数控加工手工编程

第二章数控加工手工编程第二章数控加工手工编程第2页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制目录2.1数控编程的基础知识一、数控编程的概念二、数控编程的内容和步骤三、数控编程的方法四、数控机床的坐标系2.2数控编程的常用指令与格式一、程序编制的标准与代码二、数控程序的结构与格式三、常用的程序编制指令2.3数控车削加工程序编制一、数控车削编程的特点二、主要功能指令三、编程实例2.4数控铣削加工程序编制一、数控铣削编程的特点二、主要功能指令三、编程实例第二章数控加工手工编程第3页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制2.1数控编程的基础知识数控编程技术：包含了数控加工与编程、金属加工工艺、CAD/CAM软件的操作等多方面的技术。一、数控编程的概念数控编程：是根据被加工零件的几何信息和工艺信息，按数控系统所规定的指令和格式编制数控加工指令序列这一过程叫数控编程。几何信息：简单的说就是零件的轮廓形状的坐标值等信息。工艺信息：就是与被加工零件工艺相关的信息。包括①与数控机床被控动作相关的工艺信息，如：机床的开关、主轴的启停、旋转方向和转速的改变、进给运动的方向、速度和方式、刀具的选择及更换、刀具的长度和半径的补偿、冷却液的开关等；②与切削加工有关的工艺信息，如：零件的定位与装夹、走刀路线、吃刀量等切削用量的选择信息。第二章数控加工手工编程第4页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制二、数控程序编制的内容与步骤数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。在编制数控加工程序前，首先应了解数控程序编制的主要工作内容、工作步骤及应遵循的原则。编制数控程序的内容及步骤如图2.2所示。图2.2数控程序编制的内容及步骤第二章数控加工手工编程第5页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制（1）分析零件图样和制定数控加工工艺方案:对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具、夹具；确定合理的走刀路线；选择合理的切削用量等。（2）数学处理:根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算出刀具中心的运动轨迹，获得刀位数据，可手工计算或使用CAD/CAM软件自动计算。（3）编写零件加工程序:按规定格式编写程序。（4）程序检验:a)仿真。有图形模拟显示功能的数控机床或用轨迹仿真的CAM软件，可通过显示走刀轨迹或模拟工件的切削过程，对程序进行加工仿真检查。b)试切。正式加工前采用机床空运转或用铝件、塑料、石蜡等易切材料进行试切（形状复杂和要求高时），检查机床动作和运动轨迹的正确性；或用相同材料的毛坯试切检验程序。第二章数控加工手工编程第6页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制三、数控编程方法•1、手工编程一般情况下，对几何形状不太复杂、程序不长、计算较简单的零件，用手工编程比较合适。缺点：费时，易出错，对复杂形状零件的编程无法胜任。据国外资料统计，采用手工编程时，其编程时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均约为30:1。•2、自动编程自动编程：编程人员只需分析零件图样和制定工艺方案，其余各步工作（数学处理、编写程序、程序校验）均由计算机完成。自动编程的优点：编程工作效率高，可实现复杂形状零件的编程。自动编程将在第七章进行讲解。第二章数控加工手工编程第7页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制四、数控机床的坐标系ISO标准和我国的标准（JB3051—82）都规定数控机床的坐标系采用笛卡儿直角坐标系，即右手法则，见图2.3所示。1、机床坐标系设定坐标系时的几项规定：●假定：工件不动，刀具移动。●规定：刀具远离工件的方向作为机床各坐标轴的正方向。●选定：机床坐标系的Z轴与数控机床的主轴重合或平行。图2.3右手直角坐标系第二章数控加工手工编程第8页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制1）右手笛卡儿坐标系判定方法：①伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°，则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标；②大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向；③围绕X、Y、Z坐标轴旋转的旋转坐标系分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向为A、B、C的正向。2）坐标轴正方向的确定：确定的顺序：先确定Z轴,然后是X轴,最后为Y轴。确定的依据：（三条规定）假定工件不动，刀具运动；刀具离开工件的方向为各坐标轴的正方向；Z轴与主轴重合或平行。①Z轴正方向的确定:平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标轴，Z坐标的正方向为刀具离开工件的方向，如下图2.4所示。第二章数控加工手工编程第9页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制•②X轴正方向的确定:X坐标一般在水平面内，平行于工件的装夹平面。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：①如果工件做旋转运动(如:车床/磨床)，则垂直于Z轴且刀具离开工件的方向为X轴的正方向，如图a)所示。