数控编程基础ppt课件

.,数控编程基础,.,数控加工工艺分析,数控机床坐标系刀具和切削用量的选择零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定工序的划分及走刀路线的确定工艺文件的编制方法,.,数控机床坐标系,坐标和运动方向的命名原则刀具相对静止工件而运动的原则在确定坐标系时，一律看作工件静止，刀具相对运动。,.,数控机床坐标系,坐标和运动方向的命名原则机床坐标的规定基本坐标轴X、Y、Z关系及其正方向用右手直角笛卡儿定则。围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴A，B，C的方向用右手螺旋法则确定。,.,数控机床坐标系,坐标和运动方向的命名原则运动方向的规定增大刀具与工件之间距离的方向为坐标正方向,.,数控机床坐标系,数控机床的坐标轴Z轴表示传递切削动力的主轴，X轴平行于工件的装夹平面，一般取水平位置，根据右手直角坐标系的规定，确定Y轴的方向。,.,数控机床坐标系,数控机床的坐标轴,.,数控机床坐标系,机床坐标系与工件坐标系机床坐标系,+X,+Y,+Z,M,+X,M,+Z,.,数控机床坐标系,机床坐标系与工件坐标系工件坐标系,.,刀具和切削用量的选择,车削加工刀具通常有尖形车刀（以直线形切削刃为特征），如各种外圆偏刀、端面车刀、切槽刀等；圆弧形车刀（由圆弧构成主切削刃），主要用于车削各种光滑连接的成型面；还有成形车刀（刀刃的形状与被加工零件的轮廓形状相同），如螺纹车刀。,.,刀具和切削用量的选择,铣削加工刀具在铣削平面时，应选用镶不重磨多面硬质合金刀片的端铣刀和立铣刀。粗铣平面时，因被加工表面质量不均匀，选择铣刀时直径要小一些。精铣时，铣刀直径要大一些，最好能包容加工面的宽度；平面零件周边轮廓的加工常采用立铣刀；铣削凸台和凹槽时，选择高速钢立铣刀；铣削毛坯表面或进行孔的粗加工时，可选用镶硬质合金的玉米铣刀进行强力切削。,.,刀具和切削用量的选择,选择立铣刀加工时，刀具的有关参数计算刀具半径r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，一般取r(0.80.9)。零件的加工高度H（1/41/6）r，以保证刀具有足够的刚度。对不通孔（深槽），选取lH510mm（l为刀具切削部分长度，H为零件高度）。加工外形及通槽时，选取lHre510mm（re为刀尖角半径）。加工肋时，刀具直径为D（510）b（b为肋的厚度）,.,刀具和切削用量的选择,切削用量的选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量（旧称切削深度）、进给速度（进给量）,.,刀具和切削用量的选择,切削用量的选择主轴转速S（r/min）主轴转速S根据最佳的切削速度v（m/min）来选取S1000vDD零件或刀具的直径（mm）；v切削速度（m/min），由刀具寿命和加工对象特性决定，切削速度常选为（100200）m/min；S主轴转速（r/min），根据计算所得的值，查找机床说明书确定标准值。,.,刀具和切削用量的选择,切削用量的选择背吃刀量（mm）在机床、夹具、刀具和零件等的刚度允许条件下，尽可能选较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量。一般取0.20.5mm。,.,刀具和切削用量的选择,切削用量的选择进给速度（进给量）F（mm/min或mm/r）主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料性质来选择。当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给速度（进给量）数值应选小些，通常在（2050）mm/min范围内选取。最大进给速度则受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。,.,零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定,零件的安装尽量采用可调式、组合式等标准化、通用化和自动化夹具，当工件批量较大、工件精度要求较高时，才设计、使用专用夹具。