第5章-加工程序编制基础-数控机床与编程课件.ppt
《第5章-加工程序编制基础-数控机床与编程课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第5章-加工程序编制基础-数控机床与编程课件.ppt(104页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 第5章 加工程序编制基础 第5章 加工程序编制基础 主要内容n 概述n 数控机床坐标系n 手工编程的基础知识 n 数控加工工艺设计 n 手工编程中的数值计算 n 数控加工工艺文件的编写 n 自动编程 的概念5.1 概述在数控机床加工前,需要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等编入加工程序,因而要求程序设计人员具有切削加工等多方面的知识基础。数控加工技术不仅涉及数控加工设备,还涉及数控加工工艺、工装和加工过程的自动控制等。5.1 概述合格的程序员不仅应对数控机床的性能、特点、切削范围和标准刀具系统等有较全面的了解,同时还必须在编程之前正确地确定加工方案,进行工艺设
2、计,否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程以及正确、合理地编制零件的加工程序,再好的数控加工设备也难以发挥其所长。图5-1描述了零件数控加工的基本过程。5.2 数控机床坐标系n 机床坐标系n 工件坐标系n 机床原点与参考点 5.2 数控机床坐标系 5.2.1 机床坐标系为了确定机床的运动方向、移动的距离,要在机床上建立一个坐标系,这个坐标系就是标准坐标系,也叫机床坐标系。为简化编程和保证程序的通用性,对数控机床的坐标轴和方向命名,国际标准化组织制订了统一的标准,我国机械工业部颁布了JB3051-82数字控制机床坐标和运动方向的命名(1)坐标和运动方向命名的原则n永远假定刀具相对于静止的工
3、件坐标系而运动,即假定工件静止原则。n机床运动部件方向的规定:运动正方向是增大刀具和工件距离的方向,即刀具远离原则。(3)运动方向的确定n z坐标的运动n x坐标的运动n y坐标的运动n A.B.C旋转运动(3)运动方向的确定 1)Z 坐标的运动位置:由传递切削动力的主轴所规定,始终与主轴平行的坐标被规定为Z坐标轴。正方向:刀具远离工件的方向为Z轴的正向。主轴带动零件回转:(如车床、磨床)主轴带动刀具回转:(如立式铣床、卧式铣床)(3)运动方向的确定 )坐标的运动通过已知的Z轴、X轴的方向,根据右手笛卡儿原则确定。5.2 数控机床坐标系 5.2.2 工件坐标系 是编程人员在编程时根据零件图样及
4、加工工艺等建立的坐标系,又称编程坐标系。确定时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。5.2 数控机床坐标系 5.2.3 参考点参考点是一个固定的或任意选择的位置,它可以在机床上,也可以在刀具或工件上。固定参考点是生产或调试过程中设定的沿两根或更多轴的精确位置,另一些参考点是程序员在编程中确定的。机床上的参考点机床零点或原点。工件上的参考点程序原点或工件原点。5.2 数控机床坐标系 5.2.3 参考点(1)机床上的参考点 机床参考点为了正确地在机床工作时建立机床坐标系,通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个固定的参考点(测量起点)。通常该点是刀具退离到一个固定不变的极限点,其位置由机械挡块或行程
5、开关来确定。数控车床的机床参考点数控车床的机床参考点机床原点机床坐标系参考点5.2 数控机床坐标系 5.2.3 参考点(1)机床上的参考点n机床参考点可以与机床零点重合,也可以不重合,有的厂家的机床也可以通过参数指定机床参考点到机床零点的距离。n数控装置上电时并不知道机床零点,每个坐标轴的机械行程是由最大和最小限位开关来限定的。机床起动时通常要进行机动或手动回参考点以建立机床坐标系。n机床回到了参考点位置,也就知道了该坐标轴的零点位置,找到所有坐标轴的参考点,CNC 就建立起了机床坐标系。5.2 数控机床坐标系 5.2.3 参考点(2)工件上的参考点工件上的参考点程序原点或工件原点程序原点编程
