數(shù)控編程基礎(chǔ)教程.ppt

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數(shù)控編程基礎(chǔ)教程,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),數(shù)控編程概述 編程就是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進(jìn)給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。,數(shù)控編程的內(nèi)容：分析圖樣并確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件加工程序、制作控制介質(zhì)、程序校驗和試切削。 數(shù)控編程的步驟： 1.分析圖樣、確定加工工藝過程 2.數(shù)值計算 3.編寫零件加工程序 4.制作控制介質(zhì) 5.程序校驗和試切削,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),(1)分析零件圖紙 分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理等。 (2)確定工藝過程 在圖紙分析的基礎(chǔ)上，選擇機床、確定加工方法、刀具與夾具；確定零件加工的工藝線路、工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等。,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),(3) 數(shù)值計算 計算交點、節(jié)點坐標(biāo)值以及其它數(shù)據(jù)。 (4) 編寫程序單 根據(jù)制定的加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償、輔助動作及刀具運動軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定代碼及程序格式，編寫零件加工程序。 (5) 制備控制介質(zhì) 將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上，若程序較簡單，也可直接通過鍵盤輸入。,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),（6） 程序校驗和首件試切 控制介質(zhì)經(jīng)過校驗和試切削后，才能用于正式加工。 平面輪廓零件：用筆代刀、坐標(biāo)紙代工件進(jìn)行繪圖。 空間曲面零件：可用蠟塊、塑料或木料或價格低的材料作工件，進(jìn)行試切。,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),在具有圖形顯示功能的機床上，用靜態(tài)顯示（機床不動）或動態(tài)顯示（模擬工件的加工過程）的方法，則更為方便。 上述方法只能檢查運動軌跡的正確性，不能判別工件的加工誤差。首件試切方法可查出程序單是否有錯，還可知道加工精度是否符合要求。,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),程序編制可分成手工編程和自動編程兩類。 手工編程時，整個程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。 自動編程是用計算機把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作由計算機來實現(xiàn)。,9,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),利用CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動編程的基本步驟,1． 加工工藝確定 （1）校準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求； （2）確定裝卡位置； （3）選擇刀具； （4）確定加工路線； （5）選定工藝參數(shù)。,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),2．加工模型建立 利用CAM系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制在計算機屏幕上，作為計算機自動生成刀具軌跡的依據(jù)。 3．刀具軌跡生成 建立了加工模型后，即可利用CAM系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。 4．后置代碼生成 后置處理的目的是形成數(shù)控指令文件，利用CAM系統(tǒng)提供的后置處理器可方便地生成和特定機床相匹配的加工代碼。 5．加工代碼輸出,第一章 數(shù)控機床編程基礎(chǔ),第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),1.1 機床坐標(biāo)系 為了確定機床個運動部件的運動方向和移動距離，需要在機床上建立一個坐標(biāo)系，這個坐標(biāo)系就叫做機床坐標(biāo)系 1.2 機床坐標(biāo)軸及其方向 數(shù)控機床的運動軸分為平動軸和轉(zhuǎn)動軸 數(shù)控機床各軸的運動，有的是使刀具產(chǎn)生運動，有的則是使工件產(chǎn)生運動。