数控技术第二章.ppt

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,程序语言,大部分,指令已经,标准化（），有些尚没标准化，不同类型的数控系统不完全相同,。,按图纸要求制定工艺路线，选择刀,具及合理切削参数，确定机床辅助动作，计算刀具运动轨迹（端点坐标），用数控代码及编程规则编程。,编程,步骤：,分析零件图纸：1、几何形状尺寸,2、技术要求（尺寸、位置、形状公差）,3、加工内容（加工、非加工表面）,工艺处理：1、加工方案,2、加工顺序,3、定位基准与夹紧方案的确定,;,4、选择（设计）夹具,5、选择刀具,6、确定对刀点和换刀点;,对刀,7、走刀顺序,8、合理的切削用量,9、量具选择,原则：保证生产率和加工精度、尽可能一次装夹完成全部加工、减少辅助时间、经济性能好,刀位点,数学处理：1、建立合适的坐标系,2、计算刀具轨迹,a)起点、终点,b)离散点（可用圆弧、直线拟合）,编程：根据加工路线用数控代码编程。,方法：1、手工编程,2、,自动编程,输入：通过键盘、纸带、通信,检查、试切：刀空走、模拟软件、以笔代刀、塑料,或木材代替钢材,第二节 数空机床编程基础知识,程序结构与格式,程序名,程序体程序结束,程序段组成,程序名：以O（,FANUC）,或%（,西门子）,开头+若干数字,放在程序的开头。为了能在存储器中找到该程序，每个程序都要有一个程序名。不同的数控系统有不同规定。,程序段：/NXXXX G00 X 100 Y30 Z 5 M3 S560；（*、LF）,/选择程序段跳过字符,NXXXX 程序段序号,G00 准备功能代码,X Y Z 坐标轴移动字,M3 辅助功能代码、S主轴转速、；程序段结束,其中：O2001是程序名,N020是程序段号,O2000l,N010 G91 M03 S650;,N020 G00 X100.000 Y80.00;,N080 G01 X120 Y100 F150,N100 X150.000 Y110.000;,N110 M02;,注：,程序段号,在大部分数控系统中，采取对所有的程序段进行标号方式，也可以只对一些特定的程序段标号.,程序段标号方便对,程序段查找,；,对于进行,程序跳转,来说，程序段标号是必须的；,程序段标号与程序的执行顺序无关，不管有无标号，程序都是按排列的先后次序执行；,通常编程时标号是按程序的排列次序给出。,；程序段的结束符号，有些系统使用“*”号或“LF作结束符号。,任何一个程序段都必须有结束符号，没有结束符号的程序语句是错误语句。,数控机床常用代码,在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式方面，国际上已经形成了两个通用的标准。,国际标准化组织,(ISO-International standard organization),美国电子工业学会,(EIAElectronic industries association),标准,我国机械工业部根据ISO标准制定JB3051,82数字控制机床坐标和运动方向的命名,等国家标准。,通过把工件放在坐标系中确定工件的加工轨迹，编制零件加工程序。,I、J、K：圆弧中心坐标，圆弧的圆心对起点的增量坐标，分别对应于X、Y、Z坐标。,X、Y、Z：X、Y、Z方向的主运动,U、V、W：分别对应平行X、Y、Z坐标的,第二 坐标,P、Q、R：分别对应平行X、Y、Z 坐标的,第三坐标,A、B、C：分别对应绕X、Y、Z坐标 的,转动坐标,D：特殊坐标角度尺寸或第三进给速度,E：特殊坐标角度尺寸或第二进给速度,H、L：永不指定,D和H 有的系统用作补偿功能,5、,刀具功能,：T06,功能字,1、准备功能G00-G99,100个分成若干组,模态指令：一旦执行一直有效直到被取消或同组,指令代替。,非模态指令：只在其所出现程序段内有效。,2、,坐标字（号）号可省略,、,、,等,3、进给速度或时间功能F：mm/min;s,4、,主轴转速：,第三节 坐标系,坐标轴的运动方向及其命名,数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统.,7、刀具偏置 D 或H,数控机床的每个进给轴,(,直线进给、圆进给,),定义为坐标系中的一个坐标轴。,6、,辅助功能,轴平行于主轴中心线，多主轴时应选,择垂直于工件装夹面的主轴为轴,。,轴平行于工件装夹面且与主进给平行。,机床上某一部件运动正方向是增大工件,与刀具之间距离的方向。,机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。,注：多数机床开动后首先应完成回参考点。,坐标系,1、机床坐标系,原点在机床上某一点（固定不变，出厂前已设置好）坐标系，是数控编程时移动方向和距离的编程,基准。