数控加工的程序编制 (2).ppt
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1、第第2章章数控加工的程序编制数控加工的程序编制2.1概概述述2.1.1数控编程的基本概念数控编程的基本概念根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息,按数控系统所规定的指令和切削加工的必要信息,按数控系统所规定的指令和格式编制数控加工指令序列格式编制数控加工指令序列2.1.2数控编程方法简介数控编程方法简介1)手工编程手工编程2)2)自动编程自动编程以自动编程语言为基础的方法以计算机辅助设计为基础的方法2.2数控编程的基础数控编程的基础2.2.1编程的几何基础编程的几何基础1 1机床坐标系机床坐标系机床上固有的坐标系机床上固有的坐
2、标系数控机床的主轴与机床坐标系的数控机床的主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行轴重合或平行2 2机床零点与参考点机床零点与参考点 机床零点:机床坐标系的零点。(基准点)机床零点:机床坐标系的零点。(基准点)参考点:由挡铁和限位开关预先确定好的点。参考点:由挡铁和限位开关预先确定好的点。返回参考点返回参考点3.3.工件坐标系与工件零点工件坐标系与工件零点 用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系选择工件零点的原则:便于将工件图的尺寸方便地转化编程的坐选择工件零点的原则:便于将工件图的尺寸方便地转化编程的坐 标值和提高加工精度标值和提高加
3、工精度4 4编程零点编程零点 5.5.绝对尺寸与增量尺寸绝对尺寸与增量尺寸从工件坐标系的原点进行标注的尺寸从工件坐标系的原点进行标注的尺寸相对它前一点的位置增量进行标注的尺寸相对它前一点的位置增量进行标注的尺寸2.2.2编程的工艺基础编程的工艺基础数控编程的特点:需要处理工艺问题数控编程的特点:需要处理工艺问题1.1.加工工件的选择加工工件的选择 2.2.加工工序的划分加工工序的划分 刀具集中分序法刀具集中分序法 粗、精加工分序法粗、精加工分序法 按加工部位分序法按加工部位分序法3.3.工件的装卡方式工件的装卡方式 (1)尽量采用组合夹具尽量采用组合夹具 (2)(2)选择合理的选择合理的零件定
4、位、零件定位、夹紧夹紧的部位的部位 避免干涉,便于测量避免干涉,便于测量 (3)(3)选择合理的选择合理的夹紧夹紧力力位置和方向位置和方向 减少变形减少变形 (4)(4)装卡、定位要考装卡、定位要考虑虑到重复安装的一致性到重复安装的一致性 先平面,后孔先简单,后复杂先精度低,后精度高4.4.加工路线的确定加工路线的确定应尽量减少进、退刀等辅助时间。应尽量减少进、退刀等辅助时间。铣削时,要尽量采用顺铣加工方式。铣削时,要尽量采用顺铣加工方式。选择合理的进、退刀位置。选择合理的进、退刀位置。加工路线一般是先加工外轮廓,再加工内轮廓。加工路线一般是先加工外轮廓,再加工内轮廓。5.5.切削用量的选择切
5、削用量的选择 考虑机床、刀具、工件材料、冷却液等因素考虑机床、刀具、工件材料、冷却液等因素2.2.3数控程序编制的内容与步骤数控程序编制的内容与步骤零件图纸分析零件图纸分析确定加工的工艺路线确定加工的工艺路线刀位轨迹计算刀位轨迹计算编写程序编写程序程序输入程序输入程序校验、试切程序校验、试切加工加工2.3数控标准数控标准2.3.1数控程序编制的国际标准和国家标准数控程序编制的国际标准和国家标准1.1.ISOISO代码和代码和EIAEIA代码代码国际标准化协会国际标准化协会美国电子工业协会美国电子工业协会2.2.数控标准的内容:数控标准的内容:数控的名词术语;数控的名词术语;数控机床的坐标轴和运
