數(shù)控車編程基本知識.ppt

數(shù)控技術,1,數(shù)控機床編程基礎,第一部分 數(shù)控機床編程的基本概念,數(shù)控技術,2,內容提要： 本節(jié)將簡要介紹數(shù)控編程的基本概念；手工編程和自動編程的相關概念；程序的基本構成；數(shù)控機床坐標系；數(shù)控系統(tǒng)的功能指令。,數(shù)控技術,3,數(shù)控程序編制概念 從零件圖紙到數(shù)控加工指令的有序排列（制成控制介質）的全過程。 將零件加工的工藝分析、加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(shù)（f、s、t）及輔助動作（變速、換刀、冷卻液啟停、工件夾緊松開等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質的整個過程。,數(shù)控編程的基本概念,數(shù)控技術,4,編程方法：手工編程和自動編程 手工編程 定義：整個編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（熟悉數(shù)控代碼功能、編程規(guī)則，具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力） 適用： 幾何形狀不太復雜的零件； 三坐標聯(lián)動以下加工程序,數(shù)控技術,5,自動編程： 定義：編程人員根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，編程系統(tǒng)將能根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的類型輸出數(shù)控加工程序。 適用： 形狀復雜的零件， 雖不復雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù) 千個孔的零件） 雖不復雜但計算工作量大的零件（如非圓曲 線輪廓的計算）,數(shù)控技術,6,具有計算機輔助設計（Computer Aided Design）和計算機輔助制造（Computer Aided Manufacturing），功能的系統(tǒng)簡稱 CAD/CAM系統(tǒng)，它是指以計算機作為主要技術手段來生成和運用各種數(shù)字信息與圖形信息，以進行產(chǎn)品設計和制造的系統(tǒng)。,CAD/CAM系統(tǒng)的概念,數(shù)控技術,7,CAD/CAM軟件系統(tǒng) UGII（美國） PRO/ENGINEERING IDEAS CATIA CIMATRON （英國） MASTERCAM（美國） CAXA （中國）,數(shù)控技術,8,比較 用手工編程時，一個零件的編程時間與機床實際加工時間之比，平均約為 30：1。 數(shù)控機床不能開動的原因中，有20%30%是由于加工程序不能及時編制出造成的 編程自動化是當今的趨勢！但手工編程是學習自動編程基礎！,數(shù)控技術,9,圖紙工藝分析 在對圖紙工藝分析（與普通加工的圖紙分析相似）的基礎上： 確定加工機床、刀具與夾具； 確定零件加工的工藝線路、工步順序； 切削用量（f、s、t）等工藝參數(shù)。,手工編程的內容和步驟,數(shù)控技術,10,計算運動軌跡 根據(jù)圖紙尺寸及工藝線路的要求： 選定工件坐標系 計算零件輪廓和刀具運動軌跡的坐標值； 將坐標值按NC機床規(guī)定編程單位（脈沖當量）換算為相應的編程尺寸。,錯誤,數(shù)控技術,11,編制程序及初步校驗 根據(jù)制定的加工路線、切削用量、選用的刀具、輔助動作，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫零件加工程序，并進行校核、檢查上述兩個步驟的錯誤。,計算運動軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質,校驗和試切,零件圖紙,錯誤,修改,數(shù)控技術,12,制備控制介質 將程序單上的內容，經(jīng)轉換記錄在控制介質上（如存儲在磁盤上），作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入信息，若程序較簡單，也可直接通過鍵盤輸入。,計算運動軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質,校驗和試切,零件圖紙,錯誤,修改,數(shù)控技術,13,程序的校驗和試切 所制備的控制介質，必須經(jīng)過進一步的校驗和試切削，證明是正確無誤，才能用于正式加工。如有錯誤，應分析錯誤產(chǎn)生的原因，進行相應的修改。 常用的校驗和試切方法：閱讀法、模擬法、試切法等。,計算運動軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質,校驗和試切,零件圖紙,錯誤,修改,數(shù)控技術,14,第二部分 數(shù)控機床的坐標系,數(shù)控技術,15,坐標軸的運動方向及其命名,統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機床坐標軸及其運動的方向，可使編程方便，并使編出的程序對同類型機床有通用性。同時也給 維修和使用帶來極大的方便。ISO和我國都擬定了命名的標準。,數(shù)控技術,16,標準坐標系 ISO和中國標準規(guī)定： 坐標軸：數(shù)控裝備的每個進給軸（直線進給、圓進給） 定義為坐標系中的一個坐標軸。 