第二章 数控编程2012上

第二章数控加工程序的编制教学目的§2.1概述教学内容掌握数控工艺分析的内容及注意点，会编制简单零件数控加工程序。§2.1概述一、程序编制的基本概念二、手工程序编制的内容和步骤三、数控加工的工艺分析和数控加工方法§2.3数控机床的坐标系§2.2.数控加工程序的结构§2.4.数控编程基本指令§2.5程序编制中的数值计算视频第二章数控加工程序的编制一、程序编制的基本概念§2.1概述从零件图纸按数控系统所规定的指令和格式编制数控加工指令序列并制作控制介质的全部过程。程序编制：编程类型：手工编程、自动编程、CAD/CAM编程手工编程时间：加工时间=30：1第二章数控加工程序的编制二、手工程序编制的内容和步骤§2.1概述2、计算加工轨迹和加工尺寸1、确定工艺过程3、编制加工程序单及初步校验4、制备控制介质5、程序校验和试切削图片●空刀运动●用笔代刀●三维动态显示●大批量生产（试切一件）好的编程人员,要熟悉a.机床结构、性能b.数控系统c.加工工艺※充分发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力第二章数控加工程序的编制二、手工程序编制的内容和步骤§2.1概述第二章数控加工程序的编制二、手工程序编制的内容和步骤§2.1概述第二章数控加工程序的编制二、手工程序编制的内容和步骤§2.1概述第二章数控加工程序的编制二、手工程序编制的内容和步骤§2.1概述§2.3数控机床的坐标系1、坐标系建立的原则1〉标准坐标系采用右手笛卡尔座标系:一、坐标轴的方向及命名直线坐标XYZ，旋转坐标ABC，附加坐标UVW①座标轴：一个直线进给运动或一个圆周进给运动定义一个坐标轴②相互关系：规定X、Y、Z三者的关系及其正方向用右手法则判定；围绕X、Y、Z各轴的回转运动坐标分别为A、B、C表示，其正方向用右手螺旋法则判定§2.3数控机床的坐标系A:采用假设工件固定不动，刀具相对工件移动的原则3〉正方向的确定原则：一、坐标轴的运动方向及命名B:统一规定标准坐标系X、Y、Z作为刀具(相对于工件)运动的坐标系，增大刀具与工件之间距离的方向为各坐标轴的正方向，反之则为负方向。按此规定并考虑到刀具与工件是一对相对运动，与＋X、＋Y、＋Z轴相反的方向规定为＋X'、+Y'、+Z'4附加坐标系：指定为U、V、W和P，Q、R,,,,,,CCBBAAZZYYXX§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法1Z轴一、坐标轴的运动方向及命名一般为传递主切削动力的主轴所给定，平行主轴或垂直工件装夹面a、无主轴时，垂直工件装夹面的坐标轴§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法1Z轴一、坐标轴的运动方向及命名b、一根主轴时，则平行于主轴轴线的坐标轴§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法1Z轴一、坐标轴的运动方向及命名c、有多根主轴时，可选垂直于工件装夹面平行主要座标轴的轴线§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法1Z轴一、坐标轴的运动方向及命名d、主轴能摆动，在摆动范围内垂直于工件装夹面的方向为坐标方向。zxycB§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、坐标轴的运动方向及命名一般为刀具或工件定位平面内运动的主要坐标，故一般为水平的、平行于工件装夹面a、无旋转刀具或工件时，轴线平行于主要切削力zxy§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、坐标轴的运动方向及命名b、工件旋转时，轴线在工件的径向且平行于横滑座zx§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、坐标轴的运动方向及命名b、工件旋转时，轴线在工件的径向且平行于横滑座§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、坐标轴的运动方向及命名C、刀具旋转时，当Z轴时水平的，从主轴刀具向工件看，+X