,上电后由机床回参考点操作建立的，一旦,建立除受断电影响外，不受程序和设定新坐,标系的影响。,在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与,主轴中心线的交点处,，,同时，通过设置参数的方,法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限,位置上。,在数控铣床上，机床原点一般取在,X,、,Y,、,Z,坐标的正方向极限位置上,。,通常在数控铣床上机床原点和机床参考,点是重合的；而在数控车床上机床参考点是,离机床原点最远的极限点。下图为某数控车,床的参考点与机床原点。,注：有的系统使用机床坐标系指令G53,确定工件坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置，但在工件装好后需要测量机床坐标系原点和工件坐标系原点的距离，并在数控系统中预先设定，其设定值叫工件零点偏置。,2、工件坐标系,工件坐标系是编程时使用的坐标系，以工件上某一点为坐标原点（一般为设计基准），简化编程（坐标计算、缩短程序长度）。,1、,采用零点偏置方式指令,G54-G59（一般称,预置工件坐标系）,如：G54,2、设定工件坐标系G92,工件坐标系的原点可设定在相对于刀,具起始点的某一符合加工要求的空间点上。,G92 X a Y b Z c,注：刀具不运动,G52 X Y Z；,执行指令后使工件坐标系零点从原来位,置偏移 X Y Z 距离,G52 X50 Y50；,原始工件坐标系,G52,偏置 后工件坐标系,50,50,3、工件坐标系的零点偏置(局部坐标系）,注：用于G54-G59,坐标值,绝对值,使用某一坐标系刀具点（轨迹端点）,对原点坐标值,A点：X10 Y12 B点：X30 Y37,增量值,走刀轨迹端点相对上一个轨迹端点的坐标值,二者均为模态指令,A点相对O点：X10 Y12 ；B点相对A点：X20 Y25,第四节 常用编程指令,1、快速定点位,G00 X Y Z,；模态,G90 G00 X Y Z;,G91 G00 X Y Z;,G,功能指令,以机床制造厂对每个单轴设定速度参数移,动，先加速后减速，轨迹可单轴或合成直线,运动。,G90 G00 X20 Y30；,G91 G00 X-10 Y-20；,2、,直线插补指令,绝对方式编程：,G90 G01 X10 Y10 F100,；,增量方式编程：,G91G01X-10 Y-20 F100,；,G01 X Y Z F ；,G90 G01 X Y Z F ；,G91,3、,圆弧插补指令,G02,为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。,G02 X Y I J(R)F,；,G03,为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。,G03 X Y I J(R)F,；,其中：,X、Y、Z的值是指圆弧插补的终点坐标值；,I、J、K是指圆心,相对,圆弧起点的增量坐,标，与G90,G91无关；,R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角,180,o,时，R值为正，,当圆弧的圆心角180,0,时，R值为负。,例：在,下,图中，当圆弧A的起点为P,1,，终点为P,2,，,圆弧插补程序段为：,G02 X321.65 Y280 I40 J140 F50,或：G02 X321.65 Y280 R-145.6 F50,当圆弧A的起点为P,2,，终点为P,1,时，圆弧插补程,序段为：,G03 X160 Y60 I-121.65 J-80 F50,或：G03 X160 Y60 R-145.6 F50,4、坐标平面选择指令,坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。,G17,表示选择,XY,平面,G18,表示选择,ZX,平面,G19,表示选择,YZ,平面,数控车床默认在,ZX,平面内加工，数控铣床,默认在,XY,平面内加工。,圆弧插补在各个平面方向,XY平面：G17 G02 X Y I J(R)F,；,G17 G03 X Y I J(R)F,；,ZX平面：G18 G02 X Z I K(R)F,；,G18 G03 X Z I K(R)F,；,YZ平面：,G19 G02 Z Y J K(R)F,；,G19 G03 Z Y J K(R)F,；,50,80,100,N1 G92 X50000 Y80000；,1、N2 G90 G02 X150000 Y80000 I50000 J0 F100；,2、N2 G90 G02 X150000 Y80000 I50000 F100；,3、N2 G90 G17 G02 X15000 I50000 F100；,5、暂停,G04 F ；S,有系统使用P（ms),6、刀具半径补偿（偏置）,在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算刀具中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能，见,下,图。