计算机辅助制造概述ppt课件

4.1 计算机辅助制造概述,4.1.1 计算机辅助制造的概念(*),4.1.2 数字化制造,4.1.3 网络化制造,4.1.4 CAM的发展与未来,返回,1,4.1.1 计算机辅助制造的概念(*),计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM) 有狭义和广义两个概念。 1.CAM的狭义概念 最初CAM的狭义概念 现在CAM的狭义概念 2.CAM的广义概念,返回,2,4.1.2 数字化制造,1. 数字化制造的定义 是用数字化定量、表述、存储、处理和控制产品生产的方法，支持产品全生命周期和企业的全局优化运作，它是CADCAMCAE集成化技术，是以MRP、MIS、PDM为主体的制造信息支持系统。 2.数字化制造时代主要表现 1) 从社会经济角度来看 2) 从科学技术发展来看,返回,3,4.1.3 网络化制造,4.1.3.1 网络化制造系统的总体构想 NMS具有以下特点： 1)层次结构的相似性。 2)分布式、开放的体系结构。 3)良好的容错能力、可扩展和可重组性。 4)互联性。 5)互操作性。 6)数据、知识和信息的分布性。 7)多样化。硬件平台、操作系统和应用平台的多样化。 4.1.3.2 NMS的关键技术 1分布式对象技术及其标准 2MAS技术,返回,4,4.1.4 CAM的发展与未来,4.1.4.1 新一代CAM产生的必然性与发展趋势 1第一代CAM：APT 2第二代CAM：曲面CAM系统 4.1.4.2 CAM的应用现状及存在的问题 1CADCAM混合化的系统结构体系 2面向曲面，以局部加工为基本处理方式 4.1.4.3 CAM系统在生产组织与管理上的问题 4.1.4.4 制造业新技术对CAM的特殊要求 1安全性要求 2工艺性要求 3. 高效率要求 4.1.4.5 新一代CAM的基本结构与主要特征预测 4.1.4.6 对生产与管理方式产生积极的影响,返回,5,4.2 CAM的支撑系统,4.2.1 CAM的支撑系统(*),返回,4.2.2 CAM的应用,6,4.2.1 CAM的支撑系统(*),CADCAM系统由计算机和外部设备以及相应的软件组成， 如图4-1所示。,返回,图4-1 CADCAM系统基本结构,7,4.2.1.1 硬件(*),CADCAM硬件系统主要包括主机、外存储器、输入输出设备及其他通信接口。 1主机 (1)小型机或超级小型机系统 (2)以超级微机组成的工程工作站 (3)个人微机系统 2外存储器 3输入输出设备 CADCAM系统的硬件设备还包括：图形显示器(一般采用21in，分辨率为1024X768或1280X1024)、通信接口和生产装置(如数控机床、自动测试装置等)。,返回,8,4.2.1.2 软件(*),CADCAM系统中与硬件配套的软件已形成了一个完整的 体系，该软件系统可分为三个层次：系统软件、支撑软件和应用软件。有些应用软件可直接在系统软件下开发和运行，而有些应用软件需要有特殊的支撑软件环境。 1.系统软件 (1)操作系统 (2)语言编译系统 2.支撑软件 (1)计算机分析软件 (2)图形支撑软件系统 (3)数据库管理系统 (4)计算机网络工作软件 3.应用软件,返回,9,4.2.2 CAM的应用,随着计算机硬、软件技术和其他科学技术的发展，CADCAM技术日趋完善，应用范围不断扩大。当今CADCAM已广泛应用于产品设计生产的全过程。其应用领域已遍及机械、电子、造船、航空、汽车、建筑、纺织、轻工及工程建设等部门。 典型的CAM应用是汽车车身模具的数控加工。 ProE、UG、SolidWorks、CATIA等三维软件都具有CADCAM功能，在三维设计的基础上，可以在加工模块经过一系列加工表面的设置，生成零件的加工走刀轨迹和数控加工代码，可以将该数控代码输入数控系统中加工出所设计的产品零件。