【也说数控机床的学习】数控基础教程

续上贴：
本系统还可通过输入试切直径、长度值，自动计算当刀架在机床零点时，工件零点相对与各刀刀位点的距离，并用标刀的值与该值进行比较，得到其相对标刀的刀偏值。其步骤是：
1、按下MDI子菜单下的“刀具偏置表”功能按键；
2、用标刀试切工件端面，输入此时刀具在将设立的工件坐标系下的Z轴坐标值，即工件长度值；如编程时将工件原点设在工件前端面，即输入0（设零前不得有Z轴位移）。系统源程序通过公式： Z机′=Z机-Z工 ，自动计算出工件零点相对与标刀刀位点的距离，即标刀Z轴刀偏值。
3、用标刀试切工件外圆，输入此时刀具在将设立的工件坐标系下的X轴坐标值，即试切后工件的直径值（设零前不得有X轴位移）。
系统源程序通过公式：D机′= D机-D工 ；自动计算出工件零点相对与标刀刀位点的距离，即标刀Z轴刀偏值。
4、按下 “刀具偏置表”子菜单下的“标刀选择”功能按键；设定标刀刀偏值为基准。
5、退出换刀后，用下一把刀重复2~3步骤；即可得各刀相对与标刀刀偏值，并自动输入到刀具偏置表中。
刀具使用一段时间后磨损，也会使产品尺寸产生误差，因此需要对其进行补偿。该补偿与刀具偏置补偿存放在同一个寄存器的地址号中。各刀的磨损补偿只对该刀有效（包括标刀）。
刀具的补偿功能由T代码指定，其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具偏置补偿号。T代码的说明如下：
TXX       +     XX
刀具号          刀具补偿号
刀具补偿号是刀具偏置补偿寄存器的地址号，该寄存器存放刀具的X轴和Z轴偏置补偿值、刀具的X轴和Z轴磨损补偿值。
T加补偿号表示开始补偿功能。补偿号为00表示补偿量为0，即取消补偿功能。
系统对刀具的补偿或取消都是通过拖板的移动来实现的。
补偿号可以和刀具号相同，也可以不同，即一把刀具可以对应多个补偿号（值）。
如图所示，如果刀具轨迹相对编程轨迹具有X、Z方向上补偿值(由X，Z方向上的补偿分量构成的矢量称为补偿矢量)，那么程序段中的终点位置加或减去由T代码指定的补偿量(补偿矢量)即为刀具轨迹段终点位置。

例：先建立刀具偏置磨损补偿，后取消刀具偏置磨损补偿。

刀尖圆弧半径补偿G40，G41，G42
格式：   X¬_Z_
说明：
数控程序一般是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺寸编制的。车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖A点或刀尖圆弧圆心O点。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。当切削加工时刀具切削点在刀尖圆弧上变动；造成实际切削点与刀位点之间的位置有偏差，故造成过切或少切。这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧，造成的加工误差，可用刀尖园弧半径补偿功能来消除。
刀尖园弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的刀尖园弧半径补偿号，加入或取消半径补偿。
G40：取消刀尖半径补偿；
G41：左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)，如图：

G42：右刀补(在刀具前进方向右侧补偿)，如图
X, Z：G00/G01的参数，即建立刀补或取消刀补的终点；
注意：G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销
注意：
(1) G41/G42不带参数，其补偿号(代表所用刀具对应的刀尖半径补偿值)由T代码指定。其刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。
(2) 刀尖半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不得是G02或G03。
刀尖圆弧半径补偿寄存器中，定义了车刀圆弧半径及刀尖的方向号。

车刀刀尖的方向号定义了刀具刀位点与刀尖圆弧中心的位置关系，其从0~9有十个方向，如图所示。
例：考虑刀尖半径补偿，编制图所示零件的加工程序


%3345        
N1 T0101           （换一号刀，确定其坐标系）
N2 M03 S400        （主轴以400r/min正转）
N3 G00 X40 Z5      （到程序起点位置）
N4 G00 X0          （刀具移到工件中心）
N5 G01 G42 Z0 F60   （加入刀具园弧半径补偿，工进接触工件）
N6 G03 U24 W-24 R15 （加工R15圆弧段）
N7 G02 X26 Z-31 R5  （加工R5圆弧段）
N8 G01 Z-40         （加工Φ26外圆）
N9 G00 X30       （退出已加工表面）
N10 G40 X40 Z5   （取消半径补偿，返回程序起点位置）
N11 M30          （主轴停、主程序结束并复位）

