数控第2章复习.ppt

,数控技术及装备,3、数控编程的基础知识,第二章数控加工技术基础知识,G指令准备功能功能：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。组成：G后带二位数字组成，共有100种（G00G99）有模态（续效）指令与非模态指令之分。示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18等M指令辅助功能功能：控制机床及其辅助装置的通断的指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等组成：后带二位数字组成，共有100种（M00M99）。有模态（续效）指令与非模态指令之分。示例：M02，M03，M08等,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,2.3.2常见指令功能介绍,M00：程序停止指令功能：停止一切操作,主轴停转、切削液关闭、进给停止。模态信息全部保存。启动按钮后继续执行。作用：停机检查、测量零件、手工换刀、操作工换班。M01：选择性暂停指令也称计划停止指令功能：与M00相似。不同：M01只有在预先被按下控制面板上选择停止开关”按钮的情况下时有用。作用：用于加工工件抽样检查，清理切屑等。M02：程序结束指令功能：程序全部结束。此时主轴停转、切削液关闭，数控装置和机床复位。该指令写在程序的最后一段。M03、M04、M05：主轴正转、反转、停止指令所谓主轴正转，是从主轴向Z轴正向看，主轴顺时针转动为正传；反之，则为反转。M03、M04、M05均为模态指令。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,M06：换刀指令功能：为手动或自动换刀指令。作用：当执行M06指令时，进给停止，但主轴、切削液不停。M06指令不包括刀具选择功能，常用于加工中心等换刀前的准备工作。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,M07、M08、M09冷却液开关指令功能：用于冷却装置的启动和关闭。属于模态指令。M07表示2号冷却液或雾状冷却液开。M08表示1号冷却液或液状冷却液开。M09表示关闭冷却液开关，并注销M07、M08、M50及M51（M50、M51为3号、4号冷却液开）。M50、M51冷却液开指令,M30：程序结束指令功能：与M02指令的功能基本相同。不同的是：M30能自动返回程序起始位置，为加工下一个工件作好准备。M98、M99：子程序调用与返回指令M98：为调用子程序指令；M99：为子程序结束并返回到主程序的指令。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,M00、M01、M02、M30的区别与联系M00：为程序暂停指令。程序执行到此进给停止，主轴停转。重新按启动按钮后，再继续执行后面的程序段。主要用于编程者想在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等）。M01：为程序选择性暂停指令。程序执行时控制面板上“选择停止”键处于“ON”状态时此功能才能有效。执行后的效果与M00相同，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。M02：为主程序结束指令。执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。M30：为主程序结束指令。功能同M02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管M30后是否还有其他程序段。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,F、S、T、D指令F指令指定（合成）进给速度指令组成：F后带若干位数字，如F150、F3500等。其中数字表示实际的合成速度值。它是模态指令。单位：mm/min（公制）或inch/min（英制）。视用户选定的编程单位而定，若为公制单位，则上述两个指令分别表示：F=150mm/min；F=3500mm/min。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,F指令指定（合成）进给速度指令G94表示进给速度，单位为mm/min，G95表示进给量，单位为mm/r。G94为缺省值。华中数控系统中用G98、G99表示。快移速度为“最高允许速度”。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,S指令（切削速度）指定主轴转速指令组成：S后带若干位数字，如S500、S3500等。其中数字表示实际的主轴转速值。它是模态指令。单位：r/min。上述两个指令分别表示主轴转速：500r/min；3500r/min。G96、G97指令指定。G97单位r/min，缺省。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,T指令组成：T后跟4位数字，分别表示存放的在库中的刀具号和刀补号。注意：1、一个刀具可以有多个刀补号2、后两位数据为00表示取消刀补号例子见P49,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,T、D指令指定刀具号和刀具长度、半径存放寄存器号指令。组成：T、D后跟两位数字，如T11、D02等。其中数字分别表示存放的在库中的刀具号和刀具长度、半径补偿寄存器号。上述两个指令分别表示后续加工将选择刀库中11号刀具和采用D02寄存器中的数值进行补偿。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,尺寸指令指定的刀具沿坐标轴移动方向和目标位置的指令X、Y、Z、U、V、W指令组成：由带符号的数字组成。如X100、Y-340等，其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值,符号表示运动的方向。单位：mm、m（公制）或inch（英制）。视用户选定的编程单位而定.,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,A、B、C指令指定沿回转坐标轴移动方向和目标位置指令组成：后带符号的数字组成。如A100、C-340等，其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值,符号表示运动的方向。单位：度、弧度。