第-二-章-数控加工编程基础说课讲解.ppt
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1、第-二-章-数控加工编程基础一一.数控编程的基本概念数控编程的基本概念 数控加工程序编制:数控加工程序编制:指从零件指从零件图纸到制成控制介质的全过程。图纸到制成控制介质的全过程。二、数控编程的内容和步骤二、数控编程的内容和步骤 1、确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程(1)选定选定机床、刀具与夹具;机床、刀具与夹具;(2)确定确定零件加工的工艺路零件加工的工艺路线、工装及切削用量等工艺参线、工装及切削用量等工艺参数。数。分析零件图纸分析零件图纸数值计算数值计算数值计算数值计算确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程编写程序编写程序编写程序编写程序制备控制介质制备控制介质制
2、备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切校验和试切校验和试切错误错误错误错误修修修修改改改改2.1概概述述11/17/20222数控技术2 2、数值计算、数值计算 按已确定的加工路线按已确定的加工路线和允许的零件加工误差,和允许的零件加工误差,计算出所需的输入数控装计算出所需的输入数控装置的数据,称为数值计算。置的数据,称为数值计算。主要内容:主要内容:零件轮廓零件轮廓和刀具轨迹的坐标值。和刀具轨迹的坐标值。零件图纸零件图纸数值计算数值计算数值计算数值计算图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程编写程序编写程序编写程序编写程序制备控制介
3、质制备控制介质制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切校验和试切校验和试切错误错误错误错误修修修修改改改改11/17/20223数控技术3、编制程序、编制程序 (1 1)编程)编程 根据制定的根据制定的加工路线、切削用量、刀加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹,动作及刀具运动轨迹,按按照数控系统规定指令代码照数控系统规定指令代码及程序格式及程序格式,编写零件加,编写零件加工程序。工程序。(2 2)填写工艺文件。)填写工艺文件。零件图纸零件图纸数值计算数值计算数值计算数值计算图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析确定工艺过程确定工艺过
4、程确定工艺过程确定工艺过程编写程序编写程序编写程序编写程序制备控制介质制备控制介质制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切校验和试切校验和试切错误错误错误错误修修修修改改改改11/17/20224数控技术4 4、制备控制介质、制备控制介质 将程序单上的内容,经将程序单上的内容,经转换记录在控制介质上,转换记录在控制介质上,作作为数控系统的输入信息。为数控系统的输入信息。注意:注意:若程序较简单,也可直若程序较简单,也可直接通过键盘输入。接通过键盘输入。零件图纸零件图纸数值计算数值计算数值计算数值计算图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程确定工艺
5、过程编写程序编写程序编写程序编写程序制备控制介质制备控制介质制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切校验和试切校验和试切错误错误错误错误修修修修改改改改11/17/20225数控技术5 5、程序的校验和试切、程序的校验和试切所制备的控制介质,必须所制备的控制介质,必须经过进一步的经过进一步的校验和试切削校验和试切削,证明是正确无误,才能用于正证明是正确无误,才能用于正式加工。式加工。零件图纸零件图纸数值计算数值计算数值计算数值计算图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程确定工艺过程编写程序编写程序编写程序编写程序制备控制介质制备控制介质制备控制介
6、质制备控制介质校验和试切校验和试切校验和试切校验和试切错误错误错误错误修修修修改改改改11/17/20226数控技术常用的校验和试切方法有常用的校验和试切方法有3种:种:阅读法、阅读法、模拟法模拟法、试切法、试切法 (1 1)阅读法:阅读法检查指令语法的正确性。)阅读法:阅读法检查指令语法的正确性。(2 2)模模拟拟法法:检检查查程程序序(刀刀具具运运动动轨轨迹迹)的的正正确确性。性。空空运运转转画画图图:用用笔笔代代替替刀刀具具,坐坐标标纸纸代代工工件件空运转绘图。空运转绘图。空走刀校验空走刀校验。用图形模拟刀具与工件的切削。用图形模拟刀具与工件的切削。11/17/20227数控技术注意注意
