第二章1数控加工编程基础

数控技术第二章数控加工编程基础数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－2－主要内容第一节概述第二节编程的基础知识第三节G指令编程方法与举例第四节数控编程的工艺处理第五节程序编制中的数值计算数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－3－内容提要本章将简要介绍数控加工工艺和典型数控加工方法、手工加工程序编制的方法及编程实例。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－4－准备1．数控车床的结构组成CHANGCHENG转位刀架防护门尾座主轴机械操作面板数控面板数控柜光电读带机床体防护门转位刀架主轴机械操作面板数控面板数控柜光电读带机床体尾座CK7815数控车床数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－5－CK7815数控车床床身导轨为60°倾斜布置，排屑方便。导轨截面为矩形，刚性很好。主轴由调速电机驱动，主轴尾端带有液压夹紧油缸，可用于快速自动装夹工件。床鞍溜板上装有横向进给驱动装置和转塔刀架，刀盘可选配8位或12位。纵横向进给系统采用直流伺服电机带动滚珠丝杠，使刀架移动。尾座套筒采用液压驱动。可采用光电读带机和手工键盘程序输入方式，带有CRT显示器、数控操作面板和机械操作面板。另外还有液动式防护门罩和排屑装置。数控技术第二章数控加工编程基础鑫盛机床AD-15B数控车床数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－7－Z底座强电柜变压器箱纵向工作台床身立柱Z轴伺服电机数控操作面板YX纵向进给伺服电机横向溜板工作台支承(可手动升降)机械操作面板横向进给伺服电机行程限位开关床身立柱纵向工作台强电柜变压器箱底座工作台支承(可手动升降)行程限位开关横向进给伺服电机横向溜板纵向进给伺服电机机械操作面板数控操作面板Z轴伺服电机ZXYXK5032型数控铣床准备2．数控铣床的结构组成数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－8－和传统的铣床一样，机床的主要部件有床身、铣头、主轴、纵向工作台(X轴)、横向床鞍(Y轴)、可调升降台(手动)、液压与气动控制系统和电气控制系统等。作为数控机床的特征部件有X、Y、Z(刀具)各进给轴驱动用伺服电机、行程限位及保护开关、数控操作面板及其控制台。伺服电机内装有脉冲编码器，位置及速度反馈信息均由此取得，构成半闭环控制系统。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－9－准备3．加工中心的结构组成底座横向工作台（Y）纵向工作台（X）操作面板纸带读入装置数控柜刀库主轴箱换刀机械手换刀机械手纸带读入装置数控柜刀库主轴箱底座操作面板纵向工作台(X)横向工作台(Y)数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－10－第一节概述数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－11－一、程序编制的基本概念数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－12－一.程序编制的基本概念程序编制是指：从零件图纸到数控加工指令的有序排列（制成控制介质）的全过程。将零件加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(f、s、t)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。数控技术第二章数控加工编程基础数控技术第二章数控加工编程基础批准图号设计名称签字日期指示书凸模数据数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－15－一.程序编制的基本概念零件图样工艺人员夹具表机床表刀具表工艺规程编程人员加工程序初稿加工程序修改编程手册数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－16－二、手工编程的内容和步骤数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－17－二、手工编程的内容和步骤1.图纸工艺分析在对图纸工艺分析（与普通加工的图纸分析相似）的基础上确定：加工机床、刀具与夹具；零件加工的工艺线路、工步顺序；切削用量（f、s、t）等工艺参数。计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－18－2.计算运动轨迹根据图纸尺寸及工艺线路的要求：选定工件坐标系；计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值；将坐标值按NC机床规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。错误计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸修改二、手工编程的内容和步骤数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－19－3.编制程序及初步校验根据制定的加工路线、切削用量、选用的刀具、辅助动作，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。二、手工编程的内容和步骤计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－20－4.制备控制介质将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁盘上），作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入（MDI）。计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改二、手工编程的内容和步骤数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－21－5.程序的校验和试切所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。常用的校验和试切方法：阅读法、模拟法、试切法等。计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改二、手工编程的内容和步骤数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－22－三、数控编程方法数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－23－三、数控编程方法编程方法：手工编程和自动编程1、手动编程定义：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力）适用：①几何形状不太复杂的零件；②三坐标联动以下加工程序数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－24－三、数控编程方法2、自动编程：定义：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，编程系统将能根据数控系统的类型输出数控加工程序。