,,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),鑒于以上兩方面情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不論機床的具體運動結(jié)果如何，機床的運動統(tǒng)一按工件靜止而刀具相對于工件運動來描述，并以右手笛卡爾坐標(biāo)系表達(dá)，其坐標(biāo)軸用X，Y，Z表示，用來描述機床的主要平動軸，稱為基本坐標(biāo)軸，若機床有轉(zhuǎn)動軸，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繞X，Y和Z軸轉(zhuǎn)動的軸分別用A、B、C表示，其正向按右手螺旋定則確定。,,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),2 Z坐標(biāo)軸 將機床主軸沿其軸線方向運動的平動軸定義為Z軸。所謂主軸是指產(chǎn)生切削動力的軸，例如銑床、鉆床、鏜床上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車床上的工件旋轉(zhuǎn)軸。 如果主軸能夠擺動，即主軸軸線方向是變化的，則以主軸軸線垂直于機床工作臺裝卡面時的狀態(tài)來定義Z軸。 對于Z軸的方向，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以增大刀具與工件間距離的方向為Z軸的正方向。,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),3 X坐標(biāo)軸 將在垂直于Z軸的平面內(nèi)的一個主要平動軸指定為X軸，它一般位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)。 對于不同類型的機床，X軸及其方向有具體的規(guī)定。 例如對于銑床、鉆床等刀具旋轉(zhuǎn)的機床，若Z軸是水平的，則X軸規(guī)定為從刀具向工件方向看時沿左右運動的軸，且向右為正 若Z軸是垂直的，則X軸規(guī)定為從刀具向立柱 (若有兩個立柱則選左側(cè)立柱)方向看時沿左右運動的軸，且向右為正。 4 Y坐標(biāo)軸 Y軸及其方向則是根據(jù)X和Z軸按右手法則確定。,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),5 機床原點 機床原點是機床坐標(biāo)系的原點。 對某一具體的機床來說，機床原點是固定的，是機床制造商設(shè)置在機床上的一個物理位置,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),6 機床參考點 是用于對機床工作臺、滑板以及刀具相對運動的測量系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)和控制的點，也稱為機床零點。 參考點相對于機床原點來講是一個固定值。 它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按鈕使移動部件移動到機床坐標(biāo)系中的一個固定不變的極限點。 數(shù)控機床在工作時，移動部件必須首先返回參考點，測量系統(tǒng)置零，之后測量系統(tǒng)即可以以參考點作為基準(zhǔn)，隨時測量運動部件的位置。,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),7 工件坐標(biāo)系和工件零點 用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點就是工件零點 工件零點的一般選用原則： 工件零點選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上，這樣可以直接用圖紙標(biāo)注的尺寸作為編程點的坐標(biāo)值，減少計算工作量； 能使工件方便地裝卡、測量和檢驗； 工件零點盡量選擇尺寸精度較高、粗糙度比較低地工件表面上，以提高加工精度和同一批零件的一致性； 對于有對稱形狀地幾何零件，工件零點最好選擇對稱中心上。,,第一節(jié) 數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ),8 程序原點 為了編程方便，在圖紙上選擇一個適當(dāng)位置作為程序原點，也叫編程原點或程序零點。 對于簡單零件，工件零點就是程序零點，這時的編程坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系。 對于形狀復(fù)雜的零件，需要編制幾個程序或子程序，為了編程方便和減少許多坐標(biāo)值的計算，編程零點就不一定設(shè)在工件零點上，而設(shè)在便于程序編制的位置。 程序原點一般用G92或G54~G59（對于數(shù)控鏜銑床）和G50（對于數(shù)控車床）指定,第二章 零件程序的結(jié)構(gòu),一個零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則的若干個程序段組成的，而每個程序段是由若干個指令字組成的。