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 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 G98G84X 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 镗孔循环指令 G76 精镗循环G98 G99 G76X Y Z R P Q F L 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 G85G86 2 G85 镗孔循环G99G85X 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G98G86X 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 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 G98G87X 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 G98G87G90X100Y100Z40R5Q 10P2000 镗孔循环指令 G88 5 G88 镗孔循环 手镗 G98 G99 G88X 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 G89X 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 镗孔循环程序 N1G92X 600Y450Z500 预置工件坐标系N2G90G00G43H01Z100M03S500 N3G85X0Y0Z 30R5F100 N4G80G00H00Z500M05 N5G28X0Y0 N6M00 相对坐标方式 N1G92X 600Y450Z500 N2G91G43H01Z 400M03S500 N3G89X600Y 450Z 35R 95P2000F100 N4G80G00H00Z495M05 N5G28X0Y0 N6M00 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O0003 钻中心孔 钻孔 倒角 攻螺纹和钻孔位置子程序分别为O0100 O0200 O0300 O0400和O0500号 工件坐标系的原点为W 固定循环的初始平面为Z 250 R点平面为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 刀具 T01 中心钻 T02 8 5钻头 T03 倒角钻头 T04 M10丝锥 O00003 主程序N10G54G90G00X0Y0Z250 0 选择工件坐标系 快进到换刀点N15T01M06 换上01号刀具 中心钻N20S1500M03M08 启动主轴 开冷却液N25M98P0100 在四个孔中心孔位置打中心孔N30T02M06 换02号刀具 8 5钻头N35S1000M03M08 启动主轴 开冷却液N40M98P0200 钻四个孔N45T03M06 换03号刀具 倒角N50S1500M03M08 启动主轴 开冷却液N55M98P0300 给每个孔倒角N60T04M06 换04号刀具 M10丝锥N65S200M03M08 启动主轴 开冷却液N70M98P0400 对四个孔攻丝N75G28 返回参考点主程序结束N80M30 主程序结束 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 3 33 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 100 199 非保持型 断电后被清除b 500 531 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 2000 2999 接口输入信号 1000 1035 接口输出信号 1100 1135 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 GOTOn 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 GOTOn例 IF 4GE100GOTO20 若 4 100 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 DOm 循环标识号 ENDm 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 DOm ENDm 条件为真实执行Dom ENDm之间的内容 2 6 4宏程序调用命令1 非模态调用格式 G65P 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1A B 局部变量的地址2 模态调用G66格式 G66P 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 N1G90G00X40Y40Z10 N2G65P9010X50Y25Z10F10T10 传送参数X Y Z 进给量F 孔数T 10 N3G28M30 9010子程序N1T 20 孔数传给20号变量N2G81Z 26F 9 钻孔循环 孔深Z 26 10mm 进给量赋 9 不延时N3G91 N4WHILE 20GT0 DO1 N5 20 20 1 N6IF 20EQ0 GOTO9 N7G00X 24Y 25 移到下一孔位 24 50 25 25N8GOTO2 N9END1 N10M99 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 APT自动编程系统 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 1952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 AutomaticallyProgrammedTool 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ISO4342 1985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 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1 前置处理编程人员用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 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 2 刀具运动轨迹计算及工艺处理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 3 后置处理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 2APT语言系统介绍APT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 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 APT系统诊断功能强 可靠性高 零件越复杂 编程越经济 应用较广的有德国EXAPT 日本的FAPT 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A Z 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 XLARGEXSMALLYLARGE INTOF Line CircleYSMALL相交的关键词表示x y大小的关键词例 P1 POINT XSMALL INTOF L CP2 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 RIGHTLEFT TANTO circle例 L1 LINE P1 LEFT TANTO C1L2 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 DriveSurface DS 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 PartSurface PS 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 TOOLONPARTSURFACE 刀具顶端中心从PS偏置 其刀具顶端与PS接触 TOOLOFFPARTSURFAC 检查面 CheckSurface CS 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 Indirectionpoint 运动到控制面INDIRV vector Indirectionvector 下图运动控制语句为 FROM SPINDIRV V1OFFSET 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 SAMPLEPARTPROGRAMC5 零件源程序号为试件程序C5SAPT 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8C2 CIRCLE 56 8 0 12 CUTTER 10 刀具直径 10OUTTOL 0 05 轮廓外容差 0 05SPINDL 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