版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
3-1知識引入加工如圖3-1所示的零件。該零件外輪廓要求有光滑的圓弧連接,且表面粗糙度要求較高,并且形位要求也較高,顯然需要采用數控車削加工,加工之前需要編制數控車削程序,那么該如何根據零件的要求編制合理的數控加工程序呢?本教學單元主要就是介紹數控加工程序編制的基礎知識。返回3-2數控機床程序編制的有關規定數控加工中,對零件上某一個位置的描述是通過坐標來完成的,任何一個位置都可以參照某一個基準點,準確地用坐標描述,這個基準點常被稱為坐標系原點。數控加工之前,必須建立適當的坐標系。而且數控機床用戶、數控機床制造廠及數控系統生產廠也必須要有一個統一的坐標系標準。下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定3-2-1數控機床坐標系的確定1標準坐標系的相關規定國際標準化組織(ISO)對數控機床的坐標和方向制訂了統一的標準(ISO841:1974),我國也同樣采用了這個標準,制定了JB/T3051—1991數控機床坐標和運動方向的命名規范。標準規定標準坐標系為右手直角笛卡兒坐標系。規定基本的直線運動坐標軸用X、Y、Z表示,圍繞X、Y、Z軸旋轉的圓周進給坐標軸分別用A、B、C表示。標準規定直角坐標系的直線軸X、Y、Z三者的關系及其方向由右手定則判斷,即拇指、食指、中指分別表示X、Y、Z軸及其方向,A、B、C的正方向用右手螺旋法則判定,即分別用右手握著直線軸X、Y、上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定Z,其中拇指指向X、Y、Z的正方向,則其余四指握拳方向分別代表回轉軸A、B、C的正方向。標準規定上面的法則適用于工件固定,刀具移動時;如果工件移動,刀具固定時,正方向反向,并加“′”表示,如圖3-2所示。這樣規定之后,編程員在編程時不必考慮具體的機床上是工件固定,還是工件移動進行的加工,而是永遠假設工件固定不動,刀具移動來決定機床坐標的正方向。2數控機床坐標軸及方向的確定標準規定:機床某部件運動的正方向,是增大工件與刀具之間距離的方向,坐標軸確定順序為先確定Z軸,再確定X軸,最后確定Y軸。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定1)Z坐標軸Z坐標軸是由傳遞主切削動力的主軸所決定的,一般平行于數控機床主軸軸線的坐標軸即為Z坐標軸,如圖3-3(a)所示,Z坐標軸的正向為刀具離開工件的方向。如果機床上有幾個主軸,則選一個垂直于工件裝夾平面的主軸方向為Z坐標軸方向,如圖3-3(g)所示;如果主軸能夠擺動,則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標軸方向,如圖3-3(d)所示;如果機床無主軸,則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標軸方向,如圖3-3(e)所示。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定2)X坐標軸X坐標軸通常平行于工件的裝夾平面,一般在水平面內。確定X軸的方向時,要考慮兩種情況:(1)如果工件做旋轉運動,X軸在工件的徑向,且刀具離開工件的方向為X坐標軸的正方向。如圖3-3(a)所示數控車床的X坐標軸。(2)如果刀具做旋轉運動,則又分為兩種情況:當Z坐標軸水平時,觀察者沿刀具主軸向工件看時,+X運動方向指向右方,如圖3-3(f)所示臥式數控銑床的X坐標軸;當Z坐標軸垂直時,觀察者面對刀具主軸向立柱看時,+X運動方向指向右方,如圖3-3(b)所示立式數控銑床的X坐標軸。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定3)Y坐標軸在確定X、Z坐標軸的正方向后,可以根據X和Z坐標軸的方向,按照右手直角坐標系來確定Y坐標軸的方向。4)旋轉坐標圍繞X、Y、Z坐標旋轉的旋轉坐標分別用A、B、C表示,根據右手螺旋定則,大拇指的指向為X、Y、Z坐標中任意軸的正向,則其余四指的旋轉方向即為旋轉坐標A、B、C的正向,見圖3-2所示。5)附加坐標軸為了編程和加工的方便,在X、Y、Z坐標以外有時還要指定平行于X、Y、Z的附加坐標軸。通常可以采用附加坐標軸有:第二組U、V、W坐標,第三組P、Q、R坐標,如圖3-4所示。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定6)對于運動方向的規定對于工件運動而不是刀具運動的機床,用帶“′”的字母,如X′表示工件相對于刀具的正向運動指令,“X=-X′Y=-Y′Z=-Z′”,見圖3-4所示。對于編程人員只考慮不帶“′”的坐標系。3機床坐標系和工件坐標系數控機床加工零件的過程是通過機床、刀具和工件三者的協調運動完成的。坐標系正是起這種協調作用的。它能保證各部分按照一定的順序運動而不至于互相干涉。數控加工中常用到兩個坐標系和一個參考點,即①機床坐標系;②工件坐標系;③刀具參考點。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定工件安裝在機床的工作臺上,其相對位置是通過機床坐標系確定的,而刀具相對于工件的運動是通過工件坐標系確定的,刀具參考點則代表了刀具與工件的接觸點。1)機床坐標系機床坐標系是以機床原點(或零點)為基準而建立的坐標系,機床原點的位置隨機床生產廠家的不同而不同,是機床設計和調整的基準點。CNC機床原點一般位于每根直線移動軸行程范圍的正半軸的末端,如圖3-5、圖3-6所示。籠統地說,CNC機床有兩根、三根或者更多的直線移動軸,這由機床的類型來決定。