数控编程技巧 cnc编程学习

数控坐标系是以刀具相对静止工件运动为原则

数控机床坐标系采用的是右手笛卡尔直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，如下图所示，规定了X、Y、Z三个直角坐标轴的方向，这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行。根据右手螺旋法则，我们可以确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。

z轴坐标的确定：

(1)与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z坐标.

(2)若无主轴则Z坐标垂直于工件装夹面。

(3)若有几个主轴，可选一个垂直于装夹面的轴作为主轴并确定为Z坐标。

Z轴的正方向-----增加刀具和工件之间距离的方向。

(1)没有回转刀具或工件的机床上，X轴平行于主要切削方向且以该方向为正方向。

(2)在回转工件的机床上，X方向是径向的且平行于横向滑座，正方向为刀具离开工件回转中心的方向。

(3)在回转刀具的机床上：若Z坐标水平，由刀具主轴向工件看，X坐标正方向指向右方；若Z坐标垂直，由刀具主轴向立柱看，X坐标正向指向右方。

Y轴坐标方向由右手笛卡尔坐标确定。

二、机床坐标系原点：

机床原点为机床上的一个固定点，也称机床零点或机床零位。是机床制造厂家设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。并用M表示。该点是确定机床参考点的基准。

三、机床参考点：

用R表示，它是机床制造厂在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂前由机床厂精密测量确定的。

机床坐标系原点或机床零点是通过机床参考点间接确定的，机床参考点是机床上的一个固定点，其与机床零点间有一确定的相对位置，一般设置在刀具运动的X、Z正向最大极限位置。在机床每次通电之后，工作之前，必须进行回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，其位置由机械档块确定。这样，通过机床回零操作，确定了机床零点，从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立一个以机床零点为坐标原点的机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，一般情况下，机床坐标系在机床出厂前已经调整好，不允许用户随意变动。

四、浮动原点:

当机床参考点不能或不便满足编程要求时，可根据工件位置而自行设定的一个相对固定的而又不需永久存储其位置的原点。具有浮动原点指令功能的机床，允许将其测量系统的基准点或程序原点设在相对于机床参考点的任何位置上。

五、刀架相关点:

从机械意义上说，所谓寻找机床参考点，就使刀架相关点与机床参考点重合，从而使数控系统得知刀架相关点在机床坐标系中的坐标位置。所谓刀具的长度补偿即刀尖相对于该点的长度尺寸即刀长。实际上数控机床往往使用刀库中的某把刀作为基准刀具，其他刀具的长度补偿均是刀尖相对该刀具刀尖的长度尺寸，对刀则由基准刀具完成。

六、工件坐标系：

工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件原点的位置是人为设定的，它是由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的，所以也称编程原点。

数控车床加工零件的工件原点一般选择在工件右端面、左端面或卡爪的前端面与Z轴的交点上。是以工件右端面与Z轴的交点作为工件原点的工件坐标系。
　　同一工件，由于工件原点变了，程序段中的坐标尺寸也随之改变。因此，数控编程时，应该首先确定编程原点，确定工件坐标系。编程原点的确定是在工件装夹完毕后，通过对刀确定。

在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。

数控车床对刀方法基本相同，首先将工件在三爪卡盘上装夹好之后，用手动方法操作机床，具体步骤如下：
1）回参考点操作采用ZERO或HOME（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此时数控系统显示器上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标值。
2）试切对刀先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持X向尺寸不变，Z向退刀，然后，停止主轴，测量工件外圆直径D,根据不同的数控系统输入刀具的X向刀具长度补偿。如图1-22所示。再将工件端面车一刀，z向尺寸不变，X向退刀，根据不同的数控系统输入刀具的z向刀具长度补偿。
3）建立工件坐标系程序运行时刀具添加相应对刀时的补偿值,刀具即处于编程的坐标系,工件坐标系即建立。

