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第2章 数控编程基础 2.1 数控编程概述 在数控机床上加工零件时，需要把加工零件的全部工艺过程和工艺参数，以信息代码的形式记录在控制介质上，并用控制介质的信息控制机床动作，以实现零件的全部加工过程。 加工程序编制可分为手工编制和自动编程两类。 手工编程:整个加工程序的编制过程是由人工完成的。要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。适用较简单零件加工. 自动编程:借助CAD/CAM软件,构造CAD加工模型,再利用CAM进行数据处理后自动生成加工编程,经仿真模拟检测修正无误传输给数控加工机床. 2.2 数控机床的坐标系 2.2.1 坐标轴的运动方向及命名 数控机床坐标轴的命名和运动方向的规定，是一个十分重要的问题。每一个数控机床的编程员和操作者，都必须对坐标轴及其运动方向有一个统一正确的理解，这样将非程序编制和使用维修带来极大的便利。否则，程序编制将发生混乱，操作时会发生事故。 2.2.1 坐标轴的运动方向及命名 1.坐标轴和运动方向命名的原则 （1）假定刀具相对于静止的工件面运动，当工件移动时，即在坐标轴字母上加“′”表示。 （2）标准的坐标系是一个右手直角笛卡尔坐标系，如图1-1所示。 （3）刀具远离工件的运动方向为坐标的正方向。 （4）机床主轴旋转运动的正方向是按照右旋螺纹进入工件的方向。 2.机床坐标轴的规定 直线进给运动的直角坐标系采用X.Y.Z坐标轴(以下简称为轴)表示，常称为基本坐标系。X.Y.Z轴的相互关系用右手定则决定，如图1-1所示。图中大拇指的指向为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，以大拇指指向+X.+Y.+Z方向，则其余手指的指向是圆周进给运动的+A.+B.+C方向。 工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，既有： +X=-X′ ； +Y=-Y′ ； +Z=-Z′ +A=-A′ ； +B=-B′ ； +C=-C′ （1）Z轴。规定平行于主轴轴线(即传递切削动力的主轴轴线)的坐标轴为Z轴。对于没有主轴的机床(如数控龙门刨床)规定垂直于工件装夹面的坐标轴为Z轴。如果机床上有几根主轴，可选垂直于工件装夹面的一根主轴作为主要主轴，Z轴则平行于主要主轴的轴线。 Z轴的正方向是使刀具远离工件的方向。 （2）X轴。X轴是水平的，它平行于工件的装夹面。在刀具旋转的机床上，如铣床、钻床、镗床等，若Z轴是水平的，则从刀具(主轴)向工件看时，X轴的正方向指向右边，如图4-4所示。如果Z轴是垂直的，当从主轴向立柱看时，对于单立柱机床，X轴的正方向指向右边；对于双立柱机床，当从主轴向左侧立柱看时，X轴的正方向指向右边，如图4-5所示。在工件旋转的机床上，如车床、磨床等，X轴的运动方向是在工件的径向并平行于横向拖板，刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向，如图4-6所示。在刀具或工件均不能旋转的机床上(如刨床)，X轴平行于主要进给方向，并以该方向为X轴的正方向。 （3）Y轴。在确定了X、Z轴的正方向后，可按图4-3的直角坐标系，按右手法则(直角笛卡尔坐标系)来确定Y轴的正方向，即在ZX平面内，从+Z轴转到+X轴时，右螺旋纹应沿+Y方向前进。 2.2.1 坐标轴的运动方向及命名 3.机床坐标系的确定方法 一般先确定Z轴，因为它是传递切削动力的主要轴线方向，再按规定确定其X轴，最后用右手螺旋法则确定Y轴。 2.2.2 机床坐标系与工件坐标系 1.机床坐标系与机床原点 机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点，就是机床原点，又称机械原点，即x=0、y=0、z=0的点。从机床设计的角度来看，该点位置可任选，但从使用某一具体机床来说，这点确是机床固定的点。与机床原点不同但又很容易混淆的另一概念是机床零点，它是机床坐标系中一个固定不变的极限点。在加工前及加工结束后，可用控制板面上的“回零”按钮使部件(如刀具)退离到该点。对车床而言，机床零点是指车刀退离主轴端面和中心线最远而且是某一固定的点。该点在机床制造厂产品出厂时，就已经调好并记录在机床使用说明书中供用户编程使用，一般情况下，不允许随意变动。 CK0630数控车床的机床坐标系形式如所示。图中Z轴与机床导轨平行(取卡盘中心线)，X轴与Z轴垂直，机床原点O′取在卡盘后端面与中心线的交点之处。而机床零点O则是机床上一个固定的参考点，该点在机床坐标系中的坐标为：x=200 mm，z=400 mm。当刀架回到机床零点时，刀架上的对刀参考点便与机床零点重合。 2.2.2 机床坐标系与工件坐标系 2.