6、人员选择工件上的某一已知点为工件坐标系的原点,即编程原点又称程序原点、工件原点或工件零点。5.2 数控机床坐标系 5.2.3 参考点(2)工件上的参考点工件坐标系原点选择时应注意以下几点 编程原点应选在零件图的尺寸基准上,这样便于坐标值的计算,减少错误;编程原点尽量选在精度较高的加工表面,以提高被加工零件的加工精度;对于对称的零件,工件编程原点应设在对称中心上;对于一般编程原点,通常设在工件外廓的某一角上;Z轴方向上的编程原点,一般设在工件表面。+Z+X+Y+Z+X+Y立式数控铣床的坐标系图立式数控铣床的坐标系图立式数控铣床立式数控铣床卧式数控铣床卧式数控铣床Z+X+Y+Y+Z+XZ 5.3
7、手工零件编程的基础知识 5.3.1 加工程序编制的基本概念 5.3.2 手工编程的方法及步骤 5.3.3 加工程序的结构与格式 5.3.4 加工程序指令代码 5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.1 加工程序编制的基本概念手工编程 手工编程是指从零件图分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、直到程序校核等各步骤的数控编程工作均由人工完成的全过程。适用:手工编程适合于编写进行点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工程序,以及程序坐标计算较为简单、程序段不多、程序编制易于实现的场合。特点:这种方法比较简单,容易掌握,适应性较强。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.1 加工程序编制的基本概念 自动
8、编程 自动编程是指在计算机及相应的软件系统的支持下,自动生成加工程序的过程。适用:对于形状复杂,具有非圆曲线轮廓、三维曲面等零件编写加工程序,采用自动编程方法效率高,可靠性好。特点:其特点是采用简单、通用的语言对加工对象的几何形状、加工工艺、切削参数及辅助信息等内容按规则进行描述,再由计算机自动地进行数值计算、刀具中心运动轨迹计算、后置处理,产生零件加工程序单,还可对加工过程进行模拟。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(1)加工程序结构一个完整的加工程序必须由程序开始部分、若干个程序段和程序结束部分组成。O 0123 程序名N01 G92 X40 Y30;程序内容
9、N02 G90 G00 X28 T01 S800 M03 ;程序内容N03 G01 X-8 Y8 F200;程序内容N04 X0 Y0 ;程序内容N05 X28 Y30;程序内容N06 G00 X40;程序内容N07 M02;程序结束符5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(1)加工程序结构 1)程序段程序段是代码格式编程的基本单位,程序被执行时程序段通常可指令数控机床完成一个动作。一个程序段是由一个或若干个指令“字”组成,指令代表某一信息单元;一个指令“字”由地址符和数字(包括正/负号)组成,它代表机床的一个位置或一个动作;每个程序段结束处应有程序段结束标志符,表示
10、该程序段的结束。2)字符字符是数控系统能进行存储或传送的记号。常规加工程序用的字符分四类:文字,即大写的26个英文字母;数字和小数点,即09共10个阿拉伯数字和小数点;符号,即正号()和负号();功能字符,即程序开始(结束)符、程序段结束符、跳步符、机床控制暂停符和机床控制恢复符等。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(1)加工程序结构5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(1)加工程序结构 3)程序字的结构与功能 程序字的结构 字是程序字的简称,在这里它是机床数字控制的专用术语。字是由地址以及该地址后面的符号和若干位数字组成,字作为一个信
11、息单元存储、传递和操作;例如X35就是一个“字”。这个英文字母称为地址字符。地址字符与后续数字之间可加正、负号,正号可以省略。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(1)加工程序结构 3)程序字的结构与功能 程序字的功能 程序字按其功能的不同分为不同的功能字类型,它们分别称为顺序号字、准备功能字、尺寸字、进给功能字、主轴转速功能字、刀具功能字和辅助功能字等。n应当注意,不同的系统,其所用的地址字符及其定义不尽相同。n常用地址字符及其含义如表5-1所示。表5-1 常用地址字符中英文字母的含义表 地址地址功能功能含含义义地址地址功能功能含含义义A坐标字绕X轴旋转N顺序号程
