数控车床编PPT程基础

《数控车床编PPT程基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控车床编PPT程基础（157页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、数控车床编程基础 数控车床是在普通车床的基础上发展和演变而来的 数控车床的编程 就是把零件加工工艺过程 工艺参数 机床位移量以及刀具位移量等信息 用数控系统所规定语言记录在程序单上的全过程 学习和掌握数控车床的编程并不难 但因编程的过程同时牵涉到零件加工的各个方面 故不具备一定的金属切削知识和加工工艺知识 想真正掌握好数控车床的编程就会比较困难 一名合格的数控车床工 首先应该是一名合格的普通车工 因而学习和掌握普通车床的切削知识 工艺分析 刀具及几何参数 性能 切削用量等基本知识 积累一定的实践经验 熟悉零件的工艺要求 能正确处理工艺问题 是学习数控车床的编程和操作的基础 学习数控车床的编程

2、不仅要掌握程序编制的各方面基础知识 掌握数控系统所规定的有关程序结构 格式要求和各指令运用 还要有扎实的金属切削知识 较全面的工艺分析 处理能力 才能快速准确地编制出各种零件的加工程序 一 数控加工与数控编程数控加工的定义数控加工是指在数控机床上自动加工零件的一种工艺方法 数控加工的实质是 数控机床按照事先编制好的加工程序并通过数字控制过程 自动完成零件的加工 数控加工的内容 一般来说 数控加工流程如图2 1所示 主要包括以下几方面的内容 1 分析图样 确定加工方案 对所要加工的零件进行技术要求分析 选择合适的加工方式 再根据加工方式选择合适的数控加工机床 2 工件的定位与装夹根据零件的加工要

3、求 选择合理的定位基准 并根据零件批量 精度及加工成本选择合适的夹具 完成工件的装夹与找正 3 刀具的选择与安装根据零件的加工工艺性与结构工艺性 选择合适的刀具材料与刀具种类 完成刀具的安装与对刀 并将对刀所得参数正确设定在数控系统中 4 编制数控加工程序根据零件的加工要求 对零件进行编程 并经初步校验后 将这些程序通过控制介质或手动方式输入机床数控系统 5 试切削 试运行并校验数控加工程序对所输入的程序进行试运行 并进行首件试切削 试切削一方面用来对加工程序进行最后的校验 另一方面用来校验工件的加工精度 6 数控加工当试切削的首件经检验合格并确认加工程序正确无误后 便可进入数控加工阶段 7

4、工件的验收与质量误差分析工件入库前 先进行工件的检验 并通过质量分析 找正误差产生的原因 提出纠正误差的措施 3 数控编程和定义为了使数控机床能根据零件加工的要求进行操作 必须将这些要求以机床数控系统能识别的指令形式告知数控系统 这种数控系统可以识别的指令集称为程序 制作程序的过程称为数控编程 数控编程的过程不仅仅指编写数控加工指令的过程 它包括从零件分析开始 经编写加工指令到制成控制介质以及程序校验的全过程 在编程前 首先要进行零件的加工工艺分析 确定加工工艺路线 工艺参数 刀具的运动轨迹 位移量 切削参数以及各项其他功能 如换 转 刀 主轴正反转及停止 切削液开关等 然后 根据数控机床规定

5、的指令及程序格式 编写加工程序单 再将程序单中的内容记录在控制介质上 如软盘 移动存储器 硬盘 并经检查无误后 采用手工输入方式或计算机传输方式输入机床的数控装置中 从而指挥机床加工零件 4 数控编程的内容与步骤数控编程的步骤如图2 2所示 其内容主要有以下几个方面 1 分析零件图样零件轮廓分析 零件尺寸精度 形位精度 表面粗糙度 技术要求的分析 零件材料 热处理等要求的分析 2 确定加工工艺选择加工方案 确定加工路线 选择定位与夹紧方式 选择刀具 选择各项切削参数 选择对刀点 转刀点等 3 数值计算选择编程坐标系原点 对零件轮廓上各基点进行准确的数值计算 为编程单做好准备 4 编写加工程序单