,返回,10,4.3 数控加工技术,4.3.1 数控加工概述,返回,4.3.2 数控系统,4.3.3 数控插补技术,4.3.4 数控机床,4.3.5 数控编程基础,4.3.7 数控编程基本指令,4.3.8 数控编程实例,4.3.6 数控机床坐标系,11,4.3.1 数控加工概述,返回,4.3.1.1 数控加工概念(*) 4.3.1.2 数控加工的发展阶段 4.3.1.3 数控未来发展的趋势 4.3.1.4 数控装置类型(*) 4.3.1.5 数控机床的组成和工作原理(*),12,4.3.1.1 数控加工概念(*),返回,数控加工(Numerical Control Machine)是数控机床应用 数字化信息实现机床控制的一种技术。数控设备的核心是数控系统，就是用一台控制计算机来进行运算，指挥数控设备进行自动控制。下面是数控技术的一些基本概念和常用功能。,1.APT语言 2.最小设定单位 3.最小移动单位 4.程序段格式(数控纸带格式) 5.ISO代码及EIA代码 6.插补 7.工具位置偏移 8.刀尖R的补偿 9.自动加减速 10手动数据输入(MDl),11.通用显示器(DPL) 12.视频显示器(CRT) 13.进给率数(FRN) 14.程序中停、重新启动功能 15.进给保持 16.程序保护功能 17.固定循环功能 18.纸带存储和编辑功能 19.录返功能,13,4.3.1.2 数控加工的发展阶段,返回,数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动控制、自动 检测和精密加工等新技术的新型机床，就其数控系统而言已经历了两个阶段(六代)。 1数控(NC)阶段(19521970年) 1952年，在美国诞生了第一台数控机床，使传统机床发生了质的变化。随着元器件的发展，该阶段历经了三代，即1952年的第一代电子管、1959年的第二代晶体管和1965年的第三代小规模集成电路。 2计算机数控(CNC)阶段(1970年现在) 计算机数控阶段也经历了三代，即1970年的第四代小型计算机、1974年的第五代微处理器和1990年的第六代微机(国外称为PC-BASED)。,14,4.3.1.3 数控未来发展的趋势,返回,1向开放式、基于PC的第六代方向发展 2向高速化和高精度化发展 3向智能化方向发展 4柔性化 5工艺复合性和多轴化,15,4.3.1.4 数控装置类型(*),返回,1.硬件式数控系统(NC系统) NC系统是早期数控系统。在此系统的数控装置中，输入、译码、插补运算、输出等控制功能均由专门设计的硬件连接的逻辑电路来实现。 2.软件式数控系统(CNC系统) CNC系统由大规模及超大规模集成电路组成。在此装置中，采用小型机或微机作为控制单元，其主要功能几乎全由软件来实现；对于不同的系统，只需编制不同的软件就可以实现不同的控制功能，而硬件几乎可以通用。,16,4.3.1.5 数控机床的组成和工作原理(*),返回,数控机床通常由以下几部分组成： 程序载体、输入装置、数控装置、伺服驱动系统、强电控制装置、检测装置、机床(主运动，进给运动，辅助操作)。其原理框图如图4-2所示。,图4-2 数控机床的组成,17, 数控机床主要组成部分,返回,1.程序载体 2.输入装置 3.数控装置 4.强电控制装置 5.伺服控制系统 6.机床,18,4.3.2 数控系统(*),返回,CNC系统的核心是CNC装置。 CNC装置主要用于控制机床的运动，完成各种曲线轮廓的加工。不论进行哪种曲线加工，CNC装置都执行同一基本控制流程，即首先读取零件程序(输人)，再进行程序段的译码和预处理(刀具补偿处理和进给速度处理)，然后根据程序段指令，进行插补计算和位置伺服控制。 CNC装置除了执行基本控制流程外，还应具有显示、IO处理及诊断等功能。,19,4.3.2.1 数控装置硬件结构,返回,1.微处理器CPU 2.存储器 3.IO设备 4.PLC及开关量IO接口 5.位置控制装置 (1)开环控制 (2)闭环控制 (3)半闭环控制,20,(1)开环控制,返回,这种控制方式通常不带位置测量元件，伺服驱动元件为 步进电动机或脉冲电动机。输入的数据经过数控系统的运算，分配出指令脉冲，每一个脉冲送给步进电动机或脉冲电动机，它就转过一个角度，再通过传动机构使被控制的工作台移动。,图4-3 开环控制框图,21,(2)闭环控制,返回,这种控制方式必须有测量元件。如图4-4所示，A为速度测量元件，C为位置测量元件。