第7章数控加工编程

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 数控加工编程,7.1 数控编程方法,7.2 数控编程中的刀位计算,7.3数控编程中的工艺策略,7.4 后置处理及DNC,7.1 数控编程方法及其发展,1、手工编程,2、数控语言自动编程,3、CAD/CAM系统自动编程,工艺分析,数值计算,NC程序编制,输入NC程序,首件试切,修改,零件图,手工编程特点：,不需辅助工具，效率低、出错率高，难以对复杂零件编程。,1、手工编程,2、数控语言自动编程,输入编译,数值处理,刀位文件,CLDATA,后置处理,机床加工,穿孔纸带,磁盘,RS232C,零件图样,数控语言,零件源程序,程序员,计算机,原理,：,应用专用数控语言编制零件源程序，经编译生成刀具运动轨迹，和中性刀位文件(CLData File)，经后置处理生成相应机床数控加工程序。,特点：,比手工编程效率高，解决复杂曲面编程问题。但专用词汇及语句格式繁多，仍存在编程效率与机床加工速度间的矛盾。,数控语言的产生与发展,1953年MIT开始研究数控自动编程；,1955年公布APT自动编程系统；,之后的近40年不断推出新版本，如APTII、APTIII、APTIV、APTAC、APTSS等；,德国EXAPT、法国IFAPT；,日本FAPT；,我国在上世纪70年代推出SKC、ZCX车铣编程系统。,数控语言APT简介,APT数控语言格式,：,命令/参数 例：GODLTA/20,20,-5 增量走刀,数控语言常用语句：,初始语句,：例：PARNO,几何定义语句,：例 POINT、LINE、CIRCLE、PLANE等,刀具定义语句,：例 CUTTER,刀具运动语句,：例 GOLFT、GORGT、GOFWD等,切削用量语句,：例 FEDRAT、SPEED等,容许误差语句,：例OUTTOL、INTOL,后置处理语句,：例 MACHINE、SPINDL、COOLNT、END等,加工图示零件APT源程序：,PARTNO/TEMPLATE；初始语句，TEMPLATE为程序名称,MACHINE/FANUC,6M；后置处理程序的调用,CLPRNT ；打印刀具轨迹数据,OUTTOL/0.002 ；外轮廓逼近容差,INTOL/0.002 ；内轮廓逼近容差,CUTTER/10 ；平头立铣刀，直径=10mm,L1=LINE/20,20,20,70 ；定义直线L1,几何定义,L2=LINE/(POINT/20,70)ATANGL,75,L1 ；定义直线L2,L4=LINE/20,20,46,20 ；定义直线L4,L3=LINE/(POINT/46,20),ATANGL,45,L4；定义直线L3,C1=CIRCLE/YSMALL,L2,YLARGE,L3,RADIUS,10 ；定义圆弧C1,XYPL=PLANE/0,0,1,0 ；定义平面XYPL,SETPT=POINT/-10,-10,10,FROM/SETPT ；指定起刀点,运动轨迹定义,FEDRAT/2400 ；快速进给,GODLTA/20,20,-5 ；增量走刀,SPINDL/ON ；主轴启动,COOLNT/ON ；冷却液开,FEDRAT/100 ；指定切削速度,GO/TO,L1,TO,XYPL,TO,L4 ；初始运动指定,TLLFT,GOLFT/L1,PAST L2 ；沿直线L1左边切削直至超过直线L2,GORGT/L2,TANTO,C1 ；右转切削L2直至切于圆C1,GOFWD/C1,PAST,L3 ；沿圆C1切削直至超过L3,GOFWD/L3,PAST,L4 ；沿直线L3切削直至超过L4,GORGT/L4,PAST,L1 ；右转切削L4直至超过L1,GODLTA/0,0,10 ；增量走刀,SPINDL/OFF ；主轴停止,FEDRAT/2400 ；快速进给,GOTO/SETPT ；返回起刀点,END ；机床停止,FINI ；零件源程序结束,3、CAD/CAM系统自动编程,CAD/CAM系统数控编程原理,CAD造型,加工工艺分析,加工面选择,工艺参数确定,刀轨文件生成,刀位验证,编辑修改,后置处理,加工仿真,机床加工,加工,参数库,刀具库,材料库,手工编程,数控语言,自动编程,CAD/CAM系统自动编程,无须软件工具,效率低，出错率高,需记忆数控代码,难以完成复杂,型面编程,能从事复杂型面编程,不需记忆具体数控代码,编程量大,没有图形支持,用户不需编源程序,有图形支持,便于实现系统集成,几种数控编程方法的比较,7.2 数控编程中的刀位计算,1、非圆曲线刀位点计算,2、球头铣刀行距的确定,3、平面型腔加工刀位点的计算,4、转角过渡处理,5、曲面加工中的刀位计算,6、刀具干涉检验,1、非圆曲线刀位点计算,直线段逼近,各直线逼近方法比较,等间距法,等弦长法,等误差法,计算简单，,合理间距选取是关键,以最小曲率半径处加工精度确定弦长,分割线段多，求解最小曲率半径是关键,计算过程复杂，,分割的程序段少,双圆弧段逼近,直线元素 内切双圆弧 外切双圆弧,P1,p2,p3,p4 P1,p4在p2p3 P1,p4在p2p3,接近一直线 连线同侧 连线两侧,(,-,0.05,),2、球头铣刀行距的确定,平面,曲面,残留高度H 90),延长两轨迹,B,1,D、DB,2,构成,形成尖角,c)方角过度,：,（夹角 90),在两附加轨迹段之间插入过渡直线D,1,D,2,，使B,1,D,1,=B,2,D,2,=BB,1,d)三角过度,：,应用较少,。