数控加工程序编制基础00

概述数控编程中的常用指令数控编程中的工艺处理数控编程中的数学处理主要内容第5章数控加工程序编制基础CNC概念：从分析零件图纸开始，经过工艺分析、数学处理到获得数控机床所需的数控加工程序的全过程叫做数控编程。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述数控编程步骤计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改数控系统第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述编程方法：手工编程和自动编程自动编程：形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线的计算）等。手工编程：几何形状不太复杂的零件；第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述据国外统计：用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为30：1；数控机床不能开动的原因中，有20-30%是由于加工程序不能及时编制出造成的。编程自动化是当今的趋势！第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述坐标轴的命名及方向标准规定，在加工过程中无论是刀具移动，工件静止，还是工件移动，刀具静止，一般都假定工件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀具远离工件的方向作为坐标轴的正方向。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述+Y+Y+Y+X+Z+X+Z+C+B+A+X+Z+X′+Z′+Y′+A+B+C+C′+A′+B′+A、+B或+C+X、+Y或+ZX、Y、ZU、V、WP、Q、RA、B、CD、E第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述Z坐标方位•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。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述数控机床坐标轴的确定方法：X坐标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。•Z轴垂直（立式）：–单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；–双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。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心的方向是X轴的正方向。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述Y轴的确定X、Z轴的正方向确定后，Y轴可按右手笛卡尔坐标系来判定。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述ZC′XZZXZXYX′W′Y′O第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述坐标轴分析实例：ZYXYWUX′B′OYXZOX′Y′C′WZ第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述坐标数：是指有几个运动采用了数字控制（采用数字控制的运动方向的个数）联动数：数控系统能同时控制的坐标数（2坐标加工~5坐标加工）第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述机床坐标系与机床原点机床坐标系是机床上固有的坐标系，用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的位置（如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围、保护区）等。机床原点：机床坐标系的零点,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（参考点）方式建立。机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述–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。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述工件坐标系与工件原点1)由编程人员确定,用于编程;2)工件坐标系的原点称为工件原点或工件零点，可用程序指令来设置和改变;3)根据编程需要，在一个加工程序中可一次或多次设定或改变工件原点。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述主要内容工件原点偏置：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。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述加工程序结构与格式一个完整的加工程序由若干程序段组成，程序的开头是程序名，结束时写有程序结束指令。例如：O0001；程序名N10G92X0Y0Z200.0；N20G90G00X50.0Y60.0S300M03；N30G01X10.0Y50.0F150；……N110M30（M02)；程序结束指令程序段第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述字地址程序段的一般格式为：N_G_X_Y_Z_…F_S_T_M_；其中N——程序段号字；G——准备功能字；X、Y、Z——坐标功能字；F——进给功能字；S——主轴转速功能字；T——刀具功能字；M——辅助功能字。第5章数控加工程序编制基础CNC5.1概述常用地址码及其含义机能地址码说明程序段号N程序段顺序编号地址坐标字X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R；A，B，C，D，E；R；I，J，K；直线坐标轴旋转坐标轴圆弧半径圆弧圆心相对起点坐标准备功能G准备功能辅助功能M辅助功能补偿值H或D补偿值地址切削用量SF主轴转速进给量或进给速度刀具号T刀库中的刀具编号5.1概述第5章数控加工程序编制基础CNC第5章数控加工程序编制基础CNC主程序和子程序在一个加工程序中，如果有几个连续的程序段在多处重复出现，则可将这些重复使用的程序段按规定的格式独立编号成子程序，输入到数控系统的子程序存储区中，以备调用。程序中子程序以外的部分便称为主程序。O1000；……M98P0020;M30;O0020；……M98P0010M99;O0010；……M99;子程序主程序子程序5.1概述数控加工过程中的各种动作都是事先由程编人员在程序中用指令的方式予以规定的，主要包括准备功能G代码、辅助功能M代码、进给功能F代码、主轴转速功能S代码、刀具功能T代码等。