数控机床编程与操作-教学ppt课件.ppt
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1、 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作在线教务辅导网:在线教务辅导网:http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址:或者直接输入下面地址:http:/2/2/20231数控机床编程与操作数控机床编程与操作电子教案电子教案承德石油高等专科学校主讲教师:李传军 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作坐标系统坐标系统概概 述述坐标系2/2/20233 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作概概 述述坐标系坐标轴 在机械装备中,具有位移(线位移或角位移)控制和速度控制
2、功能的运动轴称为坐标轴(又称坐标或轴)。它有直线坐标轴和回转坐标轴之分。2/2/20234 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作基本直线轴:ISO和EIA标准中规定直线进给运动用由右手直角笛卡尔坐标系X、Y、Z为基本坐标系回(旋)转轴:分别用A、B、C表示,用右手螺旋定则其他附加轴:分别用U、V、W(第二组),和P、Q、R(第三组)表示,一般表示为分别平行于X、Y、Z概概 述述坐标系2/2/20235 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作机床参考点机床零点机床坐标系概概 述述坐标系2/2/20236 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作机床坐标系、机床
3、零点和机床参考点概概 述述坐标系2/2/20237 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作坐标轴的确定顺序和方法Z轴方位:对只有一个主轴,且主轴无摆动运动的,则平行对只有一个主轴,且主轴无摆动运动的,则平行主轴轴线的坐标轴为主轴轴线的坐标轴为Z Z 坐标坐标 对没有主轴或有多个主轴的对没有主轴或有多个主轴的数控机床数控机床,则规定垂,则规定垂直于工件装夹面的方向的坐标轴为直于工件装夹面的方向的坐标轴为Z Z 坐标;坐标;对主轴能摆动,且在摆动的范围内只与标准坐标对主轴能摆动,且在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行的数控机床,则该轴便是系中的某一坐标平行的数控机床,则该轴便是
4、Z Z 坐标;坐标;概概 述述坐标系2/2/20238 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作坐标轴的确定顺序和方法Z Z方向的判断:方向的判断:刀具远离工件的方向为正方向刀具远离工件的方向为正方向概概 述述坐标系2/2/20239 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作坐标轴的确定顺序和方法X轴方位和方向Y轴方位和方向概概 述述坐标系2/2/202310 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作对刀点工件坐标系程序原点起刀点换刀点概概 述述坐标系2/2/202311 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作数控程序:数控机床自动加工零件的工作指令数
5、控编程的过程:分析零件图纸工艺处理数学处理编写零件程序程序校验 试切加工概概 述述编程2/2/202312 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作编程编程 将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据(运动轨迹与方向、位移量)、工艺参数(主运动和进给运动速度、切削深度)以及辅助操作(换刀、主轴控制、冷却液开关、刀具夹紧、松开)等加工信息,用规定的文字、数字、符号组成的代码和程序格式,编制成加工程序单,再将程序单中的内容记录在磁盘(或纸带)等控制介质上。概概 述述编程2/2/202313 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作手工编程自动编程概概 述述编程2/2/2023
