根据其在切削过程中起的作用切削运动分为主运动和进给运动。
主运动使刀具切削刃及其毗邻的刀具表面切入工件材料，使被 切削层转变成切屑，从而形成工件新表面，即产生切屑的运动。通 常，主运动的速度较高，功率消耗较大，在铣削时刀具的回转运动 为主运动。
任务三 数控铣削编程
基础知识
任务描述
技能目标
拓展训练
知识准备
任务实施
任务描述
本任务主要是训练学生掌握数控铣削编程的基础知识 以及数控铣削加工对刀的基本方法。如图3－11所示，工 件尺寸60mm×60mm×30mm，材料：硬铝。采用寻边器法和 试切法对刀。
图3－11 零件图
技能目标
掌握数控铣床坐标系的设定原则
1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标， 食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。 2) 大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指 的指向为Z坐标的正方向。 3) 围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋 定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转 方向即为旋转坐标A、B、C的正向 。
（4）对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削 方向，并以该方向为正方向。
3、Y坐标轴
根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。 注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组、第三组平行于它们的 运动，可分别将它们坐标定为U、V、W和P、Q、R。
坐标轴的确定方法：一般先确定Z坐标轴，因为它是传递主切 削动力的主要轴或方向，再按规定确定X坐标轴，最后用右手 法则确定Y坐标轴。
4、旋转运动 旋转运动A、B、C相应地表示其 轴线平行于X、Y、Z的旋转运动，其 正方向按照右旋螺纹旋转的方向。
立式5轴数控铣床的坐标轴
卧式5轴数控铣床的坐标轴
四、机床坐标系与工件坐标系
1、机床坐标系与机床原点、机床参考点
(1)机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标 系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。
(2)机床原点 现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床一经设计和制 造出来便被确定下来。所以，机床原点是机床坐标中固有的点不能随意改变。 机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。一般取 在X、Y、Z三个直线坐标轴正方向的极限位置。
机床起动时，通常要 进行机动或手动回零。所 谓回零，就是指运动部件 回到各轴正向极限位置。 这个极限位置就是机床原 点（零点）。
工件坐标系 原点
机床坐标系 原点
二、数控机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ坐标系确定原则
1、刀具相对静止工件而运动的原则 假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员能在不知
道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机 床的加工过程。当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。
2、标准坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系
标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴X、Y、Z的关系 及其正方向用右手直角定则判定。拇指为X轴，食指为Y轴，中指为Z轴， 围绕X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、 +B、 +C分别用右手螺 旋定则判定，拇指为X、Y、Z的正向，四指弯曲的方向为对应的A、B、C 的正向。
n 拇指为x轴 n 食指为Y轴 n 中指为z轴
进给运动配合主运动依次或连续切除工件，同时形成具有所需 几何特性的已加工表面，在铣削加工时，刀具相对于工件的移动为 进给运动。在数控机床中，进给运动往往是多方向的复合运动，而 这种复合运动则需要各坐标轴具有联合运动功能，称为坐标联动。 通常机床根据联动轴数多少可分为：二坐标、三坐标、四坐标、五 坐标机床。