12、序段顺序号B坐标字绕Y轴旋转O程序号程序号、子程序号的指定C坐标字绕Z轴旋转P暂停时间或程序中某功能中开始使用的顺序号D补偿号刀具半径补偿指令Q固定循环终止段号或固定循环中的定距离E第二进给功能R坐标字圆弧半径的指定或固定循环中指定距离F进给功能进给速度指令S主轴功能主轴转速的指定G准备功能指令动作方式T刀具功能刀具编号的指定H补偿号长度补偿号指定U坐标字与X轴平行的附加轴或增量坐标值I坐标字圆弧中心X轴向坐标矢量V坐标字与Y轴平行的附加轴或增量坐标值J坐标字圆弧中心Y轴向坐标矢量W坐标字与Z轴平行的附加轴或增量坐标值K坐标字圆弧中心Z轴向坐标矢量X坐标字X轴的坐标值或暂停时间L重复次数固定循
13、环及子程序的重复次数Y坐标字Y轴的坐标值M辅助功能机床开/关指令Z坐标字Z轴的坐标值5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(1)加工程序结构 4)程序名程序名由程序名地址符和程序的编号(或程序的名称)组成,程序名必须放在程序的开头位置。对每一个完整的独立加工程序必须要进行命名(编号),以便区别于其它程序,供操作者在数控机床程序存储器的程序目录中查找、调用。不同的数控系统,程序名地址符也有所差别。FANUC系列数控系统中,程序名地址是用英文“O”表示;SIEMENS系列数控系统中,程序名地址是用符号“”表示;还有些数控系统程序名地址符为“P”等。程序名一定要根据系统的规
14、定编写,否则程序无法被运行。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(1)加工程序结构 5)子程序加工程序可分为主程序和子程序。当在一个加工程序中的若干位置上有连续若干段程序在写法及格式上完全相同的内容,为了简化编程,可将这些重复出现的程序段单独提取出来,并按一定的格式编写,这样的程序称为子程序。子程序的编写格式与主程序完全相同。子程序的应用范围:工件上有若干个相同的轮廓形状。加工中经常出现或具有相同的加工路线轨迹。某一个轮廓或形状需要分层加工。独立的加工工步。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(2)程序段格式程序段格式是指令字在程序段中的
15、书写方式和排列的顺序,以及每一个程序段的长度限制和规定。数控系统的种类较多,它们的指令代码并不完全统一,不同数控系统往往有不同的程序段格式。在具体编制某一型号机床的程序时,若程序格式不符合规定,数控系统就会报警,停止运行。目前广泛采用的是使用地址符的可变程序段格式。国际上采用的是ISO 10561975E标准,我国制定了与该标准等效的JB/T32081999标准。N-G-X-Y-Z-F-S-T-M-;N-G-X-Y-Z-F-S-T-M-;()程程序序段段号号字字准准备备功功能能字字辅辅助助功功能能字字程程序序段段结结束束符符尺寸字尺寸字进进给给功功能能字字主主轴轴功功能能字字刀刀具具功功能能字
16、字注注释释字地址程序段的一般格式:5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.3 加工程序的结构与格式(2)程序段格式格式特点 程序段的长短、字数、和字长(位数)都是可变的;字的排列顺序没有严格要求;续效字可以不写;多重字地址;程序段号用来表示程序执行的顺序。序号可以自由排列,但不能重复。中间跳过、在重要程序段上加段号或每个程序段加上段号都可以。程序段号前标注“/”,根据操作员的选择通过面板设置,可以跳过。程序段的末尾必须有一个程序段结束符号,不同的系统程序结束符号可能不同,例:FANUC是分号“;”。注释用以对程序段加工内容进行说明,可作为对操作者的提示显示在屏幕。可以省略。注释信息须用括号括起
17、来(ISO格式)。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.4 加工程序指令代码(1)程序段号(简称顺序号)程序段号位于程序段之首,它的地址符是N,后续数字通常是N1N9999。程序段号可以用在主程序、子程序和宏程序中。在数控加工中的顺序号实际上是程序段的名称。程序段号的作用:第一,在加工轨迹图的几何基点处标上相应程序段序号,可以直观地检查加工程序;第二,可作为加工程序中条件转向的目标;第三,可用于对加工程序的校对和检索;第四,标注了程序段号,当发生程序语法等错误时,数控系统可以提示存在语法问题的程序段位置,第五,在编辑方式和自动运行中供检索目标用,等等。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.
