2數(shù)控編程基礎(chǔ)2

【授課時(shí)數(shù)】2學(xué)時(shí)【復(fù)習(xí)舊課】1.數(shù)控編程的主要內(nèi)容是什么？2.在數(shù)控機(jī)床上如何使用右手直角笛卡爾法則判斷坐標(biāo)軸？3.數(shù)控編程的方法有哪幾種?【導(dǎo)入新課】作為數(shù)控編程與操作人員，編程時(shí)如何確定各個(gè)點(diǎn)的位置，采用什么樣的坐標(biāo)系，使用什么方法編程？下面我們通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系以及絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)編程方式來(lái)了解這方面的內(nèi)容?！臼谡n內(nèi)容】第二節(jié)機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系一、機(jī)床坐標(biāo)系為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，就要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系就叫機(jī)床坐標(biāo)系，也叫標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是確定工件位置和機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基本坐標(biāo)系，是機(jī)床固有的坐標(biāo)系。二、工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是由編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝，以零件上某一固定點(diǎn)為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系。又稱(chēng)為編程坐標(biāo)系或工作坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一般供編程使用，確定工件坐標(biāo)系時(shí)不必考慮工件在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標(biāo)系所取代。三、附加坐標(biāo)系為了編程和加工的方便，如果還有平行于X、Y、Z坐標(biāo)軸的坐標(biāo)，有時(shí)還需設(shè)置附加坐標(biāo)系，可以采用的附加坐標(biāo)系有：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)。四、幾個(gè)重要概念1．機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)又稱(chēng)為機(jī)械原點(diǎn)，是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。該點(diǎn)是機(jī)床上一個(gè)固定的點(diǎn)，其位置是由機(jī)床設(shè)計(jì)和制造單位確定的，通常不允許用戶(hù)改變。機(jī)床原點(diǎn)是工件坐標(biāo)系、機(jī)床參考點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)，也是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)。數(shù)控車(chē)床的機(jī)床原點(diǎn)一般設(shè)在卡盤(pán)后端面的中心，有的設(shè)在進(jìn)給行程的終點(diǎn)。數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)，各生產(chǎn)廠(chǎng)不一致，有的設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)的中心，有的設(shè)在進(jìn)給行程的終點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床上電時(shí)并不知道機(jī)床原點(diǎn)，每個(gè)坐標(biāo)軸的機(jī)械行程是由最大和最小限位開(kāi)關(guān)來(lái)限定的。2．機(jī)床參考點(diǎn)為了正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系，通常在每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)(測(cè)量起點(diǎn))，機(jī)床參考點(diǎn)已由機(jī)床制造廠(chǎng)測(cè)定后輸入數(shù)控系統(tǒng)，并且記錄在機(jī)床說(shuō)明書(shū)中，用戶(hù)不得更改。機(jī)床接通電源后，通常都要做回零操作，使刀具或工作臺(tái)退離到機(jī)床參考點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。當(dāng)回零操作完成后，顯示器即顯示出機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，表明機(jī)床坐標(biāo)系已自動(dòng)建立?？梢哉f(shuō)回零操作是對(duì)基準(zhǔn)的重新核定，可消除由于種種原因產(chǎn)生的基準(zhǔn)偏差。有些數(shù)控機(jī)床的機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)重合。3．工件原點(diǎn)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)稱(chēng)為工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)選擇要盡量滿(mǎn)足編程簡(jiǎn)單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。一般情況下，以坐標(biāo)式尺寸標(biāo)注的零件，編程原點(diǎn)應(yīng)選在尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)稱(chēng)零件或以同心圓為主的零件，編程原點(diǎn)應(yīng)選在對(duì)稱(chēng)中心線(xiàn)或圓心上。數(shù)控車(chē)床上加工工件時(shí)，工件原點(diǎn)一般設(shè)在主軸中心線(xiàn)與工件右端面(或左端面)的交點(diǎn)處，如圖2-4(a)所示。數(shù)控銑床上加工工件時(shí)，工件原點(diǎn)一般設(shè)在進(jìn)刀方向一側(cè)工件外輪廓表面的某個(gè)角上或?qū)ΨQ(chēng)中心上，Z軸的編程原點(diǎn)通常選在工件的上表面。如圖2-4(b)所示。(a)(b)圖2-4工件原點(diǎn)設(shè)置(a)數(shù)控車(chē)床(b)數(shù)控銑床4．對(duì)刀與對(duì)刀點(diǎn)在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置。每把刀具的半徑與長(zhǎng)度尺寸都是不同的，刀具裝在機(jī)床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置，即常說(shuō)的對(duì)刀問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床的裝備不同，所采用的對(duì)刀方法也不同。如果數(shù)控機(jī)床自帶對(duì)刀儀或配有機(jī)外對(duì)刀儀，那么對(duì)刀問(wèn)題會(huì)比較簡(jiǎn)單，對(duì)刀精度也較高；否則，只能采用手動(dòng)對(duì)刀，對(duì)刀過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，效率也低。在數(shù)控車(chē)床上，常用的對(duì)刀方法為試切對(duì)刀。