《計(jì)算機(jī)輔助制造》PPT課件.ppt

《《計(jì)算機(jī)輔助制造》PPT課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《計(jì)算機(jī)輔助制造》PPT課件.ppt（111頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、見習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)工程師資格考試培訓(xùn)課程,第4章 計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù),4.1 計(jì)算機(jī)輔助制造概述 4.2 CAM的支撐系統(tǒng) 4.3 數(shù)控加工技術(shù) 4.4 網(wǎng)絡(luò)化CAM實(shí)例 4.5 Cimatron NC,考試內(nèi)容,1）掌握CAM概念和數(shù)字化制造的概念。 2）熟悉CAM支撐系統(tǒng)中硬件和軟件的組成。 3）熟悉數(shù)控加工的概念、數(shù)控裝置的類型。 4）掌握數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理；數(shù)控裝置硬件結(jié)構(gòu)及內(nèi)容。 5）熟悉數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。 6）熟悉數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟。 7）掌握零件數(shù)控編程的方法、內(nèi)容和基本過程。 8）熟悉數(shù)控編程程序段的格式以及主要G、M代碼的含義，能手工編制簡單工件的數(shù)控加工程序。,知識要

2、點(diǎn),1、CAM概述 中英文定義 數(shù)字化制造概念 2、CAM軟硬件系統(tǒng)組成 軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)、支撐、應(yīng)用軟件 硬件系統(tǒng)：主機(jī)、存儲器、I/O設(shè)備、接口等 3、數(shù)控加工技術(shù) 概念，兩種類型：NC式、CNC式 數(shù)控機(jī)床組成（6部分）及工作原理 數(shù)控裝置硬件結(jié)構(gòu)（5個(gè)部分） CNC裝置的主要作用（9個(gè)部分） 控制類型與插補(bǔ)類型 4、數(shù)控編程 數(shù)控編程基本內(nèi)容 基本步驟 兩種方法 程序段的格式 G、M代碼的含義： G代碼：G00、G01、G02、G03、G40、G41、G42、G90、G91、G92 M代碼：M00、M02、M03、M04、M05、M06、M19 其他：N（順序號），F(xiàn)（第一進(jìn)給速度），S

3、（主軸速度），T（第一刀具），XYZ（基本尺寸），UVW（平行于XYZ軸的第二尺寸）,第6章,4.1 計(jì)算機(jī)輔助制造概述,CAM（Computer Aided Manufacturing)的概念,兩方面：狹義NC編程，即數(shù)控加工； 廣義包括狹義定義的所有內(nèi)容外，還包括制造活動(dòng)中與物流有關(guān)過程（如加工、裝配、存儲、檢驗(yàn)、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。,CAM常與CAD結(jié)合，使設(shè)計(jì)師與工藝師在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助下，完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造工作。,數(shù)字化制造,第6章,數(shù)字化制造是用數(shù)字定量、表述、存儲、處理 和控制產(chǎn)品生產(chǎn)的方法，支持產(chǎn)品全生命周期和企業(yè)的全局優(yōu)化運(yùn)作。它是CAD/CAM/CAE集成化技術(shù)，是

4、以MRPII（Manufacture Resource Planning)、MIS (Manufacture Information System)、PDM為主體的制造信息支持系統(tǒng)。 數(shù)字化技術(shù)使CAM得到更廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床就是CAM與數(shù)字化制造的應(yīng)用典型。,網(wǎng)絡(luò)化制造,第6章,網(wǎng)絡(luò)化制造Networked-Manufacturing System (NMS) 是一種由多種、異構(gòu)、分布式的制造資源，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的開放式、多平臺、相互協(xié)作的，能及時(shí)靈活地響應(yīng)客戶需求變化的制造系統(tǒng)，是一種面向群體協(xié)同工作并支持開放集成的系統(tǒng)。 基本目標(biāo)：將分散的制造系統(tǒng)/企業(yè)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接到一起，

5、以提高各個(gè)制造系統(tǒng)/企業(yè)間的信息交流與合作能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造資源的共享。,網(wǎng)絡(luò)化CAM技術(shù)主要包括：異地加工、基于Web的數(shù)控加工仿真、數(shù)控代碼的網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)、數(shù)控加工信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?第6章,4.2 CAM的支撐系統(tǒng),CAD/CAM系統(tǒng),硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),計(jì)算機(jī),外圍設(shè)備,應(yīng)用軟件,支撐軟件,系統(tǒng)軟件,（主機(jī)、存儲器、I/O及其它通信接口）,1、計(jì)算機(jī)分析軟件（如ANSYS、ADAMS等） 2、圖形支撐軟件（如AUtoCAD、CATIA、IDEAS等） 3、數(shù)據(jù)庫管理軟件（如Foxpro、Oracle 、Sybase等） 4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作軟件,（操作系統(tǒng)和語言編譯系統(tǒng) 如VB、C+等）,第

