《數(shù)控編程技術(shù)》教案.ppt

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1、攀枝花學(xué)院機(jī)械工程系 二零零六年九月,班級(jí):機(jī)制,數(shù)控機(jī)床,第一節(jié) 概述,第二章 數(shù)控編程基礎(chǔ),第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,第六節(jié) 自動(dòng)編程簡(jiǎn)介,教案 2,第一節(jié) 概述,教案 2,數(shù)控編程的內(nèi)容：分析圖樣并確定加工工藝過(guò)程、 數(shù)值計(jì)算、編寫(xiě)零件加工程序、制作 控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)和試切削。 數(shù)控編程的步驟： 1.分析圖樣、確定加工工藝過(guò)程 2.數(shù)值計(jì)算 3.編寫(xiě)零件加工程序 4.制作控制介質(zhì) 5.程序校驗(yàn)和試切削,一.數(shù)控編程的基本概念,二.數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟,從零件圖樣到制成控制介質(zhì)的全部過(guò)程稱(chēng)為數(shù)控編程。,

2、第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),教案 2,1 程序的構(gòu)成 零件加工程序由程序號(hào)和若干個(gè)程序段組成。每個(gè)程序號(hào)由程序號(hào) 地址碼和程序的編號(hào)組成；每個(gè)程序段又由程序段號(hào)和若干個(gè)指令字組 成，每個(gè)指令字由字母、符號(hào)、數(shù)字組成。 2 程序段格式 程序段的長(zhǎng)短、字?jǐn)?shù)和字長(zhǎng)都是可變的，字的排列順序沒(méi)有嚴(yán)格要求， 不需要的字及與上一程序段相同的續(xù)效字可以不寫(xiě)。 程序段一般格式為： N G X Y Z F S T M； 程序段號(hào) 準(zhǔn)備功能 尺寸 進(jìn)給功能 主軸轉(zhuǎn)速 刀具功能 輔助功能 3主程序和子程序,一.程序的結(jié)構(gòu),第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),教案 2,1.坐標(biāo)軸的命名 坐標(biāo)軸采用右手直角笛卡爾坐標(biāo)系進(jìn)行命名。 1）坐

3、標(biāo)軸的命名規(guī)定,二.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),教案 2,2） 機(jī)床坐標(biāo)系的確定方法,（）Z軸,（）X軸,（）Y軸,（）A、B、C的轉(zhuǎn)向,（）附加坐標(biāo),第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),教案 2,2. 工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系 （1） 機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)及機(jī)床參考點(diǎn) （2） 編程坐標(biāo)系 （3） 工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn) （4） 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),教案 2,3.絕對(duì)坐標(biāo)系與相對(duì)坐標(biāo)系 （1）絕對(duì)坐標(biāo)系： 所有坐標(biāo)值均從坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系。所用的編程指令稱(chēng)為 絕對(duì)指令。絕對(duì)坐標(biāo)常用X、Y、Z代碼表示。 （2）增量坐標(biāo)系： 運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)值相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的坐

4、標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn) 是移動(dòng)的。所用的編程指令稱(chēng)為增量指令。增量坐標(biāo)常用U、V、W代 碼表示。 例：如圖加工直線AB， 在絕對(duì)坐標(biāo)系中表示B點(diǎn)坐標(biāo)值： XB30，YB50； 在增量坐標(biāo)系中表示B點(diǎn)坐標(biāo)值為： UB20，VB30,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),教案 2,4.最小設(shè)定單位與編程尺寸的表示法 （1）最小設(shè)定單位： 數(shù)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的最小位移量，又稱(chēng)脈沖當(dāng)量（0.010.0001）。 編程時(shí)，所有的編程尺寸都應(yīng)轉(zhuǎn)換成與最小設(shè)定單位相對(duì)應(yīng)的數(shù)量。 （2）編程尺寸有兩種表示法： 1） 以最小設(shè)定單位為最小單位來(lái)表示； 2） 以毫米為單位，以有效位小數(shù)來(lái)表示。 例：X=524.295，Y=36.52，最

5、小設(shè)定單位為0.01， 則： 1） 法表示：X52430 Z3652 2 ）法表示：X524.30 Z36.52,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),教案 3,程序段中的指令字可分為尺寸字和功能字（功能指令），功能指令 可分為：準(zhǔn)備功能G指令、輔助功能M指令，以及F、S、T指令。 1.準(zhǔn)備功能G指令 （1）準(zhǔn)備功能指令：使機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式的指令。 （2）模態(tài)代碼（續(xù)效代碼）：該代碼在一個(gè)程序段中被使用后就一直有效， 直到出現(xiàn)同組中的其它任一G代碼時(shí)才失效。 （3）非模態(tài)代碼（非續(xù)效代碼）：只在有該代碼的程序段中有效的代碼。 G指令通常位于程序段中尺寸字之前。 例 N010 G90 G00

