第数控加工编程基础参学习教案

会计学1第第 数控加工数控加工(ji gng)编程基础参编程基础参第一页，共104页。2第1页/共104页第二页，共104页。3第2页/共104页第三页，共104页。4第3页/共104页第四页，共104页。5第4页/共104页第五页，共104页。6价格低的材料作工件试切. 用图形(txng)(动画)模拟刀具与工件的切削. 第5页/共104页第六页，共104页。7第6页/共104页第七页，共104页。8编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式输入计算机. 第7页/共104页第八页，共104页。9第8页/共104页第九页，共104页。101 1程序程序(chngx)(chngx)的构的构成成程序(chngx)号程序段1指令字2指令字1字母数字符号程序指令字n程序段号程序段2程序段n第9页/共104页第十页，共104页。11O 0600程序的编号程序的编号( (阿拉伯数字阿拉伯数字) )程序地址码程序地址码( (英文字母英文字母) )(1)程序号组成(z chn)规则第10页/共104页第十一页，共104页。12第11页/共104页第十二页，共104页。132 2程序段格式程序段格式(g shi)(g shi) 注意：目前广泛采用的是字址地程序段格式，也称地址符可变程序段格式. 这种格式的特点是： 程序段的长短、指令字数和字长都是可变的； 指令字的排列顺序没有严格要求； 不需要(xyo)的指令字以及与上一个程序段相同的续效指令字可以不写. 第12页/共104页第十三页，共104页。14第13页/共104页第十四页，共104页。15第14页/共104页第十五页，共104页。16 程序段由若干个程序字组成，程序字由地址码和数字程序段由若干个程序字组成，程序字由地址码和数字(shz)(shz)组成组成. . 例如：例如： N0020 G01 X25 Y-36 Z64 F100 S300 T02 M03 N0020 G01 X25 Y-36 Z64 F100 S300 T02 M03； 该程序段由程序段号和该程序段由程序段号和 8 8 个指令字个指令字( (程序字程序字) )组成组成. . X 25数字或符号地址码程序(chngx)字格式：第15页/共104页第十六页，共104页。17第16页/共104页第十七页，共104页。18第17页/共104页第十八页，共104页。19第18页/共104页第十九页，共104页。202.2 编程的基础(jch)右手直角笛卡尔坐标系直角坐标(zh jio zu bio)系：直线进给运动的坐标系 直角坐标轴相互关系： 由右手定则决定. 圆周进给座标：绕轴转动的圆进给坐标轴分别用A、B、C表示. 坐标轴正向：由右手螺旋法则而定. 第19页/共104页第二十页，共104页。21与刀具(doj)之间距离的方向为坐标轴的正方向. 第20页/共104页第二十一页，共104页。22Z轴的确定轴的确定(qudng)以平行(pngxng)于主轴的坐标为Z轴.第21页/共104页第二十二页，共104页。23第22页/共104页第二十三页，共104页。24另外，还有无主轴的机床另外，还有无主轴的机床(如刨床如刨床)、两根以上主轴的、两根以上主轴的机床机床(龙门铣床龙门铣床(xchung)、主轴摆动的机床，不再、主轴摆动的机床，不再赘述赘述. X坐标的确定 X在水平方向，垂直于Z轴并平行于工件(gngjin)的装夹面.具体的讲： a. 在刀具旋转的机床上(铣床、钻床、镗床) 第23页/共104页第二十四页，共104页。25 (a) Z轴水平时(卧式)，则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标(zubio)的正方向指向右边. (b) Z轴垂直时(立式)，对单立柱机床，从刀具向立柱看时， X轴的正方向指向右边第24页/共104页第二十五页，共104页。26b. 在工件旋转(xunzhun)的机床上(车床、磨床等) X轴的方向是工件的径向并平行于横向滑座; 刀具离开工件旋转(xunzhun)中心的方向是X轴的正方向. 第25页/共104页第二十六页，共104页。27Y坐标的确定 利用已确定的X、Z坐标的正方向(fngxing)，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向(fngxing). 第26页/共104页第二十七页，共104页。28显然、数控车床没有(mi yu)Y坐标第27页/共104页第二十八页，共104页。29A A、B B、C C坐标坐标 用右手定则来确定用右手定则来确定. . 附加坐标系附加坐标系 X X、Y Y、Z Z为第一坐标系；为第一坐标系； U U、V V、W W为第二坐标系；为第二坐标系； P P、Q Q、R R为第三为第三(d sn)(d sn)坐标系坐标系. . A A、B B、C C第一回转坐标系，其他命名为第一回转坐标系，其他命名为D D、E. E. 