第5章 数控加工编程基础.ppt
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1、第第5章章数控加工编程基础数控加工编程基础 数控编程的基本知识数控编程的基本知识 2数控编程中的数学处理数控编程中的数学处理 4数控加工工艺基础数控加工工艺基础 3数控加工技术文件数控加工技术文件5 认识数控编程的工作过程认识数控编程的工作过程 11 15.1认识数控编程的工作过程认识数控编程的工作过程v分析零件图样和制定工艺方案、数学处理、编写零件加工分析零件图样和制定工艺方案、数学处理、编写零件加工程序、程序检验。程序、程序检验。圆锥螺母套零件图圆锥螺母套零件图1、认识数控编程的工作过程、认识数控编程的工作过程2 2数控加工工序卡片 3 3数控加工工序卡片 4 45.1认识数控编程的工作过
2、程认识数控编程的工作过程2、熟悉数控加工工艺路线制定的方法和步骤、熟悉数控加工工艺路线制定的方法和步骤零件图分析、数控机床的选择、确定装夹方案和定位基零件图分析、数控机床的选择、确定装夹方案和定位基准、确定加工顺序及进给路线、选择刀具、选择切削用量。准、确定加工顺序及进给路线、选择刀具、选择切削用量。3、熟悉数学处理的方法和步骤、熟悉数学处理的方法和步骤根据零件图样的要求,按照已确定的加工路线和允许的根据零件图样的要求,按照已确定的加工路线和允许的编程误差,计算出数控系统所需输入的数据。编程误差,计算出数控系统所需输入的数据。5 55.2数控编程的基本知识数控编程的基本知识5.2.1数控程序编
3、制的概念数控程序编制的概念1、数控编程的内容及步骤、数控编程的内容及步骤6 65.2.1数控程序编制的概念数控程序编制的概念1)分析零件图样和工艺处理)分析零件图样和工艺处理对零件图样进行分析;明确加工的内容和要求;确定加对零件图样进行分析;明确加工的内容和要求;确定加工方案;选择适合的数控机床;选择、设计刀具和夹具;工方案;选择适合的数控机床;选择、设计刀具和夹具;确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。2)数学处理)数学处理在确定了工艺方案后,需要根据零件的几何尺寸和加工路在确定了工艺方案后,需要根据零件的几何尺寸和加工路线,计算刀具中心运动轨迹
4、,以获得刀位数据。线,计算刀具中心运动轨迹,以获得刀位数据。7 75.2.1数控程序编制的概念数控程序编制的概念3)编写零件加工程序及程序检验)编写零件加工程序及程序检验程程序序编编制制人人员员使使用用数数控控系系统统的的程程序序指指令令,按按照照规规定定的的程程序序格格式式,逐段编写零件加工程序。逐段编写零件加工程序。v在在具具有有图图形形模模拟拟功功能能的的数数控控机机床床上上可可通通过过显显示示走走刀刀轨轨迹迹或或模模拟刀具对工件的切削过程,对程序进行检查;拟刀具对工件的切削过程,对程序进行检查;v采采用用空空运运行行的的方方式式,即即在在不不装装夹夹工工件件或或不不安安装装刀刀具具的的
5、情情况况下下执执行行数数控控加加工工程程序序,通通过过检检查查机机床床动动作作和和运运动动轨轨迹迹的的正正确确性性来检验程序。来检验程序。v对对于于复复杂杂的的零零件件,需需要要采采用用易易切切材材料料进进行行试试切切削削,通通过过检检查查试件,确认程序是否正确及加工精度是否符合要求。试件,确认程序是否正确及加工精度是否符合要求。8 85.2.1数控程序编制的概念数控程序编制的概念手工编程手工编程主要由人工来完成主要由人工来完成数控编程中各个阶数控编程中各个阶段的工作。段的工作。程序的编制方法程序的编制方法 自动编程自动编程在编程过程中,除了在编程过程中,除了分析零件图样和制定分析零件图样和制
6、定工艺方案由人工进行工艺方案由人工进行外,其余工作均由计外,其余工作均由计算机辅助完成。算机辅助完成。9 95.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式1、程序的结构、程序的结构一个完整的加工程序由程序名、程序内容和程序结束一个完整的加工程序由程序名、程序内容和程序结束3部分组成。部分组成。XY123.MPF 程序名程序名N10G90G94G00X150Z200LF程序内容程序内容N20T01LFN30M03S600LFN40G00X40Z50LFN50G01Z30F100LFN60G00X150Z200LFN70M02LF程序结束程序结束10105.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式1、程
