《数控编程技术》教案.ppt

第三章数控加工的程序编程,本章内容： 3.1 零件程序编制的内容与方法 3.2 数控机床的坐标系统 3.3 零件加工程序的指令代码与程序结构 3.4 数控加工编程实例,3.1 零件程序编制的内容与方法,程序编制：程序员根据加工零件的图样和加工工艺，将零件加工的工艺过程、工艺参数、加工路线以及加工中需要的辅助动作，如换刀、冷却、夹紧、主轴正反转等，按照加工顺序和数控机床规定的指令代码及程序格式编成加工程序单。再将程序单中的全部内容输入到机床数控装置中，从而指挥数控机床加工。,程序编制的一般步骤：,零 件 图 纸,分析图样确定加工工艺过程,数值计算,编写程序清单,输入数控系统,程序校验试切,修改,数控机床加工,3.2 数控机床的坐标系,数控机床的坐标系 机床坐标系 编程坐标系 数控机床的有关点 机床零点 机床参考点 工件零点 起刀点 刀位点 对刀点和换刀点,3.2.1 数控机床的坐标系 1、机床坐标系 为了确定机床的运动方向和移动距离，需要在机床上建立一个坐标系，这就是机床坐标系。机床坐标系是为了确定工件在机床上的位置、机床运动部件的特殊位置（如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围）等而建立的几何坐标系，是机床上固有的坐标系。 （1）、坐标系的确定原则 ISO标准的有关规定： 1）数控机床上的坐标系是采用右手笛卡尔直角坐标系,如下图所示，规定X、Y、Z直线进给坐标系按右手定则判定；而围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示，正方向用右手螺旋法则判定。,2）采用假设工件固定不动，刀具相对工件移动的原则。不论数控机床的具体结构是工件静止、刀具运动；还是刀具静止、工件运动，都假定工件不动，刀具相对于静止的工件运动。 3）正方向的确定原则。以增大刀具与工件之间距离的方向为坐标轴运动的正方向。考虑到刀具与工件是一对相对运动，与+X、+Y、+Z轴相反的方向规定为+X、+Y、+Z，是工件（相对于刀具）正方向运动的坐标系。,（2）、各坐标轴的确定 机床坐标系X、Y、Z轴的判定顺序一般为：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。 1） 先确定Z轴。以传递切削动力的主轴定为Z轴， Z轴正方向是使刀具远离工件的方向。 对于刀具旋转的机床，如铣床、钻床、镗床等，平行于旋转刀具轴线的坐标为Z坐标；而对于工件旋转的机床，如车床、外圆磨床等，则平行于工件轴线的坐标为Z坐标。 注意： 若有多根主轴，则选垂直于工件装夹表面的主轴为主要主轴，Z轴则平行于该主轴轴线。若没有主轴，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为Z轴（如刨床）。,2) 再确定X轴。X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。在工件旋转的机床(如车床、外圆磨床)上，X轴的方向是在工件的径向上，与横向导轨平行。取刀具远离工件旋转中心的方向为X轴的正方向。对于刀具旋转的机床，规定：若Z轴为水平(如卧式铣床、镗床)，则沿刀具主轴后端向工件方向看，右手平伸出方向为X轴正向；若Z轴为垂直(如立式铣、镗床，钻床)，则从刀具主轴向床身立柱方向看，右手平伸出方向为X轴正向。 3) 最后确定Y轴。Y轴垂直于X、Z轴，在确定了X、Z轴的正方向后，即可按右手定则定出Y轴正方向。 4）附加坐标系。如果在基本的直角坐标轴X、Y、Z之外，还有其他轴线平行于X、Y、Z，则附加的直角坐标系指定为U、V、W和P、Q、R。,卧式车床的坐标系,+Z,+X,卧式车床的坐标系,立式升降台铣床的坐标系,+Z,+X,+Y,卧式升降台铣床的坐标系,+Z,+X,+Y,卧式铣床的坐标系,2、工件坐标系（亦称编程坐标系） 编程坐标系:是在对图纸上零件编程时建立的，程序数据便是基于该坐标系的坐标值。 工件坐标系: 编程坐标系在机床上的具体体现,坐标原点就称之为工件原点。,机床坐标系与工件坐标系关系,3、绝对坐标系与增量（相对）坐标系 （1）绝对坐标系 在坐标系中，所有的坐标点均以固定的坐标原点为起点确定坐标值，这种坐标系称为绝对坐标系。在这个坐标系中移动的尺寸称为绝对坐标，也叫绝对尺寸，所用的编程指令称为绝对坐标指令。 （2）增量（相对）坐标系 运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系称为增量坐标系，也叫相对坐标系。在这个坐标系中移动的尺寸称为增量坐标，也叫增量尺寸，所用的编程指令称为增量坐标指令。,(XA=10，YA=20),(XB=30，YB=50),(UA=0，VA=0),(UB=20，VB=30),a)绝对坐标系,b)增量坐标系,3.2.2 数控机床上的有关点 1、机床零点 机床坐标系的原点，它是机床上的一个固定的点，称为机床零点或机械零点（M），由制造厂家确定。机床坐标系是通过回参考点操作来确立的，参考点是确立机床坐标系的参照点。 数控车床的机床原点多定在主轴前端面的中心，数控铣床的机床原点多定在进给行程范围的正极限点处，但也有的设置在机床工作台中心，使用前可查阅机床用户手册。,2、机床参考点 与机床坐标系相关的另一个点称作机床参考点（R），它指机床各运动部件在各自的正方向自动退至极限的一个固定点， 该位置是在每个轴上用挡块和限位开关预先精确地调整好的，它相对于机床原点的坐标是一个已知数，一个固定值。每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动等原因停机而重新启动时，都应该先让各轴返回参考点，进行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。,3、工件零点 即工件坐标系的原点，也叫编程原点。编程时，一般选择工件图样上的设计基准作为编程原点。工件原点选取原则： (1)工件原点应选在工件图样的尺寸基准上。 (2)对于有对称几何形状的零件，工件原点最好选在对称中心点上。 (3) 尽量选在尺寸精度、光洁度比较高的工件表面上，这样可以提高工件的加工精度和同一批零件的一致性。 (4) 能使工件方便地装夹、测量和检验。 （5）对于一般零件，选在工件外轮廓的某一角上。,车床的工件原点一般设在主轴中心线上，多定在工件的左端面或右端面。铣床的工件原点，一般设在工件外轮廓的某一个角上或工件对称中心处，进刀深度方向上的零点，大多取在工件表面。对于形状较复杂的工件，有时为编程方便可根据需要通过相应的程序指令随时改变新的工件坐标原点；对于在一个工作台上装夹加工多个工件的情况，在机床功能允许的条件下，可分别设定编程原点独立地编程，再通过工件原点预置的方法在机床上分别设定各自的工件坐标系。,机床原点的设置（车床）,机床原点的设置（铣床）,机床参考点（车床）,编程原点（车削加工）,编程原点（铣削加工）,机床原点、工件原点、参考点,4、起刀点 指刀具起始运动的刀位点，亦即程序开始执行时的刀位点。 5、刀位点 即刀具上表示刀具特征的基准点，如立铣刀、端面铣刀刀头底面的中心；球头铣刀是指它的球心；车刀与镗刀的理论刀尖；钻头的钻尖。,6、对刀点和换刀点 对刀点：就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序也是从这一点开始执行，所以对刀点也叫做“程序起点”或“起刀点”。 换刀点：指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点，也可以是任意设定的一点。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。,