数控系统及编程培训教案.doc

数控系统及编程

本章介绍的XHA2120×40型动梁龙门加工中心配置的SINUMERIK840D数控系统的编程基本概念及基本指令。

一、编程基本概念

1.坐标轴概述

Z坐标轴。

在机床坐标系中，规定传递切削动力的主轴方向为Z坐标轴。

X坐标轴。

X坐标轴是水平的，为工作台（或龙门框）前后移动方向。

Y坐标轴。

Y坐标轴是水平的，为主轴部分左右移动方向。

图1工作台移动式龙门机床

图2龙门移动式铣床

（4）主轴旋转方向：图3中使用右手螺旋定则判断主轴方向。（使用附件头时特别注意：判断附件头转向）

图3右手螺旋法则

2.坐标系概述

数控加工需要精确控制机床主轴上刀具运动的位置，因此，各运动部件的运动方向必须在一个坐标系统内进行规定，为了简化编程的方法和保证程序的通用性，对数控机床的坐标和方向的命名制定了统一的标准。

1）机床坐标轴：按照德国标准DIN66217的规定，对于机床应用右手螺旋定则、笛卡尔坐标系。

图3中大拇指的指向为X轴的正向。

食指的指向为Y轴的正向。

中指的指向为Z轴的正向。

基本直线轴：X、Y、Z这三个轴为机床的基本直线轴。

图3右手定则

基本旋转轴：A、B、C。围绕X、Y、Z轴旋转的圆周坐标轴分别为A、B、C轴。根据右手螺旋法则。图4中大拇指指向为+X、+Y、+Z方向，其余四指的指向为圆周运动的旋转轴A、B、C轴的正方向

图4右手螺旋法则

附加直线轴：如果在基本的直角坐标轴X、Y、Z轴之外，另有分别平行于它们的直线轴，则称为U、V、W附加坐标轴。

2）机床坐标系（MCS）：机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系。机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点。这个原点的位置在机床出厂前已经由机床制造厂家进行了设定，它是一个固定的点。

为了正确地建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的运动范围内设立一个机床参考点。机床参考点与机床原点的相对位置由机床参数设定。因此，机床开机后必须先进行回机床参考点的操作。机床回参考点后，才能；1，激活（建立）机床坐标系。

2，螺距补偿数据生效。

3，各坐标行程软限位生效。

3）工件坐标系（WCS）:工件坐标系实际上是机床坐标系中的一个局部坐标系，在编制加工程序时，用于描述刀具运动的位置。工件坐标系的原点称为工件原点。它的位置由编程人员确定。通常工件原点设定在工件上某一特定的点，需要注意的是，工件坐标系的各坐标轴必须平行于机床坐标系中的相应坐标轴。

图5工件坐标系

好处：以工件坐标系为基础编写的程序，可以在不同的机床上运行、也可以在同一台机床上反复应用。

3.刀具运动原则坐标轴正方向判定原则

由于机床的类型不同，有的是刀具在运动，有的是工作台运动而刀具不运动。然而，在NC编程时，我们总是认为工件是不动的，只是刀具在运动。这样做的好处在于操作者可以不必区分各坐标轴的实际运动部件，NC程序可以在不同的机床上运行。

图6

4.坐标平面的规定

G17:X—Y平面，X为第一轴、Y为第二轴、Z为进刀方向。

G18:Z—X平面，Z为第一轴、X为第二轴、Y为进刀方向。

G19:Y—Z平面，Y为第一轴、Z为第二轴、X为进刀方向。

图7

G17、G18、G19平面的确定

图8

当使用极坐标、钻圆周孔、钻直线上孔等等与第一轴有关。

图9

图10

5.极坐标

利用点在直角坐标系上的投影值来规定点的位置的坐标系称为笛卡尔。然而当工件的某一部分用半径和角度来测量时，用极坐标描述点的位置则更为方便。测量的起始点称为极点。

图11

例如：P1和P2点的位置可以用以下的极坐标来描述

P1：半径为100mm,角度为30°。

P2：半径为60mm,角度为75°。

6.绝对坐标与相对坐标

绝对坐标是指所有坐标的位置都是相对于某一固定坐标原点