数控车床编程GSK980TA、980TD教学.pptx

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,广东工业大学,试验教学部,数控车床编程,GSK980TA,、,980TD,1,1/54,第一节 数控技术与数控机床介绍,1.,数控技术基本概念,数控技术,(Numerical Control-NC,),用,数字化信号,对机床运动及其加工过程中进行控制一个方法。,数控机床,采取数控技术对加工过程进行控制机床。,数控系统（,Numerical Control System,）,实现数字化控制软件和硬件整体称为数控系统。它由程序输入、输出设备、数控装置、伺服装置、反馈装置、辅助驱动装置组成。,2,2/54,2.,数控机床工作原理,加工程序,输入输出装置,数控装置,辅助控制装置,伺服驱动装置,检测反馈装置,机床本体,3,3/54,3.,数控车床介绍,数控车床分类,简易数控车床（经济型数控车床）：,是低级次数控车床，普通是用单板机或单片机进行控制，机械部分是在普通车床基础上改进设计。,多功效数控车床：,也称全功效型数控车床，由专门数控系统控制，具备数控车床各种结构特点。,数控车削中心,：,在数控车床基础上增加其它附加坐标轴。,按结构和用途数控车床主要可分为数控卧式车床、数控立式车床和数控专用车床（如数控凸轮车床、数控曲轴车床、数控丝杠车床等）。,4,4/54,2.,数控车特点,（,1,）加工生产效率高,（,2,）减轻劳动强度、改进劳动条件,（,3,）对零件加工适应性强、灵活性好,（,4,）加工精度高、质量稳定,（,5,）有利于生产管理,5,5/54,数控机床与普通机床区分？,数控机床与普通机床比较：,数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和动作,自动控制,功效部件，使数控机床能够,自动完成,对零件加工全过程,。,6,6/54,加工工件方法不一样：,7,7/54,1,、成型法,普通车床加工方法：,8,8/54,2,、仿型法,9,9/54,3,、手动法,10,10/54,数控车床加工方法：,11,11/54,第二节 程序编制基本概念,一、,数控编程概述,编程就是将加工零件,加工次序,、刀具运动轨迹,尺寸数据,、,工艺参数,（主运动和进给运动速度、切削深度）以及,辅助操作,（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用要求文字、数字、符号组成代码，按一定格式编写成加工程序。,数控机床程序编制过程主要包含：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。,12,12/54,二、编程方法分类,程序编制可分成,手工编程和自动编程,两类。,1,、手工编程：,整个程序编制过程是由人工完成。要求编程人员不但要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。,13,13/54,2,、自动编程：,指在编程过程中，除了分析零件图样和制订工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。依据输入方式不一样，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程（,APT,）和语音数控自动编程、视觉系统编程等。,当前，图形数控自动编程是使用最为广泛自动编程方式。,14,14/54,图形数控自动编程软件,CAXA,制造工程师-北航海尔软件有限企业,15,15/54,Mastercam-,美国,CNC,Software,企业,图形数控自动编程软件,16,16/54,PRO/E-,美国,PTC,企业,图形数控自动编程软件,17,17/54,其它：,Solidworks,软件,Catia,软件,广州红地企业推出金银花系统,UG,软件,18,18/54,为了简化编程和确保程序通用性，对数控机床坐标轴和方向命名制订了统一标准，要求直线进给坐标轴用,X、Y、Z,表示，常称基本坐标轴。,X、Y、Z,坐标轴相互关系用右手定则决定，图中大拇指指向,X,轴正方向，食指指向,Y,轴正方向，中指指向为,Z,轴正方向。,第三节 程序编制,一、坐标系,右手笛卡尔坐标系,19,19/54,1,、机床原点、机床坐标系,a,、,机床原点,机床原点也称为机床零点,，,它位置通常由机床制造厂确定。在机床,经过设计、制造和调整之后，这个原点便被确定下来，它是固点。,数控车床机床原点位置大多数要求在其主轴旋转中心与卡盘后端,面交点上。,b,、,机床坐标系,以机床原点作为坐标系原点建立坐标,系就是机床坐标系，它是制造和调整机床,基础，普通不允许随意变动。