《數(shù)控加工技術(shù)》課件-項(xiàng)目二 數(shù)控編程基礎(chǔ)

任務(wù)一概述項(xiàng)目二數(shù)控編程基礎(chǔ)任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)四數(shù)控編程的工藝處理任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法任務(wù)五編程中的數(shù)值計(jì)算任務(wù)六自動(dòng)編程簡(jiǎn)介任務(wù)一概述數(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)和試切削零件圖分析圖樣數(shù)值計(jì)算編寫(xiě)程序制作介質(zhì)校驗(yàn)和試切一.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)程稱為數(shù)控編程。任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)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)任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)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）坐標(biāo)軸的命名規(guī)定二.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)2）機(jī)床坐標(biāo)系的確定方法（１）Z軸（２）X軸（３）Y軸（４）A、B、C的轉(zhuǎn)向（５）附加坐標(biāo)任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)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)系機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置（車床）機(jī)床參考點(diǎn)（車床）任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)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)量的坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)是移動(dòng)的。所用的編程指令稱為增量指令。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：XB＝30，YB＝50；在增量坐標(biāo)系中表示B點(diǎn)坐標(biāo)值為：UB＝20，VB＝30任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)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，又稱脈沖當(dāng)量（0.01～0.0001㎜）。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㎜，最小設(shè)定單位為0.01㎜，則：1）法表示：X52430Z36522）法表示：X524.30Z36.52任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)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Ｇ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N010G90G00X16S600T01M03；N020G01X8Y6F100；N030X0Y0；三.功能指令簡(jiǎn)介任務(wù)二編程的基礎(chǔ)知識(shí)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。任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法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：G90G01X30Y50；增量尺寸指令：G91G01X20Y30；或G01U20V30；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：G92X400Z200；3.坐標(biāo)平面選擇指令（G17、G18、G19）G17、G18、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。200400OpX

Z一.與坐標(biāo)系有關(guān)指令任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法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:Ｇ００Ｘ___Ｙ__Ｚ___

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：ＧＯ１Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｆ＿＿

進(jìn)給速度目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)二.運(yùn)動(dòng)控制指令任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法

(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、G03）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：______030217FJIRYXGGGtyü?íìtyü?íì______030218FKIRZXGGGtyü?íìtyü?íì______030219FKJRZYGGGtyü?íìtyü?íì任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法

例編出加工圖所示零件程序。

1.使用絕對(duì)值且R方式：O0100N0010G92X0Y0；N0020G90G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-80Y-40F200；N0040G01X-80Y-20；N0050G02X-40Y20R40F100；N0060G03X20Y80R60；N0070G01X40Y80F200；N0080Y-40；N0090G00X0Y0M02；任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法

2.使用增量值且I、J方式：O0200N0010G92X0Y0；N0020G91G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-120Y0F200；N0040X0Y20；N0050G02X40Y40I40J0F100；N0060G03X60Y60I0J60；N0070G01X20F200；N0080Y-120；N0090G00X-40Y40M02；4.暫停(延遲)指令（G04）書(shū)寫(xiě)格式為：G0410任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法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)償指令任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法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：1．G41、G42與G00，G01配合使用。

2．G41、G42與G02，G03配合使用。X—Y—D；ú?ùê?éú?ùê?é42410100GGGGD—；ú?ùê?é4241GGX—Y—R—；ú?ùê?é0302GG任務(wù)三常用準(zhǔn)備功能指令編程方法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)。

Z向?qū)嶋H位移量＝程序給定值±補(bǔ)償值可正可負(fù)Z—H—；

ú?ùê?é4443GG任務(wù)三數(shù)控編程的工藝處理1．?dāng)?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．?dāng)?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。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。數(shù)控編程的工藝處理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。a)

b)

c)

三.數(shù)控編程中工藝處理的幾個(gè)問(wèn)題任務(wù)四數(shù)控編程的工藝處理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，車刀和鏜刀指刀尖，鉆頭指鉆尖。任務(wù)四數(shù)控編程的工藝處理

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)：任務(wù)四數(shù)控編程的工藝處理3.合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)控加工程序單任務(wù)五編程中的數(shù)值計(jì)算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)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)容任務(wù)五編程中的數(shù)值計(jì)算方法：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)軌跡的基點(diǎn)坐標(biāo)值。222)()(0RyxcByAx=-+-=++hx，圓?。褐本€：22222()()(），圓?。褐本€：刀刀rRyxBArcByAx±=++±=++hx二.直線和圓弧組成的零件輪廓的基點(diǎn)計(jì)算任務(wù)五編程中的數(shù)值計(jì)算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Ｐ點(diǎn)坐標(biāo):、Ｔ則()()222允d=-+-aayyxx允d()ppyx,()ttyx,()()()()?????????íì=￠=--=-+----=--曲線方程曲線切線方程圓方程（）（圓切線方程允)()()222tttptptapapapapptptxfyxfxx