6、根据数控机床规定的指令及程序格式编写加工程序单 5 制作控制介质简单的数控加工程序 可直接通过键盘进行手工输入 当需要自动输入加工程序时 必须预先制作控制介质 现在大多数程序采用软盘 移动存储器 硬盘作为存储介质 采用计算机传输进行自动输入 目前 老式的穿孔纸带已很少使用了 6 程序校验加工程序必须经过校验并确认无误后才能使用 程序校验一般采用机床空运行的方式进行 有图形显示功能的机床可直接在CRT显示屏上进行校验 另外还可采用计算机数控模拟方式进行校验 二 数控编程的分类数控编程可分为手工编程和自动编程两类 1 手工编程是所有编制加工程序的全个过程 即图样分析 工艺处理 数值计算 编写程序单

7、 制作控制介质 程序校验都是由手工来完成 手工编程不需要计算机 编程器 编程软件等辅助设备 只要有合格的编程人员即可完成 手工编程具有编程简单 及时的优点 但其缺点是不宜对复杂曲线或三维曲面轮廓进行编程 手工编程比较适合批量较大 形状简单 计算方便 轮廓由直线或圆弧组成的零件的加工 对于形状复杂的零件 特别是具有非圆曲线 列表曲线及三维曲面的零件 采用手工编程则比较困难 2 自动编程自动编程是指通过计算机自动编程数控加工程序的过程 自动编程的优点是效率高 程序正确性好 自动编程由计算机替代人完成复杂的坐标计算和书写程序单的工作 它可以解决许多手工编程无法完成的复杂零件编程的难题 其缺点是必须具

8、备自动编程系统或编程软件 实现自动编程的方法主要有语言式自动编程和图形交互自动编程两种 前者是通过高级语言的形式 表示出全部加工内容 计算机采用批处理方式 一次性处理 输出加工程序 后者是采用人机对话的处理方式 利用CAD CAM功能生成加工程序 CAD CAM软件编程与加工过程 图样分析 工艺分析 三维造型 生成刀具轨迹 后置处理生成加工程序 程序校验 程序传输并进行加工 当前常用的数控车床自动编程软件有 Masteream数控车床编程软件 Caxa数控车床编程软件等 自动编程的硬件与软件配置费用较高 在加工中心 数控铣床上应用较多 在数控车床上应用较少 三 数控车床的坐标系机床坐标系机床坐

9、标系在数控机床上加工零件 机床的动作是由数控系统发出的指令来控制的 为了确定刀架 工件 的运动方向和移动距离 就要在机床上建立一个坐标系 这个坐标系就称为机床坐标系 它是一个标准坐标系 2 机床坐标系的规定数控车床的加工操作主要分为刀具的运动和工件的运动两部分 因此 在确定机床坐标系的方向时规定 永远假定刀具相对于静止的工件运动 数控车床的坐标系采用符合右手定则规定的笛卡儿坐标系 见图2 03 对于机床坐标系的方向 统一规定增大工件与刀具间距离的方向为正方向 图2 03左图所示大拇指的方向为X轴的正方向 食指指向为Y轴的正方向 中指指向为Z轴的正方向 图2 3右图则规定了转动轴A B C转动的

10、正方向 对工件旋转的主轴 如车床主轴 其正转方向 C 与 C方向相反 对前置刀架式各类车床 现称的 正转 按标准应为反转 C 其 正转 系指习惯上的俗称 3 机床坐标系的方向 1 Z坐标方向Z坐标坐标的运动由主要传递切削动力的主轴所决定 对任何具有旋转主轴的机床 其主轴及主轴轴线平行的坐标轴都称为Z坐标轴 简称Z轴 根据坐标系正方向的确定原则 刀具远离工件的方向为该轴的正方向 2 X坐标方向X坐标一般为水平方向并垂直Z轴 对工件旋转的机床 如车床 X坐标方向规定在工件的径向上且平行于车床的横导轨 同时也规定其刀具远离工件的方向为X轴的正方向 3 Y坐标方向及确定各轴的方法Y坐标垂直于X轴 Z轴

11、 按照右手笛卡儿坐标系确定机床坐标系中各坐标轴时 应根据主轴先确定Z轴 然后再确定X轴 最后确定Y轴 数控车床坐标系如图2 4及2 5所示 2 数控车床坐标系中的各原点数控车床的坐标系 包括坐标系 坐标原点和运动方向 对于数控加工和编程的是一个十分重要的概念 每一个数控机床的编程者 操作者必须对数控车床的坐标系统有一个完全而正确的理解 现将数控车床的一些主要的原点 图2 06 及其机坐标系和编程人材坐标系介绍如下 1 主轴2 机床原点3 卡盘4 工件5 5 工件编程原点6 程序原点7 机械原点图2 6坐标系中的原点 1机床原点机床原点也称为机床零位 它的位置通常收机床制造厂确定 数控车床的机床

