数控技术(编程3).ppt

螺纹加工循环指令（g74） 左旋攻螺纹循 环g74 格式: g98 （g99） g74x_y_z_r_f_l _ 动作分解:左旋攻螺 纹（攻反螺纹）时 主轴反转，到孔底 时主轴正转，然后 工进速度退回。 初始高度 安全高度 孔底平面 主轴正转 主轴反转 g74动作指令图 注意： 1、攻螺纹过程要求主轴转速与进给速度 成严格的比例关系，进给速度 f=转速(r/min)螺矩 (mm/r). 2、r应选在距工件表面7mm以上的地方。 螺纹加工循环指令（g84） 右旋攻螺纹循环 格式: g98 g84 x_y_z_r_f_l_ 动作分解: 从r点到z点攻丝时刀具 正向进给，主轴正转。 到孔底部时，主轴反转 ，刀具以反向进给速度 退出. 初始高度 安全高度 孔底平面 主轴反转 主轴正转 g84动作指令图 镗孔循环指令（g76） 精镗循环 g98（g99）g76 x_y_z_r_p_q_f_l_ g76 动作指令图 初始高度 安全高度 孔底平面 主轴准停 q 精镗时，主轴在孔底定向停 止后，向刀尖反方向移动，然 后快速退刀，退刀位置由g98 或g99决定。 带有让刀的退刀不会划伤已 加工平面，保证了镗孔精度。 刀尖反向位移量用地址q指定 ，其值q 镗孔循环指令（g85 g86） 2） g85：镗孔循环 g99 g85x_y_z_r_f_l_ 该指令动作过程与g81指令 相同，只是g85进刀和退刀都为 工进速度，且回退时主轴不停转 。 3） g86：镗孔循环 g98 g86x_y_z_r_f_l_ 此指令与g81相同 ，但在孔底时主轴停止，然 后快速退回。 注意：该指令 退刀前没有让刀动作，退回 时可能划伤已加工表面，因 此只用于粗镗孔。 初始高度 安全高度 孔底平面 g85指令动作图 镗孔循环指令（g87） 4） g87：反镗循环 （需要主轴准停、教学机不能用） g98 g87 x_y_z_r_q _f_l_ g87 指令动作图 动作过程: 在x、y轴定位后，主轴定向停止，然 后向刀尖的反方向移动q值，再快速进给 到孔底(r点)定位。在此位置，刀具向刀尖 方向移动q值。主轴正转，在z轴正方向上 加工至z点。这时主轴又定向停止，向刀 尖反方向位移，然后从孔中退出刀具。返 回到初始点(只能用g98)后退回一个位移量 ，主轴正转，进行下一个程序段的动作。 g98 g87 g90 x100 y100 z40 r5 q-10 p2000 镗孔循环指令（g88） 5） g88：镗孔循环 （手 镗 ） g98（g99）g88 x_y_z_r_p_f_l_ 在孔底暂停 ，主轴停止后 ，转换为手动状态，可用手动将刀 具从孔中退出。到返回点平面后， 主轴正转，再转入下一个程序段进 行自动加工。 镗孔手动回刀，不需主轴准 停 g88 指令动作图 镗孔循环指令（g89） 6）g89：镗孔循环 g98（g99） g89 x_y_z_r_p_f_l_ 此指令与g86指令 相同，但在孔底有暂停 。（孔底延时、停主轴 ） 初始高度 安全高度 孔底平面 g89指令动作图 主轴延时停 镗孔循环程序 n1 g92 x-600 y450 z500; 预置工件坐标系 n2 g90 g00 g43 h01 z100 m03 s500; n3 g85 x0 y0 z-30 r5 f100; n4 g80 g00 h00 z500 m05; n5 g28 x0 y0; n6 m00; 相对坐标方式： n1 g92 x-600 y450 z500; n2 g91 g43 h01 z-400 m03 s500; n3 g89 x600 y-450 z-35 r-95 p2000 f100; n4 g80 g00 h00 z495 m05; n5 g28 x0 y0; n6 m00; 例:如图所示零件，进行打中心孔、钻孔、攻螺纹等加工。 主程序为为o0003；钻中心孔、钻孔、倒角、攻螺纹和钻孔位置子程序分 别为别为 o0100、o0200、o0300、o0400和o0500号。工件坐标标系的原点为为w ，固定循环环的初始平面为为z=250，r点平面为为z=2，钻通孔钻头伸出 量为2，中心孔的孔深为1.5，倒角深度为1，其它尺寸如图图。 刀具:t01（中心钻） t02（8.5钻头） t03（倒角钻头） t04（m10丝锥丝锥 ）。 