GSKTATD數控車床編程PPT課件

1、1第一節(jié) 數控技術與數控機床簡介1.1.數控技術基本概念數控技術 (Numerical Control-NC(Numerical Control-NC ) 用數字化信號對機床運動及其加工過程中進行控制的一種方法。數控機床 采用數控技術對加工過程進行控制的機床。數控系統(tǒng)（ Numerical Control SystemNumerical Control System） 實現數字化控制的軟件和硬件的整體稱為數控系統(tǒng)。它由程序輸入、輸出設備、數控裝置、伺服裝置、反饋裝置、輔助驅動裝置組成。第1頁/共54頁22.2.數控機床的工作原理加工程序輸入輸出裝置數控裝置輔助控制裝置伺服驅動裝置檢測反饋裝置機

2、床本體第2頁/共54頁33.3.數控車床的介紹數控車床分類 簡易數控車床（經濟型數控車床）：是低檔次數控車床，一般是用單板機或單片機進行控制，機械部分是在普通車床的基礎上改進設計的。 多功能數控車床：也稱全功能型數控車床，由專門的數控系統(tǒng)控制，具備數控車床的各種結構特點。 數控車削中心：在數控車床的基礎上增加其他的附加坐標軸。 按結構和用途數控車床主要可分為數控臥式車床、數控立式車床和數控專用車床（如數控凸輪車床、數控曲軸車床、數控絲杠車床等）。第3頁/共54頁42.2.數控車的特點（1）加工生產效率高（2）減輕勞動強度、改善勞動條件（3）對零件加工的適應性強、靈活性好（4）加工精度高、質量穩(wěn)

3、定（5）有利于生產管理第4頁/共54頁5數控機床與普通機床的區(qū)別？數控機床與普通機床比較：數控機床與普通機床比較： 數控機床在普通機床基礎上增加了對機床運動和動作自動控制 的功能部件，使數控機床能夠自動完成 對零件加工的全過程。第5頁/共54頁6加工工件的方法不同：第6頁/共54頁71、成型法普通車床的加工方法：第7頁/共54頁82、仿型法第8頁/共54頁93、手動法第9頁/共54頁10數控車床的加工方法：第10頁/共54頁11第二節(jié) 程序編制的基本概念一 、 數控編程概述 編程就是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數據、工藝參數（主運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸

4、正反轉、冷卻液開關、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。 數控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數學處理、編寫零件程序、程序校驗。第11頁/共54頁12 二、編程方法分類 程序編制可分成手工編程和自動編程兩類。1 1、手工編程： 整個程序的編制過程是由人工完成的。要求編程人員不僅要熟悉數控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件，數控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現。第12頁/共54頁132、自動編程： 指在編程過程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工

5、進行外，其余工作均由計算機輔助完成。根據輸入方式的不同，可將自動編程分為圖形數控自動編程、語言數控自動編程（APT）和語音數控自動編程、視覺系統(tǒng)編程等。 目前，圖形數控自動編程是使用最為廣泛的自動編程方式。第13頁/共54頁14圖形數控自動編程軟件 CAXA 制造工程師-北航海爾軟件有限公司 第14頁/共54頁15 Mastercam-美國 CNC 公司圖形數控自動編程軟件第15頁/共54頁16 PRO/E-美國 PTC 公司第16頁/共54頁17其它： Solidworks軟件 Catia軟件 廣州紅地公司推出的金銀花系統(tǒng) UG軟件 第17頁/共54頁18 為了簡化編程和保證程序的通用性，對

6、數控機床的坐標軸和方向命名制定了統(tǒng)一的標準，規(guī)定直線進給坐標軸用X X、Y Y、Z Z表示，常稱基本坐標軸。 X X、Y Y、Z Z 坐標軸的相互關系用右手定則決定，圖中大拇指指向 X X 軸的正方向，食指指向Y Y軸的正方向，中指指向為 Z Z 軸的正方向。 第三節(jié) 程序的編制一、坐標系 右手笛卡爾坐標系第18頁/共54頁191 、機床原點、機床坐標系 a、機床原點 機床原點也稱為機床零點，它的位置通常由機床制造廠確定。在機床 經過設計、制造和調整之后，這個原點便被確定下來，它是固的點。 數控車床的機床原點的位置大多數規(guī)定在其主軸旋轉中心與卡盤后端 面的交點上。 b、機床坐標系 以機床原點作

