数控机床与编程_05.

1数控机床与编程吉林大学珠海学院机电工程系2第五章加工程序编制的工艺基础本讲主要内容•手工及自动编程的基本知识•加工程序的结构•加工工艺路线设计及数值计算3第五章加工程序编制的工艺基础•§5.１概述•§5.２手工编程的基础知识•§5.３数控加工工艺设计•§5.４编程中的数值计算•§5.５数控工艺文件的编写•§5.６自动编程介绍•§5.７高速切削技术4§5.１概述•数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用的方法和手段的总和。5轮廓铣削6§5.１概述7§5.１概述•数控加工工艺主要包括以下几个方面内容：1.对数控加工的合理性分析，选择并确定数控加工内容；2.对零件图进行的数控加工工艺分析；3.进行数控加工的工艺设计；4.对零件图进行数学处理；5.编写零件的加工程序单；6.程序的校验与修改；7.首件试加工与现场问题处理；8.数控加工工艺文件的完善和归档。8§5.２手工编程的基础知识5.2.1数控编程的基本概念把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移量等信息用数控语言记录在程序单上，并经校核的全过程。9§5.２手工编程的基础知识2.加工程序的编制方法手工编程自动编程10§5.２手工编程的基础知识5.2.2手工编程的方法和步骤1.分析零件图样和工艺处理2.数学处理3.编写零件加工程序单4.输入数控系统5.程序检验和首件试加工11§5.２手工编程的基础知识5.2.3加工程序的结构与格式1.加工程序的结构①程序开始部分——O或%②若干程序段——整个程序的核心（指令→程序段→程序内容）③程序结束部分——M02、M30或M99（子程序结束）12§5.２手工编程的基础知识13§5.２手工编程的基础知识O2001；(程序号)N10G50X200Z150T0100；(建立工件坐标系，选择T01号刀)N20G96S150M03；(恒线速设定，主轴正转)N25G50S2000；(设定主轴最高转速)N30G00X20Z6T0101；(①建立刀具补偿)N40G01Z-30F0.25；(②20圆柱加工)N50X50；(③50轴肩加工)N60X60Z-70；(④50圆锥加工)N70X90；(⑤60轴肩加工)N80G00X200Z150T00M05；(⑥刀具回位)N90M02；(程序结束)程序内容14§5.２手工编程的基础知识程序段程序段是代码格式编程的基本单位，程序被执行时程序段通常可指令数控机床完成一个动作N20G96S150M03；15§5.２手工编程的基础知识程序段的组成：①程序段号②若干个数据字数据字是控制系统的具体指令由地址符、特殊文字和数字集合而成，它代表机床的一个位置或一个动作③程序段结束符16§5.２手工编程的基础知识１２３４５６７８９１０１１１２Ｎ_G_X_U_Q_Y_V_P_Z_W_R_I_J_K_R_…F_S_T_M_LF程序段号准备功能尺寸字进给功能主轴功能刀具功能辅助功能结束符常见程序段格式17§5.２手工编程的基础知识字符字符就是数控系统进行存储或传送的记号。一般分四类：a)文字大写的２６个英文字母；b)数字和小数点；c)符号即“＋”和“－”；d)功能字符程序开始及结束符、程序段结束符、机床控制暂停符和机床控制恢复符等。18§5.２手工编程的基础知识机能地址码说明程序号O程序名程序段号N顺序名准备功能Ｇ指定一种动作（直线、圆弧等）尺寸字X，Y，Z，U，V，W，A，B，C坐标轴移动指令I，J，K圆弧中心坐标R圆弧半径进给功能F每分钟或每转进给量主轴速度功能S主轴速度刀具功能T刀具编号辅助功能Ｍ机床控制开/关B分度工作台等偏移量号Ｄ，Ｈ偏移量量号暂停P，Ｘ暂停时间程序号指定Ｐ子程序号重复次数Ｐ子程序重复次数参数Ｐ，Ｑ固定循环参数19机能地址码说明指令值范围程序号O程序名1～9999程序段号N顺序名1～99999准备功能Ｇ指定一种动作（直线、圆弧等）0～99尺寸字X，Y，Z，U，V，W，A，B，C坐标轴移动指令±99999.999I，J，K圆弧中心坐标R圆弧半径进给功能F每分钟或每转进给量1～240000mm/min或0.001～500.00mm/r主轴速度功能S主轴速度0～20000r/min刀具功能T刀具编号0～99999999辅助功能Ｍ机床控制开/关0～99999999B分度工作台等0～99999999偏移量号Ｄ，Ｈ偏移量量号0～400暂停P，Ｘ暂停时间0～99999.999ｓ程序号指定Ｐ子程序号1～9999重复次数Ｐ子程序重复次数1～9999参数Ｐ，Ｑ固定循环参数20§5.