機床數(shù)控技術(shù)5(已修改)

　

【正文】 第五章數(shù)控機床編程 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 數(shù)控機床的坐標(biāo)系 第三節(jié) Ｇ 指令編程應(yīng)用與舉例 第四節(jié) 數(shù)控加工程序編制 舉例 第五節(jié) 程序編制中的數(shù)學(xué)處理 第六節(jié) 自動編程 1 第一節(jié) 概 述 二、數(shù)控編程的代碼 三、數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu) 四、最小設(shè)定單位 一、什么是數(shù)控編程 ? 2 在數(shù)控編程以前，首先對零件圖紙規(guī)定的技術(shù)要求、幾何形狀、加工內(nèi)容、加工精度等進行分析；在分析的基礎(chǔ)上確定加工方案、加工路線、對刀點、刀具和削用量等；然后進行必要的坐標(biāo)計算。在完成工藝分析并獲得坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，將確定的工藝過程、工藝參數(shù)、刀具位移量與方向以及其它輔助動作，按走刀路線和所用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼及程序格式編制出程序單，經(jīng)驗證后通過 MDI、 RS232C接口、 USB接口等多種方式輸入到數(shù)控系統(tǒng)，以控制數(shù)控機床自動加工。這種從分析零件圖紙開始，到獲得數(shù)控機床所需的數(shù)控加工程序的全過程叫做數(shù)控編程（ NC Programming）。 一、數(shù)控編程的概念 3 （ 1）數(shù)控編程的步驟 完成 零件圖紙 確定工藝過程 計算加工軌跡和加工尺寸 編寫程序單 校核 制作控制介質(zhì) 程序校驗和試切 檢驗 N Y N Y 考慮通用的一般工藝原則 考慮充分發(fā)揮數(shù)控機床的指令功能 走刀次數(shù)少 對毛坯的基準(zhǔn)面和余量有一定要求 走刀路線短 換刀次數(shù)少 加工安全可靠 要求： 4 （ 1）數(shù)控編程的步驟 完成 零件圖紙 確定工藝過程 計算加工軌跡和加工尺寸 編寫程序單 校核 制作控制介質(zhì) 程序校驗和試切 檢驗 N Y N Y 在規(guī)定的坐標(biāo)系中計算 : 零件輪廓和刀具運動軌跡的坐標(biāo)值 x Y 直線：起點、終點坐標(biāo) 幾何元素的交點、切點坐標(biāo) 刀具中心運動軌跡坐標(biāo) 圓弧：起點、終點、圓心坐標(biāo)、半徑 5 （ 1）數(shù)控編程的步驟 完成 零件圖紙 確定工藝過程 計算加工軌跡和加工尺寸 編寫程序單 校核 制作控制介質(zhì) 程序校驗和試切 檢驗 N Y N Y 按一定的格式，用規(guī)定的代碼逐段編寫加工程序 另外：填寫相關(guān)的工藝文件 數(shù)控加工工序卡片 數(shù)控刀具卡片 機床調(diào)整單 6 （ 1）數(shù)控編程的步驟 完成 零件圖紙 確定工藝過程 計算加工軌跡和加工尺寸 編寫程序單 校核 制作控制介質(zhì) 程序校驗和試切 檢驗 N Y N Y : 將程序單的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上。 : 檢查方法 : 機床空運轉(zhuǎn) 圖形顯示 : 顯示刀具軌跡 動態(tài)模擬 : 模擬刀具與工件的加工過程 首件試切 : 零件的加工精度 零件的表面粗糙度 7 （ 2）數(shù)控編程的方法分類 手工編程和自動編程。 ① 手工編程 手工編程是指由人工完成數(shù)控編程的全部工作，包括零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、程序編制等。 具備機械工藝知識 數(shù)值計算能力 熟悉數(shù)控代碼、編程規(guī)則 編程人員： 適合于：幾何形狀比較簡單的零件 / 一般的點位加工零件 經(jīng)濟、省時 8 （ 2）數(shù)控編程的方法分類 ② 自動編程 自動編程是指由計算機來完成數(shù)控編程的大部分或全部工作，如數(shù)學(xué)處理、加工仿真、數(shù)控加工程序生成等。自動編程方法減輕了編程人員的勞動強度，縮短了編程時間，提高了編程質(zhì)量，同時解決了手工編程無法解決的復(fù)雜零件的編程難題，也利于與 CAD的集成。工件表面形狀越復(fù)雜，工藝過程越繁瑣，自動編程的優(yōu)勢就越明顯。 編程人員 ： 零件源程序 圖形交互構(gòu)件建幾何圖形 適合于： 幾何形狀復(fù)雜的零件 / 有復(fù)雜曲面的零件 幾何形狀并不復(fù)雜，但程序量很大的零件 9 （一）穿孔帶及其代碼 （二） G 指令、 M 指令及其它指令 二、數(shù)控編程的代碼 國際上通用的八單位數(shù)控穿孔帶有 ISO 和 EIA 代碼。 1. G 指令 —— 準(zhǔn)備功能 功能： 規(guī)定機床運動軌跡、坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補償、暫停等操作。 