計算機(jī)輔助制造概述ppt課件
《計算機(jī)輔助制造概述ppt課件》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《計算機(jī)輔助制造概述ppt課件(90頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
4.1 計算機(jī)輔助制造概述,4.1.1 計算機(jī)輔助制造的概念(*),4.1.2 數(shù)字化制造,4.1.3 網(wǎng)絡(luò)化制造,4.1.4 CAM的發(fā)展與未來,返回,1,4.1.1 計算機(jī)輔助制造的概念(*),計算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM) 有狹義和廣義兩個概念。 1.CAM的狹義概念 最初CAM的狹義概念 現(xiàn)在CAM的狹義概念 2.CAM的廣義概念,返回,2,4.1.2 數(shù)字化制造,1. 數(shù)字化制造的定義 是用數(shù)字化定量、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)化運作,它是CADCAMCAE集成化技術(shù),是以MRP、MIS、PDM為主體的制造信息支持系統(tǒng)。 2.數(shù)字化制造時代主要表現(xiàn) 1) 從社會經(jīng)濟(jì)角度來看 2) 從科學(xué)技術(shù)發(fā)展來看,返回,3,4.1.3 網(wǎng)絡(luò)化制造,4.1.3.1 網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的總體構(gòu)想 NMS具有以下特點: 1)層次結(jié)構(gòu)的相似性。 2)分布式、開放的體系結(jié)構(gòu)。 3)良好的容錯能力、可擴(kuò)展和可重組性。 4)互聯(lián)性。 5)互操作性。 6)數(shù)據(jù)、知識和信息的分布性。 7)多樣化。硬件平臺、操作系統(tǒng)和應(yīng)用平臺的多樣化。 4.1.3.2 NMS的關(guān)鍵技術(shù) 1分布式對象技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn) 2MAS技術(shù),返回,4,4.1.4 CAM的發(fā)展與未來,4.1.4.1 新一代CAM產(chǎn)生的必然性與發(fā)展趨勢 1第一代CAM:APT 2第二代CAM:曲面CAM系統(tǒng) 4.1.4.2 CAM的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題 1CADCAM混合化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系 2面向曲面,以局部加工為基本處理方式 4.1.4.3 CAM系統(tǒng)在生產(chǎn)組織與管理上的問題 4.1.4.4 制造業(yè)新技術(shù)對CAM的特殊要求 1安全性要求 2工藝性要求 3. 高效率要求 4.1.4.5 新一代CAM的基本結(jié)構(gòu)與主要特征預(yù)測 4.1.4.6 對生產(chǎn)與管理方式產(chǎn)生積極的影響,返回,5,4.2 CAM的支撐系統(tǒng),4.2.1 CAM的支撐系統(tǒng)(*),返回,4.2.2 CAM的應(yīng)用,6,4.2.1 CAM的支撐系統(tǒng)(*),CADCAM系統(tǒng)由計算機(jī)和外部設(shè)備以及相應(yīng)的軟件組成, 如圖4-1所示。,返回,圖4-1 CADCAM系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu),7,4.2.1.1 硬件(*),CADCAM硬件系統(tǒng)主要包括主機(jī)、外存儲器、輸入輸出設(shè)備及其他通信接口。 1主機(jī) (1)小型機(jī)或超級小型機(jī)系統(tǒng) (2)以超級微機(jī)組成的工程工作站 (3)個人微機(jī)系統(tǒng) 2外存儲器 3輸入輸出設(shè)備 CADCAM系統(tǒng)的硬件設(shè)備還包括:圖形顯示器(一般采用21in,分辨率為1024X768或1280X1024)、通信接口和生產(chǎn)裝置(如數(shù)控機(jī)床、自動測試裝置等)。,返回,8,4.2.1.2 軟件(*),CADCAM系統(tǒng)中與硬件配套的軟件已形成了一個完整的 體系,該軟件系統(tǒng)可分為三個層次:系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。有些應(yīng)用軟件可直接在系統(tǒng)軟件下開發(fā)和運行,而有些應(yīng)用軟件需要有特殊的支撐軟件環(huán)境。 1.系統(tǒng)軟件 (1)操作系統(tǒng) (2)語言編譯系統(tǒng) 2.支撐軟件 (1)計算機(jī)分析軟件 (2)圖形支撐軟件系統(tǒng) (3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (4)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作軟件 3.