数控技术编程课题3

数控编程的种类及步骤编程：把零件的全部加工工艺过程及其他辅助动作，按动作顺序，用数控机床上规定的指令、格式，编程加工程序，然后将程序输入数控机床。编程种类数控编程人员采用人机对话的方式将零件信息输入计算机，由CAD/CAM软件的NC模块自动生成程序，或者通过其他应用程序，将零件图纸信息直接转换成数控程序适用于形状复杂（如空间曲线、曲面）、工序较长，计算繁琐的零件计算机辅助编程：手工编程：在编程的过程中，全部或主要由人进行。适用于加工形状简单、计算量小、程序不多的零件；简单，经济，效率高第3讲数控编程基础手工编程的步骤1．分析零件图样和制订工艺方案通过对零件材料、形状、尺寸、技术要求等进行分析，选择合适的数控机床，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具、切削用量等。2．数值计算根据已确定的加工路线和加工误差，计算出数控机床所需输入数据。数值计算的复杂程度取决于零件的复杂程度和数控系统的功能。对于由直线和圆弧组成的简单轮廓，只需计算出几何元素的交点或切点、起点、终点和圆弧的圆心坐标等，这可由人工来完成。对于形状较复杂的零件，如非圆曲线等，就需要用直线段或圆弧段来逼近求节点(逼近线段与非圆曲线的交点)坐标，这需要借助计算机和专门软件来进行计算。3．编写零件加工程序根据工艺过程、数值计算结果以及辅助操作要求，按照数控系统规定的程序指令及格式编写出加工程序。4．制作控制介质制作控制介质就是将编写好的程序记录在控制介质上，并通过机床的输入装置，将控制介质上的数控加工程序输入到数控机床。5．程序检验与首件试切为了保证零件加工的正确性，数控程序必须经过校验和试切才能用于正式加工。通常可以采用机床空运行和模拟加工的方法来检查加工程序，但这些方法不能检验被加工零件的精度。要检验被加工零件的加工精度，通常通过首件试切，若发现加工精度达不到要求，应分析其误差产生原因，采取措施加以纠正。数控机床的坐标系一.标准坐标系1.规定原则：国际标准与我国机械工业制定标准JB3052-82等效右手笛卡尔坐标系右手螺旋法则判定＋Y＋X＋Z＋X,＋Y或＋Z＋A,＋B或＋C右手的拇指、食指、中指互相垂直，并分别代表＋X,＋Y，＋Z轴。围绕这几根轴的回转运动分别用＋A,＋B,＋C表示，其正方向用右手螺旋法则确定。与＋X,＋Y,＋Z,＋A,＋B,＋C相反的方向用带‘的＋X’,＋Y‘,＋Z’,＋A‘,＋B’＋C‘表示刀具运动坐标与工件运动坐标刀具运动坐标：工件固定，刀具相对工件运动（数控车床），用字母不带’的坐标表示工件相对刀具而运动的工件运动坐标工件运动坐标：刀具固定，工件相对刀具运动（数控铣床），用字母带‘的坐标表示刀具相对工件而运动的刀具运动坐标假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机床的加工过程。当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。运动的正方向规定使刀具与工件距离增大的方向为运动的正方向ISO标准规定：(1)不论机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具运动。(2)机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。(3)增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向2.坐标轴确定的方法及步骤Z轴1）、Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。2）、若机床没有主轴（刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹面。3）、若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的主要轴为主轴，并以它确定Z坐标轴。X坐标轴1）、X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工件定位平面内的运动的主要坐标。2）、对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的正方向。3）、对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床），当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的（立式铣床），当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方；对于双立柱的龙门铣床，当由主轴向左侧立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。4）、对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削方向，并以该方向为正方向。Y坐标轴根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡尔坐标系确定。注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的运动，可分别将它们坐标定为U、V、W。Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。立式数控铣床的坐标方向为：Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上卧式升降台铣床的坐标方向为：数控机床的两种坐标系1.机床坐标系与机床坐标系原点、机床参考点（机床零点）现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。机床坐标系零点是指在机床上设置的一个固定点，即机床零点。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。一般取在机床运动方向的最远点。通常车床的机床原点多在主轴法兰盘接触面的中心即主轴前端面的中心上。主轴即为Z轴，主轴法兰盘接触面的水平面则为X轴。+X轴和+Z轴的方向指向加工空间。在数控铣床上，机床原点和机床零点重合,一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上，见下图机床原点建立方式：回参考点操作2．