第28页/共104页第二十九页，共104页。30(3)编程坐标系 编程时一律(yl)假定工件不动，全部用刀具运动的坐标系编程，即：X、Y、Z、A、B、C. 2、机床坐标系与工件坐标系(1)机床原点与机床坐标系 机床原点：是机床坐标系的零点. 这个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点(见机床说明书)，不能随意改变. 机床原点的建立： 用回零运行方式建立. 第29页/共104页第三十页，共104页。31参考(cnko)坐标系(即编程坐标与机床坐标系平行但不重合). 第30页/共104页第三十一页，共104页。32原点间的距离. 注意:现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时(gngsh)通过G指令进行变换. 第31页/共104页第三十二页，共104页。33(3)机床坐标系与工件(gngjin)坐标系的关系 关系:原点不同,各坐标轴互相平行. 处理办法:将两原点间的距离预储存在数控装置中, 在加工过程中, 系统便可按机床坐标系确定加工时的坐标值.第32页/共104页第三十三页，共104页。34第33页/共104页第三十四页，共104页。35例如例如: 在在a)图的绝对图的绝对(judu)坐标系中坐标系中, B点的坐标值为点的坐标值为(25, 50); 在在b)图的增量坐标系中图的增量坐标系中, B点的坐标值为点的坐标值为(15,30).第34页/共104页第三十五页，共104页。36以最小设定单位来表示；以毫米为单位来表示.第35页/共104页第三十六页，共104页。37三、穿孔(chunkng)带及代码第36页/共104页第三十七页，共104页。381 1、穿孔带的规格：、穿孔带的规格： (1) (1)数控采用八位穿孔纸带数控采用八位穿孔纸带; ; (2) (2)纸带的每行可穿纸带的每行可穿9 9个小孔个小孔; ; 其中一个小孔成为其中一个小孔成为“同步孔同步孔”或或“中导孔中导孔”,”,用来产用来产生生 读带同步控制信号读带同步控制信号. .其余其余(qy)(qy)八个大孔为八个大孔为“信息孔信息孔”,”,用来用来 记录有关信息记录有关信息. . (3) (3)有孔位表示二进制的有孔位表示二进制的”1”,”1”,无孔位表示二进制的无孔位表示二进制的“0”.“0”.第37页/共104页第三十八页，共104页。39,以及阅读装置线路元件是否完好. 注意： EIA是美国电子(dinz)工业协会简称. 第38页/共104页第三十九页，共104页。40 (因为ISO代码是7位码, EIA码是6位码) 第39页/共104页第四十页，共104页。41表2-2 ISO及EIA穿孔带代码第40页/共104页第四十一页，共104页。42后续的程序段中重复指定. 第41页/共104页第四十二页，共104页。432.2 编程的基础知识(2)非模态指令(非续效指令)：是指该指令仅在使用它的某程序段中有效. 若需继续使用该功能则必须(bx)在后续的程序段中重新指定. 代码代码 (1)功能保持到被取消或被功能保持到被取消或被同样字母表示的指令所同样字母表示的指令所代替代替 (2)功能仅在出现的功能仅在出现的程序段内有效程序段内有效 (3) 功功 能能 (4)G00a点定位点定位G01a直线插补直线插补G02a顺时针方向顺时针方向圆弧插补圆弧插补G03a逆顺时针方逆顺时针方向圆弧插补向圆弧插补G04*暂停暂停G17cXY平面选择平面选择G18cZX平面选择平面选择第42页/共104页第四十三页，共104页。44是即使修改标准时，也不指定新的功能. 这两类G代码可由设计者根据需要定义新的功能. 第43页/共104页第四十四页，共104页。45N0010 G00 G17 X- Y- M03 M08;N0020 G01 G42 X- Y- F-;N0030 X- Y-;N0040 G02 X- Y- I- J-;N0050 X- Y- I- J-;N0060 G01 X- Y-;N0070 G00 G40 X- Y- M05 M09;例子例子(l zi) 模态代码的用法模态代码的用法.第44页/共104页第四十五页，共104页。46才执行M01指令，主轴停转、进给停止、冷却液关断、程序停止执行. 利用启动按钮才能(cinng)再次自动运转，继续执行下一个程序段. 注意:若“任选停止”处于无效状态时，M01指令不起作用.第45页/共104页第四十六页，共104页。47. 第46页/共104页第四十七页，共104页。48第47页/共104页第四十八页，共104页。49刀补号. 该代码是续效代码. 例 T0102 前2位数字(shz)表示1号刀;后2位数字(shz)表示选用2号刀补. 第48页/共104页第四十九页，共104页。