便于迅速装卸零件，以减少数控机床停机时间。零件的定位基准应与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。减少装夹次数，尽量做到一次装夹便能完成全部表面的加工。夹紧力应尽量靠近主要支承点和切削部位，以防止夹紧力引起零件变形对加工产生不良影响。,.,零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定,对刀点与换刀点的确定对刀点对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点在机床上容易校准；在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。换刀点,.,工序的划分及走刀路线的确定,工序的划分工序划分的原则基面先行原则先粗后精原则先主后次原则先面后孔原则,.,工序的划分及走刀路线的确定,工序的划分工序划分的方法按所用刀具划分工序按零件的装卡定位方式划分工序按粗、精加工划分工序,.,工序的划分及走刀路线的确定,确定走刀路线1)铣削方式的确定逆铣工件的进给方向与铣刀的旋转方向相反铣削力的垂直分力向上，工件需要较大的夹紧力铣削厚度由零开始逐渐增至最大，当刀刃刚接触工件时，其铣削厚度为零，后刀面与工件产生挤压和摩擦，会加速刀刃的磨损，降低铣刀耐用度和工件已加工表面的质量，造成加工硬化层,.,工序的划分及走刀路线的确定,确定走刀路线1)铣削方式的确定顺铣工件的送给方向与铣刀的旋转方向相同铣削力的垂直分力向下，将工件压向工作台，铣削较平稳刀齿以最大铣削厚度切入工件而逐渐减小至零，后刀面与工件无挤压、摩擦现象，加工表面精度较高因刀齿突然切入工件会加速刀齿的磨损，降低铣刀耐用度，故不适用于铣削带硬皮的工件铣削力的水平分力与工件进给方向相同，因此，当机床工作台的进给丝杠与螺母有间隙，而又没有消除间隙的装置时，不宜采用顺铣。,.,工序的划分及走刀路线的确定,确定走刀路线2)铣削轮廓的走刀路线确定铣削平面零件外轮廓时，一般是采用立铣刀侧刃切削。刀具切入零件时，应避免沿零件外轮廓的法向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕，而应沿切削起始点延伸线或切线方向逐渐切入工件，保证零件曲线的平滑过渡。同样，在切离工件时，也应避免在切削终点处直接抬刀，要沿着切削终点延伸线或切线方向逐渐切离工件。,.,工序的划分及走刀路线的确定,确定走刀路线2)轮廓铣削走刀路线的确定,.,工序的划分及走刀路线的确定,确定走刀路线3)铣削内槽的加工路线行切法环切法行切+环切,.,工序的划分及走刀路线的确定,确定走刀路线4)铣削曲面的加工路线,.,工艺文件的编制方法,数控加工工艺文件主要包括编程任务书数控加工工件安装和零点设定卡片数控加工工序卡片数控刀具卡片数控刀具数据表机床刀具运动轨迹图程序卡片,.,工艺文件的编制方法,编程任务书它阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求和工序说明，以及数控加工前应保证的加工余量。,.,工艺文件的编制方法,数控加工工件安装和零点设定卡片它应表示出数控加工零件定位方法和夹紧方法，并应标明工件零点设定位置和坐标方向，使用的夹具名称和编号等,.,工艺文件的编制方法,数控加工工序卡片这种卡片是编制数控加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性文件。主要包括：工步顺序、工步内容、各工步所用刀具及切削参数等。,.,工艺文件的编制方法,数控刀具卡片刀具卡片是组装刀具和调整刀具的依据。内容包括刀具号、刀具名称、刀柄型号、刀具直径和长度等。,.,工艺文件的编制方法,例十字凸型板的加工,.,例十字凸型板的加工,.,例十字凸型板的加工,.,例十字凸型板的加工,.,数控编程基础,常用编程指令的应用数控加工编程的数值计算数控语言自动编程技术数控加工过程仿真与验证后置处理与DNC实例,.,常用编程指令的应用,程序的结构一个完整的数控加工程序由程序号、程序段和程序结束三部分组成。