工件坐标系与工件坐标系原点(1)工件坐标系编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。(2)工件坐标系原点也称为工件原点或编程原点，由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点，一般为零件图上最重要的设计基准点工件原点选择：1.与设计基准或装配基准一致2.尽量选在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面3.最好在工件的对称中心上4.要便于测量和检测工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致工件坐标系原点工件坐标系原点机床坐标系原点机床坐标系与工件坐标系的关系工件坐标系建立方式：1）通过数控代码G92建立2）通过数控代码G54-G59建立数控编程坐标的表达1．几何点位置的表示方法数控加工程序中表示几何点的坐标位置有绝对值和增量值两种方式。1)绝对坐标值绝对坐标值是以公共点(原点，即零件原点)为依据来表示坐标位置。2)增量坐标值增量(相对)坐标值是以相对于前一点位置坐标尺寸的增量来表示坐标位置，即在坐标系中，运动轨迹的终点坐标是以起点计量的，各坐标点的坐标值是相对于前一点所在位置之间的距离。2．坐标位置的表示方法数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的端点的坐标来进行的。当运动轨迹的终点坐标是相对于线段的起点来计量的话，称为相对坐标或增量坐标。若按这种方式进行编程，则称为相对坐标编程。当所有坐标点的坐标值均从某一固定的坐标原点计量的话，就称为绝对坐标，按这种方式进行编程即为绝对坐标编程。【例3.1】如图3.12所示，要从图中的A点到B点。用绝对坐标编程为G90X12.0Y15.0若用相对坐标编程则为G91X-18.0Y-20.0采用绝对坐标编程时，程序指令中的坐标值随着程序原点的不同而不同；而采用相对坐标编程时，程序指令中的坐标值则与程序原点的位置没有关系。同样的加工轨迹，既可用绝对编程也可用相对编程，但有时候，采用恰当的编程方式，可以大大简化程序的编写。因此，实际编程时应根据使用状况选用合适的编程方式。这可在以后章节的编程训练中体会出来。数控加工程序格式与标准数控代码一、程序代码指令功能介绍1、G代码准备功能代码称为G代码指令。G00~G99JB/T3208-1999标准G指令G代码模态功能G代码模态功能G00a点定位G34a螺纹切削，增螺距G01a直线插补G35a螺纹切削，减螺距G02a顺时针圆弧插补G36~G39#永不指定G03a逆时针圆弧插补G40d半径补偿取消G04-暂停（延时）G41d半径补偿（左）G05#不指定G42d半径补偿（右）G06a抛物线插补G43#(d)刀具正偏置G07#不指定G44#(d)刀具负偏置G08-加速G45#(d)刀具偏置+/+G09-减速G46#(d)刀具偏置+/-G10~G16#不指定G47#(d)刀具偏置-/-G17cXY平面选择G48#(d)刀具偏置-/+G18cXZ平面选择G49#(d)刀具偏置0/+G19cYZ平面选择G50#(d)刀具偏置0/-G20~G32#不指定G51#(d)刀具偏置+/0G33a螺纹切削，等螺距G52#(d)刀具偏置-/0G代码模态功能G代码模态功能G53f直线偏移注销G69#(d)刀具偏置，外角G54f直线偏移XG70~G79#不指定G55f直线偏移YG80e固定循环注销G56f直线偏移ZG81~G89e固定循环G57f直线偏移XYG90j绝对尺寸G58f直线偏移XZG91j增量尺寸G59f直线偏移YZG92-预置寄存G60h准确定位1（精）G93k时间倒数，进给率G61h准确定位2（中）G94k每分钟进给G62h快速定位（粗）G95k主轴每转进给G63-攻螺纹G96i恒线速度G64~G67#不指定G97i每分钟转速（主轴）G68#(d)刀具偏置，内角G98,G99#不指定模态栏中标有字母的指令为模态指令，标有“-”的指令为非模态指令HNC-21M数控系统G代码及功能G代码组功能G代码组功能G0001快速定位G4109左刀具半径补偿G01直线插补G42右刀具半径补偿G02顺时针圆弧插补G4310刀具长度正向补偿G03逆时针圆弧插补G44刀具长度负向补偿G0400暂停G49刀具长度补偿取消G0716虚轴指定G5004缩放关G0900准确停止校验G51缩放开G1702选择XY平面G5200局部坐标系设定G18选择XZ平面G53直接机床坐标系编程G19选择YZ平面G5411工件坐标系1选择G2008英寸输入G55工件坐标系2选择G21毫米输入G56工件坐标系3选择G22脉冲当量G57工件坐标系4选择G2800返回到参考点G58工件坐标系5选择G29由参考点返回G59工件坐标系6选择G4009取消刀具半径补偿G6000单方向定位G代码组功能G代码组功能G2403镜像开G8406攻丝循环G25镜像关G85镗孔循环G6112精确停止校验方式G86镗孔循环G64连续方式G87反镗循环G6500子程序调用G88镗孔循环G6805旋转变换开G89镗孔循环G69旋转取消G9013绝对值编程G7306深孔钻削循环G91增量值编程G74逆攻丝循环G9200工件坐标系设定G76精镗循环G9414每分钟进给G80固定循环取消G95每转进给G81定心钻循环G9815固定循环返回起始点G82钻孔循环G99固定循环返回到R点G83深孔钻循环00组中的G代码是非模态，其他组的G代码是模态标记者为缺省值2、M代码辅助功能指令也叫M指令，是控制数控机床“开、关”功能的指令，主要用于完成机床操作时的辅助动作。M00~M99M功能有模态M功能和非模态M功能二种形式；HNC-21M数控系统M代码及功能代码模态功能说明代码模态功能说明M00非模态程序停止M07模态切削液打开M02非模态程序结束M09模态切削液停止缺省值M03模态主轴正转起动M30非模态程序结束并返回程序起点M04模态主轴反转起动M05模态主轴停止转动缺省值M98非模态调用子程序M06非模态换刀M99非模态子程序结束前作用后作用；一组只用一个；M02、M30、M99单独使用。CNC内定的辅助功能1.程序暂停M00当CNC执行到M00指令，将暂停执行当前程序，以方便操作者进行刀具和工件的尺寸测量、工件调头、手动变速等操作。暂停时，机床的主轴、进给及冷却液停止，而全部现存的模态信息保持