廠家為每一根直線移動軸設定了一個最大的行程范圍,每一根直線移動軸的行程范圍都不一樣。如果CNC操作人員超過任一直線移動軸的范圍,就會發生超上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定程錯誤。在機床的調整過程中,尤其是在電源打開以后,所有軸預先設置位置應該始終一致,不隨日期和工件的改變而改變。這一步驟在現代機床上可以通過返回機床參考點操作來實現。2)工件坐標系工件坐標系是以工件原點為基準而建立的坐標系,用于確定與機床坐標系、刀具參考點以及圖紙尺寸的關系的,由編程人員確定。從理論上講,工件原點的位置可以任意確定,但由于實際機床操作中的限制,只能考慮最有利于加工的可能方案,而且工件原點的位置會直接影響工件的安裝調試和加工效率,如圖3-5、圖3-6所示。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定3-2-2數控程序的結構1字符與代碼字符是一個關于信息交換的術語,它的定義是:用來組織、控制或表示數據的一些符號,如數字、字母、標點符號、數學運算符等。字符也是加工程序的最小組成單位。數控加工程序中常見的字符分四類。第一類是地址字符,它由26個英文字母組成。例如,數控加工程序中使用的地址字符:D刀具半徑補償F進給速度G準備功能X、Y、Z、坐標尺寸S主軸轉速上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定第二類是數字和小數點字符,它由0~9共10個阿拉伯數字及一個小數點組成。第三類是符號字符,由正號(+)和負號(-)組成。第四類是功能字符,它由程序開始字符、結束字符、程序段結束字符、跳過程序段字符、機床控制暫停字符等組成。例如,數控加工程序中使用的功能字符如下:()圓括弧,用于程序注釋和信息;%百分號,停止代碼(程序文件的結束);,逗號,只用于注釋中;[]中括號,用于Fanuc宏中的變量;;分號,用于不可編程的程序段結束符號(用于屏幕顯示);上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定=等號,用于Fanuc宏中的等式;#井號,用于Fanuc變量定義;/斜杠(左斜杠),跳過程序段字符、Fanuc宏中的除法字符;*乘號,用于Fanuc宏中的乘法字符。數控系統與通用計算機一樣只接受二進制數字信息,所以必須把每個字符轉換成8比特(bit)信息組合的字節(byte)。每個字符在內存占用一個字節內存單元。字符的編碼,國際上廣泛采用兩種標準,即國際標準化組織(ISO)標準和美國電子工業協會(EIA)標準,它們分別稱為ISO代碼和EIA代碼。這兩種代碼的區別不僅僅是每種字符的二進制八位數編碼不同,而且功能的符號、含義和數量都有很大區別,在大多數數控機床上,這兩種代碼都可以使用。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定2程序字及其功能程序字的簡稱是字,它是數控機床的專用術語。它的定義是:一套有規定次序的字符,可以作為一個信息單元存儲、傳遞和操作,如X250就是“字”。加工程序中常見的字都是由地址字符(或稱為地址符)與隨后的若干位十進制數字字符組成。地址字符與后續數字字符間可加正、負號。正號可省略不寫,常用的程序字按其功能不同可分為7種類型,它們分別稱為順序號字、準備功能字、尺寸字、進給功能字、主軸轉速功能字、刀具功能字和輔助功能字。1)順序號字順序號字也叫程序段號或程序段序號。順序號字位于程序段之首,它的地址符是N,后續數字一般2~4位。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定(1)順序號的使用規則①數字部分應為正整數,所以最小順序號是N1;②N與數字間、數字與數字間一般不允許有空格;③順序號的數字可以不連續使用,如第1段用N1、第2段用N10、第3段用N15;④順序號的數字不一定要從小到大使用,如第1段用N10、第2段用N2;⑤順序號不是程序段的必用字;⑥對于整個程序,可以每個程序段都設順序號,也可以只在部分程序段中設順序號。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定(2)順序號的作用①便于人們對程序作校對和檢索修改;②便于在圖上標注。在加工軌跡圖的幾何基點處標上相應程序段的順序號。2)準備功能字準備功能字的地址符是G,所以又稱為G功能或G指令。它的定義是:建立機床或控制系統工作方式的一種命令。準備功能字中的后續數字大多為兩位正整數(包括00)。不少機床此處的前置“0”允許省略,如G4,實際是G04。隨著數控機床功能的增加,G00~G99已不夠使用,所以有些數控系統的G功能字中的后續數字已經使用三位數。現在國際上實際使用的G功能字的標準化程度較低,只有G00~G04、上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定G17~G19、G40~G42等的含義在各系統基本相同;有些數控系統規定可使用幾類G指令,用戶在編程時必須遵照機床編程說明書行事,不可張冠李戴。數控系統可以用準備功能字來選擇坐標尺寸的制式,如FANUC諸系統可用G21/G22來選擇米制單位或英制單位。FANUC-0T系統常用G功能字見表3-13)坐標尺寸字尺寸字也叫尺寸指令或坐標尺寸。尺寸字在程序段中主要用來指令機床的運動部件到達的坐標位置。表示暫停時間等指令也列入其中。地址符用得較多的有三組。第一組是X、Y、Z、U、V、W、R等,主要是用于指令到達點的直線坐標尺寸,有些地址例如X還可用上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定于在G04之后指定暫停時間;第二組是A、B、C、D、E,主要是用來指令到達點的角度坐標;第三組是I、J、K,主要用來指令零件圓弧輪廓圓心點的坐標尺寸。