應(yīng)用軟件,返回,9,4.2.2 CAM的應(yīng)用,隨著計算機(jī)硬、軟件技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,CADCAM技術(shù)日趨完善,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。當(dāng)今CADCAM已廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)的全過程。其應(yīng)用領(lǐng)域已遍及機(jī)械、電子、造船、航空、汽車、建筑、紡織、輕工及工程建設(shè)等部門。 典型的CAM應(yīng)用是汽車車身模具的數(shù)控加工。 ProE、UG、SolidWorks、CATIA等三維軟件都具有CADCAM功能,在三維設(shè)計的基礎(chǔ)上,可以在加工模塊經(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)計的產(chǎn)品零件。,返回,10,4.3 數(shù)控加工技術(shù),4.3.1 數(shù)控加工概述,返回,4.3.2 數(shù)控系統(tǒng),4.3.3 數(shù)控插補(bǔ)技術(shù),4.3.4 數(shù)控機(jī)床,4.3.5 數(shù)控編程基礎(chǔ),4.3.7 數(shù)控編程基本指令,4.3.8 數(shù)控編程實例,4.3.6 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系,11,4.3.1 數(shù)控加工概述,返回,4.3.1.1 數(shù)控加工概念(*) 4.3.1.2 數(shù)控加工的發(fā)展階段 4.3.1.3 數(shù)控未來發(fā)展的趨勢 4.3.1.4 數(shù)控裝置類型(*) 4.3.1.5 數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理(*),12,4.3.1.1 數(shù)控加工概念(*),返回,數(shù)控加工(Numerical Control Machine)是數(shù)控機(jī)床應(yīng)用 數(shù)字化信息實現(xiàn)機(jī)床控制的一種技術(shù)。數(shù)控設(shè)備的核心是數(shù)控系統(tǒng),就是用一臺控制計算機(jī)來進(jìn)行運算,指揮數(shù)控設(shè)備進(jìn)行自動控制。下面是數(shù)控技術(shù)的一些基本概念和常用功能。,1.APT語言 2.最小設(shè)定單位 3.最小移動單位 4.程序段格式(數(shù)控紙帶格式) 5.ISO代碼及EIA代碼 6.插補(bǔ) 7.工具位置偏移 8.刀尖R的補(bǔ)償 9.自動加減速 10手動數(shù)據(jù)輸入(MDl),11.通用顯示器(DPL) 12.視頻顯示器(CRT) 13.進(jìn)給率數(shù)(FRN) 14.程序中停、重新啟動功能 15.進(jìn)給保持 16.程序保護(hù)功能 17.固定循環(huán)功能 18.紙帶存儲和編輯功能 19.錄返功能,13,4.3.1.2 數(shù)控加工的發(fā)展階段,返回,數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用了微電子、計算機(jī)、自動控制、自動 檢測和精密加工等新技術(shù)的新型機(jī)床,就其數(shù)控系統(tǒng)而言已經(jīng)歷了兩個階段(六代)。 1數(shù)控(NC)階段(19521970年) 1952年,在美國誕生了第一臺數(shù)控機(jī)床,使傳統(tǒng)機(jī)床發(fā)生了質(zhì)的變化。隨著元器件的發(fā)展,該階段歷經(jīng)了三代,即1952年的第一代電子管、1959年的第二代晶體管和1965年的第三代小規(guī)模集成電路。 2計算機(jī)數(shù)控(CNC)階段(1970年現(xiàn)在) 計算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代,即1970年的第四代小型計算機(jī)、1974年的第五代微處理器和1990年的第六代微機(jī)(國外稱為PC-BASED)。,14,4.3.1.3 數(shù)控未來發(fā)展的趨勢,返回,1向開放式、基于PC的第六代方向發(fā)展 2向高速化和高精度化發(fā)展 3向智能化方向發(fā)展 4柔性化 5工藝復(fù)合性和多軸化,15,4.3.1.4 數(shù)控裝置類型(*),返回,1.硬件式數(shù)控系統(tǒng)(NC系統(tǒng)) NC系統(tǒng)是早期數(shù)控系統(tǒng)。在此系統(tǒng)的數(shù)控裝置中,輸入、譯碼、插補(bǔ)運算、輸出等控制功能均由專門設(shè)計的硬件連接的邏輯電路來實現(xiàn)。 2.軟件式數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng)) CNC系統(tǒng)由大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路組成。