《數(shù)控加工技術(shù)》課件-項目二 數(shù)控編程基礎(chǔ)

任務(wù)一概述項目二數(shù)控編程基礎(chǔ)任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識任務(wù)四數(shù)控編程的工藝處理任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法任務(wù)五編程中的數(shù)值計算任務(wù)六自動編程簡介任務(wù)一概述數(shù)控編程的內(nèi)容：分析圖樣并確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件加工程序、制作控制介質(zhì)、程序校驗和試切削。數(shù)控編程的步驟：1.分析圖樣、確定加工工藝過程2.數(shù)值計算3.編寫零件加工程序4.制作控制介質(zhì)5.程序校驗和試切削零件圖分析圖樣數(shù)值計算編寫程序制作介質(zhì)校驗和試切一.數(shù)控編程的基本概念二.數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟從零件圖樣到制成控制介質(zhì)的全部過程稱為數(shù)控編程。任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識1．程序的構(gòu)成

零件加工程序由程序號和若干個程序段組成。每個程序號由程序號地址碼和程序的編號組成；每個程序段又由程序段號和若干個指令字組成，每個指令字由字母、符號、數(shù)字組成。

2．程序段格式

程序段的長短、字?jǐn)?shù)和字長都是可變的，字的排列順序沒有嚴(yán)格要求，不需要的字及與上一程序段相同的續(xù)效字可以不寫。程序段一般格式為：N—G—X—Y—Z—…F—

S—

T—

M—；程序段號準(zhǔn)備功能尺寸進給功能主軸轉(zhuǎn)速刀具功能輔助功能3．主程序和子程序一.程序的結(jié)構(gòu)任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識1.坐標(biāo)軸的命名坐標(biāo)軸采用右手直角笛卡爾坐標(biāo)系進行命名。1）坐標(biāo)軸的命名規(guī)定二.數(shù)控機床的坐標(biāo)系任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識2）機床坐標(biāo)系的確定方法（１）Z軸（２）X軸（３）Y軸（４）A、B、C的轉(zhuǎn)向（５）附加坐標(biāo)任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識2.工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系（1）機床坐標(biāo)系與機床原點及機床參考點（2）編程坐標(biāo)系（3）工件坐標(biāo)系與工件原點（4）機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系機床原點的設(shè)置（車床）機床參考點（車床）任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識3.絕對坐標(biāo)系與相對坐標(biāo)系（1）絕對坐標(biāo)系：所有坐標(biāo)值均從坐標(biāo)原點計量的坐標(biāo)系。所用的編程指令稱為絕對指令。絕對坐標(biāo)常用X、Y、Z代碼表示。（2）增量坐標(biāo)系：運動軌跡的終點坐標(biāo)值相對于起點計量的坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點是移動的。所用的編程指令稱為增量指令。增量坐標(biāo)常用U、V、W代碼表示。例：如圖加工直線AB，在絕對坐標(biāo)系中表示B點坐標(biāo)值：XB＝30，YB＝50；在增量坐標(biāo)系中表示B點坐標(biāo)值為：UB＝20，VB＝30任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識4.最小設(shè)定單位與編程尺寸的表示法（1）最小設(shè)定單位：數(shù)控系統(tǒng)能實現(xiàn)的最小位移量，又稱脈沖當(dāng)量（0.01～0.0001㎜）。編程時，所有的編程尺寸都應(yīng)轉(zhuǎn)換成與最小設(shè)定單位相對應(yīng)的數(shù)量。（2）編程尺寸有兩種表示法：1）以最小設(shè)定單位為最小單位來表示；2）以毫米為單位，以有效位小數(shù)來表示。例：X=524.295㎜，Y=36.52㎜，最小設(shè)定單位為0.01㎜，則：1）法表示：X52430Z36522）法表示：X524.30Z36.52任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識程序段中的指令字可分為尺寸字和功能字（功能指令），功能指令可分為：準(zhǔn)備功能G指令、輔助功能M指令，以及F、S、T指令。1.準(zhǔn)備功能G指令（1）準(zhǔn)備功能Ｇ指令：使機床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式的指令。（2）模態(tài)代碼（續(xù)效代碼）：該代碼在一個程序段中被使用后就一直有效，直到出現(xiàn)同組中的其它任一G代碼時才失效。（3）非模態(tài)代碼（非續(xù)效代碼）：只在有該代碼的程序段中有效的代碼。G指令通常位于程序段中尺寸字之前。例N010G90G00X16S600T01M03；N020G01X8Y6F100；N030X0Y0；三.功能指令簡介任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識2.輔助功能M指令