分类：语言式自动编程和图形交互式自动编程。适用：①形状复杂的零件；②虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；③虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线轮廓的计算）。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－25－三、数控编程方法3、比较用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为30：1。数控机床不能开动的原因中，有20～30%是由于加工程序不能及时编制出造成的编程自动化是当今的趋势！但手工编程是学习自动编程基础！数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－26－三、数控编程方法4、标准国际上通用的数控编程的标准有2种：ISO国际标准化组织标准。EIA美国电子工业协会标准我国标准GB/T8870—1988数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－27－第二节编程的基础知识数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－28－一、数控加工程序的结构数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－29－一、数控加工程序的结构1.程序的组成一个完整的数控加工程序由程序名、程序体和程序结束三部分组成。O0001程序名N01G92X50.0Y20.0；N02………………；N03………………；程序体N04………………；N05…………………;N××M02；程序结束O、P、％地址程序号（名），置于程序开头，用作一个具体加工程序的存储、检索、调用标记。程序段：程序段号＋功能字＋段结束符程序段号地址＋数字数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－30－一、数控加工程序的结构程序名程序名（程序号）是一个程序必需的标识符。由地址符后带一般为4位数字组成。程序号地址符常见的有：“%”、“O”、“P”等，视具体数控系统而定。西门子系统和国产华中I型系统用“%”，日本FANUC系统用“O”；美国的AB系统用“P”。程序体它表示数控加工要完成的全部动作，是整个程序的核心。它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令字构成。程序结束它是以程序结束指令M02或M30，结束整个程序的运行。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－31－加工程序的结构加工程序主程序和子程序程序段(block)字(word)地址和数据一、数控加工程序的结构数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－32－2、程序段的格式定义：程序段是可作为一个单位来处理的、连续的字组，是加工程序中的一条语句。一个加工程序是若干个程序段组成的。程序段中指令字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统有不同的程序段格式。格式不合规定，数控装置会发出出错报警。程序段格式：主要有固定顺序程序段格式，带分隔符的程序段格式，以及字地址可变程序段格式三种。固定顺序程序段格式现在已很少采用。一、数控加工程序的结构数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－33－带分隔符的程序段格式——采用分隔符号将各字分开，每个字的顺序所代表的功能固定不变，这种程序段格式不直观易出错，常用于功能不多、相对固定的数控装置中。如我国数控线切割机床的数控装置多采用3B或4B带分隔符的程序段格式，B为分隔符号，其一般格式为：BXBYBJGZ。目前国内外应用最广泛的是字地址可变程序段格式。一、数控加工程序的结构数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－34－3、字地址可变程序段格式N03G91G01X50Y60F200S400M03M08；程序段号G指令尺寸指令进给速度指令主轴转速指令M指令程序段结束符一、数控加工程序的结构数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－35－一、数控加工程序的结构该程序段命令机床用1号刀具以300r/min的速度正转，并以60mm/min的进给速度直线插补运动至X80.5mm和Z-35mm处。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－36－一、数控加工程序的结构（1）程序段标号，程序段结束字符程序段标号指令：地址符N后带若干数字组成；程序段结束指令：每一个程序段都应有结束符，它是数控系统编译程序的标志。常用的有：“；”、“LF”、“NL”、“CR”等视具体数控系统而定。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－37－一、数控加工程序的结构（2）指令字每个程序段由若干个指令字组成。所谓字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－38－一、数控加工程序的结构（3）字的功能组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义。①程序段序号字N位于程序段之首，由字母N和后续数字组成，后续数字一般为1～4位的正整数。顺序号与程序执行的先后次序无关。数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－39－一、数控加工程序的结构顺序号的作用：对程序的校对和检索修改；作为条件转向的目标，即作为转向目的程序段的名称。有顺序号的程序段可以进行复归操作，这是指加工可以从程序的中间开始。一般使用方法：编程时将第一程序段冠以N10,以后以间隔10递增的方法设置顺序号，这样，在调试程序时，如果需要在N10和N20之间插入程序段时，就可以使用N11、N12等。数控技术第二章数控加工编程基础2019/8/13－40－一、数控加工程序的结构②准备功能字G:用于建立机床或控制系统工作方式的指令。③尺寸字:用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。④进给功能字F:用于指定切削的进给速度。对于车床，可分为每分钟进给和