当指令值发送到位置比较电路时，此时若工作台没有移动、没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过A将速度反馈信号送到速度控制电路，通过C将工作实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与指令值进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止，即为闭环控制。,图4-4 闭环控制框图,22,(3)半闭环控制,返回,这种控制方式对工作台的实际位置不进行检测，而是由 与伺服电动机有联系的测量元件(如测速发电机A和光电编码器或分解器B等)间接检测出伺服电动机的转角，推算出工作台的实际位移量，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。,图4-5 半闭环控制框图,23,4.3.2.2 CNC装置的主要功用,返回,1.输入 2.译码 3.刀具补偿 4.进给速度处理 5.插补 6.位置控制 7.开关量处理 8.显示 9.诊断,24,4.3.2.3 数控系统软件(*),返回,数控系统软件由管理软件和控制软件两个部分组成。 管理软件是监测系统状态并提供基本操作管理；控制软件是根据用户编制的加工程序，控制机床运行。 1管理模块程序设计 该模块应根据软件总体设计方案来安排，一般包括：系统的初始化、键盘分析与显示、数控程序读人、指令分析、编辑修改和系统诊断等。这些程序用来实现人机对话、系统监控和指挥整个系统软件协调工作，以完成程序规定的功能。 2控制软件 (1)插补软件 (2)升降速处理软件,25,4.3.3 数控插补技术(*),返回,数控机床按加工路线可分为点位控制、点位直线控制 和轮廓控制三类。 1点位控制系统与点位直线切削控制系统 2轮廓控制系统 3插补方法,图4-6 插补原理,26,4.3.4 数控机床(*),返回,数控机床是把对机床的各种控制、操作要求、动作等，用 数字和文字编码的形式表示出来，再通过信息载体(如穿孔纸带)送给专用电子计算机或数控装置，经过计算机的变换处理，发出各种指令，控制机床按照预先要求的操作顺序依次动作，自动进行加工。 数控机床的优点是：对零件的适应性强、生产率较高、加工精度较高、加工质量稳定、劳动强度低和生产准备时间短。 1.数控机床的工作原理 2.数控机床的分类 3.简易数控机床,27, 简易数控机床,返回,图4-7所示为简易数控机床闭环控制系统。这是一台完成直线运动切削功能的机床控制系统。工件放在工作台上，由电动机通过齿轮传动使进给丝杠转动，带动工作台向右移动，将工件的斜线部分切削掉。,图4-7 简易数控机床闭环控制系统,28,4.3.5 数控编程基础(*),返回,1数控编程的内容 2数控编程的步骤 (1)分析零件图样 (2)工艺处理阶段 (3)数学处理阶段 (4)编写程序单 (5)制作控制介质 (6)程序校验和首件试加工 3数控编程的方法 (1)手工编程(Manual Programming) (2)自动编程(Automatic Programming) 4数控编程的有关标准,29, 数控编程方法,返回,任何一台数控机床，都必须将动作的顺序编成有规律的加工程序，然后输入数控机床去控制加工。对于比较复杂的工件，需要进行计算或借助于计算机处理，然后输出必要的数据。我们把从零件图纸到制成数控系统输入纸带数据处理的全部过程，称之为程序编制。 程序编制分为手工编程和自动编程两大类。图4-8所示是从一张零件图到加工的两种程序编制的处理流程图。,图4-8 程序编制的流程,30,(1)手工编程,返回,手工编程的过程如下： 1)计算刀具的位置。求出每一线段相交点的坐标值，按照数控系统的规定字长，将长线分段，并得到数据值。 2)列出程序单。 3)按程序单进行纸带穿孔。 4)对穿孔的纸带进行检查。,图4-9 手工编程顺序,31,(2)自动编程,返回,自动编程的过程如下： 1)计算数据的给出、定义和预处理，把输入的原始数据翻译成机器语言。 2)计算机进行计算和数据处理。 