12、坐标系原点的位置大多规定在其主轴轴心的线与装夹卡盘法兰盘端面的交点上 该原点是确定机床固定原点的基准 见图2 06中2点 2机械原点 机械零点 机械原点又称为机床固定原点或机床参考点 机械原点为车床上的固定位置 通常设置在X轴和Z轴的正向的最大行程处 见图2 06中7点 该点至机床原点要在其进给轴方向上的距离在机床出厂时已准确确定 利用系统所指定自动返回机械原点指令 GSK980T为G28 可以使指令的轴自动返回机械零点 全自动或高档型的数控车床都设有机械原点 但一般的经济型或改造的数控车床上没有安装机械原点 数控车床设置机械原点的目的主要是 需要时便于将刀具或刀架自动返回该点 若程序加工起点

13、与机械原点一致 可执行自动返回程序加工起点 若程序加工起点与机械原点不一致 可通过快速定位指令或回程起点方式回程序加工起点 可作为进给位置反馈的测量基准点 3工件编程原点在工件坐标系上 确定工件轮廓坐标值的计算和编程的原点 称为工件编程点 它属于一个浮动坐标系 以它为原点建立一个直角坐标系来进行数值的换算 在数控车床上 一般将工件编程原点设在零件的轴心线和零件两边端面的交点上 如图2 06中的5 5 两点 确定工件编程原点的原则 工件编程原点的位置在给定的图样上应为已知 在该点建立的坐标中 各几何要素关系应简洁明了 便于坐标值的确定 便于程序原点的设定 4程序原点程序原点指刀具 刀尖 在加工程

14、序执行的起点 又称程序起点 程序原点的位置是以工件的编程原点位相对的 一般情况下 一个零件加工完毕 刀具返回程序原点位置 等候命令执行下一个零件的加工 程序原点的位置设定方法 详见后面的机床操作说明 四 加工程序的结构与格式 加工程序就是一系列指令有序的集合 通过这些指令 使刀具按直线 圆弧或其他曲线运动 以先完成切削加工 同时控制主轴的正反 停止 切削的开关 自动换刀装置和中拖板 大拖板的动作等等 每一种数控系统 根据系统本身的特点与编程的需要 都规定有一定的程序格式 因些 编程人员必须严格按照机床 系统 说明书规定的格式进行编程 但加工程序的基本格式是相同的 程序的组成一个完整的程序由程序

15、名称 内容部份和结束部份组成 如下例所示O0001 程序名部份N10G00X100Z100 N20T0101M03S1 N30G90X45Z 50F100 内容部份 N200G00X100Z100M05 N210M30 结束部份 1 程序名部份每一个存储在系统存储器中的程序都需要指定一个程序号 以便相互区别 这种用于区别零件加工程序的代号称为程序号 因为程序号是加工程序开始部份的识别标记 又称为程序名 所以 同一数控系统中的程序号 名 不能重复 程序号写在程序的最前面 必须单独占一行 书写格式为 O 其中O为地址符 其后为4位数字数值从0000 9999 在书写时其数字前的零可以省略不写 如O

16、0020 可写成O20 2 内容部分内容部分是整个加工程序的核心 它由许多程序段组成 每个程序段由一个或多个指令字构成 表示数控机床中除程序结束外的全部动作 3 结束部份结束部份由程序结束指令构成 它必须写在程序的最后 可以作为程序结束标记的M指令有M02和M30 它们代表零件加工程序的结束 为了保证最后程序的正常执行 通常要求M02或M30单独占一行 程序段的组成1 程序段的基本格式程序段是程序的基本组成部份 每个程序段由若干个地址字构成 而地址字又由表示地址的英文字母 特殊文字和数字构成 如X20 G73等 程序段格式是指在一个程序段中 字 字符 数据的排列 书写方式和顺序 通常情况下 程序段格式有可变程序段 使用分隔符的程序段 固定程序段格式三种 后面两种程序段格式除在线切割机床加工时 还使用分隔符的 3B 或 4B 指令格外 其他已很小见到了 所以 本节主要介绍可变程序段格式 可变程序段格式如下 NGXZFSTMLF程序准备尺寸进给主轴刀具辅助结束段号功能字功能功能功能功能标记例 N100G03X40Z 50F100S800T01M03 2程序段号与程序段结束程序段号N由地址符