2數(shù)控編程基礎(chǔ)2

【授課時數(shù)】2學(xué)時【復(fù)習(xí)舊課】1.數(shù)控編程的主要內(nèi)容是什么？2.在數(shù)控機床上如何使用右手直角笛卡爾法則判斷坐標軸？3.數(shù)控編程的方法有哪幾種?【導(dǎo)入新課】作為數(shù)控編程與操作人員，編程時如何確定各個點的位置，采用什么樣的坐標系，使用什么方法編程？下面我們通過學(xué)習(xí)機床坐標系與工件坐標系以及絕對坐標與相對坐標編程方式來了解這方面的內(nèi)容。【授課內(nèi)容】第二節(jié)機床坐標系與工件坐標系一、機床坐標系為了確定機床的運動方向和移動距離，就要在機床上建立一個坐標系，該坐標系就叫機床坐標系，也叫標準坐標系。機床坐標系是確定工件位置和機床運動的基本坐標系，是機床固有的坐標系。二、工件坐標系工件坐標系是由編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝，以零件上某一固定點為原點建立的坐標系。又稱為編程坐標系或工作坐標系。工件坐標系一般供編程使用，確定工件坐標系時不必考慮工件在機床上的實際裝夾位置。工件坐標系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標系所取代。三、附加坐標系為了編程和加工的方便，如果還有平行于X、Y、Z坐標軸的坐標，有時還需設(shè)置附加坐標系，可以采用的附加坐標系有：第二組U、V、W坐標，第三組P、Q、R坐標。四、幾個重要概念1．機床原點機床原點又稱為機械原點，是機床坐標系的原點。該點是機床上一個固定的點，其位置是由機床設(shè)計和制造單位確定的，通常不允許用戶改變。機床原點是工件坐標系、機床參考點的基準點，也是制造和調(diào)整機床的基礎(chǔ)。數(shù)控車床的機床原點一般設(shè)在卡盤后端面的中心，有的設(shè)在進給行程的終點。數(shù)控銑床的機床原點，各生產(chǎn)廠不一致，有的設(shè)在機床工作臺的中心，有的設(shè)在進給行程的終點。數(shù)控機床上電時并不知道機床原點，每個坐標軸的機械行程是由最大和最小限位開關(guān)來限定的。2．機床參考點為了正確地在機床工作時建立機床坐標系，通常在每個坐標軸的移動范圍內(nèi)設(shè)置一個機床參考點(測量起點)，機床參考點已由機床制造廠測定后輸入數(shù)控系統(tǒng)，并且記錄在機床說明書中，用戶不得更改。機床接通電源后，通常都要做回零操作，使刀具或工作臺退離到機床參考點，以建立機床坐標系。當回零操作完成后，顯示器即顯示出機床參考點在機床坐標系中的坐標值，表明機床坐標系已自動建立。可以說回零操作是對基準的重新核定，可消除由于種種原因產(chǎn)生的基準偏差。有些數(shù)控機床的機床原點與機床參考點重合。3．工件原點工件坐標系的原點稱為工件原點或編程原點。工件坐標系的原點選擇要盡量滿足編程簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。一般情況下，以坐標式尺寸標注的零件，編程原點應(yīng)選在尺寸標注的基準點；對稱零件或以同心圓為主的零件，編程原點應(yīng)選在對稱中心線或圓心上。數(shù)控車床上加工工件時，工件原點一般設(shè)在主軸中心線與工件右端面(或左端面)的交點處，如圖2-4(a)所示。數(shù)控銑床上加工工件時，工件原點一般設(shè)在進刀方向一側(cè)工件外輪廓表面的某個角上或?qū)ΨQ中心上，Z軸的編程原點通常選在工件的上表面。如圖2-4(b)所示。(a)(b)圖2-4工件原點設(shè)置(a)數(shù)控車床(b)數(shù)控銑床4．對刀與對刀點在數(shù)控加工中，工件坐標系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標系中的位置。每把刀具的半徑與長度尺寸都是不同的，刀具裝在機床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置，即常說的對刀問題。數(shù)控機床的裝備不同，所采用的對刀方法也不同。如果數(shù)控機床自帶對刀儀或配有機外對刀儀，那么對刀問題會比較簡單，對刀精度也較高；否則，只能采用手動對刀，對刀過程相對復(fù)雜，效率也低。在數(shù)控車床上，常用的對刀方法為試切對刀。對于數(shù)控銑床來說，通常工件坐標系的確定，是通過對刀的過程來實現(xiàn)的，對刀的目的是確定工件原點在機床坐標系中的位置。對刀點是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點。對刀點可以設(shè)在工件上，也可以設(shè)在與工件的定位基準有一定關(guān)系的夾具某一位置上。當對刀精度要求較高時，對刀點應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準或工藝基準上，對于以孔定位的工件，一般取孔的中心作為對刀點。