6、X16 S600 T01 M03； N020 G01 X8 Y6 F100； N030 X0 Y0；,三.功能指令簡(jiǎn)介,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),教案 3,2.輔助功能M指令 （1）程序停止指令（M00） （2）選擇停止指令（M01） （3）程序結(jié)束指令（M02） （4）與主軸有關(guān)的指令（M03、M04、M05） （5）換刀指令（M06） （6）與切削液有關(guān)的指令（M07、M08、M09） （7）運(yùn)動(dòng)部件夾緊與松開(kāi)（M10、M11） （8）程序結(jié)束指令（M30） 3. F、S、T指令 用進(jìn)給速度指令用字母F及其后面的若干位數(shù)字來(lái) 表示，單位為mm/min或mm/r。 用字母S及其后面的若干位數(shù)字

7、來(lái)表示，單位為r/min 在自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床中，該指令用以選擇所需的刀 具號(hào)和刀補(bǔ)號(hào)。,（1）進(jìn)給速度指令。,（2）主軸轉(zhuǎn)速指令。,（3）刀具號(hào)指令。,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,教案 3,1.絕對(duì)坐標(biāo)指令與增量坐標(biāo)指令（G90、G91） G90絕對(duì)坐標(biāo)指令 G91增量坐標(biāo)指令 例 編制圖中的移動(dòng)量。 絕對(duì)尺寸指令：G90 G01 X30 Y50； 增量尺寸指令：G91 G01 X20 Y30； 或 G01 U20 V30； 2.坐標(biāo)系設(shè)定指令（G92） 例 設(shè)置圖中工件坐標(biāo)系 坐標(biāo)系設(shè)定指令：G92 X400 Z200； 3.坐標(biāo)平面選擇指令（G17、G18、G19） G17、G18

8、、G19指令分別表示在XY、ZX、YZ 坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行加工。其中，G17可缺省。,一.與坐標(biāo)系有關(guān)指令,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,教案 3,1.快速點(diǎn)定位指令（G00） G00使刀具以點(diǎn)位控制方式從其所在點(diǎn)以最快速度移動(dòng)到坐標(biāo)系的另一點(diǎn)。 書(shū)寫(xiě)格式: _ 目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo),2.直線插補(bǔ)指令（G01） G01用以指令兩個(gè)坐標(biāo)(或三個(gè)坐標(biāo))以聯(lián)動(dòng)的方式，按程序段中規(guī)定的 進(jìn)給速度F，插補(bǔ)加工出任意斜率的直線。 書(shū)寫(xiě)方式： 進(jìn)給速度 目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo),二. 運(yùn)動(dòng)控制指令,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,教案 3,(1)XY平面圓弧,(2)XZ平面圓弧,(3)YZ平面圓弧,3.圓弧插補(bǔ)指令（G02、G0

9、3） G02表示順時(shí)針圓弧插補(bǔ)；G03表示逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。 (1) 圓弧順、逆方向判斷：沿垂直于要加工的圓弧所在平面的坐標(biāo)軸從正 向往負(fù)向看，刀具相對(duì)于工件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針用G02，反之用G03。 (2) 書(shū)寫(xiě)格式為：,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,教案 3,例 編出加工圖所示零件程序。 1.使用絕對(duì)值且R方式： O0100 N0010 G92 X0 Y0； N0020 G90 G17 G00 X40 Y-40 S600 T01 M03； N0030 G01 X-80 Y-40 F200； N0040 G01 X-80 Y-20； N0050 G02 X-40 Y20 R40 F100；

10、 N0060 G03 X20 Y80 R60； N0070 G01 X40 Y80 F200； N0080 Y-40； N0090 G00 X0 Y0 M02；,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,教案 3,2.使用增量值且I、J方式： O0200 N0010 G92 X0 Y0； N0020 G91 G17 G00 X40 Y-40 S600 T01 M03； N0030 G01 X-120 Y0 F200； N0040 X0 Y20； N0050 G02 X40 Y40 I40 J0 F100； N0060 G03 X60 Y60 I0 J60； N0070 G01 X20 F200； N0

11、080 Y-120； N0090 G00 X-40 Y40 M02； 4.暫停(延遲)指令（G04） 書(shū)寫(xiě)格式為： G04 10,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,教案 4,1.刀具半徑補(bǔ)償指令（G41、G42、G40） 1.1 刀具半徑補(bǔ)償概念 實(shí)際的刀具都是有半徑的。使刀具的刀尖沿零件輪廓曲線加工，刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡即加工路線應(yīng)該與零件輪廓曲線有一個(gè)半徑值大小的偏移量。 使刀具的刀位點(diǎn)正確運(yùn)動(dòng)有兩種方式： 1) 加工前計(jì)算出刀位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡， 再編程加工； 2) 按零件輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編程， 由系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓和刀具半徑R 自動(dòng)計(jì)算出刀具中心軌跡。,三. 刀具補(bǔ)償指令,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編