對(duì)于數(shù)控銑床來(lái)說(shuō)，通常工件坐標(biāo)系的確定，是通過(guò)對(duì)刀的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)刀的目的是確定工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。對(duì)刀點(diǎn)是指通過(guò)對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在工件上，也可以設(shè)在與工件的定位基準(zhǔn)有一定關(guān)系的夾具某一位置上。當(dāng)對(duì)刀精度要求較高時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，對(duì)于以孔定位的工件，一般取孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)往往與工件原點(diǎn)重合。若二者不重合，在設(shè)置機(jī)床零點(diǎn)偏置時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到兩者的差值。5．換刀點(diǎn)換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車(chē)床等采用多刀加工的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過(guò)程中要自動(dòng)換刀，在編程時(shí)應(yīng)考慮選擇合適的換刀位置。對(duì)于手動(dòng)換刀的數(shù)控銑床，也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。為防止換刀時(shí)碰傷零件、刀具或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。6.刀位點(diǎn)刀架轉(zhuǎn)位換刀的位置點(diǎn)。介紹主要數(shù)控車(chē)刀、銑刀的刀位點(diǎn)位置。第三節(jié)絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)編程一、絕對(duì)坐標(biāo)編程絕對(duì)坐標(biāo)是指點(diǎn)的坐標(biāo)值是相對(duì)于“工件原點(diǎn)”計(jì)量的。G90表示絕對(duì)值方式編程。二、相對(duì)坐標(biāo)編程相對(duì)坐標(biāo)又叫增量坐標(biāo)，是指運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)值是以“前一點(diǎn)”的坐標(biāo)作為起點(diǎn)來(lái)計(jì)量的。G91表示相對(duì)值方式編程。在編程時(shí)要根據(jù)零件的加工精度要求及編程方便與否選用坐標(biāo)類(lèi)型。在數(shù)控程序中絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)可單獨(dú)使用，也可在不同程序段上交叉設(shè)置使用，有的系統(tǒng)還可以在同一程序段中混合使用，使用原則主要是看哪種方式編程更方便，如圖2-5所示。點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)相對(duì)坐標(biāo)XYXYOABC0000203050404020201020400-20D5000-20圖2-5點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡注意：有些數(shù)控系統(tǒng)沒(méi)有絕對(duì)和增量尺寸指令，當(dāng)采用絕對(duì)尺寸編程時(shí)，尺寸字用X、Y、Z表示；采用增量尺寸編程時(shí)，尺寸字用U、V、W表示。數(shù)控車(chē)床上X軸向的坐標(biāo)不論是絕對(duì)值還是增量值，一般都用直徑值表示(稱(chēng)為直徑編程)，這樣會(huì)給編程帶來(lái)方便，此時(shí)刀具實(shí)際的移動(dòng)距離是直徑值的一半。第3章數(shù)控程序的指令代碼數(shù)控程序所用的代碼，主要有準(zhǔn)備功能G代碼、輔助功能M代碼、進(jìn)給功能F代碼、主軸轉(zhuǎn)速功能S代碼和刀具功能T代碼。在數(shù)控編程中，用各種G指令和M指令來(lái)描述工藝過(guò)程的各種操作和運(yùn)動(dòng)特征。第一節(jié)準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能G指令是使數(shù)控機(jī)床建立起某種加工方式的指令，如插補(bǔ)、刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)等。G指令由地址符G和其后的兩位數(shù)字組成，從G00～G99共100種。分析表3-1。表內(nèi)標(biāo)有字母a、c、d、…字母的，是表示所對(duì)應(yīng)的第一列中的G代碼為模態(tài)代碼(又稱(chēng)續(xù)效代碼)，字母相同的為一組，同組的任意兩個(gè)G代碼不能同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)程序段中。模態(tài)代碼一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，便保持到以后程序段中直到出現(xiàn)同組的另一代碼時(shí)才失效；標(biāo)有“*”的為非模態(tài)代碼。非模態(tài)代碼只在所出現(xiàn)的程序段有效。第二節(jié)輔助功能輔助功能指令是用于指定主軸的旋轉(zhuǎn)方向、啟動(dòng)、停止、冷卻液的開(kāi)關(guān)，工件或刀具的夾緊或松開(kāi)，刀具的更換等功能。輔助功能指令由地址符M和其后的兩位數(shù)字組成。分析表3-2。第三節(jié)主軸功能、進(jìn)給功能和刀具功能一、主軸功能主軸功能又稱(chēng)為S功能，用來(lái)指定主軸轉(zhuǎn)速，用字母S和其后的1～4位數(shù)字表示。有恒轉(zhuǎn)速（r/min）和恒線(xiàn)速度（m/min）兩種指令方式。S代碼只是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速的大小，并不會(huì)使主軸回轉(zhuǎn)，必須有M03(主軸正轉(zhuǎn))或M04(主軸反轉(zhuǎn))指令時(shí)，主軸才開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。二、進(jìn)給功能進(jìn)給功能又稱(chēng)F功能，用來(lái)指定坐標(biāo)軸移動(dòng)的進(jìn)給速度。F為續(xù)效代碼。F=S(r/min)·f(mm/r)f通常取0.1，解釋F、S、f三者的關(guān)系及取值規(guī)律。三、刀具功能刀具功能又稱(chēng)為T(mén)功能，在自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床中，該指令用于選擇所需的刀具，同時(shí)還可用來(lái)指定刀具補(bǔ)償號(hào)。一般加工中心程序中T代碼的數(shù)字直接表示選擇的刀具號(hào)碼，如T10表示10號(hào)刀；數(shù)控車(chē)床程序中的T代碼后的數(shù)字既包含所選擇刀具號(hào)，也包含刀具補(bǔ)償號(hào)，如M06T0806表示選擇8號(hào)刀，調(diào)用6號(hào)刀具補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)度和半徑補(bǔ)償。由于不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的指令方法和含義，具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)參照數(shù)控機(jī)床的編程說(shuō)明書(shū)?！菊n堂小結(jié)】機(jī)床坐標(biāo)系中機(jī)床原點(diǎn)和參考點(diǎn)，工件坐標(biāo)系中的工件原點(diǎn)和換刀點(diǎn)是本次課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，要結(jié)合數(shù)控機(jī)床加深理解。