(中职)数控车床编程与实训项目二 数控车床编程基础教学课件.ppt
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1、正版可修改PPT课件(中职)数控车床编程与实训项目二 数控车床编程基础教学课件化学工业出版社化学工业出版社 项目二项目二 数控车床编程基础数控车床编程基础 数控车床编程概述任务一数控车床坐标系任务二 数控数控车床的常用功能床的常用功能任务三数控车床的常规编程指令任务四化学工业出版社化学工业出版社 任务一任务一 数控车床编程概述数控车床编程概述 一、数控一、数控编程的方法程的方法 数控编程可分为手工编程和计算机辅助编程(自动编程)两大类。(1)手工编程 手工编程过程依赖人工完成的称为手工编程,手工编程主要用于编制结构简单,并可以方便地使用数控系统提供的各种简化编程指令来编制数控加工程序的零件。由
2、于数控车床主要加工对象是回转类零件,零件程序的编制相对较简单。因此,车削类零件的数控加工程序主要依靠手工编程完成。但手工编程工作量在、繁琐且易出错,目前也借助计算机辅助设计软件的功能来求取轮廓的基点和节点。手工编程有两大“短”原则:一是零件加工程序要尽可能短,即尽可能使用简化编程指令编制程序,一般来说,程序越简短。编程人员出错的概率也越低。二是零件的加工路线要尽可能短,这主要包括两个方面:切削用量的合理选择和程序中空走刀路线的选择。合理的加工路线对提高零件的生产效率有非常重要的作用。化学工业出版社化学工业出版社 任务一任务一 数控车床编程概述数控车床编程概述 (2)自动编程 计算机辅助编程是指
3、编程人员使用计算机辅助设计与制造软件绘制出零件的三维或二维图形,根据工艺参数选择切削方式,设置刀具参数和切削用量等相关内容,再经计算机后期处理自动生成数控加工程序,并且可以通过动态图形模拟是查看程序的正确性。自动生成的数控加工程序可以通过传送电缆从计算机传送到数控车床。自动编程需要计算机辅助制造软件作支持,也需要编程人员具有一定的工艺分析和手工编程的能力。二、数控车床编程特点 根据数控车床的特点,数控车床的编程具有如下特点:(1)混合编程 在一个程序段中,根据图样上标注的尺寸,可以采用绝对或相对方式编程,也可采用两者混合编程。(2)直径编程 由于被车削零件的径向尺寸在图样标注和测量时均采用直径
4、尺寸表示,所以在编程时,(U)通常以直径量表示。化学工业出版社化学工业出版社 任务一任务一 数控车床编程概述数控车床编程概述 (3)径向加工精度高 为提高工件的径向尺寸精度,X向的脉冲当量取Z向的一半。(4)循环指令简化编程 由于车削加工时常用棒料或锻料作为毛坯,加工余量较多,要得到图样标注尺寸,需要分层切削,如果分层编写程序,则程序繁琐。为了简化编程,数控系统采用了不同形式的固定循环指令,便于进行多次重复循环切削。(5)刀具补偿功能 数控车床具有刀具位置补偿、刀具半径补偿等功能,数控系统具有的刀具补偿功能使编程人员只要按照工件轮廓编程,即使刀具位置变化、刀具几何形状变化或者刀尖圆弧半径变化,
5、都无需更改数控加工程序,而只需修改相应的补偿量。化学工业出版社化学工业出版社 任务一任务一 数控车床编程概述数控车床编程概述 三、数控车床的编程规则 1.直径编程和半径编程 在数控车削加工中,因为零件的截面一般都为圆形,所以就有两种表示X坐标值的方法,即直径编程和半径编程。(1)直径编程。采用直径编程时,数控程序中X轴的坐标值即为零件图上的直径值。如图2-2a所示,点A和点B的坐标分别为A(30,80)、B(40,60),a)直径编程 b)半径编程 图2-2直径编程和半径编程化学工业出版社化学工业出版社 任务一任务一 数控车床编程概述数控车床编程概述 注:在后面的说明中,凡是没有特别指出是直径