尺寸字中地址符的使用雖然有一定規律,但是各系統往往還有一些差別。4)進給功能字進給功能字的地址符用F,所以又稱為F功能或F指令。它的功能是指令切削的進給速度。現在一般都能使用直接指定方式,即可用F后的數字直接指定進給速度。對于車床,可用對應的G指令分為每分鐘進給和主軸每轉進給兩種。F指令在螺紋切削程序段中常用來指令螺紋的導程。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定5)主軸轉速功能字主軸轉速功能字用來指定主軸的轉速,單位為r/min,地址符使用S,所以又稱為S功能或S指令。中檔以上的數控機床的主軸驅動已采用主軸控制單元,它們的轉速可以直接指令,即用S的后續數字直接表示每分鐘主軸轉速。例如,要求1300r/min,就指令S1300。對于中檔以上的數控車床,還有一種使切削線速度保持不變的所謂恒線速度功能。這意味著在切削過程中,如果切削部位的回轉直徑不斷變化,那么主軸轉速也要不斷地作相應變化。在這種場合,程序中的S指令是指定車削加工的線速度。6)刀具功能字刀具功能字用地址符T及隨后的數字表示,所以也稱為T功能或T上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定指令。T指令的功能含義主要是用來指定加工時用的刀具號。例如,T1表示調用1號刀具進行切削加工,對于數控車床,其后的數字還兼作指定刀具長度補償和刀尖圓弧半徑補償用。7)輔助功能字輔助功能字由地址符M及隨后1~2位數字組成,所以也稱為M功能或M指令。與G指令一樣,M指令在實際使用中的標準化程度也不高。各種系統M代碼含義的差別很大,但M00~M05及M30等的含義是一致的。隨著機床數控技術的發展,兩位數M代碼已不夠使用,所以當代數控機床已有不少使用三位數的M代碼。3程序段及程序格式程序段是可作為一個單位來處理的連續字組,它實際是數控加工程序上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定中的語句,多數程序段是用來指令機床完成(執行)某一個動作。程序的主體是由若干個程序段組成的,各程序段之間用程序段結束符來分開。1)程序段格式在數控機床的發展過程中曾經用過固定順序格式和分隔符程序段格式(也叫分隔符順序格式)。后者用的分隔符,在EIA代碼中是TAB,在ISO代碼中是HT,這兩種形式目前已經過時,現在都使用字地址可變程序段格式,又稱為字地址格式。對于這種格式,程序段由若干個字組成,且上一段程序中已寫明、本程序段里又不必變化的那些字仍然有效,可以不再重寫。具體地說,對于模態(續效)G指令,在前面程序段中已有時可不再重寫。下面列出某程序中的兩個程序段:上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定N30
G01
X88467
Z47.5
F0.4
S250
T0303M03;N35
X75.4;這兩段的程序字數相差甚大。絕大多數數控系統對程序段中各類字的排列不要求有固定的順序,即在同一程序段中各程序字的位置可以任意排列。上述N30段也可寫成:N30
M03
T0303
S250
F0.4
Z47.5
X88467
G01當然,還有很多種排列形式,它們對數控系統是等效的。在大多數場合,為了書寫、輸入、檢查和校對的方便,程序字在程序段中習慣按一定的順序排列,如N、G、X、Y、Z、F、S、T、M的順序。2)加工程序的一般格式常規加工程序由程序開始符(單列一段)、程序名(單列一段)、程序主體(若干段)、程序結束指令(一般單列一段)和程序結束符(單列一段)組成。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定(1)程序開始符、結束符程序開始符、結束符是同一個字符,ISO代碼中是%,EIA代碼中是EP,書寫時要單列一段。(2)程序名程序名位于程序主體之前、程序開始符之后,它一般獨占一行。程序名有兩種形式:一種是英文字母O和1~4位正整數組成;另一種是由英文字母開頭,字母數字混合組成的,程序名用哪種形式是由數控系統決定的。(3)程序主體程序主體是由若干個程序段組成的,每個程序段一般占一行。程序主體是數控加工所有操作信息的具體描述。(4)程序結束指令程序結束指令可以用M02或M30。一般要求單列一段。上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定加工程序的一般格式舉例:O1000;(程序名)N10
G00
G54
X50
Y30
M03S3000;N20
G01
X881
Y302
F500
T02
M08;(程序主體)N30
X90;……;N300
M30;(程序結束指令)3)常規加工程序的允許字長字長是指一個程序字中包含的字符的個數。具體的數控系統對各類字的允許字長都有規定,一般情況下,可用如下形式表達:N4G2X±5.3Z±5.3F0.3S4T0404M2上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定其中,N字最多能用不含小數點的4位數,X字最多能用小數點前5位、小數點后3位的數據,而且可以帶正、負號,其余類推。數控系統對常規加工程序中的正號可以省略。4主程序和子程序在加工過程中對于需要反復執行的動作為簡化編程可預先將其編制為子程序,在需要調用的時候在主程序中用指令M98實現調用,并且允許在子程序中再次調用其他子程序,如下所示。主程序O1000N10……N20……上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定
N30M98P1001(調用子程序10001)