,%O1234N10G90G54G00X0Y0S1000M03;N20G01X50Y60F100;N100M02;,开始符,程序号,程序主体,程序结束,第一程序段,第二程序段,.,常用编程指令的应用,程序段格式程序段是数控加工程序中的一句，用来指令机床执行某一个动作或一组动作。每个程序段由若干个程序字组成。程序字的字首为一个英文字母，它称为字的地址，随后为若干位十进制数字。字的功能类别由字地址决定。根据功能的不同，程序字可分为顺序号字、准备功能字、辅助功能字、尺寸字、进给功能字、主轴转速功能字和刀具功能字。,.,常用编程指令的应用,常用程序字,.,常用编程指令的应用,准备功能G代码准备功能字的地址符是，所以又称为功能、指令或代码。它的作用是建立数控机床工作方式，为数控系统的插补运算、刀补运算、固定循环等作好准备。,.,.,常用编程指令的应用,G代码有模态与非模态两种表内第2栏中，标有字母的表示对应的G代码为模态代码（又称续效代码），模态代码按功能分为若干组，标有相同字母的为同组。模态G代码在同组其他G代码出现前一直有效。表内第2栏中没有字母的表示对应的G代码为非模态代码（又称非续效代码）。非模态G代码只在被指令的程序段有效,.,G代码,1）坐标系有关指令绝对坐标指令和增量坐标指令G90和G91分别指定程序段中的坐标字为绝对坐标或增量坐标,BCG90G01X30.0Y40.0G91G01X-50.0Y-30.0,.,G代码,1）坐标系有关指令坐标系设定指令G92G92指令通过设定刀具起点相对于工件坐标系原点的位置，建立一个工件坐标系。其中X、Y、Z为刀具起点相对于工件坐标系原点的各轴坐标值。,G92X20.0Y15.0Z10.0工件坐标系原点，要通过刀具起点位置和程序段中坐标值两个参数倒推出来,.,G代码,1）坐标系有关指令坐标系选择指令G54G59将机床零点与要设定的工作零点间的偏置坐标值事先输入系统，然后用G54G59统一调用。,A点B点N10G90G54G00X9.0Y10.0N20G59N30G00X20.0Y10.0,.,G代码,1）坐标系有关指令,G54G59与G92指令的区别,.,G代码,1）坐标系有关指令坐标平面选择指令G17、G18、G19分别表示在XY、ZX、YZ坐标平面内进行加工，这种指令用作直线与圆弧插补及刀具补偿时的平面选择。有的数控系统只有在一个坐标平面内加工有功能，则在程序中，只写出坐标地址符及其后面的尺寸，不必书写坐标平面指令。,.,G代码,2）快速点定位指令G00G00指令使刀具以点位控制方式从刀具所在点以最快速度移动到指定坐标点。它只是快速到位，而实际运动轨迹则根据具体控制系统的设计情况，可以是多种多样的。注意：G00是续效指令，只有后面程序段指定G01、G02或G03时，G00才无效。另外，在含有G00的程序段不需指定进给速度F。,从A点移到B点可有四种运动轨迹。,.,G代码,3）直线插补指令G01G01为直线插补指令，用以指定两个坐标（或三个坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度F，插补加工出任意斜率的直线。工件相对于刀具的现时位置是直线的起点，该点为已知点。因此在程序段中只要指定终点的坐标尺寸，就指定了加工直线的必需条件。在G01程序段中必须指定进给速度F，且G01与F都是续效指令。,N10G92X28.Y20.0N20G90G00X16.0S800T01M03N30G01X-8.0Y8.0F100N40X0Y0N50X16.0Y20.0N60G00X28.0M02,刀具从P点运动到A点，然后沿AB、BO、OA切削，再返回P点,.,G代码,4）圆弧插补指令G02、G03G02、G03为圆弧插补指令，分别用于顺时针和逆时针的圆弧加工。圆弧的顺、逆方向可按图给出的方法判断：沿与圆弧所在平面（如ZX平面）垂直的坐标轴的负方向（如-Y）看去，刀具相对于工件的移动方向为顺时针时用G02指令，逆时针时用G03指令。