数控编程基础

兰州石化职业技术学院备课纸9单元3数控编程基础一、教学目的：理解并掌握数控机床的坐标系统的规定，理解对刀理论，掌握数控机床常用数控加工指令、刀具半径补偿功能、子程序功能。二、教学安排与内容：内容知识点学习要求建议学时数控编程概述数控编程的坐标系统数控编程工作流程JB3051-82的规定熟悉理解并重点掌握16对刀操作理论及步骤G54对刀操作理论理解并重点掌握常用数控加工指令G90、G91、G00、G01重点掌握常用数控加工指令G02、G03重点掌握刀具半径补偿功能G40、G41、G42理解并重点掌握子程序功能M98PXXXXLX掌握课题二：数控编程基础标题：数控机床坐标系统及数控铣床的G54指令的对刀02一、教学目的：熟悉数控编程的工作过程，理解并掌握坐标系统、对刀以及各种加工指令。二、教学安排：（一）新课教学知识点与重点、难点：数控机床的坐标系统（理解）（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控机床的分类（二）新课教学重点、难点：G54对刀的实质三、新课内容：3.1数控编程概述（5分钟）用数控机床加工零件时，是按照事先编制好的加工程序自动地对被加工零件进行加工。人们将这些能控制机床进行加工的数字信息，归纳、综合成方便的指令代码，按工件图纸及工艺要求将这些指令代码有序地排列，即组成数控加工程序。数控编程工作框图如下：3.2数控编程的坐标系统（80分钟）3.2.1JB3051-82的规定：1.坐标和运动方向命名的原则：永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动。2．标准坐标系的规定多媒体教室兰州石化职业技术学院备课纸103．运动方向的确定正正方方向向：：刀刀具具远远离离工工件件的的方方向向ZZ坐坐标标的的运运动动标准规定：Z轴与主轴轴线∥或重合。若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。X坐标的运动标准规定：X坐标一般是水平的，∥工件的装夹面。对于工件旋转的机床（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。对于刀具旋转的机床（铣床、钻床、镗床等）。Z轴水平（卧式），则从刀具(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。YY坐坐标标利利用用已已确确定定的的XX、、ZZ坐坐标标的的正正方方向向，，用用右右手手定定则则或或右右手手螺螺旋旋法法则则，，确确定定YY坐坐标标的的正正方方向向。。右右手手定定则则：：大大姆姆指指指指向向++XX，，中中指指指指向向++ZZ，，则则++YY方方向向为为食食指指指指向向。。右右手手螺螺旋旋法法则则：：在在XXZZ平平面面，，从从ZZ至至XX，，姆姆指指所所指指的的方方向向为为++yy。。多媒体教学提示+讨论的教学方式总结归纳ZXZXY兰州石化职业技术学院备课纸11旋旋转转运运动动AA、、BB和和CC绕绕XX..YY..ZZ轴轴转转动动的的圆圆进进给给坐坐标标轴轴分分别别用用AA..BB..CC表表示示，，坐坐标标轴轴相相互互关关系系由右手螺旋法则而定。3.2.2机床原点与机床参考点1.机床原点机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。在数控车床上，机床原点一般取在卡盘后端面与主轴中心线的交点处，同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。22..机机床床参参考考点点用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。其位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。通常在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。而数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的。数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，机床原点才被确认，刀具（或工作台）移动才有基准。机床原点的建立：用回零（或回参考点）方式建立，刀架带动挡铁压下行程开关2、4时，相应机床坐标清零，指示灯亮。回零（或回参考点）的实质是建立机床坐标系。33..22..33工工件件坐坐标标系系、、程程序序原原点点和和对对刀刀11..工工件件坐坐标标系系工件坐标系是编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。通常编程人员选择工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。该坐标系的原点称为程序原点或编程原点。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。22..程程序序原原点点工件坐标系的原点，它是零件图上最重要的基准点，一般用G92或G54~G59指定。其选择原则：应应尽尽量量选选择择在在零零件件的的设设计计基基准准或或工工艺艺基基准准上上；；+X+X+Y¡¯+Z+Y+Z+Y+C+Z¡¯+A+B+C+X+Y+Z+A+B+X¡¯实例说明性讲解回顾+总结式教学方式兰州石化职业技术学院备课纸12尽尽可可能能选选在在尺尺寸寸精精度度高高、、粗粗糙糙度度低低的的表表面面上上；；最最好好选选择择在在对对称称中中心心上上。。33..对对刀刀————建建立立工工件件坐坐标标系系与与机机床床坐坐标标系系的的关关系系编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编程原点、建立编程坐标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。