《数控编程技术 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42564第1章 数控机床加工程序编制基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控编程技术 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42564第1章 数控机床加工程序编制基础（113页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数控编程技术 电子教案,主编：王爱玲 副主编：赵丽琴 关锐钟,联系方式： 地址：中北大学机械工程与自动化学院 邮编：030051,内容简介,数控编程技术 是根据职业教育教学、培训要求编写的，全面系统的介绍了数控编程的基本理论及相关知识，重点以详实、典型的实例讲述了数控车床、数控铣床、加工中心、数控线切割以及其它数控机床的编程方法及应用，结合Master CAM系统的应用对自动编程方法和CAD/CAM做了简介，并指出了当前国内外数控编程发展的重要趋势。,目 录,第1章 数控机床加工程序编制基础 第2章 数控编程中的加工工艺分析及设计 第3章 数控车床编程 第4章 数控铣床与加工中心的编程 第5
2、章 其他数控机床的编程 第6章 自动编程,第1章 数控机床加工程序编制基础,1.1 数控程序编制的概念 1.2 程序编制的基本知识 1.3 数控编程几何基础 1.4 程序编制中的基本指令 1.5 宏指令 1.6 程序编制中的数学处理 练习与思考题,1.1数控程序编制的概念,所谓程序编制，就是将零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移量与方向以及其它辅助动作（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（相当于普通机床加工的工艺过程卡），再将程序单中的全部内容记录在控制介质上（如穿孔带，磁带等）然后输给数控装置，从而指挥数控机床加工。这种从零件图纸到制成控制介质
3、的过程为数控加工的程序编制。,1插补的基本概念 机床上进行轮廓加工的各种工件，一般都是由一些简单的、基本的几何元素（直线、圆弧等）构成。若加工对象由其它二次曲线和高次曲线组成，可以采用一小段直线或圆弧来拟合(有些场合，需要抛物线或高次曲线拟合)，就可以满足精度要求。这种拟合的方法就是“插补”（Interpolation）。它实质上是根据有限的信息完成把“填补空白”的“数据密化”的工作。即数控装置依据编程时有限数据，按照一定方法产生基本线型（直线、圆弧等），并以此为基础完成所需要轮廓轨迹的拟合工作。 可见数控系统根据零件轮廓线型的有限信息，计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。插
4、补有二层意思：一是用小线段逼近产生基本线型（如直线、圆弧等）；二是用基本线型拟和其它轮廓曲线。,1.2程序编制的基本知识,1.2.1 插 补 原 理,2插补方法 常用的插补方法有逐点插补法、数字积分法、时间分割法等。 逐点比较法的插补原理可概括为“逐点比较，步步逼近”八个字。四个步骤： 偏差判别 根椐偏差值判断刀具当前位置与理想线段的相对位置，以确定下一步的走向。 坐标进给 根据判别结果，使刀具向x或y方向移动一步。 偏差计算 当刀具移到新位置时，再计算与理想线段间的偏差以确定下一步的走向。 终点判别 判断刀具是否到达终点。未到终点，则继续进行插补。若己达终点，则插补结束。,1.2.1 插 补
5、 原 理,1.2程序编制的基本知识,（1）直线插补,图1-1 直线插补,1.2.1 插 补 原 理,1.2程序编制的基本知识,（2）圆弧插补,图1-2 圆弧插补,1.2.1 插 补 原 理,1.2程序编制的基本知识,（3）逐点比较法的象限处理 1）分别处理法 四个象限的直线插补，会有4组计算公式，对于4个象限的逆时针圆弧插补和4个象限的顺时针圆弧插补，会有8组计算公式。,图1-3 直线插补和圆弧插补4个象限进给方向,1.2.1 插 补 原 理,1.2程序编制的基本知识,2）坐标变换法 用第一象限逆圆插补的偏差函数进行第三象限逆圆和第二、四象限顺圆插补的偏差计算，用第一象限顺圆插补的偏差函数进行