,20,20/54,机床坐标系方向确定：,对车床而言,：,Z,轴与主轴轴线重合，即操作者左右方向，刀具远离工件方向为,Z,轴正方向；,X,轴水平面内垂直于,Z,轴，即操作者前后方向，刀具远离工件方向为,X,轴正方向；,Y,轴（通常是虚设）与,X,轴和,Z,轴一起组成遵照右手定则坐标系统。,前置刀架坐标系,后置刀架坐标系,21,21/54,图,2.5,车床坐标系,22,22/54,2、,机械原点,数控装置上电时并不知道机床原点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴移动范围内设置一个机床参考点（机械原点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标系。,经过参数指定机械原点到机床原点距离。,以机械原点为原点，坐标方向与机床坐标方向相同建立坐标系叫做机械坐标系，在实际使用中通常以参考坐标系计算坐标值。,23,23/54,数控车床机床坐标系机床原点,O,与机械原点,O,关系,24,24/54,3,、,工件坐标系、程序原点,工件坐标系是编程人员在编程时使用，编程人员选择工件上某一已知点为原点（也称程序原点），建立一个新坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新工件坐标系所取代。,工件坐标系原点选择要尽可能满足编程简单，尺寸换算少，引发加工误差小等条件。普通情况下，程序原点应选在尺寸标注基准或定位基准上。对车床编程而言，工件坐标系原点普通选在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面交点上。,工件原点设置普通遵照以下标准：,与设计基准或装备基准重合，以利于编程；,尽可能选在尺寸精度高、表面粗糙度值小工件表面；,最好选在工件对称中心上；,要便于测量和检测。,25,25/54,26,26/54,4,、绝对编程与相对编程,指令轴移动距离能够采取两种方法,绝对值坐标编程和相对值（增量）坐标编程。绝对值编程是利用轴移动终点位置坐标值编程；相对值编程是指轴移动终点坐标相对于起点坐标矢量值编程。,X,Z,表示绝对值编程；,U,W,表示相对值编程,从,A,点到,B,点绝对值编程和相对值编程以下：,绝对值编程：,X30 Z25;,相对值编程：,U20 W15;,27,27/54,二、程序结构,加工程序由,程序名,和若干个,程序段,组成。,程序段由,一个或若干个指令字,组成，字是数控程序最小单位。,每个指令字由,地址符和数字,组成（字,地址结构），代表机床一个位置或一个动作。地址符由字母组成，每个字母、数字、符号（正负号）称为字符。,程序起始符：,%,程序结束符：,M30,。,每一行程序以分号结尾。,注释符：括号“（）”内或分号“；”后内容为注释文字。,注：,一个零件程序是按程序段输入次序执行，而不是按程序段号大小次序执行，但书写或输入程序时，提议按升序。,28,28/54,一个零件程序是由遵照一定结构、句法和格式规则若干个程序段组成，而每个程序段是由若干个指令字组成。,程 序,O1000,N01 G00 X50 Z100;,N10 G01 U100 W500 F150 S300 M03;,N,程序段,N200 M30,;,指令字,29,29/54,1,、程序文件名（程序名）,格式：,O _ _ _ _,说明：,1)O,：文件名首字母，后面必须有四位数字,2),比如：,O0001,、,O1001,、,O1100,、,O9999,；,2,、次序号（标识作用,）,格式：,N _ _ _ _,说明：,1,）范围：,N1,N9999,2,）比如：,N1,、,N01,、,N001,、,N0001,等价,30,30/54,3,、进给功效字：,F,由进给地址符和数字组成，单位普通为,mm/min,或,mm/r,F,指令表示刀具中心运动时进给速度。由,F,和其后若干数字组成。数字单位取决于每个系统所采取进给速度指定方法。详细内容见所用机床编程说明书。,注意事项以下：,1),当编写程序时，第一次碰到直线（,G01,）或圆弧（,G02/G03,）插补指令时，必须编写进给率,F,，假如没有编写,F,功效，,CNC,采取,F0,。当工作在快速定位（,G00,）方式时，机床将以经过机床轴参数设定快速进给率移动，与编写,F,指令无关。,2,）,F,指令为模态指令，实际进给率能够经过,CNC,操作面板上进给倍率旋钮，在,0,120%,之间调整。,31,31/54,4,、主轴转速功效字：,S,由主轴地址符和数字组成，单位为,r/min,S,指令表示机床主轴转速。由,S,和其后若干数字组成，其表示方法有以下三种：,转速,S,表示主轴转速，单位为,r/min,。