初学数控车床操作常见安全故障及解决办法

数控车床加工中，特别是对于刚刚接触或初学者，经常会出现异常情况，这些突发异常情况出现时，轻者损坏刀具，工件报废，重者损伤机床的卡盘及电动刀架，严重影响机床精度，甚至伤及操作人员人身安全。以下针对操作中问题加以分析其产生原因和预防、解决方法，请初学数控读者在以后的操作中注意。
一、编程
（1）走刀路线：所谓走刀路线即按图纸、工艺单要求，确定加工路线，为保证零件的尺寸和位置的精度，选择适当的加工顺序和装夹方法。在其确定过程中，要注意遵循先粗后精、先近后远、内外交*等一般性原则，编程中应将工件的余量考虑进去，避免事故发生。
（2）工件中遇槽需要加工，在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直，进刀速度不能以“G0”速度快进，避免刀具和工件相撞。
（3）普通螺纹加工时刀具起点位置要相同，“X”轴起点终点坐标要相同，避免乱扣和锥螺纹产生。
（4）进退刀点选择时要注意，进刀不能撞工件、退刀应先离开工件。
G0指令在进退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用，如：
G0 X100Z100；
应改为：
G0X100；
Z100；
两句完成。
（5）G01指令中F值过大可能会出现两种情况，一是机床不动，伺服系统报警，二是刀具移动速度非常快（大于G0）,出现撞车事故。产生原因是程序开始按每转进给而下面程序中按每分进给，编制出现“F00、F200”等情况,程序一旦执行将出现以上事故。
（6）编程时换刀要注意应给刀具足够空间，尤其是镗孔刀，要到机床上实际测量确定换刀点。如遇工件较长需顶尖支撑，更应特别注意。
二、机床数控系统本身原因
由于加工时进行各种操作，如输入刀补、插入程序，执行后进行删除等操作过多，使随机存储器PMA芯片中执行程序混乱，系统执行时出现错误，X或Z向出现丢步，造成撞车。EPROM芯片、系统主板或驱动板中元件有损坏，造成执行程序出错。为避免这种情况出现，要经常检查机床系统，发现异常及时找专业人员解决。
三、误操作
操作人员对键盘功能键具体含义不熟悉，操作不熟练，对机床功能参数误修改,易造成撞车等事故。
（1）在输入刀补值时，有时“＋”号输成“－”号，“2.25”输成“225”，经常会出现机床启动后刀具直接冲向工件及卡盘，造成工件报废，刀具损坏，机床卡盘撞毁等事故。
（2）回零或回参考点时顺序应为先X轴后Z轴方向，如果顺序不对，机床小拖板会和机床尾架相撞。
注意：初学者在没有完全弄懂机床功能前尽量不要修改机床功能参数，一定要弄清基本原理。应严格按照操作规程进行操作，输入程序或刀补数值后应反复检查后方可操作。
四、机床本身机械故障
步进电机出现机械故障，或者由于步进电机下的接线在操作中被拉断，步进电机与滚珠丝杠之间连接销钉脱落，使电机与拖板之间移动不同步，或丝杠中有异物（如切屑等），造成机床两轴中其中一个方向不动或移动缓慢，使机床出现撞车事故。操作时应做到观其色，听其声，发现异常及时处理，机床导轨及丝杠使用完毕应清理干净。
五、机床坐标系理解不清
数控车床通常有三个坐标系即机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点，也称机械零点。它是在机床装配、调试时已经确定下来的，是机床加工的基准点。在使用中机械坐标系是由参考点来确定的，机床系统启动后，进行返回参考点操作，机械坐标系就建立了。坐标系一经建立，只要不切断电源，坐标系就不会变化。编程坐标系是编程序时使用的坐标系，我们把Z轴与工件轴线重合，X轴放在工件端面上。工件坐标系是机床进行加工时使用的坐标系，它应该与编程坐标系一致，能否让编程坐标系与工坐标系一致是数控车床操作的关键。
往往初学者有一错误认识，数控车床操作十分简单，会编程序，程序模拟后没问题，基本机床机构弄明白，就可以进行机床操作。实际上在没有把机械坐标系（参考点）、编程坐标系、工件坐标系完全理解的情况下就进行编程操作是十分容易出现机床事故的。
数控车床事故，尤其是撞车现象应以预防为主。首先操作人员应熟悉系统的各种操作，系统功能键应掌握，达到能熟练操作；这样在操作中，减少失误，将误操作的概率降至最低点；特别是对开始使用系统的初学者来说，应对照操作步骤，一步一步的进行，避免失误；操作人员编程时，应根据工件特点进行；退刀和回零的顺序是先退X向，还是先退Z向，应按工件的形状及加工位置确定；对刀完成后应依次验证各刀具补偿是否正确；操作者应注意机床的保养；在平时加工后，导轨应擦拭干净，避免切解屑等杂物夹在滚珠丝杠和导轨内，造成加工出现误差，损伤导轨，影响加工。