模块三 数控铣床坐标系建立及编程指令认识ppt课件

模块三数控铣床坐标系建立及编程指令认识 武汉船舶职业技术学院周兰 数控编程 一 机床坐标及运动方向的确定 1 刀具相对于静止工件运动原则 在考虑机床坐标命名时 被加工工件的坐标系均看作是相对静止的 而刀具是相对运动的 2 标准坐标系的规定 1 标准坐标系是一个用X Y Z表示直线进给运动的直角坐标系 用右手法则判定 大拇指指向X轴的正方向 食指指向Y轴的正方向 中指指向Z轴的正方向 这个坐标系的各个坐标轴通常与机床的主要导轨相平行 2 标准坐标系的规定 2 围绕X Y Z旋转的圆周进给运动坐标轴分别用A B C表示 根据右手定则判定 以大拇指分别指向 X Y Z方向 则食指 中指等指向是圆周进给运动的 A B C方向 3 运动部件正方向规定 1 机床某一运动部件的正方向 规定为增大刀具与工件距离的方向 1 Z坐标轴的确定通常把传递切削力的主轴定为Z轴 刀具远离工件的方向为Z轴的正方向 对工件旋转的数控车床而言 工件回转中心轴则为Z轴 对于刀具旋转的数控铣床而言 刀具回转中心轴为Z轴 3 运动部件正方向规定 2 2 X坐标轴的确定X坐标是水平的 一般平行于工件装卡面且与Z轴垂直 它是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标 3 Y坐标轴的确定Y坐标轴垂直于X坐标轴和Z坐标轴 Y轴的正方向应根据X Z的正方向按右手定则确定 3 运动部件正方向规定 3 数控车床 数控立式铣床 3 运动部件正方向规定 4 数控卧式铣床 数控龙门铣床 数控牛头刨床 二 数控机床机床坐标系建立 1 机床坐标系有关基本概念 1 1 机床坐标系含义由数控机床坐标原点与机床坐标轴X Y Z组成的坐标系称为机床坐标系 机床坐标系是机床固有的坐标系 在机床出厂前已经预调好 不允许用户随意改动 机床通电后 数控机床每次开机的第一步操作应为回参考点操作 当完成回参考点操作后 则面板显示器上显示的是刀位点 刀架中心 在机床坐标系的坐标值 空间位置 相当于数控系统内部建立了一个以机床原点为坐标原点的机床标系 1 机床坐标系有关基本概念 2 2 机床原点含义机床原点是机床的一个固定点 永不能改变 车床的机床原点定义为主轴端面与主轴回转中心线的交点 如图所示 O点即为机床原点 1 机床坐标系有关基本概念 3 2 机床原点含义数控铣床的机床原点一般设在X Y Z轴回零的交汇点 如图所示 1 机床坐标系有关基本概念 4 3 机床参考点含义机床参考点也是机床的一个固定点 其固定位置是由Z向与X向的机械挡块来确定 数控车床上该点与机床原点的相对位置如图所示 O 是机床参考点 它是X Z轴最远离工件的那一点 1 机床坐标系有关基本概念 5 3 机床参考点含义数控铣床的机床参考点如图中的R点 1 机床坐标系有关基本概念 6 3 机床参考点含义当发出回考点的指令时 装在各个方向滑板上的行程开关碰到相应的挡块后 由数控系统控制滑板停止运动 完成回参考点的操作 由于参考点与机床原点的位置是固定的 找到了机床参考点 也就间接找到了机床原点 1 机床坐标系有关基本概念 7 机床上电时状态及显示坐标值 1 机床坐标系有关基本概念 8 机床回参考点后状态及显示坐标值 2 机床坐标系建立 9 建立机床坐标系操作也就是进行机床回参考点操作 在数控机床操作面板上有各方向回参考点按钮 通过以下步骤建立机床坐标系 按下返回参考点按钮 选择合适的快速移动速度倍率值 分别或同时按住与返回参考点相应的进给轴X Y Z和方向选择开关 直至刀具返回到参考点 当刀具返回到参考点后 返回参考点完成指示灯LED点亮 当完成上面操作后 就建立了机床坐标系 2 机床坐标系建立 10 机床回参考点操作按钮 三 数控机床工件坐标系建立 1 工件坐标系 坐标原点及对刀点含义 1 1 工件坐标系 编制数控程序时 