50第49页/共104页第五十页，共104页。51第50页/共104页第五十一页，共104页。52X例：例：ABAB和和BCBC两个直线插补程序段的运动方向两个直线插补程序段的运动方向(fngxing)(fngxing)及坐及坐标系标系. . 假设假设ABAB段已加工完，要加工段已加工完，要加工BC BC 段，刀具在段，刀具在B B点，点，则则BC段加工段加工(ji gng)程程序段为：序段为： 绝对坐标：绝对坐标： G90 G01 X30 Y40; 增量坐标：增量坐标： G91 G01 X-50 Y-30; YX XCY YB BA AC C3030404030305050U UV V第51页/共104页第五十二页，共104页。53注意：有的机床不用G91指定，而是自动在轨迹的起点建立平行(pngxng)于X、Y、Z的增量坐标系U、V、W则BC的加工程序段可写成: G01 U-50 V-30;2.坐标系设定指令G92指令 作用：确定工件坐标系的原点在距刀具刀位点起始位置(起刀点)多远的地方.编程格式：G92 Xa Yb Zc ；(a、b、c为当前刀位点在所设工件坐标系中的坐标值) 第52页/共104页第五十三页，共104页。54在G92要求位置.O OZ3050X第53页/共104页第五十四页，共104页。55注意注意: :通过对刀找到工件通过对刀找到工件(gngjin)(gngjin)坐标系与坐标系与机床坐标机床坐标 系之间的关系系之间的关系. .第54页/共104页第五十五页，共104页。56G19YZXG17G183.坐标(zubio)平面指定指令G17、G18、G19指令 G17，G18，G19分别表示规定在XY, ZX, YZ标平面内的加工. 注意: 若数控系统只有在一个平面(pngmin) 的加工能力,可省略. 铣床中 XY平面(pngmin)最常用，故G17可省 略;在车床中,总是在XZ平面(pngmin) 内运动，G18可省略. 第55页/共104页第五十六页，共104页。57第56页/共104页第五十七页，共104页。58当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值是终点坐标. 含有G01的程序段中必须含有进给速度指令 F，否则机床不动作. 第57页/共104页第五十八页，共104页。59N0060 X42 Z-48;N0070 G00 X50 Z10 M02;XZ14384820280BCDEF2A第58页/共104页第五十九页，共104页。60N0050 X16 Y20;N0060 G00 X28 M02;XAPB0Y12816128第59页/共104页第六十页，共104页。61XAPB0Y12816128第60页/共104页第六十一页，共104页。62第61页/共104页第六十二页，共104页。63第62页/共104页第六十三页，共104页。64说明: 圆弧的终点坐标，由X、Y、Z的数值(shz)指定. 程序段中的圆心坐标有两种表示方法:第63页/共104页第六十四页，共104页。65注意:用半径R编程时，不能描述整圆.第64页/共104页第六十五页，共104页。66N0030 G03 X20 Y0 I-20 J0 F100;N0040 G00 X0 Y0 M02;YXR200AG03第65页/共104页第六十六页，共104页。67数，视具体(jt)数控系统而定. )用途：用车削槽、锪平面、钻孔等光整加工.第66页/共104页第六十七页，共104页。68第67页/共104页第六十八页，共104页。69,运动轨迹与工件的轮廓(lnku)不重合.如果不考虑刀具半径,直接按工件轮廓(lnku)编程,加工时刀具中心第68页/共104页第六十九页，共104页。70当刀具磨损,重磨以及更换新刀等导致刀具半径变化(binhu)时,又要重新计算.第69页/共104页第七十页，共104页。71AABBR第70页/共104页第七十一页，共104页。72刀具偏在工件轮廓的右边. G40：取消刀补，使刀具中心与编程轨迹(guj)重合. 第71页/共104页第七十二页，共104页。730 04 1;0 14 24 1;4 20 2;0 3GGXYDGGGDGGXYRG 与G00,G01指令配合使用(shyng)时编程格式：2.3 常用准备功能(gngnng)指令的编程方法 与G02,G03指令配合(pih)使用时编程格式：指定刀具半径补偿值寄存器的地址号第72页/共104页第七十三页，共104页。74ABCDYXG41G41G42 PG40第73页/共104页第七十四页，共104页。75第74页/共104页第七十五页，共104页。76第75页/共104页第七十六页，共104页。77使刀具的实际(shj)移动距离增加或减少一个偏置值. 例: 按假定长度编制的程序为： N01 G91 X70 Y35 M03； N02 G43 H01 Z-22；第76页/共104页第七十七页，共104页。