,指令G41、G42、G40,G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工,件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零,件左侧的刀具半径补偿，见,下,图。,G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工,件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零,件右侧的刀具半径补偿，见,下,图。,G40 为补偿撤消指令。,程序格式：,G00 G41/G42,DXX,X Y,；,/建立补偿程序段,/轮廓切削程序段,G00 G40 X Y,；,/补偿撤消程序段,或,G00 G41/G42,D,00,X Y,；,其中：,G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线段的终点坐标值；,如果用D00也可取消刀具半径补偿,G40程序段中的X、Y值是撤消,补偿直线段的终点坐标；,D为刀具半径补偿代号地址字，,后面一般用两位数字表示代号，代,号与刀具半径值一一对应。,编制数控程序时，如果使用,G40,、,G41,、,G42,指令，那么我们要了解和掌握补偿指令的组成及使用规则。下面以一个例子来说明补偿,指令的各个阶段。,O0002,；,N10 G90 G54 G17 G00 X0 Y0,；,N20 S1000 M03,；,N30 G41 D01 X20 Y20,；,刀补建立,N40 G01 Y50 F100,；,刀补进行,N50 X50,；,N60 Y20,；,N70 X20,；,N80 G00 G40 X0 Y0 M05,；刀补取消,N90 M30,；,刀具半径补偿建立时，一般是直线且为空行程，以防过切。以G42为例，其刀具半径补偿建立见下图。,从上面可以看出，刀具半径补偿分三个阶段：）建立）执行）取消,建立刀补过切现象,刀具半径补偿结束用G40撤销，撤,销时同样要防止过切，如下图。,撤消刀补过切现象,注意：,1）建立补偿的程序段，必须是在,补偿平面内不为零的直线移动段。,2）建立补偿的程序段，一般应在,切入工件 之前完成。,3）撤销补偿的程序段，一般应在,切出工件之后完成。,应用刀具半径补偿指令加工时，刀具的中心始终与工件轮廓相距一个刀具半径距离。当刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径变小，只需在刀具补偿值中输入改变后的刀具半径，而不必修改程序。,刀具半径补偿的其它应用,在采用同一把半径为R的刀具，并用同一个程序进行粗、精加工时，设精加工余量为，则粗加工时设置的刀具半径补偿量为R+，精加工时设置的刀具半径补偿量为R，就能在粗加工后留下精加工余量，然后，在精加工时完成切削。,7、,刀具长度补偿指令,使用刀具长度补偿指令，在编程时不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。,当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具。,G43 为正补偿，即将Z坐标尺寸字与H代码中长度补偿的量相加，按其结果进行Z轴运动。,G44 为负补偿，即将Z坐标尺寸字与H中长度补偿的量相减，按其结果进行Z轴运动。,G49为撤消补偿。,编程格式为：,G00,G43/G44,Hxx,Z/,建立补偿程序段,/,切削加工程序段,00,G49,/,补偿撤消程序段,或43/G44,H00,8、刀具位置偏置G45-G48(非模态）,G45 G00/G01/G02/G03 坐标字,DXX,；,增加一个刀 具偏移量的移动距离,G46 G00/G01/G02/G03 坐标字,DXX,；,减少一个刀具偏移量的移动距离,G47 G00/G01/G02/G03 坐标字,DXX,；,增加二个刀具偏移量的移动距离,G48 G00/G01/G02/G03 坐标字,DXX,；,减少二个刀具偏移量的移动距离,40,20,N13,N12,R30,N11,N10,N9,N8,R30,N7,N6,N5,N4,N3,N2,N1,N14,30,30,40,50,35,40,例：,N1 