第2章数控加工编程基础1.ppt

1、第二章 数控加工编程基础, 2.1概述,一、什么叫数控编程,根据零件图纸：分析零件如何才能在机床被加工出来,抽取零件的加工信息：,零件的加工顺序,工件与刀具的相对运动轨迹、方向、位移量,工艺参数（主轴转速、进给量、切削深度）,辅助操作（主轴变速、刀具交换、冷却液开停、工件夹紧松开）,按一定的格式,用规定的代码编写加工程序单,将程序单的内容记录在程序介质上,传送至数控装置,控制机床加工,分析零件图纸,编写零件加工程序,制作控制介质:,过程, 2.1概述,二、数控编程的步骤,零件图纸,确定工艺过程,计算加工轨迹和加工尺寸,编写程序单,校核,制作控制介质,程序校验和试切,检验,完成,N,Y,N,Y,

2、1.确定工艺过程,要求：,考虑通用的一般工艺原则,考虑充分发挥数控机床的指令功能,走刀次数少,走刀路线短,换刀次数少,加工安全可靠,对毛坯的基准面和余量有一定要求, 2.1概述,二、数控编程的步骤,零件图纸,确定工艺过程,计算加工轨迹和加工尺寸,编写程序单,校核,制作控制介质,程序校验和试切,检验,完成,N,Y,N,Y,2.计算加工轨迹和加工尺寸,在规定的坐标系中计算: 零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值,x,Y,直线：起点、终点坐标,圆弧：起点、终点、圆心坐标、半径,几何元素的交点、切点坐标,刀具中心运动轨迹坐标, 2.1概述,二、数控编程的步骤,零件图纸,确定工艺过程,计算加工轨迹和加工尺寸,

3、编写程序单,校核,制作控制介质,程序校验和试切,检验,完成,N,Y,N,Y,3.编写程序单,按一定的格式，用规定的代码逐段编写加工程序,另外：填写相关的工艺文件,数控加工工序卡片 数控刀具卡片 机床调整单, 2.1概述,二、数控编程的步骤,零件图纸,确定工艺过程,计算加工轨迹和加工尺寸,编写程序单,校核,制作控制介质,程序校验和试切,检验,完成,N,Y,N,Y,4.制作控制介质:,将程序单的内容记录在控制介质上,二、数控编程的步骤,零件图纸,确定工艺过程,计算加工轨迹和加工尺寸,编写程序单,校核,制作控制介质,程序校验和试切,检验,完成,N,Y,N,Y,5.程序校验和试切削:,检查步骤,检查方

4、法:,机床空运转,图形显示: 显示刀具轨迹,动态模拟: 模拟刀具与工件的加工过程,首件试切:,零件的加工精度 零件的表面粗糙度,Y, 2.1概述, 2.1概述,三、数控代码（数控编程代码）,用来编写零件的数控加工程序，具有特定的含义，可以表示机床各种运动及操作的规定的字母、符号、数字。,G01 X20 Y50 F300,直接面向机床的各种运动和操作：控制语言, 2.1概述,四、数控编程的方法,手工编程：,自动编程：,整个编程过程，都由人工完成。,对编程人员素质要求高：,具备机械工艺知识 数值计算能力 熟悉数控代码、编程规则,适合于： 几何形状比较简单的零件 / 一般的点位加工零件,经济、省时,

5、编程过程用计算机辅助的方法：自动完成,适合于： 几何形状复杂的零件 / 有复杂曲面的零件 /几何形状并不复杂，但程序量很大的零件,若手工编程，效率低 、易出错,编程人员： 零件源程序,图形交互构件建几何图形,编程意图, 2.2数控编程的基础知识,一、数控机床的坐标系,ISO组织：对数控机床的坐标轴和运动方向作了统一的规定,ISO841标准,我国：JB3051-82标准,（一）坐标轴及运动方向的规定,1.机床上一个直线进给运动 定义一个坐标轴 / 一个圆周进给运动,直线进给运动坐标轴：X、Y、Z轴,基本坐标轴,右手定则,围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴：,A、B、C轴,右手螺旋定则,一、数控

6、机床的坐标系,2.刀具相对运动，工件相对静止原则,不同机床：进给运动部件不同,刀具做实际的进给运动：车床,工作台带着工件做实际的进给运动：铣床,机床坐标轴的正向规定前提： 假定工件静止，刀具相对于工件作进给运动,如表示刀具固定，工件运动的坐标：X Y Z A B C,按相对运动关系：工件运动方向与刀具运动方向相反,+X= -X+Y= - Y +Z= -Z +A= -A +B= -B +C= -C,（一）坐标轴及运动方向的规定,2.2 数控编程的基础知识,3.附加坐标轴,X Y Z 基本坐标系（第一坐标系）：,最靠近主轴,平行于基本坐标系、稍远于主轴的坐标系：,第二坐标系,U V W轴 扩展轴

7、X Y Z轴,平行于基本坐标系、更远于主轴的坐标系：,第三坐标系,P Q R轴 扩展轴 X Y Z轴,A、B、C 第一回转坐标系,其它回转运动轴：D轴、E轴、F轴,一、数控机床的坐标系,（一）坐标轴及运动方向的规定,2.2 数控编程的基础知识,（二）数控机床坐标轴的确定,1. Z坐标轴,A.对于有且只有一个主轴的机床：,平行于机床主轴的坐标轴为Z坐标轴,Z轴正方向：假定工件不动，刀具远离工件的方向,B.若机床上没有主轴：,垂直于工件装夹面的坐标轴为Z轴,C.若机床上有几根主轴：,选垂直于工件装夹面的一根主轴作为主要主轴，Z轴即为平行于主要主轴的坐标轴, 2.2 数控编程的基础知识,一、数控机床