4 3 2 1 w 80 x y x z 2 2 8.5 15 m10 w o00003 ； 主程序 n10 g54 g90 g00 x0 y0 z250.0 ；选择工件坐标系，快进到换刀点 n15 t01 m06 ；换上01号刀具中心钻 n20 s1500 m03 m08 ；启动主轴，开冷却液 n25 m98 p0100 ；在四个孔中心孔位置打中心孔 n30 t02 m06 ；换02号刀具8.5钻头 n35 s1000 m03 m08 ；启动主轴，开冷却液 n40 m98 p0200 ；钻四个孔 n45 t03 m06 ；换03号刀具倒角 n50 s1500 m03 m08 ；启动主轴，开冷却液 n55 m98 p0300 ；给每个孔倒角 n60 t04 m06 ；换04号刀具m10丝锥 n65 s200 m03 m08 ；启动主轴，开冷却液 n70 m98 p0400 ；对四个孔攻丝 n75 g28 ；返回参考点主程序结束 n80 m30 ；主程序结束 4 3 2 1 w 80 x y x z 2 2 8.5 15 m10 w 2.6 用户宏程序 定义：用变量代替某些数值，以及这些变量运算和赋值的过程。 功能：由主程序专用语句调用，执行完宏程序后再返回主程序。 组成：由三部分组成 a.宏程序名；字母o加自然数 b.宏程序主体 c.宏程序结束指令m99（遇到m02、m30是程序结束返回） 2.6.1变量 变量有三种 1）局部变量：用户在宏程序中局部使用的变量。变量用和后面的数字表示， 其格式为： i（i =1,2,333） 2) 公共变量：直接用#i赋值和调用，通过操作面赋值的变量。 a.100199；非保持型，断电后被清除 b.500531；保持型，断电后被保存 注：公共变量在任何主程序、子程序中被调用。 3）系统变量：系统具有固定用途的变量，被任何程序使用。 刀具偏移（20002999） 接口输入信号（10001035） 接口输出信号（11001135） 2.6.2 变量的运算 在宏程序中队变量进行数值运算和逻辑运算。 数值运算：、；sin 、cos、 ln等 逻辑运算：and、or、xor、eq等 数值运算格式： 例：#101=#2+#8*cos#1 2.6.3 转移和循环命令 1）无条件转移语句 格式：goto n-转移到程序段的顺序号； 2）无条件转移语句 格式：if(转移条件）goto n 例：if #4 ge 100 goto 20; 若#4100，则转移到n20句执行。条件不成立执行下句。 3）无条件循环语句 格式：do m;-循环标识号； end m;(循环体内加条件语句，避免死循环） 4）条件循环语句 格式：while (循环条件）do m; end m;(条件为真实执行domendm之间的内容） 2.6.4 宏程序调用命令 1）非模态调用 格式：g65 p_l_a_b_(局部变量地址及赋值） p-:被调用的宏程序号 l-:宏程序执行次数，缺省值为1 a_b_：局部变量的地址 2）模态调用g66 格式：g66 p_l_a_b_. 3）取消宏命令g67 例：要沿直线钻一系列的孔，直线的倾角由g65传送的x、t变 量来决定，钻孔数由变量t传送。程序如下： n1 g90 g00 x40 y40 z10; n2 g65 p9010 x50 y25 z10 f10 t10; （传送参数x、y、z， 进给量f，孔数t=10） n3 g28 m30; 9010 子程序 n1 t#20;孔数传给20号变量 n2 g81 z#26 f#9;钻孔循环；孔深 z（#26）10mm,进给量赋#9，不延时 n3 g91; n4 while (#20 gt 0) do 1; n5 #20#201; n6 if (#20 eq 0) goto 9; n7 g00 x#24y#25;移到下一孔位，#24=50，#25=25 n8 goto 2; n9 end 1; n10 m99;返回到调用处。 2.7 计算机辅助自动编程 2.7.1 概述 零件源程序: 用专用的语言和符号来描述零件图纸上的几何形 状及刀具相对零件运动的轨迹、顺序和其它工艺参数等 零件源程序后置处理输入翻译数值计算 穿孔纸带 加工程序单 编译程序 通用计算机 apt自动编程系统 v加工零件形状复杂，手工编程无法高效精确地计算出 满足要求的刀具轨迹，计算机技术的出现和发展帮助人 们解决了这一难题。 v1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控铣 床的同时，就开始研究自动编程问题，产生了apt (automatically programmed tool)。 v随后又发展成apt和apt。apt语言成为世界各 国自动编程的基础。国际标准化组织在apt语言基础上 制定了iso43421985语言标准。在此基础上我国制定 了国标。 介绍以iso为标准的自动编程步骤、语言和内容 v自动编程的步骤分为前置处理；刀具运动轨迹计算、工艺处理 ；后置处理 v 1前置处理 v 编程人员用nc编程语言或apt编程语言，根据加工零件图样的要求写 出指令，如主轴转速、进给量等。 v(这部分工作是脱离具体的机床和控制装置作出的，还不能直接用做机床 nc装置的输入，所以称为前置处理)。 v 2刀具运动轨迹计算及工艺处理 v 程编人员要根据零件加工图样的技术要求进行工艺处理及刀具运动轨 迹详细计算零件加工达到技术要求。 