,,,,,,,,,,,,,程 序 段,N01 G91 G17 G00 G42 T01 X85 Y-25 N02 Z-15 S400 M03 M08 N03 G01 X85 F300 N04 G03 Y50 I25 N05 G01 X-75 N06 Y-60 N07 G00 Z15 M05 M09 N08 G40 X75 Y35 M02,上午9時42分,22,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,上面是一個完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段組成。 程序名是該加工程序的標(biāo)識； 程序段是一個完整的加工工步單元，它以N（程序段號）指令開頭，LF指令結(jié)尾； M02作為整個程序結(jié)束的指令，有些數(shù)控系統(tǒng)可能還規(guī)定了一個特定的程序開頭和結(jié)束的符號，如% 、EM等,上午9時42分,23,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,由上面的程序可知： 加工程序——由程序名和若干程序段有序組成的指令集。 程序是由若干程序段組成 程序段是由干指令字組成。 指令字是由字母（地址符）和其后所帶的數(shù)字一起組成。 程序段的格式，是指一個程序段中指令字的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式，格式不符合規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)就不能接受。,上午9時42分,24,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,目前廣泛采用的是地址符可變程序段格式（或者稱字地址程序段格式） 格式：N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_ LF 這種格式的特點： 程序段中的每個指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟符號和數(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 。 不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫。 因此，這種格式具有程序簡單、可讀性強，易于檢查等優(yōu)點。,10/13/2019,－25－,主程序、子程序 在一個零件的加工程序中，若有一定量的連續(xù)的程序段在幾處完全重復(fù)出現(xiàn)，則可將這些重復(fù)的程序串單獨抽出來，按一定的格式做成子程序。,,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,主程序： O× × × × N01……； N02……；  …… N11 M98 O07 L2； N28 M98 O08； N××……M02 ；,子程序 O07 N01……； …… N××……M99 ； 子程序 O08 N01……； …… N××……M99 ；,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,子程序嵌套,第二節(jié) 數(shù)控編程常用的指令及其格式,上午9時42分,28,常用地址碼的含義如表所示,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.1 輔助功能M代碼 輔助功能由地址字 M和其后的一或兩位數(shù)字組成， 主要用于控制零件程序的走向， 以及機床各種輔助功 能的開關(guān)動作。 M 功能有非模態(tài)M功能和模態(tài)M功能二種形式。 ● 非模態(tài)M功能（當(dāng)段有效代碼）：只在書寫了該代 碼的程序段中有效； ● 模態(tài)M功能（續(xù)效代碼）：一組可相互注銷的 M功 能，這些功能在被同一組的另一個功能注銷前一直 有效。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,模態(tài) M功能組中包含一個缺省功能，系統(tǒng)上電時 將被初始化為該功能。 M 功能還可分為前作用 M 功能和后作用 M 功能二類。 ● 前作用 M 功能：在程序段編制的軸運動之前執(zhí)行； ● 后作用 M 功能：在程序段編制的軸運動之后執(zhí)行。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,M 代碼及功能表,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,M00、M02、M30、M98、M99用于控制零件程序的走向，是 CNC內(nèi)定的輔助功能，不由機床制造商設(shè)計決定，也就是說，與PLC程序無關(guān)； 其余 M 代碼用于機床各種輔助功能的開關(guān)動作，其功能不由CNC內(nèi)定，而是由 PLC程序指定，所以有可能因機床制造商不同而有差異（ 使用時須參考機床使用說明書）。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.2 主軸功能S 主軸功能S控制主軸轉(zhuǎn)速，其后的數(shù)值表示主軸速度，單位為：轉(zhuǎn)/每分鐘(r/min)。 S是模態(tài)指令，S 功能只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時有效。 