3)将计算结果按照某系统给定的后置处理程序，变成适用的数字程序控制(简称NC)能识别的程序格式。 4)穿孔输出及打印程序单。,图4-10 自动编程的顺序,32,4.3.6 数控机床坐标系(*),返回,4.3.6.1 坐标轴的运动方向及命名 4.3.6.2 机床坐标系与工件坐标系,图4-11 数控机床坐标系,图4-12 工作原点偏置,33,4.3.7 数控编程基本指令(*),返回,手工编程中使用的工艺指令可分为两类：一类是准备性 工艺指令，是在数控系统插补运算之前需要预先规定，为插补运算作好准备的工艺指令。另一类是辅助性工艺指令，这类指令与数控系统插补运算无关，而是根据操作机床的需要予以规定的工艺指令。,图4-13 程序段的格式,34, 地址字符意义,返回,表4-1 地址字符表,35,4.3.7.1 准备功能G指令(*),返回,1快速点定位指令GOO 格式：GOO * 2直线插补指令G01 格式：G01 F * 3圆弧插补指令G02和G03 4刀具半径补偿指令G40、G41、G42 G41左偏刀具半径补偿。 G42右偏刀具半径补偿。 G40刀具补偿刀具偏置注销。 5工件坐标系设定指令G92 格式：G92 XYZ* 6绝对尺寸及增量尺寸编程指令G90、G9l,36, 准备功能G指令,返回,表4-2 准备功能G指令,37, 准备功能G指令（续）,返回,表4-2 准备功能G指令（续）,38, 常用的准备功能G指令,返回,常用的G功能指令代码,39,4.3.7.2 辅助功能M指令(*),返回,1. 程序停止指令M00 2程序结束指令M02 3换刀指令M06 4主轴定向停止指令M19 5主轴正转、反转和停止指令M03、M04、M05,40, 辅助功能M指令,返回,表4-3 辅助功能M指令,41, 辅助功能M指令（续）,返回,表4-3 辅助功能M指令（续）,42,常用的辅助功能M指令代码(*),返回,表4-3 常用的辅助功能M指令代码,43,4.3.8 数控编程实例(*),返回,本节以轮廓铣削加工为例介绍铣削数控加工程序编制。 在立式数控铣床上加工图4-14所示的零件轮廓外形，写出数控加工程序单，并给出刀具中心轨迹图。,图4-14 数控铣削零件图,44, 数控加工程序单,返回,分析图4-14所示的零件，可以选择刀具的直径为10mm，偏置号 为H01，偏置量为+5.0mm.偏置指令为非模态，仅在制定程序段有效。加工路线从O点开始，经过A、B、C、D、E、F、G、H、H、I、I、J、A，又回到O点。数控程序如下： N01 G91 G46 GOO X35.0 Y18.0 H01 刀具快速到A点 N02 G47 G01 X22.0 F120 切削进给AB N03 Y20.0 切削进给BC N04 G48 X20.0 切削进给CD N05 Y-20.0 切削进给DE N06 G45 X35.0 切削进给EF N07 G45 G03 X15.0 Y15.0 I0 J15.0 切削进给FG N08 G45 G01 Y12.0 切削进给GH N09 G46 XO 切削进给HH N10 G46 G02 X-15 Y15.0 IO J15.0 切削进给HI N11 G45 G01 Y0 切削进给II N12 G47 X-77.0 切削进给IJ N13 G47 Y-42 切削进给JA N14 G46 X-35 Y-18 快速返回O点,45, 举例1 （试题）,返回,2006.4 分析题,46, 例1 答案,返回,47,返回, 举例2：铣削平面轮廓零件,直线-圆弧轮廓零件,48,返回, 按FANUC6M系统编写数控加工程序,走刀路线的确定与程序段划分,49,FANUC6M系统加工程序单,返回, 例2 数控加工程序单,50, 举例3 （试题）,返回,2006.11 分析题,51, 例3 （平面轮廓零件图 ）,返回,52, 例3 答案,返回,53, 举例4 （试题）,返回,2007.11 分析题,54, 例4 （答案）,返回,55, 举例5 （试题）,返回,2008.5 分析题,56, 数控机床的程序编制（补充）,在数控机床上加工零件，首先要编制零件的加工程序，然后才能加工。