在此裝置中,采用小型機(jī)或微機(jī)作為控制單元,其主要功能幾乎全由軟件來實現(xiàn);對于不同的系統(tǒng),只需編制不同的軟件就可以實現(xiàn)不同的控制功能,而硬件幾乎可以通用。,16,4.3.1.5 數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理(*),返回,數(shù)控機(jī)床通常由以下幾部分組成: 程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、強(qiáng)電控制裝置、檢測裝置、機(jī)床(主運動,進(jìn)給運動,輔助操作)。其原理框圖如圖4-2所示。,圖4-2 數(shù)控機(jī)床的組成,17, 數(shù)控機(jī)床主要組成部分,返回,1.程序載體 2.輸入裝置 3.數(shù)控裝置 4.強(qiáng)電控制裝置 5.伺服控制系統(tǒng) 6.機(jī)床,18,4.3.2 數(shù)控系統(tǒng)(*),返回,CNC系統(tǒng)的核心是CNC裝置。 CNC裝置主要用于控制機(jī)床的運動,完成各種曲線輪廓的加工。不論進(jìn)行哪種曲線加工,CNC裝置都執(zhí)行同一基本控制流程,即首先讀取零件程序(輸人),再進(jìn)行程序段的譯碼和預(yù)處理(刀具補(bǔ)償處理和進(jìn)給速度處理),然后根據(jù)程序段指令,進(jìn)行插補(bǔ)計算和位置伺服控制。 CNC裝置除了執(zhí)行基本控制流程外,還應(yīng)具有顯示、IO處理及診斷等功能。,19,4.3.2.1 數(shù)控裝置硬件結(jié)構(gòu),返回,1.微處理器CPU 2.存儲器 3.IO設(shè)備 4.PLC及開關(guān)量IO接口 5.位置控制裝置 (1)開環(huán)控制 (2)閉環(huán)控制 (3)半閉環(huán)控制,20,(1)開環(huán)控制,返回,這種控制方式通常不帶位置測量元件,伺服驅(qū)動元件為 步進(jìn)電動機(jī)或脈沖電動機(jī)。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的運算,分配出指令脈沖,每一個脈沖送給步進(jìn)電動機(jī)或脈沖電動機(jī),它就轉(zhuǎn)過一個角度,再通過傳動機(jī)構(gòu)使被控制的工作臺移動。,圖4-3 開環(huán)控制框圖,21,(2)閉環(huán)控制,返回,這種控制方式必須有測量元件。如圖4-4所示,A為速度測量元件,C為位置測量元件。當(dāng)指令值發(fā)送到位置比較電路時,此時若工作臺沒有移動、沒有反饋量,指令值使得伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動,通過A將速度反饋信號送到速度控制電路,通過C將工作實際位移量反饋回去,在位置比較電路中與指令值進(jìn)行比較,用比較的差值進(jìn)行控制,直到差值消除為止,即為閉環(huán)控制。,圖4-4 閉環(huán)控制框圖,22,(3)半閉環(huán)控制,返回,這種控制方式對工作臺的實際位置不進(jìn)行檢測,而是由 與伺服電動機(jī)有聯(lián)系的測量元件(如測速發(fā)電機(jī)A和光電編碼器或分解器B等)間接檢測出伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)角,推算出工作臺的實際位移量,將此值與指令值進(jìn)行比較,用差值來實現(xiàn)控制。,圖4-5 半閉環(huán)控制框圖,23,4.3.2.2 CNC裝置的主要功用,返回,1.輸入 2.譯碼 3.刀具補(bǔ)償 4.進(jìn)給速度處理 5.插補(bǔ) 6.位置控制 7.開關(guān)量處理 8.顯示 9.診斷,24,4.3.2.3 數(shù)控系統(tǒng)軟件(*),返回,數(shù)控系統(tǒng)軟件由管理軟件和控制軟件兩個部分組成。 管理軟件是監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)并提供基本操作管理;控制軟件是根據(jù)用戶編制的加工程序,控制機(jī)床運行。 1管理模塊程序設(shè)計 該模塊應(yīng)根據(jù)軟件總體設(shè)計方案來安排,一般包括:系統(tǒng)的初始化、鍵盤分析與顯示、數(shù)控程序讀人、指令分析、編輯修改和系統(tǒng)診斷等。這些程序用來實現(xiàn)人機(jī)對話、系統(tǒng)監(jiān)控和指揮整個系統(tǒng)軟件協(xié)調(diào)工作,以完成程序規(guī)定的功能。 2控制軟件 (1)插補(bǔ)軟件 (2)升降速處理軟件,25,4.3.3 數(shù)控插補(bǔ)技術(shù)(*),返回,數(shù)控機(jī)床按加工路線可分為點位控制、點位直線控制 和輪廓控制三類。 1點位控制系統(tǒng)與點位直線切削控制系統(tǒng) 2輪廓控制系統(tǒng) 3插補(bǔ)方法,圖4-6 插補(bǔ)原理,26,4.3.4 數(shù)控機(jī)床(*),返回,數(shù)控機(jī)床是把對機(jī)床的各種控制、操作要求、動作等,用 數(shù)字和文字編碼的形式表示出來,再通過信息載體(如穿孔紙帶)送給專用電子計算機(jī)或數(shù)控裝置,經(jīng)過計算機(jī)的變換處理,發(fā)出各種指令,控制機(jī)床按照預(yù)先要求的操作順序依次動作,自動進(jìn)行加工。 