首先要建立一个工件坐标系 零件加工程序中的坐标值均以工件坐标系为依据确定 工件坐标系是编程人员在编程时使用的坐标系 选择工件上的某一已知点为坐标原点 以平行于机床的坐标轴为坐标轴建立一个新的坐标系 称为工件坐标系 也称编程坐标系 工件坐标系一旦建立便一直有效 直到被新的工件坐标系所取代 1 工件坐标系 坐标原点及对刀点含义 2 2 工件坐标系原点 工件坐标系原点的选择要尽量满足编程简单 尺寸换算少 引起的加工误差小等条件 工件坐标系原点是人为设定的 数控车床工件原点一般都设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处 数控铣床工件坐标原点一般设置在进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称中心上 如图所示 1 工件坐标系 坐标原点及对刀点含义 3 四 零件程序结构认识 1 程序结构认识 1 一个程序是一组被传送到数控装置中的指令和数据 程序遵循一定的结构 句法和格式规则 程序由若干个程序段构成 每条程序段又由若干个指令字构成 程序结构如图所示 1 程序结构认识 2 O0001程序号N05G00U50 W60 程序段N10G01U100 W150 F150 M03S300 N200M30 指令字 1 程序结构认识 3 关于零件程序 有以下几点说明 1 从上图可以看出 一个零件的程序必须包括起始符和结束符 程序号为起始符 M02或M30为程序结束符 2 一个零件的程序是按程序的输入顺序执行的 而不是按程序段号的顺序执行的 但在书写程序时 建议按升序书写程序段号 程序段号之间允许有一定的间隔 2 指令字结构 1 2 指令字结构 2 3 程序段结构 1 1 程序段格式数控机床程序段格式为 NGXYZ FSTM 一个程序段以程序段号开始 也可省略 以程序结束代码结束 程序段中各字的先后顺序要求并不严格 不需要的字以及与上一程序段相同的继续使用的字可以省略 数控机床程序段各指令字含义如下 3 程序段结构 2 1 程序段号N 程序段号用字母N及数字表示 如N0005 段号之间的间隔不要求连续 便于程序修改和编辑 程序段号可有可无 另外 编写程序时可以不写程序段号 程序输入数控系统后可以通过系统设置自动生成程序段号 2 准备功能G 由表示准备功能的地址符G和数字组成 如G01 G02分别代表直线插补和圆弧插补 G功能的代号已经标准化 3 程序段结构 3 3 坐标字 坐标字由坐标地址及数字组成 且按一定的顺序进行排列 各组数字必须具有作为地址码的地址符 如X Y等 开头 数控系统一般对坐标值的小数点有严格的要求 有的系统可以用参数进行设置 如 26 编程时应写成 26 否则有的系统会将 26 视为 26 m 4 进给功能F 进给功能由进给地址符及数字组成 数字表示所给定的进给速度 如F120 表示进给速度为120 min 其小数点与X Y Z后的小数点表示同样含义 3 程序段结构 4 5 主轴转速功能S 主轴转速功能由主轴地址符及数字组成 数字表示主轴转速 单位为r min 6 刀具功能T 刀具功能由地址符T和数字组成 用以指定刀具的刀号 如T0101 表示1 刀具 3 程序段结构 5 7 辅助功能M 辅助功能由辅助操作地址符和两位数字组成 如M03表示主轴正转 8 程序段结束符号 程序段结束符号在程序段最后一个有用符号之后 表示程序段结束 结束符号应根据编程手册的规定而定 本教材用 表示 3 程序段结构 6 2 程序段举例如下面程序段 N005G01X70 Z 40 F140 S300T01M03 程序段含义为命令数控机床主轴正向旋转 转速为300r min 使用1号刀具以140 min的进给速度直线移动到工件坐标系中坐标值为X 70 Z 40 的地方 五 FANUC指令系统认识 1 准备功能G代码 1 1 准备功能G代码 