數(shù)控系統(tǒng)程序輸入與通信

第二章數(shù)控系統(tǒng)程序輸入與通信第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)第三節(jié)信息輸入第四節(jié)數(shù)控加工程序的輸入第五節(jié)數(shù)控加工程序的預(yù)處理第六節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的通信接口與網(wǎng)絡(luò)

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識

一、數(shù)控編程的概念

編程的內(nèi)容與步驟

數(shù)控編程的過程可以用流程圖2-1表示。各環(huán)節(jié)簡要說明如下：確定加工方案工藝處理數(shù)學(xué)處理編寫程序清單制備控制介質(zhì)程序檢驗圖2-1數(shù)控編程過程

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識1．確定加工方案選擇能夠?qū)崿F(xiàn)該方案的適當?shù)臋C床、刀具、夾具和裝夾方法。2.

工藝處理工藝處理包括選擇對刀點，確定加工路線和切削用量。3.數(shù)學(xué)處理數(shù)學(xué)處理的主要任務(wù)就是根據(jù)圖紙數(shù)據(jù)求出編程所需的數(shù)據(jù)。4.編寫程序清單5.制備介質(zhì)和程序檢驗

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識應(yīng)用描述:a.

明確加工目的,確定工藝參數(shù)

b.

算基點與節(jié)點

c.

按規(guī)定的程序格式,逐條寫程序

d.

程序輸入:鍵盤、接口

e.

程序校驗首件試切:

●空刀運動

●用筆代刀

●大批量生產(chǎn)（試切一件）

●三維動態(tài)顯示

好的編程人員,要熟悉

a.

機床結(jié)構(gòu)、性能

b.

數(shù)控系統(tǒng)

c.

加工工藝

※充分發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機床本身的能力

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識編程方法

1.

手工編程

2.

自動編程二、數(shù)控編程的代碼（介紹）為了滿足設(shè)計、制造、維修和普及的需要，在輸入代碼、坐標系統(tǒng)、加工指令、輔助功能及程序格式方面，國際上已形成了兩個通用的標準ISO—InternationalStandardOrganizationEIA—ElectronicIndustriesAssociation

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識三、準備功能G代碼和輔助功能M代碼1.準備功能G指令

（共有100種，分模態(tài)與非模態(tài)—P16表2-2）常用的G指令有：(1)．快速點定位指令G00

格式為：G00X—Y—；

三種可能的路徑：

Y

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識XXXYYAAABBBa）方案1b）方案2c）方案3

圖2-2G00指令的運動軌跡

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識

（2）直線插補指令G01

格式：G01X—Y—F—；

（3）

圓弧插補指令G02、G03

格式：G02（G03）X—Y—I—J—F—；

a）逆圓指令G03b）順圓指令G02圖2-3圓弧插補指令2、輔助功能M指令（開關(guān)功能控制-P17表2-4）（1）．程序停止指令M00、M01和M02（2）．主軸轉(zhuǎn)動控制指令M03、M04和M05（3）．換刀指令M06（4）．冷卻液控制指令M07、M08和M09（5）．夾緊和松開指令M10和M11（6）．改變運動方向指令M15和M16（7）．主軸定向停止指令M19（8）．

紙帶結(jié)束指令M30（9）．

互鎖旁路指令M31

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識四、其他代碼(S、T、F)1．主軸功能2．刀具功能3．進給功能4．主軸速度和進給速度的其它表示方法

第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識五、程序結(jié)構(gòu)與格式

例:

N3

G00X10Z10M03S650

;（1）程序段號:查找、跳轉(zhuǎn)、注意，程序段標號與程序的執(zhí)行順序無關(guān)，不管有無括號，程序都是按排列的先后次序執(zhí)行。(2）程序段中的主體部分：主體部分包含了各種控制信息和數(shù)據(jù)（3）結(jié)束符:；、LF、*

第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)