數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點是:對零件的適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)率較高、加工精度較高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、勞動強(qiáng)度低和生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短。 1.數(shù)控機(jī)床的工作原理 2.數(shù)控機(jī)床的分類 3.簡易數(shù)控機(jī)床,27, 簡易數(shù)控機(jī)床,返回,圖4-7所示為簡易數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制系統(tǒng)。這是一臺完成直線運動切削功能的機(jī)床控制系統(tǒng)。工件放在工作臺上,由電動機(jī)通過齒輪傳動使進(jìn)給絲杠轉(zhuǎn)動,帶動工作臺向右移動,將工件的斜線部分切削掉。,圖4-7 簡易數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制系統(tǒng),28,4.3.5 數(shù)控編程基礎(chǔ)(*),返回,1數(shù)控編程的內(nèi)容 2數(shù)控編程的步驟 (1)分析零件圖樣 (2)工藝處理階段 (3)數(shù)學(xué)處理階段 (4)編寫程序單 (5)制作控制介質(zhì) (6)程序校驗和首件試加工 3數(shù)控編程的方法 (1)手工編程(Manual Programming) (2)自動編程(Automatic Programming) 4數(shù)控編程的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),29, 數(shù)控編程方法,返回,任何一臺數(shù)控機(jī)床,都必須將動作的順序編成有規(guī)律的加工程序,然后輸入數(shù)控機(jī)床去控制加工。對于比較復(fù)雜的工件,需要進(jìn)行計算或借助于計算機(jī)處理,然后輸出必要的數(shù)據(jù)。我們把從零件圖紙到制成數(shù)控系統(tǒng)輸入紙帶數(shù)據(jù)處理的全部過程,稱之為程序編制。 程序編制分為手工編程和自動編程兩大類。圖4-8所示是從一張零件圖到加工的兩種程序編制的處理流程圖。,圖4-8 程序編制的流程,30,(1)手工編程,返回,手工編程的過程如下: 1)計算刀具的位置。求出每一線段相交點的坐標(biāo)值,按照數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)定字長,將長線分段,并得到數(shù)據(jù)值。 2)列出程序單。 3)按程序單進(jìn)行紙帶穿孔。 4)對穿孔的紙帶進(jìn)行檢查。,圖4-9 手工編程順序,31,(2)自動編程,返回,自動編程的過程如下: 1)計算數(shù)據(jù)的給出、定義和預(yù)處理,把輸入的原始數(shù)據(jù)翻譯成機(jī)器語言。 2)計算機(jī)進(jìn)行計算和數(shù)據(jù)處理。 3)將計算結(jié)果按照某系統(tǒng)給定的后置處理程序,變成適用的數(shù)字程序控制(簡稱NC)能識別的程序格式。 4)穿孔輸出及打印程序單。,圖4-10 自動編程的順序,32,4.3.6 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系(*),返回,4.3.6.1 坐標(biāo)軸的運動方向及命名 4.3.6.2 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系,圖4-11 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系,圖4-12 工作原點偏置,33,4.3.7 數(shù)控編程基本指令(*),返回,手工編程中使用的工藝指令可分為兩類:一類是準(zhǔn)備性 工藝指令,是在數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)運算之前需要預(yù)先規(guī)定,為插補(bǔ)運算作好準(zhǔn)備的工藝指令。另一類是輔助性工藝指令,這類指令與數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)運算無關(guān),而是根據(jù)操作機(jī)床的需要予以規(guī)定的工藝指令。,圖4-13 程序段的格式,34, 地址字符意義,返回,表4-1 地址字符表,35,4.3.7.1 準(zhǔn)備功能G指令(*),返回,1快速點定位指令GOO 格式:GOO * 2直線插補(bǔ)指令G01 格式:G01 F * 3圓弧插補(bǔ)指令G02和G03 4刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42 G41左偏刀具半徑補(bǔ)償。 