（1）编程步骤
产品图样分析
1） 尺寸是否完整？
2） 产品精度、粗糙度等要求。
3） 产品材质、硬度等。
工艺处理
1） 加工方式及设备确定。
2） 毛坯尺寸及材料确定。
3） 装夹定位的确定。
4） 加工路径及起刀点、换刀点的确定。
5） 刀具数量、材料、几何参数的确定。
6） 切削参数的确定。
(1) 背吃刀量：
  影响背吃刀量的因素有：粗、精车工艺、刀具强度、机床性能、工件材料及表面粗糙度。
（2）进给量：进给量影响表面粗糙度。
    影响进给量的因素有：
a、 粗、精车工艺。粗车进给量应较大，以缩短切削时间；精车进给量应较小以降低表面粗超度。一般情况下，精车进给量小于0.2mm/r为宜，但要考虑刀尖圆弧半径的影响；粗车进给量大与0.25mm/r。
b、 机床性能。如功率、刚性。
c、 工件的装夹方式。
d、 刀具材料及几何形状。
e、 背吃刀量。
f、 工件材料。工件材料较软时，可选择较大进给量；反之，可选较小进给量。
（3）切削速度：切削速度的大小可影响切削效率、切削温度、刀具耐用度等。
影响切削速度的因素有：刀具材料、工件材料、刀具耐用度、背吃刀量与进给量、刀具形状、切削液、机床性能。
数学处理
1）编程零点及工件坐标系的确定
2）各节点数值计算
其它主要内容
1）按规定格式编写程序单
2）按“程序编辑步骤”输入程序，并检查程序。
4） 修改程序。
编程实例
例：编制图所示零件的加工程序。工艺条件：工件材质为45#钢，或铝；毛坯为直径Φ54mm，长200mm的棒料；刀具选用：1号端面刀加工工件端面，2号端面外圆刀粗加工工件轮廓，3号端面外圆刀精加工工件轮廓，4号外圆螺纹刀加工导程为3mm，螺距为1mm 的三头螺纹。


%3346
N1 T0101           （换一号端面刀，确定其坐标系）
N2 M03 S500        （主轴以400r/min正转）
N3 G00 X100 Z80    （到程序起点或换刀点位置）
N4 G00 X60 Z5      （到简单端面循环起点位置）
N5 G81 X0 Z1.5 F100 （简单端面循环，加工过长毛坯）
N6 G81 X0 Z0       （简单端面循环加工，加工过长毛坯）
N7 G00 X100 Z80    （到程序起点或换刀点位置）
N8 T0202         （换二号外圆粗加工刀，确定其坐标系）
N9 G00 X60 Z3           （到简单外圆循环起点位置）
N10 G80 X52.6 Z-133 F100 （简单外圆循环，加工过大毛坯直径）
N11 G01 X54            （到复合循环起点位置）
N12 G71 U1 R1 P16 Q32 E0.3（有凹槽外径粗切复合循环加工）
N13 G00 X100 Z80       （粗加工后，到换刀点位置）
N14 T0303             （换三号外圆精加工刀，确定其坐标系）
N15 G00 G42 X70 Z3   （到精加工始点，加入刀尖园弧半径补偿）
N16 G01 X10 F100     （精加工轮廓开始，到倒角延长线处）
N17 X19.95 Z-2        （精加工倒2×45°角）
N18 Z-33             （精加工螺纹外径）
N19 G01 X30          （精加工Z33处端面）
N20 Z-43              （精加工Φ30外圆）
N21 G03 X42 Z-49 R6   （精加工R6圆弧）
N22 G01 Z-53         （精加工Φ42外圆）
N23 X36 Z-65         （精加工下切锥面）
N24 Z-73             （精加工Φ36槽径）
N25 G02 X40 Z-75 R2   （精加工R2过渡圆弧）
N26 G01 X44          （精加工Z75处端面）
N27 X46 Z-76         （精加工倒1×45°角）
N28 Z-84             （精加工Φ46槽径）
N29 G02 Z-113 R25     （精加工R25圆弧凹槽）
N30 G03 X52 Z-122 R15 （精加工R15圆弧）
N31 G01 Z-133         （精加工Φ52外圆）
N32 G01 X54          （退出已加工表面，精加工轮廓结束）
N33 G00 G40 X100 Z80  （取消半径补偿，返回换刀点位置）
N34 M05              （主轴停）
N35 T0404             （换四号螺纹刀，确定其坐标系）
N36 M03 S200          （主轴以200r/min正转）
N37 G00 X30 Z5        （到简单螺纹循环起点位置）
N38G82X19.3Z-20R-3E1C2P120F3（加工两头螺纹，吃刀深0.7）
N39G82X18.9Z-20R-3E1C2P120F3（加工两头螺纹，吃刀深0.4）
N40G82X18.7Z-20R-3E1C2P120F3（加工两头螺纹，吃刀深0.2）
N41G82X18.7Z-20R-3E1C2P120F3（光整加工螺纹）
N42 G76C2R-3E1A60X18.7Z-20 K0.65U0.1V0.1Q0.6P240F3
N43 G00 X100 Z80             （返回程序起点位置）
N44 M30                       （主轴停、主程序结束并复位

