數(shù)控加工工藝及程序編制PPT學習教案

1、會計學1數(shù)控加工工藝及程序編制數(shù)控加工工藝及程序編制第1頁/共55頁第2頁/共55頁第3頁/共55頁第4頁/共55頁第5頁/共55頁 機床坐標系的確定（1）機床相對運動的規(guī)定 在機床上，始終認為工件靜止，而刀具是運動的。這樣編程人員在不考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的加工過程。第6頁/共55頁 （2）機床坐標系的規(guī)定 標準機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關系用右手笛卡爾直角坐標系決定。 在數(shù)控機床上，機床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機床上的成形運動和輔助運動，必須先確定機床上運動的位移和運動的方向，這就需要通過坐標系來實現(xiàn)，這個坐標系被稱之為機

2、床坐標系。 。 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第7頁/共55頁第8頁/共55頁 標準機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關系用右手笛卡爾直角坐標系決定： 1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90。則大拇指代表X坐標，食指代表Y坐標，中指代表Z坐標。 2)大拇指的指向為X坐標的正方向，食指的指向為Y坐標的正方向，中指的指向為Z坐標的正方向。3)圍繞X、Y、Z坐標旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向為X、Y、Z坐標中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標A、B、C的正向。 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第9頁/共55頁 （3）運動方向的規(guī)定 增大刀具與工件距

3、離的方向即為各坐標軸的正方向，下圖為數(shù)控車床上兩個運動的正方向。 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第10頁/共55頁 、坐標軸方向的確定 （1）Z坐標 Z坐標的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標軸即為Z坐標，Z坐標的正向為刀具離開工件的方向。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第11頁/共55頁 （2）X坐標 X坐標平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時，要考慮兩種情況：1）如果工件做旋轉(zhuǎn)運動，則刀具離開工件的方向為X坐標的正方向。 2）如果刀具做旋轉(zhuǎn)運動，則分為兩種情況： Z坐標水平時，觀察者沿刀 具主軸向工件看時，+X運動方向指向右方；Z坐標垂直時，觀察

4、者面對刀具主軸向立柱看時，+X運動方向指向右方。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第12頁/共55頁第13頁/共55頁 （3）Y坐標 在確定X、Z坐標的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標的方向，按照右手直角坐標系來確定Y坐標的方向。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第14頁/共55頁 3、機床原點的設置 機床原點是指在機床上設置的一個固定點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。（1）數(shù)控車床的原點在數(shù)控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處。同時，通過設置參數(shù)的方法，也可將機床原點設定在X、Z坐標的正方向極限位置上。 第1章數(shù)控機床加工程

5、序編制基礎第15頁/共55頁 4、機床參考點 機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。 機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關精確調(diào)整好的，坐標值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。 通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。下圖為數(shù)控車床的參考點與機床原點。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第16頁/共55頁第17頁/共55頁 5 5，程序格式，程序格式1）、程序段格式 一個數(shù)控加工程序是若干個程序段組成的。 程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。表示一次要完成的任務。 程序段

6、格式舉例：N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08N40 X90（本程序段省略了續(xù)效字“G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）第18頁/共55頁 2 2）編程坐標系）編程坐標系 編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。 編程坐標系一般供編程使用，確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。如下圖所示，其中O2即為編程坐標系原點。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第19頁/共55頁 編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。 編程原點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準

7、上，編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數(shù)控機床相應的坐標軸方向一致，如編程原點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數(shù)控機床相應的坐標軸方向一致，如下圖下圖所示為車削零件的編程原點。所示為車削零件的編程原點。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第20頁/共55頁 3 3）加工坐標系）加工坐標系 1、加工坐標系的確定 加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。 加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應的編程原點在機床坐標系中的位置。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第21頁/共55頁 加工坐標系的設定加工坐標系的設定 1 1） 在機床坐標系中直接設