S 所編程的主軸轉(zhuǎn)速可以借助機床控制面板上的主軸倍率開關(guān)進(jìn)行修調(diào)。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.3 進(jìn)給功能 F F 指令表示工件被加工時刀具相對于工件的合成進(jìn)給速度，F(xiàn)的單位取決于G94(每分鐘進(jìn)給量mm/min)或G95(每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/r)。 當(dāng)工作在G01，G02 或G03方式下，編程的F一直有效，直到被新的 F值所取代，而工作在 G00方式下，快速定位的速度是各軸的最高速度，與所編 F無關(guān)。 借助于機床控制面板上的倍率按鍵，F(xiàn)可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行修調(diào)，當(dāng)執(zhí)行螺紋切削循環(huán)G76、G82及螺紋切削G32時，倍率開關(guān)失效，進(jìn)給倍率固定在100%。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.4 刀具功能 T 代碼用于選刀，其后的 4 位數(shù)字分別表示選擇 的刀具號和刀具補償號。 執(zhí)行 T 指令，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)塔刀架，選用指定的刀具。 當(dāng)一個程序段同時包含 T 代碼與刀具移動指令時，先執(zhí)行 T 代碼指令，而后執(zhí)行刀具移動指令。 刀具的補償包括刀具偏置補償、刀具磨損補償及刀尖圓弧半徑補償。 T 指令同時調(diào)入刀補寄存器中的補償值。刀尖圓弧補償號與刀具偏置補償號對應(yīng)。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.5 準(zhǔn)備功能G代碼 準(zhǔn)備功能 G指令由 G后一或二位數(shù)值組成，它用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡、機床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補償、坐標(biāo)偏置等多種加工操作。 G 功能根據(jù)功能的不同分成若干組，其中 00組的G 功能（G04、G28、G29、G92）稱非模態(tài) G 功能，其余組的稱模態(tài)G功能。,模態(tài)G代碼（續(xù)效代碼）：該代碼在一個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代碼時才失效。 非模態(tài)G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 ： N010 G90 G00 X16 S600 T01 M03； N020 G01 X8 Y6 F100； N030 X0 Y0；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.6.1 絕對坐標(biāo)指令與增量坐標(biāo)指令（G90、G91） G90—絕對坐標(biāo)指令 G91—增量坐標(biāo)指令 例 編制圖中的移動量。 絕對尺寸指令：G90 G01 X30 Y50； 增量尺寸指令：G91 G01 X20 Y30； 或 G01 U20 V30；,,,,3.6 與坐標(biāo)系有關(guān)指令,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.6.2 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：G92 X400 Z200； 3.6.3 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。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.7 運動控制指令,10/13/2019,－41－,1、G00指令——快速定位指令 編程格式：G00 X__ Y__ Z__ ； 式中X、Y、Z：絕對值指令時是終點的坐標(biāo)值；增量值指令時是刀具移動的距離。 功能：指令刀具從當(dāng)前點，以數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先調(diào)定的快進(jìn)速度（修調(diào)倍率），快速移動到程序段所指令的下一個定位點。 只要非切削的移動，通常使用G00指令，如由機械原點快速定位至切削起點，切削完成後 的Z軸退刀及X、Y軸的定位等，以節(jié)省加工時間（只能用于工件外部的空程行走）。 注意： G00中不需要指定進(jìn)給速度，續(xù)效指令。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－42－,如圖所示，空間直線移動從A到B。其編程計算方法如下： 絕對： G90 G00 Xb Yb Zb； 增量： G91G00 X(xb?xa) Y(yb?ya) Z(zb?za) ；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－43－,指令執(zhí)行開始后，刀具沿著各個坐標(biāo)方向同時按參數(shù)設(shè)定的速度移動，最后減速到達(dá)終點，如圖a所示。 