6、14 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作数控加工程序的结构数控加工零件程序是若干组程序段组成;程序段又由若干代码字(或指令字)组成;可表示为一个完整的加工工步或动作!每个代码字则由文字(地址符)和数字(有些还带有符号)组成。概概 述述编程2/2/202315 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作程序结构概概 述述编程2/2/202316 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作主程序和子程序 当一个零件的加工程序中,有一定量的连续的程序段有完全重复出现,如:一块较大的材料上加工出多个相同形状和尺寸的部位的程序,则可将这些重复的程序串单独抽出来,按一定的格
7、式做成子程序。子程序外的部分就成为主程序,在执行过程中,主程序可以随时调用子程序,并在调用过程中,子程序仍可以调用别的子程序,实现所谓的“多层嵌套”。概概 述述编程2/2/202317 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作M指令一览(或辅助功能)基本指令2/2/202318 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作M功能分为二类 前作用M功能在程序段编制的轴运动之前执行,M03、M04。后作用M功能在程序段编制的轴运动之后执行,M05。基本指令2/2/202319 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作S指令T指令基本指令2/2/202320 世世纪纪星星数
8、数控控系系统统 编编程程与与操操作作q有关坐标和坐标系的指令有关坐标和坐标系的指令 绝对值编程绝对值编程G90G90与相对值编程与相对值编程G91 G91 格式格式:G90 G_ X_ Y_ Z_G90 G_ X_ Y_ Z_ G91 G_ X_ Y_ Z_ G91 G_ X_ Y_ Z_ G90G90为绝对值编程为绝对值编程,每个轴上的编程值是相对于程序原点,每个轴上的编程值是相对于程序原点的;(机床的默认状态)的;(机床的默认状态)G91G91为相对值编程为相对值编程,每个轴上的编程值是相对于前一位置,每个轴上的编程值是相对于前一位置而言的,该值等于沿轴移动的距离。而言的,该值等于沿轴移动
9、的距离。基本指令2/2/202321 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作 工件坐标系设定工件坐标系设定工件坐标系设定工件坐标系设定G92 G92 格式格式格式格式:G92 X_ Y_ Z_G92 X_ Y_ Z_G92 X_ Y_ Z_G92 X_ Y_ Z_其其其其中中中中,X X X X、Y Y Y Y、Z Z Z Z、A A A A、B B B B、C C C C、U U U U、V V V V、W W W W为为为为坐坐坐坐标标标标原原原原点点点点(程程程程序序序序原原原原点点点点)到到到到刀具起点(刀具起点(刀具起点(刀具起点(对刀点对刀点对刀点对刀点)的有向距离。)
10、的有向距离。)的有向距离。)的有向距离。X X X X、Y Y Y Y、Z Z Z Z 确定原则:确定原则:确定原则:确定原则:1 1 1 1、方便数学计算和简化编程;方便数学计算和简化编程;方便数学计算和简化编程;方便数学计算和简化编程;2 2 2 2、容易找正对刀;、容易找正对刀;、容易找正对刀;、容易找正对刀;3 3 3 3、便于加工检查;、便于加工检查;、便于加工检查;、便于加工检查;4 4 4 4、引起的加工误差小;、引起的加工误差小;、引起的加工误差小;、引起的加工误差小;5 5 5 5、不要与机床、工件发生碰撞;、不要与机床、工件发生碰撞;、不要与机床、工件发生碰撞;、不要与机床
11、、工件发生碰撞;6 6 6 6、方便拆卸工件;、方便拆卸工件;、方便拆卸工件;、方便拆卸工件;7 7 7 7、空行程不要太长;、空行程不要太长;、空行程不要太长;、空行程不要太长;基本指令2/2/202322 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作 执行此段程序执行此段程序,只是建立在工件坐标系中刀具起点相只是建立在工件坐标系中刀具起点相对于程序原点的位置,刀具并不产生运动。执行此程序对于程序原点的位置,刀具并不产生运动。执行此程序段之前必须保证刀位点与程序起点(起刀点)符合。段之前必须保证刀位点与程序起点(起刀点)符合。G92G92指令需要后续坐标值指定刀具当前点在工件坐标指令需
12、要后续坐标值指定刀具当前点在工件坐标系中的位置,因此必须单独一个程序段指定。系中的位置,因此必须单独一个程序段指定。G92G92指令段一般放在一个零件程序的首段。指令段一般放在一个零件程序的首段。基本指令2/2/202323 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作工件坐标系选择工件坐标系选择工件坐标系选择工件坐标系选择G54-G59G54-G59 格式格式格式格式:基本指令2/2/202324 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作 直接机床坐标系编程直接机床坐标系编程直接机床坐标系编程直接机床坐标系编程G53 G53 格式格式:G53 G00(G01)X G53 G0
