数控技术-朱志坚-教学课件第二章.ppt

2023/10/1,数控技术,数控技术,新疆大学机械工程学院朱志坚 周建平 陈宏伟 乌尔开西,2023/10/1,数控技术,第二章 数控程序编制,2-1 概述一、程序编制的内容与步骤 图2-1 数控程序编制,分析零件图纸,工艺处理,数学处理,编写程序单,制作控制介质,程序校核,数控机床,2023/10/1,数控技术,2-1 概述,二、程序编制的方法,手工编程(简单零件的数控编程)APT语言自动编程基于CAD/CAM的自动编程系统,Pro/E UG Ideas MasterCAM CAXA,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,一、选择合适的对刀点和换刀点 刀位点：刀具上的几何参考点 对刀点：数控加工时刀具相对零件的运动 起点，也是程序的起点 换刀点：为实现刀具交换所确定的空间参考点,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,二、选择合适的零件安装方式安装：尽量保证一次安装，完成所有待加工面的加工，避免重复 安装误差 通用夹具夹具选用 组合夹具 专用夹具（必要时专门设计）三、刀具选择考虑因素：工件材质、加工轮廓类型、机床允许的切削用量以及刚性和耐用度相关事项：编程时要规定刀具的结构尺寸和调整尺寸，对加工中心机床，要在机外进行尺寸预调或尺寸测量，并将有关尺寸输入数控装置。,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,四、确定加工路线1.点位加工路线示例,2023/10/1,数控技术,2.铣削轮廓加工路线示例 双向走刀方式铣削轮廓的加工路线 单向走刀方式 环形走刀方式铣削轮廓时刀具的切入与切出 径向切入 切向切入 行切式封闭轮廓的铣削加工 环切式 行切式环切式,2-2 数控机床加工的工艺分析,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,3.旋转体类零件加工路线示例直线、斜线走刀加工路线 适用于加工余量大且又不均匀的零件表面加工三种方式 矩形走刀加工路线 适用于加工余量不均匀且表面形状复杂的零件加工斜线走刀加工路线 适用于需要径向走刀且刀具强度较差的情况,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,一、数字控制的标准代码EIA（Electronic Industries Association）代码 美国电子工业协会标准（补奇代码，第五列为补奇列）ISO（International Standard Organization）代码 国际标准化组织标准（补偶代码，第八列为补奇列）两种代码标准均采用八单位穿孔纸带，由信息孔和同步孔构成。,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,二、数控加工程序段格式及程序结构程序段格式 字地址格式（需要地址判别电路）N001 G90 G01 X200 Y300 F15 S32 T01 M03 LF N002 X250 Y350 LF N003 G00 X0 Y0 M02 LF 分割符固定顺序格式（不需要地址判别电路）001 HT90 HT01 HT200 HT300 HT15 HT32 HT01 HT03 LF 002 HT HT HT250 HT350 HT HT HT HT LF 003 HT HT00 HT0 HT0 HT HT HT HT02 LF,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,程序结构 符号 字 程序段 程序 N001 G90 G01 X200 Y300 F15 S32 T01 M03 LF N002 X250 Y350 LF N003 G00 X0 Y0 M02 LF 有些数控系统要求整个程序以“%”或“O”开始，要求以“;”或“CR”作为程序段结束，例：%600 N001 G90 G01 X200 Y300 F15 S32 T01 M03 LF N002 X250 Y350 LF N003 G00 X0 Y0 M02 LF,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,三、数控机床的坐标系一）数控机床坐标轴及其方向的规定ISO标准坐标：“右手直角迪卡尔坐标系”,正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,编程坐标：为了编程方便，一律假定工件不动，刀具移动所设定 的迪卡尔坐标正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向编程坐标的确定 Z坐标轴：平行于机床主轴的坐标轴 多主轴机床和无主轴机床取垂直于工件装夹面的轴为Z轴 正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,X轴：与Z轴垂直，一般为水平方向，并与工件装夹面平行；,正方向,工件旋转的机床：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向（如车床、磨床）,刀具旋转的机床,Z轴水平：由主轴尾端向工件看，右为正（如：立铣床、镗床）,Z轴垂直：由刀具主轴向立柱看，右为正（如：卧铣床、插齿机）,Y坐标轴：根据X、Z轴，由迪卡尔原则确定,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,二）机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与机床原点 机床坐标系：机床固有的坐标系，其原点为机床原点 机床原点（机械原点）：机床固定不变的基准点（出厂时已定义，用户无变更权限）,工件坐标系与工件原点 工件坐标系：是编程人员为了便于编程所确定的坐标系 工件原点：工件坐标系的原点（工件原点与机床原点的 偏置值由数控系统的偏置功能指令设定）,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,绝对坐标与相对坐标绝对坐标：是指刀具下一位置相对于程序原点的坐标 机床设G90代码：G90 