例：对图所示的55°圆锥管螺纹ZG2″编程。根据标准可知，其螺距为2.309mm（即25.4/11），牙深为1.479mm，其它尺寸如图（直径为小径）。用五次吃刀，每次吃刀量(直径值)分别为1mm、0.7 mm 、0.6 mm 、0.4mm、0.26mm，螺纹刀刀尖角为55°。
%0001
N1 T0101                      （换一号端面刀，确定其坐标系）
N2 M03 S300                   （主轴以400r/min正转）
N3 G00 X100 Z100              （到程序起点或换刀点位置）
N4 X90 Z4                     （到简单外圆循环起点位置）
N5 G80 X61.117 Z-40 I-1.375 F80  （加工锥螺纹外径）
N6 G00 X100 Z100               （到换刀点位置）
N7 T0202                      （换二号端面刀，确定其坐标系）
N8 G00 X90 Z4                 （到螺纹简单循环起点位置）
N9 G82 X59.492 Z-30 I-1.063 F2.31 （加工螺纹，吃刀深1）
N10 G82 X58.792 Z-30 I-1.063 F2.31（加工螺纹，吃刀深0.7）
N11 G82 X58.192 Z-30 I-1.063 F2.31（加工螺纹，吃刀深0.6）
N12 G82 X57.792 Z-30 I-1.063 F2.31（加工螺纹，吃刀深0.4）
N13 G82 X57.532 Z-30 I-1.063 F2.31（加工螺纹，吃刀深0.26）
N14 G00 X100 Z100             （到程序起点或换刀点位置）
N15 M30                      （主轴停、主程序结束并复位）

例：对图所示的55°圆锥管螺纹ZG2″编程。根据标准可知，其螺距为2.309mm（即25.4/11），牙深为1.479mm，其它尺寸如图（直径为小径）。用五次吃刀，每次吃刀量(直径值)分别为1mm、0.7 mm 、0.6 mm 、0.4mm、0.26mm，螺纹刀刀尖角为55°。
%0001
N1 T0101                      （换一号端面刀，确定其坐标系）
N2 M03 S300                   （主轴以400r/min正转）
N3 G00 X100 Z100              （到程序起点或换刀点位置）
N4 X90 Z4                     （到简单外圆循环起点位置）
N5 G80 X61.117 Z-40 I-1.375 F80  （加工锥螺纹外径）
N6 G00 X100 Z100               （到换刀点位置）
N7 T0202                      （换二号端面刀，确定其坐标系）
N8 G00 X90 Z4                 （到螺纹简单循环起点位置）
N9 G82 X59.492 Z-30 I-1.063 F2.31 （加工螺纹，吃刀深1）
N10 G82 X58.792 Z-30 I-1.063 F2.31（加工螺纹，吃刀深0.7）
N11 G82 X58.192 Z-30 I-1.063 F2.31（加工螺纹，吃刀深0.6）
N12 G82 X57.792 Z-30 I-1.063 F2.31（加工螺纹，吃刀深0.4）
N13 G82 X57.532 Z-30 I-1.063 F2.31（加工螺纹，吃刀深0.26）
N14 G00 X100 Z100             （到程序起点或换刀点位置）
N15 M30                      （主轴停、主程序结束并复位）