13、0(G01)X _ _ Y Y _ _ Z Z_ _ 含有含有G53G53指令的程序段指令的程序段,刀具到达的目标点的坐标值是刀具到达的目标点的坐标值是机床坐标系中机床坐标系中(相对于机床原点相对于机床原点)的坐标值。的坐标值。G53G53指令仅在其被规定的程序段中有效。指令仅在其被规定的程序段中有效。注意:注意:G53 G53,G54G54G59G59都是要求机床回过参考点后才使用都是要求机床回过参考点后才使用的指令。的指令。基本指令2/2/202325 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作 坐标平面选择坐标平面选择坐标平面选择坐标平面选择G17G17,G18G18,G19 G
14、19 格式格式:G17G17 G18G18 G19 G19该指令选择一个平面,在此平面中进行圆弧插补和刀该指令选择一个平面,在此平面中进行圆弧插补和刀具半径补偿。具半径补偿。G17G17选择选择XYXY平面,平面,G18G18选择选择ZXZX平面,平面,G19G19选择选择YZYZ平面。平面。移动指令与平面选择无关。例如在规定了移动指令与平面选择无关。例如在规定了G17 Z_G17 Z_时,时,Z Z轴照样会移动。轴照样会移动。G17G17、G18G18、G19G19为模态功能,可相互注销,为模态功能,可相互注销,G17G17为缺省值。为缺省值。基本指令2/2/202326 世世纪纪星星数数控
15、控系系统统 编编程程与与操操作作q有关单位的设定有关单位的设定 尺寸单位选择尺寸单位选择尺寸单位选择尺寸单位选择G20G20,G21G21,G22G22格式格式格式格式:这这3 3个个G G代码必须在程序的开头坐标系代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的程序段指令。设定之前用单独的程序段指令。G20G20是默认的。是默认的。G20G20,G21G21,G22G22不能在程序的中途切换不能在程序的中途切换基本指令线性轴旋转轴英制(G20)英寸度公制(G21)毫米度脉冲当量(G22)移动轴脉冲当量旋转轴脉冲当量2/2/202327 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作 进给速度单
16、位的设定进给速度单位的设定进给速度单位的设定进给速度单位的设定G94G94、G95G95 格式格式格式格式:G94 F_ G94 F_ G95 F_ G95 F_ G94G94为每分钟进给为每分钟进给为每分钟进给为每分钟进给,F F的单位依的单位依的单位依的单位依G20/G21/G22G20/G21/G22的设定而的设定而的设定而的设定而分别为分别为分别为分别为mm/minmm/min,in/minin/min或脉冲当量或脉冲当量或脉冲当量或脉冲当量/min/min。此外,此外,此外,此外,G94 F_ G94 F_ 可以指定旋转轴的速度,旋转轴的速度可以指定旋转轴的速度,旋转轴的速度可以指定
17、旋转轴的速度,旋转轴的速度可以指定旋转轴的速度,旋转轴的速度单位为度单位为度单位为度单位为度/min/min或脉冲当量或脉冲当量或脉冲当量或脉冲当量/min/min。G95G95为每转进给为每转进给为每转进给为每转进给,在,在,在,在F F之后,直接指定刀具在主轴转一转之后,直接指定刀具在主轴转一转之后,直接指定刀具在主轴转一转之后,直接指定刀具在主轴转一转的进给量,单位依的进给量,单位依的进给量,单位依的进给量,单位依G20/G21/G22G20/G21/G22的设定而分别为的设定而分别为的设定而分别为的设定而分别为mm/rmm/r,in/rin/r或脉冲当量或脉冲当量或脉冲当量或脉冲当量/
18、r/r。这个功能必须在主轴装有编码器这个功能必须在主轴装有编码器这个功能必须在主轴装有编码器这个功能必须在主轴装有编码器时才能使用。时才能使用。时才能使用。时才能使用。G94G94、G95G95为模态功能,可相互注销,为模态功能,可相互注销,为模态功能,可相互注销,为模态功能,可相互注销,G94G94为缺省值为缺省值为缺省值为缺省值基本指令2/2/202328 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作q进给控制指令进给控制指令 快速定位指令快速定位指令G00G00格式:G00 X_Y_Z_快速定位至终点,在G90时为终点在工件坐标系中的坐标;在G91时为终点相对于起点的位移量。G00
19、指令中的快进速度由机床参数对各轴分别设定。快移速度可由面板上的进给修调旋钮修正。G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。不要用于加工G00为模态功能,可由G01、G02、G03功能注销。此路径不一定是条直线在“图像显示”时,此程序所显示路径为红色基本指令2/2/202329 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作c 单方向定位指令单方向定位指令G60G60 格式格式:G60 X_Y_Z_G60 X_Y_Z_ 其中,其中,X X、Y Y、Z Z为定位终点。为定位终点。G60G60指令仅在其被规定的程序段中有效。指令仅在其被规定的程序段中有效。如右图:如右图:从从A A或或B B
