数控加工基础ppt培训课件

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1、,第二章 数控加工编程,一、概述（一）数控编程的定义 把零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移量与方向即以其他辅助功能（换刀、冷却、夹紧等），按运动顺序和所用数控机床规定的指令代码及程序格式编成加工程序单，制作控制介质，校对程序及首件试切的全过程叫程序编制。,（二）数控编程的方法 手工编程：上述整个过程都是由人工完成的，这种编程方法叫手工编程。 自动编程：根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定， 编写一个零件源程序，由计算机编出NC加工程序和制备控制介质的过程叫自动编程。APT和CAD/CAM,2.1 数控编程基础,数 学 处 理,阅 读 零 件,工 艺 处 理,数 控 编 程,程 序 传

2、 输,虽然数控加工与传统的机械加工相比，在加工的方法和内容上有许多相似之处，但由于采用了数字化的控制形式和数控机床，许多传统加工过程中的人工操作被计算机和数控系统的自动控制所取代。,阅读零件图纸： 充分了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等；工艺分析： 根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、材料和设计精度合理性分析、大致工艺步骤等；数学处理和制定工艺： 根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息如：加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进给量、吃刀深度）以及辅助功能（换刀、主轴正转或反

3、转、切削液开或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡；数控编程： 根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码及程序格式进行数控编程；程序传输： 将编写好的程序通过传输接口，输入到数控机床的数控装置中。调整好机床并调用该程序后，就可以加工出符合图纸要求的零件。,手工编程的内容和步骤,选择并确定进行数控加工的内容,数控加工的工艺分析,零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定,制定数控加工工艺 方案,确定工步和进给路线,选择数控机床的类型,选择和设计刀具、夹具与量具,确定切削参数,编写、校验和修改加工程序,首件试加工与现场问题处理,数控加工工艺技术文件的定型与归档,1. 坐标轴的运动

4、方向及其命名,统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给 维修和使用带来极大的方便。ISO和我国都拟定了命名的标准。,二、数控编程的基础知识（一）数控机床及编程的坐标系,进给运动坐标系 ISO和中国标准规定： 数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为坐标系中的一个坐标轴。 数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；,基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。 坐标轴相互关系：由右手定则决定。 回转座标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。,坐标轴方向：刀具相对工件运动的方向。

5、这样便可以使编程人员在不知是刀具移近工 件，还是相反的情况下，就能正确地进行编程。 附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用U.V.W表示。,+Z,+X,+Y,+A,+C,Z坐标 （首先确定的坐标） 标准规定：Z坐标主轴轴线的进给轴。 若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。 若主轴能摆动： 在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标； 若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。,Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。,Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。,X坐标 （其次确定的坐标） 标准规定

6、： 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。 Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。,X坐标 （其次确定的坐标） 标准规定： 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。 Z轴垂直（立式）： 单立柱机床，从主轴 向立柱看时，X的正 方向指向右边；,X坐标 （其次确定的坐标） 标准规定： 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。 Z轴垂直（立式）： 双立柱机床(龙门机 床)，从主轴向左立 柱看时， X轴的正方向指向右 边。,X坐标 （其次确定的坐标） 标准规定： 在工件旋转的机床上（车床、磨床等），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

7、心的方向是X轴的正方向。,Y坐标 （最后确定的坐标）利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。 右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。 右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。,2 坐标系编程总是基于某一坐标系统的，为了编程方便，一律假定工件不动，刀具运动，即编程坐标系。因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。,机床原点与机床坐标系 机床原点 机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。 机床原点的建立：用回零方式建立。 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立

8、过程,机床坐标系 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。 注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。,工件原点与工件坐标系 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。该点也可以与对刀点重合。 工件坐标系：以工件原点为零点且平行于机床坐标轴建立的一个坐标系，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。 现代数控机床均可设置多个工件座标系，在加工时通过G指令进行换。,工件坐标系 原点,机床坐标系 原点,

9、3 绝对坐标编程和相对坐标编程 定义 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）。表达方式：G90/G91；注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无意义的 。,最小设定单位 数控系统能实现的最小位移量，又称（分辨率）、最小指令增量或脉冲当量，一般定为0.00010.01mm,1 代码及其分类系统操作指令的总称，又称指令或编程指令。它由字母、数字、符号以及它们的组合组成，它是程序的最小功能单元。,（二） 程序结构与格式,2 数控