6、第三象限顺圆和第二、四象限逆圆插补的偏差计算。,1.2.1 插 补 原 理,1.2程序编制的基本知识,1.2程序编制的基本知识,1程序编制的内容 一般的数控机床程序编制的主要包括：分析零件图纸、确定工艺过程、数学处理、编写加工程序单、制备控制介质、程序校验和首件试切。其具体步骤与要求如下：,1.2.2 程序编制的内容和 方法,图1-4 数控编程的一般过程,下面以一实例说明程序编制的具体过程。 在数控钻镗床上加工图所示的零件上的两个螺纹孔（底孔为10），机床的脉冲当量为0.01mm/脉冲。程序编制的过程如下：,图1-5 螺孔加工零件,1.2程序编制的基本知识,1.2.2 程序编制的内容和 方法,
7、1）根据零件的加工要求，确定装夹方法和对刀点。 2）确定加工路线的顺序：对刀点孔A孔B换刀点孔B(攻丝) 孔A（攻丝）对刀点。 3）根据工件原点，按照绝对坐标系统换算各孔位置尺寸的坐标值，换算的结果是：对刀点(0，0)；A（+85，+72）；B（+195，+50）；换刀点（+293，+50）。,1.2程序编制的基本知识,1.2.2 程序编制的内容和 方法,4）确定钻孔循环“快速趋近工作进给快速退回”的轴向行程长度，见图1-6。攻丝循环与钻孔循环的区别在于：当工作进给至终点时主轴（丝锥）要反转，然后仍以工作进给（每转移动一个螺距）的速度退出工件。,图1-6 轴向尺寸的确定,1.2程序编制的基本知
8、识,1.2.2 程序编制的内容和 方法,5）确定切削用量。主轴转速：钻孔为880r/min；攻丝为170r/min。进给速度：钻孔为0.125mm/r=110mm/min，空行程为600mm/min；攻丝为1.75mm/min=297.5mm/min。 6）根据上面计算和选定的数值，按加工路线的顺序填写程序单，见表1-1。 7）根据程序单制作控制介质（如穿孔纸带），用它控制机床加工出零件。,1.2程序编制的基本知识,1.2.2 程序编制的内容和 方法,表1-1程序单,1.2程序编制的基本知识,1.2.2 程序编制的内容和 方法,2程序编制的方法：有两种（手工编程和自动编程）。 （1）手工编程
9、手工编程是指主要由人工来完成数控机床程序编制各个阶段的工作（包括用通用计算机辅助进行数值计算）。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程的方法。,图1-7 手工编程框图,1.2程序编制的基本知识,1.2.2 程序编制的内容和 方法,（2）自动编程 自动编程是用计算机代替手工进行数控机床的程序编制工作。如自动地进行数值计算、编写零件加工程序单，自动地输出打印加工程序单和制备控制介质等。,图1-8 自动编程的基本过程,1.2程序编制的基本知识,1.2.2 程序编制的内容和 方法,自动编程的适用范围： 1）形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线表面的零件； 2）零件几何元素虽不复杂，但
10、编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）和计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）等； 3）在不具备刀具半径自动补偿功能的机床上要进行轮廓铣削时，编程要按刀具中心轨迹进行，如果用手工编程，计算相当繁琐，程序量大、浪费时间、出错率高，有时甚至不能编出加工程序，此时必须用自动编程的方法来编制零件的加工程序; 4）联动轴数超过两轴以上的加工程序的编制。,1.2程序编制的基本知识,1.2.2 程序编制的内容和 方法,1程序的结构 一个完整的零件加工程序是由若干程序段（Block）组成，程序段是由若干字（word）和“；”组成，每个字又由字符（字母和数字）组成。即字母和数字组成字，字组成程序