6、指令还是半径指令,均为直径指令。刀具的位置偏差值,当切削外径时,用直径指令,位置偏差值的变化量与零件外径的研磨变化量相同。当刀具位置偏差量用半径指令时,刀具位置补偿值是指刀具的长度补偿值。(2)半径编程。采用半径编程时,数控程序中X轴的坐标值为零件图上的半径值。如图2-2b所示,点A和点B的坐标分别为A(15,80)、B(20,60)。2.绝对值编程 绝对值编程是根据事先预定的编程原点计算出绝对坐标值的一种编程方法,即程序中的终点是相对于程序原点的(也就是将刀具运动位置的坐标值表示为相对坐标原点的距离),如图2-3所示。绝对值编程时,用X、Z表示X轴、Z轴的坐标值。大多数数控系统都以G90指令
7、表示使用绝对坐标编程。化学工业出版社化学工业出版社 任务一任务一 数控车床编程概述数控车床编程概述 3.增量值编程 增量值编程是根据与前一个位置的坐标值增量表示的一种编程方法,即程序中的终点坐标是相对于起点而言的(也就是目标点绝对坐标值与当前点绝对坐标值的差值),如图2-4所示。增量编程时U、W表示X轴、Z轴的坐标值,其中表示增量的字符U、W不能用于循环指令(如G71、G72、G73、G76等)程序段中,但可用于定义精加工轮廓的程序中。其正负由其行程方向来确定,当行程方向与工件坐标轴方向一致时,则为正值,反之则为负。大多数数控系统都以G91表示使用相对坐标编程。图2-3绝对坐标表示法图2-4
8、相对坐标表示法化学工业出版社化学工业出版社 任务一任务一 数控车床编程概述数控车床编程概述 4.小数点编程 一般的数控系统允许输入数值时使用小数点,对于表示距离、时间和速度单位的指令值可以使用小数点。对于距离,数值的单位是mm或in;对于时间,数值的单位是s;有时数值的单位还可能是(“)或(0)。除X、Y、Z、I、J、K、R、F、U、V、W、A、B、C等可用小数点输人地址外,某些地址不能用小数点。小数点的表示通常有计算器型和常用型两种。当用计箅器型表示时,不带小数点的数值的单位为mm。当用常用型表示时,数控系统则认为是输入的最小单位,即0.001mm,故而,当控制系统采用常用型输入数值时,切不
9、可忽视了小数点,否则会出事故。化学工业出版社化学工业出版社 任务二任务二 数控车床坐标系数控车床坐标系 坐标系的建立是用于确定刀具或工件的相对运动方向和位置的,也是为了确定工件几何结构上各几何关系要素(点、直线和圆弧等)的相互位置关系。为了便于在编程时准确地描述车床的运动,简化程序的编制方法并保证各相关记录数据的正确与互换性,数控车床的坐标和运动方向都巳标准化。国际标准化组织2001年颁布的ISO841-2001标准规定的命名原则有以下几条:(1)刀具相对于静止工件而运动的原则。这一原则使编程技术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,就可根据零件图样来确定车床的加工过程。(2)
10、机床坐标系的规定。在数控机床上,机床的动作是由数控装置来控制的,为了确定机床上的成形运动和辅助运动,必须先确定机床上运动的方向和运动的距离,这就需要建立坐标系才能实现,这个坐标系就称为机床坐标系。ISO841标准中将机床的某一运动部件运动的正方向,规定为增大刀具与工件之间距离的方向。化学工业出版社化学工业出版社 任务二任务二 数控车床坐标系数控车床坐标系 按照等效于IS0841的我国标准JB/T30511999规定:如图2-5所示,把数控机床直线运动的坐标轴X、Y、Z(也称为线性轴),规定为右手笛卡儿坐标系。X、Y、Z的正方向是使工件尺寸增加的方向,即增大工件和刀具距离的方向。通常以平行于主轴
11、的轴线为Z轴(即Z轴的旋转运动由传递切削动力的主轴所决定);而X轴是水平的,并平行于工件的装夹面;最后Y轴就可按右手笛卡儿坐标系来确定。三个旋转轴A、B、C相应地表示其轴线平行于X、Y、Z的旋转运动,A、B、C的正方向相应地为在X、Y、Z坐标正方向向上按右旋螺纹前进的方向。上述规定是工件画定、刀具移动的情况,反之若工件移动,则正方向分别用X、Y、Z表示。图2-5 右手笛卡儿直角坐标系化学工业出版社化学工业出版社 任务二任务二 数控车床坐标系数控车床坐标系 工件沿Z轴的运动。工件沿Z轴的旋转运动由传递切削力的主轴所决定,与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z坐标。数控车床的Z坐标为工件的回转轴线,其正