7、為坐標系原點建立的坐標 系就是機床坐標系，它是制造和調整機床的 基礎，一般不允許隨意變動。 第19頁/共54頁20機床坐標系方向確定：對車床而言： Z 軸與主軸軸線重合，即操作者的左右方向，刀具遠離工件的方向為Z軸的正方向； X 軸水平面內垂直于 Z 軸，即操作者的前后方向，刀具遠離工件的方向為 X 軸的正方向； Y 軸（通常是虛設的）與 X軸和Z軸一起構成遵循右手定則的坐標系統(tǒng)。前置刀架的坐標系后置刀架的坐標系第20頁/共54頁21圖 2.5 車床坐標系第21頁/共54頁222、 機械原點 數控裝置上電時并不知道機床原點，為了正確地在機床工作時建立機床坐標系，通常在每個坐標軸的移動范圍內設置

8、一個機床參考點（機械原點），機床起動時，通常要進行機動或手動回參考點，以建立機床坐標系。 通過參數指定機械原點到機床原點的距離。 以機械原點為原點，坐標方向與機床坐標方向相同建立的坐標系叫做機械坐標系，在實際使用中通常以參考坐標系計算坐標值。第22頁/共54頁23數控車床的機床坐標系機床原點O與機械原點O的關系第23頁/共54頁24 3、工件坐標系、程序原點 工件坐標系是編程人員在編程時使用的，編程人員選擇工件上的某一已知點為原點（也稱程序原點），建立一個新的坐標系，稱為工件坐標系。工件坐標系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標系所取代。 工件坐標系的原點選擇要盡量滿足編程簡單，尺寸換算少，

9、引起的加工誤差小等條件。一般情況下，程序原點應選在尺寸標注的基準或定位基準上。對車床編程而言，工件坐標系原點一般選在工件軸線與工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交點上。工件原點的設置一般遵循以下原則： 與設計基準或裝備基準重合，以利于編程； 盡量選在尺寸精度高、表面粗糙度值小的工件表面； 最好選在工件的對稱中心上； 要便于測量和檢測。第24頁/共54頁25第25頁/共54頁264、絕對編程與相對編程 指令軸移動的距離可以采用兩種方法絕對值坐標編程和相對值（增量）坐標編程。絕對值編程是利用軸移動的終點位置的坐標值編程；相對值編程是指軸移動的終點坐標相對于起點坐標的矢量值編程。 X , Z表示絕對

10、值編程；U, W表示相對值編程從A點到B點的絕對值編程和相對值編程如下：絕對值編程：X30 Z25;相對值編程：U20 W15;第26頁/共54頁27二、程序結構 加工程序由程序名和若干個程序段組成。 程序段由一個或若干個指令字組成，字是數控程序的最小單位。 每個指令字由地址符和數字組成（字地址結構），代表機床的一個位置或一個動作。地址符由字母組成，每個字母、數字、符號（正負號）稱為字符。 程序的起始符：% 程序結束符：M30。 每一行程序以分號結尾。 注釋符：括號“（）”內或分號“；”后的內容為注釋文字。 注：一個零件程序是按程序段的輸入順序執(zhí)行的，而不是按程序段號的大小順序執(zhí)行的，但書寫或

11、輸入程序時，建議按升序。第27頁/共54頁28 一個零件程序是由遵循一定結構、句法和格式規(guī)則的若干個程序段組成的，而每個程序段是由若干個指令字組成的。 程 序 O1000 N01 G00 X50 Z100; N10 G01 U100 W500 F150 S300 M03; N 程序段 N200 M30 ; 指令字 第28頁/共54頁291 1、程序的文件名（程序名）格式：O _ _ _ _ 說明： 1) O：文件名首字母，后面必須有四位數字 2) 例如：O0001、O1001、O1100、O9999；2 2、順序號 （標識作用）格式：N _ _ _ _ 說明： 1）范圍：N1N9999 2）例

12、如：N1、N01、N001、N0001等價第29頁/共54頁303、進給功能字：F 由進給地址符和數字組成，單位一般為mm/min或mm/r F指令表示刀具中心運動時的進給速度。由F和其后的若干數字組成。數字的單位取決于每個系統(tǒng)所采用的進給速度的指定方法。具體內容見所用機床的編程說明書。 注意事項如下： 1)當編寫程序時，第一次遇到直線（G01）或圓?。℅02/G03）插補指令時，必須編寫進給率F，如果沒有編寫F功能，CNC采用F0。當工作在快速定位（G00）方式時，機床將以通過機床軸參數設定的快速進給率移動，與編寫的F指令無關。 2）F指令為模態(tài)指令，實際進給率可以通過CNC操作面板上的進給