8、定加工原點，來建立加工在機床坐標系中直接設定加工原點，來建立加工坐標系坐標系加工坐標系的選擇加工坐標系的選擇 編程原點設置在工件軸心線與工件底端面的交點上。編程原點設置在工件軸心線與工件底端面的交點上。 設工作臺工作面尺寸為設工作臺工作面尺寸為800800mmmm320mm320mm，若工件裝夾在接近工作臺中間處，則確定了加工坐標系的位置，其加工原點若工件裝夾在接近工作臺中間處，則確定了加工坐標系的位置，其加工原點0 03 3就在距機床原點就在距機床原點O O1 1為為X X3 3、Y Y3 3、Z Z3 3處。并且處。并且X X3 3=-345.700mm, Y=-345.700mm, Y3

9、 3=-196.220mm, Z=-196.220mm, Z3 3=-53.165mm=-53.165mm。設定加工坐標系指令設定加工坐標系指令 G54G59 G54對應一號工件坐標系，其余以此類推?？稍趯惶柟ぜ鴺讼?，其余以此類推?？稍贛DI 方式的參數(shù)設置頁面中，設定加工坐標系。如對已選定的加工原點方式的參數(shù)設置頁面中，設定加工坐標系。如對已選定的加工原點O3，將其坐標值將其坐標值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第22頁/共55頁第23頁/共55頁第24頁/共55頁第25頁/共55頁第26頁/共55頁zxo機

10、床原點主軸端面參考點825392MJ-50數(shù)控機床坐標系夾頭主軸第27頁/共55頁工件刀具xz200100o夾頭車床原點1501251103060第28頁/共55頁第29頁/共55頁第30頁/共55頁第31頁/共55頁 第二章第二章 常用編程指令及數(shù)學處理常用編程指令及數(shù)學處理 一、一、絕對尺寸指令和增量尺寸指令絕對尺寸指令和增量尺寸指令-G90/G91-G90/G91 在加工程序中，絕對尺寸指令和增量尺寸指令有兩種表達方法。 絕對尺寸指機床運動部件的坐標尺寸值相對于坐標原點給出。 增量尺寸指機床運動部件的坐標尺寸值相對于前一位置給出。 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第32頁/共55頁第33頁

11、/共55頁 二、預置寄存指令預置寄存指令G92G90G90指定尺寸值為絕對尺寸。指定尺寸值為絕對尺寸。G91G91指定尺寸值為增量尺寸。指定尺寸值為增量尺寸。 2 2、 用尺寸字的地址符指定用尺寸字的地址符指定絕對尺寸的尺寸字的地址符用絕對尺寸的尺寸字的地址符用 X X、Y Y、Z Z增量尺寸的尺寸字的地址符用增量尺寸的尺寸字的地址符用 U U、V V、W W第34頁/共55頁 三、坐標平面選擇指令三、坐標平面選擇指令-G17/G18/G19-G17/G18/G19 坐標平面選擇指令是用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。 G17表示選擇 XY平面，G18表示選擇 ZX平面，G19表示選擇

12、YZ平面。各坐標平面如圖1.22所示。一般，數(shù)控車床默認在ZX平面內(nèi)加工，數(shù)控銑床默認在XY平面內(nèi)加工。 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第35頁/共55頁 四、四、 快速點定位指令快速點定位指令-G00-G00 快速點定位指令控制刀具以點位控制的方式快速移動到目標位置，其移動速度由參數(shù)來設定。指令執(zhí)行開始后，刀具沿著各個坐標方向同時按參數(shù)設定的速度移動，最后減速到達終點，如下圖所示。程序程序格式格式：G00 X Y Z式中X、Y、Z的值是快速點定位的終點坐標值第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第36頁/共55頁 五、直線插補指令五、直線插補指令-G01-G01直線插補指令用于產(chǎn)生按指定進給速度F實

13、現(xiàn)的空間直線運動。程序格式程序格式：G01 X Y Z F 其中：X、Y、Z的值是直線插補的終點坐標值。 例：實現(xiàn)下圖中從A點到B點的直線插補運動,其程序段為：絕對方式編程：G90 G01 X10 Y10 F100增量方式編程：G91 G01 X-10 Y-20 F100第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第37頁/共55頁 六、六、 圓弧插補指令圓弧插補指令-G02-G02、G03G03G02為按指定進給速度的順時針圓弧插補。G03為按指定進給速度的逆時針圓弧插補。圓弧順逆方向的判別：沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標軸，由正方向向負方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03，如下圖所示。第38頁/共55頁