6、6章,應(yīng)用：,CAD/CAM廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的全過程。 Pro/E、UG、Solidworks、CATIA等軟件都具有CAD/CAM功能，在三維設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)上，可在加工模塊經(jīng)過一系列加工表面的設(shè)置，生成零件的加工走刀軌跡和數(shù)控加工代碼，可以將該數(shù)控代碼輸入數(shù)控系統(tǒng)中加工出所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品零件。,數(shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn),數(shù)控技術(shù)是數(shù)字化制造和制造自動(dòng)化的核心技術(shù)支撐,1、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 1952年 美國Parsons 沿圓弧運(yùn)動(dòng)的稱為圓弧插補(bǔ);沿螺旋線運(yùn)動(dòng)的稱為螺旋線插補(bǔ)等。,逐點(diǎn)比較法,基本原理：計(jì)算機(jī)在控制加工軌跡的過程中， 每走一步都要和規(guī)定的軌跡相比較，由比較結(jié)果 決定下一步的移動(dòng)方向。逐點(diǎn)

7、比較法既可以做直 線插補(bǔ)又可以做圓弧插補(bǔ)。 特點(diǎn)是：運(yùn)算直觀，插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖當(dāng) 量，輸出脈沖均勻，而且輸出脈沖的速度變化 小，調(diào)節(jié)方便，因此在兩坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用較 為普遍，這種方法每控制機(jī)床坐標(biāo)進(jìn)給一步，都 要完成四個(gè)工作節(jié)拍。,逐點(diǎn)比較法的四個(gè)工作節(jié)拍,直線插補(bǔ)：,1）如何進(jìn)行偏差計(jì)算。第一象限內(nèi)。編程時(shí)，給出要加工直線起點(diǎn)和終點(diǎn)。如果以直線的起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)為（Xe,Ye），插補(bǔ)點(diǎn)坐標(biāo)為（X，Y），如圖2.5所示，則以下關(guān)系成立： 若點(diǎn)（X，Y）在直線上，則 ：XeY - YeX = 0若點(diǎn)（X，Y）位于直線上方，則Xe Y- Ye X0若點(diǎn)（X，Y）位于直線下方，則 Xe

8、Y - Ye X0，下一步向+X方向運(yùn)動(dòng)； 3）當(dāng)點(diǎn)在直線下方時(shí)，F(xiàn)0的情況， 繼續(xù)向+X方向運(yùn)動(dòng)。 這樣從原點(diǎn)出發(fā)，走一步判別一次F， 再走一步，所運(yùn)動(dòng)的軌跡總在直線 附近，并不斷趨向終點(diǎn)。最后進(jìn)行終點(diǎn)判別， 其誤差小于一個(gè)脈沖當(dāng)量。,圖2.5 逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ),1按工藝用途分類 一般數(shù)控機(jī)床、帶自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床、多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床等。,2按加工路線分類 點(diǎn)位控制、點(diǎn)位直線控制、輪廓控制數(shù)控機(jī)床,3按有無控制裝置分類 開環(huán)控制和閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床,數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和分類,分類,特點(diǎn)及應(yīng)用,（1）可以加工具有復(fù)雜型面的工件 （2）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 （3）生產(chǎn)率高 （4）改善勞動(dòng)條件 （5）有

9、利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化,1數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn),特點(diǎn)及應(yīng)用,2數(shù)控機(jī)床的適用范圍,（1）多品種、單件小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件； （2）幾何形狀復(fù)雜的零件； （3）精度及表面粗糙度要求高的零件； （4）加工過程中需要進(jìn)行多工序加工的零件； （5）用普通機(jī)床加工需要昂貴工裝設(shè)備（工具、夾具和模具）的零件。,數(shù)控編程,1、何為數(shù)控編程？,所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。,數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié),編程員的高素質(zhì),機(jī)械加工工藝、機(jī)床、刀夾具、數(shù)控系統(tǒng)的性能、熟悉工廠的生產(chǎn)特點(diǎn)和生產(chǎn)習(xí)慣等。,2、

10、 數(shù)控編程的主要內(nèi)容？,包括： 分析零件圖紙、確定加工工藝過程、計(jì)算走刀軌跡、得出刀位數(shù)據(jù)、編寫零件加工程序、制作控制介質(zhì)、校對程序及首件試加工。,3、 數(shù)控編程的步驟？,1、編程人員首先據(jù)圖紙，對零件的材料、尺寸、精度等，進(jìn)行加工工藝合理選擇加工方案、確定工序、加工路線、裝夾、選刀及切削參數(shù)等。高效加工，路線要短，正確選擇對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，減少換刀次數(shù)。 2、據(jù)零件圖的幾何尺寸確定工藝路線及設(shè)定坐標(biāo)系，計(jì)算粗精加工的軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。 3、加工路線、工藝參數(shù)及刀位數(shù)據(jù)確定后，編程人員按數(shù)據(jù)系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼及程序段格式，編寫加工程序單。 4、制備控制介質(zhì)，把編制好的程序記錄在控制介質(zhì)上，