例：对图所示M40×2内螺纹编程。根据标准可知，其螺距为2.309mm（即25.4/11），牙深为1.299mm，其它尺寸如图。用五次吃刀，每次吃刀量(直径值)分别为0.9mm、0.6 mm 、0.6 mm 、0.4mm、0.1mm，螺纹刀刀尖角为60°。
%0001
N1 T0101                      （换一号端面刀，确定其坐标系）
N2 M03 S300                   （主轴以400r/min正转）
N3 G00 X100 Z100              （到程序起点或换刀点位置）
N4 X40 Z4                     （到简单外圆循环起点位置）
N5 G80 X37.35 Z-38 F80         （加工螺纹外径39.95-2×1.299）
N6 G00 X100 Z100               （到换刀点位置）
N7 T0202                      （换二号端面刀，确定其坐标系）
N8 G00 X40 Z4                 （到螺纹简单循环起点位置）
N9 G82 X38.25 Z-30 R-4 E1.3 F2 （加工螺纹，吃刀深0.9）
N10 G82 X38.85 Z-30 R-4 E1.3 F2（加工螺纹，吃刀深0.6）
N11 G82 X39.45 Z-30 R-4 E1.3 F2（加工螺纹，吃刀深0.6）
N12 G82 X39.85 Z-30 R-4 E1.3 F2（加工螺纹，吃刀深0.4）
N13 G82 X39.95 Z-30 R-4 E1.3 F2（加工螺纹，吃刀深0.1）
N14 G00 X100 Z100            （到程序起点或换刀点位置）
N15 M30                     （主轴停、主程序结束并复位）

宏指令编程
HNC-21/22T为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句，利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，以及精简程序量。

宏变量及常量
(1) 宏变量
#0～#49     当前局部变量
#50～#199   全局变量
#200～#249  0层局部变量
#250～#299  1层局部变量
#300～#349  2层局部变量
#350～#399  3层局部变量
#400～#449  4层局部变量
#450～#499  5层局部变量
#500～#549  6层局部变量
#550～#599  7层局部变量
#600～#699  刀具长度寄存器H0～H99
#700～#799  刀具半径寄存器D0～D99
#800～#899  刀具寿命寄存器
#1000“机床当前位置X” #1001“机床当前位置Y” #1002“机床当前位置Z”
#1003“机床当前位置A” #1004“机床当前位置B” #1005“机床当前位置C”
#1006“机床当前位置U” #1007“机床当前位置V” #1008“机床当前位置W”
#1009“直径编程” #1010“程编机床位置X” #1011“程编机床位置Y”
#1012“程编机床位置Z” #1013“程编机床位置A” #1014“程编机床位置B”
#1015“程编机床位置C” #1016“程编机床位置U” #1017“程编机床位置V”
#1018“程编机床位置W” #1019  保留   #1020“程编工件位置X”
#1021“程编工件位置Y” #1022“程编工件位置Z” #1023“程编工件位置A”
#1024“程编工件位置B” #1025“程编工件位置C” #1026“程编工件位置U”
#1027“程编工件位置V” #1028“程编工件位置W” #1029  保留  
#1030“当前工件零点X” #1031“当前工件零点Y” #1032“当前工件零点Z”
#1033“当前工件零点A” #1034“当前工件零点B” #1035“当前工件零点C”
#1036“当前工件零点U” #1037“当前工件零点V” #1038“当前工件零点W”
#1039 “坐标系建立轴” #1040“G54零点X” #1041“G54零点Y”
#1042“G54零点Z” #1043“G54零点A” #1044“G54零点B”
#1045“G54零点C” #1046“G54零点U” #1047“G54零点V”
#1048“G54零点W” #1049  保留 #1050“G55零点X”
#1051“G55零点Y” #1052“G55零点Z” #1053“G55零点A”
#1054“G55零点B” #1055“G55零点C” #1056“G55零点U”
#1057“G55零点V” #1058“G55零点W” #1059  保留
#1060“G56零点X” #1061“G56零点Y” #1062“G56零点Z”
#1063“G56零点A” #1064“G56零点B” #1065“G56零点C”
#1066“G56零点U” #1067“G56零点V” #1068“G56零点W”
#1069  保留 #1070“G57零点X” #1071“G57零点Y”
#1072“G57零点Z” #1073“G57零点A” #1074“G57零点B”
#1075“G57零点C” #1076“G57零点U” #1077“G57零点V”
#1078“G57零点W” #1079  保留 #1080“G58零点X”
#1081“G58零点Y” #1082“G58零点Z” #1083“G58零点A”
#1084“G58零点B” #1085“G58零点C” #1086“G58零点U”
#1087“G58零点V” #1088“G58零点W” #1089  保留
#1090“G59零点X” #1091“G59零点Y” #1092“G59零点Z”
#1093“G59零点A” #1094“G59零点B” #1095“G59零点C”
#1096“G59零点U” #1097“G59零点V” #1098“G59零点W”
#1099  保留 #1100“中断点位置X” #1101“中断点位置Y”
#1102“中断点位置Z” #1103“中断点位置A” #1104“中断点位置B”
#1105“中断点位置C” #1106“中断点位置U” #1107“中断点位置V”
#1108“中断点位置W” #1109“坐标系建立轴” #1110 “G28中间点位置X”
#1111  “G28中间点位置Y” #1112“G28中间点位置Z” #1113 “G28中间点位置A”
#1114  “G28中间点位置B” #1115“G28中间点位置C” #1116 “G28中间点位置U”
#1117  “G28中间点位置V” #1118“G28中间点位置W” #1119  “G28屏蔽字”
#1120 “镜像点位置X” #1121“镜像点位置Y” #1122“镜像点位置Z”
#1123 “镜像点位置A” #1124“镜像点位置B” #1125“镜像点位置C”
#1126 “镜像点位置U” #1127“镜像点位置V” #1128“镜像点位置W”
#1129“镜像屏蔽字” #1130 “旋转中心(轴1)” #1131“旋转中心(轴2)”
#1132“旋转角度” #1133“旋转轴屏蔽字” #1134  保留
#1135“缩放中心(轴1)” #1136“缩放中心(轴2)” #1137“缩放中心(轴3)”
#1138“缩放比例” #1139“缩放轴屏蔽字” #1140“坐标变换代码1”
#1141“坐标变换代码2” #1142“坐标变换代码3” #1143  保留
#1144“刀具长度补偿号” #1145“刀具半径补偿号” #1146“当前平面轴1”
#1147“当前平面轴2” #1148“虚拟轴屏蔽字” #1149“进给速度指定”
#1150“G代码模态值0” #1151“G代码模态值1” #1152“G代码模态值2”
#1153“G代码模态值3” #1154“G代码模态值4” #1155“G代码模态值5
#1156“G代码模态值6” #1157“G代码模态值7” #1158“G代码模态值8”
#1159“G代码模态值9” #1160  “G代码模态值10” #1161  “G代码模态值11”
#1162  “G代码模态值12” #1163  “G代码模态值13” #1164  “G代码模态值14”
#1165  “G代码模态值15” #1166  “G代码模态值16” #1167  “G代码模态值17”
#1168  “G代码模态值18” #1169  “G代码模态值19” #1170“剩余CACHE”
#1171“备用CACHE” #1172“剩余缓冲区” #1173“备用缓冲区”
#1174  保留 #1175  保留 #1176  保留
#1177  保留 #1178  保留 #1179  保留
#1180  保留 #1181  保留 #1182  保留
#1183  保留 #1184  保留 #1185  保留
#1186  保留 #1187  保留 #1188  保留
#1189  保留 #1190“用户自定义输入” #1191“用户自定义输出”
#1192“自定义输出屏蔽” #1193  保留 #1194  保留
#2000～#2600  复合循环数据区
#2000：轮廓点数
#2001~2100：轮廓线类型(0：G00, 1:G01, 2:G02, 3:G03)
#2101~2200：轮廓点X(直径方式为直径值；半径方式为半径值)
#2201~2300：轮廓点Z
#2301~2400：轮廓点R
#2401~2500：轮廓点I
#2501~2600：轮廓点J
(2) 常量
PI：圆周率π
TRUE：条件成立(真)
FALSE：条件不成立(假)