7、:上述方法只能检查运动轨迹的正确性,:上述方法只能检查运动轨迹的正确性,不能判别加工误差是否满足要求。不能判别加工误差是否满足要求。(3 3)试切法:)试切法:检查加工精度检查加工精度 对实际的毛坯试切,不仅可查出程序是对实际的毛坯试切,不仅可查出程序是否错,还可知道加工精度是否符合要求。否错,还可知道加工精度是否符合要求。11/17/20228数控技术 编制方法有编制方法有2 2种:种:手工编程、自动编程两种。手工编程、自动编程两种。1 1、手动编程:、手动编程:整个编程过程由人工完成。对编程人员的整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高。(熟悉数控代码和编程规则,具备机要求高。(熟悉数控
8、代码和编程规则,具备机械加工工艺知识和数值计算能力)械加工工艺知识和数值计算能力)2 2、自动编程:、自动编程:编程人员只要根据零件图纸的要求,按照编程人员只要根据零件图纸的要求,按照某个自动编程系统的规定,将零件的加工信息某个自动编程系统的规定,将零件的加工信息用较简便的方式输入计算机。用较简便的方式输入计算机。三、数控编程的方法三、数控编程的方法11/17/20229数控技术一一.零件加工程序的结构零件加工程序的结构1 1程序的构成程序的构成2.2编程的基础知识编程的基础知识程序号程序号程序段程序段指令字指令字2 2指令字指令字1 1字母字母数字数字符号符号程序程序指令字指令字n n11/
9、17/202210数控技术O0600N0010G92X0Y0;N0020G90G00X50Y60;N0040G01X10Y50F150S300T12M03;N0100G00X-50Y-60M02;这是一个完整加工程序这是一个完整加工程序,它有它有1个程序号和个程序号和10个程序段组成。个程序段组成。O 0600程序的编号(程序的编号(600600号程序)号程序)程序地址码(英文字母)程序地址码(英文字母)(1)程序号组成规则)程序号组成规则11/17/202211数控技术注意:注意:不同的数控系统,程序号地址码不同的数控系统,程序号地址码可以不相同。可以不相同。编程时一定要根据说明书规编程时一
10、定要根据说明书规定使用。定使用。(2)程序段组成规则)程序段组成规则程序段以程序段号开始,以程序段以程序段号开始,以“;”结束结束;程序段号程序段号:NN;2 2、程序段格式程序段格式固定顺序程序段格式;固定顺序程序段格式;带分割符的固定顺序的程序段格式;带分割符的固定顺序的程序段格式;字地址程序段格式。字地址程序段格式。11/17/202212数控技术2 2程序段格式程序段格式 注意:注意:目前广泛采用的是目前广泛采用的是目前广泛采用的是目前广泛采用的是字址地程序段格式字址地程序段格式,也称地址符可变程序段格式也称地址符可变程序段格式也称地址符可变程序段格式也称地址符可变程序段格式。这种格式
11、的特点是:这种格式的特点是:这种格式的特点是:这种格式的特点是:程序段的长短、指令字数和字长都是可变的;程序段的长短、指令字数和字长都是可变的;程序段的长短、指令字数和字长都是可变的;程序段的长短、指令字数和字长都是可变的;指令指令指令指令字的排列顺序没有严格要求;字的排列顺序没有严格要求;字的排列顺序没有严格要求;字的排列顺序没有严格要求;不需要的不需要的不需要的不需要的指令指令指令指令字以及与上一个程序段相同的字以及与上一个程序段相同的字以及与上一个程序段相同的字以及与上一个程序段相同的续效续效续效续效指令指令指令指令字可以不写。字可以不写。字可以不写。字可以不写。11/17/202213
12、数控技术2.2 编程的基础知识字地址程序段的一般格式为:字地址程序段的一般格式为:字地址程序段的一般格式为:字地址程序段的一般格式为:N G XYZ F S T M N G XYZ F S T M ;程程程程序序序序段段段段号号号号G G G G指指指指令令令令尺尺尺尺寸寸寸寸指指指指令令令令进进进进给给给给速速速速度度度度指指指指令令令令主主主主轴轴轴轴转转转转速速速速指指指指令令令令辅辅辅辅助助助助功功功功能能能能字字字字程程程程序序序序段段段段结结结结束束束束符符符符刀刀刀刀具具具具功功功功能能能能字字字字例如:例如:N0020G01X25Y-36Z64F100S300T02M03;11