方向为右方yzx§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、坐标轴的运动方向及命名C、刀具旋转时，当Z轴时水平的，从主轴刀具向工件看，+X方向为右方yzx§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、坐标轴的运动方向及命名d、刀具旋转时，当Z轴是垂直时，从刀具主轴向立柱看，+X方向为右方zyx§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、坐标轴的运动方向及命名d、刀具旋转时，当Z轴是垂直时，从刀具主轴向立柱看，+X方向为右方+Z+X+Y§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、坐标轴的运动方向及命名e、刀具旋转时，当Z轴是垂直的且为双立柱时，从刀具主轴向左立柱看，+X方向为右方zxy§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法2X轴一、机床坐标系及运动方向e、刀具旋转时，当Z轴是垂直的且为双立柱时，从刀具主轴向左立柱看，+X方向为右方zxy§2.3数控机床的坐标系2、坐标轴的确定方法3Y轴一、机床坐标系及运动方向4〉附加轴5、坐标计算单位(最小设定单位)1〉最小指令增量或脉冲当量。(开环：一个指令脉冲代表的位移量)2〉将编程尺寸转换成与最小设定单位相应的数量。或直接设定。前述的X、Y、Z为主运动坐标系，即第一坐标系，是指最接近主轴的直线运动；如果数控机床的运动多于X、Y、Z三个轴，则一台机床上有平行于第一坐标系的第二组或第三组坐标系，就分别指定为U、V、W和P、Q、R，对比：分辨率：闭环数控机床的最小监测单位，也叫设定单位。它代表了数控系统和数控机床的精度。机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点。在机床经过设计制造和调整后这个原点便被确定下来，它是固定的点。§2.3数控机床的坐标系一〉机床座标系1、机床原点：二、机床坐标系与工件坐标系2、机床坐标系3、机床参考点以机床原点为坐标原点建立的坐标系。机床固有的坐标系。是机床坐标系中一个固定不变的极限点，是数控系统识别位置测量系统的计算起点。该点在机床制造厂出厂时已调试好，并将数据已输入到数控系统中。例如：对数控铣床、加工中心而言，R与M重合。对数控车床而言，机床参考点是指刀架退到离主轴端面和旋转中心线最远处的某一固定点。§2.3数控机床的坐标系一〉机床座标系二、机床坐标系与工件坐标系§2.3数控机床的坐标系一〉机床座标系二、机床坐标系与工件坐标系§2.3数控机床的坐标系一〉机床座标系二、机床坐标系与工件坐标系XWM参考点定位开关XZXZXYZMRWZ机床原点参考点程序原点MWP工件原点RRMXZMRZXXZ参考点定位开关工件原点程序原点参考点机床原点RZWPRXYZMRWPW§2.3数控机床的坐标系一〉机床座标系1机床通电后，刀架返回参考点之前，不论刀架处于什么位置，此时CRT屏幕上显示坐标值为0.二、机床坐标系与工件坐标系4、机床坐标系的建立当刀架进行返回参考点操作时，也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。2机床参考点的位置由设置在机床上的行程开关来确定。3当返回参考点后，CRT屏幕上立即显示出刀架中心在机床坐标系中的坐标值，即建立了机床坐标系。§2.3数控机床的坐标系二〉工件座标系编程坐标系：二、机床坐标系与工件坐标系1、工件坐标系由编程人员以工件图纸上的某一固定点为原点来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件坐标系的原点即为工件零点。编程时使用的坐标系。其程序原点即为程序原点。（用于加工工件而使用的坐标系。）两者关系：1、编程坐标系在机床上表现为工件坐标系，即在加工工件时两者是一致的。2、把程序应用到机床上，程序原点放在工件毛坯的什么位置，在机床坐标系中是多少，必须让数控系统知道，这一操作便是对刀。