如,S1000,表示主轴转速 为,1000r/min,。,线速,在恒线速状态下，,S,表示切削点线速度，单位,m/min,如,G96 S60,表示切削点线速度恒定为,60 m/min,。,代码,用代码表示主轴速度时，,S,后面数字不直接表示转速,或线速数值，而只是主轴速度代号。如,GSC980TA,机床,S1,或,S2,表示，,S1,表示主轴转速高速档，,S2,表示主轴转速低速档。,32,32/54,5,、刀具功效字：,T,由刀具地址符和数字组成，数字表示刀具库中刀具号。,刀具和刀具参数选择是数控编程主要内容，其编程格式因数控系统不一样而异，主要格式有：,由,T,和数字组成。有,T,和,T,两种格式，数字位数由所用数控系统决定，,T,后面数字用来指定刀具号和刀具赔偿号。,比如：,T04,表示选择,4,号刀；,T0404,表示选择,4,号刀，,4,号偏置值；,T0400,表示选择第,4,号刀，刀具偏置取消。,33,33/54,6,、辅助功效字：,M,由辅助操作地址符和两位数字组成。,M,功效代码已标准化。,M,指令是控制数控机床“开、关”功效指令，主要用于完成加工操作时辅助动作。,M,功效有非模态,M,功效和模态,M,功效二种形式。,非模态,M,功效（当段有效代码）：只在书写了该代,码程序段中有效；,模态,M,功效（续效代码）：一组可相互注销,M,功,能，这些功效在被同一组另一个功效注销前一直,有效。,如：,M02,或,M30,、,M03,、,M04,、,M05,等。,34,34/54,（,1,）程序停顿,指令：,M00,功效：执行完包含,M00,程序段后，机床停顿自动运行，此时全部存在模态信息保持不变，用循环开启使自动运行重新开始。,（对于,Fanuc,系统，,M00,为程序无条件暂停指令。程序执行到此进给停顿，主轴停转。重新开启程序，必须先回到,JOG,状态下，按下,CW,（主轴正转）开启主轴，接着返回,AUTO,状态下，按下,START,键才能开启程序。）,（,2,）程序计划停顿,指令：,M01,功效：与,M00,类似，执行完包含,M01,程序段后，机床停顿自动运行，只是当机床操作面板上任选停机开关置,1,时，这个代码才有效。,M00,和,M01,常惯用于加工中途工件尺寸检验或排屑。,35,35/54,（,3,）主轴正转、反转、停顿,指令：,M03,、,M04,、,M05,功效：,M03,、,M04,指令可使主轴正、反转。与同段程序其它指令一起开始执行。,M05,指令可使主轴在该程序段其它指令执行完成后停转。,格式：,M03 S600,M04 S600,M05,说明：对于车床，沿着,Z,方向看（从主轴向尾座看），顺时针方向旋转为正转，逆时针方向旋转为反转。,36,36/54,（,4,）程序结束,指令：,M02,或,M30,功效：,1)M02,为主程序结束指令。执行到此指令，进给停顿，主轴停顿，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。,2)M30,为主程序结束指令。功效同,M02,，不一样之处是，光标返回程序头位置，不论,M30,后是否还有其它程序段。,说明：该指令必须编在最终一个程序段中。,37,37/54,M,代码及功效表,代码,模 态,功 能 说 明,代码,模态,功 能 说 明,M00,非模态,程序暂停,M03,模态,主轴正转,M02,非模态,程序结束,M04,模态,主轴反转,M30,非模态,程序结束并返回程序起点,M05,模态,主轴停顿,M07,模态,冷却液打开,M98,非模态,调用子程序,M08,模态,冷却液打开,M99,非模态,子程序结束,M09,模态,冷却液关闭,38,38/54,3,、准备功效（简称,G,功效）,准备功效,G,指令由,G,后一或二位数值组成，它用来要求刀具和工件相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具赔偿、坐标偏置等各种加工操作。,G,功效依据功效不一样分成若干组，其中,00,组,G,功效（,G04,、,G28,、,G70-G76,）称非模态,G,功效，其余组称模态,G,功效。,39,39/54,工件坐标系设定指令（,G50,）,工件坐标系设定指令以程序原点为工件坐标系中心（原点），指定刀具出发点坐标值。,输入格式：,G50 X,Z,，其中,X,Z,为刀具出发点坐标,.,比如：,G50 X200 Z150,40,40/54,直径编程：,A:X20,Z0;,B:X30,Z-15;,C:X30,Z-23;,D:X38,Z-29;,E:X38,Z-34;,41,41/54,快速定位指令,G00,格式：,G00 X,（,U,）,_ Z,（,W,）,_,说明：,1,）,X,、,Z,：为绝对编程时，快速定位终点在工件坐标系中坐标。