數(shù)控車床數(shù)控編程(非機械類)課件

1、數(shù)控車床編程（非機械類）1.概論 數(shù)控加工就是用數(shù)控機床加工零件的方法。數(shù)控加工是伴隨數(shù)控機床的產生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應用技術，它是人們長期從事數(shù)控加工實踐的經驗總結。一般來說，數(shù)控加工包括以下幾個方面內容： 1.確定零件上需要數(shù)控加工的表面； 2.對零件圖紙進行數(shù)控加工的工藝分析； 3.數(shù)控加工的工藝設計； 4.編制加工程序； 5.輸入加工程序； 6.對加工程序進行校驗和修改； 7.運行加工程序對零件進行加工。數(shù)控編程是將零件的工藝過程、工藝參數(shù)、刀具位移量、位移方向及其他輔助動作按動作順序、規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序，稱為數(shù)控編程。2.數(shù)控編程的方法手工編程 是從分析零件

2、圖樣、確認加工工藝過程、編寫零件加工程序等都是人工完成。對形狀簡單、計算量小、程序不多的零件，采用手工編程較簡單，而且經濟、及時。在加工直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程的應用較廣泛。自動編程 是利用計算機專用軟件編制數(shù)控加工程序的過程。根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語言，由計算機自動進行數(shù)值計算及后置處理，編寫出零件加工程序單，以直接通訊的方式送入數(shù)控機床。3.機床坐標系和工件坐標系 在數(shù)控機床上加工零件，機床的動作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來控制的。為了確定機床的運動方向、移動的距離，就要在機床上建立一個坐標系，這個坐標系就叫標準坐標系，也叫機床坐標系。在編制程時，可以以該坐標系來規(guī)定運動方向

3、和距離。3.1機床坐標系建立的原則：（1）假定刀具相對于靜止的零件運動的原則。（2）標準坐標系（機床坐標系）采用右手迪卡爾直角坐標系。3.機床坐標系和工件坐標系（3）運動方向的確定規(guī)定：以增大刀具與工件之間的距離的方向為坐標正方向。3.2數(shù)控車床坐標系的建立 數(shù)控車床的坐標系為一個平面的直角坐標系Z軸：在標準中，規(guī)定平行于機床主軸（傳遞切削力）的刀具運動坐標軸為Z軸，取刀具遠離工件的方向為正方向（+Z）。X軸：X軸為水平方向，且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。 3.4不同刀架位置數(shù)控車床的坐標系 數(shù)控車床根據(jù)刀架位置可分為前置刀架和后置刀架且后置刀架車床床身多為傾斜式，按上述情況相有兩種坐標形

4、式。 3.機床坐標系和工件坐標系3.機床坐標系和工件坐標系3.5.1工件坐標系： 機床坐標系的建立保證了刀具在機床上的正確運動。但是加工程序的編寫通常是針對某一工件并根圖樣進行的。為了便于尺寸計算與檢查，加工程序的坐標原點一般都盡量與零件圖樣的尺寸基準相一致。這種針對某一工件建立的坐標系稱為工件坐標系，也稱為編程坐標系。3.5.3換刀點的設置: 在車削加工零件過程中，根據(jù)工件的加工要求需選用不同的刀具，數(shù)控車床可以進行自動換刀。編程中需設置換刀點的位置并采用相應的換刀指令，以完成換刀過程。為防止在自動換刀過程中，刀架回轉換刀時刀具與工件等發(fā)生碰撞，程序中必須設置一個換刀點。換刀點是指加工過程中

5、自動換刀裝置的位置。在車床上，該點可以任意設定，但要注意換刀點位置應保證刀具在轉位換刀時，不碰撞工件及其他部件。 其位置值根據(jù)我們實際使用的零件毛坯尺寸，參考值為：X(150- 200) mm, Z距零件右端面(10-20）mm左右。3.機床坐標系和工件坐標系（1）G50工件坐標系的設定：格式：G50 X() Z()； 其中（直徑值）、 分別為刀尖的起始點距工件原點在X向和Z向的坐標值。通過G50坐標系設定指令告訴系統(tǒng)，刀尖點相對工件原點的位置，即建立一個工件坐標系。G50是一個非運動指令只起預置寄存作用，一般作為第一條指令放在整個程序的前面。 執(zhí)行G50 X() Z()后，系統(tǒng)內部即對（，）

6、進行記憶，并顯示在顯示器上，這就相當于在系統(tǒng)內部建立了一個以工件原點為坐標原點的工件坐標系，采用G50設定的工件坐標系，不具有記憶功能，當機床關機后，設定的坐標系立即消失。在執(zhí)行該指令前，必須將刀具的刀位點先通過手動的方式準確移動到新坐標系的指定位置。3.5工件坐標系G50坐標系的設定方法 如圖示，通過指令1以O點為原點設定一個坐標系其格式為：G50 X80. Z60.；通過指令2以O1點為原點設定一個坐標系其格式為：G50 X40. Z40.；3.機床坐標系和工件坐標系4.數(shù)控車床的編程特點 絕對坐標：刀具從A點直線移動到B點，其值表示指令如下：B:X50.Z70.相對坐標：刀具從A點直線移