本节讨论以下内容： 一、程序编制的基本概念 二、手工编程 三、自动编程,返回,57,一、程序编制的基本概念,程序编制，就是根据加工零件图样的要求，用规定的代码和程序格式，把加工零件的全部工艺过程、工艺参数、刀具位移量及其它辅助动作(换刀、冷却等)编成加工程序单，并将其全部内容记录在信息载体上从零件图样的分析开始，到获得数控机床所需的信息载体(如穿孔带、磁带)的全过程称为程序编制。,程序编制过程,返回,58,（一） 程序格式和结构,程序格式就是有关字母、数字和符号的安排和含义的规定。不同的数控系统往往有不同的程序格式，目前应用最广泛的是字地址程序格式。这种程序格式的优点是程序简短、直观， 不易出错，故逐渐取代了其它程序格式。国际标准化组织已对其制订了IS06983一I一1982标准，下面介绍这种程序格式的结构。例如，某一加工程序： N001 G01 X70 Z-25 F0.2 S300 T0101 M03 LF N002 X100 Z-50 N025 GOO X400 Z300 M02 EM,返回,59,程序段内字的顺序,各字的先后顺序并不严格，但为编程方便起见，一般习惯的排列顺序如下：,在同一程序段中X、Y、F、S、T等字不能重复，但不同组的G功能或M功能可以多于一个；不需要的字略去；与上一程序段相同的模态（续效）字可以省略。,返回,60,程序段内字的类型, 程序段序号字N_ 准备功能字G_ 尺寸字X_、Y_、Z_、 进给功能字F_ 主轴转速功能字S_ 刀具功能字T_ 辅助功能字M_ 程序段结束符LF或NL等,返回,61, 程序段序号,程序段序号由地址码N和后面的若干位数字构成， 用来识别程序段的编号。例如，N001、N010分别表示 是第一程序段和第10程序段。,返回,62, 准备功能G,准备功能由地址码G和两位数字构成，从GOOG99共100种。 用来描述机床的动作类型，是使机床准备好某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿等。准备功能G代码的定义见P140表5-1。 表中序号(2)所列各字母a、c、，k，i所对应的G代码为续效代码。它表示一经被应用(如a组中的G01)，直到出现同组(a组)其它任一G代码(如G02)时才失效，否则在下一程序段保留继续有效，而且可以省略不写。 表中序号(3)有符号(*)的G代码，仅在本程序段有效，下一程序段需要时必须重写 序号(4)功能说明中的“不指定”代码用作将来修订标准时，有可能指定新的功能定义，“永不指定”代码，即使将来修订时也不指定新的定义。机床设计者可根据需要自行定义除表中已有定义的新功能，并在机床说明书中予以规定。,返回,63, 尺寸字,尺寸字是给定机床各坐标轴位移量的方向和数值的。在上面例举的程序中，X70字表示刀具位移至X轴正向70mm处，Z-25字表示刀具位移至Z轴负方向25mm处。坐标尺寸数据多用以mm为单位的小数点编程，也有用相应的脉冲数编程。如果脉冲当量(即输出一个指令脉冲，机床移动部件的最小位移量)为0001mm，则用脉冲数编程时，Z-25写为Z-25000。,返回,64,进给功能字由进给地址符F及数字组成，数字表示所选定的进给速度。上例程序中的F0.2字为进给量0.2mmr，对于与主轴转速无关的进给速度，单位为mmmin，车削螺纹时为mmr。进给功能字中不包括进给单位。 对应于某一坐标轴的进给功能字要写在该坐标字之后，对应于该程序段两坐标或多坐标的共同进给功能字，则写在最后一个坐标字之后。上例中的F0.2就是X和Z两坐标的共同进给功能字。, 进给功能F,返回,65, 主轴转速功能S,主轴转速功能字由地址符S和数字组成，数字表示所选定的主轴转速。上例加工程序中的S300字表示主轴转速为300rmin。主轴转速功能字中不包括转速单位，统一规定为rmin。 对于主运动是直线运动的机床，主轴转速功能字可以表示为切削速度（mmin）,返回,66, 刀具功能T,刀具功能字由地址符T和数字组成，在自动换刀的数控机床中，该指令用以选择所需的刀具。 刀具功能字中的数字表示指定刀具的号码。在数控车床上通常把刀具号和刀补拨码盘号合在一起，用两位数字或四位数字表示刀具功能。