,X,向为直径编程。因为测量和图纸上零件尺寸均以直径值表示，所以用直径值编程。为提升工件径向尺寸精度，,X,向脉冲当量可取,Z,向二分之一。,42,42/54,2,）,U,、,W,：为增量编程时，快速定位终点相对于起点位移量。,U,向为直径编程。,3,）,G00,指令刀具相对于工件以各轴预先设定速度，从当前位置快速移动到程序段指令定位目标点，不能用,F-,要求。快移速度可由面板上 “快速修调”修正。,4,）同一程序行中,X,、,U,、,Z,、,W,能够混合编程。,43,43/54,例：命令刀具从点,A,快速移动到点,B,，编程以下：,N20 G00 X25.Z30.,；或,N20 G00 U15.W20.,；或,N20 G00 X25.W20.,；或,N20 G00 U15.Z30.,；,快速移动方式图,44,44/54,刀具移动方式有三种：,1),各轴以其最快速度同时移动，通常情况下因速度和移动距离不一样先后抵达目标点，刀具移动路线为任意。,2),各轴按设定速度以联动方式移动到位，刀具移动路线为一条直线。,3),各轴按输入坐标字次序分别快速移动到位，刀具移动路线为阶梯形。,45,45/54,直线插补指令,G01,格式：,G01 X_ Z_ F_,；（模态）,说明：,1,）执行该指令时，刀具以坐标轴联动方式，从当前位置插补加工至目标点。移动路线为一直线。,2,）该指令为模态指令。其它说明与“,G00”,相同。,46,46/54,编程举例：命令刀具从点,A,直线插补至点,C,1,）绝对编程,N20G01 Z-30.F0.5,；刀具由点,A,直线插补至点,B,N30X60.Z-48.,；刀具由点,B,直线插补至点,C,2,）相对编程,N20G01 W-30.F0.5,；刀具由点,A,直线插补至点,B,N30U20.W-18.,；刀具由点,B,直线插补至点,C,47,47/54,G02,顺圆插补、,G03,逆圆插补,格式：,G02/G03 X_Z_R_F_,说明：,1)G02,为顺圆插补；,G03,为逆圆插补，用以在指定平面内按设定进给速度沿圆弧轨迹切削,;,2),圆弧顺时针（或逆时针）旋转判别方式为：利用右手定则为工作坐标系加上,Y,轴，沿,Y,轴正向往负向看去，顺时针方向用,G02,，反之用,G03,，以下列图：,图,2 G02/G03,插补方向,48,48/54,外圆粗车循环指令,G71,格式：,G71 U(d)R(e);,G71 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_ S_ T_;,说明,:,d,每一次背吃刀量（切削深度）,(1,0.8),；,e,每一次退刀量,(0.5),；,ns,精加工形状程序段中开始程序段号；,nf,精加工形状程序段中结束程序段号；,uX,轴方向精加工余量（,0.2,0.5,）；,wZ,轴方向精加工余量,(0.5,1),；,F,、,S,、,T,分别是进给量、主轴转速、刀具号地址符。,注意：,在次序号为,ns,到次序号为,nf,程序段中，不应包含,子程序。,49,49/54,G71,外圆粗加工示意图,AB,是粗加工后轮廓，为精加工留下,X,方向余量,u,、,Z,方向余量,w,，,AB,是精加工轨迹。,50,50/54,精加工循环指令,G70,格式：,G70 P(ns)Q(nf);,说明,:,1)ns,精加工形状程序段中开始程序段号；,2)nf,精加工形状程序段中结束程序段号；,3)G70,指令在粗加工完后使用。,51,51/54,第四节 编程实例,如图：毛坯外径为,25mm,，外圆车刀为,T0101,，切断刀为,T0404,，倒角,145,，换刀点为,X50,，,Z100,，编写程序。,52,52/54,O0001;,N10 G50 X50 Z100;,N20 M03 S560(S2)T0101;,N30 G00 X25 Z2;,N40 G71 U0.8 R0.5;,N50 G71 P60 Q150 U0.5 W0.2 F100;,N60 G00 X0;,N70 G01 Z0;,N80 G01 X8;,N90 G01 X10 Z-1;,N100 G01 Z-8;,N110 G01 X15 W-8;,53,53/54,N120 G01 Z-21;,N130 G03 X23 W-4 R4;,N140 G01 Z-35;,N150 G01 X25;,N160 G70 P60 Q150 F30;,N170 G00 X50 Z100;,N180 T0404;,N190 G00 X25 Z-31;,N200 G01 X0 F10;,N210 G00 X50;,N220 Z100;,N230 M05 T0100;,N240 M30;,54,54/54,