2011-数控技术―第二章数控加工编程基础-11

SchoolofMechanicalandPowerEngineeringHenanPolytechnicUniversity主讲：秦歌答疑时间：周二晚J202A机械与动力工程学院2012-03数控技术SchoolofMechanicalandPowerEngineeringSchoolofMechanicalandPowerEngineering第二章数控加工编程基础SchoolofMechanicalandPowerEngineering工艺分析数控加工程序工序卡BACKSPACECTRLINSCRTABALT0SHIFTZENDWHOMETPgDnOPgUpJRSTE65“432？198:7YXVU[]SRPQNMKLIHFGDCABESC14''彩色显示器空运行Z轴锁定MST锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转主轴停主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液开关刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱动器NC机床电源XYZA主轴超程报警手摇脉冲发生器2010090增量倍率1000101001坐标轴选择ZYX传统加工数控加工传统加工与数控加工的比较图第一节概述SchoolofMechanicalandPowerEngineering第一节概述一、数控编程的基本概念数控编程：将零件的工艺过程、工艺参数(F、S、T)、刀具位移量与方向以及辅助动作（换刀、冷却、夹紧等），按运动顺序和所用数控机床规定的指令代码及程序格式编写加工程序单（相当于普通机床加工的工艺过程卡），再将程序单中的全部内容记录在控制介质上（如穿孔带、磁带等）然后输给数控装置，从而指挥数控机床加工。这种从零件图纸到制成控制介质的过程称为数控编程。加工程序是数控机床可以进行加工的主要原因，数控加工程序的编制是数控加工中的重要环节。SchoolofMechanicalandPowerEngineering图纸工艺分析：分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，选定数控机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺参数等。确定加工方法加工路线的设计加工工序内容设计数值计算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这些工作与普通机床加工零件时工艺规程的编制基本上是相似的，但也有自身的一些特点。第一节概述二、数控编程内容SchoolofMechanicalandPowerEngineering按已确定的加工路线和允许的零件加工误差，计算出所需的输入数控装置的数据，称为数值计算。数值计算主要内容：在规定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动的轨迹的坐标值。根据零件形状和加工路线设定坐标系，算出零件轮廓相邻几何元素的交点或切点坐标值，当用直线或圆弧逼近零件轮廓时，需要计算出其节点的坐标值，以及数控机床需要输入的其他数值。错误数值计算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数值计算（刀具运动轨迹坐标数值计算）第一节概述二、数控编程内容SchoolofMechanicalandPowerEngineering编制零件加工程序单加工路线、工艺参数及刀具运动轨迹确定以后，编程人员可以根据数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序单。此外，还应填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、数控刀具明细表等。数值计算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第一节概述二、数控编程内容SchoolofMechanicalandPowerEngineering制备控制介质将程序单上的内容记录在控制介质上，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。零件加工程序的输入方式：穿孔纸带、磁盘、磁带、手工输入。数值计算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第一节概述二、数控编程内容SchoolofMechanicalandPowerEngineering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，才能用于正式加工。一般采用空走刀校验、空运转画图校验以检查机床运动轨迹与动作的正确性。数值计算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常用的校验和试切方法：平面轮廓零件：在机床上用笔代替刀具、坐标纸代替工件进行空运转空运行绘图。空间曲面零件：用蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件，进行试切，以此检查程序的正确性。第一节概述二、数控编程内容SchoolofMechanicalandPowerEngineering第一节概述在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）方法，则更为方便。上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件加工误差。首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。二、数控编程内容程序的校验和试切SchoolofMechanicalandPowerEngineering第一节概述手工编程：概念：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力）。特点：几何形状不太复杂的零件；经济、及时；程序段不多，采用手工编程容易完成；在点位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工。三、数控编程的方法——手工编程和自动编程SchoolofMechanicalandPowerEngineering第一节概述三、数控编程的方法——手工编程和自动编程自动编程：编程自动化是当今趋势。概念：利用“数控语言”编写“零件源程序”，经自动编程系统软件编译运行，并根据选定的数控机床控制系统的特定要求进行“后置处理”，生成“目标程序”，制成加工介质（如：纸带、磁盘）或工艺文件，这一过程称为“自动编程”。