,.,G代码,4）圆弧插补指令G02、G03圆弧插补程序段应包括圆弧的顺逆、圆弧的终点坐标以及圆心坐标（或半径）。终点坐标可以用绝对值，也可以用终点相对于起点的增量值，这取决于程序段中已指定的G90或G91；圆心坐标I、J、K，一般用圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z坐标的分矢量确定，且总是为增量尺寸，而与指定的G90无关；圆心参数也可用半径R值表示，规定小于等于180的圆弧，R值取正，大于180的圆弧，R值取负。但应注意，用R参数时，不能描述整圆，只能用圆心坐标I、J、K编程。,N10G92X0Y0N20G90G00X20.0Y0N30G03X20.0Y0I-20.0J0F100N40G00X0Y0M02,.,G代码,4）圆弧插补指令G02、G03圆弧插补程序段应包括圆弧的顺逆、圆弧的终点坐标以及圆心坐标（或半径）。终点坐标可以用绝对值，也可以用终点相对于起点的增量值，这取决于程序段中已指定的G90或G91；圆心坐标I、J、K，一般用圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z坐标的分矢量确定，且总是为增量尺寸，而与指定的G90无关；圆心参数也可用半径R值表示，规定小于等于180的圆弧，R值取正，大于180的圆弧，R值取负。但应注意，用R参数时，不能描述整圆，只能用圆心坐标I、J、K编程。,N10G92X0Y18.0N20G90G02X18.0Y0R18.0F100N30G03X68.0Y0R25.0N40G02X88.0Y20.0R-20.0M02,.,G代码,5）暂停指令G04G04可使刀具做短时间的无进给运动，它适用于车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工，其编程格式为：G04其中为地址符，常用X或P表示。“”为暂停时间，单位为ms；也可以是刀具或工件的转数，如何选用，要视具体数控系统的规定而定。,.,G代码,6）刀具半径补偿指令G41、G42、G40G41为左偏指令，是指顺着刀具前进方向看，刀具偏在工件轮廓的左边；若偏在右边，则用G42表示，即为右偏指令。G40为注销指令，也就是当G41或G42程序完成后用G40程序段取消偏置值，从而使刀具中心与编程轨迹重合。,PAG90G01G41XAYAD01ABXBYBBCXCYCCDG42XDYDDAG41XAYAAPG40XPYPM02,.,G代码,7）刀具长度补偿指令G43、G44、G49G43为刀具长度正补偿指令，它的作用是对刀具编程终点坐标值做加上一个刀具偏差量e的运算，即使编程终点坐标正方向移动一个偏差量。G44为刀具长度负补偿指令，它的作用与G43刚好相反。G49是撤消刀具长度补偿指令。,.,G代码,7）刀具长度补偿指令G43、G44、G49,z=0,G00G91G43Z(-A1)H01(H01中存-D1值)A1为程序值A2实际位移值：-A2=-A1+（-D1）=-（A1+D1）G00G91G44Z(-A1)H02(H02中存-D2值)A2实际位移值：-A2=-A1-（-D2）=-A1+D2,.,G代码,8）固定循环指令在G功能代码中，常选用G80G89作为固定循环指令。但在有些数控车床中，却应用G33G35与G70G79。固定循环指令可使程序编制既简短、方便，又能提高编程质量。例如在车螺纹时，刀具切入、切螺纹、刀具径向（可斜向）退出和快速返回四个固定的连续动作，只需用一条固定循环指令程序去执行，这样可使程序段数减少三条。,.,常用编程指令的应用,辅助功能M代码辅助功能（M功能）是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、切削液的开关，工件或刀具的夹紧和松开，刀具的更换等功能。辅助功能字由地址符M和其后的两位数字组成。,.,常用编程指令的应用,辅助功能M代码辅助功能（M功能）是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、切削液的开关，工件或刀具的夹紧和松开，刀具的更换等功能。辅助功能字由地址符M和其后的两位数字组成。