２手工编程的基础知识程序段的格式可分为固定顺序程序段格式、分隔符程序格式和可变程序段格式。最常用的是地址可变程序段格式，简称字地址程序格式。其形式如下：N_G_X_Y_Z_…F_S_T_M_；21§5.２手工编程的基础知识例如：N10G01X40Z0F0.2；其中：N为程序段地址码，用于指令程序段号；G为指令动作方式的准备功能地址；G01为直线插补指令；X为坐标轴地址，后面的数字表示刀具移动的目标点坐标；F为进给量指令地址，后面的数字表示进给量。22§5.２手工编程的基础知识子程序•零件数控加工程序可由主程序和子程序组成。23用子程序方式加工的零件§5.２手工编程的基础知识24§5.２手工编程的基础知识•子程序应用范围：a)工件上有若干个相同的轮廓形状；b)加工中经常出现或具有相同的加工路线；c)某一个轮廓或形状需要分层加工；d)独立的加工工步。25§5.２手工编程的基础知识5.2.4加工程序指令代码1.程序段号N又称程序段名，由地址N和数字组成。26§5.２手工编程的基础知识2.G功能•G指令是使数控机床建立起某种加工指令方式，如规定刀具和工件的相对运动轨迹(即规定插补功能)、刀具补偿、固定循环、机床坐标系、坐标平面等多种加工功能。27§5.２手工编程的基础知识G代码可分成两类：模态和非模态模态指令又称续效指令另外所有的F、S、T指令和部分M代码都属于模态指令。非模态指令28代码模态非模态功能G00a点定位G01a直线插补G02a顺时针圆弧插补G03a逆时针圆弧插补G04*暂停G05##不指定G06a抛物线插补G07##不指定G08*加速G09*减速G10～G16##不指定G17cXY平面选择G18cZX平面选择G19cYZ平面选择G20～G32##不指定表5-1G代码(JB/T3208—1999)29G33a螺纹切削，等螺距G34a螺纹切削，增螺距G35a螺纹切削，减螺距G36～G39##永不指定G40d刀具补偿/刀具偏置注销G41d刀具补偿(左)G42d刀具补偿(右)G43#(d)#刀具偏置(正)G44#(d)#刀具偏置(负)G45#(d)#刀具偏置＋/＋G46#(d)#刀具偏置＋/－G47#(d)#刀具偏置－/－G48#(d)#刀具偏置－/＋G49#(d)#刀具偏置0/＋G50#(d)#刀具偏置0/－G51#(d)#刀具偏置＋/0G52#(d)#刀具偏置－/0G53f直线偏移注销表5-1G代码(JB/T3208—1999)30代码模态非模态功能G54f直线偏移XG55f直线偏移YG56f直线偏移ZG57f直线偏移XYG58f直线偏移XZG59f直线偏移YZG60h准确定位1(精)G61h准确定位2(中)G62h准确定位(粗)G63*攻丝G64～G67##不指定G68#(d)#刀具偏置，内角G69#(d)#刀具偏置，外角表5-1G代码(JB/T3208—1999)31G70～G79##不指定G80e固定循环注销G81～G89e固定循环G90j绝对尺寸G91j增量尺寸G92*预置寄存G93k时间倒数，进给率G94k每分钟进给G95k主轴每转进给G96i恒线速度G97i主轴每分钟转数G98、G99##不指定G代码(JB/T3208—1999)注：1.#号：如选做特殊用途，必须在程序格式说明中加以说明；2.如在直线切削中无刀具补偿，则G43～52可定做其它内容；3.表中带括号（d）的表示可以被同栏中无括号的字母d注销或代替，也可被有括号（d)注销或代替。