准备功能G代码和辅助功能M代码统称为工艺指令，是程序段的主要组成部分。何谓工艺指令？第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令准备功能G代码在插补运算之前需要规定，为插补运算作好准备的工艺指令。如：G17、G01、G02、G81模态代码和非模态代码第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令绝对坐标与增量坐标编程指令G90、G91直线插补指令G01圆弧插补指令G02/G03刀具半径补偿建立与取消指令G41/G42、G40偏移矢量取消刀补建立刀补补偿进行第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令刀具长度补偿建立与取消指令G43/G44、G491）简化程编工作2）实现粗、精加工3）实现内外型面的加工第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令刀具补偿功能应用的优点：ΔΔ第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令(平面)(平面)（平面）坐标平面选择指令G17、G18、G19第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令（X200，Y20）工件刀具起始点工件坐标系机床坐标系200160120804012010080604020OO′X′Y′YX工件坐标系设定指令G92G92X160.0Y-20.0；第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令用G54-G59指令设定工件坐标系操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之间的偏置值，并在数控系统中预先设定。这个值叫做“工件零点偏置”。机床原点121工件坐标系1工件坐标系2基本机床坐标系工件零点偏置1工件零点偏置2第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令暂停（延迟）指令G04G04指令是根据暂停计时器预先给定的暂停时间停止进给。它的功能是使刀具作短时间（几秒钟）的无进给光整加工，用于车槽、镗孔、锪孔等场合。G04P/X（U）；极坐标指令G16（建立）、G15（取消）G17/G18/G19G90/G91G16;G—X(半径）Y（角度）F—;……G15;第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令30150…G17G90G16;G81X100.Y30.Z-20.R-5.F200;Y150.;Y270.;G15G80;…加工三个小孔XY第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令参考点参考点是机床上的固定点，一般作为换刀和坐标系测量零点等使用，通过参考点返回功能G28可以很容易移动到参考点上。比例缩放（G51、G50)G51X-Y-Z-P-；X、Y、Y缩放中心,P缩放倍数G51X-Y-Z-I-J-K；X、Y、Z缩放中心，I、J、K各轴缩放倍数，倍率为负，实现镜像G50缩放取消第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令M代码（M00-M99）坐标旋转指令（G68，G69)G17/G18/G19G68X-Y-Z-R-；旋转中心（X、Y、Z）,R旋转角度，逆（正）G69取消旋转中心旋转角度M01，M00，M02，M30，M03，M04，M05M06，M07，M08，M09，M98，M99。。。第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令S-，切削线速度保持不变的所谓恒线速度功能，这时需用G96和G97指令配合S指令来指定主轴转速。例如G96S160表示控制主轴转速，使切削点的线速度始终保持在160m/min，G97S1000表示注销G96，即主轴不是恒线速度，其转速为1000r/min。F-，G94表示进给速度与主轴速度无关的每分钟进给量，单位为mm/min；G95表示与主轴转速有关的主轴每转进给量，单位为mm/r，如车螺纹、攻丝等。F、S、T代码第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令刀具功能指令T后面跟若干位数字，主要用来选择刀具，也可用来选择刀具偏置。例如，T12用作选刀时表示12号刀具；用作刀具补偿时，表示按照12号刀具事先设定的偏置值进行刀具补偿。若用四位数字时，如T0101，前两位01表示刀具号，后两位01表示刀具补偿号。第5章数控加工程序编制基础CNC5.2数控编程中的常用指令数控加工工艺的特点（1）工序内容具体（2）工序内容复杂（3）工序内容严密（4）工序集中（5）加工精度不仅取决于加工过程，还取决于程编阶段（存在逼近误差、圆整化误差、插补误差）第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理数控加工工艺的内容1.数控机床上加工零件的选择2.数控工艺性分析3.工艺路线制订4.工序设计5.工艺指令的处理第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理主要内容数控加工工序卡片第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理数控加工走刀路线图第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理主要内容数控刀具卡片第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理主要内容有毛坯和零件图样，选择合适的数控机床有数控机床，选择合适零件两种情况：考虑因素主要有：毛坯材料、类型；零件轮廓复杂程度、尺寸大小加工内容及精度、零件批量。。。1.数控机床上加工零件的选择第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理1.加工精度高及加工形状复杂零件2.用数学模型描述的复杂曲线及曲面零件3.一次装夹完成铣、镗、钻、铰、攻丝等多工序的零件4.不开敞内腔的壳体或盒腔零件最适应类：第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理1.价值高的零件2.在通用机床上需制造复杂专用工装的零件3.需多次更改设计及精密复制的零件4.在通用机床上需作长时间调整的零件5.在通用机床上加工效率低、劳动强度大的零件较适应类第5章数控加工程序编制基础CNC5.3数控编程中的工艺处理1.生产批量大的零件2.装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件3.材质不均、加工余量不稳定的零件4.必须用特定