……
N100M98P1002(調用子程序10002)
……
N400M30子程序1O1001
N10……
N20…………
N300M99(子程序1返回)子程序2O1002
N10……
N20…………
N300M99(子程序2返回)上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定3-2-3數控程序編制方式數控加工程序的編制方法主要有兩種:手工編制程序和自動編制程序。1手工編程手工編程就是從零件圖紙分析、確定工藝過程、數值處理,編寫加工程序到程序的檢驗主要由人工完成。一般對幾何形狀不太復雜的零件,所需的加工程序不長,計算比較簡單,用手工編程比較合適。手工編程的特點:耗費時間較長,容易出現錯誤,無法勝任復雜形狀零件的編程。2計算機自動編程自動編程是指在編程過程中,除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進行外,其余工作均由計算機輔助完成。自動編程分為語言數控自動編程、圖形數控自動編程等。目前,使用最廣泛的是圖形數控自動上一頁下一頁返回3-2數控機床程序編制的有關規定編程,圖形數控自動編程是指將零件的圖形信息直接輸入計算機,通過自動編程軟件的處理,得到數控加工程序。采用計算機自動編程時,數學處理、編寫程序、檢驗程序等工作是由計算機自動完成的,由于計算機可自動繪制出刀具中心運動軌跡,使編程人員可及時檢查程序是否正確,需要時可及時修改,以獲得正確的程序。又由于計算機自動編程代替程序編制人員完成了繁瑣的數值計算,可提高編程效率幾十倍乃至上百倍,因此解決了手工編程無法解決的許多復雜零件的編程難題。因而,自動編程的特點就在于編程工作效率高,可解決復雜形狀零件的編程難題。上一頁返回3-3數控編程的內容和步驟1數控程序編制的概念數控機床是一種高效的自動加工設備,按照事先編制的加工程序自動地對工件進行加工。加工程序就是把工件的加工工藝路線、刀具的運動軌跡、切削參數以及各種輔助功能按數控機床所規定的指令代碼及程序格式編寫成工件加工程序,通常把這一過程叫數控程序的編制。2數控程序編制的內容及步驟一般來說,數控編程的主要內容包括分析工件圖紙、確定加工工藝過程、數值計算、工件加工程序編制、程序輸入、校對程序及首件試切削。數控編程的步驟如圖3-7所示。(1)分析零件圖樣和確定加工工藝過程在數控機床上加工工件時,要把被加工工件的全部工藝過程、工藝參數等預先確定好編入下一頁返回3-3數控編程的內容和步驟程序。一名合格的編程人員首先應是一個合格的工藝師,要對本企業的數控機床的性能、特點、應用,切削規范和標準工具系統非常熟悉,只有這樣才能全面、周到的考慮整個工藝過程并正確合理的編制加工程序。(2)數學處理在確定了工藝方案后,就需要根據零件的幾何尺寸、加工路線及設定的坐標系計算刀具中心運動軌跡數據。數控系統一般均具有直線插補與圓弧插補功能,對于加工由圓弧和直線組成的較簡單的平面零件,只需要計算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點或切點的坐標值,得出各幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心坐標值等,就能滿足編程要求。當零件的幾何形狀比較復雜(如非圓曲線,曲面組成),且數控系統不具有相應的高級插補功能時,除了要計算基點上一頁下一頁返回3-3數控編程的內容和步驟坐標外還要用直線或圓弧在合理的誤差范圍內逼近非圓曲線,計算出相應交點的坐標。這種情況需要進行較復雜的數值計算,一般需要借助計算機輔助計算。(3)編寫加工程序在完成上述工藝處理及數值計算工作后,程序編制人員使用數控系統規定的功能指令代碼及程序段格式編寫加工程序。程序編制人員應對數控機床的功能、程序指令及代碼十分熟悉,才能編寫出正確的加工程序。(4)程序輸入程序輸入有手動數據輸入、介質輸入和通信輸入等方式,現代數控系統存儲量較大,可存儲多個零件的加工程序,可在不占用加工時間的情況下進行輸入。因此對于不太復雜零件的加工程序常采用鍵盤輸入,這樣比較方便;而對于較復雜零件的加工程序往往通過通信方式輸入。上一頁下一頁返回3-3數控編程的內容和步驟(5)程序校驗與首件試切削程序必須經過校驗才能正式使用,在有圖形模擬顯示功能的數控機床上用模擬刀具與工件切削過程的方法進行校驗。在無圖形模擬顯示功能的數控機床上可用輸入的程序讓機床空運轉以校驗機床動作和運動軌跡的正確性。以上方法只能檢查出機床運動的正確性,不能檢查出被加工工件的加工精度。因此還要在機床上進行首件試加工,對于形狀復雜、價值昂貴的工件可采用與被加工工件材料相近的材料進行試切,通過檢查試件,不僅可確認程序是否正確,還可知道加工精度是否符合要求,當發現加工的零件不符合加工技術要求時,應分析加工誤差產生原因,找出問題修改程序后再試,直到加工出滿足圖紙要求的零件為止。上一頁返回3-4數控編程常用指令3-4-1準備功能指令—G指令1工件坐標系設定指令數控加工中常見的工件坐標系設定通常有兩種。(1)預置寄存器方式設定工件坐標系G92功能:通過設定刀具相對工件坐標系原點的相對位置來讓數控系統識別工件坐標系。編程格式:G92X~Y~Z~;式中X、Y、Z的值是當前刀具位置相對于工件原點位置的值,這種方式設置的加工原點是隨刀具當前位置(起始位置)的變化而變化的。該程序段運行后,就根據刀具起始點設定了加工原點,如圖3-8所示。下一頁返回3-4數控編程常用指令由于使用G92設定坐標系一次只能設定一個坐標系,每次加工前必須先將刀具移至G92設定的坐標位置,而且系統每次斷電后設定的坐標系會失效。G92通常用在新產品試制或單件生產中。【例3-1】如圖3-9所示,用G92指令設定工件坐標系。編程格式:G92X50Y50Z10;(2)參數設置方式設定工件坐標G54~G59功能:可在數控機床MDI方式下通過參數設置的方式設定多個工件坐標系。