G42右偏刀具半徑補(bǔ)償。 G40刀具補(bǔ)償?shù)毒咂米N。 5工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92 格式:G92 XYZ* 6絕對尺寸及增量尺寸編程指令G90、G9l,36, 準(zhǔn)備功能G指令,返回,表4-2 準(zhǔn)備功能G指令,37, 準(zhǔn)備功能G指令(續(xù)),返回,表4-2 準(zhǔn)備功能G指令(續(xù)),38, 常用的準(zhǔn)備功能G指令,返回,常用的G功能指令代碼,39,4.3.7.2 輔助功能M指令(*),返回,1. 程序停止指令M00 2程序結(jié)束指令M02 3換刀指令M06 4主軸定向停止指令M19 5主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止指令M03、M04、M05,40, 輔助功能M指令,返回,表4-3 輔助功能M指令,41, 輔助功能M指令(續(xù)),返回,表4-3 輔助功能M指令(續(xù)),42,常用的輔助功能M指令代碼(*),返回,表4-3 常用的輔助功能M指令代碼,43,4.3.8 數(shù)控編程實例(*),返回,本節(jié)以輪廓銑削加工為例介紹銑削數(shù)控加工程序編制。 在立式數(shù)控銑床上加工圖4-14所示的零件輪廓外形,寫出數(shù)控加工程序單,并給出刀具中心軌跡圖。,圖4-14 數(shù)控銑削零件圖,44, 數(shù)控加工程序單,返回,分析圖4-14所示的零件,可以選擇刀具的直徑為10mm,偏置號 為H01,偏置量為+5.0mm.偏置指令為非模態(tài),僅在制定程序段有效。加工路線從O點開始,經(jīng)過A、B、C、D、E、F、G、H、H、I、I、J、A,又回到O點。數(shù)控程序如下: N01 G91 G46 GOO X35.0 Y18.0 H01 刀具快速到A點 N02 G47 G01 X22.0 F120 切削進(jìn)給AB N03 Y20.0 切削進(jìn)給BC N04 G48 X20.0 切削進(jìn)給CD N05 Y-20.0 切削進(jìn)給DE N06 G45 X35.0 切削進(jìn)給EF N07 G45 G03 X15.0 Y15.0 I0 J15.0 切削進(jìn)給FG N08 G45 G01 Y12.0 切削進(jìn)給GH N09 G46 XO 切削進(jìn)給HH N10 G46 G02 X-15 Y15.0 IO J15.0 切削進(jìn)給HI N11 G45 G01 Y0 切削進(jìn)給II N12 G47 X-77.0 切削進(jìn)給IJ N13 G47 Y-42 切削進(jìn)給JA N14 G46 X-35 Y-18 快速返回O點,45, 舉例1 (試題),返回,2006.4 分析題,46, 例1 答案,返回,47,返回, 舉例2:銑削平面輪廓零件,直線-圓弧輪廓零件,48,返回, 按FANUC6M系統(tǒng)編寫數(shù)控加工程序,走刀路線的確定與程序段劃分,49,FANUC6M系統(tǒng)加工程序單,返回, 例2 數(shù)控加工程序單,50, 舉例3 (試題),返回,2006.11 分析題,51, 例3 (平面輪廓零件圖 ),返回,52, 例3 答案,返回,53, 舉例4 (試題),返回,2007.11 分析題,54, 例4 (答案),返回,55, 舉例5 (試題),返回,2008.5 分析題,56, 數(shù)控機(jī)床的程序編制(補(bǔ)充),在數(shù)控機(jī)床上加工零件,首先要編制零件的加工程序,然后才能加工。本節(jié)討論以下內(nèi)容: 一、程序編制的基本概念 二、手工編程 三、自動編程,返回,57,一、程序編制的基本概念,程序編制,就是根據(jù)加工零件圖樣的要求,用規(guī)定的代碼和程序格式,把加工零件的全部工藝過程、工藝參數(shù)、刀具位移量及其它輔助動作(換刀、冷卻等)編成加工程序單,并將其全部內(nèi)容記錄在信息載體上從零件圖樣的分析開始,到獲得數(shù)控機(jī)床所需的信息載體(如穿孔帶、磁帶)的全過程稱為程序編制。,程序編制過程,返回,58,(一) 程序格式和結(jié)構(gòu),程序格式就是有關(guān)字母、數(shù)字和符號的安排和含義的規(guī)定。不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序格式,目前應(yīng)用最廣泛的是字地址程序格式。這種程序格式的優(yōu)點是程序簡短、直觀, 不易出錯,故逐漸取代了其它程序格式。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已對其制訂了IS06983一I一1982標(biāo)準(zhǔn),下面介紹這種程序格式的結(jié)構(gòu)。例如,某一加工程序: N001 G01 X70 Z-25 F0.2 S300 T0101 M03 LF N002 X100 Z-50 N025 GOO X400 Z300 M02 EM,返回,59,程序段內(nèi)字的順序,各字的先后順序并不嚴(yán)格,但為編程方便起見,一般習(xí)慣的排列順序如下:,在同一程序段中X、Y、F、S、T等字不能重復(fù),但不同組的G功能或M功能可以多于一個;不需要的字略去;與上一程序段相同的模態(tài)(續(xù)效)字可以省略。