视用户选定的编程单位而定.,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,1、与坐标和坐标系有关的指令（1）绝对尺寸与增量尺寸指令G90/G91指令：G90指令：表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。G91指令：表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,2.3.3常见准备指令功能及用法,（2）设定工件坐标系G92指令指令格式:G92X_Y_Z_指令功能:设定工件坐标系若程序格式为G92XaYbZc则将加工原点设定到距刀具起始点距离为X=-a，Y=-b，Z=-c的位置上。例：G92X20Y10Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上,如图所示。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,设定工件坐标系G92指令,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,（3）工件坐标系选择指令G54、G55、G56、G57、G58、G59编程格式：G54G90G00(G01)XYZ(F)；该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。16号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,G92与G54G59的区别G92指令与G54G59指令都是用于设定工件加工坐标系的，但在使用中是有区别的。G92指令是通过程序来设定选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。G54G59指令程序段可以和G00、G01指令组合，如G54G90G01X10Y10时，运动部件在选定的加工坐标系中进行移动。程序段运行后，无论刀具当前点在哪里，它都会移动到加工坐标系中的X10Y10点上。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,常见错误当执行程序段“G92X10Y10”时，常会认为是刀具在运行程序后到达X10Y10点上。其实，G92指令程序段只是设定加工坐标系，并不产生任何动作，这时刀具已在加工坐标系中的X10Y10点上。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,（4）坐标平面选择指令G17、G18、G19,G17、G18、G19分别指定空间坐标系中的XY平面、ZX平面和YZ平面。对于三坐标数控铣床和铣镗加工中心，开机后数控装置自动将机床设置成G17状态，如果在XY坐标平面内进行轮廓加工，就不需要由程序设定G17。同样，数控车床总是在XZ坐标平面内运动，在程序中也不需要用G18指令指定。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,2、与控制方式有关的指令（1）快速定位指令G00,编程格式：G00X_Y_Z_功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。注意：G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。,编程格式：G01X_a_Y_b_Z_c_F_f_功能：指令为多坐标（2、3坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度f，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a、b、c）。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,（2）直线插补指令G01,G02、G03为圆弧插补指令，该指令的功能是使机床在给定的坐标平面内进行圆弧插补运动。圆弧插补指令首先要指定圆弧插补的平面，插补平面由G17、G18、G19选定。圆弧插补有两种方式，一是顺时针圆弧插补02，一是逆时针插补03。编程格式有两种：一是I、J、K格式，另一种是R格式。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,（3）圆弧插补指令G02、G03,G02：顺时针圆弧插补；G03：逆时针圆弧插补。顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的方向观察，来判别圆弧的顺逆时针方向。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,程序格式：XY平面：G17G02XYIJ(R)F；G17G03XYIJ(R)F；ZX平面：G18G02XZIK(R)F；G18G03XZIK(R)F；YZ平面：G19G02ZYJK(R)F；G19G03ZYJK(R)F；其中：X、Y、Z的值是指圆弧插补的终点坐标值；I、J、K是起点指向圆心向量在各坐标轴的投影向量。与G90,G91无关；,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,整圆的插补方式圆弧插补指令,对整圆插补加工，起点A和终点B重合，显然，此时过该点可画无数半径R一定的圆。因此，整圆加工不能用X、Y、R参数格式加工。必须用X、Y和I、J参数格式加工。,顺时针插补程序（黑圆）：G90G17G02X-50.Y0.I50.J0.；逆时针插补程序（黑圆）：G90G17G03X-50.Y0.I50.J0.；,编程格式：,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,3、与刀具补偿有关的指令（1）刀具半补偿指令G40、G41、G42,G40、G44、G43指令刀具半径补偿指令G41：左刀补，即沿加工方向看刀具在左边G42：右刀补，即沿加工方向看刀具在右边G40：取消刀补D：偏置值寄存器选用指令。xx：刀具补偿偏置值寄存器号。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,G40、G44、G43指令刀具长度补偿指令该指令可以根据储存在偏置寄存器D01D99中的设定值（与终点坐标值进行加法（G43）或减法（G44）运算后）使刀具的实际移动距离增加或减少一个偏置值。编程格式：G43（G44）DxxZ_,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,编程举例：如图所示，图中O点（红色）为机床原点，OXYZ为机床坐标系，O（黄色）为编程时选定的工件原点，OXYZ为工件坐标系。