数控技术与数控机床简介.ppt
中国西安机电网,第一节 数控技术与数控机床简介,1.数控技术基本概念,1.数控技术(Numerical Control-NC),用数字化信号对机床运动及其加工过程中进行控制的一种方法。,2.数控机床采用数控技术对加工过程进行控制的机床。,3.数控系统（Numerical Control System）,实现数字化控制的软件和硬件的整体称为数控系统。它由程序输入、输出设备、数控装置、伺服装置、反馈装置、辅助驱动装置组成。,中国西安机电网,中国西安机电网,3.数控机床基本工作原理,中国西安机电网,数控立式铣床,卧式数控铣床,4.数控机床的种类,车床,磨床,中国西安机电网,平面轮廓加工,空间曲面零件加工,孔系加工,轴类零件加工,5.数控机床加工特点与应用,中国西安机电网,3轴联动,4轴控制,5轴联动,5轴联动加工,中国西安机电网,第二节 数控编程方法,1.手工编程,中国西安机电网,2 CAD/CAM系统自动编程,常用软件：PRO/E，UG，I-DEAS，CATIA，MASTER CAM等。软件系统功能：三轴-五轴加工，车削加工，电火花加工，切割 加工，平面加工，板金加工等。编程基本步骤：（1）几何造型（2）加工工艺分析（3）刀具轨迹生成（4）刀位验证与刀具轨迹编辑（5）后置处理（6）数控程序输出,中国西安机电网,3.数控语言自动编程,（1）基本原理,（2）程序的组成（APT语言）初始语句几何定义语句刀具形状描述语句刀具起始位置的指定初始运动语句,刀具运动语句后置处理语句指定机床与数控系统语句主轴状态语句进给及冷却液语句,中国西安机电网,1.坐标系,作用：计算刀具（坐标轴）位置，控制机床的运动轨迹，如下面的轮廓及加工程序。N10 G55.N100 G00 X-5N110 G01 X200 F200N130 G01 Y100N140 X0N150 Y-5.坐标系种类：机床坐标系工件坐标系,第三节 数控编程基本概念,中国西安机电网,机床坐标系 机床坐标系是指用于确定机床的运动方向和移动距离的坐标系。标准的数控机床坐标系是一个笛卡尔直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。,中国西安机电网,卧式数控车床,1）车床坐标系,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,一、分析零件图纸1.明确加工内容 平面、孔、槽、曲面2.明确加工要求 尺寸精度、形位精度、表面质量,3.零件的数控加工工艺性分析结构工艺性评价尺寸标注构成轮廓的几何元素的条件是否充分,第4节 工艺处理,零件几何形状和加工精度是进行工艺处理的主要依据。,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,2.加工路线的选择,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,五、切削用量的确定 切削用量：切削深度、切削速度、进给速度 从工件材料，刀具材料，加工精度，加工效率等方面综合考虑，并参考切削用量手册和机床说明书,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,等间距法,原理：将曲线沿着某一坐标轴分割，分割点在坐标轴上的投影等间距，根据曲线方程得到分割点的坐标值。误差控制：调整分割点的个数就可以调整逼近误差。,中国西安机电网,等弦长法,原理：各段长度相等的折线逼近曲线误差控制：以最小曲率半径处的加工精度确定弦长,中国西安机电网,中国西安机电网,3.平面型腔加工刀位点计算,中国西安机电网,中国西安机电网,4.转角过度处理,中国西安机电网,5.曲面加工刀位计算,中国西安机电网,中国西安机电网,中国西安机电网,6.刀具干涉检查,中国西安机电网,中国西安机电网,基本程序代码与程序结构,假设刀具半径为0，工件厚度10毫米N10 G55 G90 G17 N20 Z150N30 T01 M06N40 Z-15N50 X-6 Y-5N60 Z-5N70 G01 X180 F80N80 G03 X200 Y20 I0 J20 F80N90 G01 Y130N100 G03 X180 Y150 I0 J-20 N110 G01 X0N120 Y0N130 G00 Z150N140 M02,一.程序的组成,第六节 数控机床编程举例,中国西安机电网,二、功能字1.程序段号功能字NXXX写在程序段最前边；指明程序段在程序中位置，便于检索和调用；2.坐标字X，Y，Z，A，B，C指明坐标轴（刀具）要到达的位置或在某方向的移动距离3.进给功能字FXXX 刀具或坐标轴的移动速度，单位可以为mm/min，inch/min，mm/rev作为单位，其中常用单位为mm/min；说明：机床参数指定单位类型直线运动时为个坐标轴的合成速度，圆弧运动时为切向速度在加工过程中，程序中的进给速度可以通过控制面板上的进给 倍率开关调整,N100 G00 X-5N110 G01 X180 F200N130 G01 Y100,中国西安机电网,4.