數(shù)控車(chē)編程基本知識(shí).ppt

數(shù)控技術(shù),1,數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ),第一部分 數(shù)控機(jī)床編程的基本概念,數(shù)控技術(shù),2,內(nèi)容提要： 本節(jié)將簡(jiǎn)要介紹數(shù)控編程的基本概念；手工編程和自動(dòng)編程的相關(guān)概念；程序的基本構(gòu)成；數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系；數(shù)控系統(tǒng)的功能指令。,數(shù)控技術(shù),3,數(shù)控程序編制概念 從零件圖紙到數(shù)控加工指令的有序排列（制成控制介質(zhì)）的全過(guò)程。 將零件加工的工藝分析、加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(shù)（f、s、t）及輔助動(dòng)作（變速、換刀、冷卻液?jiǎn)⑼！⒐ぜA緊松開(kāi)等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼按一定的格式編寫(xiě)加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質(zhì)的整個(gè)過(guò)程。,數(shù)控編程的基本概念,數(shù)控技術(shù),4,編程方法：手工編程和自動(dòng)編程 手工編程 定義：整個(gè)編程過(guò)程由人工完成。對(duì)編程人員的要求高（熟悉數(shù)控代碼功能、編程規(guī)則，具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力） 適用： 幾何形狀不太復(fù)雜的零件； 三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)以下加工程序,數(shù)控技術(shù),5,自動(dòng)編程： 定義：編程人員根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡(jiǎn)便的方式送入計(jì)算機(jī)，編程系統(tǒng)將能根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的類(lèi)型輸出數(shù)控加工程序。 適用： 形狀復(fù)雜的零件， 雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù) 千個(gè)孔的零件） 雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量大的零件（如非圓曲 線輪廓的計(jì)算）,數(shù)控技術(shù),6,具有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design）和計(jì)算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing），功能的系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng) CAD/CAM系統(tǒng)，它是指以計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段來(lái)生成和運(yùn)用各種數(shù)字信息與圖形信息，以進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的系統(tǒng)。,CAD/CAM系統(tǒng)的概念,數(shù)控技術(shù),7,CAD/CAM軟件系統(tǒng) UGII（美國(guó)） PRO/ENGINEERING IDEAS CATIA CIMATRON （英國(guó)） MASTERCAM（美國(guó)） CAXA （中國(guó)）,數(shù)控技術(shù),8,比較 用手工編程時(shí)，一個(gè)零件的編程時(shí)間與機(jī)床實(shí)際加工時(shí)間之比，平均約為 30：1。 數(shù)控機(jī)床不能開(kāi)動(dòng)的原因中，有20%30%是由于加工程序不能及時(shí)編制出造成的 編程自動(dòng)化是當(dāng)今的趨勢(shì)！但手工編程是學(xué)習(xí)自動(dòng)編程基礎(chǔ)！,數(shù)控技術(shù),9,圖紙工藝分析 在對(duì)圖紙工藝分析（與普通加工的圖紙分析相似）的基礎(chǔ)上： 確定加工機(jī)床、刀具與夾具； 確定零件加工的工藝線路、工步順序； 切削用量（f、s、t）等工藝參數(shù)。,手工編程的內(nèi)容和步驟,數(shù)控技術(shù),10,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡 根據(jù)圖紙尺寸及工藝線路的要求： 選定工件坐標(biāo)系 計(jì)算零件輪廓和刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值； 將坐標(biāo)值按NC機(jī)床規(guī)定編程單位（脈沖當(dāng)量）換算為相應(yīng)的編程尺寸。,錯(cuò)誤,數(shù)控技術(shù),11,編制程序及初步校驗(yàn) 根據(jù)制定的加工路線、切削用量、選用的刀具、輔助動(dòng)作，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫(xiě)零件加工程序，并進(jìn)行校核、檢查上述兩個(gè)步驟的錯(cuò)誤。,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質(zhì),校驗(yàn)和試切,零件圖紙,錯(cuò)誤,修改,數(shù)控技術(shù),12,制備控制介質(zhì) 將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上（如存儲(chǔ)在磁盤(pán)上），作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入信息，若程序較簡(jiǎn)單，也可直接通過(guò)鍵盤(pán)輸入。