§2.3数控机床的坐标系编程零点二、机床坐标系与工件坐标系§2.3数控机床的坐标系二〉工件座标系3、意义：二、机床坐标系与工件坐标系工件坐标系原点机床坐标系原点不考虑工件的安装位置和安装精度而根据零件编程2、特点：其原点位置是由操作者自己设定的。它反映的是工件与机床零点之间的距离位置关系§2.3数控机床的坐标系二〉工件座标系二、机床坐标系与工件坐标系4、工件坐标系的设定1概念：就是以工件原点为坐标原点，确定刀具起始点的坐标值。工件坐标系设定后，CRT屏幕上显示的刀位点相对工件原点的坐标值。编程时，工件的各尺寸的坐标值都是相对工件原点的。对刀的实质就是测出各把刀的位置差，将各把刀的刀尖统一到同一工件坐标系下的某个固定位置，以使各刀尖点均能按同一工件坐标系指定的坐标移动。2建立：工件坐标系的建立是通过对刀及设定实现的。开机返回参考点后，显示的坐标值是刀架基准点(刀架参考点)在机床坐标系下的坐标，而不是所选刀具在机床坐标系下的坐标值。对刀的过程就是将所选刀的刀位点与CRT上显示的坐标统一起来。对刀点是工件在机床上定位(或找正)装夹后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点。§2.3数控机床的坐标系二〉工件座标系二、机床坐标系与工件坐标系4、工件坐标系的设定G50/G92：（设定工件坐标系）3设定指令：工件原点偏值：G50/G92X-Y-Z-或G54~G59G92指令的功能是设定零件坐标系。执行G92指令时，系统将该指令后的X、Y、Z的值设定为刀具当前位置在零件坐标系中的坐标，即通过设定刀具相对零件坐标系原点的值来确定零件坐标系的原点。G54~G59（预置工件坐标系）这6个零件坐标系是通过输入每个零件坐标系的原点到机床参考点的偏移值而建立的。分别通过G54～G59这6个指令来选择对应的零件坐标系§2.3数控机床的坐标系二〉工件座标系二、机床坐标系与工件坐标系4、工件坐标系的设定例如对如图所示工件坐标系设定：4对刀方法：车床：试切对刀、机内对刀、机外对刀仪对刀铣床：手工对刀法，一般使用刀具和标准芯棒或百分表(千分表)等工具，以及使用对刀仪对刀。3设定指令：工件原点偏值：G50/G92X-Y-Z-或G54~G59刀尖在X和Z方向分别需要移动147.616(=200-52.384)和300(=300-0)的距离.则CRT上显示为x402.80(=255.364+147.616)、Z595.478(=295.478+300)此时刀尖的实际位置可认为是Z0.0(工件原点在右端面)，但此时CRT上显示的坐标为Z295.478(刀架基准点在机床坐标系下的Z坐标)，这两个值也要记住.测得直径为φ52.384(刀尖的实际位置)，但此时CRT显示的坐标却为X255.364(刀架基准点在机床坐标系下的X坐标)，这两个值要记住.1试切工件外圆:§2.3数控机床的坐标系二〉工件座标系二、机床坐标系与工件坐标系例如对如图所示工件坐标系设定：2移开外圆试切端面:3将刀尖调整到图示位置(X200，Z300):3、工件坐标系的设定刀架不移动，CRT上的显示值则立即变为X200.0，Z300.0，至此刀尖的实际位置与CRT上的显示统一了，且统一在工件坐标系下。4执行程序G50X200.0Z300.0：§2.3数控机床的坐标系二〉工件座标系二、机床坐标系与工件坐标系例如以精加工过的零件毛坯,如图2-11所示，采用寻边器对刀。3、工件坐标系的设定（1）、X，Y向对刀1装夹工件2快速移动让寻边器靠近工件的左侧3改用手轮操作，让测头慢慢接触到工件左侧.将机床坐标设置为相对坐标值显示，按MDI面板上的按键X，然后按下INPUT，此时当前位置X坐标值为0；（2）、Z向对刀4同理再让测头慢慢接触到工件右侧。记下此时机械坐标系中的X坐标值，若测头直径为10mm,则坐标显示为110.000；5提起寻边器，然后将刀具移动到工件的X中心位置，中心位置的坐标值110.000/2=55，然后按下X键，按INPUT键，将坐标设置为0，查看并记下此时机械坐标系中的X坐标值。此值为工件坐标系原点W在机械坐标系中的X坐标值。6》同理y向对刀。结果输入到G54上述是一把刀(基准刀)的对刀过程。当使用多把刀具加工时，在确定G50位置前，应先利用系统的测量功能测出各把刀在X、Z方向的偏移量(各把刀触碰同一外圆及端面，由CRT上的坐标变化即能反映各把刀的尺寸差异)，将其作为刀具补偿值输入到系统内，然后选中一把基准刀确定G50的