xin第2章 数控加工编程基础.ppt

1、了解数控编程的目的与步骤 了解数控程序编制的方法 掌握数控编程的常用功能代码 掌握数控机床的各种坐标系以及建立方法 掌握数控编程程序段与程序格式,学习目标,数控加工程序把工件加工所需的所有数据和信息，按照数控机床规定的代码和格式编写而成，输入到数控装置中控制机床的自动运转。 数控程序的编制从零件图分析到产生数控加工程序的全过程。,数控机床编程概述,数控编程的内容,数控机床编程的内容和步骤,1.分析零件图样 内容工件的材料、形状、尺寸精度、毛坯形状和热处理要求等。 目的选择适合于数控加工的内容和工序，提高产品质量和生产效率，充分发挥数控机床的性能。,数控机床编程的内容和步骤,2.工艺处理 确定加

2、工方案，包括机床的选用和加工方法的选择。 刀具、工装夹具的设计和选择以及装夹定位方法的确定。 选择对刀点，对刀点是指数控加工中刀具相对工件运动的起点，加工程序一般从该点写起，故又称程序起点或起刀点。 确定加工路线 确定切削用量,数控机床编程的内容和步骤,3.刀具运动轨迹坐标计算（图形的数学处理） 分析零件图样，找出设计基准点，并确定工件原点，建立工件坐标系。 根据零件图样及确定的加工路线和切削用量，计算数控机床所需的数据。 主要是工件轮廓的基点和节点坐标的计算。,数控机床编程的内容和步骤,4.编写加工程序 5.程序的输入 6.程序校验和首件试切 校验方法人工校对、CNC刀具轨迹仿真（空运行）或

3、仿真软件，可以检查程序、对刀、坐标系等是否合理。 首件试切检验工件的加工精度是否达到要求。,数控机床编程的内容和步骤,1.手工编程 定义从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序、程序输入、程序校验等各个步骤，均由人工完成。 应用适用于加工形状简单、计算简单、加工程序段不多的零件，如由直线和圆弧组成的轮廓的加工。 特点效率低、耗费时间较长，容易出现错误；但可避免一些多余的空行程、退刀，加工效率高，更适合批量生产的零件。是自动编程的基础。,数控机床编程的方法,2. 自动编程(Automatic Promgraming) 定义除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作的大部分或全部由计

4、算机完成的过程。 图形交互式利用某种CAD软件人机交互完成加工零件的几何造型，并设置工艺参数，由软件自动生成数控程序文件，并用通信的方式直接送入数控机床。 应用适用于形状复杂的零件，特别是有非圆曲线、不规则曲面等构成的零件。,数控机床编程的方法,UG CATIA PRO/E Cimatron Master CAM DELCAM CAXA制造工程师,常用的CAD/CAM软件,CAD-Computer Aided Design 计算机辅助设计 CAM- Computer Aided Manufacturing 计算机辅助制造,数控机床编程的方法,字符用于组织、控制或表示数据的符号，如数字、字母、标

5、点符号、数学运算符号等。如O0001、G01、X50.35、Z-20.0以及“；”、“/”等。 代码由字符组成，有EIA和ISO两种。,数控机床编程的字符与代码,1.准备功能（G功能） 使数控机床或控制系统建立某种加工方式。 由地址符G和其后2位数字组成，从G00G99。数字最前的0可省略不写，如G01可以写作G1。 2.辅助功能（M功能） 主要用于控制机床及数控系统各种辅助功能的开关动作。 由地址符M和其后2位数字组成，从M00M99，数字最前的0可省略不写。,数控机床功能代码,注意：各种数控系统的G代码、M代码规定有差异， 必须根据系统编程说明书选用。,坐标系和运动方向的命名原则 不管是刀

6、具运动还是工件运动，在进行编 程计算时，一律都是假定刀具相对于静止的 工件运动，即不管机床怎么运动，永远假定 工件静止，刀具移动。,数控机床坐标系的规定,数控机床标准坐标系右手笛卡尔直角坐标系。 其中拇指为X轴正方向，食指为Y轴正方向，中指为Z轴正方向。 绕X、Y、Z轴旋转的旋转坐标分别为A、B、C，根据右手螺旋定则判定。 刀具远离工件的运动方向为坐标轴的正方向。,数控机床坐标系的规定,数控机床坐标系的规定,1. Z轴的确定 与机床主轴轴线平行的坐标轴为Z轴，且刀具远离工件的方向是Z轴正方向。,数控机床坐标轴的确定,确定机床坐标轴时，一般是先确定Z轴，再确定X轴和Y轴。,卧 式 车 床,立 式