运算符与表达式
(1) 算术运算符：
+，-，*，/
(2) 条件运算符
EQ（=），NE（≠），GT（＞），
GE（≥），LT（＜），LE（≤）
(3) 逻辑运算符
AND，OR，NOT
(4) 函数
SIN，COS，TAN，ATAN，ATAN2，
ABS，INT，SIGN，SQRT，EXP
(5) 表达式
用运算符连接起来的常数，宏变量构成表达式。
例如：175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ]；
#3*6 GT 14；

赋值语句
格式：宏变量=常数或表达式
把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值。
例如： #2 = 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ]；
#3 = 124.0；
条件判别语句IF， ELSE，ENDIF
格式 (i)： IF条件表达式
  …
ELSE
…
ENDIF
格式(ii) ： IF条件表达式
…
ENDIF
循环语句WHILE，ENDW
格式： WHILE 条件表达式
…
ENDW
条件判别语句的使用参见宏程序编程举例。
循环语句的使用参见宏程序编程举例。

例：用宏程序编制如图所示抛物线Z=X2/8在区间[0，16]内的程序。
%8002
#10=0 ；X坐标
#11=0 ；Z坐标
N10 G92 X0.0 Z0.0
M03 S600
WHILE  #10 LE 16
G90 G01 X[#10] Z[#11] F500
#10=#10+0.08
#11=#10*#10/8
ENDW
G00 Z0 M05
G00 X0