12、方向是增大刀具和工件之间距离的方向,如图2-6所示。图2-6 卧式数控车床的坐标系工件沿X轴的运动。工件沿X轴的运动是水平的,平行于工件装夹面,X坐标是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标,对于数控车床来说,X坐标的方向是在工件的径向上,且平行于横向滑座。X坐标的正方向是安装在横向滑座的主要刀架上的刀具离开工件回转中心的方向。化学工业出版社化学工业出版社 任务三任务三 数控车床的常用功能数控车床的常用功能 一、准备功能(G功能)准备功能主要用来指定数控车床的运动方式、坐标系设定、刀具补偿等多种加工操作,为数控系统的插补运算做好准备。准备功能指令由字母G和其后的两位数字组成,从G00到G99共10
13、0个。G指令有两种。一种是模态G指令,又称之为续效指令。模态指令一旦被执行,则一直有效,直到同一组的G代码出现或被取消为止。因此在连续的若干程序段中,只要指定一次模态G指令,在其后的程序段中就不必再重复指定了;另一种是非模态G指令。这种G指令只在被指定的程序段中才有效,所以若需使用非模态G指令,必须在相应的程序段中指定。附表2-1为GSK系统常用G指令代码,并按G指令功能对其进行了分组附表1中用2位数字分组,如刀具(或机床)运动功能为01组。同一功能的代码不允许写在同一程序段中,若同一程序段中指定了两个或两个以上同一组的G指令,则数控装置只认定最后一个是有效的指定,例如G01 G00 X30.
14、0;则此程序段将以快速定位(G00)方式移动至X30.0的位置,G01指令将被忽略。G指令一般位于程序段中坐标字之前。需要说明的是G指令虽然很多,但国际上实际使用G指令的标准化程度较低。因此实际编程时,必须严格按照具体使用机床的编程手册进行编程。化学工业出版社化学工业出版社 任务三任务三 数控车床的常用功能数控车床的常用功能 表2-1 GSK系统常用G指令代码一览表化学工业出版社化学工业出版社 任务三任务三 数控车床的常用功能数控车床的常用功能 二、辅助功能(M功能)辅助功能主要用来指定数控机床加工过程中的相关辅助动作和机床状态,控制如主轴启动、停止、正反转、换刀、尾架或夹盘的夹紧与松开等。因
15、为多是控制某一电器开关状态,所以又称之为开关功能。辅助功能指令由字母M和其后的2位数字组成,从M00到M99。M指令也分为模态和非模态两种。与G指令不同的是,M指令还规定了指定的辅助功能在一个程序段中起作用的时间,即M代码分为前指令码(表3-2中标W)和后指令码(表3-2中标A)。前指令码和同一程序段中的移动指令同时执行,后指令码在同一程序段的移动指令执行完后才执行。如M03、M04主轴转向指令与同一程序段中移动指令同时开始起作用,M00、M02等在程序段移动指令执行完后才开始起作用。与G指令一样,同一程序段中只允许出现一个M指令,若同时出现两个或两个以上,则最后一个M指令被数控装置认定为有效
16、的指定。例如G01 X30.0 M04 M08;则执行此程序段时,主轴不会反转,只有切削液开。表2-2为GSK系统常用M指令代码。我国JB/T3208-1999标准中中也规定了M指令的功能(见表3-3)。M指令因数控机床生产厂家及机床结构和规格的不问也有所不同,但与标准规定的功能基本一致,出入不大。化学工业出版社化学工业出版社 任务三任务三 数控车床的常用功能数控车床的常用功能 表2-2 GSK系统常用M代码一览表化学工业出版社化学工业出版社 任务三任务三 数控车床的常用功能数控车床的常用功能 1.主轴功能(S功能)主轴功能主要用于指定主轴转速,它是用来指令机床主轴转速或线速度的功能。S功能用
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