11、作為數(shù)控裝置的輸入信息。通過程序手工輸入或通訊輸入數(shù)控系統(tǒng)。 5、編制好的程序和制備好的控制介質(zhì)，須校驗(yàn)和試切才能正式使用。校驗(yàn)的方法是直接將控制介質(zhì)上的內(nèi)容輸入到數(shù)控裝置，讓機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)，走空刀，檢查運(yùn)動(dòng)軌跡，是否碰撞零件、夾具或機(jī)床。在有CRT的數(shù)控機(jī)床上，用模擬加工校驗(yàn)。如要檢驗(yàn)加工精度，需首件試切，也可用石蠟或木材等易切削材料試切，并分析誤差，及時(shí)修正。,加工工藝的決策,1)零件圖分析 2)加工工藝路線的擬定 3)定位和夾緊方式 4)刀具的選擇 5)切削用量的選擇,4、數(shù)控編程的方法有哪些？,數(shù)控加工程序編制：從零件圖紙到制成控制介質(zhì)的全過程。 常用的程序編制方法有：手工編程和自動(dòng)編程兩

12、種。 手動(dòng)編程：整個(gè)編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識和數(shù)值計(jì)算能力）用于形狀簡單，計(jì)算量少的加工。,圖樣,加工計(jì)劃,手工編程,自動(dòng)編程,NC紙帶,紙帶檢查,加工,圖樣,計(jì)算刀位,編程,穿孔,紙帶,手工編程中使用的工藝指令（ 準(zhǔn)備性工藝指令）、（輔助性工藝指令）。,自動(dòng)編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。,圖樣,按自動(dòng)編程語言寫程序,NC能自動(dòng)識別的加工程序,計(jì)算機(jī)自動(dòng)穿孔紙帶,數(shù)控編程

13、的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 制定國家標(biāo)準(zhǔn),1 坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)方向和命名,5、數(shù)控坐標(biāo)的有關(guān)內(nèi)容,為了實(shí)現(xiàn)零件的加工，往往需要控制幾個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，需建立坐標(biāo)系。 為了編程有互換性，在ISO標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定采用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系對機(jī)床的坐標(biāo)系進(jìn)行命名，在這個(gè)坐標(biāo)系下定義刀具位置及其運(yùn)動(dòng)的軌跡。,規(guī)定：,一律看作是工件相對靜止，刀具運(yùn)動(dòng)。,JB3015-1982：機(jī)床某一部件運(yùn)動(dòng)的正方向，是增大工件和刀具之間距離的方向。,用右手螺旋法則判定。右手的拇指、食指、中指互相垂直，并分別代表+X、+Y、+Z軸。圍繞+X、+Y、+Z軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分別用+A、+B、+C表示，其正向用右手螺旋定則確定。與+X、+Y、

14、+Z、+A、+B、+C相反的方向用帶“”的+X、+Y、+Z、+A、+B、+C表示。,拇指為x軸， 食指為Y軸， 中指為z軸,（1）Z軸：平行于主軸，刀具離開工件的方向?yàn)檎?坐標(biāo)軸確定的方法及步驟：,立式數(shù)控銑床,數(shù)控車床,機(jī)床的直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。,（2）X軸： 位于平行工件裝夾面的水平面內(nèi)。對于工件作回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)的機(jī)床（如車床、磨床等），在水平面內(nèi)取垂直工件回轉(zhuǎn)軸線（Z軸）的方向?yàn)閄軸，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎颉?對于刀具作回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)的機(jī)床（如銑床、鏜床等），當(dāng)Z軸垂直時(shí)，人面對主軸，向右為正X方向.,立式數(shù)控銑床,數(shù)控車床,右手原則

15、,立式數(shù)控銑床,數(shù)控車床,（3）Y軸：垂直于X和Z軸，Y的正方向據(jù)X、Z軸的正向通過右手直角坐標(biāo)系判斷。,機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)（零點(diǎn)）,機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定基準(zhǔn)點(diǎn)。以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的直角坐標(biāo)系稱為機(jī)床坐標(biāo)系。 它是機(jī)床固有的，是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)。其坐標(biāo)軸及方向按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其坐標(biāo)原點(diǎn)的位置由各機(jī)床生產(chǎn)廠設(shè)定，一般情況下，不允許用戶隨意調(diào)整變動(dòng)。,例如，數(shù)控車床屬于兩軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，其機(jī)床坐標(biāo)系是由一個(gè)Z軸和一個(gè)X軸組成的直角坐標(biāo)系，它的原點(diǎn)一般為主軸旋轉(zhuǎn)中心線與卡盤后端面的交點(diǎn)。,在數(shù)控銑床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。,機(jī)床參

16、考點(diǎn),是設(shè)置機(jī)床坐標(biāo)系的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。在許多情況下，刀具是無法接近機(jī)床零點(diǎn)的，例如數(shù)控車床的機(jī)床零點(diǎn)一般設(shè)定在主軸旋轉(zhuǎn)中心線與卡盤定位面的交點(diǎn)上，車刀就無法靠近它。因此，只有附設(shè)一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)來設(shè)定機(jī)床坐標(biāo)系。 機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床上某一固定點(diǎn)，該點(diǎn)為刀具退到一個(gè)固定不變、接近正向極限位置的點(diǎn)，其固定位置可由機(jī)床各軸方向的機(jī)械擋塊或行程開關(guān)來確定，用戶不能隨意調(diào)整。,機(jī)床上電回零操作,回機(jī)床參考點(diǎn)，表明機(jī)床坐標(biāo)系建立,（機(jī)床零點(diǎn)與參考點(diǎn)不重合時(shí)）,編程時(shí)應(yīng)首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)。設(shè)計(jì)有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，加工有工藝基準(zhǔn)。應(yīng)盡量保持統(tǒng)一。該基準(zhǔn)點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)。以工件原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系稱工件坐標(biāo)系。,工件坐標(biāo)