一.數(shù)控機床的坐標軸與運動

直角笛卡爾坐標軸注意右手螺旋定正負無論那一種數(shù)控機床都規(guī)定：Z軸是平行于主軸中心線的坐標軸。注意：刀具相對靜止工件運動的原則。

第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)

第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)圖2-5圓弧插補指令

第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)

二.數(shù)控機床的坐標系機床的坐標原點在機床上某一點，是固定不變的，機床出廠已確定。機床的換刀點，托板的交換點，…這些點在機床上都是固定點。（1）機床坐標系:在數(shù)控機床中，為了實現(xiàn)零件的加工，往往需要控制幾個方向的運動，這就需要建立坐標系，以便區(qū)別不同運動方向。（2）工件坐標系：程序編制人員在編程時使用的坐標系。在這個坐標系內(nèi)編程可以簡化坐標計算，減少錯誤，縮短程序長度。

第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)

三.絕對坐標系與相對（增量）坐標系（P20）在實際的加工中,操作者在機床上裝好工件之后要測量該工件坐標系的原點和基本機床坐標系原點的距離,并把測得的距離在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定,這個設(shè)定值叫工件零點偏置。有些數(shù)控系統(tǒng)把選用機床坐標系的指令設(shè)定為G54—G59，它是模態(tài)代碼。需要指出的是,現(xiàn)代機床一般用預(yù)置寄存的方法設(shè)定機床坐標系、手工輸入方法設(shè)置加工坐標系。CRT/MDI(Cathode–reytube/mandatainput)

第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)2．對刀點的確定對刀點也稱起刀點是數(shù)控加工中刀具相對工件運動的起點。a）對稱零件的對刀點選擇b）鉆孔加工時的對刀點選擇圖2-6對刀點的選擇

第三節(jié)信息輸入一.數(shù)控系統(tǒng)的信息數(shù)字量:對各坐標軸的運動進行數(shù)字控制。如對進給各坐標軸運動的控制。開關(guān)量:實現(xiàn)輔助功能，如主軸的啟停、換向，冷卻、潤滑的啟停等。

二.數(shù)控系統(tǒng)的信息流程

輸入存儲譯碼刀具補償進給速度處理插補I/O處理位置控制

第四節(jié)數(shù)控加工程序的輸入一、數(shù)控加工程序輸入方式及特點：

NC輸入方式：（早期紙帶輸入、內(nèi)存?。?--輸入一條就執(zhí)行一條

CNC輸入方式：（磁盤、DNC接口、內(nèi)存大）--一次性讀入分段執(zhí)行

特點：（P22）二、數(shù)控加工程序的輸入：

1.輸入(MDI、磁盤、DNC接口)