②如果刀具做旋转运动(如铣床/镗床)，若Z轴水平时(图c)卧式铣床)，则面向主轴，向左为+X方向；若Z轴垂直时(图b)立式铣床或立式钻床)，则面对主轴，向右为+X方向;对于无主轴的机床（如刨床）,则选定主要切削方向为+X方向。③Y轴正方向的确定:根据已经确定的+X和+Z坐标的方向，用右手法则来确定Y坐标的正方向。（a）数控车床坐标系（b）立式铣床坐标系（c）卧式铣床坐标系图2.4数控机床的坐标系的确定第二章数控加工手工编程第10页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制课堂思考题:确定以下机床的坐标系机床坐标系的确定后置刀架斜床身数控车床立式铣床刀架主轴第二章数控加工手工编程第11页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制•3）附加坐标系编程或加工时有时需要有第二或第三组坐标系(平行于X、Y、Z)，并分别用U、V、W和P、Q、R表示。4）机床原点与参考点（P24）机床原点：机床坐标系的零点（基准点）。参考点：由挡铁和限位开关预先确定好的点。图2.5机床零点与参考点（a）车床（b）铣床机床原点机床原点工件原点工件原点参考点参考点第二章数控加工手工编程第12页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制3、加工坐标系加工坐标系是为加工方便加工而建立的坐标系，如图2.5b)所示的坐标系O3X3Y3Z3。是由编程坐标系转换而来；加工原点O3也称为对刀点,是指零件被装夹好后，相应的编程原点O2在机床坐标系中的相对位置（X3Y3Z3）。2、工件坐标系（编程坐标系）编程坐标系应和机床坐标系的方向一致。编程(工件)坐标系的原点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如图2.6所示，编程时不必考虑加工位置。图2.6编程坐标系第二章数控加工手工编程第13页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制2.2数控编程的常用指令与格式一、程序编制的标准与代码目前国际上已形成的两种标准：EIA（美国电子工业协会）制定的EIARS－244标准,ISO（国际标准化协会）制定的ISO—RS840标准。国际上大都采用ISO代码。我国根据ISO标准，制定了JB/T3208—1999《数控机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码》等标准，但现在我国规定：新产品一律采用ISO代码。数控标准的内容有以下几方面：（1）数控的名词术语；（2）数控机床的坐标轴和运动方向；（3）数控机床的字符编码（ISO代码、EIA代码）（4）数控编程的程序段格式；（5）准备机能（G代码）和辅助机能（M代码）；（6）进给功能、主轴功能和刀具功能。注意：数控系统的生产产家规定的代码并不完全统一。第二章数控加工手工编程第14页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制二、数控程序的结构与格式1、程序段格式程序段序号准备功能字坐标字进给功能字主轴转速功能字刀具功能字辅助功能字结束符N0010G01X80.45Y30.30F500S2000T02M03;图2.7数控程序段格式（1）程序段序号：程序段的名称，由顺序号字N和后续数字（0～9999）组成。程序段序号与程序执行的先后次序无关。加工时数控系统是按照程序段编写的排列顺序逐段执行，而不是按程序段序号大小的次序来执行程序。程序段序号的主要用途是：①对程序的校对和以修改为目的的检索；②作为条件转向的目标，即作为转向目的程序段的名称。解释:第二章数控加工手工编程第15页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制（2）准备功能字G：准备功能字又称为G功能或G指令G代码，是用于建立机床工作方式或控制系统工作方式的一种命令，由地址G和后续的两位数字组成，G00～G99共100种。G代码分为模态代码（又称续效代码）和非模态代码。下页表2.1中“组别”栏中“00”组所对应的G代码为非模态代码，其它为模态代码。模态代码表示若某一代码在一个程序段中指定后（如01组的G01）,就一直有效，直到出现同组（01组）的另一个G代码（如G02）时才失效。非模态代码只在本程序段中有效。例如：N10G00G54X50.Y30.M03S3000;N20G01X88.1Y30.2F500T02M08;N30X90.;（N30X90.;与“N30G01X90.Y30.2M03S3000F500T02M08”等效。本程序段省略了续效代码“G01，F500，M03,S3000，T02，M08和续效字Y30.2”，但它们的功能仍然有效,所以叫模态代码）第二章数控加工手工编程第16页共170页退出目录页返回2.1数控编程的基础知识2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控车削加工程序编制2.4数控铣削加工程序编制表2.1FANUC-0i系统数控铣床、加工中心G代码指令集代码组意义代码组意义代码组意义G0001快速定位G4007刀具补偿取消G7309深孔钻削循环G01直线插补G41左刀补G74逆攻丝循环G02圆弧插补(顺)G42右刀补G76精镗循环G03圆弧插补(逆)G4308刀具长度正向补偿G80固定循环取消G0400暂停G44刀具长度负向补偿G81定心钻循环G09准停校验G49刀具长度补偿取消G82带停顿钻孔循环G1517极坐标取消G5011主轴最高转速限制G83深孔钻循环G16极坐标指令G51G84攻丝循环G1702XPYP平面选择G5200局部坐标系设定G85镗孔循环G18ZPXP平面选择G53选择机床坐标系G86镗孔循环G19YPZP平面选择G54－G5914工件坐标系1~6选择G87反镗循环G2006英寸输入G88镗孔循环G21毫米输入G89镗孔循环G2700返回参考点检测G6000单方向定位G9003绝对值编程G28返