13、倍率旋鈕，在0120%之間調整。第30頁/共54頁31 4、主軸轉速功能字：S 由主軸地址符和數字組成，單位為r/min S指令表示機床主軸的轉速。由S和其后的若干數字組成，其表示方法有以下三種： 轉速 S表示主軸轉速，單位為r/min。如S1000表示主軸轉速 為1000r/min。 線速 在恒線速狀態(tài)下，S表示切削點的線速度，單位m/min 如G96 S60表示切削點的線速度恒定為60 m/min。 代碼 用代碼表示主軸速度時，S后面的數字不直接表示轉速 或線速的數值，而只是主軸速度的代號。如GSC980TA機床S1或S2表示，S1表示主軸轉速的高速檔， S2表示主軸轉速的低速檔。第31頁

14、/共54頁32 5、刀具功能字：T 由刀具地址符和數字組成，數字表示刀具庫中刀具號。 刀具和刀具參數的選擇是數控編程的重要內容，其編程格式因數控系統(tǒng)不同而異，主要格式有： 由T和數字組成。有T和T兩種格式，數字的位數由所用數控系統(tǒng)決定，T后面的數字用來指定刀具號和刀具補償號。 例如：T04表示選擇4號刀；T0404表示選擇4號刀，4號偏置值；T0400表示選擇第4號刀，刀具偏置取消。 第32頁/共54頁33 6、輔助功能字：M 由輔助操作地址符和兩位數字組成。M功能的代碼已標準化。 M指令是控制數控機床“開、關”功能的指令，主要用于完成加工操作時的輔助動作。 M 功能有非模態(tài)M功能和模態(tài)M功能

15、二種形式。 非模態(tài)M功能（當段有效代碼）：只在書寫了該代 碼的程序段中有效； 模態(tài)M功能（續(xù)效代碼）：一組可相互注銷的 M功 能，這些功能在被同一組的另一個功能注銷前一直 有效。 如：M02或M30 、M03、M04、M05 等。第33頁/共54頁34（1）程序停止 指令：M00 功能：執(zhí)行完包含M00的程序段后，機床停止自動運行，此時所有存在的模態(tài)信息保持不變，用循環(huán)啟動使自動運行重新開始。（對于Fanuc系統(tǒng)，M00為程序無條件暫停指令。程序執(zhí)行到此進給停止，主軸停轉。重新啟動程序，必須先回到JOG狀態(tài)下，按下CW（主軸正轉）啟動主軸，接著返回AUTO狀態(tài)下，按下START鍵才能啟動程序。

16、） （2）程序計劃停止 指令：M01 功能：與M00類似，執(zhí)行完包含M01的程序段后，機床停止自動運行，只是當機床操作面板上的任選停機的開關置1時，這個代碼才有效。 M00和M01常常用于加工中途工件尺寸的檢驗或排屑。 第34頁/共54頁35（3）主軸正轉、反轉、停止 指令：M03、M04、M05 功能：M03、M04指令可使主軸正、反轉。與同段程序其它指令一起開始執(zhí)行。M05指令可使主軸在該程序段其它指令執(zhí)行完成后停轉。 格式：M03 S600 M04 S600 M05 說明：對于車床，沿著Z方向看（從主軸向尾座看），順時針方向旋轉為正轉，逆時針方向旋轉為反轉。 第35頁/共54頁36（4）

17、程序結束指令：M02或M30功能：1)M02為主程序結束指令。執(zhí)行到此指令，進給停止，主軸停止，冷卻液關閉。但程序光標停在程序末尾。2)M30為主程序結束指令。功能同M02，不同之處是，光標返回程序頭位置，不管M30后是否還有其他程序段。 說明：該指令必須編在最后一個程序段中。第36頁/共54頁37M 代碼及功能表第37頁/共54頁383 3、準備功能（簡稱G G功能） 準備功能 G指令由 G后一或二位數值組成，它用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡、機床坐標系、坐標平面、刀具補償、坐標偏置等多種加工操作。 G 功能根據功能的不同分成若干組，其中 00組的G 功能（G04、G28、G70-G76）