數(shù)控裝備坐標系統(tǒng)標準： 右手笛卡兒坐標系統(tǒng)（右手直角坐標系）,數(shù)控技術,17,基本坐標系：直線進給運動的坐標系（X.Y.Z）。坐標軸相互關系：由右手定則決定。 回轉坐標：繞X.Y.Z 軸轉動的圓周進給坐標 軸分別用A.B.C表示， 坐標軸相互關系由右 手螺旋法則而定。,數(shù)控技術,18,圖 1 機床坐標軸,數(shù)控技術,19,坐標軸方向：定義為刀具相對工件運動的方向。 刀具相對靜止工件而運動的原則 編程時不必知道機床運動的具體配置，就能正確地進行編程。 刀具遠離工件的運動方向為坐標的正方向。,數(shù)控技術,20,運動方向的確定 Z坐標（軸）的確定 Z坐標平行主軸軸線的進給軸。 沒有主軸或有多個主軸的機床： 垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。,數(shù)控技術,21,數(shù)控技術,22,Z坐標正方向規(guī)定：刀具遠離工件的方向。,數(shù)控技術,23,X坐標 在刀具旋轉的機床上（銑床、鉆床、鏜床等）。 Z軸水平（臥式），則從刀具（主軸）向工件看時，X坐標的正方向指向右邊。,+Z,數(shù)控技術,24,Z軸垂直（立式）： 單立柱機床，從刀具向立柱看時，X的正方向指向右邊；,+Z,+Z,數(shù)控技術,25,+Z,Z軸垂直（立式）： 雙立柱機床（龍門機床）， 從刀具向左立柱看時， X軸的正方向指向右邊。,數(shù)控技術,26,在工件旋轉的機床上（車床、磨床等），X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉中心的方向是X軸的正方向。,+Z,數(shù)控技術,27,Y坐標 利用已確定的X、Z坐標的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標的正方向。 右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向為食指指向。 右手螺旋法則：在X Z平面，從Z至X，拇指所指的方向為+y。,數(shù)控技術,28,立、臥式數(shù)控銑床,+Z,+X/,+Z,+X,數(shù)控技術,29,+Z,+Z,+X/,龍門數(shù)控銑床,數(shù)控技術,30,+Z,+Y,+Z,+X/,+Y/,5. 回轉坐標 A、B、C,數(shù)控技術,31,+Z,+X/,+Y/,+A,+C/,6. 輔助坐標 U、V、W 附加坐標軸：平行于基本坐標系中坐標軸的進給軸，用U、V、W表示。,數(shù)控技術,32,數(shù)控技術,33,臥式5軸數(shù)控銑床,臥式銑床,數(shù)控技術,34,數(shù)控技術,35,數(shù)控技術,36,機床坐標系與工件坐標系,編程總是基于某一坐標系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機床坐標系和工件坐標系的概念及相互關系是至關重要的。,數(shù)控技術,37,機床原點與機床坐標系 機床原點（零點） 機床坐標系原點是在機床調試完成后便確定了，是機床上固有的點。 機床原點的建立：用回零方式建立。 機床原點建立過程實質上是機床坐標系建立過程。,數(shù)控技術,38,機床坐標系 以機床原點為坐標系原點的坐標系，是機床固有的坐標系，它具有唯一性。 機床坐標系是數(shù)控機床中所建立的工件坐標系的參考坐標系。 注意：機床坐標系一般不作為編程坐標系，僅作為工件坐標系的參考坐標系。,數(shù)控技術,39,工件原點與工件坐標系 工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關的點。該點也可以是對刀點重合。 工件坐標系：以工件原點為零點建立的一個坐標系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標系計算。 工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離。 現(xiàn)代數(shù)控機床均可設置多個工件坐標系，在加工時通過G指令進行換。,數(shù)控技術,40,工件原點選擇原則： 、工件原點應選擇在零件圖標注的尺寸基準上。 、對稱零件，工件原點應選在對稱中心上。 、一般零件，工件零點應選在輪廓的基準角上。 、方向的零點，一般設在工件表面。,數(shù)控技術,41,數(shù)控技術,42,第三部分 程序編制的代碼及格式,數(shù)控技術,43,經(jīng)過多年的發(fā)展，程序用代碼已標準化，現(xiàn)在有ISO（International Standardization Organization）和EIA（Electronic Industries Association）兩種。,數(shù)控技術,44,1. 程序的組成 一個完整的數(shù)控加工程序由程序名、程序內容和程序結束三部分組成 %0001； 程序名 N01 G92 X50.0 Y20.0 ； N02 ； N03 ； 程序內容 N04 ； N05 ； M30 ； 程序結束,數(shù)控加工程序的結構,數(shù)控技術,45,程序名 程序名是一個程序必需的標識符。 組成：由地址符后帶若干位數(shù)字組成。地址符常見的有： “%”、“O”、“P”等，視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。 