6、动方向;数控机床的坐标轴和运动方向;数控机床的字符编码(数控机床的字符编码(ISOISO代码、代码、EIAEIA代码)代码)数控编程的程序段格式;数控编程的程序段格式;准备机能(准备机能(G G代码)和辅助机能(代码)和辅助机能(M M代码代码););进给功能、主轴功能和刀具功能。进给功能、主轴功能和刀具功能。2.3.2程序结构与程序段格式程序结构与程序段格式1.1.加工程序的结构加工程序的结构 加工程序加工程序主程序和子程序主程序和子程序程序段程序段(block)字字(word)地址和数据地址和数据2.2.程序段格式程序段格式 NGX.Y.ZNGX.Y.ZFSTMLFFSTMLF程序段序号程
7、序段序号 准备机能字准备机能字 坐标字坐标字 进给功能字进给功能字 主轴转速功能字主轴转速功能字 刀具功能字刀具功能字 辅助功能字辅助功能字 结束符结束符 常用地址字符常用地址字符地址字地址字意意义义A、B、C围绕围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角度尺寸字轴旋转的旋转轴角度尺寸字F、S、T进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能G准备机能准备机能I、J、K插补参数插补参数M辅助机能辅助机能N程序段序号程序段序号U、V、W与与X、Y、Z轴平行的第轴平行的第2移动坐标尺寸字移动坐标尺寸字X、Y、Z主坐标轴主坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字移动坐标尺寸字2.4数控系
8、统的指令代码数控系统的指令代码2.4.1国际标准化组织准规定的准备功能指国际标准化组织准规定的准备功能指令代码令代码G代码代码(见教材表(见教材表2.2)模态代码:一经在一个程序段中指定,其功能一直模态代码:一经在一个程序段中指定,其功能一直保持到被取消或被同组其它保持到被取消或被同组其它G代码所代替代码所代替非模态代码:它的功能仅在所出现的程序段内有效非模态代码:它的功能仅在所出现的程序段内有效同组的两个代码不能出现在一个程序段中同组的两个代码不能出现在一个程序段中不同组的不同组的G G代码根据需要可以在一个程序段中出现代码根据需要可以在一个程序段中出现2.4.2 FANUC2.4.2 FA
9、NUC系统系统G G代码指令集代码指令集(见教材表见教材表6-16-1)(1 1)选择机床坐标系指令()选择机床坐标系指令(G53G53)G53 XG53 XY Y;(2 2)工件坐工件坐标标系系设设定指令定指令G92 X400.Z250.G92 X400.Z250.机床原点机床原点参考点参考点400400250250z zx x2.4.3 G2.4.3 G代代码码功能介功能介绍绍(以(以FANUCFANUC系统为例)系统为例)1.1.与坐标系有关的与坐标系有关的G G代码代码 G92X180.Y150.(3 3)选择工件坐标系指令(选择工件坐标系指令(G54G54G59G59)基准点基准点x
10、 xy y150150180180G54G55参考点参考点机床坐标系原点机床坐标系原点(4)设定局部坐标系指令(设定局部坐标系指令(G52)G52X100.Y50.机床坐标系原点机床坐标系原点参考点参考点局部坐标系局部坐标系局部坐标系局部坐标系G59G59G58G58G57G57G56G56G55G55G54G54(5)(5)坐标平面设定指令(坐标平面设定指令(G17G17,G18G18,G19G19)G17-xy平面平面;G18-zx平面平面;G19-yz平面平面.Z/XZ/X平面平面Y/ZY/Z平面平面X/YX/Y平面平面Y YX XZ Z2.2.坐标值尺寸坐标值尺寸G G代码代码(1 1
11、)绝对值和增量值编程指令()绝对值和增量值编程指令(G90G90,G91G91)G90 X40.0 Y70.0G90 X40.0 Y70.0;绝对值编程绝对值编程G91 XG91 X60.0 Y40.060.0 Y40.0;增量值编程增量值编程 XY70.030.040.0100.0终点终点起点起点 (2 2)极坐标尺寸指令)极坐标尺寸指令G16G16;建立极坐标指令方式建立极坐标指令方式G15G15;取消极坐标指令方式取消极坐标指令方式 绝对值指令编程 N1 G17 G90 G16N2 G81 X100.0 Y30.0 Z-20.0 R-5.0 F200.0N3 Y150.0N4 Y270.