13、/17/202214数控技术 程序段由若干个程序字组成程序段由若干个程序字组成,程序字由地址码和数字程序字由地址码和数字组成。组成。例如:例如:N0020 G01 X25 Y-36 Z64 F100 S300 T02 M03 N0020 G01 X25 Y-36 Z64 F100 S300 T02 M03;该程序段由程序段号和该程序段由程序段号和8 8个指令字(程序字)组成。个指令字(程序字)组成。程序字格式:程序字格式:X-25数字与符号数字与符号地址码地址码11/17/202215数控技术表表常用地址码及其含义常用地址码及其含义机能机能地址码地址码说明说明程序段号程序段号N坐标字坐标字X,
14、Y,Z,U,V,W,P,Q,R;A、B、C、D、E;R;I,J,K;直线坐标直线坐标旋转坐标旋转坐标圆弧坐标圆弧坐标圆弧中心坐标圆弧中心坐标准备功能准备功能G指令机床动作方式指令机床动作方式辅助功能辅助功能M机床辅助动作指令机床辅助动作指令补偿值补偿值H或或D补偿值地址补偿值地址切削用量切削用量SF主轴转速主轴转速进给量或进给速度进给量或进给速度刀号刀号T刀库中的刀具标号刀库中的刀具标号11/17/202216数控技术 3 3 3 3、主程序、子程序、主程序、子程序、主程序、子程序、主程序、子程序 在一个零件的加工程序在一个零件的加工程序在一个零件的加工程序在一个零件的加工程序中,若有几个连续
15、的程序中,若有几个连续的程序中,若有几个连续的程序中,若有几个连续的程序段在多处重复出现,则可段在多处重复出现,则可段在多处重复出现,则可段在多处重复出现,则可将这些重复的程序串单独将这些重复的程序串单独将这些重复的程序串单独将这些重复的程序串单独抽出来,按一定的格式编抽出来,按一定的格式编抽出来,按一定的格式编抽出来,按一定的格式编写成子程序。写成子程序。写成子程序。写成子程序。调用的程序段为调用的程序段为调用的程序段为调用的程序段为:N-M98 P N-M98 P N-M98 P N-M98 PL;L;主程序:主程序:主程序:主程序:N01N01N01N01;N02 N02 N02 N02
16、;N11 N11 N11 N11 调用子程序调用子程序调用子程序调用子程序1 1 1 1;N28 N28 N28 N28 调用子程序调用子程序调用子程序调用子程序8 8 8 8;NM02 NM02 NM02 NM02;子程序子程序子程序子程序1 1 1 1:N01 N01 N01 N01;N M99 N M99 N M99 N M99;子程序子程序子程序子程序n n n n:N01 N01 N01 N01;NM99 NM99 NM99 NM99;11/17/202217数控技术2.2 编程的基础右手直角笛卡尔坐标系右手直角笛卡尔坐标系1 1 1 1、坐标轴及运动方向的规定、坐标轴及运动方向的规
17、定、坐标轴及运动方向的规定、坐标轴及运动方向的规定(1 1 1 1)直线进给和圆周进给运动坐标系)直线进给和圆周进给运动坐标系)直线进给和圆周进给运动坐标系)直线进给和圆周进给运动坐标系直角坐标系:直角坐标系:直线进给运动的坐标系(直线进给运动的坐标系(X.Y.Z)。二、数控机床坐标系二、数控机床坐标系 直角坐标轴相互关系:直角坐标轴相互关系:由右手定则决定。由右手定则决定。圆周进给坐标:圆周进给坐标:绕绕X.Y.ZX.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别轴转动的圆进给坐标轴分别用用A A、B B、C C表示。表示。坐标轴正向:坐标轴正向:由右手螺旋由右手螺旋法则而定。法则而定。11/17/2022
18、18数控技术X XY YZ ZX X、Y Y、Z Z+A+A、+B+B、+C+CX XZ ZY Y+C+C+B+B+A+A2.2 编程的基础知识具体规定:具体规定:坐标系是假定工件坐标系是假定工件不动,刀具相对于不动,刀具相对于工件做进给运动的工件做进给运动的坐标系。坐标系。以增大工件与刀具以增大工件与刀具之间距离的方向为之间距离的方向为坐标轴的正方向。坐标轴的正方向。数控机床的进给运动是相对运动。数控机床的进给运动是相对运动。11/17/202219数控技术(2 2)机床坐标轴的确定方法机床坐标轴的确定方法Z轴的确定轴的确定具体地讲:具体地讲:a.对于刀具旋转的机床:对于刀具旋转的机床:平行
19、于旋转刀具轴线平行于旋转刀具轴线的坐标为的坐标为z坐标。坐标。平行于机床主轴轴线的刀具运动坐标平行于机床主轴轴线的刀具运动坐标ZZ11/17/202220数控技术b.对于工件旋转的机床:对于工件旋转的机床:平行于旋转工件轴线平行于旋转工件轴线的坐标为的坐标为z坐标。坐标。Z11/17/202221数控技术2.2编程的基础知识编程的基础知识 XX坐标的确定坐标的确定 在水平方向,垂直于在水平方向,垂直于Z Z轴并平行于工件的装夹面。轴并平行于工件的装夹面。具体的讲:具体的讲:a.在刀具旋转的机床上(铣床、钻床、镗床)在刀具旋转的机床上(铣床、钻床、镗床)11/17/202222数控技术Z轴水平时