17、系：編程時(shí)用來定義工件形狀和刀具相對工件運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。也應(yīng)是右手笛卡爾坐標(biāo)系 工件原點(diǎn)（編程原點(diǎn)）：在工件坐標(biāo)系中，由編程人員在工件圖樣上選擇一固定點(diǎn)為原點(diǎn)。在車床上可選在工件的左或右端面上。,工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn),預(yù)存在數(shù)控系統(tǒng)中，可補(bǔ)償裝夾誤差。,原點(diǎn)偏置,加工時(shí)，工件原點(diǎn)偏置值可自動(dòng)加到工件坐標(biāo)系中。,工件坐標(biāo)系是編程和加工時(shí)使用的坐標(biāo)系，是機(jī)床原點(diǎn)偏置后而確定的。,6、數(shù)控編程指令,為了滿足設(shè)計(jì)、制造、維修和普及的需要，編程的兩種標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）標(biāo)準(zhǔn)和美國電子工程協(xié)會（EIA）標(biāo)準(zhǔn),兩種代碼,1）程序結(jié)構(gòu)和格式,程序號程序內(nèi)容程序結(jié)束,若干程序段,若干字,字母和數(shù)字,對應(yīng)

18、零件的一段加工過程,G90字母和數(shù)字（字表示某一功能的一組代碼）,在FANUC數(shù)控系統(tǒng)中，用O表示程序號地址,程序段格式是指一個(gè)程序段中各字的排列順序和表達(dá)形式。,固定順序,有分隔符的固定順序,字地址（最常用）,字地址程序段格式：,程序簡短、直觀、容易檢查和修改,N_G_X_Y_Z_I_J_K_P_Q_R_A_B_C_F_S_T_M_*,不一定全部有,例：N11 G00 X+3200 Y+2500 Z -150 F850 S24 T15 M06 *,順序號字,準(zhǔn)備功能字,尺寸字,進(jìn)給功能字,主軸功能字,刀具功能字,輔助功能字,程序段結(jié)束字（LF/CR或*或；）,地址符表,是機(jī)床作好某種操作準(zhǔn)備

19、的指令。用地址G加兩位數(shù)字表示。從G00G99共100種。G代碼分模態(tài)和非模態(tài)。模態(tài)在一個(gè)程序段使用（如G01）后，直到出現(xiàn)同組的另一代碼（如a組G02）才失效。沒字母表示的為非模態(tài)，只在寫有該代碼的程序段有效。,地址碼+正負(fù)號+絕對（增量）數(shù)值,（控制機(jī)床或系統(tǒng)的開關(guān)功能，有M00M99100種）,數(shù)控程序指令代碼,數(shù)控程序指令包括準(zhǔn)備功能G指令、輔助功能M指令和工藝指令（F、S、T）。,G用來規(guī)定刀具和工件的相對運(yùn)動(dòng)軌跡（即指令插補(bǔ)功能）、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償?shù)榷喾N加工操作。 M實(shí)現(xiàn)機(jī)床各種輔助動(dòng)作的控制，如主軸起停、潤滑油泵起停、冷卻液泵起停以及加工程序結(jié)束等。,注意：國際標(biāo)準(zhǔn)

20、和國家標(biāo)準(zhǔn)，但不同的數(shù)控系統(tǒng)有所差別，即便是同一廠家在不同時(shí)期開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)指令代碼、功能和格式也有差別。,準(zhǔn)備功能指令（G代碼）,由字母G+2位數(shù)字組成（G00-G99）,G代碼的功能介紹：,1、和坐標(biāo)系有關(guān)的G代碼,1）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92/G50,編程格式：G92 X_Y_Z_或G50 X_Y_Z_,確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即確定工件原點(diǎn)的位置，為非運(yùn)動(dòng)指令。在數(shù)控銑床或加工中心上用G92設(shè)定工件坐標(biāo)系，而在數(shù)控車床上使用G50。 注：有些數(shù)控機(jī)床沒有此指令，而直接用零點(diǎn)偏置指令（G54G59）代替。,2、絕對尺寸及增量尺寸編程指令G90、G91,G90表示尺寸字為絕對坐

21、標(biāo)，從編程零點(diǎn)開始。 G91表示尺寸字為增量坐標(biāo)，以前一位置為參照點(diǎn)。,有些數(shù)控系統(tǒng)沒有絕對和增量尺寸指令，而用XYZ表示絕對，用UVW表示增量,數(shù)控機(jī)床上，有兩種方法指定各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)：絕對坐標(biāo)和增量坐標(biāo),例：,1、采用絕對值編程 N10 G50 X200.0 Z100.0 N20 G00 X50.0 Z2.0 S500 M03 N30 G01 Z-40.0 F100.0 N40 X80.0 Z-60.0 N50 G00 X200.0 Z100.0 N60 M02,2、采用增量值編程 N10 G50 X200.0 Z100.0 N20 G91 G23 N30 G00 X-150.0 Z-98