G91 G46 G00 X35.0 Y20.0,D01,；,N2 G47 G01 X50.0 F120.0；,N3 Y40.0；,N4 G48 X40.0；,N5 Y-40.0；,N6 G45 X30.0；,N7 G45 G03 X30.0 Y30.0 J30.0；,N8 G45 G01 Y20.0；,N9 G46 X0；运动量为零，,刀具向-X方向移动一个刀偏值；,N10 G46 G02X-30.0 Y30.0 J30.0；,N11 G45 G01 Y0；运动量为零，,刀具向+Y方向移动一个刀偏值；,N12 G47 X-120.0,N13 G47 Y-80；,N14,G46 G00 X-35.0 Y-20.0,N15 M02,刀具：,20,刀偏号：01,刀偏,值：+10,N1 M06 T01；换刀T01,N2 G91 G46 G00 X20 Y40,D01,；OA,N3 G47 G01 Y30 H01 F100；AB,N4 G47 X30；BC,N5 Y-15；CD,N6 G48 X40；DE,N7 Y15；EF,N8 G47 X20；FG,N9 G47 Y-30；GH,N10 G47 X-90；HA,N11 G46 G00 X-20 Y-40；AO，取消偏置,N12 M02；程序结束,根据图编程，假设：D01=5mm,程序段 解 释,N1 G90 G00 XO YO；确定XO YO为当前位置,N2 G00 G42 D01 X20 Y20；快速到开始点和设补偿方向向右,N3 G01 X70 F100；加工AB段,N4 G03 X82.99 Y42.5 R15；加工BC段,N5 G01 X72.99 Y62.5；加工CD段,N6 G03 X59.33 Y66.16 R15；加工DE段,N7 G02 X38.521 Y69.797 R16；加工EF段,N8 G01 X20 Y95；加工FG段,N9 Y71.18；加工GH段,N10 G02 Y48.82 R15；加工HI段,N11 G01 Y20；加工IA段,N12 G00 G40 XO YO；快速到起始，注销补偿,N13 M30；程序结束,9、切削螺纹G33,G33 X（Y）Z F；,F：导程,直螺纹 X Y省略,10、返回参考点G28和从参考点返回G29,G28 X Y,XY 为通过的中间点（指令执行完，回参考点指示灯亮）,G29 X Y ；X Y为返回目标点,M00 程序停止,M,功能,M01 计划停止,必须在操作面板上预先按,下“任选停止”按钮，当执行完编有,M01,指令,的程序段后，程序就停止运行。如果不预先,按下“任选停止”按钮，则,M01,指令不起作用，程序继续执行。,可以使用开关或I/O,M01 KXX（KXX）为节点编号,M02 程序结束,M30 程序结束 纸带返回,M19 主轴定向停止,M07 M08 2、1冷却液开,M06 换刀,M03 M04 M05 主轴正、反、停,（制动、关冷却液）,M06为自动换刀指令，与T功能指令一起使用。在FANUC系统中，指令换刀如下：,N10 G91G28Z0M05；Z轴回到参考点(换刀位置),N20 T_;指定第一把刀,N30 M06;把第一把刀换到主轴上,省略的加工程序,N50 G91G28Z0M05；Z轴回到参考点(换刀位置),N60 M06;把第一把刀放回刀库原位置,N70 T_;指定第二把刀,N80 M06;把第二把刀换到主轴上,省略的加工程序,第五节 子程序和固定循环,一、子程序,（一）子程序的格式,O*,；,子程序,.,子程序主体,.,M99；,子程序结束指令,（二）子程序调用,M98 P*；,*为次数,注意，在子程序中，如果控制系统在读到M99,以前读到M02或M30，则程序停止。,O2000;,M98P13000;,M99;,O0001;,M98P11000;,M30;,O1000;,M98P12000;,M99;,（三）子程序嵌套,二、固定循环,对于加工工艺顺序固定不变如钻孔、镗孔、攻丝等加工工艺，变化只是坐标尺寸、移动速度、主轴转速等，可以使用系统的固定循环。