在各坐標(biāo)方向上有可能不是同時到達(dá)終點。刀具移動軌跡是幾條線段的組合，不是一條直線。例如，在FANUC系統(tǒng)中，運動總是先沿45°角的直線移動，最后再在某一軸單向移動至目標(biāo)點位置，如圖b所示。 編程人員應(yīng)了解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動軌跡情況，以避免加工中可能出現(xiàn)的碰撞。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－44－,,,,同時到達(dá)終點 單向移動至終點 從A點到B點快速移動的程序段為：G90 G00 X20 Y30； 若采用直線型定位方式移動 ，則每次都要計算其斜率后，再命令X軸及Y軸移動，如此增加電腦的負(fù)荷，反應(yīng)速度也較慢，故一般CNC機械一開機大都自動設(shè)定G00以斜進(jìn)45°方式移動。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,3.7.2 直線插補指令（G01）,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－46－,2、G01指令——直線插補指令 編程格式：G01 X_a_ Y_b_ Z_c_ F_f_ ； 式中：X、Y、Z：絕對值指令時是終點的坐標(biāo)值；增量值指令時是刀具移動的距離。F:刀具的進(jìn)給速度(進(jìn)給量)它是一個 合成速度。F為續(xù)效指令，因此無需對每個程序段都指定F；如果F代碼不指令進(jìn)給速度被當(dāng)作零。 功能：指令多坐標(biāo)（2、3坐標(biāo)）以聯(lián)動的方式，按程序段中規(guī)定的合成進(jìn)給速度f，使刀具相對于工件按直線方式，由當(dāng)前位置移動到程序段中規(guī)定的位置（a、b、c）。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－47－,示例： 實現(xiàn)圖中從A點到B點的直線插補運動,其程序段為： 絕對方式編程： G90 G01 X10 Y10 F100； 增量方式編程： G91 G01 X-10 Y-20 F100；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－48－,： G90 G01 Y17. F80； X -10. Y30.； G91 X -40. Y -18.； G90 X -22. Y0； X0.； ：,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－49－,運動控制指令－示例1,10/13/2019,－50－,運動控制指令－示例1,10/13/2019,－51－,運動控制指令－示例2,假設(shè)銑刀已定位至H點，沿A→B→C→D→E→F→G→程序原點→A點，完成輪廓切削。,10/13/2019,－52－,3、G02,G03——圓弧插補指令 G02：順時針圓弧插補。 G03：逆時針圓弧插補。 （1）順、逆方向判別規(guī)則： 沿垂直于圓弧所在平面的坐標(biāo)軸由正方向向負(fù)方向觀察，來判別圓弧的順、逆時針方向。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－53－,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－54－,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－55－,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－56－,（2）程序格式： XY平面： ZX平面： YZ平面：,其中： X、Y、Z的值是指圓弧插補的終點坐標(biāo)值； I、J、K是指圓弧起點到圓心的增量坐標(biāo)，與G90,G91無關(guān)； X軸的分向量用位址I表示。 Y軸的分向量用位址J表示。 Z軸的分向量用位址K表示。 R為指定圓弧半徑。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－57－,,,,I、J、K的表達(dá)意義 a) XY平面圓??； b) ZX平面圓弧； c) YZ平面圓弧,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－58－,（3）圓心位置的表示方法： 由圓心指向起點的向量在X,Y,Z軸上的分量用I,J,K表示 。,Y,,,,,,,X,I,J,起點,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－59－,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－60－,R表示法：用半徑R帶有符號的數(shù)值來表示： θAB≤180○ ： R ≥ 0 R100； θ’AB＞180○ ：R ＜ 0 R-100,說明： a、具體采用哪種方法，視具體的數(shù)控系統(tǒng)而定。 b、G00,G01,G02,G03是同組續(xù)效指令，缺省值G01。 