7、序的结构、程序的结构1)程序名)程序名FANUC系统:有英文字母系统:有英文字母O和和14位正整数组成;位正整数组成;SINUMERIK802C:开始的两个符号必须是字母;其后的符:开始的两个符号必须是字母;其后的符号可以是字母,数字或下划线;最多为号可以是字母,数字或下划线;最多为8个字符;不得使用个字符;不得使用分隔符。分隔符。主程序扩展名是主程序扩展名是“.MPF”,子程序扩展名,子程序扩展名“.SPF”。例:例:SK01.MPF,TESK02.SPF。11115.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式1、程序的结构、程序的结构2)程序内容)程序内容由许多程序段组成。由许多程序段组成。3
8、)程序结束)程序结束以程序结束指令以程序结束指令M02、M17、M30、RET(子程序结(子程序结束)作为整个程序结束的符号。束)作为整个程序结束的符号。1212 5.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式2、字符与代码字符与代码 字字符符是是用用来来组组织织、控控制制或或表表示示数数据据的的一一些些符符号号。常常规规加加工工程序用的字符分程序用的字符分4 4类:类:1 1)地址字符)地址字符 由由2626个英文字母组成。加工程序中常用的地址字符如下:个英文字母组成。加工程序中常用的地址字符如下:D D 刀刃号刀刃号 F F 进给进给 G G 准备功能准备功能 I I、J J、K K、插补参数
9、插补参数 SPOS SPOS 主轴位置主轴位置 R R R R参数参数 1313 5.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式2)数字和小数点字符)数字和小数点字符3)符号字符)符号字符由正号由正号(+)和负号和负号(-)组成。组成。4)功能字符)功能字符小于字符小于字符:主程序段号字符主程序段号字符=赋值字符赋值字符/跳过程序段字符、除字符跳过程序段字符、除字符*乘字符乘字符LF程序段结束字符程序段结束字符2、字符与代码字符与代码14143 3、程序字及其功能、程序字及其功能 程程序序字字是是一一套套有有规规定定次次序序的的字字符符,字字都都是是由由地地址址字字符符与与随随后后的的若若干干位位
10、十十进进制制数数字字字字符符组组成成的的,之之间间可可加加正正、负负号,正号可省略不写。号,正号可省略不写。常常用用的的程程序序字字按按其其功功能能不不同同可可分分为为7种种类类型型,分分别别为为顺顺序序号号字字、准准备备功功能能字字、尺尺寸寸字字、进进给给功功能能字字、主主轴轴转转速速功能字功能字、刀具功能字刀具功能字和和辅助功能辅助功能字。字。1515 5.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式1 1)顺序号字顺序号字位于程序段之首,地址符是位于程序段之首,地址符是N,后续数字一般为,后续数字一般为24位。位。使用规则使用规则数字部分应为正整数,所以最小顺序号是数字部分应为正整数,所以最小
11、顺序号是N1。顺序号的数字可以不连续使用。顺序号的数字可以不连续使用。顺序号不是程序段的必用字。顺序号不是程序段的必用字。作用作用便于人们对程序作校对和检索修改。便于人们对程序作校对和检索修改。便于在图上标注。便于在图上标注。用于程序段复归操作。用于程序段复归操作。1616 5.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式 地地址址符符是是G,是是建建立立机机床床或或控控制制系系统统工工作作方方式式的的一一种种命命令令。准准备备功功能能字字中中的的后后续续数数字字大大多多为为两两位位正正整整数数(包包括括00)。不不少机床此处的前置少机床此处的前置“0”允许省略。允许省略。2 2)准备功能字)准备功