v 3.后置处理 v 将计算出的刀位数据信息变为特定机床控制系统的输入信息，与具体 使用的机床紧密相关。一般可分为输入、控制、运动处理、输出等部分。 2.7.2 apt语言系统介绍 vapt语言系统具有强大的处理功能，从点位加工到多坐标空 间曲面连续加工，都可方便计算出连续切削的刀具运动轨迹。 v用apt语言编写零件源程序接近英语自然语言容易为程编 人员掌握。 vapt系统诊断功能强，可靠性高，零件越复杂,编程越经济。 v应用较广的有德国exapt、日本的fapt。 v apt语言的基本构成元素 由字符、词汇、标识符、表达式和语句构成。 字 符：是大写的英文字母az;数字0 9;特殊符号：、等。 词 汇：每一词汇字母不超过6个，可直接用英文原词。 标识符：1-6个字母和数字组成，规定英文字母开头。 表达式：有几何及算术表达式。 语 句：有几何定义、运动执行、后置处理及辅助语句共4种。 2.7.3 零件几何定义语句 是为描述零件的几何图形设置的，对组成零件的点（point)、线（line)、 面（plane)及圆（circle)等进行描述。 apt语言有17种。 1）点定义语句 用直角坐标系的点 p=point/x,y,z 例：p1=point/50,35,40 直线-圆相交的点 p=point/ xlarge xsmall ylarge ,intof，line，circle ysmall 相交的关键词 表示x、y大小的关键词 例：p1=point/xsmall,intof,l,c p2=point/xlarge,intof,l,c 2）直线定义语句 通过两点的直线 l=line/p1，p2 例:l1=line/x1,y1,x2,y2 用过一点且与一圆相切定义直线 l=line/point，right left，tanto，circle 例:l1=line/p1，left，tanto，c1 l2=line/p1，right，tanto，c1 3）圆定义语句 用圆心坐标和半径定义圆 c=circle/center，point，radius，r 例:c1=circle/center，p1，radius，20 定义圆有9种情况。 4）平面定义语句 通过不在一条直线上的三个点 pl=plane/p1，p2，p3 定义平面有3种情况。 2.7.4 运动执行语句 用来描述加工过程中刀具运动的顺序和状态，并 生成刀具运动轨迹数据，供后置处理阶段用。 1）刀具轨迹控制语句 一般形式：cutter/d，r，e，f，b，h 省略形式：cutter/d；或cutter/d，r 2）控制面定义及刀具对控制面的位置规定 由于刀具有一定形状，因此就必须确定刀具与工件被切表面在 加工运动中的位置关系。其中，零件面（ps)和导动面(ds)构成 了刀具运动轨迹。在一连串的刀具运动中，连续成为控制面的是 零件面，随着刀具运动的变化面变化的控制面是导动面。检查面 只是终止该轨迹的运动。 导动面（drive surfaceds): 加工过程中与刀具始终保持接触的轮廓表面。 沿着刀具运动方向看，有3种情况： 刀具在ds左侧 刀具在ds右侧 刀具中心位于ds上 零件面（part surfaceps): 刀具沿导动面运动时，控制刀具高度的面。 注：ps一经指定，对后面的语句一直有效，直到重新指定； 若无指定，xy平面为ps。 刀具顶端中心在ps上 （tool on part surface) 刀具顶端中心从ps偏置，其刀具顶端与ps接触 （tool off part surfac) 检查面（check surfacecs): 在轮廓运动中，刀具在保持给定的导动面和零件面关系的情况下运动，cs是这 一运动的停止面。 3）点位运动语句 刀具初始位置语句（起刀语句） from/点名字；或from/x，y，z 图中：sp点语句为：from/0，0，12 绝对点运动语句 goto/点名字；或goto/x，y，z 图中：从sp点p1点语句为： goto/8，4，12 4）连续运动语句 在连续切削中，涉及运动走向与3个面的位置关系有： 初始运动语句 是刀具从初始点进入工件轮廓上某点得空形程运动控制 面的指定位置。 有时可省略cs、ps但ds不可省略 控制方向的初始运动语句 indirp/point-指定点方向 （indirection point)运动到控制面 indirv/vector (indirection vector) 下图运动控制语句为： from/sp indirv/v1 offset/past，c1 连续运动语句 控制刀具进行连续切削运动的语句，刀具按何方向 、什么轨迹运动、运动到什么位置停止。 golft(左拐)， gorgt(右拐) gofwd(向前)，goback(向后) goup(向上)， godown(向下) 是以前一个运动方向为基准来确定新运动方向的修饰词。 