示例：國產(chǎn)華中I型系統(tǒng) “%”，日本FANUC 系統(tǒng) “O”。 后面所帶的數(shù)字一般為48位。如：%2000 程序內容 它表示數(shù)控加工要完成的全部動作，是整個程序的核心。 組成：它由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個 指令構成。 程序結束 它是以程序結束指令M02 或M30，結束整個程序的運行。,數(shù)控技術,46,2、程序段的格式 定義：程序段中指令的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式。 目前廣泛采用地址符可變程序段格式（字地址程序段格式） N03 G91 G01 X50 Y60 F200 S400 T M03 M08 ；,數(shù)控技術,47,地址符可變程序段格式的特點： 程序段中的每個指令均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字。 指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫 。 上段相同的模態(tài)指令（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不寫。,數(shù)控技術,48,3、主程序、子程序 主程序、子程序 在一個零件的加工程序中， 若有一定量的連續(xù)的程序 段在幾處完全重復出現(xiàn)， 則可將這些重復的程序串 單獨抽出來，按一定的格 式做成子程序。,主程序：N01； N02； N11 調用子程序1； N28 調用子程序8； NM02 ； 子程序1： N01； NM99 ； 子程序8： N01LF NM99 ；,數(shù)控技術,49,1. 定義 系統(tǒng)操作命令的總稱，又稱代碼或編程指令。它由文 字、數(shù)字、符號以及它們的組合組成，它是程序的最 小功能單元。,代碼及其分類,數(shù)控技術,50,數(shù)控技術,51,2.代碼（指令）分類 G指令 準備功能 功能：規(guī)定機床運動線型、坐標系、坐標平面、刀具 補償、暫停等操作。 組成：G后帶23位數(shù)字組成，有1001000種。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)（非續(xù)效）指令之分。 示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18，G54等 M指令 輔助功能 功能：控制機床及其輔助裝置的通斷的指令。如開、 停冷卻泵；主軸正反轉、停轉；程序結束等 組成：M后帶23位數(shù)字組成，共有1001000種。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)（非續(xù)效）指令之分。 示例：M02，M03，M08等,數(shù)控技術,52,G指令(準備功能),數(shù)控技術,53,M指令(輔助功能),數(shù)控技術,54,F、S、T、D指令 F 指令 指定（合成）進給速度指令 組成：F 后帶若干位數(shù)字，如F150、F0.3等。其中數(shù)字表示實際的合成速度值。它是模態(tài)指令。 單位： mm/min（公制）或 inch/min （英制） 。視 用戶選定的編程單位而定，若為公制單位，則 上述兩個指令分別表示：每分鐘進給量 150mm/min； 每轉進給量0.3mm/r。,數(shù)控技術,55,S 指令（切削速度）指定主軸轉速指令 組成：S 后帶若干位數(shù)字，如S500、S3500等。其中數(shù) 字表示實際的主軸轉速值。它是模態(tài)指令。 單位： r/min。上述兩個指令分別表示主軸轉速： 500r/min；3500r/min。 T、D 指令 指定刀具號和刀具長度、半徑存放寄存器號指令。 組成：T、D 后跟兩位數(shù)字，如 T11、D02等。其中數(shù) 字分別表示存放的在庫中的刀具號、半徑補償寄存器號 上述兩個指 令分別表示后續(xù)加工將選擇刀庫 中11號刀具和采用D02寄存器中的數(shù)值進行補償。,數(shù)控技術,56,尺寸指令 指定的刀具沿坐標軸移動方向和目標位置的指令 X、Y、Z 、U、V、W指令 指定沿直線坐標軸移動方向和目標位置指令 組成：后帶符號的數(shù)字組成。如X100、Y-340等 ，其中 數(shù)字表示沿由字母指定的坐標軸運動的目標位置值， 符號表示運動的方向。 單位： mm、m（公制）或 inch（英制） 。視用戶 選定的編程單位而定.,數(shù)控技術,57,A、B、C 指令 指定沿回轉坐標軸移動方向和目標位置指令 組成：后帶符號的數(shù)字組成。如A100、C-340等 ，其中 數(shù)字表示沿由字母指定的坐標軸運動的目標位置值， 符號表示運動的方向。 單位： 度 、弧度。視用戶選定的編程單位而定.,數(shù)控技術,58,I、J、K、R 指令 圓弧插補圓心位置和半徑指定指令 組成：后帶符號的數(shù)字組成。如I10、J-34、R30等 ，其 中帶符號數(shù)字表示圓心位置和半徑值。 單位：mm、m（公制）或 inch（英制） 。 視用戶 選定的編程單位而定.,數(shù)控技術,59,其它指令 子程序名和子程序調用指令 用于給子程序命名和在主程序中調用該子程序，該 指令的標準化程度不高，不同系統(tǒng)有不同的規(guī)定。 組成： 子程序名指令 地址符（