編程格式:G54;當G54~G59在加工程序中出現時,即選擇了相應的工件坐標系。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令對已選定的加工原點O將其坐標值:X=-345.700mm,Y=-196.220mm,Z=-53.165mm設在機床G54參數中,則表明在數控系統中設定了G54工件加工坐標。如圖3-10所示。數控機床可預先設定6個(G54~G59)獨立的工件坐標系,這些坐標系的坐標原點在機床坐標系中的值可預先存儲在機床的參數中,在系統斷電后不會消失。使用時只需要調用其中之一就建立了對應的工件坐標系。其后程序段中的坐標就是在該坐標系中的坐標。【例3-2】如圖3-11所示,在N10程序段中的X,Y坐標是在G54坐標系中的坐標,N20程序段中的X,Y坐標是在G57坐標系中的坐標。N10G00G90G54X80Y50;…N20G57X40Y40上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令2加工準備類指令(1)坐標尺寸的單位(G21/G22)多數數控系統可以用準備功能字來選擇坐標尺寸的單位,FANUC諸系統可用G21/G22來選擇米制單位或英制單位。采用米制時,一般單位為mm,如X100.0指令的坐標單位為100mm。(2)坐標尺寸的編程方式(G90/G91)在編程中常根據零件的標注采用絕對尺寸和增量尺寸兩種編程方式。絕對尺寸指機床運動部件的坐標尺寸值相對于坐標原點給出,如圖3-12所示。增量尺寸指機床運動部件的坐標尺寸值相對于前一位置給出,如圖3-13所示。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令在程序編制中,絕對尺寸指令和增量尺寸指令有兩種表達方法:①G功能字指定這種方式是在尺寸字X、Z前加G90或G91來表示是絕對尺寸還是增量尺寸。此種方式一般用于除數控車床以外的其他機床。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令格式:G90X~Z~;G91X~Z~;這種方式的特點是:表示坐標尺寸的地址符是相同的(需根據G90或G91來判斷其后的坐標是絕對或是增量坐標);同一條程序段中只能用一種,不能混合使用。如:G90X25.0Z47.0;(X、Z后面的坐標為絕對坐標值)G91X15.0Z38.0;(X、Z后面的坐標為增量坐標值)②用尺寸字的地址符指定這種方式是根據尺寸字的地址符來表示是絕對尺寸還是增量尺寸,如是絕對尺寸就用X、Z來表示,是增量尺寸就用U、W來表示。此種方式一般用于數控車床。格式:X~Z~;(X、Z后面的坐標為絕對坐標值)U~W~;(U、W后面的坐標為增量坐標值)上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令這種方式的特點是:表示坐標尺寸的地址符是不相同的;同一條程序段中絕對尺寸和增量尺寸可混合使用,編程方便。如:X25.0W38.0;U15.0Z47.0;(3)坐標平面選擇(G17/G18/G19)坐標平面選擇指令是用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。G17表示選擇XY平面,G18表示選擇ZX平面,G19表示選擇TZ平面。各坐標平面如圖3-14所示。一般,數控車床默認在ZX平面內加工,數控銑床默認在XY平面內加工。(4)程序暫停(G04)機床進給運動暫停指令,常用于平面,鉆孔等的光整加工。編程格式:G04X(U)~;或G04P~;上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令其中:X、U———指定時間,允許有小數點,單位為s;P———指定時間,不允許有小數點,單位為ms。說明:車削溝槽、鉆削盲孔、锪孔以及車臺階軸清根時,可設置暫停指令,讓刀具在短時間內實現無進給光整加工,使槽底或孔底得到較光滑的表面。【例3-3】加工孔后需延時暫停2s,可寫為:G04X20或G04P2000上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令3基本加工指令(1)快速定位(G00)快速點位指令的功能是控制刀具以點位控制的方式快速移動到目標位置。格式:G00X(U)~Y(V)~Z(W)~;其中:X、Y、Z———刀具要到達的目標點的絕對坐標;U、V、W———刀具的目標點相對于前一點的增量坐標。①G00指令只能用作刀具從一點到另一點的快速定位,不能加工,刀具在空行程移動時采用。它的移動速度不是由程序來設定,而是機床出廠時由生產廠家設置默認的。可以通過機床操作面板上的進給倍率開關進行調整。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令②G00是模態指令,一旦前面程序指定了G00,緊接后面的程序段可不再寫,只需寫出移動坐標即可。③G00執行過程是刀具從某一點開始加速移動至最大速度,保持最大速度,最后減速到達終點。至于刀具快速移動的軌跡是一條直線還是一條折線則由各坐標軸的脈沖當量來決定。【例3-4】如圖3-15。從A點到B點快速移動的程序段為:絕對編程方式:G90G00X80Y50;增量編程方式:G91G00X70Y30;(2)直線插補(G01)直線插補指令的功能是刀具以程序中設定的進給速度,從某一點出發,直線移動到目標點。格式:G01X(U)~Y(V)~Z(W)~F~;上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令其中:X、Y、Z———刀具要到達的目標點的絕對坐標;U、V、W———刀具的目標點相對于前一點的增量坐標;F———刀具的進給速度。