,.,常用编程指令的应用,.,M代码,1）程序停止指令M00在执行完含有M00的程序段后，机床的主轴、进给及冷却液都自动停止。该指令用于加工过程中测量刀具和工件的尺寸、工件调头及手动变速等固定操作。当程序运行停止时，全部现存的模态信息保持不变，固定操作完成后，重按“启动”键，便可继续执行后续的程序。,.,M代码,2）计划（任选）停止指令M01这个指令又叫“任选指令”或“计划中停”。该指令与M00基本相似，但只有在“任选停止”键按下时，M01才有效，否则机床仍不停止，继续执行后续的程序段。该指令常用于工件关键性尺寸的停机抽样检查等情况，当检查完成后，按“启动”键可继续执行后面的程序。,.,M代码,3）程序结束指令M02当全部程序结束后，用此指令可使主轴、进给及冷却液全部停止，并使机床复位。因此，M02的功能比M00多一项“复位”。该指令必须出现在程序的最后一个程序段中。,.,M代码,4）与主轴有关的指令M03、M04、M05M03表示主轴正转（顺时针方向旋转），M04表示主轴反转（逆时针方向旋转）。所谓主轴正转，是从主轴往正Z方向看去，主轴处于顺时针方向旋转；而逆时针方向则为反转。M05为主轴停止，它是在该程序段其他指令执行完后才使用的。,.,M代码,5）换刀指令M06M06是手动或自动换刀指令。它不包括刀具选择功能，但兼有主轴停转和关闭冷却液的功能，常用于加工中心机床刀库换刀前的准备工作。,.,M代码,6）与冷却液有关的指令M07、M08、M09M07为命令2号冷却液（雾状）开或切屑收集器开；M08为命令1号冷却液（液状）开或切屑收集器开；M09为冷却液关闭。冷却液的开关是通过冷却泵的启动与停止来控制的。,.,常用编程指令的应用,F、S、T代码进给速度F指令该指令是续效指令，F后面跟的数字就是进给速度的大小，例如F100的进给速度是100mm/min。主轴转速S指令该指令也是续效指令，用来确定主轴的转速，单位是r/min。S指令的指定方法与F指令的指定方法相同。刀具号T指令在自动换刀的数控机床中，该指令用以选择所用的刀具。指令以T为首，其后所跟两位数字代表刀具的编号。也有带刀具补偿值的表示方式，其具体做法应参阅机床说明书。T02M06（表示将当前刀具换为02号刀具）T0102（表示1号刀选用2号刀补值）,.,O点为坐标原点和对刀点，起刀点和终刀点为P0（-65，-95）。刀具从P1点切入工件，然后沿点划线上箭头方向进行进给加工，最后回到P0点。,.,N10G92X0Y0Z0；（设置程序原点）N20G90G00X-65Y-95Z300；（快速至P0点上方Z300处定位）N30G43T01Z15S500M03；（建立刀具长度补偿，主轴以500mm/r正转）N40G41G01X-45Y-75D01F120；（建立左边刀具半径补偿）N50Y-40；（直线插补P1P2）N60X-25；（直线插补P2P3）N70G03X-20Y-15I-60J25；（直线插补P3P4）N80G02X20I20J15；（直线插补P4P5）N90G03X25Y-40I65J0；（直线插补P5P6）N100G01X45；（直线插补P6P7）N110Y-75；（直线插补P7P8）N120X0Y-65；（直线插补P8P9）N130X-45Y-75；（直线插补P9P1）N140G40X-65Y-95Z300；（回P0点上方Z300处，撤消刀补）N150M02；（程序结束）,.,数控加工编程的数值计算,根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控系统所需输入的数据，称为数控加工编程的数值计算。计算零件轮廓的基点和节点坐标，或刀具中心轨迹的基点和节点的坐标，以便编制加工程序。有效的途径是计算机辅助完成坐标数据的计算或直接采用自动编程。,.,数控加工编程的数值计算,基点坐标计算构成零件轮廓的不同几何元素的交点或切点称为基点。如直线与直线的交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧的交点或切点等。基点可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。