12、0N5 G15 G80相对值指令编程 N1 G17 G90 G16N2 G81 X100.0 Y30.0 Z-20.0 R-5.0 F200.0N3 G91 Y120.0N4 Y120.0N5 G15 G80100(3 3)公制,英制转换指令)公制,英制转换指令G20G20;英制输入英制输入G21G21;公制公制输输入入 3.3.关于参考点的关于参考点的G G代码代码 (1 1)返回参考点)返回参考点校验校验指令指令(G27 IP_G27 IP_)(2 2)自自动动返回参考点指令(返回参考点指令(G28 IP_G28 IP_)(3 3)返回到第二、第三和第四参考点指令(返回到第二、第三和第四参
13、考点指令(G30 pi IP_ G30 pi IP_)(4 4)自自动动从参考点返回指令(从参考点返回指令(G29 IP_G29 IP_)G28G28和和G29G29指令应用的例子;指令应用的例子;G28 G90 X1000.0 Y700.0G28 G90 X1000.0 Y700.0;返回返回参考点(参考点(A AB BR R)T1111T1111;在在参考点换刀参考点换刀G29X1500.0 Y200.0X1500.0 Y200.0;从参考点返回(从参考点返回(RBCRBC)20030070040010001500ABRCXY4.4.插补功能插补功能G G代码代码(1 1)定位(快速)指令
14、()定位(快速)指令(G00G00)AB(2 2)单方向定位指令()单方向定位指令(G60G60)结束位置结束位置暂停暂停开始位置开始位置过冲量过冲量开始位置开始位置(3 3)直线插补指令()直线插补指令(G01G01)G01XxYyZzG01XxYyZz Ff Ff x x轴轴方向的方向的进给进给速度:速度:其中:其中:例:直线例:直线轴轴插补:(插补:(G91G91)G01 X200.0 Y100.0 F200.0G01 X200.0 Y100.0 F200.0;旋转轴旋转轴插补:插补:G91 G01 CG91 G01 C90.0 F300.090.0 F300.0;Y Y110.0110
15、.0X XO20.020.0(终点)(终点)220.0220.0(起点)(起点)10.010.0(起点)(起点)(终点)(终点)进给速度进给速度300deg/min300deg/min9090(4 4)圆弧插补指令)圆弧插补指令 顺时针圆弧插补指令(顺时针圆弧插补指令(G02G02)逆时针圆弧插补指令(逆时针圆弧插补指令(G03G03)方向:方向:从从XYXY平面(平面(ZXZX平面,平面,YZYZ平面)的平面)的Z Z轴(轴(Y Y轴,轴,X X轴)的正向往负向观察轴)的正向往负向观察XYG17G03G02ZXG18G03G02YZG19G03G02格式:格式:G03XxYyIiJjFf或
16、G03XxYyRrFfx,y-终点坐标终点坐标(与与G90G90和和G91G91有关有关)I,j-圆心坐标圆心坐标(增量值,与增量值,与G90G90和和G91G91无关无关)r-圆弧半径圆弧半径(负值表示大于负值表示大于180度圆弧度圆弧)f-切向速度切向速度例:例:G03X100.Y100.I50.J50.F100.或或G03X100.Y100.R50.F100.圆弧插补示例,加工轨迹如图圆弧插补示例,加工轨迹如图绝对编程方式:绝对编程方式:G92 X200.0 Y40.0 Z0G92 X200.0 Y40.0 Z0;G90 G90 G03 G03 X140.0 X140.0 Y100.0
17、Y100.0 I-30.0J40 I-30.0J40 F300F300;G02 X120.0 Y60.0 I-50.0G02 X120.0 Y60.0 I-50.0;或或 G92 X200.0 Y40.0 Z0G92 X200.0 Y40.0 Z0;G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300;G02 X120.0 Y60.0 R5 0.0G02 X120.0 Y60.0 R5 0.0;增量编程方式:增量编程方式:G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300G91 G03 X-60.0 Y6
18、0.0 I-60.0 F300;G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0;或或 G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300;G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0;90120140R60R501006040OYX(5 5)螺旋线插补指令)螺旋线插补指令 F F代代码规码规定定为为刀具刀具沿沿圆圆弧的弧的进给进给速度速度例:例:G91G17G03X-50.Y50.R50.Z30F100.ZYX刀具轨迹刀具轨
19、迹 (6 6)螺纹切削指令)螺纹切削指令格式:格式:G32X_ _Z_F_ _;其中其中IP_ _:螺纹终点位置螺纹终点位置F_ _:长轴方向导程(或长轴方向导程(或螺距螺距)例例:加工螺纹长度加工螺纹长度10mm10mm,螺距螺距1.5mm1.5mm,指令为指令为G32Z10.0F1.5;X XZ(9 9)跳过功能指令)跳过功能指令指令格式:指令格式:G31IP_ _;应应用用场场合合:加加工工停停止止位位置置由由跳跳过过信信号号指指定定,如如磨削加工,工件尺寸测量等。磨削加工,工件尺寸测量等。示例:示例:10050Y YX X跳过信号输入跳过信号输入G31 G91 X100.0 F100.