如上例程序中T0101字，前两位数字表示选1号刀，后两位数字表示用第一号拨码盘进行刀具补偿。 T功能字中数字的位数及其所代表的刀具名称和刀补号，由各种数控机床的程序格式说明中具体规定。,返回,67, 辅助功能M,它是控制机床开一关功能的指令。如主轴的开，停，切削液的开、闭，运动部件的夹紧与松开等辅助动作。M功能字由地址符M及其后的两位数字组成，从M00M99共100种。P142表5-2为我国JB320883标准规定的M代码定义。 由M代码定义可知，上例加工程序中M03表示主轴正转。 辅助功能中“不指定”代码和“永不指定”代码的意义与准备功能G的不指定代码和永不指定代码相同。 各种数控系统的M功能并不完全相同。因此，在编程时必须了解所使用的数控系统的M功能。,返回,68, 程序段结束符,它列在程序段的最后一个有用的字符之后。在ISO编码表中，程序段结束符是“LF”或“NL”。在每一程序段结束时，均应加上程序段结束符LF（或NL等）。 上述表明，零件加工程序中，每个程序段都表示一个完整的操作。如上例中的第1号程序段，命令机床用1号刀，以o.2mmr的进给量和300r/min的主轴正向转速，直线位移至X70和Z-25处；第2号程序段命令机床用与第1程序段同样的刀具、进给量和主轴转速，直线位移至X100和Z-50处；第25号程序段命令机床快速点定位(G00)，也就是使刀具从所在点以最快速度移动到X400和Z300处。进给速度F对G00程序无效。,返回,69,常用G功能代码,返回,70,常用M功能代码,返回,71,（二） 数控机床的坐标系,统一规定数控机床的坐标系，规定坐标轴的名称及其运动的正、负方向，可使编程简便并使所编程序对同类型机床具有互换性。目前国际上已统一了标准的坐标系。,返回,72,数控机床的坐标系采用右手直角笛卡儿坐标系。如图5-9所示。 Z轴 规定平行于机床主轴的坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为正方向(+Z)。当机床有几个主轴时，则选择一个垂直于工件装卡面的主轴为Z轴。如机床没有主轴，则Z轴垂直于工件装卡面(如刨床)。 X轴 为水平方向且垂直于X轴。对于工件旋转的机床(如车床、磨床)，取平行于横向滑座的方向(工件径向)为X坐标，同样，取刀具远离工件的方向为正方向；对于刀具旋转的机床(如铣床、镗床)：当Z轴为水平时， 沿刀具主轴后端向工件方向看，向右方向为X轴的正向；当Z轴为垂直时，对单立柱机床，面对刀具主轴向立柱方向看，向右方向为X轴的正向。工件和刀具都不旋转的机床(如刨床)取X轴与主切削运动方向平行，并以切削运动方向作为其正方向。 Y轴 垂直于X及Z坐标。当+Z、+X确定后，按右手定则即可判定Y轴正方向。,（1） 坐标轴的设定,返回,73,用右手坐标系设定坐标轴,图4-01 右手坐标系,返回,74,数控车床的坐标系,图4-02a 数控车床坐标系,返回,75,数控铣床的坐标系,图4-02b 数控铣床坐标系,返回,76,数控龙门刨床的坐标系,图4-02c 数控龙门刨床坐标系,返回,77,在数控加工过程中，为了描述刀具相对工件运动的各点的 坐标位置，必须确定坐标系的原点。此点是根据具体机床具备的坐标系，从编程方便(按图样标注的尺寸)及加工精度的要求而设定的。 描述数控机床坐标系中点的位置有两种坐标：,（2） 坐标系统的原点设定, 绝对坐标 如图4-03中，刀具从A点运动到B点，则A，B两点的绝对坐标分别为： XA=30 YA=35 XB=13 YB=15 增量(相对)坐标 如图4-03中，在A点建立U、V坐标系，终点B的增量坐标为： UB=13 VB=15,图4-03 绝对坐标及增量坐标,返回,78,数控车床坐标系原点设定,图4-04 数控车床坐标系设定,图4-04中所示： O为绝对坐标系原点(编程原点)； A为机械原点(又称机床原点)； B为换刀点，是指刀架转位换刀时的位置。,返回,79,刀具起始位置设定,在程序编制中，用坐标系设定指令(ISO代码中为G92)来设定刀具相对于工件起始位置的坐标系。图5-12中，设刀具的初始位置在B点。其坐标系设定程序为 G92 X320 Z300 它表示刀尖B处在XOZ坐标系的X320和Z300处(通常规定车削的X坐标数据用直径值表示)。