根据编程信息的输入和计算机对信息的处理方式的不同，可以分为语言式自动编程和图形交互式自动编程。适用范围：形状复杂的零件，特别是非圆曲线、列表曲线或曲面的零件;虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）;虽不复杂但计算工作量大的零件(如轮廓加工时，非圆曲线的计算)SchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识SchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识一、程序结构程序的构成：O0200N001G90G01X200Y300F15S32T01M03；N002G00X0Y0M02；…构成：符号字程序段程序程序段格式：固定顺序程序段、表格顺序程序段、字地址程序段程序段程序名(O,%,P)程序字尺寸代码功能代码SchoolofMechanicalandPowerEngineering固定顺序程序段格式最早的编程格式，主要用于点位控制的机床。在程序段中，各字的顺序和各字的字符数都是固定的。程序段中各字的地址可不写，但坐标位置无位移时也需写入“0”。SchoolofMechanicalandPowerEngineering列表顺序程序段格式(带分隔符的固定顺序)在固定顺序程序段格式的字与字之间加上一个分隔符组成。若本段程序某字与上一程序段同，数据可省略，而保留分隔符。SchoolofMechanicalandPowerEngineering常用地址码及其含义机能地址码说明程序段序号N程序段顺序编号地址坐标字X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R;A,B,C,D,E;R;I,J,K;直线坐标轴旋转坐标轴圆弧半径圆弧中心坐标准备功能G指令机床动作方式辅助功能M机床辅助动作指令补偿值H或D补偿值地址切削用量SF主轴转速进给量或进给速度刀具号T刀库中的刀具编号字地址程序段的一般格式：N_G_X_Y_Z_F_S_T_M_;程序段准备尺寸字进给主轴转速刀具辅助程序段序号字功能字功能字功能字功能字功能字结束符SchoolofMechanicalandPowerEngineeringYZX、Y、Z+A、+B、+CX+C+B+A第二节编程的基础知识二、数控机床的坐标系XYZ坐标轴及运动方向的规定：编程、维修和使用方便，通用性ISO标准坐标：标准坐标系：“右手直角笛卡儿坐标系”右手螺旋法则回转坐标系：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，轴相互关系由右手螺旋法则而定。正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。SchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识1.机床坐标轴确定方法：先确定Z轴，再确定X和Y轴Z坐标轴的确定标准规定：平行于机床主轴，刀具远离工件的方向为正。若没有主轴(如牛头刨床)或者有多个主轴（龙门铣床），则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。若主轴能摆动：•在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标；•若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。SchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识1.机床坐标轴的确定方法：X坐标轴的确定标准规定：水平、垂直于Z轴、平行于工件的夹装面在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。•Z轴水平（卧式）：从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。•Z轴垂直（立式）：–单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；–双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。SchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识1.机床坐标轴的确定方法：Y坐标利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在XZ平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。SchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识1.机床坐标轴的确定方法：总结Z轴：平行于机床主轴，刀具远离工件的方向为正；X轴：与Z轴垂直，一般为水平方向，并与工件装夹面平行；Y轴：根据X、Z轴，由笛卡儿原则确定。正方向工件旋转的机床：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向（如车床、磨床）刀具旋转的机床Z轴水平：由主轴尾端向工件看，右为正（如：卧铣床、镗床）Z轴垂直：面对刀具主轴向立柱看，右为正（如：立铣床、插齿机）SchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识常见机床的坐标轴确定+Z立式5轴数控铣床的坐标系+Z+X+Y立式数控铣床+X+YSchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识常见机床的坐标轴确定+Z+X+Y卧式数控铣床Z轴水平（卧式），则从刀具主轴后端向工件看时，X坐标的正方向指向右边。SchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识常见机床的坐标轴确定+Z卧式车床在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。+X+YSchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识常见机床的坐标轴确定+X+ZZ轴垂直（立式）：双立柱机床(龙门机床)，面向刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。龙门数控铣床+YSchoolofMechanicalandPowerEngineering第二节编程的基础知识注意：编程坐标轴：刀