20、0;Y50.0;G31 G90 X200.0 F100.0;X300.0 Y280.0;Y Y跳过信号输入跳过信号输入(300,280)280100200300 x5.5.进给功能进给功能G G代码代码(1 1)每分进给量指令()每分进给量指令(G94G94)G94;每分进给每分进给G G代码代码F_ _;进给速度指令(进给速度指令(mm/minmm/min或或inch/mininch/min)(2 2)每每转进给转进给量指令(量指令(G95G95)G95G95;每转进给每转进给G G代码代码F F_ _;进给进给速度指令(速度指令(mm/revmm/rev或或inch/inch/renren
21、)(3 3)时间时间倒数倒数进给进给速度指令(速度指令(G93G93)G93G93;倒数时间进指令倒数时间进指令G G代码代码 F F_ _;进给进给速度指令(速度指令(1/min1/min)(4 4)一位一位进给进给速度速度F F代代码码指令指令 6.6.切削速度控制切削速度控制G G代码代码(1 1)准确停止指令()准确停止指令(G09G09)到终点之前减速并进行到终点之前减速并进行“到位检测到位检测”,非模非模态态指指令令。(2 2)准确停止方式指令)准确停止方式指令(G61)(G61)到终点之前减速并进行到终点之前减速并进行“到位检测到位检测”,模模态态指令指令。(3 3)切削方式指令
22、()切削方式指令(G64G64)终点前不减速而移到下一个程序段,终点前不减速而移到下一个程序段,模模态态指令指令。(4 4)攻)攻丝丝方式指令(方式指令(G63G63)同同G64G64但进给倍率固定为但进给倍率固定为1 1。(5 5)自)自动动拐角倍率指令(拐角倍率指令(G62G62)在拐角两端,运在拐角两端,运动动速度会自速度会自动动地减少地减少。(6 6)暂暂停指令(停指令(G04G04)G04 X_G04 X_;或;或G04 P_G04 P_;例例:暂停暂停1 1秒的指令为:秒的指令为:G04 X1000G04 X1000 7.7.主运动速度主运动速度G G代码代码恒表面速度控制指令恒表
23、面速度控制指令格式为:格式为:G96S;线速度(线速度(m/minm/min或或feet/minfeet/min)恒表面速度控制取消指令恒表面速度控制取消指令格式为:格式为:G97 SG97 S;主轴速度(主轴速度(rpmrpm)8.8.补偿功能补偿功能G G代码代码(1)(1)刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令格式:格式:G43(G44)G43(G44)_ H_ H_G43G43:正偏移正偏移G44G44:负偏移负偏移G49G49:取消长度补偿取消长度补偿 _ _:指定轴的位置指定轴的位置H_H_:偏移值地址偏移值地址例:例:H1-H1-刀具偏移值为刀具偏移值为20.020.0 G90 G43
24、 Z100.0 H1;G90 G43 Z100.0 H1;刀具将沿刀具将沿Z Z轴运动到轴运动到120.0120.0的位置的位置8.8.补偿功能补偿功能G G代码代码(2 2)刀具偏移指令)刀具偏移指令G45IP_D_;增加一个刀具偏移量的移动距离增加一个刀具偏移量的移动距离G46IP_D_;减少一个刀具偏移量的移动距离减少一个刀具偏移量的移动距离G47IP_D_;增加二个刀具偏移量的移动距离增加二个刀具偏移量的移动距离G48IP_D_;减少二个刀具偏移量的移动距离减少二个刀具偏移量的移动距离G代代码码指定正的指定正的刀具刀具偏移偏移值值指定指定负负的的刀具刀具偏移偏移值值G45G46G47G
25、48N1G91G46G00X35.0Y20.0D01;N2G47G01X50.0F120.0;N3Y40.0;N4G48X40.0;N5Y-40.0;N6G45X30.0;N7G45G03X30.0Y30.0J30.0;N8G45G01Y20.0;N9G46X0;运运动动量量为为零,刀具向零,刀具向-X方向移方向移动动一个刀偏一个刀偏值值;N10G46G02X-30.0Y30.0;J30.0;N11G45G01Y0;运运动动量量为为零,刀具向零,刀具向+Y方向移方向移动动一个刀偏一个刀偏值值;N12G47X-120.0N13G47Y-80;N14 G46G00X-35.0Y-20.040402
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