概述2-2编程基础知识.ppt

一.程序编制的基本概念 数控加工程序编制：从零件图纸到制成控制介质的全过程。 将零件的加工信息：加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(F、S、T)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。,第一节 概述,第二章 数控加工程序的编制,二、手工编程的内容和步骤,图纸工艺分析 这一步与普通机床加工零件时的工艺分析相同，即在对图纸进行工艺分析的基础上，选定机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺参数等。,计算运动轨迹 根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，并且按NC机床的规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的数字量，以这些坐标值作为编程尺寸。,错误,二、手工编程的内容和步骤,编制程序及初步校验 根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。,计算运动轨迹,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,二、手工编程的内容和步骤,制备控制介质 将程序单上的内容，经 转换记录在控制介质（磁带或磁盘）上，作为数控系统的输入信息，若 程序较简单，也可直接通过键盘输入。,计算运动轨迹,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,二、手工编程的内容和步骤,程序的校验和试切 所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。,计算运动轨迹,图纸工艺分析,程序编制,制备控制介质,校验和试切,零件图纸,错误,修改,二、手工编程的内容和步骤,常用的校验和试切方法： 对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、坐标纸代替工件进行空运转空运行绘图。 对于空间曲面零件，可用蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件，进行试切，以此检查程序的正确性。,二、手工编程的内容和步骤,在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法，则更为方便。 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工误差。首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。 当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。,二、手工编程的内容和步骤,常用的程序编制方法有：手工编程和自动编程两种。 手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力） 自动编程：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送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。,三、数控编程的方法,手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。 自动编程适用于： 形状复杂的零件， 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件） 虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）,三、数控编程的方法,据国外统计： 用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为 30：1。 数控机床不能开动的原因中，有20-30%是由于加工程序不能及时编制出造成的 编程自动化是当今的趋势！,三、数控编程的方法,第二节 编程的基础知识,一、 数控加工程序的结构 程序的组成：一个完整的加工程序由程序号（名）和若干程序段组成，每个程序段由若干个指令字组成，每个指令字又由字母、数字、符号组成。,O0100 N0010 S400 M03 M08 ； N0020 G90 G00 X50 Y60； N0030 G01 X10 Y50 T01 F300 ； ; ； N0100 G00 X-50 Y-60 M02；,由上面的程序可知： 加工程序由程序名和若干程序段有序组成的指令集。 程序是由若干程序段组成 程序段是由干指令字组成。 指令字是由文字（地址符）或与其后所带的数字一起组成。 一个程序的最大长度取决于数控系统中零件存贮区的容量或外存的容量。另外，有些数控系统还规定了一个程序段的字符数，如7M系统规定字符数不大于90个，一旦大于限定的字符数时，应把它分成两个或多个程序段。因此，这些在编程前必须了解清楚，否则数控系统便会认为你的程序有语法错误,一、 数控加工程序的结构,程序名：%99是该加工程序的标识； 程序名：不同的数控系统，程序号地址码所用的字符不相同，FANUC系统用O，AB8400系统用P,SIMENS系统用% 程序段是一个完整的加工工步单元，它以N（程序段号）指令开头，以“；”指令结尾； M02(M30)作为整个程序结束的指令，有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号，如O 开头，以LF、CR、EOB结束等，三英系统程序段结束不用任何符号。,一、 数控加工程序的结构,. 程序段的格式 程序段的格式：是指一个程序段中指令字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统往往有不同的程序段格式，格式不符合规定，数控系统就不能接受。 目前广泛采用的是，地址符可变程序段格式（或者称字地址程序段格式），这种格式的特点是： . 程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。 . 指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写 。 . 不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。 因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点。,一、 数控加工程序的结构,字地址程序段的一般格式： N G X Y Z F S T M ； N：程序段号字， G：准备功能字，X、Y、Z：尺寸字， F：进给功能字， S：主轴转速功能字， T：刀具功能字， M：辅助功能字， ；：程序段结束符,第二节 程序编制的代码及格式,主程序和子程序 有时被加工零件上，有多个形状和尺寸都相同的部位，若按通常的方法编程，则有一定量的连续程序段在几处完全重复的出现，可以将这些重复的程序串，单独地分离出来按一定格式做成子程序，程序中子程序以外的部分便称为主程序。 子程序可以被多次重复调用。而且有些数控系统中可以进行子程序的“多层嵌套”，子程序可以调用其它子程序，从而可以大大地简化编程工作，缩短程序长度，节约程序存贮器的容量。