12、程方法,教案 4,1.2 刀具半徑補(bǔ)償指令 G41為刀具左補(bǔ)償，指順著刀具前進(jìn)方向看，刀具偏在工件輪廓的左邊； G42為刀具右補(bǔ)償，指順著刀具前進(jìn)方向看，刀具偏在工件輪廓的右邊； G40為取消刀補(bǔ)。 書(shū)寫(xiě)格式： 1G41、G42與G00，G01配合使用。 2G41、G42與G02，G03配合使用。,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,教案 4,1.3 刀具半徑補(bǔ)償過(guò)程 刀具半徑補(bǔ)償執(zhí)行過(guò)程一般分為三步： (1)刀具補(bǔ)償建立 (2)刀具補(bǔ)償進(jìn)行 (3)刀具補(bǔ)償撤消 刀具補(bǔ)償功能還可以利用同一加工 程序去適應(yīng)不同的情況，如： 1利用刀具補(bǔ)償功能作粗、精加工余 量補(bǔ)償； 2刀具磨損后，重輸?shù)毒甙霃?，?/p>

13、必 修改程序； 3利用刀補(bǔ)功能進(jìn)行凹凸模具的加工。,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備功能指令編程方法,教案 4,例 銑削加工圖所示的輪廓，采用20的立式銑刀。 O0010 N010 G92 X0 Y0； N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01 S800 M03 M08； N030 G01 X80 Y0 F100； N040 G03 X40 Y40 I0 J40； N050 G01 Y60； N060 X-20； N070 G02 X-80 I-40； N080 G01 X-20； N090 Y-100； N100 G00 G40 X-70 Y-40 M05 M09 M02；,第三節(jié) 常用準(zhǔn)備

14、功能指令編程方法,教案 4,2.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令（G43、G44） 用于刀具軸向（Z方向）補(bǔ)償，可使刀具在Z方向上的實(shí)際位移大于 或小于程序給定值。即：,書(shū)寫(xiě)格式：,執(zhí)行結(jié)果： 正偏置G43：Z實(shí)際值=Z指令值+（H） 負(fù)偏置G44：Z實(shí)際值=Z指令值-（H） G40為取消刀補(bǔ)。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,教案 4,1數(shù)控加工工藝的內(nèi)容十分具體 通用機(jī)床上由操作工人在加工中靈活掌握并可通過(guò)適時(shí)調(diào)整來(lái)處理 的許多工藝問(wèn)題，在數(shù)控加工時(shí)轉(zhuǎn)變成為編程人員必須事先具體設(shè)計(jì)和 具體安排的內(nèi)容。 2數(shù)控加工的工藝處理相當(dāng)嚴(yán)密 在進(jìn)行數(shù)控加工的工藝處理時(shí)，必須注意到加工過(guò)程中的每一個(gè)細(xì) 節(jié)，考慮要十分嚴(yán)密

15、。編程人員不僅必須具備較扎實(shí)的工藝基礎(chǔ)知識(shí)和 較豐富的工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而且必須具有嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的工作作風(fēng)。,二. 數(shù)控編程中工藝處理的內(nèi)容,一. 數(shù)控加工工藝特點(diǎn),數(shù)控加工的合理性分析、零件的工藝性分析、工藝過(guò)程和工藝路線的 確定、零件安裝方法的確定、選擇刀具和確定切削用量。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,教案 4,1.合理確定零件的加工路線 零件的加工路線：數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于被加工零 件的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)方向。 確定加工路線的原則： 1應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求； 2應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動(dòng)時(shí)間； 3應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。,三. 數(shù)

16、控編程中工藝處理的幾個(gè)問(wèn)題,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,教案 4,2.合理選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn) (1)刀位點(diǎn)：用來(lái)表示刀具在機(jī)床上的位置。 如圖,立銑刀指刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)，球頭銑刀指球頭銑刀的球心， 車(chē)刀和鏜刀指刀尖，鉆頭指鉆尖。,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,教案 4,刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置，用符號(hào) 表示。,在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。用符號(hào) 表示。,選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則： 1.要便于數(shù)學(xué)處理和簡(jiǎn)化編程； 2.在機(jī)床上找正容易，加工中檢查方便； 3.引起的加工誤差小。,(2)起刀點(diǎn) (對(duì)刀點(diǎn)、程序起點(diǎn))：,(3)換刀點(diǎn)：,第四節(jié) 數(shù)控編程的工藝處理,教案 4,3.合