7、動到B點，其值指令如下：B: U-30.W-40. 混合坐標：B:X50.W-40.或U-30. Z70.4.數(shù)控車床的編程特點4.3直徑編程：在圖樣上標注和測量時，零件的徑向尺寸均以直徑表示，所以多數(shù)數(shù)控車床系統(tǒng)采用直徑編程，即絕對坐標方式編程，X值為零件的直徑值；相對坐標方式下，X為刀具徑向實際位移量的二倍。 .B點的坐標值用直徑表示為X50.; 如果刀尖從B點向里移動2mm,到C點，該點的坐標值為：X_(絕對坐標值）；U_(相對坐標值）5.程序的結構與格式 5.1程序的結構以數(shù)控車床精車外輪廓程序為例：O0001；N10 S800 M03；N20 T0101 M08； N30 G01 X

8、40. Z0. F0.2；N40 X60. Z-10.；N50 Z-30.；N60 X80.；N70 G03 X100. Z-40. R10.；N80 G01 Z-50.；N90 G00 X120.；N110 M30；一個程序是由若干個程序段組成。每個程序段完成某一動作，它由若干功能字組合而成。 一個功能字包括一個地址符和若干數(shù)字。 程序段格式就是指一個程序段中各功能字的排列順序及其表達形式。 程序號程序開始程序內容程序結束5.程序的結構與格式 一個完整的程序由程序號、程序的內容和程序結束三部分組成。1）程序號。程序號即為程序的開始部分，為了區(qū)別存儲器中的程序，每個程序都要有程序編號，在編號前

9、采用程序編號地址碼。如在FANUC數(shù)控系統(tǒng)中，一般采用英文字母O作為程序編號地址，而其它數(shù)控系統(tǒng)則分別采用“P”、“L”、“%”以及“：”等不同形式。2）程序內容。程序內容部分是整個程序的核心，它由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令構成，表示數(shù)控機床要完成的全部動作。3）程序結束。程序結束以程序結束指令M02或M30作為整個程序結束的符號，用來結束程序。用地址符的含義 5.程序的結構與格式5.2程序段格式 程序的內容由若干個程序段組成，程序段由若干字組成，每個字由字母和數(shù)字組成，由表示地址的英文字母、特殊文字和數(shù)字集合而成。程序段格式是指一個程序段中字、字符、數(shù)據(jù)的書寫規(guī)則?，F(xiàn)在最常采

10、用字-地址程序段格式。字-地址程序段格式是由順序號字、數(shù)據(jù)字和程序段與結束符組成。各字首前是地址，各字的順序可自由排列，數(shù)據(jù)的位數(shù)按規(guī)定有多有少，與上一程序段相同的續(xù)效字可以省略不寫。程序段格式如下：N-G-X-Y-Z-R-F-S-T-M-EOB（End Of Block程序段結束符號的縮寫）5.程序的結構與格式5.2數(shù)控車床的常見程序段格式一5.程序的結構與格式注意：上述程序段中的各種指令并非在加工程序中每個程序段中都必須具有，而是根據(jù)各程序段中的具體內容來編寫相應的指令。1）順序號字 用以識別程序段的編號。用地址碼N和后面的若干位數(shù)字來表示。例如：N20表示該語句的語句號為20。2）準備功

11、能字（G功能字） G功能是指讓數(shù)控機床做某種操作的指令，用地址G和兩位數(shù)字來表示，從G00-G99。G代碼按照功能的不同分為模態(tài)代碼（又稱為續(xù)效代碼）和非模態(tài)代碼。 模態(tài)代碼：是指程序段中一旦指定了G功能字，在此之后的程序段地址也一直有效，直到同組另一個G功能字替代它或撤消它為止； 非模態(tài)代碼：被限定在指定的程序段中有效。5.程序的結構與格式3） 尺寸字 尺寸字由地址符、+、-號及絕對值（或增量）的數(shù)值構成。 尺寸字的地址碼有X、Z、U、W，R等。例如：X20 Z-40。尺寸字中的“+”可以省略不寫。4） 進給功能字F 表示刀具運動時的進給速度。它由地址碼F和后面若干位數(shù)字構成。數(shù)字的單位取決

12、于數(shù)控系統(tǒng)所采用的進給速度的指定方法。5.程序的結構與格式5） 主軸轉速功能字 主軸功能也稱為S功能，用來指定主軸的轉速，用字母S和其后的若干位數(shù)字表示。有恒轉速和恒線轉速兩種指令。S代碼只是設定主軸轉速的大小，并不會使主軸反轉，必須用M03（主軸正轉）指令或M04（主軸反轉）指令時，主軸才開始轉動。格式為S_單位為轉速單位（r/min) 我們使用的數(shù)控車床為主軸不受控機床，轉速的調整仍然需要在停機狀態(tài)下扳動機床主軸箱變速手柄。編程時輸入的轉速僅起提示的作用。5.程序的結構與格式6） 刀具功能字 刀具功能也稱為T功能，在自動換刀的數(shù)控機床中，該指令用來選定所需的刀具，同時還用來指定刀具補償值。