22、.0S500 M03 N40 G01 Z-42.0 F100.0 N50 X30.0 Z-20.0 N60 G00 X120.0 Z160.0 N70 M02,3、選擇工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G54G59 （07組模態(tài)）,編程格式：G54 X_Y_Z_,注：有些數(shù)控機(jī)床沒有G92或G50指令，而直接用零點(diǎn)偏置指令G54G59）代替。,當(dāng)工件在機(jī)床上固定以后，程序零點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)的偏移量必須通過測量來確定?？梢杂薪佑|式測頭，在手動(dòng)操作下能準(zhǔn)確地測量，通過操作面板將位移量存入G54G59零點(diǎn)偏置寄存器中，從而預(yù)先在機(jī)床坐標(biāo)系中建立了工件坐標(biāo)系。 在沒有接觸式測頭的情況下，程序零點(diǎn)的位置可用碰刀方式進(jìn)行。

23、,G54 X-66.79 Y35.84,G55 X36.09 Y54.25,G54G59屬同一組模態(tài)指令,選擇平面指令G17、G18、G19（02組，模態(tài)）,用來指定程序段中的刀具的插補(bǔ)平面和刀具半徑補(bǔ)償平面和鉆削平面。在數(shù)控立銑中，大都在XY面加工，所以G17可省略。,1）快速點(diǎn)定位指令G00(01組模態(tài)）,編程格式：G00 X_Y_Z_,G00用于快速定位刀具，沒加工，可在幾軸上同時(shí)移動(dòng)，產(chǎn)生線性軌跡。不用給出進(jìn)給速度。模態(tài)代碼。防刀具與工件、夾具的干涉。,2、和刀具運(yùn)動(dòng)相關(guān)的G代碼,2）直線插補(bǔ)指令G01 (01組模態(tài)）,編程格式：G01 X_Y_Z_F_,G01是直線運(yùn)動(dòng)指令，命令刀具

24、在兩坐標(biāo)間以插補(bǔ)聯(lián)運(yùn)方式按指定的進(jìn)給速度做任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)，有加工。 注：必須給定進(jìn)給速度F。,N30 G90 G00 X20. Y40.;,N30 G90 G01 X20. Y40. Z15. F100.;,3)圓弧插補(bǔ)指令G02和G03,編程格式1：G02 （或G03）X_Y_Z_I_J _K _F_,G02順時(shí)針 G03逆時(shí)針,指定圓心,編程格式2：G02 （或G03）X_Y_Z_R _F_,方向判斷？ 沿垂直圓弧所在平面的坐標(biāo)軸的負(fù)方向看，刀具相對工件順轉(zhuǎn)為G02，反之為G03。,指定半徑,終點(diǎn)坐標(biāo),G90 G03 X200 Z140 R60 F300 G02 X120 Z120 R

25、50,G91G03 X200 Z-60 R60 F300 G02 X120 Z-20 R50,G90 G03 X200 Z140 I0 K-60 F300 G02 X120 Z120 I0 K-50,X_Y_Z_I_J _K _F_,絕對坐標(biāo)中：X、Y、Z分別表示終點(diǎn)坐標(biāo)。I、J、K表示起點(diǎn)和圓心的增量距離。,X終點(diǎn)坐標(biāo)； Z終點(diǎn)與起點(diǎn)的距離,-R,+R,4、刀具補(bǔ)償指令,刀具補(bǔ)償功能是數(shù)控系統(tǒng)的重要功能，包括刀具半徑補(bǔ)償（G40、G41、G42），刀具長度補(bǔ)償（G43、G44、G49）。 刀具補(bǔ)償為程序編制提供了方便。一般來說，數(shù)控車床需對刀尖的X、Z方向的位置和刀尖半徑補(bǔ)償；數(shù)控銑床或加工

26、中心要對刀具的長度和半徑進(jìn)行補(bǔ)償。,刀具半徑補(bǔ)償?shù)奶岢觯?1)用數(shù)控刀具加工工件的輪廓時(shí)，由于刀尖有圓弧,刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡并不是加工工件的實(shí)際輪廓。工件輪廓是由刀具運(yùn)動(dòng)包絡(luò)而成的。 由于數(shù)控系統(tǒng)控制的是刀心軌跡，編程時(shí)要據(jù)零件輪廓尺寸計(jì)算出刀心軌跡即代表刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。,刀具半徑補(bǔ)償功能： 按照零件輪廓編制程序，預(yù)先設(shè)定刀具偏置值，自動(dòng)生成刀具中心軌跡的功能。,刀具半徑補(bǔ)償?shù)挠?jì)算,1)編程人員在程序中指明何處進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償，指明是進(jìn)行左刀補(bǔ)還是右刀補(bǔ)，并指定刀具半徑，刀具半徑補(bǔ)償?shù)木唧w工作由數(shù)控系統(tǒng)中的刀具半徑補(bǔ)償功能來完成。 2)根據(jù)ISO規(guī)定，沿刀具運(yùn)動(dòng)方向看（假設(shè)工件不動(dòng)），刀具位于零