2.零件加工程序的存放形式（P23）（兩區(qū)：零件加工程序存儲區(qū)：連續(xù)存儲，不留空隙；目錄區(qū)：含程序名稱、程序首址、程序終址）零件程序肢的存儲形伸式—系統(tǒng)涼內(nèi)部代碼(表2-樸5)例：N05沫G90決G裁01躬X1瘋06沙Y-皺60叢F4飄6紀M05著L楊F（與教材中X100匆Y-千50比較）加工程鮮序輸入槳時完成添代碼識怠別,形蜜成“數(shù)聽控加工肉程序存欣儲器存長放程序麻段的情鴉況(表2-6)”第五節(jié)柿數(shù)控盜加工程冶序的預(yù)奔處理一.什么泥是譯碼(P24)譯碼階燃段根據(jù)子數(shù)控加肺工程序斧存儲器寄內(nèi)容,事形成“參譯碼結(jié)患果緩沖崖器格式(表2-柜7)”,即擠數(shù)控系只統(tǒng)能夠痰識別\珠執(zhí)行的隊代碼形伙式—機蔑器指令揭。其中將M代碼、G代碼按表籮2-8、節(jié)表2-9妹規(guī)定分組痛（P26）第四節(jié)劣數(shù)控加工軍程序的輸棍入第五節(jié)暖數(shù)控右加工程徐序的預(yù)貝處理表2-5常用數(shù)堵控代碼渡對應(yīng)關(guān)塌系字符EIA碼ISO碼內(nèi)碼字符ELA碼ISO碼內(nèi)碼020H30H00HX37HD8H12H101HB1H01HY38H59H13H202HB2H02HZ29H5AH14H313H33H03HI79HC9H15H404HB4H04HJ51HCAH16H515H35H05HK52H4BH17H616H36H06HF76HC6H18H707HB7H07HM54H4DH19H808HB8H08HLF/CR80H0AH20H919H39H09H_40H2DH21HN45H4EH10HDEL7FHFFHFFHG67H47H11HEOR0BHA5H22H第五節(jié)屆數(shù)控散加工程菠序的預(yù)脆處理表2-6數(shù)控加樓工程序喪存儲器地址內(nèi)容地址內(nèi)容地址內(nèi)容2000H10H2008H01H2010H00H2001H00H2009H12H2011H18H2002H05H200AH01H2012H04H2003H11H200BH00H2013H06H2004H09H200CH06H2014H19H2005H00H200DH13H2015H00H2006H11H200EH21H2016H05H2007H00H200FH06H2017H20H第五節(jié)弦數(shù)控賣加工程濫序的預(yù)渾處理地址碼字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)形式地址碼字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)形式N1BCD碼MX1特征字X2二進制MY1特征字Y2二進制MZ1特征字Z2二進制GA1特征字I2二進制GB1特征字J2二進制GC1特征字K2二進制GD1特征字F2二進制GE1特征字S2二進制GF1特征字T1BCD碼譯碼結(jié)莊果緩沖軍器格式第五節(jié)溉數(shù)控加工綢程序的預(yù)后處理單元名地址內(nèi)碼單元名地址內(nèi)碼N4000H05HF400EH00HX4001H6AHS400FH00H4002H00H4010H00HY4003HC4HT4011H00H4004HFFHMX4012H00HZ4005H00HMY4013H05H4006H00HMZ4014H00HI4007H00HGA4015H01H4008H00HGB4016H00HJ4009H00HGC4017H00H400AH00HGD4018H00HK400BH00HGE4019H00H400CH00HGF401AH90HF400DH2EH譯碼結(jié)果縫緩沖器第五節(jié)砌數(shù)控窗加工程阻序的預(yù)刻處理二、刀具備補償1為什及么要進行翠刀具補償如圖2-7所示，尼在銑床孔上用半怕徑為r的刀具無加工外醫(yī)形輪廓與為A的工件棗時，刀銜具中心勢沿著與帳輪廓A距離為r的軌跡B移動。金我們要氣根據(jù)輪廉廓A的坐標參持數(shù)和刀具抗半徑r值計算相出刀具偏中心軌作跡B的坐標貪參數(shù)，文然后再御編制程羅序進行興加工，志因控制撥系統(tǒng)控食制的是奶刀具中溉心的運鴨動。在娛輪廓加史工中，呢由于刀驕具總有應(yīng)一定的簡半徑，霉如銑刀壯半徑或達線切割懲機的鉬擇絲半徑藥等。刀茫具中心嘆（刀位笛點）的稻運動軌價跡并不曾等于所姓加工零晚件的實趟際軌跡?。ㄖ苯迂?zé)按零件流廓形編翻程所得癥軌跡）論，數(shù)控方系統(tǒng)的顯刀具半述徑補償形就是把折零件輪睛廓軌跡這轉(zhuǎn)換成杠刀具中烤心軌跡既。第五節(jié)蝕數(shù)控腿加工程醒序的預(yù)求處理刀具圖2-7栽刀具擦半徑補償AB第五節(jié)夾數(shù)控拘加工程認序的預(yù)蛋處理2刀具妄長度補償川及刀具半疑徑補償具體應(yīng)用加工中打心：一甚個重要糠組成部校分就是商自動換狼刀裝置回，在一帝次加旅工中使文用多把黑長度不括同的刀糧具，需筐要有刀蔽具長度位補償功飾能。輪廓銑削使加工：為盯刀具中心蹈沿所需軌頓跡運動，廚需要有刀蹈具半仍徑補償功諷能。車削加工墾：可以使業(yè)用多種刀表具，數(shù)控攏系統(tǒng)具備宴了刀具長腎度和刀具莊半徑補償袍功能，使淺數(shù)控程序棄與刀具形這狀和刀具品尺寸盡量息無關(guān)，可丸大大簡化剪編程。第五節(jié)蓄數(shù)控掛加工程襯序的預(yù)粗處理具有刀具此補償功能慈，在編制切加工程序棍時，可以戀按零件實事際輪廓編婚程，加工末前測量實陸際的刀具搖半徑、長疲度等，作械為刀具補諷償參數(shù)輸懇入數(shù)控系五統(tǒng)，可以裁加工出合轉(zhuǎn)乎尺寸要第求的零件庭輪廓。刀具補臂償功能供還可以澤滿足加駐工工藝踏等其他鴨一些要膀求，可借以通過垂逐次改費變刀具責(zé)半徑補坐償值大篇小的辦痰法，調(diào)偉整每次揀進給量藥，以達沿到利用墳同一程瞇序?qū)崿F(xiàn)誤粗、精紫加工循權(quán)環(huán)。另攤外，因鐮刀具磨攜損、重白磨而使篇刀具尺扎寸變化此時，若欲仍用原翅程序，浩勢必造當成加工吊誤差，覆用刀具儉長度補紹償可以麻解決這恢個問題輸。第五節(jié)階數(shù)控邁加工程窮序的預(yù)期處理三、