組成： G 后帶二位數(shù)字組成，共后有 100 種（ G00 ～ G99 ）。有模態(tài)（續(xù)效）指令與非模態(tài)指令之分。 10 G 指令 —— 準(zhǔn)備功能 G指令按功能分成若干組： 第 (2)欄標(biāo)有字母 , 且字母相同的 G代碼為同一組，不同組的 G代碼在同一個程序段中可以有多個；同組的 G代碼在同一個程序段中 , 只能出現(xiàn)一個。 N03 G01 G17 X20； N04 G00 G01 X20 Y50； 第 (2)欄標(biāo)有字母的 : 對應(yīng)的 G指令為模態(tài)代碼（續(xù)效指令） 續(xù)效指令：（模態(tài)代碼） 這種代碼在某個程序段出現(xiàn)后，其功能就一直保持有效 , 直到后面程序段中又出現(xiàn)同組的另一個代碼，原代碼才失效。 N01 G01 G17 X20 Y30 M03 M08。 N02 X50 Y40 。 N03 X70 Y20 M00 。 N04 G00 X300 Y500 M05 M09。 N05 …….. ……… 非續(xù)效指令： （非模態(tài)代碼） 其功能僅在所出現(xiàn)的程序段中有效 . 11 2. M 指令 —— 輔助功能 M00：程序暫停指令 執(zhí)行后，機床的主軸、進給、冷卻液等所有動作全都自動停止，程序中全部的模態(tài)信息保持不變。 此時可進行一些比較固定的手工操作。如測量工件、換刀等。 M01：任選停止指令（計劃停止指令） 執(zhí)行過程與 M00指令相似，但只有當(dāng)控制面板上“任選停止”按鈕被按下時，該指令才有效；否則該指令不起作用。 主要用于： 在加工一批工件時，對工件上的關(guān)鍵尺寸進行停機抽樣檢測。 12 2. M 指令 —— 輔助功能 M02 ：程序結(jié)束指令 用在程序的最后一個程序段中，表示程序結(jié)束。 該指令執(zhí)行后，機床的主軸、進給、冷卻液等所有動作全都自動停止；整個系統(tǒng)復(fù)位，加工結(jié)束。 執(zhí)行后，程序的內(nèi)部指針停在程序的最后；若要再次運行程序，需要重新調(diào)用。 M30 ：程序結(jié)束指令 執(zhí)行過程與 M02指令相似 ,用在程序的最后一個程序段中，表示程序結(jié)束。 執(zhí)行后，程序的內(nèi)部指針停在程序的開頭；若要再次運行程序，不需要重新調(diào)用；按下控制面板上“循環(huán)啟動”按鈕即可。 13 2. M 指令 —— 輔助功能 M03：主軸正轉(zhuǎn)指令 指令執(zhí)行后，機床主軸正轉(zhuǎn)啟動。 M04：主軸反轉(zhuǎn)指令 指令執(zhí)行后，機床主軸反轉(zhuǎn)啟動。 M05：主軸停止指令 指令執(zhí)行后，機床主軸停止轉(zhuǎn)動。 M06：換刀指令 執(zhí)行后，車床：刀塔轉(zhuǎn)位換刀 加工中心：從刀庫取刀、換刀 14 3. F 、 S 、 T 、 D 指令 ?F 指令 —— 進給速度指令 組成： F 后帶若干位數(shù)字，如 F150 、 F3500 等。它是模態(tài)指令。單位： mm/min （米 制）或 in/min （英制） ?S 指令 （切削速度） —— 主軸轉(zhuǎn)速指令 組成： S 后帶若干位數(shù)字，如 S500 、 S3500 等。它是模態(tài)指令。單位： r/min 。 ?T 指令 —— 刀具號指令 組成： T 后跟兩位數(shù)字，如 T11 、 D02等 非 模態(tài)指令。 指定所選擇的刀具號 / 刀具補償號 例 M06 T02 選擇第 2號刀具，進行換刀 （銑床） 15 三、數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu) （一）程序的組成 一個完整的數(shù)控加工程序由程序名、程序體和程序結(jié)束三部分組成。 程序名 是一個程序必需的標(biāo)識符。由地址符后帶若干位數(shù)字組成。地址符常見的有： “ % ” 、“ O”、 “ P”等。 程序體 表示數(shù)控加工要完成的全部動作，是整個程序的核心。由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令構(gòu)成。 程序結(jié)束 是以程序結(jié)束指令 M02 或 M30 ，結(jié)束整個程序的運行。 16 （二）程序段格式 目前廣泛采用地址符可變程序段格式（字地址程序段格式）。 地址符可變程序段格式的 特點 ： ? 程序段中的每個指令均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字。 ? 指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫。 ? 上段相同的摸態(tài)指令（包括 G 、 M 、 F、 S 及尺寸指令等）可以省略不寫。 17 程序舉例及說明 %0021 N01 G91 G00 X50 Y60； N02 G01 X100 Y500 F150 S300 T12 M03； N03 X200 Y350 ； ： ： ： ： N10 G00