,返回,60,程序段內(nèi)字的類型, 程序段序號字N_ 準(zhǔn)備功能字G_ 尺寸字X_、Y_、Z_、 進(jìn)給功能字F_ 主軸轉(zhuǎn)速功能字S_ 刀具功能字T_ 輔助功能字M_ 程序段結(jié)束符LF或NL等,返回,61, 程序段序號,程序段序號由地址碼N和后面的若干位數(shù)字構(gòu)成, 用來識別程序段的編號。例如,N001、N010分別表示 是第一程序段和第10程序段。,返回,62, 準(zhǔn)備功能G,準(zhǔn)備功能由地址碼G和兩位數(shù)字構(gòu)成,從GOOG99共100種。 用來描述機(jī)床的動作類型,是使機(jī)床準(zhǔn)備好某種加工方式的指令,如插補(bǔ)、刀具補(bǔ)償?shù)?。?zhǔn)備功能G代碼的定義見P140表5-1。 表中序號(2)所列各字母a、c、,k,i所對應(yīng)的G代碼為續(xù)效代碼。它表示一經(jīng)被應(yīng)用(如a組中的G01),直到出現(xiàn)同組(a組)其它任一G代碼(如G02)時才失效,否則在下一程序段保留繼續(xù)有效,而且可以省略不寫。 表中序號(3)有符號(*)的G代碼,僅在本程序段有效,下一程序段需要時必須重寫 序號(4)功能說明中的“不指定”代碼用作將來修訂標(biāo)準(zhǔn)時,有可能指定新的功能定義,“永不指定”代碼,即使將來修訂時也不指定新的定義。機(jī)床設(shè)計者可根據(jù)需要自行定義除表中已有定義的新功能,并在機(jī)床說明書中予以規(guī)定。,返回,63, 尺寸字,尺寸字是給定機(jī)床各坐標(biāo)軸位移量的方向和數(shù)值的。在上面例舉的程序中,X70字表示刀具位移至X軸正向70mm處,Z-25字表示刀具位移至Z軸負(fù)方向25mm處。坐標(biāo)尺寸數(shù)據(jù)多用以mm為單位的小數(shù)點編程,也有用相應(yīng)的脈沖數(shù)編程。如果脈沖當(dāng)量(即輸出一個指令脈沖,機(jī)床移動部件的最小位移量)為0001mm,則用脈沖數(shù)編程時,Z-25寫為Z-25000。,返回,64,進(jìn)給功能字由進(jìn)給地址符F及數(shù)字組成,數(shù)字表示所選定的進(jìn)給速度。上例程序中的F0.2字為進(jìn)給量0.2mmr,對于與主軸轉(zhuǎn)速無關(guān)的進(jìn)給速度,單位為mmmin,車削螺紋時為mmr。進(jìn)給功能字中不包括進(jìn)給單位。 對應(yīng)于某一坐標(biāo)軸的進(jìn)給功能字要寫在該坐標(biāo)字之后,對應(yīng)于該程序段兩坐標(biāo)或多坐標(biāo)的共同進(jìn)給功能字,則寫在最后一個坐標(biāo)字之后。上例中的F0.2就是X和Z兩坐標(biāo)的共同進(jìn)給功能字。, 進(jìn)給功能F,返回,65, 主軸轉(zhuǎn)速功能S,主軸轉(zhuǎn)速功能字由地址符S和數(shù)字組成,數(shù)字表示所選定的主軸轉(zhuǎn)速。上例加工程序中的S300字表示主軸轉(zhuǎn)速為300rmin。主軸轉(zhuǎn)速功能字中不包括轉(zhuǎn)速單位,統(tǒng)一規(guī)定為rmin。 對于主運動是直線運動的機(jī)床,主軸轉(zhuǎn)速功能字可以表示為切削速度(mmin),返回,66, 刀具功能T,刀具功能字由地址符T和數(shù)字組成,在自動換刀的數(shù)控機(jī)床中,該指令用以選擇所需的刀具。 刀具功能字中的數(shù)字表示指定刀具的號碼。在數(shù)控車床上通常把刀具號和刀補(bǔ)撥碼盤號合在一起,用兩位數(shù)字或四位數(shù)字表示刀具功能。如上例程序中T0101字,前兩位數(shù)字表示選1號刀,后兩位數(shù)字表示用第一號撥碼盤進(jìn)行刀具補(bǔ)償。 T功能字中數(shù)字的位數(shù)及其所代表的刀具名稱和刀補(bǔ)號,由各種數(shù)控機(jī)床的程序格式說明中具體規(guī)定。,返回,67, 輔助功能M,它是控制機(jī)床開一關(guān)功能的指令。如主軸的開,停,切削液的開、閉,運動部件的夾緊與松開等輔助動作。M功能字由地址符M及其后的兩位數(shù)字組成,從M00M99共100種。P142表5-2為我國JB320883標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的M代碼定義。 由M代碼定義可知,上例加工程序中M03表示主軸正轉(zhuǎn)。 輔助功能中“不指定”代碼和“永不指定”代碼的意義與準(zhǔn)備功能G的不指定代碼和永不指定代碼相同。 各種數(shù)控系統(tǒng)的M功能并不完全相同。因此,在編程時必須了解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的M功能。,返回,68, 程序段結(jié)束符,它列在程序段的最后一個有用的字符之后。在ISO編碼表中,程序段結(jié)束符是“LF”或“NL”。在每一程序段結(jié)束時,均應(yīng)加上程序段結(jié)束符LF(或NL等)。 