（1）程序停止指令（M00）（2）選擇停止指令（M01）（3）程序結(jié)束指令（M02）（4）與主軸有關(guān)的指令（M03、M04、M05）（5）換刀指令（M06）（6）與切削液有關(guān)的指令（M07、M08、M09）（7）運動部件夾緊與松開（M10、M11）（8）程序結(jié)束指令（M30）3.F、S、T指令用進給速度指令用字母F及其后面的若干位數(shù)字來表示，單位為mm/min或mm/r。用字母S及其后面的若干位數(shù)字來表示，單位為r/min在自動換刀的數(shù)控機床中，該指令用以選擇所需的刀具號和刀補號。（1）進給速度指令。（2）主軸轉(zhuǎn)速指令。（3）刀具號指令。任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法1.絕對坐標(biāo)指令與增量坐標(biāo)指令（G90、G91）G90—絕對坐標(biāo)指令G91—增量坐標(biāo)指令例

編制圖中的移動量。絕對尺寸指令：G90G01X30Y50；增量尺寸指令：G91G01X20Y30；或G01U20V30；2.坐標(biāo)系設(shè)定指令（G92）例

設(shè)置圖中工件坐標(biāo)系坐標(biāo)系設(shè)定指令：G92X400Z200；3.坐標(biāo)平面選擇指令（G17、G18、G19）G17、G18、G19指令分別表示在XY、ZX、YZ坐標(biāo)平面內(nèi)進行加工。其中，G17可缺省。200400OpX

Z一.與坐標(biāo)系有關(guān)指令任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法1.快速點定位指令（G00）G00使刀具以點位控制方式從其所在點以最快速度移動到坐標(biāo)系的另一點。書寫格式:Ｇ００Ｘ___Ｙ__Ｚ___

目標(biāo)點坐標(biāo)2.直線插補指令（G01）G01用以指令兩個坐標(biāo)(或三個坐標(biāo))以聯(lián)動的方式，按程序段中規(guī)定的進給速度F，插補加工出任意斜率的直線。書寫方式：ＧＯ１Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｆ＿＿

進給速度目標(biāo)點坐標(biāo)二.運動控制指令任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法

(1)XY平面圓弧

(2)XZ平面圓弧

(3)YZ平面圓弧

3.圓弧插補指令（G02、G03）G02表示順時針圓弧插補；G03表示逆時針圓弧插補。(1)圓弧順、逆方向判斷：沿垂直于要加工的圓弧所在平面的坐標(biāo)軸從正向往負(fù)向看，刀具相對于工件的轉(zhuǎn)動方向是順時針用G02，反之用G03。(2)書寫格式為：______030217FJIRYXGGGtyü?íìtyü?íì______030218FKIRZXGGGtyü?íìtyü?íì______030219FKJRZYGGGtyü?íìtyü?íì任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法

例編出加工圖所示零件程序。

1.使用絕對值且R方式：O0100N0010G92X0Y0；N0020G90G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-80Y-40F200；N0040G01X-80Y-20；N0050G02X-40Y20R40F100；N0060G03X20Y80R60；N0070G01X40Y80F200；N0080Y-40；N0090G00X0Y0M02；任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法

2.使用增量值且I、J方式：O0200N0010G92X0Y0；N0020G91G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-120Y0F200；N0040X0Y20；N0050G02X40Y40I40J0F100；N0060G03X60Y60I0J60；N0070G01X20F200；N0080Y-120；N0090G00X-40Y40M02；4.暫停(延遲)指令（G04）書寫格式為：G0410任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法1.刀具半徑補償指令（G41、G42、G40）1.1刀具半徑補償概念實際的刀具都是有半徑的。使刀具的刀尖沿零件輪廓曲線加工，刀位點的運動軌跡即加工路線應(yīng)該與零件輪廓曲線有一個半徑值大小的偏移量。使刀具的刀位點正確運動有兩種方式：1)加工前計算出刀位點運動軌跡，再編程加工；2)按零件輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編程，由系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓和刀具半徑R自動計算出刀具中心軌跡。三.刀具補償指令任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法1.2刀具半徑補償指令G41為刀具左補償，指順著刀具前進方向看，刀具偏在工件輪廓的左邊；G42為刀具右補償，指順著刀具前進方向看，刀具偏在工件輪廓的右邊；G40為取消刀補。書寫格式：1．G41、G42與G00，G01配合使用。

2．G41、G42與G02，G03配合使用。X—Y—D；ú?ùê?éú?ùê?é42410100GGGGD—；ú?ùê?é4241GGX—Y—R—；ú?ùê?é0302GG任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法2.刀具長度補償指令（G43、G44）用于刀具軸向（Z方向）補償，可使刀具在Z方向上的實際位移大于或小于程序給定值。即：書寫格式：