G01 X30 Y37 机床不设G90代码：G01 X30 Y37,相对坐标：是指刀具从当前位置到的增量值 机床设G91代码：G91 G01 X20 Y25 机床不设G91代码：G01 U20 V25,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,四、数控机床的最小设定单位 最小设定单位：数控系统能实现的最小位移量 开环系统最小设定单位：脉冲当量 闭环系统最小设定单位：分辨率 脉冲当量：步进电机每接收一个脉冲信号，工作台 的相应位移量 分辨率：闭环系统位移检测元件的检测分辨率 脉冲数编程：编程尺寸一般应转换成与最小设定单 位相应的数据 实际尺寸编程：按给定零件尺寸编程,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,五、数控加工程序常用编程指令 常用编程指令主要用来描述机床的运动方式、加工类别、主轴的启停、冷却液的开关、主轴转速、进给速度、刀具选择等。(G M F S T X Y Z)一）准备功能指令（G指令）用于建立机床的加工机能，分为模态代码和非模态代码 模态代码（续效代码）：一经使用，便保持有效到以后的程序段中，遇同组代码失效。非模态代码（非续效代码）：只在本程序段有效。例：N001 G01 X30 Y40 Z0 N003 Y65 N005 Z-10,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,坐标系有关指令（G90、G91、G92）G90:绝对坐标指令，编程尺寸按工件坐标系 中的坐标给定。,G91:相对坐标指令，编程尺寸相对加工起点给定。,G92:工件坐标系设定指令，以刀位点为参考点进行设定。,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,坐标平面选择指令（G17、G18、G19）G17：指定零件进行xy平面加工 G18：指定零件进行zx平面加工 G19：指定零件进行yz平面加工 注：默认值为G17 两维平面不必设定（如数控车床）,2023/10/1,数控技术,直线插补指令（G01）刀具以进给速度F指令给定的速度进行直线插补加工,快速点定位指令（G00）刀具以点位控制方式快速移动，进给速度F指令对其无效,2-3 数控程序编制,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,G01代码编程（相对坐标）N001 G92 X28 Y20 LF N004 X8 Y8 LFN002 G91 G00 X12 Y0 N005 X16 Y20 LF S200 M03 T01 LF N006 G00 X12 Y0 M02 LFN003 G01 X24 Y12 F100,G01代码编程（绝对坐标）N001 G92 X28 Y20 LFN002 G90 G00 X16 Y20 S200 M03 T01 LFN003 G01 X8 Y8 F100 LFN004 X0 Y0 LFN005 X16 Y20 LFN006 G00 X28 Y20 M02 LF,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,5.圆弧插补指令（G02、G03）G02：顺时针插补指令 G03：逆时针插补指令 注：圆弧顺逆是从坐标轴正方向向原点投影确定。圆心坐标（i、j、k）编程：i、j、k为圆心相对圆弧起点的坐标值，且总为增量值（该定义以机床使用说明书为准）半径R编程：小于或等于180度圆弧用+R，大于180度圆弧用-R编程。注意：不能用于整圆编程,G17G18G19,G90G91,G02G03,X_Y_X_Z_Y_Z_,I_J_I_K_J_K_R_,F_*,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,用绝对坐标编程N001 G92 X0 Y0 LFN002 G90 G00 X20 Y0 S200 M03 T01 LFN003 G03 X0 Y20 I-20 J0 F100 LFN004 X-20 Y0 I0 J-20 LFN005 X0 Y-20 I20 J0LFN006 X20 Y0 I0 J20LFN007 G00 X0 Y0 M02 LF,用增量坐标编程N001 G91 G00 X20 Y0 S200 M03 T01LF N004 X20 Y-20 I20 J0LFN002 G03 X-20 Y20 I-20 J0 F100LF N005 X20 Y20 I0 J20 LF N003 X-20 Y-20 I0 J-20LF N006 G00 X-20 Y0 M02LF,按象限编程,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,用绝对坐标编程N001 G92 X0 Y0 LFN002 G90 G00 X20 Y0 S200 M03 T01 LFN003 G03 X20 Y0 I-10 J0 F100 LFN004 G00 X0 Y0 M02 LF,用增量坐标编程N001 G91 G00 X20 Y0 S200 M03 T01 LFN002 G03 X0 Y0 I-20 J0 F200N003 G00 X-20 Y0 M02 LF,跨象限编程,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,用绝对坐标编程N001 G92 X0 Y18 LFN002 G90 G02 X18 Y0 R18 F100 S300 M03 LFN003 G03 X68 Y0 R25 LFN004 G02 X88 Y20 R-20 M02 LF,用增量坐标编程N001G91 G02 X18 Y-18 R18 F100 S300 M03 LFN002 G03 X50 Y0 R25 LFN003 G02 X20 Y20 R-20 M02 LF,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,6.