,返回,80,二、手工编程,程序编制方法可以分手工编程和自动编程两大类。手工编程是用人工编写零件程序代码。对于几何形状较为简单的零件，计算工作量较少，程序又不长，用手工编程比较经济而及时。 手工编程一般有以下几个步骤： 1工艺分析 2坐标计算 3编写加工程序单 4制备信息载体 下面以车削加工编程为例，介绍手工编程的基本方法。,返回,81,车削加工编程,图4-05为一车削零件图，图中85mm不加工，要求编其终加工程序。,图4-05 车削零件图,图4-06 刀具布置图,返回,82,零件安装在卡盘上，程序原点O设在卡盘端面的中心，图中 刀尖点A为起刀点，同时也是换刀点，其坐标位置如图示。加工路线与普通车削相同，所选刀具及其布置如图5-14所示，I号刀车外圆，号刀切槽。采用对刀显微镜以I号刀为准进行对刀。 车外圆时进给量为0.15mmr，主轴转速为630r/min，切槽时进给量为0.10mmr，主轴转速为315rmin，切槽到尺寸时，用暂停程序(G04)使刀具作短时间的无进给光整加工。此槽空转5r，用代码U50表示U/F=5010=5r。,1工艺分析,返回,83,该机床有刀具补偿功能，可直接按零件图的几何尺寸编程， 此处采用绝对坐标和增量坐标混合编程的方法，绝对值用X，Z地址，增量值用U、W地址(不采用G90和G91代码)。各几何元素的起点、终点等坐标计算比较简单，现对圆弧段程序和坐标计算加以说明。 圆弧程序应包括圆弧的顺逆、圆弧的终点坐标及圆心坐标(规定为相对于圆弧起点的增量值)。圆弧顺逆的判断方法是，沿圆弧所在平面(此例为XZ平面)的另一坐标的负方向(即-Y，从纸面向上)看去，顺时针(即此圆弧)方向插补指令为G02，逆时针方向为G03。圆弧右端点为起点，即增量坐标系(U，W)的原点，终点的增量坐标为U0和W-60，圆心的增量坐标规定用I和K表示，即I63.25和K-30。本例坐标尺寸数据用脉冲数表示，脉冲当量为0.01，所以程序中尺寸字数据比图上标注尺寸大100倍。,2坐标计算,返回,84,在工艺分析和坐标计算的基础上，编写加工程序单如表4-01。表中，主轴转速代码S31、S23分别表示630、316rmin。进给量也用脉冲数表示，如F15为0.15mmr。T功能字用两位数字，如T11为I号刀具用1号刀补，T10为I号刀注销刀补，T22与T11类同。对刀误差由数控面板上的键盘输入。辅助功能字M的意义与表5-2规定相同。,3编写加工程序单,返回,85,车削加工程序单,表4-01 车削加工程序单,返回,86,按照规定的代码，将程序单的内容记录在信息载体(如穿孔带)上，也可直接通过键盘输入数控装置。 从表4-01所示程序单中可以看出，从机床开始启动到零件加工完毕，每一个动作都作了规定。正因为如此，程序单中不能漏掉或写错任何一个细小的过程。必须严格按照所用机床规定的程序格式填写“程序单”中每一个符号、字母和数字，否则数控装置就不能正常运算，机床也就无法加工出符合要求的零件。,4制备信息载体,返回,87,三、自动编程,对于形状复杂的零件，或者程序量很大的零件，手工编程相当繁琐，耗费时间长、效率低，并容易出错，甚至很难胜任，因而发展了应用计算机来编程的方法，这种方法就称为自动编程。 在自动编程过程中，人工只须用数控语言(常用APT语言)编写零件源程序，源程序只描述零件图的几何形状、尺寸、几何要素间的相互关系以及运动顺序、工艺参数等，至于其它如工步划分运动轨迹计算、切削用量选择、加工程序单的编制以及穿孔带的制作等都由计算机及其外围设备自动地完成。,返回,88,自动编程过程,图4-07 自动编程的过程,返回,89,4 思考题与习题,1CAM和数字化制造的概念是什么? 2CAM的支撑系统包括哪些? 3什么是数控加工? 数控装置有哪些类型? 4数控装置有哪些硬件结构? 5CNC(软件式数控系统)装置的主要作用是什么? 6叙述数控机床的组成和工作原理。 7叙述数控编程的内容和步骤。 8数控编程的方法有哪些? 9CimatronNC包括哪些功能? 都有什么特点? 10CimatronNC的加工步骤是什么? 请举例。,返回,90,