10、加工程序的结构 （1） 程序的组成一个完整的数控加工程序由程序名、程序体和程序结束三部分组成%0001； 程序名 N01 G92 X50.0 Y20.0 ； N02 ； N03 ； 程序体 N04 ； N05 ; M02 ； 程序结束,程序名 程序名是一个程序必需的标识符。组成：由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有：“%”、“O”、“P”等，视具体数控系统而定。示例：国产华中I型系统 “%”，日本FANUC 系统“O”。后面所带的数字一般为48位。如：O2000,程序体它表示数控加工要完成的全部动作，是整个程序的核心。 组成：它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成。每一个程序

11、段都应有结束符，它是数控系统编译程序的标志。常用的有：“ * ” 、“；”、“LF”、“NL”、“CR”等程序结束 它是以程序结束指令M02 或M30，结束整个程序的运行。,（2） 程序段的格式 定义：程序段中指令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。目前广泛采用地址符可变程序段格式（字地址程序段格式）N03 G91 G01 X50 Y60 F200 S400 M03 M08 ；,程序段号,G指令,尺寸指令,进给速度指令,主轴转速指令,M指令,程序段结束符,可变顺序格式（地址符可变程序段格式） 程序段中每个字都以地址符开始，其后再跟有符号和数字，代码字的排列顺序没有严格的

12、要求，不需要的代码以及与上段相同的续效代码可以不写。 固定顺序格式（分隔符固定顺序程序段格式）用分隔符“HT”代替地址符，而且预先规定了所有可能出现的代码字的固定排列顺序。根据分隔符出现的顺序，就可以判断其功能，不需要的字或与上一程序段相同的功能字可以不写，但其分隔符必须保留（否则错位）。例：01 HT91 HT00 HT50 HT60 HTHTHTHT LF,（3）主程序与子程序,若有一定量的连续的程序段在几处完全重复出现，如在一块较大的材料上加工多个相同形状和尺寸的部件的程序，可将重复的程序编成子程序（可“多层嵌套”）层数有限制。子程序的格式除有子程序名外，还要有M99作为子程序结束并返回

13、主程序的指令。,3. 代码或指令分类G指令 准备功能 功能：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。 组成：G后带二位数字组成，共有100种（G00G99）。 示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18等 模态代码和非模态代码 不指定和永不指定,M指令 辅助功能 功能：控制机床及其辅助装置的通断的指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等 组成：M后带二位数字组成，共有100种（M00M99）。典型指令：M00程序停止指令：主轴、进给、冷却液自动停止，用于尺寸自（手） 动测量，工件调头手动变速。M01计划（任选）停止指令，工件关键尺寸的停机抽样检查。M02程

14、序结束指令，主轴、进给、冷却全部停止，并使机床复位。M30程序结束指令，兼有光标返回的功能。M06换刀指令。M07、08切削液开启指令。M09切削液关闭指令。M03、04、05主轴正转、反转、停止指令,F、S、T、D指令 F 指令 指定（合成）进给速度指令组成：F 后带若干位数字，如F150、F3500等。其中数字表示实际的合成速度值。单位： mm/min（公制）或 inch/min （英制） 。视用户选定的编程单位而定，若为公制单位，则上述两个指令分别表示：F=150mm/min；F=3500mm/min。,S 指令（切削速度）指定主轴转速指令组成：S 后带若干位数字，如S500、S3500

15、等。其中数字表示实际的主轴转速值。单位： r/min。上述两个指令分别表示主轴转速：500r/min；3500r/min。,T、D 、H 指令 指定刀具号和刀具长度、半径存放寄存器号指令。组成：T、D 后跟两位数字，如 T11、D02、H03、T1102等。其中数 字分别表示存放的在库中的刀具号和刀具长度、半径补偿寄存器号。上述前两个指 令分别表示后续加工将选择刀库中11号刀具和采用D02寄存器中的数值进行补偿。,尺寸指令 指定的刀具沿坐标轴移动方向和目标位置的指令 X、Y、Z 、U、V、W指令 指定沿直线坐标轴移动方向和目标位置指令组成：由带符号的数字组成。如X100、Y-340等 ，其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值,符号表示运动的方向。单位： mm、m（公制）或 inch（英制） 。视用户选定的编程单位而定.,A、B、C 指令 指定沿回转坐标轴移动方向和目标位置指令组成：后带符号的数字组成。如A100、C-340等 ，其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值,符号表示运动的方向。单位： 度 、弧度。视用户选定的编程单位而定.,I、J、K、R 指令 圆弧插补圆心位置和半径指定指令组成：后带符号的数字组成。如I10、J-34、R30等 ，其 中带符号数字表示圆心位置和半径值。单位：mm、m（公制）或 inch（英制） 。视用户选定的编程单位而定.,