12、能字3 3)准备功能字)准备功能字 主主要要用用来来指指令令机机床床的的运运动动部部件件到到达达的的坐坐标标位位置置。尺尺寸寸字字的的地地址址符符用用得得较较多多的的有有三三组组。第第一一组组是是X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R,主主要要是是用用于于指指令令到到达达点点的的直直线线坐坐标标尺尺寸寸;第第二二组组是是A、B、C、D、E,主主要要是是用用来来指指令令到到达达点点的的角角度度坐坐标标;第第三三组组是是I、J、K,主要用来指令零件圆弧轮廓圆心点的坐标尺寸。,主要用来指令零件圆弧轮廓圆心点的坐标尺寸。1717 5.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式 4 4)进给功能字)进给功能字
13、地地址址符符用用F,功功能能是是指指令令切切削削的的进进给给速速度度,可可用用F后后的的数数字字直直接接指定进给速度。指定进给速度。对于车床,可分为对于车床,可分为每分钟进给每分钟进给和和主轴每转进给主轴每转进给两种。两种。5 5)主轴转速功能字)主轴转速功能字用来指定主轴的转速(单位为用来指定主轴的转速(单位为r/min),其地址符使用),其地址符使用S。6 6)刀具功能字)刀具功能字用地址符用地址符T及随后的数字表示,是用来指定加工时用的刀具号。及随后的数字表示,是用来指定加工时用的刀具号。18187)辅助功能字)辅助功能字由地址符由地址符M及随后及随后12位数字组成,用来指令数控机床辅助
14、装位数字组成,用来指令数控机床辅助装置的接通和断开,表示机床各种辅助动作及其状态。置的接通和断开,表示机床各种辅助动作及其状态。M00:程序暂停。:程序暂停。M01:计划暂停。:计划暂停。M03:主轴正转。从主轴向:主轴正转。从主轴向Z方向看去,主轴顺时针方向旋转为正转。方向看去,主轴顺时针方向旋转为正转。M04:主轴反转。从主轴向:主轴反转。从主轴向Z方向看去,主轴逆时针方向旋转为正转。方向看去,主轴逆时针方向旋转为正转。M05:主轴旋转停止。:主轴旋转停止。M08:冷却液开。:冷却液开。M09:冷却液关。:冷却液关。M02:程序停止,程序执行指针不会复位到起始位置。:程序停止,程序执行指针
15、不会复位到起始位置。M30:程序停止,程序执行指针将复位到起始位置。:程序停止,程序执行指针将复位到起始位置。1919 5.2.2程序的结构与格式程序的结构与格式程序段程序段号号准备功准备功能能尺寸字尺寸字进给功进给功能字能字主轴功主轴功能字能字刀具功刀具功能字能字辅助辅助功能功能字字NGXYZUVWPQRIJKRFSTM注意:注意:上述程序段中包括的各种指令并非在加工程序段中都上述程序段中包括的各种指令并非在加工程序段中都必须有,而是根据各程序段的具体功能来编入相应的指令。必须有,而是根据各程序段的具体功能来编入相应的指令。例如:N30 G01 X50 Z30 F100表表-程序段格式程序段
16、格式4 4、程序段格式、程序段格式2020 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系 数控加工是基于数字信息的加工,刀具与工件的相对数控加工是基于数字信息的加工,刀具与工件的相对位置必须在相应坐标系下才能确定。位置必须在相应坐标系下才能确定。P1对应于对应于X25Z-7.5 P2对应于对应于X40Z-15 P3对应于对应于X40Z-25 P4对应于对应于X60Z-352121 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系1、标准坐标系及其运动方向标准坐标系及其运动方向v标准坐标系采用标准坐标系采用右手直角笛卡儿右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴为定则。基本坐标轴为X、Y、Z并构成直角坐标系,相应旋
17、转坐标分别为并构成直角坐标系,相应旋转坐标分别为A、B、C。v与与+X、+Y、+Z、+A、+B、+C相反的方向相应用带相反的方向相应用带“”的的+X、+、+Z表示。注意:表示。注意:+X、+、+Z之间不符合之间不符合右手笛卡儿直角坐标系定则。右手笛卡儿直角坐标系定则。2222 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系v由于数控机床各坐标轴既可以是刀具相对于工件运动,也由于数控机床各坐标轴既可以是刀具相对于工件运动,也可以是工件相对于刀具运动,可以是工件相对于刀具运动,ISO标准规定:标准规定:1)不论机床的具体结构,在确定坐标系时,一律看做是)不论机床的具体结构,在确定坐标系时,一律看做是刀