18、稱非模態(tài) G 功能，其余組的稱模態(tài)G功能。第38頁/共54頁39 工件坐標系設定指令（G50） 工件坐標系設定指令以程序原點為工件坐標系的中心（原點），指定刀具出發(fā)點的坐標值。 輸入格式：G50 X Z ，其中X Z 為刀具出發(fā)點的坐標.例如：G50 X200 Z150第39頁/共54頁40直徑編程：A: X20, Z0;B: X30, Z-15;C: X30, Z-23;D: X38, Z-29;E: X38, Z-34;第40頁/共54頁41 快速定位指令 G00格式：G00 X（U）_ Z（W）_說明： 1）X、Z：為絕對編程時，快速定位終點在工件坐標系中的坐標。X向為直徑編程。因為測量

19、和圖紙上的零件尺寸均以直徑值表示，所以用直徑值編程。為提高工件的徑向尺寸精度，X向的脈沖當量可取Z向的一半。第41頁/共54頁422 2）U U、WW：為增量編程時，快速定位：為增量編程時，快速定位終點相對于起點的位移量。終點相對于起點的位移量。U U向為直向為直徑編程。徑編程。3 3）G00 G00 指令刀具相對于工件以各軸指令刀具相對于工件以各軸預先設定的速度，從當前位置快速移預先設定的速度，從當前位置快速移動到程序段指令的定位目標點，不能動到程序段指令的定位目標點，不能用用 F-F-規(guī)定?？煲扑俣瓤捎擅姘迳弦?guī)定。快移速度可由面板上 的的“快速修調快速修調”修正。修正。4 4）同一程序行中

20、）同一程序行中X X、U U、 Z Z、WW可以可以混合編程?；旌暇幊?。第42頁/共54頁43例：命令刀具從點A A快速移動到點B B，編程如下：N20 G00 X25. Z30.；或N20 G00 U15. W20.；或N20 G00 X25. W20.；或N20 G00 U15. Z30.；快速移動方式圖第43頁/共54頁44刀具的移動方式有三種：1) 各軸以其最快的速度同時移動，通常情況下因速度和移動距離的不同先后到達目標點，刀具移動路線為任意的。 2) 各軸按設定的速度以聯(lián)動的方式移動到位，刀具移動路線為一條直線。 3) 各軸按輸入的坐標字順序分別快速移動到位，刀具的移動路線為階梯形。

21、第44頁/共54頁45 直線插補指令G01格式：G01 X_ Z_ F_；（模態(tài)）說明： 1）執(zhí)行該指令時，刀具以坐標軸聯(lián)動的方式，從當前位置插補加工至目標點。移動路線為一直線。2）該指令為模態(tài)指令。其它說明與“G00”相同。第45頁/共54頁46編程舉例： 命令刀具從點A直線插補至點C1）絕對編程 N20G01 Z-30. F0.5；刀具由點A直線插補至點B N30X60. Z-48.； 刀具由點B直線插補至點C2）相對編程 ；刀具由點A直線插補至點B N30U20. W-18.； 刀具由點B直線插補至點C第46頁/共54頁47 G02順圓插補、G03逆圓插補格式：G02/G03 X_Z_R

22、_F_說明： 1) G02為順圓插補；G03為逆圓插補，用以在指定平面內按設定的進給速度沿圓弧軌跡切削;2) 圓弧順時針（或逆時針）旋轉的判別方式為：利用右手定則為工作坐標系加上Y軸，沿Y軸正向往負向看去，順時針方向用G02，反之用G03，如下圖： 圖2 G02/G03插補方向第47頁/共54頁48 外圓粗車循環(huán)指令G71 格式：格式：G71 U(G71 U(d) R(e); d) R(e); G71 P(ns) Q(nf) U( G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(u) W(w) F_ S_ w) F_ S_ T_; T_; 說明說明: : d d每一次的背吃刀量（切削深度）每一次

23、的背吃刀量（切削深度）(1(10.8)0.8)； e e 每一次的退刀量每一次的退刀量(0.5)(0.5)； nsns精加工形狀程序段中的開始程序段號；精加工形狀程序段中的開始程序段號； nfnf精加工形狀程序段中的結束程序段號；精加工形狀程序段中的結束程序段號； u uX X軸方向精加工余量（軸方向精加工余量（0.20.20.50.5）；）； w wZ Z軸方向的精加工余量軸方向的精加工余量(0.5(0.51)1)； F F、S S、T T分別是進給量、主軸轉速、刀具號地分別是進給量、主軸轉速、刀具號地址符。址符。 注意：在順序號為在順序號為ns ns 到順序號為到順序號為nfnf的程序段中，不應的程序段中，不應包含包含 子程序。子程序。第48頁/共54頁49 G7