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）G40：刀具偏置注销指令 G41：左偏置刀具半径补偿指令 G42：右偏置刀具半径补偿指令,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,刀具半径补偿功能1）可在不知刀具半径的情况下编程2）当刀具半径发生变化时，不必重新修改程序，只需手工输入更改后的刀具半径值即可。3）可用同一程序、同一刀具进行粗加工和精加工,2023/10/1,数控技术,7.刀具长度补偿指令（G43、G44、G49）G43:刀具长度正补偿指令 G44：刀具长度负补偿指令 G49：刀具长度补偿注销指令 实际位移量=程序给定值补偿值,2-3 数控程序编制,正偏置:-A2=-A1+(-D1)=-(A1+D1)负偏置:-A2=-A1-(-D2)=-A1+D2,G43（G44）Z-A1 H01H内存刀补表地址(刀补号),2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,A=-150+(-30)=-180G91 G00 G43 Z-150H01,A=-150-(-30)=-120G91 G00 G44 Z-150 H01,刀具长度补偿示例,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,8.暂停（延时）指令（G04）使刀具作短时间无进给光整加工，用于车槽、镗平面、锪孔程序格式为：G04_ 一般用x或F，其后数字表示延时时间或主轴转数,N001 G91 G01 Z-7 F60 S300 M03 LFN002 G04 X5 LFN003 G00 Z7 M02 LF,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,二）辅助功能指令（M代码）M代码主要用于开关量控制，分为模态代码和非模态代码。常用M代码简介 1）M00:程序停止指令。程序执行到该指令时无条件停止主轴、刀具、冷却液等。2）M01:计划停止指令。程序执行到该指令时有条件停止主轴、刀具、冷却液等。3）M02:程序结束指令。除停止主轴、刀具、冷却液以外，还用于机床复位和回卷纸带等。4）M03、M04、M05:用于主轴的正传、反转、停止。5）M06:换刀指令 6）M30:纸带结束。,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,三）进给速度F、主轴转速S、及刀具功能T 代码进给速度F代码（续效代码）1）代码法：F_（F后面的数字为进给速度代码）2）直接指定法：F_（F后面的数字为实际进给速度）主轴转速S代码（续效代码）S_（S后面的数字含义与F代码相同）刀具功能F代码（续效代码）T_（例T0101为选用1号刀并对1号刀进行补偿）,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,六、编程实例车削阶梯轴,N01 G90 G92 X200.0 Z305.0;N02 G00 X30.0 Z108.0 S600 T0101 M03;N03 G01 X40.0 Z103.0 F0.12;N04 Z75.0;N05 X60.0 Z65.0;N06 Z35.0;N07 G03 X70.0 Z30.0 R5.0;N08 G01 Z20.0;N09 G00 X200.0 Z305.0 T0100 M02;,2023/10/1,数控技术,2-4 自动数控编程,一、自动编程概述1、数控自动编程的产生和发展 美：APT ADAPT AUTOSPOT 2C 2CL 2PC 德：EXAPT-1/2/3（点位、车削、铣削）日：PAPT HAPT 2、数控编程技术发展趋势 发展会话型自动编程系统 数控图形编程系统 数字化技术编程法 语音数控自动编程 计算数控中的直接编程 发展模块化的多功能的编程系统,2023/10/1,数控技术,2-4 自动数控编程,二、数控自动编程语言APT,2023/10/1,数控技术,2-4 自动数控编程,三、微机自动编程系统基于CAD/CAM的自动编程 Pro-E UG Ideas CATIA Solidedge Slidewoks MasterCAM CAXA,2023/10/1,数控技术,本章作业,1.在数控车床上加工图示零件,请采用G代码格式编制加工程序。要求：(1)在给定工件坐标系内用增量尺寸（G91）编程，X坐标用2倍值编程；(2)图中刀具位置为程序的起点和终点，70轴左端20mm不加工；(3)进给速度代码F100，主轴转速代码S500；(4)刀具切入留量2mm。,2023/10/1,数控技术,2.在图示零件上钻孔,请采用G代码格式编制加工程序。要求：(1)在给定工件坐标系内用增量尺寸编程，图示钻尖位置为坐标原点；(2)坐标原点为程序的起点和终点，钻孔顺序为；(3)进给速度F50(50mm/min)，主轴转速S600(600r/min)；(4)钻通孔时，要求钻头钻出工件表面4mm。,本章作业,2023/10/1,数控技术,本章结束！,请各位同学认真复习本章内容！,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,车削或铣削：原则：尽量采用切向切入/出，不用径向切入/出，以避免由于 切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量。,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,2023/10/1,数控技术,2-2 数控机床加工的工艺分析,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,机床设G90代码：G90 G01 X30 Y37机床不设G90代码：G01 X30 Y37,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,机床设G91代码：G91 G01 X20 Y25机床不设G91代码：G01 U20 V25,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,例：N001 G92 X400.000 Z250注意:数控车床X坐标采用二倍值编程，即采用直径值编程,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,2023/10/1,数控技术,2-3 数控程序编制,