27、件左側(cè)，稱左偏刀具半徑補(bǔ)償，用G41表示；反之稱為右刀補(bǔ)，用G42表示。,刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行過程,刀補(bǔ)建立 即刀具以起刀點(diǎn)接近工件，由刀補(bǔ)方向G41/G42決定刀具中心軌跡。 刀補(bǔ)進(jìn)行 一旦刀補(bǔ)建立則一直維持，直至被取消。在刀補(bǔ)進(jìn)行期間，刀具中心軌跡始終偏離編程軌跡一個(gè)刀具半徑值的距離。 刀補(bǔ)撤消（G40） 即刀具撤離工件，回到起刀點(diǎn)。刀補(bǔ)撤消。,刀具半徑值可通過操作面板事先輸入數(shù)控系統(tǒng)的“刀具偏置值”寄存器中，編程時(shí)指定刀具補(bǔ)償號進(jìn)行選擇。 指定刀具補(bǔ)償號的方法有兩種：一是通過指定補(bǔ)償號（D代碼）選擇“刀具偏置值”存儲器，該方法適合于數(shù)控銑床和加工中心；二是通過換刀T代碼指令進(jìn)行選擇。在刀具

28、半徑補(bǔ)償時(shí)，無需再選擇“刀具偏置值”存儲器，該方法適合于數(shù)控車床。,G01 G41 X40. Y50. D04 G01 G42 X40. Y50. D04,刀具長度補(bǔ)償?shù)母拍?1) 刀具長度補(bǔ)償是非常重要的概念。 2) 刀具長度補(bǔ)償故名思義，它是用來補(bǔ)償?shù)毒唛L度差額的一種功能。 3) 當(dāng)?shù)毒吣p或更換后，加工程序不變，實(shí)際刀具長度與編程長度不一致時(shí)，只須更改程序中刀具補(bǔ)償?shù)臄?shù)值，通過刀具長度補(bǔ)償這一功能實(shí)現(xiàn)對刀具長度差額的補(bǔ)償。 4) 在實(shí)際加工過程中，每一把刀的長度都不同，由于刀具長度補(bǔ)償?shù)拇嬖?，零點(diǎn)Z坐標(biāo)會自動(dòng)向Z(或Z-)方向補(bǔ)償?shù)毒叩拈L度，從而保證加工零點(diǎn)的正確性。,刀具長度補(bǔ)償（G4

29、3、G44、G49）（05組模態(tài)）,G43 Z100. H02刀具長度正補(bǔ)償； G44 Z100. H02刀具長度負(fù)補(bǔ)償。,G49取消刀補(bǔ),刀具長度偏置號必須用指令H指定。,（1）進(jìn)給功能F指令 F指令表刀具中心運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度。由F和其后的若干數(shù)字組成。數(shù)字的單位取決于每個(gè)系統(tǒng)所采用的進(jìn)給速度的指定方法。 （2）主軸轉(zhuǎn)速功能S指令 S指令表示機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速。其表示方法有以下三種： 轉(zhuǎn)速 S表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。如S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。 恒線速 在恒線速狀態(tài)下，S表示切削點(diǎn)的線速度，單位為m/min。如S60表示切削點(diǎn)的線速度恒定為60 m/min。 代碼 用代

30、碼表示主軸速度時(shí)，S后面的數(shù)字不直接表示轉(zhuǎn)速或線速的數(shù)值，而只是主軸速度的代號。,功能：該指令可指定刀具及刀具補(bǔ)償。 采用T指令編程 格式：T 說明： 1）前兩位表示刀具序號（099），后兩位表示刀具補(bǔ)償號（0164），如T0202； 2）取消刀具補(bǔ)償?shù)腡指令格式為：T00 或T00。,（3）刀具功能指令,采用T、D指令編程 利用T功能選擇刀具，利用D功能選擇相關(guān)的刀偏。,輔助功能M指令：,用來指定輔助功能的代碼，主要用于數(shù)控機(jī)床的開、關(guān)量的控制，如程序結(jié)束、主軸的正反轉(zhuǎn)、冷卻液的開、停等。 ISO標(biāo)準(zhǔn)中，M代碼有M00-M99共100種。,（1）程序停止指令：M00 功能：執(zhí)行完包含M00的

31、程序段后，機(jī)床停止自動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)所有存在的模態(tài)信息保持不變，用循環(huán)啟動(dòng)使自動(dòng)運(yùn)行重新開始。（2）程序計(jì)劃停止指令：M01 功能：與M00類似，執(zhí)行完包含M01的程序段后，機(jī)床停止自動(dòng)運(yùn)行，只是當(dāng)機(jī)床操作面板上的任選停機(jī)的開關(guān)置1時(shí)，這個(gè)代碼才有效。 （3）主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止指令：M03、M04、M05 功能：M03、M04指令可使主軸正、反轉(zhuǎn)。與同段程序其他指令一起開始執(zhí)行。M05指令可使主軸在該程序段其他指令執(zhí)行完成后停轉(zhuǎn)。 （4）換刀指令：M06 功能：自動(dòng)換刀。用于具有自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床，如加工中心、數(shù)控車床。 （5）程序結(jié)束指令：M02或M30功能：該指令表示主程序結(jié)束，同時(shí)機(jī)床停止