上述表明,零件加工程序中,每個程序段都表示一個完整的操作。如上例中的第1號程序段,命令機(jī)床用1號刀,以o.2mmr的進(jìn)給量和300r/min的主軸正向轉(zhuǎn)速,直線位移至X70和Z-25處;第2號程序段命令機(jī)床用與第1程序段同樣的刀具、進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速,直線位移至X100和Z-50處;第25號程序段命令機(jī)床快速點定位(G00),也就是使刀具從所在點以最快速度移動到X400和Z300處。進(jìn)給速度F對G00程序無效。,返回,69,常用G功能代碼,返回,70,常用M功能代碼,返回,71,(二) 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,規(guī)定坐標(biāo)軸的名稱及其運動的正、負(fù)方向,可使編程簡便并使所編程序?qū)ν愋蜋C(jī)床具有互換性。目前國際上已統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系。,返回,72,數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系。如圖5-9所示。 Z軸 規(guī)定平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸為Z軸,取刀具遠(yuǎn)離工件的方向為正方向(+Z)。當(dāng)機(jī)床有幾個主軸時,則選擇一個垂直于工件裝卡面的主軸為Z軸。如機(jī)床沒有主軸,則Z軸垂直于工件裝卡面(如刨床)。 X軸 為水平方向且垂直于X軸。對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如車床、磨床),取平行于橫向滑座的方向(工件徑向)為X坐標(biāo),同樣,取刀具遠(yuǎn)離工件的方向為正方向;對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如銑床、鏜床):當(dāng)Z軸為水平時, 沿刀具主軸后端向工件方向看,向右方向為X軸的正向;當(dāng)Z軸為垂直時,對單立柱機(jī)床,面對刀具主軸向立柱方向看,向右方向為X軸的正向。工件和刀具都不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如刨床)取X軸與主切削運動方向平行,并以切削運動方向作為其正方向。 Y軸 垂直于X及Z坐標(biāo)。當(dāng)+Z、+X確定后,按右手定則即可判定Y軸正方向。,(1) 坐標(biāo)軸的設(shè)定,返回,73,用右手坐標(biāo)系設(shè)定坐標(biāo)軸,圖4-01 右手坐標(biāo)系,返回,74,數(shù)控車床的坐標(biāo)系,圖4-02a 數(shù)控車床坐標(biāo)系,返回,75,數(shù)控銑床的坐標(biāo)系,圖4-02b 數(shù)控銑床坐標(biāo)系,返回,76,數(shù)控龍門刨床的坐標(biāo)系,圖4-02c 數(shù)控龍門刨床坐標(biāo)系,返回,77,在數(shù)控加工過程中,為了描述刀具相對工件運動的各點的 坐標(biāo)位置,必須確定坐標(biāo)系的原點。此點是根據(jù)具體機(jī)床具備的坐標(biāo)系,從編程方便(按圖樣標(biāo)注的尺寸)及加工精度的要求而設(shè)定的。 描述數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系中點的位置有兩種坐標(biāo):,(2) 坐標(biāo)系統(tǒng)的原點設(shè)定, 絕對坐標(biāo) 如圖4-03中,刀具從A點運動到B點,則A,B兩點的絕對坐標(biāo)分別為: XA=30 YA=35 XB=13 YB=15 增量(相對)坐標(biāo) 如圖4-03中,在A點建立U、V坐標(biāo)系,終點B的增量坐標(biāo)為: UB=13 VB=15,圖4-03 絕對坐標(biāo)及增量坐標(biāo),返回,78,數(shù)控車床坐標(biāo)系原點設(shè)定,圖4-04 數(shù)控車床坐標(biāo)系設(shè)定,圖4-04中所示: O為絕對坐標(biāo)系原點(編程原點); A為機(jī)械原點(又稱機(jī)床原點); B為換刀點,是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。,返回,79,刀具起始位置設(shè)定,在程序編制中,用坐標(biāo)系設(shè)定指令(ISO代碼中為G92)來設(shè)定刀具相對于工件起始位置的坐標(biāo)系。圖5-12中,設(shè)刀具的初始位置在B點。其坐標(biāo)系設(shè)定程序為 G92 X320 Z300 它表示刀尖B處在XOZ坐標(biāo)系的X320和Z300處(通常規(guī)定車削的X坐標(biāo)數(shù)據(jù)用直徑值表示)。,返回,80,二、手工編程,程序編制方法可以分手工編程和自動編程兩大類。手工編程是用人工編寫零件程序代碼。對于幾何形狀較為簡單的零件,計算工作量較少,程序又不長,用手工編程比較經(jīng)濟(jì)而及時。 