11、段，程序段组成程序。如图1-9所示是一个SIEMENS系统的数控程序结构示意图。,图1-9 数控程序结构,一般情况下，一个基本的数控程序由以下几个部分组成： （1）程序起始符。一般为“%”、“$”等。程序起始符单列一行。 （2）程序名。单列一行， （3）程序主体。 由多个程序段组成，程序段是数控程序中的一句，单列一行，用于指挥机床完成某一个动作。 （4）程序结束符。程序结束的标记符，一般与程序起始符相同。,1.2.3 程序结构与 格式,1.2程序编制的基本知识,2程序段格式 程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的书写规则。 （1）固定程序段格式 （2）用分隔符的程序段格式 （3）字地址程序段
12、格式 与前两种格式不同，字地址程序段格式是由语句号字、数据字和程序段结束字组成，每个字之前都标有地址码用以识别地址。一个程序段内由一组程序字组成，每个程序字表示一个功能指令，因此又成为功能字。功能字由字首和随后的若干个数字组成。字首是一个英文字母，称为字的地址，它决定了字的功能类别。例如：N003 G01 X100.0、Y50.0 LF中，X、Y为地址，100.0、50.0为数字，X50为“字”。,1.2.3 程序结构与 格式,1.2程序编制的基本知识,每一个程序段由顺序号字、准备功能字、尺寸字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字和程序段结束符等构成。 字地址程序段的一般格式：,N
13、_G X Y Z F S T M *,1.2程序编制的基本知识,1.2.3 程序结构与 格式,下面分别对程序段各字加以说明。 1）顺序号字(Seguence number) 用来表示程序从起动开始操作的顺序，即程序段执行的顺序号，因此也称为程序段号字。它用地址码“N”和后面的的若干位数字来表示。 2）准备功能字（Preparatory function or Gfunction，G功能） 准备功能是使数控机床作某种操作准备指令，它紧跟在程序段序号的后面，用地址G和两位数字来表示，从G00G99共100种，G功能的具体内容将在下面加以说明。 3）尺寸字（Dimension word） 尺寸字的地
14、址代码，对于进给运动为：X、Y、Z、U、V、W、P、Q、L；对于回转运动的地址代码为：A、B、C、D、E。此外，还有插补参数字（地址代码）：I、J和K等。 4）进给功能字（Feed function or Ffunction，F功能) 它表示刀具中心运动时对于工件的相对速度。,1.2程序编制的基本知识,1.2.3 程序结构与 格式,5）主轴转速功能字（Spindle speed function or Sfunction） 主轴转速功能也称为S功能，该功能字用来选择主轴转速，一般转速单位（r/min）。例如：S800表示主轴转速为800r/min。 6）刀具功能字（Tool function
15、or Tfunction） 该功能也称为T功能，它由地址码T和后面的若干位数字扭成。 7）辅助功能字（Miscellaneous function or M-function, M功能） 辅助功能表示一些机床辅助动作的指令,指定除G功能之外的种种“通断控制”功能。用地址码M和后面两位数字表示。从M00M99共100种，详见后述。 8）程序段结束符(End of block) 写在每一程序段之后，都应加上程序段结束符表示程序结束。“*”是某种数控装置程序段结束。当用EIA标准代码时，结束符为“CR”。用ISO标准代码时为“NL”或“LF”。有的用符号“；”或“*”表示。,1.2程序编制的基本知识
16、,1.2.3 程序结构与 格式,ISO标准规定的地址字符意义如表1-2所示。,表1-2 地址字符意义,1.2程序编制的基本知识,1.2.3 程序结构与 格式,程序中还会用到一些符号，见表1-3。,表1-3 程序中所用符号及含义,1.2程序编制的基本知识,1.2.3 程序结构与 格式,数控程序中以数据输入时应特别注意。表1-4是FANUC OM系统所能输入的地址和指令数值范围。一般数控机床都可选择用公制单位(mm)或英制单位(inch)为数值的单位。,表1-4 地址与指令范围（FANUC OM）,1.2程序编制的基本知识,1.2.3 程序数据输入格式,1.3数控编程几何基础,数控机床坐标系统是用来确定其刀具运动的路径的依据，因此坐标系统对数控程序设计极为重要。统一规定数控机床坐标轴名称及运动的正负方向，可使编程简单方便，并使所编程序对同一类型机床具有互换性。 目前国际上数控机床的坐标轴和