18、4 加工程序指令代码(2)准备功能字G Gn准备功能字的地址符是G,又称G功能或G指令。它是建立机床或控制数控系统工作方式的一种命令,一般用来规定刀具和工件的相对运动轨迹(即插补功能)、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿和坐标偏置等多种加工操作,以及厂家自定义的多种固定循环指令和宏指令调用等。n它由地址符G及其后的两位数字或三位数字组成。G功能指令的定义我国已有行业标准。表5-3是我国JB/T32081999标准G指令的功能定义表。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.4 加工程序指令代码(3)主轴转速功能字S S n主轴转速功能字的地址符是S,所以又称S功能或S指令。它由主轴转速地址符S及数字
19、组成,数字表示主轴转数,其单位按系统说明书的规定。现在一般数控系统主轴已采用主轴控制单元,能使用直接指定方式,即可用地址符S的后续数字直接指定主轴转数。例如,若要求1200 r/min,则编程指令为S1200。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.4 加工程序指令代码(4)进给功能字F Fn它由进给地址符F及数字组成,数字表示切削时所指定的刀具中心(车床是假想刀尖点)运动的速度。即可用地址符F的后续数字直接指定进给速度。对于车床系统,可分为每分钟进给和主轴每转进给两种方式,一般分别用G94、G95指定;对于铣床系统,一般只用每分钟进给方式表示。选择何种进给速度,与实际加工的工件材料、刀具及工
20、艺要求有关。作为切削用量三要素之一,能否合理地选择进给速度对加工的质量、效率影响很大。nF地址在螺纹切削程序段中用于指定螺纹导程。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.4 加工程序指令代码(5)刀具功能字T Tn它用以指定切削时使用的刀具的刀号及刀具自动补偿时的组号。其自动补偿的内容有:刀具对刀后的刀位偏差、刀具长度及刀具半径补偿。n在编程中,其指令格式因数控系统不同而异。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.4 加工程序指令代码(6)辅助功能字M Mn它由辅助功能地址符M和两位数字组成,主要用于指定数控程序停止、主轴启动及顺和逆、主轴停止、换刀、程序结束并返回、冷却液开与关,以及各种进给
21、操作时的辅助动作及其状态。n辅助功能指令也有M00M99,共计100种,我国JB/T32081999标准M指令的功能定义见表5-4。5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.4 加工程序指令代码(7)坐标字坐标字在程序段中主要用来指令机床上刀具运动到达的坐标位置,表示暂停时间功能等也列入其中。它由坐标地址符及数字组成,且按一定的顺序进行排列。各坐标轴的地址符按下列顺序排列:X、Y、Z、U、V、W、Q、R、A、B、C、D、E 5.3 手工零件编程的基础知识 5.3.4 加工程序指令代码(8)程序段结束标志符n在程序段的最后一个有用的字符之后应有结束标志符表示程序段的结束。用EIA标准代码时,结束符
22、为“CR”;用ISO标准代码时,结束符为“LF”。书面符号无规定时,可用符号“;”或“*”表示,或不书写任何符号。在编写程序单时可选择不书写程序段结束符号,当手工输入程序换行时,CNC系统会自动加上,数控系统的显示屏幕上可以看到。5.4 数控加工工艺设计n 数控加工工艺分析n 数控加工工艺的设计 5.4 数控加工工艺设计 5.4.1 数控加工工艺分析数控加工工艺分析主要包括以下几个方面内容 n数控加工的工艺合理性分析n数控机床的选择 n零件图工艺性分析n零件加工条件分析与确定零件毛坯n选择定位基准、拟定零件加工工艺路线 5.4 数控加工工艺设计 5.4.1 数控加工工艺分析(1)数控加工的工艺
23、合理性分析对于某个零件来说,并非全部加工工艺内容都适合在数控机床上完成。形状复杂,加工精度要求高,通用机床无法加工或虽然能加工,但质量难以保证的零件;用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件;具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒形零件;必须在一次装夹中合并完成铣(车)、镗、钻、铰或攻螺纹等多工序加工的零件;在通用机床上加工效率低、工人手工操 5.4 数控加工工艺设计 5.4.1 数控加工工艺分析(2)数控机床的选择 数控机床的种类繁多,不同类型的数控机床的使用范围都有一定的局限性。所以,不同零件需要选择适宜的机床才能够完成加工。5.4 数控加工工艺设计 5.4.1 数控加工工
24、艺分析(3)零件图工艺性分析 通过认真分析与研究产品的零件图和装配图,了解零件在产品中的作用、位置和装配关系,搞清各项技术要求对装配质量和使用性能的影响,然后对零件图进行分析,找出主要的、关键的技术要求。5.4 数控加工工艺设计 5.4.1 数控加工工艺分析(3)零件图工艺性分析 1)加工精度及技术要求分析给定的加工精度、表面粗糙度及技术要求是否合理;本工序所使用的数控机床的实际加工精度能否达到零件图要求。若达不到,需要采取其它工艺措施进行弥补时,应给后续工序留有加工余量;找出零件图上有位置精度要求的表面,这些表面能否在一次安装中完成加工。5.4 数控加工工艺设计 5.4.1 数控加工工艺分析
25、(3)零件图工艺性分析 2)零件轮廓几何要素分析在分析零件图时,要分析零件图中几何要素的给定条件是否完整、准确。在手工编程时,编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系,计算出每个基点坐标值。有时零件在设计过程中考虑不周,会出现给出参数不全或不清楚、给出的构成加工轮廓的条件不充分的情况,也可能是零件图尺寸标注不完整,甚至有自相矛盾之处。例如图5-3所示的圆弧与斜线的关系要求为相切,但经计算后却为相交关系,而并非相切。图中描述的一些几何关系不确切,无法理解所标注的尺寸。如图5-4所示,零件图上给定几何条件自相矛盾,其给出的各段长度之和不等于其总长。所以,在审查与分析零件图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 加工 程序 编制 基础 数控机床 编程 课件
限制150内