說明:①G01指令是在刀具加工直線軌跡時采用的,如車外圓、端面、內孔、切槽、銑輪廓等。②機床執行直線插補指令時,程序段中必須有F指令。刀具移動的快慢是由F后面的數值大小來決定。③G01和F都是模態指令,前一段已指定,后面的程序段都可不再重寫,只需寫出移動坐標值。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令【例3-5】實現圖3-16中從B點到A點的直線插補運動,其程序段為:絕對方式編程:G90G01X10Y20F100;增量方式編程:G91G01X-40Y-40F100;(3)圓弧插補(G02/G03)圓弧插補指令的功能是使刀具在指定平面內按給定的進給速度走圓弧軌跡,加工出要求的圓弧曲線。根據刀具起始點以及加工方向的不同可分為:順時針插補和逆時針插補。判斷圓弧順逆的方法:數控車床是兩坐標的機床,判斷順逆應從Y軸的正方向向負方向看,順時針加工為G02,逆時針加工為G03。在數控車床上還要特別注意前置刀架和后置刀架的順逆判別,如圖3-17所示。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令程序格式:XY平面:G17G02/G03X~Y~I~J~F~;或G17G02/G03X~Y~R~F~;ZX平面:G18G02/G03X~Z~I~K~F~;或G18G02/G03X~Z~R~F~;YZ平面:G19G02/G03Y~Z~J~K~F~;或G19G02/G03Y~Z~R~F~;上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令其中:X、Y、Z—圓弧插補的終點坐標值;I、J、K—圓弧起點到圓心的增量坐標,一般與G90,G91無關;R—圓弧半徑,當圓弧的起點到終點所夾的圓心角θ≤180°時,R值為正;當圓心角θ>180°,R值為負,如圖3-18所示。R不能用于整圓的加工。【例3-6】在圖3-19中,加工圓弧AB,BC,CD,加工起點為A,圓弧插補程序段為:絕對方式編程:G90G02X18Y0R18F100;(A—B)G03X78Y0R30;(B—C)G02X103Y25R-25;(C—D)上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令或:G90
G02
X18
Y0
I0
J-18
F100;(A—B)G03
X78
Y0
I30
J0;(B—C)G02
X103
Y25
I0
J25;(C—D)增量方式編程:G91
G02
X18Y-18
R18
F100;(A—B)G03
X60
Y0
R30;(B—C)G02
X25
Y25R-25;(C—D)或:G91
G02
X18Y-18
I0J-18
F100;(A—B)G03
X60
Y0
I30
J0;(B—C)G02
X25
Y25
I0
J25;(C—D)上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令4參考點指令(G27/G28/G30)機床參考點是采用增量式測量的數控機床所特有的。機床原點是由機床參考點體現出來的。機床參考點是機床上的一個固定點,其位置由X、Y、Z向的擋塊和行程開關確定。對某臺數控機床來講,參考點與機床原點之間有嚴格的位置關系,機床出廠前已調試準確,確定為某一固定值,這個值就是參考點在機床坐標系下的坐標。采用增量式測量的數控機床開機后必須返回參考點進行操作。完成返回參考點操作后,CRT上即顯示出在參考點位置上,刀架基準點在機床坐標系下的坐標值。由此反推出機床原點,即相當于建立一個以機床原點為坐標原點的機床坐標系。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令(1)回參考點檢查(G27)數控機床通常是長時間連續工作,為了提高加工的可靠性及保證零件的加工精度,可用G27指令來檢查工件原點的正確性。格式:G27X(U)~Y(V)~Z(W)~;其中:X、Y、Z值指機床參考點在工件坐標系的絕對坐標,U、V、W表示機床參考點相對于刀具目前所在位置的增量坐標。用法:當執行加工完成一循環,在程序結束前,執行G27指令,則刀具將以G00的速度自動返回機床參考點。如果刀具到達參考點位置,則操作面板上的參考點指示燈會亮。若工件原點位置在某一坐標軸上有誤差,則該軸對應的指示燈不亮,且系統將自動停止執行程序,發出報警提示。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令注意:①若在程序中使用了刀具補償指令,必須將刀具補償取消后,才可使用G27指令。②使用G27指令前,機床必須已經回過一次參考點。③G27指令執行后,數控系統會繼續執行G27下面的程序。(2)自動返回參考點(G28)G28指令的功能是使刀具從當前位置以G00快速移動方式,經過中間點回到參考點。指定中間點的目的是使刀具可沿著一條安全路徑回到參考點,這一點對于內孔加工尤為重要。格式:G28X(U)~Y(V)~Z(W)~;其中:X、Y、Z是刀具經過中間點的絕對坐標,U、V、W為刀具經過的中間點相對起點的增量坐標。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令注意:使用G28指令時,若先前用了刀具補償,也必須將刀具補償取消后,才可使用G28指令。如圖3-20所示,若刀具從當前位置經過中間點(30,15)返回參考點,則指令為:G28X30.0Z15.0;如圖3-21所示,若刀具從當前位置直接返回參考點,這時相當于中間點與刀具當前位置重合,則增量方式指令為:G28U0W0;(3)返回第2、3、4參考點(G30)在FANUC系統里,可以用參數設置四個參考點,除了上述講到的參考點,還有第2、3、4參考點可供使用。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令格式:G30