18、刀具相对静止的工件运动具相对静止的工件运动。2)机床的直线坐标轴)机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是:先的判定顺序是:先Z轴,再轴,再X轴,最后按右手笛卡儿直角坐标系判定轴,最后按右手笛卡儿直角坐标系判定Y轴。轴。3)坐标轴名()坐标轴名(X、Y、Z、A、B、C)不带)不带“”表示刀具表示刀具运动,带运动,带“”表示工件运动。表示工件运动。4)增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向。)增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向。2323 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系2、坐标系判定的方法与步骤坐标系判定的方法与步骤1)Z轴轴规定平行于机床主轴轴线的规定平行于机床主轴轴线的坐
19、标轴为坐标轴为Z轴,规定刀具远轴,规定刀具远离工件的方向为正方向。离工件的方向为正方向。2)X轴轴对于工件旋转的机床,对于工件旋转的机床,X轴轴的方向是在工件的径向上,的方向是在工件的径向上,且平行于横滑座,刀具离开且平行于横滑座,刀具离开工件旋转中心的方向为工件旋转中心的方向为X轴轴正方向正方向。数控车床坐标系数控车床坐标系2424 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系3)Y轴轴Y轴垂直于轴垂直于X、Z坐坐标轴,标轴,Y轴的正方向轴的正方向根据根据X坐标轴和坐标轴和Z坐坐标轴的正方向,按标轴的正方向,按照右手笛卡儿直角照右手笛卡儿直角坐标系来判断。坐标系来判断。2、坐标系判定的方法与步
20、骤坐标系判定的方法与步骤立式数控铣床立式数控铣床2525 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系4)旋转运动)旋转运动A、B和和CA、B和和C表示其轴线分别平行于表示其轴线分别平行于X、Y和和Z坐标的旋转运坐标的旋转运动。动。A、B和和C的正方向可按右手螺旋定则确定。的正方向可按右手螺旋定则确定。5)主轴正旋转方向与)主轴正旋转方向与C轴正方向的关系轴正方向的关系从主轴尾端向前端(装刀具或工件端)看顺时针方向旋转从主轴尾端向前端(装刀具或工件端)看顺时针方向旋转为主轴正方向。为主轴正方向。对于对于卧式数控车床卧式数控车床,主轴的正旋转方向与,主轴的正旋转方向与C轴正方向轴正方向相同相同;对
21、于对于钻、镗、铣、加工中心钻、镗、铣、加工中心机床,主轴的正旋转方向为机床,主轴的正旋转方向为右螺旋进入工件的方向,与右螺旋进入工件的方向,与C轴正方向轴正方向相反相反。2626 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系3、机床原点与机床参考点、机床原点与机床参考点1)机床原点)机床原点又又称称机机械械原原点点,是是机机床床坐坐标标系系的的原原点点。它它是是机机床床上上设设置置的的一一个个固固定定点点,在在机机床床装装配配、调调试试时时就就已已确确定定下下来来,是是数数控控机床进行加工运动的基准参考点。机床进行加工运动的基准参考点。2)机床参考点)机床参考点用于对机床运动进行检测和控制的固定
22、位置点。由机床制造厂用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。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。数控系统中,因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。2727 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控车床的机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点。数控车床的机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点。数控车床的原点与参考点数控车床的原点与参考点2828 5.2.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控铣床的原点与参考点数控铣床的原点与参考点一般情况下,数控一
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