c、本段終點若與上一段終點位置相同，即起點與終點最終沒有相對位移，則可省略不寫。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－61－,※對于整圓只能采用I、J、K的方式編程 加工如圖所示整圓 1和2。起點為A點，若采用順時針方向和半徑方法加工圓1和圓2，則程序均可以寫成： N01 G02 X20 Y0 R-20 F100； 這說明采用 R方法來加工整圓不唯一，所以應(yīng)采用 I、 J、 K方法來加工整圓，這樣則可以得到唯一的加工路徑。 則加工圖中圓1的程序為： G02 X20 Y0 I-20 J0 F100； 加工上圖中圓2的程序為： G02 X20 Y0 I20 J0 F100；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－62－,在圖中，當(dāng)圓弧A的起點為P1，終點為P2，圓弧插補程序段為： G02 X321.65 Y280 I40 J140 F50; 或：G02 X321.65 Y280 R-145.6 F50; 當(dāng)圓弧A的起點為P2，終點為P1時，圓弧插補程序段為： G03 X160 Y60 I-121.65 J-80 F50; 或：G03 X160 Y60 R-145.6 F50;,,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－63－,加工順弧AB、BC、CD，刀具起點在A點，進(jìn)給速度80mm/min，兩種格式編程為： 用圓心坐標(biāo)I、J編程： G92 X0 Y-15； G90 G03 X15 Y0 I0 J15 F80； G02 X55 Y0 I20 J0； G03 X80 Y-25 I0 J-25； 用圓弧半徑R編程： G92 X0 Y-15； G90 G03 X15 Y0 R15 F80； G02 X55 Y0 R20； G03 X80 Y-25 R-25；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－64－,運動控制指令-示例2,10/13/2019,－65－,運動控制指令-示例2,10/13/2019,－66－,刀具由坐標(biāo)原點O快進(jìn)至a點，從a點開始沿a、b、c、d、e、f、a切削，最終回到原點O，編程如下：,運動控制指令-示例2,10/13/2019,－67－,用絕對坐標(biāo)編程如下： N01 G90 G00 X30 Y30； N02 G01 X120 F120； N03 Y55； N04 G02 X95 Y80 I0 J25 F100； N05 G03 X70 Y105 I-25 J0； N06 G01 X30 Y105 F120； N07 Y30； N08 G00 X0 Y0； N09 M02；,運動控制指令-示例2,10/13/2019,－68－,用增量坐標(biāo)編程如下： N01 G91 G00 X30 Y30； N02 G01 X90 Y0 F120； N03 X0 Y25； N04 G02 X-25 Y25 I0 J25 F100； N05 G03 X-25 Y25 I-25 J0； N06 G01 X-40 Y0 F120； N07 X0 Y-75； N08 G00 X-30 Y-30； N09 M02；,運動控制指令-示例2,10/13/2019,－69－,4、G04：暫停指令 功能：使刀具作短時間的暫停（延時），用于無進(jìn)給光整加工，如車槽、鏜平面、锪孔、檢測等場合常用該指令。 指令格式：G04 X(Ｐ) ▁； 式中：X為暫停時間，單位為毫秒或秒，視數(shù)控系統(tǒng)而定。暫停2 sec，則寫成：G04 X2；或G04 X2000； G04為非模態(tài)指令僅在本程序段有效。 例如：N055 G04 P3000;（延時3秒）,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,10/13/2019,－70－,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,舉例,例：锪孔加工，孔底有表面粗糙度要求。程序如下： … G01 Z-7.0 F60； G04 X5.0； （刀具在孔底停留5s） G00 Z7.0； …,4.1.刀具半徑補償指令（G41、G42、G40） 1.1 刀具半徑補償概念 實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，刀位點的運動軌跡即加工路線應(yīng)該與零件輪廓曲線有一個半徑值大小的偏移量。 使刀具的刀位點正確運動有兩種方式： 1) 加工前計算出刀位點運動軌跡， 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 自動計算出刀具中心軌跡。,,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,4. 刀具補償指令,刀具半徑補償指令 G41為刀具左補償，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。 書寫格式： 1．G41、G42與G00，G01配合使用。 2．G41、G42與G02，G03配合使用。