,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質(zhì),校驗(yàn)和試切,零件圖紙,錯(cuò)誤,修改,數(shù)控技術(shù),13,程序的校驗(yàn)和試切 所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的校驗(yàn)和試切削，證明是正確無(wú)誤，才能用于正式加工。如有錯(cuò)誤，應(yīng)分析錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因，進(jìn)行相應(yīng)的修改。 常用的校驗(yàn)和試切方法：閱讀法、模擬法、試切法等。,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質(zhì),校驗(yàn)和試切,零件圖紙,錯(cuò)誤,修改,數(shù)控技術(shù),14,第二部分 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,數(shù)控技術(shù),15,坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)方向及其命名,統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)的方向，可使編程方便，并使編出的程序?qū)ν?lèi)型機(jī)床有通用性。同時(shí)也給 維修和使用帶來(lái)極大的方便。ISO和我國(guó)都擬定了命名的標(biāo)準(zhǔn)。,數(shù)控技術(shù),16,標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系 ISO和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 坐標(biāo)軸：數(shù)控裝備的每個(gè)進(jìn)給軸（直線進(jìn)給、圓進(jìn)給） 定義為坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)軸。 數(shù)控裝備坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)： 右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)（右手直角坐標(biāo)系）,數(shù)控技術(shù),17,基本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系（X.Y.Z）。坐標(biāo)軸相互關(guān)系：由右手定則決定。 回轉(zhuǎn)坐標(biāo)：繞X.Y.Z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周進(jìn)給坐標(biāo) 軸分別用A.B.C表示， 坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右 手螺旋法則而定。,數(shù)控技術(shù),18,圖 1 機(jī)床坐標(biāo)軸,數(shù)控技術(shù),19,坐標(biāo)軸方向：定義為刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的方向。 刀具相對(duì)靜止工件而運(yùn)動(dòng)的原則 編程時(shí)不必知道機(jī)床運(yùn)動(dòng)的具體配置，就能正確地進(jìn)行編程。 刀具遠(yuǎn)離工件的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)的正方向。,數(shù)控技術(shù),20,運(yùn)動(dòng)方向的確定 Z坐標(biāo)（軸）的確定 Z坐標(biāo)平行主軸軸線的進(jìn)給軸。 沒(méi)有主軸或有多個(gè)主軸的機(jī)床： 垂直于工件裝夾面的方向?yàn)閆坐標(biāo)。,數(shù)控技術(shù),21,數(shù)控技術(shù),22,Z坐標(biāo)正方向規(guī)定：刀具遠(yuǎn)離工件的方向。,數(shù)控技術(shù),23,X坐標(biāo) 在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（銑床、鉆床、鏜床等）。 Z軸水平（臥式），則從刀具（主軸）向工件看時(shí)，X坐標(biāo)的正方向指向右邊。,+Z,數(shù)控技術(shù),24,Z軸垂直（立式）： 單立柱機(jī)床，從刀具向立柱看時(shí)，X的正方向指向右邊；,+Z,+Z,數(shù)控技術(shù),25,+Z,Z軸垂直（立式）： 雙立柱機(jī)床（龍門(mén)機(jī)床）， 從刀具向左立柱看時(shí)， X軸的正方向指向右邊。,數(shù)控技術(shù),26,在工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（車(chē)床、磨床等），X軸的運(yùn)動(dòng)方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開(kāi)工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。,+Z,數(shù)控技術(shù),27,Y坐標(biāo) 利用已確定的X、Z坐標(biāo)的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標(biāo)的正方向。 右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向?yàn)槭持钢赶颉?右手螺旋法則：在X Z平面，從Z至X，拇指所指的方向?yàn)?y。,數(shù)控技術(shù),28,立、臥式數(shù)控銑床,+Z,+X/,+Z,+X,數(shù)控技術(shù),29,+Z,+Z,+X/,龍門(mén)數(shù)控銑床,數(shù)控技術(shù),30,+Z,+Y,+Z,+X/,+Y/,5. 