G功能字FANUC系统SIEMENS系统G00快速移动点定位快速移动点定位G01直线插补直线插补G02顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补G03逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补G04暂停暂停G05---通过中间点圆弧插补G17XY平面选择XY平面选择G18ZX平面选择ZX平面选择G19YZ平面选择YZ平面选择G32螺纹切削---G33---恒螺距螺纹切削G40刀具补偿注销刀具补偿注销G41刀具补偿——左刀具补偿——左G42刀具补偿——右刀具补偿——右G43刀具长度补偿——正---G44刀具长度补偿——负---G49刀具长度补偿注销---G50主轴最高转速限制---G54～G59加工坐标系设定零点偏置FANUC与SIEMENS系统G功能对比G65用户宏指令---G70精加工循环英制G71外圆粗切循环米制G72端面粗切循环---G73封闭切削循环---G74深孔钻循环---G75外径切槽循环---G76复合螺纹切削循环---G80撤销固定循环撤销固定循环G81定点钻孔循环固定循环G90绝对值编程绝对尺寸G91增量值编程增量尺寸G92螺纹切削循环主轴转速极限G94每分钟进给量直线进给率G95每转进给量旋转进给率G96恒线速控制恒线速度G97恒线速取消注销G96G98返回起始平面---G99返回R平面---FANUC与SIEMENS系统G功能对比34§5.２手工编程的基础知识3.S功能S指令用来指定主轴转速，用字母及后面的1～4位数字表示。有恒转速(单位为r/min)和恒线速(单位为m/min，Ｇ９６设定，Ｇ９７取消)两种指令方式S指令是模态指令35§5.２手工编程的基础知识4.进给功能(F功能)F指令为进给速度指令，用来指定坐标轴移动进给的速度G94（每分钟进给）G95（主轴每转进给）,主要用于数控车削Ｆ指令在螺纹切削中用于指定螺纹导程F指令为模态代码36§5.２手工编程的基础知识5.T功能•T指令用于选择所需的刀具，同时还可用来指定刀具补偿号37§5.２手工编程的基础知识T指令用法：加工中心程序中的T代码后的数字直接表示所选择的刀具号码，如T12，表示12号刀数控车床程序中的T代码后的数字既包含所选择的刀具号，也包含刀具补偿号，如T0102，表示选择01号刀，调用02号刀补参数38§5.２手工编程的基础知识6.辅助功能(M指令)•辅助功能指令用于指定主轴启停M03、M04、M05主轴正反转冷却液的开关M07、M08、M09工件或刀具的夹紧与松开M10、M11刀具的更换M0639§5.２手工编程的基础知识•辅助功能由指令地址符M和后面的两位数字组成，也有M00～M99共100种。•M指令也有模态指令与非模态指令。40辅助功能M代码(JB/T3208—1999)代码模态功能代码模态功能M00－程序停止M11*松开M01－计划停止M12＃不指定M02－程序结束M13*主轴顺时针方向，切削液开M03*主轴顺时针旋转M14*主轴逆时针方向，切削液开M04*主轴逆时针旋转M15－正运动M05*主轴停止M16－负运动M06－换刀M17~M18＃不指定M07*１号切削液开M19*主轴定向停止M08*２号切削液开M20~M29＃永不指定M09*切削液关M30－纸带结束M10*夹紧M31－互锁旁路41代码模态功能代码模态功能M32~M35#不指定M52~M54#不指定M36#进给范围１M55#刀具直线位移，位置１M37#进给范围２M56#刀具直线位移，位置２M38#主轴速度范围１M57~M59#不指定M39#主轴速度范围２M60－更换工作M40~M45#不指定M61*工件直线位移，位置１M46~M47#不指定M62*工件直线位移，位置２M48*注销Ｍ４９M63~M70#不指定M49#进给率修正旁路M71*工作角度位移，位置１M50#３号切削液开M72*工作角度位移，位置２M51#４号切削液开M73~M89#不指定M90~M99#永不指定辅助功能M代码(JB/T3208—