進給速度處理（控制）為什么要控制進給速度對于任何一個數(shù)控機床來說，都要求能夠?qū)M給速度進行控制，它不僅直接影響到加工零件的表面粗糙度和精度，而且與刀具和機床的壽命和生產(chǎn)效率密切相關(guān)。按照加工工藝的需要，進給速度的給定一般是將所需的進給速度用F代碼編入程序。對于不同材料的零件，需根據(jù)切削速度、切削深度、表面粗糙度和精度的要求，選擇合適的進給速度。在進給過程中，還可能發(fā)生各種不能確定或沒有意料到的情況，需要隨時改變進給速度，因此還應(yīng)有操作者可以手動調(diào)節(jié)進給速度的功能。數(shù)控系統(tǒng)能提供足夠的速度范圍和靈活的指定方法。第五節(jié)員數(shù)控列加工程菠序的預(yù)侮處理另外，在沙機床加工恩過程中，應(yīng)由于進給窗狀態(tài)的變匙化，如起濫動、升速、降棚速和停止湖，為了防扣止產(chǎn)生沖攪擊、失步帶、超程或紹振蕩等，保證運動胳平穩(wěn)和準沫確定位，量必須按一會定規(guī)律完框成升速和佛降速的過程。進給速芒度控制棟方法和抬所采用燭的插補廁算法有剝關(guān)1.開環(huán)疾控制系統(tǒng)軋--脈沖增符量插補孩方式下運進給速小度控制以步進引電機作米為執(zhí)行子元件的珍開環(huán)數(shù)爹控系統(tǒng)踏中，各決坐標的迎進給速黑度是通啊過控制講向步進乎電機發(fā)謎出脈沖喂的頻率雙來實現(xiàn)纖的，所僑以進給些速度處傘理是根秀據(jù)程編條的進給吩速度值喝來確定擔(dān)脈沖源云頻率的獄過程。肥進給速消度F與脈沖源眼頻率f之間關(guān)忽系為：第五節(jié)脖數(shù)控加工膛程序的預(yù)魂處理fFd60＝式中d—為脈沖代當量(mm/脈沖)則；f—脈沖源頻