20、点用点用G60G60的方式走到的方式走到C C点点则需要经过中间点的过渡;则需要经过中间点的过渡;这是负方向定位的一种形式。这是负方向定位的一种形式。在精确定位中用到,可消除反向间隙;在精确定位中用到,可消除反向间隙;基本指令2/2/202330 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作 线性进给指令线性进给指令G01G01 格式格式:G01 X _Y_Z_ F _G01 X _Y_Z_ F _X X、Y Y、Z Z为定位终点为定位终点 G01G01指令刀具从当前位置以联动的方式,按指令刀具从当前位置以联动的方式,按程序段中程序段中F F指令规定的合成进给速度,按线性指令规定的合成进
21、给速度,按线性路线路线(联动直线轴的合成轨迹为直线联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程移动到程序段所指定的终点。序段所指定的终点。G01G01和和F F都是模态代码,如果后续的程序段不改都是模态代码,如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度,可以不再书写这些变加工的线型和进给速度,可以不再书写这些代码。代码。G01G01可由可由G00G00、G02G02、G03G03功能注销。功能注销。基本指令2/2/202331 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作 圆弧进给及螺旋线进给指令圆弧进给及螺旋线进给指令G02G02,G03G03 圆弧进给圆弧进给 格式格式:其中,其中,a a、b
22、X,Y,Z bX,Y,Z、I,J,KI,J,K,R R为圆弧半径,当圆弧圆心角小于为圆弧半径,当圆弧圆心角小于180180时,时,R R为正值,为正值,否则否则R R为负值,整圆编程时不可以使用为负值,整圆编程时不可以使用R R,只能用只能用、;基本指令 _b b_ _ F_ _ 2/2/202332 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作螺旋线进给螺旋线进给 格式格式:是与是与,平面相垂直的轴的终点坐标。平面相垂直的轴的终点坐标。G02,G03G02,G03分别分别为顺螺旋插补和逆螺旋插补,螺旋线插补的进给速度为顺螺旋插补和逆螺旋插补,螺旋线插补的进给速度F F为合成运动速度。为
23、合成运动速度。该指令是对另一个不在圆弧平面上的坐标轴施加运动该指令是对另一个不在圆弧平面上的坐标轴施加运动指令,对于任何角度指令,对于任何角度(360(360的圆弧的圆弧)可附加任一数值的可附加任一数值的单轴指令。单轴指令。基本指令 _b b_ _ _F_ 2/2/202333 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作例例.图图2727所示的螺旋线程序所示的螺旋线程序G91G91时:时:G91 G17 G03 X-30.0 Y30.0 R30.0 Z10 F100G91 G17 G03 X-30.0 Y30.0 R30.0 Z10 F100G90G90时:时:G90 G17 G03
24、X0 Y30.0 R30.0 Z10 F100G90 G17 G03 X0 Y30.0 R30.0 Z10 F100基本指令2/2/202334 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作虚轴指令虚轴指令G07及正弦线插补及正弦线插补格式:G07 a其中,aX,Y,Z,A,B,C,U,V,W。在G07a0指令之后,a轴就被作为虚轴虚轴只参加计算,不运动G07仅在其被规定的程度段中有效。虚轴仅对自动操作有效,正弦曲线插补:是在螺旋线插补前,用G07将参加圆弧插补的某一轴指定为虚轴,则螺旋线插补变为正弦线插补。基本指令2/2/202335 世世纪纪星星数数控控系系统统 编编程程与与操操作作
25、例例.图图2828所示,关于所示,关于Y ZY Z平面上的单周期正平面上的单周期正弦曲线插补,弦曲线插补,X X轴为虚轴。轴为虚轴。X X2 2+Y+Y2 2=R=R2 2 (R R:圆弧半径)圆弧半径)Y=R*SINY=R*SIN(2*Z/L2*Z/L)(L L:单周期单周期Z Z轴移动量)轴移动量)程序如下:程序如下:N01 G92 X0 Y0 Z0N01 G92 X0 Y0 Z0N02 G07 X0 G90 G03 X0 Y.0 I0 J5.0 Z20.0 F100 M03 N02 G07 X0 G90 G03 X0 Y.0 I0 J5.0 Z20.0 F100 M03 S500S500
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