17、理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量 (1)選用和設(shè)計(jì)夾具應(yīng)遵循的原則 (2)數(shù)控加工的刀具要求精度高、剛性好、耐用度高、尺寸穩(wěn)定、 安裝調(diào)整方便，因而需采用優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選 刀具參數(shù)。 (3) 選擇切削用量的原則,四. 合理編制工藝文件,數(shù)控加工工藝文件主要有：工序卡、刀具調(diào)整單、零件的加工程序單等。 1. 工序卡 2. 刀具調(diào)整單 3. 機(jī)床調(diào)整單 4. 數(shù)控加工程序單,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,教案 5,1.基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的計(jì)算 基點(diǎn)：構(gòu)成零件輪廓的兩相鄰幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)。 節(jié)點(diǎn)：在誤差允許范圍內(nèi)，逼近非圓曲線的若干個(gè)直 線段或圓弧段的交點(diǎn)。 2.刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算 刀位點(diǎn)

18、運(yùn)動(dòng)軌跡與零件輪廓曲線不完全重合，對(duì) 沒(méi)有刀具半徑補(bǔ)償功能的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，編程 時(shí)需計(jì)算出刀位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡。 3.輔助計(jì)算 輔助計(jì)算包括：輔助程序計(jì)算、脈沖數(shù)計(jì)算、 尖角過(guò)渡計(jì)算、增量計(jì)算。,一. 數(shù)值計(jì)算的主要內(nèi)容,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,教案 5,方法：選定零件坐標(biāo)系，列出各直線和圓弧的解析方程：,將兩相鄰幾何元素的方程聯(lián)立起來(lái)，可解出各交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)。 若數(shù)控機(jī)床沒(méi)有刀具半徑補(bǔ)償功能，由直線和圓弧組成的零件輪廓， 需要根據(jù)零件輪廓和刀具半徑計(jì)算出刀位點(diǎn)軌跡上的基點(diǎn)坐標(biāo)。 方法為：選定零件坐標(biāo)系，列出各直線和圓弧的等距線解析方程：,將兩相鄰幾何元素的等距線方程聯(lián)立起來(lái)，可求出刀位點(diǎn)軌跡

19、的基點(diǎn)坐 標(biāo)值。,二. 直線和圓弧組成的零件輪廓的基點(diǎn)計(jì)算,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,教案 5,1以起點(diǎn)A為圓心，以 為半徑作圓,2求PT的斜率以下方程聯(lián)立求,點(diǎn)坐標(biāo):,、,則,三. 非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算,a）基本原理,b) 計(jì)算步驟,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,教案 5,3.過(guò)A點(diǎn)與直線PT平行的直線方程為：,4.與曲線聯(lián)立求解B點(diǎn),5.按以上各步驟依次求得各節(jié)點(diǎn)C，D。 c）特點(diǎn) 各程序段誤差均相等，程序段數(shù)目最少，但數(shù)值計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜， 需借助計(jì)算機(jī)。,第五節(jié) 編程中的數(shù)值計(jì)算,教案 5,數(shù)控加工誤差數(shù)加是由編程誤差編、機(jī)床誤差機(jī)、 定位誤差定、對(duì)刀誤差刀等誤差綜合形成。 即：數(shù)加=f(編+

20、機(jī)+定+刀) 其中： （1）編程誤差編由逼近誤差、圓整誤差組成。 （2）機(jī)床誤差機(jī)由數(shù)控系統(tǒng)誤差、進(jìn)給系統(tǒng)誤差等原因產(chǎn)生。 （3）定位誤差定是當(dāng)工件在夾具上 定位、夾具在機(jī)床上定位時(shí)產(chǎn)生的。 （4）對(duì)刀誤差刀是在確定刀具與工件 的相對(duì)位置時(shí)產(chǎn)生。,四.數(shù)控加工誤差的組成,第六節(jié) 自動(dòng)編程簡(jiǎn)介,教案 5,1. 自動(dòng)編程的類(lèi)型及特點(diǎn) (1)語(yǔ)言式自動(dòng)編程 2. 自動(dòng)編程系統(tǒng)的信息處理過(guò)程 (1)語(yǔ)言式自動(dòng)編程系統(tǒng)的信息處理過(guò)程 (2)圖形交互式自動(dòng)編程系統(tǒng)的信息處理過(guò)程 3. 自動(dòng)編程的發(fā)展趨勢(shì) (1)發(fā)展具有完善的工藝處理功能的自動(dòng)編程 (2)實(shí)物模型自動(dòng)編程 (4)在線編程,一.數(shù)控編程的方法,二.自動(dòng)編程,1.手工編程,2. 自動(dòng)編程,(2)圖形交互式自動(dòng)編程,(3)語(yǔ)音式自動(dòng)編程,(5)視覺(jué)編程,數(shù) 控 機(jī) 床,下課啦，休息一下 *-*,