32、自動(dòng)運(yùn)行， M30還可使控制返回到程序的開頭。,加工工藝的決策,1)零件圖分析 尺寸標(biāo)注分析 輪廓幾何要素分析 精度和技術(shù)要求分析（分析機(jī)床能否達(dá)到，如何達(dá)到）,粗加工 切除大部分金屬，接近成品。 半精加工達(dá)到一定精度，留有一定的精加工余量；為精加工做準(zhǔn)備，也可完成次要表面的加工。 精加工達(dá)到規(guī)定的精度和表面粗糙度，全面保證加工質(zhì)量。 光整加工對零件的精度和表面粗糙度要求較高（IT6級以上，表Ra0.2m以下）,目的：保證加工質(zhì)量、合理使用設(shè)備、便于發(fā)現(xiàn)缺陷,2）加工方法的選擇,針對給出零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類型，選用相應(yīng)的加工方法和加工方案。如內(nèi)孔（鉆、擴(kuò)、鉸

33、等）等的選擇。,3）加工階段的劃分,原則：工序集中、工序分散,按裝卡定位方式劃分 由于每個(gè)零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時(shí)，其定位方式則各有差異。一般加工外形時(shí)，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形時(shí)又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來劃分工序。,4）工序的劃分,每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容。工序少，工藝路線短、減少機(jī)床數(shù)量、工人數(shù)、減少裝夾時(shí)間，效率高。但對設(shè)備和工藝裝備要求高。,將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行。加工設(shè)備和工裝結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但工藝路線長，需設(shè)備人數(shù)多，占地大。,方法：,按粗、精加工劃分工序 按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先作粗加工再精加工。此時(shí)可用

34、不同的機(jī)床或不同的刀具進(jìn)行加工。,按所用刀具劃分工序 為了減少換刀次數(shù)，壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再換另一把刀加工其它部位。,4)刀具的選擇,刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。 另外，數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速比普通機(jī)床高12倍，且主軸輸出功率大，因此與傳統(tǒng)加工方法比，數(shù)控刀具不僅要求精度高、強(qiáng)度大、剛度好、耐用度高，而且還要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型材料，并合理選擇刀具結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)。,常用的有尖形車刀、圓弧車刀和成型車刀。,1

35、、尖形車刀 切削刃為直線，其刀尖（即刀位點(diǎn)）由直線形的主、副切削刃構(gòu)成。如90內(nèi)、外圓車刀，切斷（槽）刀、左右端面車刀等。 2、圓弧形車刀 是較為特殊的數(shù)控加工用車刀，其主切削刃形狀為一圓度誤差或輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧上每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，因而其刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓的圓心上。,一、常用車刀的種類和用途,圓弧形車刀,現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有刀具半徑補(bǔ)償功能（即G41左補(bǔ)償和G42右補(bǔ)償功能），編程員可直接根據(jù)零件輪廓形狀進(jìn)行編程，不用計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，在數(shù)控加工前必須在數(shù)控機(jī)床上的相應(yīng)刀具補(bǔ)償號輸入刀具圓弧半徑值，加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序和刀具圓弧半徑自動(dòng)計(jì)算刀具中心

36、軌跡，進(jìn)行刀具圓角半徑補(bǔ)償，完成零件的加工。刀具半徑變化時(shí)，不需修改加工程序，只需修改相應(yīng)刀號補(bǔ)償號刀具圓弧半徑值即可。,三、數(shù)控車削加工中的對刀和換刀,對刀,在加工程序執(zhí)行前，調(diào)整每把刀的刀位點(diǎn)，使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點(diǎn)，這一過程稱為對刀。 理想基準(zhǔn)點(diǎn):可設(shè)在基準(zhǔn)刀的刀尖上，也可設(shè)定在對刀儀的定位中心（如光學(xué)對刀鏡內(nèi)的十字刻線交點(diǎn)）,對刀分為手動(dòng)刀和自動(dòng)對刀兩大類。目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床（特別是車床）采用手動(dòng)對刀。 其基本方法是：定位對刀法、光學(xué)對刀法、ATC對刀法和試切對刀法。在前3種手動(dòng)對刀方法中，均因可能受到手動(dòng)和目測等多種誤差的影響，對刀精度十分有限，往往通過試切對刀，以得到更

37、加準(zhǔn)確和可靠的結(jié)果。,數(shù)控機(jī)床的加工程序是針對刀具上的刀位點(diǎn)進(jìn)行編制的。不同刀具的刀位點(diǎn)是不同的（下圖中紅點(diǎn)即是刀位點(diǎn)）。,刀位點(diǎn),圓柱銑刀的刀位點(diǎn)是刀具中心線與刀具底面的交點(diǎn)； 球頭銑刀的刀位點(diǎn)是球頭的球心點(diǎn)或球頭頂點(diǎn)； 車刀的刀位點(diǎn)是刀尖或刀尖圓弧中心； 鉆頭的刀位點(diǎn)是鉆頭頂點(diǎn)。,加工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)(如加工中心機(jī)床，其換刀機(jī)械手的位置是固定的)，也可以是任意的一點(diǎn)(如車床)。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。其設(shè)定值可用實(shí)際測量方法或計(jì)算確定。,換刀點(diǎn),簡單軸類零件的編程與加工,如圖