執(zhí)行結(jié)果：正偏置G43：Z實際值=Z指令值+（H—）負(fù)偏置G44：Z實際值=Z指令值-（H—）G40為取消刀補。

Z向?qū)嶋H位移量＝程序給定值±補償值可正可負(fù)Z—H—；

ú?ùê?é4443GG任務(wù)三數(shù)控編程的工藝處理1．?dāng)?shù)控加工工藝的內(nèi)容十分具體

通用機床上由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時轉(zhuǎn)變成為編程人員必須事先具體設(shè)計和具體安排的內(nèi)容。2．?dāng)?shù)控加工的工藝處理相當(dāng)嚴(yán)密

在進行數(shù)控加工的工藝處理時，必須注意到加工過程中的每一個細(xì)節(jié)，考慮要十分嚴(yán)密。編程人員不僅必須具備較扎實的工藝基礎(chǔ)知識和較豐富的工藝設(shè)計經(jīng)驗，而且必須具有嚴(yán)謹(jǐn)踏實的工作作風(fēng)。

二.數(shù)控編程中工藝處理的內(nèi)容一.數(shù)控加工工藝特點

數(shù)控加工的合理性分析、零件的工藝性分析、工藝過程和工藝路線的確定、零件安裝方法的確定、選擇刀具和確定切削用量。數(shù)控編程的工藝處理1.合理確定零件的加工路線

零件的加工路線：數(shù)控機床加工過程中刀具刀位點相對于被加工零件的運動軌跡和運動方向。確定加工路線的原則：1．應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求；2．應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間；3．應(yīng)使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。a)

b)

c)

三.數(shù)控編程中工藝處理的幾個問題任務(wù)四數(shù)控編程的工藝處理2.合理選擇對刀點、換刀點(1)刀位點：用來表示刀具在機床上的位置。如圖,立銑刀指刀具軸線與刀具底面的交點，球頭銑刀指球頭銑刀的球心，車刀和鏜刀指刀尖，鉆頭指鉆尖。任務(wù)四數(shù)控編程的工藝處理

刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置，用符號表示。在數(shù)控機床上加工零件時，刀具刀位點相對零件運動的起始點。用符號表示。選擇對刀點的原則：1.要便于數(shù)學(xué)處理和簡化編程；2.在機床上找正容易，加工中檢查方便；3.引起的加工誤差小。(2)起刀點(對刀點、程序起點)：(3)換刀點：任務(wù)四數(shù)控編程的工藝處理3.合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量(1)選用和設(shè)計夾具應(yīng)遵循的原則(2)數(shù)控加工的刀具要求精度高、剛性好、耐用度高、尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便，因而需采用優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。(3)選擇切削用量的原則四.合理編制工藝文件數(shù)控加工工藝文件主要有：工序卡、刀具調(diào)整單、零件的加工程序單等。1.工序卡2.刀具調(diào)整單3.機床調(diào)整單4.數(shù)控加工程序單任務(wù)五編程中的數(shù)值計算1.基點和節(jié)點的計算基點：構(gòu)成零件輪廓的兩相鄰幾何元素的交點或切點。節(jié)點：在誤差允許范圍內(nèi)，逼近非圓曲線的若干個直線段或圓弧段的交點。2.刀位點軌跡的計算刀位點運動軌跡與零件輪廓曲線不完全重合，對沒有刀具半徑補償功能的經(jīng)濟型數(shù)控機床，編程時需計算出刀位點運動軌跡。3.輔助計算輔助計算包括：輔助程序計算、脈沖數(shù)計算、尖角過渡計算、增量計算。一.數(shù)值計算的主要內(nèi)容任務(wù)五編程中的數(shù)值計算方法：選定零件坐標(biāo)系，列出各直線和圓弧的解析方程：將兩相鄰幾何元素的方程聯(lián)立起來，可解出各交點或切點的坐標(biāo)。若數(shù)控機床沒有刀具半徑補償功能，由直線和圓弧組成的零件輪廓，需要根據(jù)零件輪廓和刀具半徑計算出刀位點軌跡上的基點坐標(biāo)。方法為：選定零件坐標(biāo)系，列出各直線和圓弧的等距線解析方程：將兩相鄰幾何元素的等距線方程聯(lián)立起來，可求出刀位點軌跡的基點坐標(biāo)值。222)()(0RyxcByAx=-+-=++hx，圓?。褐本€：22222()()(），圓?。褐本€：刀刀rRyxBArcByAx±=++±=++hx二.直線和圓弧組成的零件輪廓的基點計算任務(wù)五編程中的數(shù)值計算1．以起點A為圓心，以為半徑作圓2．求PT的斜率以下方程聯(lián)立求Ｐ點坐標(biāo):、Ｔ則()()222允d=-+-aayyxx允d()ppyx,()ttyx,()()()()?????????íì=￠=--=-+----=--曲線方程曲線切線方程圓方程（）（圓切線方程允)()()222tttptptapapapapptptxfyxfxx