7、 铣 床,若没有主轴，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为Z轴。 若有多根主轴，则可选一个垂直于工件装夹面的主要轴为主轴，Z轴则平行于该主轴轴线。,数控机床坐标轴的确定,2.X轴的确定 平行于导轨面，且垂直于Z轴的坐标轴为X轴。 工件旋转的机床(如车床、外圆磨床) ，在水平面内取垂直于工件回转轴线的方向为X轴，刀具远离工件的方向X轴正方向。 刀具旋转的机床（如铣床、镗床等） 主轴为水平(卧式)面对主轴向左为正 主轴为垂直(立式)面对主轴向右为正 工件、刀具均不旋转的机床（如刨床），X轴平行于主要进给方向，并以此方向为正。,数控机床坐标轴的确定,数控机床坐标轴的确定,+X,+Z,数控机床坐标轴的确

8、定,数控机床坐标轴的确定,3.Y轴的确定 按右手直角笛卡尔坐标系确定Y轴正方向。 4.旋转轴A、B、C的确定 根据右手螺旋法则确定 5.附加轴 与X、Y、Z平行的坐标轴U、V、W和P、Q、R。 6.工件运动时的相反方向 移动部件为工件的机床（如铣床），工件的运动 方向与上述X、Y、Z正方向相反，用X、Y、Z表 示，编程时不考虑。,数控机床坐标轴的确定,数控机床坐标轴的确定,+Z,+X,+Y,数控机床坐标轴的确定,数控机床坐标轴的确定,数控机床坐标轴的确定,1.数控机床坐标系原点 数控机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的一个固定的坐标系统。 机床坐标系的原点又称机械原点或机械零点。用 表示，

9、是机床上的一个固定的点。 数控车床的机床原点取卡盘前端面或后端面与主轴中心线的交点。 数控铣床上，机床原点一般在机床的左前下方。,数控机床坐标系,数控机床坐标系,补充：数控车床的机床坐标系,数控机床坐标系,前置刀架机床坐标系 刀架在操作者这一边， 即工件前方，刀架导轨水 平。Z轴的正方向指向尾座 的方向。X轴的正方向指向 操作者的方向。 一般经济型普通卧式数 控车床如此设计。,后置刀架机床坐标系 刀架在工件后方，刀架 导轨倾斜。Z轴的正方向指 向尾座的方向。X轴的正方 向是远离操作者的方向。 一般全功能型数控车床 如此设计，便于观察刀具切 削过程，易排屑，刀架可设 置更多刀位。,数控机床坐标系

10、,数控机床坐标系,2.机床参考点 参考点是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，参考点在机床坐标系中的坐标值是个已知固定值。 参考点R用 表示。 参考点一般都是设定在各轴正向行程极限点的位置上。 机床原点由机床参考点定义。,数控机床坐标系,数控机床坐标系,数控程序中的英文字母和字符称为“地址”，每个地址代表着一类指令代码，如G代码、M代码。 地址后加符号和数字组成一个“程序字”，也称指令字（代码指令），是组成数控加工程序的最基本单位，如G01、X-50。,数控程序结构,各种程序字和程序结束指令（“；”）组合而成的一行即为程序段，书写时每个程序段占一行。 一般地，一个程序段可按如下

11、形式书写： N_ G_ X _ Y_ Z_F_ S_T_ M_； 如N04 G02 X43 Y-43F32 S500 T0202 M03； 多个程序段组成一个程序。,数控程序结构,字母+符号+数字程序字程序段程序,一个完整的零件程序应该包括程序号、程序内容和程序结束三个部分。 O0001 N01 G99 M03 S600 ; N02 T0101 ; N03 G00 X55.0 Z5.0 ; . N11 G00 X100.0 Z50.0 ; N12 M30 ;,数控程序结构,程序号,程序结束,程序内容,1.程序号 加工程序的代号、识别标志，必须位于程序开头，一般单独一个程序段。 地址+4位数字，

12、常用地址符为O、%、P。 2.程序结束 最后一个程序段，使用程序结束指令M02或M30。 M30程序结束，光标自动返回程序开头，可直接再次运行程序 M02程序结束，光标停在M02所在程序段，若要再次执行程序，必须将光标返回程序开头,数控程序结构,3.程序内容 由若干程序段组成，是程序的核心部分，程序段的结束通常用“；”表示。 程序段主体部分具备以下六个要素：移动的目标（X、Y、Z等）、移动的轨迹（G代码）、移动的速度（F代码）、切削速度（S代码）、刀具选用（T代码）、机床辅助动作（M代码）。,数控程序结构,N_ G_ X _ Y_ Z_F_ S_T_ M_；,顺序号Nxxxx 即程序段号，其后可跟4位数， N1N9999。数字最前的0可省略。 程序段号应位于程序段的开头，否则无效。 程序段号是程序段的名称，与程序执行的先后次序无关。 程序段号可以省略，但程序调用、跳转的目标程序段必须有程序段号。,数控程序结构,4.模态