,,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,,,,,,,,,,刀具半徑補償過程 刀具半徑補償執(zhí)行過程一般分為三步： (1)刀具補償建立 (2)刀具補償進(jìn)行 (3)刀具補償撤消 刀具補償功能還可以利用同一加工 程序去適應(yīng)不同的情況，如： 1．利用刀具補償功能作粗、精加工余 量補償； 2．刀具磨損后，重輸?shù)毒甙霃剑槐?修改程序； 3．利用刀補功能進(jìn)行凹凸模具的加工。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,例 銑削加工圖所示的輪廓，采用20㎜的立式銑刀。 O0010 N010 G92 X0 Y0； N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01 S800 M03 M08； N030 G01 X80 Y0 F100； N040 G03 X40 Y40 I0 J40； N050 G01 Y60； N060 X-20； N070 G02 X-80 I-40； N080 G01 X-20； N090 Y-100； N100 G00 G40 X-70 Y-40 M05 M09 M02；,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,,,4.2 刀具長度補償指令（G43、G44） 用于刀具軸向（Z方向）補償，可使刀具在Z方向上的實際位移大于或小于程序給定值。即：,,,書寫格式：,,執(zhí)行結(jié)果： 正偏置G43：Z實際值=Z指令值+（H—） 負(fù)偏置G44：Z實際值=Z指令值-（H—） G40為取消刀補。,,,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,5 尺寸單位選擇G20，G21 G20：英制輸入； G21：公制（米制）輸入，其為缺省值。 尺寸輸入制式及其單位,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,6 進(jìn)給速度的單位設(shè)定G94、G95 G94 [F-]：每分鐘進(jìn)給，其為缺省值； G95 [F-]：每轉(zhuǎn)進(jìn)給。 G94對于線性軸，F(xiàn)的單位依據(jù)G20/G21的設(shè)定而分別為mm/min或in/min；對于旋轉(zhuǎn)軸，F(xiàn)的單位為度/min。 G95為每轉(zhuǎn)進(jìn)給，即主軸轉(zhuǎn)一周時刀具的進(jìn)給量。F 的單位依據(jù)G20/G21的設(shè)定而分別為mm/r或in/r。此功能只在主軸裝有編碼器時才能使用。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,7 絕對值編程G90與相對值編程G91 G90：絕對值編程，每個編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對 于程序原點的。 G90為缺省值。 G91：相對值編程，每個編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對 于前一位置而言的，該值等于沿軸移動的距離。 絕對編程時，用G90指令后面的X、Z表示X軸、Z軸的坐標(biāo)值； 增量編程時，用U、W 或G91 指令后面的X、Z表示X軸、Z軸的增量值。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,如圖所示，使用G90、G91編程：要求刀具由原點按順序移動到1、2、3點，然后回到原點。 絕對編程 增量編程 混合編程,,,圖3.3.1 G90/G91 編程,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,8 坐標(biāo)系設(shè)定G92 G92 X- Z- X、Z：對刀點到工件坐標(biāo)系原點的有向距離。 G92 指令建立工件坐標(biāo)系。當(dāng)執(zhí)行 G92 Xα Z β指令后，系統(tǒng)內(nèi)部即對 ( α ， β ) 進(jìn)行記憶，并建立一個使刀具當(dāng)前點坐標(biāo)值為 ( α ， β ) 的坐標(biāo)系，系統(tǒng)控制刀具在此坐標(biāo)系中按程序進(jìn)行加工。執(zhí)行該指令只建立一個坐標(biāo)系，刀具并不產(chǎn)生運動。,第三章 數(shù)控系統(tǒng)編程指令體系,坐標(biāo)系選擇G54~G59 G54、G55、G56、G57、G58、G59 G54~G59是系統(tǒng)預(yù)定的六個坐標(biāo)系，可根據(jù)需要選用。 加工時其坐標(biāo)系的原點，必須設(shè)為工件坐標(biāo)系的原點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，否則加工出的產(chǎn)品就有誤差或報廢，甚至出現(xiàn)危險。 這六個預(yù)定工件坐標(biāo)系的原點在機床坐標(biāo)系中的值（工件零點偏置值）可用MDI方式輸入，系統(tǒng)自動記憶。工件坐標(biāo)系一旦選定，后續(xù)程序段中絕對值編程時的指令值均為相對于坐標(biāo)系原點的值。 G54~G59為模態(tài)功能，可相互注銷，G54為缺省值。,第四章 切削用量的選擇,1. 確定合理切削用量的意義 切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度。 