P2
X(U)~Y(V)~Z(W)~;(返回第2參考點)G30
P3
X(U)~Y(V)~Z(W)~;(返回第3參考點)G30
P4
X(U)~Y(V)~Z(W)~;(返回第4參考點)其中:X、Y、Z是刀具經過中間點的絕對坐標,U、V、W為刀具經過的中間點相對起點的增量坐標上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令3-4-2輔助功能指令———M指令輔助功能指令主要用來指令數控機床輔助裝置的接通和斷開(即開關動作),表示機床各種輔助動作及其狀態。FANUC各系統常用M代碼的含義如下。M00:程序暫停,在自動加工過程中,當程序運行至M00時,程序停止執行,主軸停,切削液關閉。M01:計劃暫停,程序中的M01通常與機床操作面板上的“任選停止按鈕”配合使用,當“任選停止按鈕”是“ON”時,執行M01時,與M00功能相同;當“任選停止按鈕”是“OFF”時,執行M01時,程序不停止。M03:主軸正轉。M04:主軸反轉。M05:主軸旋轉停止。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令M06:自動換刀。M07:冷卻液開(噴霧狀)。M08:冷卻液開(冷卻液泵電動機開,噴液狀)。M09:冷卻液關(冷卻液泵電動機關)。M02:程序停止,程序執行指針不會復位到起始位置。M30:程序停止,程序執行指針復位到起始位置。M98:子程序調用。M99:子程序返回。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令3-4-3其他功能指令(F/S/T)1進給速度指令進給指令的功能是指定刀具(或工件)移動的進給快慢。它分為每轉進給和每分鐘進給兩種方式。(1)每轉進給方式(G99(車床)或G95(銑床))格式:G99(G95)F~;該指令表示在G99(G95)后面的F指定的是主軸轉一轉刀具(或工件)沿著進給方向移動的距離,單位是mm/r,如圖3-22所示車削加工中的情況。該指令為模態指令,在程序中指定后,直到G98(G94)被指定前,一直有效。(2)每分鐘進給方式(G98(車床)或G94(銑床))格式:G98(G94)F~;上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令該指令表示在G98(G94)后面的F指定的是刀具(或工件)每分鐘移動的距離,單位是mm/min,如圖3-23所示車削加工中的情況。該指令也為模態指令,在程序中指定后,直到G99(G95)被指定前,一直有效。這兩種進給方式可以相互轉化,由以下公式計算:vF=f×n,(f=fZ×z)其中:vF是刀具進給速度(每分進給),mm/min;f是刀具每轉進給量;n是刀具的轉速,r/min;fz是銑刀的每齒進給量,mm/z;z是銑刀的刀刃數。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令【例3-7】用可轉位面銑刀銑削碳鋼表面,已知刀具規格為φ80mm,刀刃數5齒,查閱工藝手冊,選取切削速度為φ160r/min,每齒進給量為0.10mm/z,求加工時的主軸轉速n和刀具進給速度vF的值。主軸轉速計算:刀具進給速度計算:f=fz×z=0.10×5=0.5(mm/r)vF=f×n=0.5×635≈310(mm/min)上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令2主軸速度控制指令主軸速度指令的功能是控制主軸速度的快慢。它分為恒轉速控制和恒線速控制兩種方式。(1)恒轉速控制格式:G97S~;該指令中的S指定的是主軸轉速,單位為r/min。此狀態一般為數控車床的默認狀態,通常,在一般加工情況下都采用此種方式,特別是車削螺紋時,必須設置成恒轉速控制方式。如:G97S1200表示設定的主軸轉速為1200r/min。(2)恒線速控制格式:G96S~;上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令該指令中的S指定的是主軸的線速度,單位為m/min。此指令一般在車削盤類零件的端面或零件直徑變化較大的情況下采用,這樣可保證直徑變化,但工件切削的線速度不變,從而保證切削速度不變,使得工件表面的粗糙度保持一致。如:G96S250表示設定的線速度控制在250m/min。(3)最高轉速限制格式:G50S~;該指令中的S與G97中的S表示的一樣,都是主軸轉速大小。當采用G96方式加工零件時,線速度是保持不變,但直徑逐漸變小時,它的主軸轉速會越來越高,為防止主軸轉速太高,離心力過大,產生危險以及影響機床的使用壽命,采用此指令可限制主軸的最高轉速。此指令一般與G96配合使用。如:G50S2000表示最高轉速限制在2000r/min。上一頁下一頁返回3-4數控編程常用指令3刀具控制指令刀具指令的功能是用于選擇所需相應的刀具。加工工件時,需用多把刀具,就必須根據工件加工順序給每把刀具賦予一個編號,在程序中指令不同的編號時就選擇相應的刀具。格式:T××××;其中:T后面的數值是表示所選擇的刀具號碼。一般數控車床T后面用四位數字表示,前兩位是刀具號,后兩位是刀具補償號。說明:①刀具號與補償號一般可對應標注,如:T0101,該把刀具用完后一定要取消刀補,應表示為:T0100。②后兩位的刀具補償號,只是補償值的寄存器地址號,而不是補償值。補償包括的長度補償和刀尖圓弧半徑補償只能在刀補參數表中輸入或查詢。上一頁返回3-5數控機床加工調整數控機床加工零件的過程是通過機床、刀具和工件三者的協調運動完成的。