第4章_計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置CNC

1、1 2 CNC裝置的數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括CNC對(duì)零件程序的輸入、譯碼、刀具補(bǔ)償（含刀具半徑補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償）和其它預(yù)處理（坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、編程方式轉(zhuǎn)換）、插補(bǔ)、位置控制，由伺服系統(tǒng)執(zhí)行CNC輸出的指令以驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成加工, 見(jiàn)圖4.34 。3 零件程序的輸入可分為手動(dòng)輸入和自動(dòng)輸入兩種方式。 手動(dòng)輸入：手動(dòng)輸入：一般是通過(guò)鍵盤輸入。 自動(dòng)輸入：自動(dòng)輸入：可用紙帶、磁帶、磁盤等程序介質(zhì)輸入，隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多地使用通信輸入方式。 輸入過(guò)程如圖4.35所示 。4 程序輸入后，啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行，控制系統(tǒng)從零件程序存儲(chǔ)區(qū)逐段讀出零件加工程序，進(jìn)行譯碼及預(yù)處理。其讀出過(guò)程如圖4.36所示 。

2、 從圖4.35和圖4.36可知，零件程序緩沖區(qū)是零件程序進(jìn)入CNC系統(tǒng)的必經(jīng)之路 。5 譯碼就是將輸入的零件程序按一定規(guī)則翻譯成CNC裝置能識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，并按約定的格式存放在指定的內(nèi)存中。 譯碼通過(guò)譯碼程序來(lái)完成，即譯碼程序以程序段為單位，處理零件程序，將其中的輪廓信息、加工速度（F代碼）和輔助功能信息（M、S、T代碼），翻譯成便于計(jì)算機(jī)處理的信息格式，存放在指定的內(nèi)存專用空間。 譯碼方式： 編譯：編譯：一次性將整個(gè)程序翻譯； 解釋：解釋：利用空閑時(shí)間來(lái)對(duì)后面的程序段進(jìn)行譯碼 。 翻譯完一個(gè)程序段，經(jīng)過(guò)譯碼，形成圖4.37所示的譯碼緩沖存儲(chǔ)區(qū)存放格式。譯碼程序流程圖見(jiàn)圖4.38。6圖4.37

3、 譯碼緩沖存儲(chǔ)區(qū)的存放格式 圖4.38 譯碼程序流程圖 7 經(jīng)過(guò)譯碼后得到的數(shù)據(jù)，須通過(guò)刀具補(bǔ)償計(jì)算，將編程輪廓或位置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡的數(shù)據(jù)才能用于插補(bǔ)。 1）刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 在數(shù)控立式銑鏜床上，當(dāng)?shù)毒吣p或更換刀具使Z向刀尖不在原初始加工的程編位置時(shí)，必須在Z向進(jìn)給中，通過(guò)伸長(zhǎng)或縮短1個(gè)偏置值e來(lái)補(bǔ)償其尺寸的變化，以保證加工深度達(dá)到原設(shè)計(jì)位置，見(jiàn)圖4.39。 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償由準(zhǔn)備功能G43、G44、G49以及H代碼指定。 圖4.39 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償8 2）刀具半徑補(bǔ)償 數(shù)控裝置能使刀具中心自動(dòng)從零件實(shí)際輪廓上偏離一個(gè)指定的刀具半徑值 。 根據(jù)ISO規(guī)定，當(dāng)?shù)毒咧行能壽E在程序規(guī)定的前進(jìn)方向的

4、編程軌跡右邊時(shí)，稱為右刀補(bǔ)，用G42表示； 反之稱為左刀補(bǔ)，用G41表示； 撤銷刀具半徑補(bǔ)償用G40表示。圖4.39 刀具半徑補(bǔ)償 刀補(bǔ)僅在指定的二維坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行。 平面的指定由代碼：G17（X-Y平面）； G18（Y-Z平面）； G19（Z-X平面）。9 1）B功能刀具半徑補(bǔ)償 它僅根據(jù)本段程序的輪廓尺寸進(jìn)行圓本段程序的輪廓尺寸進(jìn)行圓弧過(guò)渡弧過(guò)渡，計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。一般數(shù)控系統(tǒng)的輪廓控制通常僅限于直線與圓弧。 對(duì)于直線對(duì)于直線，刀補(bǔ)后的刀具中心軌跡為平行于輪廓直線的一條直線，只要計(jì)算出刀具中心軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，見(jiàn)圖4.42 。對(duì)于圓弧對(duì)于圓弧，刀補(bǔ)后的刀具中心軌跡為與指定輪廓圓弧

5、同心的一段圓弧，因此，圓弧的刀具半徑補(bǔ)償，需要計(jì)算出刀具中心軌跡圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)和半徑，見(jiàn)圖4.43 。 10 2）C功能刀具半徑補(bǔ)償 B功能刀具半徑補(bǔ)償只根據(jù)本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)計(jì)算，不能解決不能解決程序段之間的過(guò)渡問(wèn)題程序段之間的過(guò)渡問(wèn)題，所以要求編程人員將工件輪廓處理成圓弧過(guò)渡。這樣處理帶來(lái)兩個(gè)弊端： 編程復(fù)雜編程復(fù)雜；工件尖角處工藝性不好工件尖角處工藝性不好。 C功能刀補(bǔ)自動(dòng)處理兩個(gè)程序段之間刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接，編程人員可完全按工件輪廓編程。 C功能刀補(bǔ)根據(jù)前后兩段程序及刀補(bǔ)的左右情況，首先判斷是縮短型轉(zhuǎn)接、伸長(zhǎng)型轉(zhuǎn)接或是插入型轉(zhuǎn)接。 圖4.44為G41直線與直線轉(zhuǎn)接的情況。 11圖4.44 G41直線與直線轉(zhuǎn)接形式12 由于安裝調(diào)整的原因，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)與機(jī)床零點(diǎn)不重合或不固定，故需將程序中工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換到機(jī)床坐標(biāo)系中，以確定機(jī)床執(zhí)行部件位置。 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，可通過(guò)準(zhǔn)備功能G92或G50來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 G92或G50確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系之間的邏輯關(guān)系，但不引起坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng) 。圖4.47 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系13 數(shù)控編程方式有絕對(duì)值方式G90和相對(duì)值