對刀點往往與工件原點重合。若二者不重合，在設(shè)置機床零點偏置時，應(yīng)當考慮到兩者的差值。5．換刀點換刀點是為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀加工的機床而設(shè)置的，因為這些機床在加工過程中要自動換刀，在編程時應(yīng)考慮選擇合適的換刀位置。對于手動換刀的數(shù)控銑床，也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。為防止換刀時碰傷零件、刀具或夾具，換刀點常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。6.刀位點刀架轉(zhuǎn)位換刀的位置點。介紹主要數(shù)控車刀、銑刀的刀位點位置。第三節(jié)絕對坐標和相對坐標編程一、絕對坐標編程絕對坐標是指點的坐標值是相對于“工件原點”計量的。G90表示絕對值方式編程。二、相對坐標編程相對坐標又叫增量坐標，是指運動終點的坐標值是以“前一點”的坐標作為起點來計量的。G91表示相對值方式編程。在編程時要根據(jù)零件的加工精度要求及編程方便與否選用坐標類型。在數(shù)控程序中絕對坐標與增量坐標可單獨使用，也可在不同程序段上交叉設(shè)置使用，有的系統(tǒng)還可以在同一程序段中混合使用，使用原則主要是看哪種方式編程更方便，如圖2-5所示。點絕對坐標相對坐標XYXYOABC0000203050404020201020400-20D5000-20圖2-5點的運動軌跡注意：有些數(shù)控系統(tǒng)沒有絕對和增量尺寸指令，當采用絕對尺寸編程時，尺寸字用X、Y、Z表示；采用增量尺寸編程時，尺寸字用U、V、W表示。數(shù)控車床上X軸向的坐標不論是絕對值還是增量值，一般都用直徑值表示(稱為直徑編程)，這樣會給編程帶來方便，此時刀具實際的移動距離是直徑值的一半。第3章數(shù)控程序的指令代碼數(shù)控程序所用的代碼，主要有準備功能G代碼、輔助功能M代碼、進給功能F代碼、主軸轉(zhuǎn)速功能S代碼和刀具功能T代碼。在數(shù)控編程中，用各種G指令和M指令來描述工藝過程的各種操作和運動特征。第一節(jié)準備功能準備功能G指令是使數(shù)控機床建立起某種加工方式的指令，如插補、刀具補償、固定循環(huán)等。G指令由地址符G和其后的兩位數(shù)字組成，從G00～G99共100種。分析表3-1。表內(nèi)標有字母a、c、d、…字母的，是表示所對應(yīng)的第一列中的G代碼為模態(tài)代碼(又稱續(xù)效代碼)，字母相同的為一組，同組的任意兩個G代碼不能同時出現(xiàn)在一個程序段中。模態(tài)代碼一經(jīng)在一個程序段中指定，便保持到以后程序段中直到出現(xiàn)同組的另一代碼時才失效；標有“*”的為非模態(tài)代碼。非模態(tài)代碼只在所出現(xiàn)的程序段有效。第二節(jié)輔助功能輔助功能指令是用于指定主軸的旋轉(zhuǎn)方向、啟動、停止、冷卻液的開關(guān)，工件或刀具的夾緊或松開，刀具的更換等功能。輔助功能指令由地址符M和其后的兩位數(shù)字組成。分析表3-2。第三節(jié)主軸功能、進給功能和刀具功能一、主軸功能主軸功能又稱為S功能，用來指定主軸轉(zhuǎn)速，用字母S和其后的1～4位數(shù)字表示。有恒轉(zhuǎn)速（r/min）和恒線速度（m/min）兩種指令方式。S代碼只是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速的大小，并不會使主軸回轉(zhuǎn)，必須有M03(主軸正轉(zhuǎn))或M04(主軸反轉(zhuǎn))指令時，主軸才開始旋轉(zhuǎn)。二、進給功能進給功能又稱F功能，用來指定坐標軸移動的進給速度。F為續(xù)效代碼。F=S(r/min)·f(mm/r)f通常取0.1，解釋F、S、f三者的關(guān)系及取值規(guī)律。三、刀具功能刀具功能又稱為T功能，在自動換刀的數(shù)控機床中，該指令用于選擇所需的刀具，同時還可用來指定刀具補償號。一般加工中心程序中T代碼的數(shù)字直接表示選擇的刀具號碼，如T10表示10號刀；數(shù)控車床程序中的T代碼后的數(shù)字既包含所選擇刀具號，也包含刀具補償號，如M06T0806表示選擇8號刀，調(diào)用6號刀具補償參數(shù)進行長度和半徑補償。由于不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的指令方法和含義，具體應(yīng)用時應(yīng)參照數(shù)控機床的編程說明書?！菊n堂小結(jié)】機床坐標系中機床原點和參考點，工件坐標系中的工件原點和換刀點是本次課學(xué)習(xí)的重點和難點，要結(jié)合數(shù)控機床加深理解。