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,绝对坐标编程（机床坐标系）N01G90G17G00G42D01X100Y70S400M03M08；N02G01Z-240；N03X400F250N04X300Y370；N05G03X200Y270J-100；N06G02X100Y170I-100；N07G01X200Y70；N08G00G40Z-165M05M09；N09X300Y120M02；,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,G04暂停指令功能：可使刀具作短时的无进给运动编程格式：G04X_或G04F_其中：X,F其后的数值表示暂停的时间，单位为ms;或是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。用途：用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工用作时间匹配，对于那些动作较长的外部，或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,1、坐标轴的运动方向及其命名,统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给维修和使用带来极大的方便。ISO和我国都拟定了命名的标准。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,2.3.4数控机床的坐标系统,2、标准坐标系(1)刀具相对于工件运动的原则：由于机床的结构不同，有的是刀具运动，工件固定，有的是刀具固定，工件运动等等。为编程方便，一律规定为工件固定，刀具运动。(2)数控机床的标准坐标系：是一个右手笛卡尔直角坐标系，用右手螺旋法则判定，右手的拇指、食指、中指互相垂直，分别代表X轴、y轴和Z轴，指尖指向各坐标轴的正方向，即增大刀具和工件距离的方向。(3)若有旋转轴时：规定绕X、Y、Z轴的旋转轴为A、B、C轴，其方向为右旋螺纹向。数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,3、坐标轴的规定进给运动坐标系：ISO和中国标准规定：数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给)定义为坐标系中的一个坐标轴。数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）坐标轴相互关系：由右手定则决定。回转座标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,坐标轴方向：定义：刀具相对工件运动的方向。目的：使编程人员在不管是刀具移近工件，还是相反的情况下，都能正确地进行编程。附加坐标轴：平行于基本坐标系的进给轴，用U.V.W表示。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,Z坐标（首先确定的坐标）标准规定：Z坐标主轴轴线的进给轴。若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。方向规定：刀具远离工件的方向为“+”。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,X坐标（其次确定的坐标）标准规定：在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）Z轴水平（卧式）：则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；在工件旋转的机床上（车床、磨床等）X轴：是工件的径向并平行于横向拖板；方向：刀具离开工件旋转中心的方向。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,X坐标（其次确定的坐标）标准规定：在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）Z轴水平（卧式）：则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,X坐标（其次确定的坐标）标准规定：在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,X坐标标准规定：在工件旋转的机床上（车床、磨床等）X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,Y坐标（最后确定的坐标）利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在XZ平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,多轴数控机床坐标系,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,坐标轴的规定原则：先确定Z轴，再确定X轴和Y轴，最后确定其它轴。机床运动的正方向：是指增大工件和刀具之间距离的方向。(1)Z轴与主轴轴线平行的坐标轴即为Z轴。如果机床没有主轴，则Z轴垂直于工件装卡面。方向：规定刀具远离工件的方向作为Z轴的正方向。(2)X轴X轴是水平的，方向是在工件的径向上，且垂直于Z轴。方向：刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。(3)Y轴Y轴垂直于X、Z坐标轴。方向：根据X和Z坐标的正方向，按照右手直角笛卡儿坐标系来判定。,第二章数控加工技术基础知识,2.3数控编程的基础知识,第二章数控加工技术基础知识,数值计算主要包括计算工件轮廓的基点和节点的坐标。,2.3.5手工编程时的数学处理：,2.3数控编程的基础知识,根据被加工零件图，按照已经确定的加工工艺路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据，称为数学处理。数学处理一般包括两个内容：1）首先要正确选择编程原点，然后根据工艺规划计算各基点或节点的坐标值。2）根据零件图给出的形状，尺寸和公差等直接通过数学方法（如三角、几何与解析几何法等），计算出编程时所需要的有关各基点的坐标值。用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，计算各节点的坐标值。,第二章数控加工技术基础知识,2