刀具功能字TXX（TXXXX）指定刀具说明：TXXXX：前两位为刀具的序号，后两位为刀具补偿号，多用于车床TXX：指出刀具的序号，多用于钻、铣床。在不同数控系统中可 能有 不同的意义。5.主轴功能字SXXX规定了主轴转速；单位一般为转/min6.M功能字辅助功能字1）功能：规定机床完成加工辅助动作，如换刀，开、关冷却液，主轴转向及停止等2）代码种类与功能M02,M30程序停止，写在程序末尾M03,M04,M05主轴旋转及停止M07,M08,M09冷却液类型及开、关M13,M14复合指令，规定主轴旋转及冷却液类型M98,M99子程序M00程序暂停,N100 T01 M06N110 S500 M13,中国西安机电网,7.G功能字准备功能字1）功能：对加工环境进行设置加工平面，进给速度与主轴转速的 单位，坐标系的建立与选择等；规定基本运动直线运动、圆弧运动、螺旋线运动；固定循环运动；刀具补偿长度补偿，半径补偿，位置补偿；2）基本G代码与功能G00,G01直线运动G02,G03圆弧运动G17,G18,G19指定加工平面G73,G74固定循环指令G91,G92坐标类型G54-G59工件坐标系选择G27,G28,G29回参考点,G代码是衡量数控系统和数控机床性能的一个主要指标对于不同的数控系统，G代码的种类可能不同，相同G代码可能有不同功能,N80 G03 X200 Y20 I0 J20 F80N90 G01 Y130N100 G03 X180 Y150 I0 J-20 N110 G01 X0,中国西安机电网,中国西安机电网,圆弧运动指令G02、G03,格式指定圆心指定半径G02(G03)Xx Yy Ii Jj G02(G03)Xx Zz Ii Kk G02(G03)Yy Zz Jj Kk G02(G03)Xx Yy RrG02(G03)Xx Zz RrG02(G03)Yy Zz Rr 圆弧0；圆弧180，r0说明：1)指定加工平面G17-XOY;G18-XOZ;G19-YOZ;加工平面变化后要用代码重新指定新的加工平面2)圆弧顺、逆的判断根据加工平面;根据圆弧起点与终点;假定刀具运动，工件静止;3)不同数控系统中对圆心的坐标指定方法不同,中国西安机电网,1.代码分组M代码与G代码分组，同组代码可以替换2.模态与非模态代码非模态代码：当前程序段有效模态代码：续效指令，可以被同组代码替换或取消（用专门代码）S,F,X,Y,Z,A,B,C,T为模态代码；M代码与G代码分为模态和非模态；3.开机默认代码G90,G17,G00；M09,M05；S0；T00；,！关于代码的几点说明,中国西安机电网,三、程序的基本结构1.加工初始化设置2.换刀点3.指定刀具与换刀指令4.主轴旋转速度与旋转方向，冷却液5.对刀点加工平面内进给加工起点6.深度方向加工起点7.进给运动8.退刀到换刀点9.重复3-8动作,N10 G55 G90 G17 N20 Z150N30 T01 M06N40 Z-15N50 G01 G42 X-1 Y0 D01 F200N60 Z-15N70 X180 F80N80 G03 X200 Y20 I0 J20 F80N90 G01 Y130N100 G03 X180 Y150 I0 J-20 N110 G01 X0N120 Y-1N130 G00 G40 X-20 Y-20N140 Z150N150 M02,中国西安机电网,1.刀具中心轨迹法,程序中的坐标值刀具中心坐标值刀具中心零件轮廓与刀具中心轨迹编程计算,编程举例,中国西安机电网,2.绝对坐标与相对坐标,G90绝对坐标：相对与坐标原点的坐标G91相对坐标：相对于刀具前一位置的坐标,A点、B点、C点的绝对坐标分别是：(4,0)、(43,0)、(43,26)B点相对于A点的相对坐标是:(39,0)C点相对于A点的相对坐标是:(39,26)A点相对于C点的相对坐标是:(-39,-26),中国西安机电网,N10 G55 G90N20 Z150N30 T01 M06N40 S600 M13N50 X25 Y35N60 Z5N70 G01 Z-15 F20N80 G91 N90 X3.5 N95 G02 X0 Y0 I-3.5 J0N100 G00 Z20N110 G90N120 Z150N130 M30,工艺处理：1.工件坐标系2.刀具：高速钢铣刀，直径10毫米 刀具编号为T013.切削用量：S600，F204.加工路线：先铣孔，再扩孔,3.孔加工程序编制,中国西安机电网,4.铣削加工编程举例,N10 G55 G90 G17 N20 Z150N30 T01 M06N40 Z-15N50 X-6 Y-5N60 Z-5N70 G01 X180 F80N80 G03 X200 Y205 I0 J25 F80N90 G01 Y130N100 G03 X180 Y155 I0 J-25 N110 G01 X-5N120 Y-6N130 G00 Z150N140 M02,