回轉(zhuǎn)坐標(biāo) A、B、C,數(shù)控技術(shù),31,+Z,+X/,+Y/,+A,+C/,6. 輔助坐標(biāo) U、V、W 附加坐標(biāo)軸：平行于基本坐標(biāo)系中坐標(biāo)軸的進(jìn)給軸，用U、V、W表示。,數(shù)控技術(shù),32,數(shù)控技術(shù),33,臥式5軸數(shù)控銑床,臥式銑床,數(shù)控技術(shù),34,數(shù)控技術(shù),35,數(shù)控技術(shù),36,機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系,編程總是基于某一坐標(biāo)系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的概念及相互關(guān)系是至關(guān)重要的。,數(shù)控技術(shù),37,機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床原點(diǎn)（零點(diǎn)） 機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是在機(jī)床調(diào)試完成后便確定了，是機(jī)床上固有的點(diǎn)。 機(jī)床原點(diǎn)的建立：用回零方式建立。 機(jī)床原點(diǎn)建立過(guò)程實(shí)質(zhì)上是機(jī)床坐標(biāo)系建立過(guò)程。,數(shù)控技術(shù),38,機(jī)床坐標(biāo)系 以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)系，是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，它具有唯一性。 機(jī)床坐標(biāo)系是數(shù)控機(jī)床中所建立的工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。 注意：機(jī)床坐標(biāo)系一般不作為編程坐標(biāo)系，僅作為工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。,數(shù)控技術(shù),39,工件原點(diǎn)與工件坐標(biāo)系 工件原點(diǎn)：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點(diǎn)或與之相關(guān)的點(diǎn)。該點(diǎn)也可以是對(duì)刀點(diǎn)重合。 工件坐標(biāo)系：以工件原點(diǎn)為零點(diǎn)建立的一個(gè)坐標(biāo)系，編程時(shí)，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計(jì)算。 工件原點(diǎn)偏置：工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的距離。 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均可設(shè)置多個(gè)工件坐標(biāo)系，在加工時(shí)通過(guò)G指令進(jìn)行換。,數(shù)控技術(shù),40,工件原點(diǎn)選擇原則： 、工件原點(diǎn)應(yīng)選擇在零件圖標(biāo)注的尺寸基準(zhǔn)上。 、對(duì)稱(chēng)零件，工件原點(diǎn)應(yīng)選在對(duì)稱(chēng)中心上。 、一般零件，工件零點(diǎn)應(yīng)選在輪廓的基準(zhǔn)角上。 、方向的零點(diǎn)，一般設(shè)在工件表面。,數(shù)控技術(shù),41,數(shù)控技術(shù),42,第三部分 程序編制的代碼及格式,數(shù)控技術(shù),43,經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，程序用代碼已標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)在有ISO（International Standardization Organization）和EIA（Electronic Industries Association）兩種。,數(shù)控技術(shù),44,1. 程序的組成 一個(gè)完整的數(shù)控加工程序由程序名、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成 %0001； 程序名 N01 G92 X50.0 Y20.0 ； N02 ； N03 ； 程序內(nèi)容 N04 ； N05 ； M30 ； 程序結(jié)束,數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu),數(shù)控技術(shù),45,程序名 程序名是一個(gè)程序必需的標(biāo)識(shí)符。 組成：由地址符后帶若干位數(shù)字組成。地址符常見(jiàn)的有： “%”、“O”、“P”等，視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。 示例：國(guó)產(chǎn)華中I型系統(tǒng) “%”，日本FANUC 系統(tǒng) “O”。 后面所帶的數(shù)字一般為48位。如：%2000 程序內(nèi)容 它表示數(shù)控加工要完成的全部動(dòng)作，是整個(gè)程序的核心。 組成：它由許多程序段組成，每個(gè)程序段由一個(gè)或多個(gè) 指令構(gòu)成。 程序結(jié)束 它是以程序結(jié)束指令M02 或M30，結(jié)束整個(gè)程序的運(yùn)行。,數(shù)控技術(shù),46,2、程序段的格式 定義：程序段中指令的排列順序和書(shū)寫(xiě)規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式。 