,5、曲面加工中的刀位计算,参数曲面,参数域,等参数曲线法：,刀具沿参数曲面 向或 向等参数线进行切削加工，计算速度快。,任意切片法：,刀具沿参数曲面与一组平行平面截交线 进行切削加工，这种方法刀位计算消耗时间较长。,等高线法,：,刀具由高到低沿参数曲面与一组水平平面截交线进行切削加工，这种方法刀位计算时间最长。,7.3 数控编程中的工艺策略,1、粗精加工的工艺选择,2、刀具的切入和切出引导,3、加工路线的确定及优化,刀具的选用,粗加工,：,是切除绝大部分多余材料，切削用量较大，刀具负荷重，一般选用,平底铣刀,，刀具的直径尽可能选大。,精加工：,是保证加工面精度要求，切削用量较小，刀具负荷轻，根据加工表面形状可选择平底刀、球头刀或圆角铣刀。,应优先选用平底刀，应尽量选择圆角铣刀，而少用球头刀。,在刀具直径选择上：,先用大直径刀具完成大部分的曲面加工，再用小直径刀具进行清角或局部加工。,1、粗精加工的工艺选择,加工路径的选择,粗加工：,加工路径一般选择单向切削，可保证切削过程,稳定，可避免顺逆铣工作状态的变化。,精加工：,切削力较小，对顺逆铣反映不敏感，加工路径,可采用双向切削，以减少空行程，提高切削效率,。,进刀方式的选择,粗加工,：主要考虑刀具切削刃强度；,精加工,：主要考虑被加工表面质量。,铣刀端面刃切削能力差，对于型腔加工可采用斜角切入。,粗加工一般采用分层切削,2、刀具的切入和切出引导,二维圆弧切入/切出引导,二维圆弧切入/切出引导应用实例,二维垂直切入/切出,引导应用实例,二维平行切入/切出,引导应用实例,潜入式 水平式 法向式 切向式,三维切削刀具切入切出引导,3、加工路线的确定及优化,加工路线确定原则,：,获得良好的加工精度和表面质量,走刀路线短空程少,数据计算工作量小,a)沿直纹母线走刀,好,b)沿横截面线走刀,不好,加工路线确定实例,a)行切法 b)环切法 c)综合法,计算简单 表面质量好 两者综合,型腔加工路线确定,a)水平走刀 b)沿最长路径角度走刀,好 不好,走刀角度的选择,孔加工相邻距离最近优化法,孔加工例图,通常加工序列,优化加工序列,可节省近一半定位时间,孔加工配对优化法,使用不同刀具时的优化,不好,好,7.4 后置处理及DNC,后置处理：,刀位计算后，CAM系统将生成一个刀位文件,该文件不能直接送给数控机床使用，尚需其转换为机床控制代码。,10,TOOL PATH/P2,TOOL,T2,20,TLDATA/MILL,0.3750,0.0000,1.0000,0.0000,0.0000,30,MSYS/0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,0.0000000,40,PAINT/PATH,50,PAINT/SPEED,5,60,PAINT/TOOL,FULL,1,70,PAINT/COLOR,1,80,RAPID,90,GOTO/-0.2875,3.2861,0.5000,100,PAINT/COLOR,3,110,FEDRAT/IPM,10.0000,120,GOTO/0.0000,3.2861,0.5000,130,GOTO/6.0000,3.2861,0.5000,140,PAINT/COLOR,1,150,RAPID,160,GOTO/6.0000,3.3361,0.5500,170,PAINT/SPEED,10,180,PAINT/TOOL,NOMORE,190,END-OF-PATH,典型的刀位文件CLS,专用后置处理模块工作原理,刀位文件,CLS,Fanuc后置处理模块,Fagor后置处理模块,Siemens后置处理模块,Fanuc系统NC代码,Fagor系统NC代码,Siemens系统NC代码,通用后置处理模块工作原理（如UG）,机床数据,文件生成器,MDFG,通用后置,处理模块,机床,NC代码,刀位文件,CLS,机床数据,文件MDF,DNC含义,：,a)BTR,(,Behind Taper Reader),b)MCU,（Machine Control Unit）,目前DNC两种不同注释,：,DNC,：,Direct Numeric Control,DNC,：,Distributed Numerical Control,DNC通信接口：,25针RS232C串行接口,DNC通信协议：,字符位数：,EIA标准 7位，ISO标准 8位,奇偶校验位：,奇数位校验（Odd)偶数位校验（Even),停止位：,1位或位,传输速率：,1200,2400,4800,9600,19200,演讲完毕，谢谢观看！,内容总结,第七章 数控加工编程。特点：比手工编程效率高，解决复杂曲面编程问题。之后的近40年不断推出新版本，如APTII、APTIII、APTIV、APTAC、APTSS等。几何定义语句：例 POINT、LINE、CIRCLE、PLANE等。刀具运动语句：例 GOLFT、GORGT、GOFWD等。后置处理语句：例 MACHINE、SPINDL、COOLNT、END等。L1=LINE/20,20,20,70。C1=CIRCLE/YSMALL,L2,YLARGE,L3,RADIUS,10。XYPL=PLANE/0,0,1,0。SETPT=POINT/-10,-10,10。GODLTA/20,20,-5。GO/TO,L1,TO,XYPL,TO,L4。TLLFT,GOLFT/L1,PAST L2。沿直线L1左边切削直至超过直线L2。GORGT/L4,PAST,L1。GODLTA/0,0,10。重复循环，新环不断生成、分裂、退化直至消失,