8、的坐标系,一、数控机床的坐标系,（二）数控机床坐标轴的确定,2. X坐标轴,都是水平的,A. 对于刀具旋转的机床:,若Z轴是垂直的(立式机床):,从主轴向立柱看去: X轴正方向指向右边,若Z轴是水平的(卧式机床):,从主轴(刀具)的后端向工件看去: X轴正方向指向右边,B.对工件旋转的机床:,X轴在工件的径向,且平行于横向滑座,X轴正向为刀具远离工件旋转中心线的方向,C.对刀具和工件都不旋转的机床,刀具切削方向为X轴正向,3. Y坐标轴: 右手定则, 2.2 数控编程的基础知识,回Z轴,回X轴,Z轴: 镗杆运动 W轴: 立柱运动 U轴: 镗头径向运动, 2.2 数控编程的基础知识,二、机床原点

9、与机床坐标系,1.机床原点(机床坐标原点):,是机床上的一个固定点 , 在机床设计调整好后,该点就被唯一的确定下来，用户不能随意改动。,对车床：机床原点定义在主轴旋转中心线与卡盘后端面的交点,对立式铣床：机床原点定义在X向、Y向工作台和Z向主轴箱向正方向运动到达的极限位置,2 .机床坐标系：,以机床原点为坐标原点建立的坐标系。,3.机床参考点：,也是机床上的一个固定点 , 在机床设计调整好后,该点就被唯一的确定下来，用户不能随意改动,(x , z),X,Z,O机, 2.2 数控编程的基础知识,三 、 工件原点和工件坐标系,1. 编程时选工件图纸上的某一固定点为原点建立的坐标系，称为工件坐标系；

10、该固定点即为工件原点。,2.工件坐标系与机床坐标系的不同,3. 工件坐标系设定的依据：,符合零件图样尺寸的标注习惯 便于编程时运动轨迹的计算,一般：以零件图样上的设计基准点为工件原点建立工件坐标系,例车床：工件原点选择,工件右端面中心点 / 工件左端面中心点/卡盘前端面中心点,4.工件坐标系与机床坐标系的联系,二者坐标轴平行、同向，但原点不同,O1,O2,O3,O工,O机,起刀点,对刀 G92指令,例铣削加工：, 2.2 数控编程的基础知识,四、 绝对坐标与相对坐标,计量坐标值的两种方式,若运动轨迹终点坐标是相对于起点来计量的：,相对坐标系（增量坐标系）,若所有坐标点的坐标值都相对于工件原点来

11、计量：,绝对坐标系,12 30,35,15,绝：XA=30 YA=35 XB=12 YB=15,A,B,相：XB=-18 YB=-20 XA=18 YA=20,X,Y,五、 尺寸设定单位, 2.2 数控编程的基础知识,移动轴尺寸单位 旋转轴尺寸单位,英制 英寸 度,公制 毫米 度,脉冲当量 移动轴脉冲当量 旋转轴脉冲当量,系统的最小设定单位是一个脉冲当量,相对于每一个脉冲信号，机床移动部件的位移量。 直线位移：0.001mm /脉冲 角位移： 0.001度/脉冲, 2.2 数控编程的基础知识,六、数控加工程序的结构,1.程序的构成,一个完整的 零件加工程序,程序段,代码字(指令字),地址符,带

12、符号的数字,%0021 N01 G91 G00 X50 Y60； N02 G01 X100 Y500 F150 S300 T12 M03； N03 X200 Y350 ； ： ： ： ： N10 G00 X-50 Y-60 M02；,10个程序段,程序段开头,代码字：具体指令,程序段结束符,程序段：表示一个完整的加工工步或动作,程序段号,地址符 带符号数字,程序开头 程序编号,整个程序结束,六、数控加工程序的结构,1.程序的构成,注:,(1).程序段排列次序和程序段号:,程序中程序段必须按加工工步或动作的先后顺序排列;,程序段号用自然数表示; 相邻的程序段号可以连续,也可不连续;,N01 N0

13、2 N03,N02 N04 N06,N10 N20 N30,有些数控机床的数控加工程序中,程序段号可以省略不写.,(2).程序段格式:,程序段中代码字的排列书写方式和顺序,以及每个代码字和整个程序段的长度和规定.,地址符可变程序段格式： （字地址程序段格式）,每一个代码字都以地址符开始,后跟符号和数字;,程序段中代码字的先后排列顺序没有严格要求;,程序段中不需要的代码字不要写;,程序段中与前面程序段相同的续效代码可以不写;,每个程序段的长度、代码字的字数、字长都可变,程序简单、直观、可读性强、易于检查, 2.2 数控编程的基础知识,(3).代码字(指令字):,控制系统的一个具体指令,用来描述工

14、艺系统的各种操作和运动特征,数控程序中主要包含的代码字的地址符:,地址符 功能 后跟数字范围 意义,表示程序号 00009999 指定程序编号,O P % N G X Y Z I J K R F S M T,程序段号 09999 指定程序段号,准备功能 0099 指定机床运动状态 (使机床建立起某种加工方式),坐标字 0.0019999.999 指定坐标轴移动坐标/ 圆弧中心坐标、半径,进给功能 112000mm/min 指定进给速度,主轴转速 09999r/min 指定主轴转速,辅助功能 0099 定机床电器开/关动作,刀具功能 1100 定刀具编号、偏置,一般符合ISO标准,六、数控加工程序的结构,1.程序的构成,地址符 带符号数字,G01 G02 M03 M02 F100, 2.2 数控编程的基础知识,六、