CNC加工

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数控机床切削加工的两个特点?

数控加工特点

1. 它是将整块材料也就是毛坯用刀具切削掉不要的部分，也就是所谓的减材制造方式，与3D打印增材制造方式正好相反
2. 它是逐层逐步地切削出零件的形状和尺寸，又称之为铣削或者是铣加工。

下面我们初步认识一个数控加工程序

数控加工程序

从上图看到的是数控加工程序里面的各种代码，其他的代码放在后面再介绍。

这个程序里面有一个T1 M6，那这是一个刀具调用指令，调用1号刀具到机床。

另外有一个G54，叫做选择工件坐标系指令。下面有一个H1里面存放的是1号刀具的长度。G43和H1加在一起，就是刀具长度补偿指令。

程序坐标系和工件坐标系

要理解数控加工的原理，首先我们就要理解程序坐标系与工件坐标系的关系。

程序坐标系也称编程坐标系，适用于编制数控加工程序的坐标系，

通常用零件模型或者图纸标示其方向和原点。

将程序坐标系转换到工件上就称之为工件坐标系，也就是要找到程序坐标系在工件（可以是代加工的毛坯、也可以是半成品）上的方向和原点，也就是找到它的位置。

因此程序坐标系与工件坐标系本质上应是同一个坐标系，只是他们的位置不同。

还有一个特点：只有将工件定位或夹紧在机床工作台以后，才能确定工件坐标系的位置。

机床坐标系和工件坐标系的关系

接下来需要理解机床坐标系与工件坐标系的关系。

每一个机床都有一个机床坐标系，它是机床自身运动控制测量的参考坐标。

如上图，这是一个三轴机床有X轴、Y轴和Z轴。

这个机床坐标系的原点，一般在他主轴的中心线与主轴端面的交点。

前面我们讲到，工件放置在工作台上以后，工件坐标系的原点与机床坐标系原点之间就有一个偏移量，如果是多轴机床还有一个方位的不同。

若能够测量出工件坐标系与机床坐标系之间的这个偏移量或者叫偏值量，并输入进机床然后在数控加工程序中调用，那就能将加工程序中的运动坐标转换为机床原点的坐标，从而控制机床运动。

这又带来一个问题了：机床并不是用机床主轴这个原点来加工的，而是用刀具来加工的。

数控加工基本原理

那接下来我们要理解：如何把加工程序的中的坐标转换为刀具的运动坐标。

前面我们说过机床是用刀具来加工的，因此了还需要测量出刀具的刀位点，也就是加工点到机床原点的距离，即测量出刀具长度，并设置进机床刀具参数表。

同时我们在加工程序中调用刀具长度也就是使用刀具长度补偿代码，机床就能将加工程序里面的坐标转换成刀位点的运动坐标，这就是数控加工的基本原理。

什么叫刀位点？

所谓刀位点一般就是刀具中心线和它的端面的交点。那关于刀具的大小、刀具的直径等等，一般是在编程软件中加以考虑，由计算机自动计算出刀具中心的运动轨迹。

数控加工程序

下面我们进一步通过实际的数控加工程序来理解数控加工原理

T20 M6调用20号刀具，

从G54中调用工件坐标系偏移值；测量出来的工件坐标系的偏移值，要存放进G54这个代码当中，然后数控加工程序从G54中调用。

再看G43 Z2.H20，因为调用的是20号刀具，所以H代码就是H20，那刀具长度就存放进的H20这个代码当中。这一行的指令就是调用这个刀具长度，进行刀具长度的补偿。

实际执行这个指令以后，刀具的刀位点就走到Z2.0这个地方。如果没有G43和H20，那走到Z2.0这个地方，就不是刀具刀位点了，而是主轴的端部。

所以在加工程序中，一定要进行刀具长度的补偿。而且在这个补偿的时候，这个只能是Z坐标，不能是X、Y坐标，因为我们进行的是刀具长度补偿。

那下面一条指令，Z.0394 刀具刀位点进一步走到这个更低的一个位置。

我们回顾一下整个的工作原理

就是从G54中调用工件坐标系偏移值，从G43内区20中调用刀具长度。经过这两个基本步骤以后，就把数控程序中的坐标转换为刀具刀位点的坐标，这就是数控加工的基本原理。

数控程序代码例子

上面例子，程序使用的是G55代码。也就是说从G55中调用，这个工件坐标系的偏移值。换句话说，把测量处的工件坐标系与机床坐标系之间的偏移值，存放进G55这个代码供数控加工程序调用。

下面还有一个G43 H14，这个就是刀具长度补偿，执行了这个长度补偿指令以后，刀具的刀位点就走到Z2.643这个位置。下面刀具刀位点就走到Z.6924这个位置等等......

数控程序代码例子

这个例子里面有G54、G55、G56三个工件坐标系。

这些数值都是测量出的工件坐标系的偏移值，就存放进G54、G55、G56。

顺便强调一下，这个G54里面的角度偏移值和G55相差90度，和G56又相差90度。

这个实际上表明我们从一个工件的正面、左侧面、右侧面三个方向对他进行加工，所以它们之间的角度偏移值互相差90度。

一般的机床中都有多个工件坐标系供加工程序调用，通常有G54、G55、G56、G57、G58、G59甚至更多。

为什么需要这么多工件坐标系代码了？

1. 有时候一个零件，你可能需要从多个方向对它进行加工，这样有多个偏移值。
2. 就是说你一台机床上面，可能在同时或者不同的时段，加工不同的零件。

第一个零件你可能用G54，第二个零件可能用G55，第三个零件用其他的代码......

数控程序基本原理总结

最后关于数控加工的基本原理做个总结

首先：理解程序坐标系，转换到工件上就是工件坐标系，他们本质上是同一个坐标系。

第二：测量出工件坐标系与机床坐标系的偏移值并存进G54、G55等代码当中。

第三：测量出刀具长度并存进机床的H代码当中。

第四：在程序中要使用G54、G55等调用偏移值代码，要使用G43以及刀具长度的H代码，调用刀具长度，从而将加工程序中的坐标，转换为刀具刀位点的运动坐标。

以上内容引自：YouTube-Lao Wu speaks about CNC，希望对大家的学习有帮助。

爱学习，爱生活，我就是迈格镁业小严，学完吴老师的课程，认为数控加工本质就是玩“坐标”，机加老师傅是否认同，欢迎给与建议，同时期待我们下期再见！