手工編程一般有以下幾個步驟: 1工藝分析 2坐標(biāo)計算 3編寫加工程序單 4制備信息載體 下面以車削加工編程為例,介紹手工編程的基本方法。,返回,81,車削加工編程,圖4-05為一車削零件圖,圖中85mm不加工,要求編其終加工程序。,圖4-05 車削零件圖,圖4-06 刀具布置圖,返回,82,零件安裝在卡盤上,程序原點O設(shè)在卡盤端面的中心,圖中 刀尖點A為起刀點,同時也是換刀點,其坐標(biāo)位置如圖示。加工路線與普通車削相同,所選刀具及其布置如圖5-14所示,I號刀車外圓,號刀切槽。采用對刀顯微鏡以I號刀為準(zhǔn)進(jìn)行對刀。 車外圓時進(jìn)給量為0.15mmr,主軸轉(zhuǎn)速為630r/min,切槽時進(jìn)給量為0.10mmr,主軸轉(zhuǎn)速為315rmin,切槽到尺寸時,用暫停程序(G04)使刀具作短時間的無進(jìn)給光整加工。此槽空轉(zhuǎn)5r,用代碼U50表示U/F=5010=5r。,1工藝分析,返回,83,該機(jī)床有刀具補(bǔ)償功能,可直接按零件圖的幾何尺寸編程, 此處采用絕對坐標(biāo)和增量坐標(biāo)混合編程的方法,絕對值用X,Z地址,增量值用U、W地址(不采用G90和G91代碼)。各幾何元素的起點、終點等坐標(biāo)計算比較簡單,現(xiàn)對圓弧段程序和坐標(biāo)計算加以說明。 圓弧程序應(yīng)包括圓弧的順逆、圓弧的終點坐標(biāo)及圓心坐標(biāo)(規(guī)定為相對于圓弧起點的增量值)。圓弧順逆的判斷方法是,沿圓弧所在平面(此例為XZ平面)的另一坐標(biāo)的負(fù)方向(即-Y,從紙面向上)看去,順時針(即此圓弧)方向插補(bǔ)指令為G02,逆時針方向為G03。圓弧右端點為起點,即增量坐標(biāo)系(U,W)的原點,終點的增量坐標(biāo)為U0和W-60,圓心的增量坐標(biāo)規(guī)定用I和K表示,即I63.25和K-30。本例坐標(biāo)尺寸數(shù)據(jù)用脈沖數(shù)表示,脈沖當(dāng)量為0.01,所以程序中尺寸字?jǐn)?shù)據(jù)比圖上標(biāo)注尺寸大100倍。,2坐標(biāo)計算,返回,84,在工藝分析和坐標(biāo)計算的基礎(chǔ)上,編寫加工程序單如表4-01。表中,主軸轉(zhuǎn)速代碼S31、S23分別表示630、316rmin。進(jìn)給量也用脈沖數(shù)表示,如F15為0.15mmr。T功能字用兩位數(shù)字,如T11為I號刀具用1號刀補(bǔ),T10為I號刀注銷刀補(bǔ),T22與T11類同。對刀誤差由數(shù)控面板上的鍵盤輸入。輔助功能字M的意義與表5-2規(guī)定相同。,3編寫加工程序單,返回,85,車削加工程序單,表4-01 車削加工程序單,返回,86,按照規(guī)定的代碼,將程序單的內(nèi)容記錄在信息載體(如穿孔帶)上,也可直接通過鍵盤輸入數(shù)控裝置。 從表4-01所示程序單中可以看出,從機(jī)床開始啟動到零件加工完畢,每一個動作都作了規(guī)定。正因為如此,程序單中不能漏掉或?qū)戝e任何一個細(xì)小的過程。必須嚴(yán)格按照所用機(jī)床規(guī)定的程序格式填寫“程序單”中每一個符號、字母和數(shù)字,否則數(shù)控裝置就不能正常運算,機(jī)床也就無法加工出符合要求的零件。,4制備信息載體,返回,87,三、自動編程,對于形狀復(fù)雜的零件,或者程序量很大的零件,手工編程相當(dāng)繁瑣,耗費時間長、效率低,并容易出錯,甚至很難勝任,因而發(fā)展了應(yīng)用計算機(jī)來編程的方法,這種方法就稱為自動編程。 在自動編程過程中,人工只須用數(shù)控語言(常用APT語言)編寫零件源程序,源程序只描述零件圖的幾何形狀、尺寸、幾何要素間的相互關(guān)系以及運動順序、工藝參數(shù)等,至于其它如工步劃分運動軌跡計算、切削用量選擇、加工程序單的編制以及穿孔帶的制作等都由計算機(jī)及其外圍設(shè)備自動地完成。,返回,88,自動編程過程,圖4-07 自動編程的過程,返回,89,4 思考題與習(xí)題,1CAM和數(shù)字化制造的概念是什么? 2CAM的支撐系統(tǒng)包括哪些? 3什么是數(shù)控加工? 數(shù)控裝置有哪些類型? 4數(shù)控裝置有哪些硬件結(jié)構(gòu)? 5CNC(軟件式數(shù)控系統(tǒng))裝置的主要作用是什么? 6敘述數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理。 7敘述數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟。 8數(shù)控編程的方法有哪些? 9CimatronNC包括哪些功能? 都有什么特點? 10CimatronNC的加工步驟是什么? 請舉例。,返回,90,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
20 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 計算機(jī)輔助制造 概述 ppt 課件
鏈接地址:http://italysoccerbets.com/p-1541861.html