坐標系正是起這種協調作用的。它能保證各部分按照一定的順序運動而不至于互相干涉。數控機床的坐標系是確定的,工件坐標系是可以任意選擇的。因此,只要合理選擇工件原點以及對刀點和換刀點,就能保證數控加工的正常完成。下一頁返回3-5數控機床加工調整3-5-1工件原點的選取與設定1工件原點的作用工件坐標系是編程人員根據零件結構特點和加工要求等建立的坐標系,也稱為編程坐標系,是用來定義工件形狀和刀具相對工件位置的坐標系。為保證數控編程和機床加工的一致性,工件坐標系也采用右手笛卡爾直角坐標系。工件坐標系原點也稱為工件原點或編程原點,是編程人員為編程計算,機床調整方便而設定的工件坐標系的原點,理論上可任意設定在工件、夾具或機床上一確定位置。但實際上,為了換算尺寸盡可能簡便,減少計算誤差,應選擇一個合理的編程原點。2工件原點的選取以下三個因素決定如何選擇工件原點。上一頁下一頁返回3-5數控機床加工調整①加工精度。②調試操作的便利性。③工作狀況的安全性。一般應遵循以下原則選取工件原點。①工件原點應盡可能選在工件設計基準上。②工件原點應盡可能選在已加工表面上。③工件原點應盡可能選在對稱軸或對稱中心上。④工件原點應盡可能選在便于對刀的位置。車削零件工件原點通常設置在主軸中心線與工件右端的交點,如圖3-24所示。上一頁下一頁返回3-5數控機床加工調整銑削零件的工件原點,一般可選在設計基準或工藝基準的端面或孔的中心線上。習慣選在工件上表面左下角上。如圖3-25所示。3工件坐標系的設定數控機床工件坐標系的設定方法主要有兩種。一種是在程序中通過刀具當前位置與想要設定的理想工件原點位置的相互關系,利用G92(G50用于車床)來設定,第二種是利用MDI方式在系統的參數中進行設定,需要時調用即可。前者每次開機都需要確認刀具當前點與工件原點之間的關系,占機調整時間較多,多適用于單件生產;后者可以通過系統提供的功能設定多個工件坐標系,而且對批量生產而言,設定的工件坐標系可以保留,效率較高。具體設定格式參見3-4節的指令介紹。上一頁下一頁返回3-5數控機床加工調整3-5-2對刀點、換刀點的確定在數控加工過程中,正確選擇“對刀點”和“換刀點”的位置,對保證加工的正常進行和提高加工效率有很大的影響。1對刀點對刀點是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點。就是在數控機床上加工零件時,刀具相對于工件運動的起點。由于程序段一般從該點開始執行,所以對刀點又稱為“程序起點”或“起刀點”。如圖3-26所示數控編程時,對刀點的選擇主要考慮以下幾點:①使編程簡單;②容易找正;③編程誤差小;④加工中便于檢查;上一頁下一頁返回3-5數控機床加工調整⑤編程計算簡單;⑥盡量使加工過程中的進刀和退刀路線短,便于換刀;⑦若對刀精度要求較高時,對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上,例如,以孔定位的工件,可選孔的中心作為對刀點。刀具的位置則以此孔來找正,使“刀位點”與“對刀點”重合。所謂“刀位點”是指車刀、鏜刀的刀尖;鉆頭的鉆尖;立銑刀、端銑刀刀頭底面的中心,球頭銑刀的球頭中心。若對刀精度要求不高時,可直接選用零件上或夾具上的某些表面作為對刀面。但必須與零件的定位基準有一定的關系。對刀點通常既是程序的起點又是程序的終點。因此在成批生產中要考慮對刀點的重復精度,該精度可用對刀點相距機床原點的絕對坐標值上一頁下一頁返回3-5數控機床加工調整來校核。對刀點找正的正確度直接影響到加工精度,找正的方法根據零件的幾何形狀和加工精度來確定,現在企業中為了提高找正精度和減少找正時間,一般采用光學或電子式尋邊器來進行找正。2換刀點數控加工通常都是多刀加工,在加工過程中需要更換刀具。當加工過程中需要換刀時,應合理確定換刀點的位置。所謂“換刀點”是指刀架轉位換刀時的位置。該點可以是某一固定點(如加工中心機床,其換刀機械手的位置是固定的),也可以是任意的一點(如車床)。換刀點應設在工件或夾具的外部,以刀架轉位時不碰工件及其他部件為準。其設定值可用實際測量方法或計算確定。上一頁返回思考題3-1何謂換刀點?確定換刀點時應注意什么問題?3-2如何選擇一個合理的編程原點?3-3數控機床加工程序的編制方法有哪些?它們分別適用什么場合?3-4說明什么是機床坐標系和工件坐標系?什么是絕對坐標和增量坐標?3-5簡述
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- DBJ41T 100-2015 河南省砌塊墻體自保溫體系技術規程
- 廊坊市2026-2027學年高考沖刺物理模擬試題(含答案解析)
- 小學一年級數學年級組長2026年上半年教學管理工作總結
- 高中地理班主任2026年二季度教學班級管控總結
- 農忙時節出行安全須知課件
- 2026 年秋季開學:初中學困生學科輔導培訓
- 2026年秋季設計學專業開學第一課 行業前沿與趨勢洞察講座方案
- 2026年北師大版小學三年級數學上冊《分數的應用題》完整教案
- 語文園地一 課件(內嵌視頻)2026-2027學年語文一年級上冊統編版
- 圍產期抑郁癥護理查房
- 2026年浙江省金華市輔警人員招聘考試試題及答案
- 軌道工程高處墜落場景化風險管控實施細則
- 煤礦機械液壓系統故障分析及維護技術
- 新版2026年高考化學(云南卷)真題詳細解讀及評析
- 2025年鋼筋工(高級)實操試題(附答案)
- 2025年四川省遂寧市檢察官、法官入員額考試真題(附答案)
- 2026中國工業互聯網標識解析體系完善與應用深化調研報告
- 2026中國光纖在軌道交通信號傳輸中的可靠性驗證與批量應用報告
- 高考歷史世界近代史小論文必背范文梳理
- 自動化設備外包合同
- 江蘇省2026年中職職教高考文化統考語文試卷答案
評論
0/150
提交評論