78第77页/共104页第七十八页，共104页。79第78页/共104页第七十九页，共104页。802.3 常用准备功能(gngnng)指令的编程方法 第79页/共104页第八十页，共104页。81第80页/共104页第八十一页，共104页。82第81页/共104页第八十二页，共104页。83n 个蓝色路径=b+(n-1)(a+b)+切入/出段ban个红色路径=b+2(n-1)a+切入/出段ba第82页/共104页第八十三页，共104页。84n 个蓝色路径=b+(n-1)(a+b)+切入/出段ban个红色路径=b+2(n-1)a+切入/出段ba第83页/共104页第八十四页，共104页。85第84页/共104页第八十五页，共104页。86第85页/共104页第八十六页，共104页。87第86页/共104页第八十七页，共104页。88CR30R20R5020刀具中心运动轨迹工件轮廓XYZ第87页/共104页第八十八页，共104页。89第88页/共104页第八十九页，共104页。90Y YZ Z35353030工件对刀示意图工件对刀示意图刀具刀具夹具夹具垫板垫板螺栓螺栓工件工件螺帽螺帽第89页/共104页第九十页，共104页。91换刀点.换刀点位置：某固定点或任意设定的一点. 换刀点设置：位于工件或夹具的外部. 第90页/共104页第九十一页，共104页。92上的加工部位开放，夹紧机构上的各部件不得妨碍走刀. 四、合理编制工艺文件不同的机床，其工艺文件不同，不再详细介绍. 第91页/共104页第九十二页，共104页。93. 对于带有自动刀补功能的数控装置来说，通常要计算出零件轮廓上一些点的坐标数值. 第92页/共104页第九十三页，共104页。942.5 程序编制中的数值(shz)计算1基点和节点的计算 基点: 一个零件的轮廓曲线一般是由许多不同的几何元素组成的，把各几何元素间的连接点称为基点. 节点: 根据编程所允许的误差，将曲线分割(fng)成若干个直线段，其相邻二直线的交点称为节点. 第93页/共104页第九十四页，共104页。952.5 程序编制中的数值(shz)计算 2刀位点轨迹的计算 在许多情况下，刀位点轨迹并不与零件(ln jin)轮廓完全重合. 编程时就需要根据零件(ln jin)轮廓和刀具类型计算出刀位点的运动轨迹. 第94页/共104页第九十五页，共104页。96(fnhu)到对刀点而特意安排的程序段. 数值计算时要计算出相关点的坐标. 第95页/共104页第九十六页，共104页。972.5 程序编制中的数值(shz)计算二、直线和圆弧组成的零件轮廓的基点计算 平面零件轮廓的曲线多数是由直线和圆弧组成的，只需计算出零件轮廓的基点坐标即可. 由直线、圆弧组成的零件轮廓的数值计算比较简单，用数学方程求出相邻几何元素的交点和切点即可. 直线方程的一般形式： Ax+By+C0圆弧标准(biozhn)方程的形式： (x+a)2+(y+b)2=R2式中：a、b圆弧的圆心坐标； R圆弧半径. 第96页/共104页第九十七页，共104页。98三、非圆曲线的节点计算 非圆曲线：指数控加工中把除直线与圆弧之外，可用数学方程式表达的平面轮廓曲线. 非圆曲线的逼近:常用直线和圆弧逼近非圆曲线，需要计算出相邻二逼近直线或圆弧的节点坐标(zubio). 1用直线段逼近非圆曲线时的节点计算 常用计算方法有: 等间距法; 等误差法; 等步长法.第97页/共104页第九十八页，共104页。992.5 程序编制中的数值(shz)计算(1)等间距法曲线逼近的节点计算 基本原理：等间距法就是(jish)将某一坐标轴划分成相等的间距. 第98页/共104页第九十九页，共104页。100.第99页/共104页第一百页，共104页。1012.5 程序编制中的数值(shz)计算(2)等程序段法直线逼近的节点(ji din)计算 基本原理：等程序段法就是使每个程序段的线段长度相等. 如图所示,首先应求出曲线(qxin)的最小曲率半径Rmin ,由 Rmin 及允确定允许的步长l.第100页/共104页第一百零一页，共104页。102(3)等误差法直线段逼近的节点计算基本原理：任意两相邻(xin ln)节点间的逼近误差都相等. 第101页/共104页第一百零二页，共104页。1032.用圆弧段逼近非圆曲线时节点的计算 当轮廓曲线可用数学方程表示时,可以用彼此相交的圆弧逼近轮廓曲线.具体有 圆弧分割法; 三点作图法. (1)圆弧分割法 圆弧分割法应用在曲线为单调的情形(qng xing). 若不是单调曲线可以在拐点处将曲线分段，使每段曲线为单调曲线. 第102页/共104页第一百零三页，共104页。1042.5 程序编制中的数值(shz)计算(2)三点作图法 先用直线遏近方法计算轮廓(lnku)曲线的节点坐标，然后再通过连续的三个节点作圆的方法称为三点作图法. 第103页/共104页第一百零四页，共104页。