,、镗削固定循环,准备：,设定工件坐标系,把刀具从基准点（换刀点）移到初始平 面，建立刀具补偿（长度）,循环：,快进到平面,平面工进到平面,刀尖需要时再孔底停留几秒中,刀尖返回平面或初始平面,（返回平面，返回初始平面）,镗孔循环，无延时工退,镗孔循环，有延时工退,格式 ,初始点位置,孔底坐标值（用增量方式时是孔底到平 面增量值）,值是点坐标值（增量方式是平面到初 始点增量值）,停留时间（）,L循环次数（时不循环，为可省,）,G80 注销循环和刀具长度补偿,加工图中的100孔，刀具长度为 150mm，令 H01=150，,程序如下：,绝对方式：,N1 G92 X-600 Y450 Z500；设定工件坐标系,N2 G90 G00 G43 H01 Z100 M03 S500；建立刀具长度偏置,N3 G99 G85 XO YO Z-30 R5 F100；刀具快移到初始平面，加100孔，,加工到孔底后用工进速度返回R点,N4 G80 G00 H00 Z500 M05；取消刀具长度偏置，取消固定循环,N5 G28 XO YO；返回基准点,N6 M00；程序停止,相对方式：,N1 G92 X-600 Y450 Z500；设定工件坐标系,N2 G91 G00 G43 H01 Z-400 M03 S500；建立刀具长度偏置,N3 G99 G89 X600 Y-450 Z-35 R-95 P3000 F100；刀具移到初始点，加工100孔，,孔底停3s，工退到R点,N4 G80 G00 H00 Z495 M05；取消固定循环，取消长度偏置,N5 G28 XO YO；返回基准点,N6 M00；程序停止,镗孔循环（,G86,）,G86 X,_,Y,_,Z,_,R,_,F,_L_,；,G86程序段中字的意义与G85，G89相同。G86与G85的运动区别是G86方式加工到孔底时主轴停转，快退到R平面（用G99指令时）。或快退到初始面（用G98指令时）后，主轴自动启动。,钻削循环（,G81、G82,）,G81X,_,Y,_,Z,_,R,_,F,_L_,；,钻孔循环、不延时、快退,G82X_Y_Z_R_P_F_L_,；,钻孔循环、延时、快退,内螺纹攻螺纹程序,数控机床攻螺纹时是将丝锥装在主轴上，主轴的转速和进给速度的对应关系，应和丝锥导程一致。普通攻螺纹时，丝锥可浮动，以便攻螺纹时丝锥按螺纹导程自由进给。,G84右旋螺丝攻螺纹循环指令,G74左旋螺丝攻螺纹循环指令,格式：G84 X_Y_Z_R_ P_ F_L_；,G74 X_Y_Z_R_ P_ F_L_；,P,字为主轴更换旋转方向时的停留时间，这时主轴停转，主轴换向点有孔底和孔上两点，,F,字为每转进给量，等于螺纹导程。其余字的意义与前述相同。,例:如图所示零件，进行打中心孔、钻孔、攻螺纹等加工。,主程序为,O,0003；,钻中心孔、钻孔、,倒角、,攻螺纹；钻孔位置,子程序分别为,O,0100、,O,0200、,O,0300、,O,0400和,O,0500号。工件坐标系的原点为W，固定循环的初始平面为Z=250，R点平面为Z=2，,钻通孔钻头伸出量为,2，,中心孔的孔深为,1,.5,，倒角,深度为,1，其它尺寸如图。,刀具:T01（,中心钻,）,T02（,8.5,钻头,）,T03（倒角,钻头,）,T04（M10丝锥）,O0003；主程序,N10 G54 G90 G00X0 Y0 Z250.0；选择工件坐标系，快进到换刀点,N15 T01 M06；换上01号刀具中心钻,N20 S1500 M03 M08；启动主轴，开冷却液,N25 M98 P0100；,在四个孔中心孔位置打中心孔,N30 T02 M06；换02号刀具,8.5钻头,N35 S1000 M03 M08；启动主轴，开冷却液,N40 M98 P0200；,钻四个孔,N45 T03 M06；换03号刀具倒角,N50 S1500 M03 M08；启动主轴，开冷却液,N55 M98 P0300；,给每个孔倒角,N60 T04 M06；换04号刀具M10丝锥,N65 S200 M03 M08；启动主轴，开冷却液,N70 M98 P0400；,对四个孔攻丝,N75 G28；返回参考点,N80 M30；主程序结束,O0100；,钻中心孔子程序,N85G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.5F100；,钻中心孔循环，钻第1个孔的中心孔,N90 M98 P0500；,调用孔位置子程序（,二,级调用），钻2、3、4孔的中心孔,N95 M99；,O0200；,钻孔子程序,N100G99G81X-40.0Y0R2.0Z-17.0F100；,钻第1个孔,N105 M98 P0500；,调用孔位置子程序，钻2、3、4孔,N110 M99；,O0300；,倒角子程序,N115 G99G81X-40.0Y0.R2.0Z-1.0F200；,第1个孔倒角,N120 M98 P0500；,调用孔位置子程序，对2、3、4孔倒角,N125 M99；,O0400；,攻丝子程序,N130 G99G84X-40.0Y0R2.0Z-17.0F100；,攻第1个孔,N135 M98 P0500；,调用孔位置子程序，对2、3、4孔攻丝,N140 M99；,O0500；,位置子程序,N150 X0 Y40.0；,第2个孔的位置,N155 X40.0 Y0；,第3个孔的位置,N160 X0.0 Y-40.0；,第4个孔的位置,N165 M99；,