2 1 准备功能G代码 3 1 准备功能G代码 4 1 准备功能G代码 5 1 准备功能G代码 6 1 准备功能G代码 7 1 准备功能G代码 9 2 准备功能G代码相关说明1 G代码根据功能不同分成若干组 其中00组的G功能代码称为非模态G代码 只在所规定的程序段中有效 程序段结束时被注销 其余组G代码为模态G代码 这些G代码功能一旦被执行 则一直有效 直到被同一组的其它G代码注销为止 2 模态G功能组中包含一个缺省的G功能 系统上电时将被初始化为该功能 1 准备功能G代码 10 2 准备功能G代码相关说明3 没有共同地址符的不同组G代码可以放在同一程序段中 而且与顺序无关 如G21G41G01可以放在同一程序段中 如果在同一程序段中指令了两个或两个以上属于同一组的G代码 只有最后的G代码才有效 如果在程序段中指令了G代码表中没有列出的代码 则显示报警 2 辅助功能M代码 1 2 辅助功能M代码 2 2 辅助功能M代码相关说明1 M00 M01 M02 M30 M98 M99用于控制零件程序的走向 是CNC内定的辅助功能 不由机床制造商设计决定 与PLC程序无关 2 其余M代码用于控制机床各种辅助功能开关动作 其功能不由CNC内定 是由PLC程序指定的 所以有可能因机床制造厂的不同而有所不同 使用时请注意机床说明书 2 辅助功能M代码 3 2 辅助功能M代码相关说明3 M代码也有非模态功能和模态功能两种 模态功能中包含一个缺省功能 如M05 M09 系统上电时将被初始化为该功能 4 MOO为程序暂停指令 完成编有MOO指令的程序段中的其他指令后主轴停止 进给停止 冷却液关断 程序停止 此时可执行某一手动操作 如工件调头 手动变速等 重新按 循环启动 按钮 机床将继续执行下一程序段 2 辅助功能M代码 4 2 辅助功能M代码相关说明5 M01为计划停止 任选暂停 与MOO相似 不同之处在于必须在操作面板上预先 程序启动前 按下任选停止开关按钮 使其相通 当执行完编有M01指令的程序段的其他指令后 程序停止 如不按任选停止 则M01指令不起作用 程序继续执行 当零件加工时间较长或要在加工过程中需要停机检查 测量关键部位以及交接班等情况使用该指令很方便 6 M02为程序结束执行该程序后 表示程序内所有指令均已完成 因此切断机床所有动作 机床复位 但程序结束后 不返回到程序开头的位置 7 M30为纸带结束在完成程序段的所有指令后 使主轴进给复位 与M02相似 不同在于该指令还使纸带回到起始位置 3 进给功能F代码 1 1 每分钟进给 G94 在一条含有G94的程序段后面 再遇到F指令时 则认为F所指定的进给速度单位为mm min 当G94被执行一次后 系统将保持G94状态 直到被G95取消为止 如G94F20 54即表示进给速度为20 54mm min 3 进给功能F代码 2 2 每转进给 G95 在一条含有G95的程序段后面 再遇到F指令时 则认为F所指定的进给速度单位为mm r 若系统开机状态为G95状态 则只有输入G94指令后 G95才被取消 如G95F0 25即表示进给速度为0 25mm r 3 进给功能F代码 3 3 每分钟进给速度和每转进给量之间存在以下数量关系 Fm 每分钟进给 mm min Fr 每转进给 mm r S 主轴转速 r min 4 主轴转速功能S代码 1 1 一般情况下表示主轴旋转速度 单位为r min 如M03S300表示主轴正转速度为300r min 2 用于限定恒线速度控制 G96是接通恒线速度控制的指令 系统执行G96指令后 用S指定主轴切削速度 c m min 例如 G96S150表示控制主轴转速 使切削点的速度始终保持在150m min 4 主轴转速功能S代码 2 3 用于主轴转速控制 G97是取消恒线速度控制的指令 此时 S指定的数值表示主轴每分钟的转数 例如 G97S1500表示