數(shù)控加工時對同一加工過程選用不同的切削用量，會產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系統(tǒng)強度、剛性允許的條件下充分利用機床功率，最大限度地發(fā)揮刀具的切削性能，并保證刀具具有一定的使用壽命。,第四章 切削用量的選擇,2. 選擇切削用量的一般原則 (1) 粗加工時切削用量的選擇 粗加工時一般以提高效率為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。提高切削速度、加大進(jìn)給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率。其中切削速度對刀具壽命的影響最大，切削深度對刀具壽命的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時首先應(yīng)選擇一個盡可能大的切削深度，以減少進(jìn)給次數(shù)，其次選擇較大的進(jìn)給速度，最后在刀具使用壽命和機床功率允許的條件下選擇一個合理的切削速度。,第四章 切削用量的選擇,（2） 精加工、半精加工時切削用量的選擇 精加工和半精加工的切削用量要保證加工質(zhì)量，兼顧生產(chǎn)效率和刀具壽命。 精加工和半精加工的切削深度是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求及粗車后留下的加工余量決定的，一般情況是一次去除余量。 精加工和半精加工的切削余量較小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的情況下適當(dāng)加大進(jìn)給量。,第四章 切削用量的選擇,3. 如何選擇切削用量 1） 切削用量一般可以根據(jù)刀具供應(yīng)商所提供的刀具 樣本數(shù)據(jù)來確定，這是比較快捷而穩(wěn)妥的方法； 也可以根據(jù)經(jīng)驗或試切來確定。 2） 查閱切削用量手冊。 3） 生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。,（一）數(shù)控加工工序的劃分 工序的劃分原則： 先面后孔的原則； 刀具集中的原則； 粗、精分開的原則； 按部位分序的原則。 （二）對刀點與換刀點 對刀點：刀具相對于工件運動的起點，又稱起刀點，也就是程序運行的起點。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),對刀點的選擇原則： 對刀點應(yīng)便于數(shù)學(xué)處理和程序編制； 對刀點在機床上容易校準(zhǔn)； 在加工過程中便于檢查； 引起的加工誤差小。 對刀點可以設(shè)置在零件、夾具上面或機床上面。 換刀點：一把刀具用完后，為防止刀具與工件相碰，刀具要先到工件之外，再進(jìn)行換刀這個位置就叫換刀點。 換刀點應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容的安排。為了防止換刀時刀具碰傷工件，換刀點往往設(shè)在零件的外面。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),（三）走刀路線的選擇 走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀位點相對于被加工工件的運動軌跡。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),走刀路線的選擇原則： 保證零件的加工精度和表面租糙度； 方便數(shù)值計算，減少編程工作量； 縮短走刀路線，減少空行程。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),（四）刀具的選擇 加工刀具的選擇，應(yīng)盡可能選用硬質(zhì)合金刀具或性能更好的更耐磨的帶涂層的刀具。銑平面輪廓用平頭立銑刀，銑空間輪廓時選球頭立銑刀。 選擇刀具時要規(guī)定刀具的結(jié)構(gòu)尺寸，供刀具組裝預(yù)調(diào)使用；還要保證有可調(diào)用的刀具文件；對選定的新刀具應(yīng)建立刀具文件供編程用。 （五）數(shù)控機床的選擇 1. 平面孔系零件的加工 這類零件或孔數(shù)較多，或孔位置精度要求較高，宜用點位直線控制的數(shù)控鉆床與鏜床加工。,,,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),2. 旋轉(zhuǎn)體類零件的加工 此類零件多選用數(shù)控車床或數(shù)控磨床加工。 3. 平面輪廓的加工 此類零件的輪廓多由直線和圓弧組成，一般選兩坐標(biāo)聯(lián)動的數(shù)控銑床加工。 4. 立體輪廓表面的加工 一般選用具有三軸或三軸以上聯(lián)動功能的數(shù)控銑床加工此類零件。,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),工件的裝卡方式 1）盡量采用組合夾具 2）選擇合理的定位、夾緊部位 避免干涉，便于測量 3）選擇合理的夾緊力位置和方向 減少變形 4）裝卡、定位要考慮到重復(fù)安裝的一致性,,,第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ),謝 謝,