13、我們編程時以其中一把的刀具為基準刀（稱為基準具），以該刀具刀尖為依據(jù)建立工件坐標系。 當其他刀具轉到工作位置時會出現(xiàn)位置偏差X和Z，刀具的磨損也會產生同樣的誤差，這必須通過刀具長度補償，既對刀尖位置進行修正來解決。5.程序的結構與格式 在數(shù)控車床中的T代碼后面的數(shù)字既包含所選刀具號，也包含刀具補償號，刀具功能由T代碼和四位數(shù)字來實現(xiàn)格式 ：T 例如T0101表示選擇1號刀，調用1號刀具補償號進行刀具長度和半徑的補償。T0100為調用1號刀不用刀補或取消刀補采用該指令時必須先設置換刀點，并注意換刀點和換刀指令不能在同一程序段。有刀補的刀具在使用后必須回到換刀點后取消刀補。前兩位表示選擇刀號后兩位

14、表示刀具補償號5.程序的結構與格式7） 輔助功能字（M功能） 輔助功能表示機床輔助動作的指令。用地址碼M和后面兩位數(shù)字表示，從M00 M99。 M03-主軸正轉 M30-程序結束并返回 8） 程序段結束符 寫在每一程序段末尾，表示程序段結束。 “EOB” （End Of Block程序段結束符號的縮寫）書面和顯示的表達有的用“；”，6.常用編程指令的含義與格式6.1 G00快速點定位指令編程格式：G00 X（U）Z（W） ; 該指令命令刀具以點定位方式快速從刀具所在點到達指定點，G00為模態(tài)指令。不對工件進行加工，可以在兩個軸上同時執(zhí)行快速移動。對不適合聯(lián)動的場合，每軸可單動。X_ Z_ 為目

15、標點坐標。G00的移動速度由機床的進給倍率指定。G00指令只能用于刀具快速接近或快速退離工件用，不能作為切削指令使用。6.常用編程指令的含義與格式G00快速點定位指令的應用實例快速定位G00 圖示的定位指令如下：G50 X200. Z260.；G00 X40. Z232.；或G00 U-160. W-28.6.常用編程指令的含義與格式6.2 G01直線插補指令格式：G01 X(U)_Z(W)_ F_； 其中，X(U)、Z(W)為目標點坐標，F(xiàn)為進給速度。 機床執(zhí)行G01指令時，如果之前的程序段中無F指令，在該程序段中必須含有F指令。G01和F都是模態(tài)指令。通常，在車削端面、溝槽等與x軸平行的加

16、工時，只需單獨指定X(或U)坐標；在車外圓、內孔等與Z軸平行的加工時，只需單獨指定Z(或W)值。在車削圓錐時，需要同時指定X(U)和Z(W)終點坐標值。 6.常用編程指令的含義與格式插補的基本概念 需要指出的是，刀具的運動軌跡是折線，而不是光滑的曲線。刀具不能嚴格地沿著要求的曲線運動，只能沿折線逼近所要加工的曲線。一般已知運動軌跡的起點坐標，終點坐標和軌跡的曲線方程，由數(shù)控系統(tǒng)計算出各個中間點的坐標，插入、補上運動軌跡的坐標值，通常把這個過程稱為插補。插補有多種方法，最常用的是逐點比較插補法和數(shù)字積分插補法每進給一步,算一次偏差,比較一次,決定下一步的進給方向.具有速度快,脈沖分配均勻,易實現(xiàn)

17、多軸聯(lián)動等優(yōu)點.6.常用編程指令的含義與格式O301N1 G50 X200. Z100. ；N5 G99 M03;N10 T0100; N20 G00 X30. Z5.; N30 G01 X50. Z-5.F0.1；N40 Z-45.；N50 X80. Z-65.；N60 G00 X200 .Z100.;N70 M30；步驟：1、建立坐標系 2、選擇進給方式 3、啟動主軸 4、選擇刀號 5、編寫程序內容 6、程序結束步驟：1、建立坐標系 2、選擇進給方式 3、啟動主軸 4、選擇刀號 5、編寫程序內容 6、程序結束O123 程序名(程序號)G50 X150. Z60. ； 建立坐標系 G99 M

18、03 ; 設定轉進給、起動主軸T0100 ; 選擇1號刀N10 G00 X20. Z60. ；刀具快速定位 N12 G01 Z0. F0.2 ； 車削20外 圓走 圓走刀0.2mm/rN14 G00 X22. Z60. ； 退刀 N16 X15. ； 快速進刀 N18 G01 Z10. ； 車15外圓N20 G00 X17. Z60. ； 退刀準備下一步車削 N22 X10. ； 快速進刀 N24 G01 Z25. ； 車10外圓N26 G00 X150. Z60. ; 返回起刀點 N28 M30 ； 程序結束6.常用編程指令的含義與格式6.常用編程指令的含義與格式6.3 G02、G03-圓弧插補指令指令格式: G02 X(U)_Z(W)_R_F_； G03 X(U)_Z(W)_R