38、示，毛坯為45120的棒材，材料為45鋼，數(shù)控車削端面、外圓。（數(shù)控車床）,案例分析一：,1）尺寸標(biāo)注分析 2）精度和表面粗糙度分析,對于尺寸精度要求，主要通過在加工過程中的準(zhǔn)確對刀、正確設(shè)置刀補(bǔ)及磨耗，以及正確制定合適的加工工藝等措施來保證。,一、零件圖樣分析,對于表面粗糙度要求，主要通過選用合適的刀具及其幾何參數(shù)，正確的粗、精加工路線，合理的切削用量及冷卻液等措施來保證。,確定裝夾方案、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)、加工起點(diǎn)、換刀,二工藝分析,由于毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤夾緊定位。該工件的編程原點(diǎn)取在完工工件的右端面與主軸軸線相交的交點(diǎn)上。建如圖XOZ坐標(biāo)系。采用手動(dòng)試切對刀法，把點(diǎn)O作為對刀點(diǎn)

39、。換刀點(diǎn)設(shè)置在工件坐標(biāo)系X55、Z20處。, 制定加工方案及加工路線 根據(jù)工件的形狀及加工要求，選用數(shù)控CK0630車床進(jìn)行本例工件的加工。數(shù)控系統(tǒng)選用華中數(shù)控系統(tǒng)。, 刀具的選用,1號90偏刀 T01（粗車）、 3號90偏刀 T03（精車）,主軸轉(zhuǎn)速（）：本課題粗加工主軸轉(zhuǎn)速選取600r/min，精加工的主軸轉(zhuǎn)速選取1000r/min。 進(jìn)給速度（F）：粗加工時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，在保證工件質(zhì)量的前提下，可選擇較高的進(jìn)給速度，粗車時(shí)一般取為80mm/min,精車時(shí)進(jìn)給速度可降低些，選40mm/min.,（4） 切削用量的選擇,背吃刀量(aP)：在車床主體、夾具、刀具和零件這一系統(tǒng)剛性允許的條件

40、下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)零件的精度要求較高時(shí)，則應(yīng)考慮留出精車余量，常取0.10.5mm。本課題粗加工背吃刀量取2mm(到41mm)，精加工背吃刀量取0.5mm。,工藝卡,三、編程,4編程,工件坐標(biāo)系設(shè)定（G59） 功能：指定工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的偏置，確定工件坐標(biāo)系。,G59 X0 Z100,毛坯為46145的棒材，材料為45鋼，數(shù)控車削端面、外圓、切斷。（數(shù)控車床）,1）尺寸標(biāo)注分析 2）精度和表面粗糙度分析,一、零件圖樣分析,確定裝夾方案、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)、加工起點(diǎn)、換刀,二工藝分析,該工件的編程原點(diǎn)取在完工工件的右端面與主軸軸線相交的交點(diǎn)上。建如圖

41、XOZ坐標(biāo)系。采用手動(dòng)試切對刀法，把點(diǎn)O作為對刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)設(shè)置在工件坐標(biāo)系X55、Z20處。,根據(jù)零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線1）對短軸類零件，軸心線為工藝基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤夾持46外圓，一次裝夾完成粗精加工。2) 工步順序 粗車外圓。分三刀切完。 自右向左精車右端面及各外圓面. 切斷。2選擇機(jī)床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床即可達(dá)到要求。故選用CJK6136D型數(shù)控臥式車床。采用華中數(shù)控系統(tǒng)。,3選擇刀具根據(jù)加工要求，選用四把刀具，T01為粗加工刀，選90外圓車刀，T02為精加工刀，選尖頭車刀，T03為切槽刀，刀寬為4。同時(shí)把刀在自動(dòng)換刀刀架上安裝好，且都對好

42、刀 4確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定，詳見加工程序。,主軸轉(zhuǎn)速（）：本課題粗加工主軸轉(zhuǎn)速選取500r/min，精加工的主軸轉(zhuǎn)速選取800r/min。 進(jìn)給速度（F）：粗加工時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，在保證工件質(zhì)量的前提下，可選擇較高的進(jìn)給速度，粗車時(shí)一般取為100mm/min,精車時(shí)進(jìn)給速度可降低些，選50mm/min.,背吃刀量(aP)：在車床主體、夾具、刀具和零件這一系統(tǒng)剛性允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。本課題粗加工背吃刀量取2mm、1mm，精加工背吃刀量取0.5mm。,工藝卡,案例分析二 見圖所示，要求車端面

43、，精車外圓，切斷。,1）尺寸標(biāo)注分析 2）精度和表面粗糙度分析,對于尺寸精度要求，主要通過在加工過程中的準(zhǔn)確對刀、正確設(shè)置刀補(bǔ)及磨耗，以及正確制定合適的加工工藝等措施來保證。,一、零件圖樣分析,對于表面粗糙度要求，主要通過選用合適的刀具及其幾何參數(shù)，正確的粗、精加工路線，合理的切削用量及冷卻液等措施來保證。,2根據(jù)零件圖確定工件的裝夾方式及加工工藝路線 以軸心線為工藝基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤一次裝夾完成加工，并取零件右端面中心為工件坐標(biāo)系零點(diǎn)。其工藝路線為： （）車端面 （）精車外圓 （）切斷 2刀具選擇 900外圓車刀 T0101，車端面 350外圓車刀 T0202，精車外圓 切斷刀T0303：寬4 mm，,3切削用量確定,4編程,X,Z,X,Z,