对于加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定（即给出原点设定值），然后就可以自动加工了。对刀是指零件被装夹到机床上之后，用某种方法获得编程原点在机床坐标系中的位置（即编程原点的机床坐标值）。数控铣床G54对刀操作步骤：1、准备工作机床回参考点，确认机床坐标系；2、装夹工件毛坯并对刀通过夹具使零件定位，并使工件定位基准面与机床运动方向一致；从X（Y）负向向正向移动（→），工件原点的X向机床坐标值：X=X（对刀点）+刀具半径+塞尺厚+工件长度的一半；从X（Y）正向向负向移动（←），工件原点的X向机床坐标值：X=X（对刀点）-刀具半径-塞尺厚-工件长度的一半；从Z正向向负向移动（↓），工件原点的Z向机床坐标值：Z=Z（对刀点）-塞尺厚。3、对刀测量:用简易对刀法测量,方法如下:用直径为φ10的标准测量棒、塞尺对刀，得到测量值为X=-437.726,Y=-298.160,Z=-31.833，如图所示。4、计算设定值将前面已测得的各项数据,按设定要求运算。X坐标设定值X=-437.726+5+0.1+40=-392.626mm；Y坐标设定值Y=-298.160+5+0.1+46.5=-246.46mm；Z坐标设定值Z=-31.833-0.2=-32.033mm。5、设定加工坐标系在MDI方式下，进入加工坐标系设定页面。输入数据：X=-392.626Y=-246.460Z=-32.0336、校对设定值对于初学者，在进行了加工原点的设定后，应进一步校对设定值，以保证参数的正确性。校对工作的具体过程如下：在设定了G54加工坐标系后，MDI方式运行G54指令，再进行回机床参考点操作，其工件坐标显示值应为：X+392.626，Y+246.460，Z+32.033。这反过来也说明G54的设定值是正确的。先编程，再演示对刀过程并自动加工兰州石化职业技术学院备课纸13（三）新课小结：（5分钟）1、数控机床标准坐标系是按右手迪卡尔直角坐标系规定的。2、对刀的实质就是获得工件原点的机床坐标值，并通过相应的界面输入数控系统。四、作业：五、教学后记：本次课主要是让学生了解数控机床坐标系统及对刀理论，理解工件坐标系和机床坐标系的关系，采取多媒体教学方式，边演示边讲解。兰州石化职业技术学院备课纸14课题三：数控编程基础标题：常用数控指令G90、G91、G00、G0103一、教学目的：理解并掌握G90、G91、G00、G01的格式及编程方法。二、教学安排：（一）新课教学知识点G90、G91、G00、G01的编程格式及用法（二）新课教学重点、难点：G90、G91、G00、G01的用法三、新课内容：3.3数控编程的内容及步骤3.4程序格式及代码字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。数控系统只能接受二进制信息，所以必须把字符转换成8bit信息组合成的字节，用“0”和“1”组合的代码来表达。国际上广泛采用两种标准代码：（1）ISO国际标准化组织标准代码（2）EIA美国电子工业协会标准代码这两种标准代码的编码方法不同，在大多数现代数控机床上这两种代码都可以使用，只需用系统控制面板上的开关来选择，或用G功能指令来选择。11..程程序序的的结结构构OO22000000;;程程序序号号%1000；HNC-21M多媒体教室数数值值计计算算分析确定加工工艺编编制制零零件件数数控控加加工工工工艺艺文文件件制制备备控控制制介介质质程程序序校校验验与与首首件件试试切切零零件件图图纸纸错错误误修修改改兰州石化职业技术学院备课纸15N01G90G92X0Y0Z5;N02G91G17G00X-85Y-25;程序内容N03S400M03;N04Z-10M08;N05G01X85F300;N06G03Y50I0J25;N07G01X-75;N08Y-60;N09G00Z10M09;N10G90X0Y0;N11M05;N12M30;程序结束22..程程序序段段格格式式目前广泛采用的是地址符可变程序段格式（或者称字地址程序段格式），其编排格式如下：N_G_X_Y_Z_I_J_K_P_Q_R_A_B_C_F_S_T_M_LF这种格式的特点是：程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写。不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点。33..编编程程指指令令简简介介GG指指令令————准准备备功功能能作作用用：：规规定定机机床床运运动动线线型型、、坐坐标标系系、、坐坐标标平平面面、、刀刀补补、、刀刀偏偏、、暂暂停停等等多多种种操操作作。。组组成成：：GG后后带带二二位位数数字字组组成成。。110000种种模模态态（（续续效效））指指令令与与非非模模态态指指令令。。MM指指令令————辅辅助助功功能能作作用用：：控控制制机机床床及及其其辅辅助助装装置置的的通通断断的的指指令令。。组组成成：：MM后后跟跟两两位位数数字字组组成成。。110000种种。。FF、、SS、、TT指指令令11))FF指指令令————指指定定进进给给速速度度指指令令（（续续效效指指令令））直直接接代代码码法法：：FF后后带带若若干干位位数数字字，，如如FF115500,,FF335500等等。。后后面面所所带带的的数数字字表表示示实实际际的的速速度度值值，，上上述述两两个个指指令令分分别别表表示示FF==115500mmmm//mmiinn；；FF==335500mmmm//mmiinn。。22))SS指指令令（（切切削削速速度度））————指指定定主主轴轴转转速速指指令令（（续续效效指指令令））组组成成：：同同FF，，如如SS11、、SS33或或SS550000、、SS880000等等。。单单位位：：rr//mmiinn33))TT指指令令————指指定定加加工工刀刀具具号号的的指指令令。。TT后后跟跟四四位位数数字字，，如如TT00110011,,TT00220033等等。。TT00110011表表示示选选择择11号号刀刀具具11号号刀刀补补号号。。尺尺寸寸指指令令————指指定定的的刀刀具具沿沿坐坐标标轴轴移移动动的