,一、 数控加工程序的结构,二、数控机床坐标系,数控机床坐标系的若干规定 在数控编程时，为了描述机床的运动，简化编程的方法及保证记录数据的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化。ISO和国标作了相应规定。 1、坐标轴及运动方向的规定 为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和方向。 标准坐标系用右手直角笛卡儿坐标系。,笛卡尔右手直角坐标系,1、坐标轴及运动方向的规定,旋转坐标轴: 围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴A、B、C则按右手螺旋定则判定。 附加坐标轴： 平行于X、Y、Z的坐标轴分别用U、V、W坐标轴。,1、坐标轴及运动方向的规定,2、 各坐标轴及其正方向的确定原则,1)确定Z轴 以平行于机床主轴的刀具运动坐标为Z轴， Z轴正方向是使刀具远离工件的方向。 如果机床有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向。 如果没有主轴或主轴能摆动，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为Z轴。,2)、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。正方向也是使刀具远离工件的方向。 （1）刀具做旋转运动（铣床、钻床、镗床等） ： Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)后端向工件看时，X坐标的正方向指向右边。 Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。,2、各坐标轴及其正方向的确定原则,（2）工件做旋转运动（车床、磨床等） ： X轴为径向方向 X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具 离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。 3)确定Y轴。 按右手定则定出Y轴正方向。,2、各坐标轴及其正方向的确定原则,* 机床坐标系的规定,（1）机床坐标系的规定 刀具相对于静止的零件而运动的原则。为了编程方便，一律规定为零件固定，刀具运动。 （2）运动方向的规定 增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。,3、机床坐标系与工件坐标系,（1）机床坐标系与机床原点 机床坐标系是机床上固有的坐标系，用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的位置（如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围、保护区）等。 机床原点是机床坐标系的零点, 是机床上固定的点，一般不允许用户改变。数控车一般在卡盘前后端面的中心，数控铣各厂家不一样，有的工作台中心，有的行程终点等。,（2）工件坐标系与工件原点 工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。 工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。 现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行切换。,3、机床坐标系与工件坐标系,工件坐标系零点的选择原则： 1）选在工件图样的尺寸基准（可减少计算工作量） 2）对于有对称形状的零件，优先选择对称中心 3）方便装夹测量和检验 4）尽量在尺寸精度高、粗糙度比较低的工作表面（可提 高加工精度和同批零件的一致性）,3、机床坐标系与工件坐标系,主要内容,工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。,（3）两者关系 对刀,绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件） 零点计量的编程方式。 相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。 选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。 注意：在编程中绝对坐标系和增量坐标系均可采用,4、绝对坐标系与增量（相对）工件坐标系,数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最小指令增量，脉冲当量（步进电机）是指数控控机床的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为0.0001-0.01mm，视具体机床而定。） 脉冲当量对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）机床位移部件的运动量。,5、最小设定单位,1、准备功能G指令 作用：规定机床运动形式、坐标系、坐标平面、刀补、刀偏、暂停等多种操作。 组成：由地址码G后带二位数字组成，从G00 - G99 共有100种，见课表2-3。 模态（续效）指令：该指令在一个程序段中被使用后就一直有效，直到出现同组的续效指令，因此，同组的续效指令不能出现在同一行程序段内。 非模态（非续效）指令：只在本行程序段中有效。,三、功能代码简介,2、辅助功能M指令 作用：控制机床辅助动作，主要用作机床加工时的工艺性指令。 组成：由地址码M和其后两位数字组成，从M00 - M99共100种，见课表 2-4。 辅助功能M指令也分续效指令与非续效指令。 另外，由于M指令控制机床的辅助动作，通常与程序段 中的运动指令一起配合使用，所以，M指令在程序段中是与 运动指令同时执行还是在运动指令结束后执行，需要指定。,三、功能代码简介,常用辅助功能M指令 M00-程序停止。加工暂停，重按“启动键”可继续执行。 M01-计划停止。只有“任意停止”键被按下，M01才有效。 M02-程序结束。数控系统回复位状态，必须出现在程序的最后一行程序段。 M30-程序结束。返回到程序的初始位置。同样必须出现在程序的最后一行程序段。 M03、M04、M05-主轴正转、反转和停转。 M06-换刀。 M07、M08-切削液开。M07控制雾状切削液，M08控制液状切削液。 M09-切削液停。 M10、M11-运动部件夹紧与松开。,三、功能代码简介,2、 F.S.T指令 （1）F指令-进给速度指令（续效指令） 用来指定进给速度，单位一般为mm/min，当进给速度与主轴转速有关时（如车螺纹、攻螺纹等），单位为mm/r。,三、功能代码简介,2、 F.S.T指令 （2）S指令主轴转速指令（续效指令） 用来指定主轴转速的，单位一般为r/min，当加工直径差较大的轴类或盘套类零件时，有时为mm/min。,三、功能代码简介,2、 F.S.T指令 （3）T指令刀具功能指令（续效指令） 在有自动换刀功能的数控机床上，该指令用以选择所需的刀具号和刀补号。 由T后跟两(四)位数字，如T0101,T28等。 T0101表示选择01号刀具，01号刀补。 T28表示选择2号刀具，8号刀补。 T后跟两位数字的也有直接代表刀编号。,三、功能代码简介,