2.7.5 后置处理语句（与机床有关的语句） 即控制机床能力的语句。（如：主轴转速、进给速度、切削液 开闭等） 这些语句对刀具轨迹计算不产生影响，直接传到后处理程序。 partno/sample part program c5;零件源程序号为试件程序c5 sapt=point/0，0，0 ;sapt为起刀点的代号，即坐标系原点 l1=line/16，8，0，16，32，0 ;直线l1的两点坐标值 p1=point/16，32，0 ; l2=line/p1，atangl，45 ;直线l2为过p1点并与x轴夹角为45 2.7.6 运动执行语句举例 零件图 源程序 l3=line/32，48，0，48，48，0 ; l4=line/56，20，0，56，40，0 ; l5=line/0，8，0，40，8，0 ; c1=circle/48，40，0，8 ;圆c1 圆心坐标为x=48，y=40，z=0，r为8 c2=circle/56，8，0，12 ; cutter/10; 刀具直径10 outtol/0.05; 轮廓外容差0.05 spindl/1600，clw; 主轴转速 1600r/min，顺时针方向回转 coolnt/on; 打开冷却液 fedrat/500; 进给速度为500mm/min from/sapt ;刀具起始点为sapt点 go/to，l1 ;刀具从点sapt开始以最短距离向l1运动，直至与l1相切 tllft ;顺着切削运动方向看,刀具处在零件左边的位置（左偏刀） golft/l1，past，l2;刀具到达l1时，相对于前一运动向左拐并沿 l1运动， 直到走过l2时为止 gorgt/l2，past，l3 ;从l2的运动方向看， 刀具向右拐沿l2运动， 直到走过l3时为止 gorgt/l3，tanto，c1 ;向右拐沿l3运动，直到与c1圆相切为止 gofwd/c1，tanto，l4 ;向前沿c1圆运动，直到与l4相切 gofwd/l4，past，c2 ; gorgt/c2，past，l5 ; gorgt/l5，past，l1 ; goto/sapt;走到sapt点 goolnt/off;关闭冷却液 spindl/off;主轴停 fini ;零件源程序结束 2.7.7图形交互自动编程 和cad数据库及capp系统有效的连接；将三维设计、分析、 nc加工于一体。 图形交互自动编程，是通过专用的计算机软件来实现 的。它通常以机械方面的计算机辅助设计(cad)软件为基 础，利用cad软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制 到计算机上，形成零件的图形文件，然后调用数控编程模 块，采用人机交互方式在计算机屏幕上指定被加工的部位 ，再输入相应的加工参数，计算机便可自动进行必要的数 学处理并编制出数控加工程序，同时在计算机屏幕上动态 显示刀具的加工轨迹。 具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于检 查等优点。 成为目前国内外先进的cad/cam软件中普遍采用的数 控编程方法。 图形交互自动编程的步骤 目前，国内外图形交互自动编程软件的种类很多，其软件功能和 面向用户的接口方式有所不同，所以编程的具体过程和使用的指令也不 尽相同。但从总体上，其编程的基本原理及基本步骤大体上是一致的。 1.零件图及加工工艺分析 2.几何造型 3.刀位轨迹的生成 4.后置处理 5.程序输出 1.零件图及加工工艺分析 图形交互自动编程需要将零件被加工部位的图形准确地绘制在计算机 上，并需要确定有关工件的装卡位置、工件坐标系、刀具尺寸、加工路线 及加工工艺参数等数据。 因此，作为编程前期工作的零件图及加工工艺分析的任务有： 校准零件的几何尺寸、公差及精度要求； 确定零件相对于机床坐标系的装卡位置及被加工部位所处的坐标平面； 选择刀具并准确测定刀具的有关尺寸； 确定工件坐标系、编程零点，确定基准面及对刀点； 确定加工路线； 选择合理的工艺参数。 2.几何造型 几何造型就是利用图形交互自动编程软件的图形绘制、编辑修改、 曲线曲面造型等有关指令，将零件被加工部位的几何图形准确地绘制在 计算机屏幕上。同时，计算机自动生成零件的图形数据文件，这些图形 数据是下一步刀位轨迹计算的依据。自动编程过程中，软件将根据加工 要求自动提取这些数据，进行分析判断和必要的数学处理，以形成加工 的刀位轨迹数据。 3.刀位轨迹的生成 刀位轨迹的生成是人机交互 进行的。首先在刀位轨迹生成菜 单中选择所需的菜单项，然后根 据屏幕提示，用光标选择相应的 图形目标，指定相应的坐标点， 输入所需的各种参数。软件将自 动从图形文件中提取编程所需的 信息进行分析判断，计算出节点 数据，并将其转换成刀位数据， 存入指定的刀位文件中