20、轴水平时(卧式),则从刀具(卧式),则从刀具(主轴主轴)向工件看时,向工件看时,X坐标的正方向指向右边。坐标的正方向指向右边。X11/17/202223数控技术Z轴垂直时轴垂直时(立式),对单立柱机床,面向刀具主轴(立式),对单立柱机床,面向刀具主轴向立柱看时,向立柱看时,X轴的正方向指向右边轴的正方向指向右边X11/17/202224数控技术b.在工件旋转的机床上(车床、磨床等),在工件旋转的机床上(车床、磨床等),X轴的运轴的运动方向是工件的径向并平行于横向滑座,且动方向是工件的径向并平行于横向滑座,且刀具离刀具离开工件旋转中心的方向是开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。轴的正方向。X11
21、/17/202225数控技术Y坐标坐标利用已确定的利用已确定的X、Z坐标的正方向,用右手定坐标的正方向,用右手定则或右手螺旋法则,确定则或右手螺旋法则,确定Y坐标的正方向。坐标的正方向。+z+z+x+x+Y+Y11/17/202226数控技术AA、B B、C C坐标坐标 用右手定则来确定。用右手定则来确定。附加坐标系附加坐标系 X X、Y Y、Z Z为第一坐标系;为第一坐标系;U U、V V、W W为第二坐标系;为第二坐标系;P P、Q Q、R R为第三坐标系。为第三坐标系。A A、B B、C C第一回转坐标系,其他命名为第一回转坐标系,其他命名为D D、E E。11/17/202227数控技
22、术2.2 编程的基础知识(3)编程坐标系)编程坐标系编程时一律假定工件不动,全部用刀具运动的坐标系编程时一律假定工件不动,全部用刀具运动的坐标系编程,即:编程,即:X、Y、Z、A、B、C。2 2、机床坐标系与工件坐标系、机床坐标系与工件坐标系(1)机床原点与机床坐标系)机床原点与机床坐标系机床原点:机床原点:是机床坐标系的零点。这个原点是在是机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成后便确定了,是机床上固有的点(见机床调试完成后便确定了,是机床上固有的点(见机床说明书),机床说明书),不能随意改变不能随意改变。机床原点的建立:机床原点的建立:用回零运行方式建立。用回零运行方式建立。11/17/
23、202228数控技术机床坐标系机床坐标系以机床原点为坐标系原点的坐标系,是机床固有以机床原点为坐标系原点的坐标系,是机床固有的坐标系,它具有唯一性。的坐标系,它具有唯一性。11/17/202229数控技术(2 2)工件原点与工件坐标系)工件原点与工件坐标系工件原点:工件原点:为编程方便在零件、工装夹具上选定为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点。的某一点。工件坐标系:工件坐标系:以工件原点为零点建立的一个坐标以工件原点为零点建立的一个坐标系,编程时,所有的尺寸都基于此坐标系计算。系,编程时,所有的尺寸都基于此坐标系计算。工件原点偏置:工件原点偏置:工件随夹具在机床上安装后,工工件随夹具在机床
24、上安装后,工件原点与机床原点间的距离。件原点与机床原点间的距离。注意注意:现代数控机床均可设置多个工件坐标系,在加现代数控机床均可设置多个工件坐标系,在加工时通过工时通过G指令进行变换。指令进行变换。11/17/202230数控技术(3)(3)机床坐标系与工件坐标系的关系机床坐标系与工件坐标系的关系关系关系:原点不同原点不同,各坐标轴互相平行各坐标轴互相平行.处理办法处理办法:将两原点间的距离预储存在数控装置中将两原点间的距离预储存在数控装置中,在加工过程中在加工过程中,系统便可按机床坐标系确定加工时的系统便可按机床坐标系确定加工时的坐标值坐标值.11/17/202231数控技术3 3、绝对坐
25、标编程和相对、绝对坐标编程和相对(增量增量)坐标坐标绝对坐标系:绝对坐标系:在这种坐标系中在这种坐标系中,工件所有工件所有点的坐标值基于固定的坐标系(机床或工件)点的坐标值基于固定的坐标系(机床或工件)的的原点来确定。原点来确定。相对坐标系:相对坐标系:在这种坐标系中在这种坐标系中,运动轨迹运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计算的。的终点坐标值是相对于起点计算的。11/17/202232数控技术 2.2 编程的基础知识例如例如:在在a)图的绝对坐标系中图的绝对坐标系中,B点的坐标值为点的坐标值为(25,50);在在b)图的增量坐标系中图的增量坐标系中,B点的坐标值为点的坐标值为(15,30).1
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