目前廣泛采用地址符可變程序段格式（字地址程序段格式） N03 G91 G01 X50 Y60 F200 S400 T M03 M08 ；,數(shù)控技術(shù),47,地址符可變程序段格式的特點(diǎn)： 程序段中的每個(gè)指令均以字母（地址符）開(kāi)始，其后再跟數(shù)字或無(wú)符號(hào)的數(shù)字。 指令字在程序段中的順序沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以任意順序的書(shū)寫(xiě) 。 上段相同的模態(tài)指令（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不寫(xiě)。,數(shù)控技術(shù),48,3、主程序、子程序 主程序、子程序 在一個(gè)零件的加工程序中， 若有一定量的連續(xù)的程序 段在幾處完全重復(fù)出現(xiàn)， 則可將這些重復(fù)的程序串 單獨(dú)抽出來(lái)，按一定的格 式做成子程序。,主程序：N01； N02； N11 調(diào)用子程序1； N28 調(diào)用子程序8； NM02 ； 子程序1： N01； NM99 ； 子程序8： N01LF NM99 ；,數(shù)控技術(shù),49,1. 定義 系統(tǒng)操作命令的總稱(chēng)，又稱(chēng)代碼或編程指令。它由文 字、數(shù)字、符號(hào)以及它們的組合組成，它是程序的最 小功能單元。,代碼及其分類(lèi),數(shù)控技術(shù),50,數(shù)控技術(shù),51,2.代碼（指令）分類(lèi) G指令 準(zhǔn)備功能 功能：規(guī)定機(jī)床運(yùn)動(dòng)線型、坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具 補(bǔ)償、暫停等操作。 組成：G后帶23位數(shù)字組成，有1001000種。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)（非續(xù)效）指令之分。 示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18，G54等 M指令 輔助功能 功能：控制機(jī)床及其輔助裝置的通斷的指令。如開(kāi)、 停冷卻泵；主軸正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)；程序結(jié)束等 組成：M后帶23位數(shù)字組成，共有1001000種。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)（非續(xù)效）指令之分。 示例：M02，M03，M08等,數(shù)控技術(shù),52,G指令(準(zhǔn)備功能),數(shù)控技術(shù),53,M指令(輔助功能),數(shù)控技術(shù),54,F、S、T、D指令 F 指令 指定（合成）進(jìn)給速度指令 組成：F 后帶若干位數(shù)字，如F150、F0.3等。其中數(shù)字表示實(shí)際的合成速度值。它是模態(tài)指令。 單位： mm/min（公制）或 inch/min （英制） 。視 用戶選定的編程單位而定，若為公制單位，則 上述兩個(gè)指令分別表示：每分鐘進(jìn)給量 150mm/min； 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.3mm/r。,數(shù)控技術(shù),55,S 指令（切削速度）指定主軸轉(zhuǎn)速指令 組成：S 后帶若干位數(shù)字，如S500、S3500等。其中數(shù) 字表示實(shí)際的主軸轉(zhuǎn)速值。它是模態(tài)指令。 單位： r/min。上述兩個(gè)指令分別表示主軸轉(zhuǎn)速： 500r/min；3500r/min。 T、D 指令 指定刀具號(hào)和刀具長(zhǎng)度、半徑存放寄存器號(hào)指令。 組成：T、D 后跟兩位數(shù)字，如 T11、D02等。其中數(shù) 字分別表示存放的在庫(kù)中的刀具號(hào)、半徑補(bǔ)償寄存器號(hào) 上述兩個(gè)指 令分別表示后續(xù)加工將選擇刀庫(kù) 中11號(hào)刀具和采用D02寄存器中的數(shù)值進(jìn)行補(bǔ)償。,數(shù)控技術(shù),56,尺寸指令 指定的刀具沿坐標(biāo)軸移動(dòng)方向和目標(biāo)位置的指令 X、Y、Z 、U、V、W指令 指定沿直線坐標(biāo)軸移動(dòng)方向和目標(biāo)位置指令 組成：后帶符號(hào)的數(shù)字組成。如X100、Y-340等 ，其中 數(shù)字表示沿由字母指定的坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位置值， 符號(hào)表示運(yùn)動(dòng)的方向。 單位： mm、m（公制）或 inch（英制） 。視用戶 選定的編程單位而定.,數(shù)控技術(shù),57,A、B、C 指令 指定沿回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸移動(dòng)方向和目標(biāo)位置指令 組成：后帶符號(hào)的數(shù)字組成。如A100、C-340等 ，其中 數(shù)字表示沿由字母指定的坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位置值， 符號(hào)表示運(yùn)動(dòng)的方向。 單位： 度 、弧度。視用戶選定的編程單位而定.,數(shù)控技術(shù),58,I、J、K、R 指令 圓弧插補(bǔ)圓心位置和半徑指定指令 組成：后帶符號(hào)的數(shù)字組成。如I10、J-34、R30等 ，其 中帶符號(hào)數(shù)字表示圓心位置和半徑值。 單位：mm、m（公制）或 inch（英制） 。 視用戶 選定的編程單位而定.,數(shù)控技術(shù),59,其它指令 子程序名和子程序調(diào)用指令 用于給子程序命名和在主程序中調(diào)用該子程序，該 指令的標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，不同系統(tǒng)有不同的規(guī)定。 組成： 子程序名指令 地址符（