14、 程序格式程序格式：XYXY平面：平面：G17 G02 X Y I J (R) FG17 G03 X Y I J (R) FZXZX平面：平面：G18 G02 X Z I K (R) FG18 G03 X Z I K (R) FYZ平面：平面：G19 G02 Z Y J K (R) FG19 G03 Z Y J K (R) F 其中：X、Y、Z的值是指圓弧插補的終點坐標值；I、J、K是指圓弧起點到圓心的增量坐標，與G90,G91無關；R為指定圓弧半徑，當圓弧的圓心角180o時，R值為正，當圓弧的圓心角1800時，R值為負。 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第39頁/共55頁 七、七、 刀具半徑補

15、償指令刀具半徑補償指令-G40-G40、G41G41、G42G42 在零件輪廓銑削加工時，由于刀具半徑尺寸影響，刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計算刀具中心軌跡，直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程，數(shù)控系統(tǒng)提供了刀具半徑補償功能，見下圖。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第40頁/共55頁 1、編程格式G41為左偏刀具半徑補償，定義為假設工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件左側的刀具半徑補償，見下圖。G42為右偏刀具半徑補償，定義為假設工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件右側的刀具半徑補償。G40 為補償撤消指令。 程序格式程序格式: :G00/G01 G41/G42 XG00

16、/G01 G41/G42 X Y Y H H /建立補償程序段建立補償程序段 / /輪廓切削程序段輪廓切削程序段 G00/G01 G40 X Y /補償撤消程序段補償撤消程序段 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第41頁/共55頁 八、八、 刀具長度補償指令刀具長度補償指令G43G43、G44G44、G49G49 使用刀具長度補償指令，在編程時就不必考慮刀具的實際長度及各把刀具不同的長度尺寸。當由于刀具磨損、更換刀具等原因引起刀具長度尺寸變化時，只要修正刀具長度補償量，而不必調(diào)整程序或刀具。 G43 為正補償，即將Z坐標尺寸字與H代碼中長度補償?shù)牧肯嗉?，按其結果進行Z軸運動。 G44 為負補償，即

17、將Z坐標尺寸字與H中長度補償?shù)牧肯鄿p，按其結果進行Z軸運動。G49為撤消補償。 編程格式為：G01 G43/G44 Z H / 建立補償程序段 / 切削加工程序段G49 / 補償撤消程序段 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第42頁/共55頁 第二節(jié)第二節(jié) 程序編制中的數(shù)學處理程序編制中的數(shù)學處理根據(jù)被加工零件圖樣，按照已經(jīng)確定的加工工藝路線和允許的編程誤差，計算數(shù)控系統(tǒng)所需要輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)學處理。數(shù)學處理一般包括兩個內(nèi)容：根據(jù)零件圖樣給出的形狀，尺寸和公差等直接通過數(shù)學方法（如三角、幾何與解析幾何法等），計算出編程時所需要的有關各點的坐標值。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第43頁/共55頁

18、一、 選擇編程原點選擇編程原點從理論上講編程原點選在零件上的任何一點都可以，但實際上，為了換算尺寸盡可能簡便，減少計算誤差，應選擇一個合理的編程原點。車削零件編程原點的X向零點應選在零件的回轉(zhuǎn)中心。Z向零點一般應選在零件的右端面、設計基準或?qū)ΨQ平面內(nèi)。車削零件的編程原點選擇見下圖。 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第44頁/共55頁 銑削零件的編程原點，X、Y向零點一般可選在設計基準或工藝基準的端面或孔的中心線上，對于有對稱部分的工件，可以選在對稱面上，以便用鏡像等指令來簡化編程。Z向的編程原點，習慣選在工件上表面，這樣當?shù)毒咔腥牍ぜ骦向尺寸字均為負值，以便于檢查程序。 編程原點選定后，就應把各點的尺寸換算成以編程原點為基準的坐標值。為了在加工過程中有效的控制尺寸公差，按尺寸公差的中值來計算坐標值。 第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎第45頁/共55頁 二、二、 基點與節(jié)點基點與節(jié)點 1、基點 零件的輪廓是由許多不同的幾何要素