基点直接计算的主要内容有：每条运动轨迹（线段）的起点或终点在选定坐标系中的坐标值和圆弧运动轨迹的圆心坐标值。,.,数控加工编程的数值计算,基点坐标计算,直接可得：A（0，0）B（0，12）D（110，26）E（110，0）求C点的坐标值,.,数控加工编程的数值计算,基点坐标计算,求C点的坐标值求出直线BC方程，然后与以O2为圆、半径为30的圆的方程联立求解。,为了计算方便，构成新的坐标系，坐标原点选在B点上，即令B（0，0）,过B点的直线方程为ykxktg（）tg=（26-12）/80=0.175CO2=30，则有tg（+）=0.6153,在新的坐标系中，以O2为圆心、半径为30的圆方程为,可求得以B为原点的C点坐标是（64.2786，39.5507）。换成编程用的以A点为原点的坐标值，则有C（64.2786，51.5507）,.,数控加工编程的数值计算,基点坐标计算,求C点的坐标值以B和O2两点连线的中点O1为圆心，以O1O2的距离为半径作圆，这个圆与以O2为圆心、半径为30的圆分别相交于C点和另一对称点C。将这两个圆的方程联立求解也能求出C点的坐标值。,可求得以A点为原点的C坐标值（64.2786，51.5507）,为此，在以B点为原点的坐标系中，设O1点的坐标为（x1，y1），O1O2=R1，则以O1为圆心、R1为半径的圆的方程为,.,数控加工编程的数值计算,节点坐标计算用直线或圆弧逼近曲线y=f（x）时，切点的数目及其坐标值主要取决于曲线的特性、逼近线段的形状及允许的逼近误差值。根据这三个条件，可以用数学方法求出各节点的坐标值。采用直线还是圆弧作为逼近线段，主要是在保证逼近精度的前提下，使节点数目尽量少，即程序段数目少，计算简单。对于曲率半径大的曲线用直线逼近较为有利，若曲率半径较小则用圆弧逼近较为合适。用直线逼近曲线有三种方法：等间距法、等步长法和等误差法。,.,数控加工编程的数值计算,等间距法直线逼近节点计算等间距法直线逼近节点计算方法简单，其特点是每个程序段的某一个坐标增量相等。在直角坐标系中可使相邻节点的x坐标增量或y坐标增量相等；在极坐标系中，可使相邻节点间的转角坐标增量或径向增量相等。根据曲线的表达式求出另一个坐标值，即得节点坐标。这种方法的关键是确定间距值x取决于曲线的曲率和允许误差y一般取x=0.1mm，再进行验算,.,数控加工编程的数值计算,mn为一逼近直线段，作mn平行于mn且与直线距离为逼近允许误差y则mn方程为则mn方程为联立方程求解,若无解，表明逼近误差小于允许误差,.,数控加工编程的数值计算,等步长法直线逼近节点计算这种方法的特点是使所有逼近线段的长度相等。由于曲线各处的曲率不等，这种方法在各直线段的误差也不同，必须使最大误差小于允许误差该方法的关键是根据允许误差确定直线段长度。一般最大误差发生在最小曲率半径处。,.,数控加工编程的数值计算,等步长法直线逼近节点计算,1)求曲线最小曲率半径Rmin。由方程yf（x）求出曲线上任一点的曲率半径R,令dRdx0得,可根据yf（x）求得，从而可求得x，再代入式即可求得Rmin。,.,数控加工编程的数值计算,等步长法直线逼近节点计算,2）确定允许步长l。以Rmin为半径作曲率圆，给定的逼近允许误差对应的弦长l为,3）求各节点坐标。以曲线起点a为圆心，以l为半径作圆，求出该圆与曲线的交点b,再以b点为圆心求出c点坐标，重复第3步，可依次求得各节点坐标值。,.,数控加工编程的数值计算,等误差法直线逼近节点计算这种方法的特点是使使零件轮廓曲线上各逼近线段的逼近误差相等，且小于或等于允许误差，各逼近线段的长度不相等。,.,数控加工编程的数值计算,等误差法直线逼近节点计算,1)以曲线起点a（xa，ya），为圆心，max为半径作允差圆，则允差圆方程为：,2)求圆与轮廓曲线公切线的斜率点P（xp，yp），T（xt，yt）分别为该圆与曲线yf（x）的公切线的切点,则公切线PT的斜率为,.,数控加工编程的数值计算,等误差法直线逼近节点计算,3)求节点。过a点作与PT平行的直线，其方程为,该直线与曲线联立方程求解b点坐标,顺次再以b点为圆心，max为半径作允差圆，重复上述的步骤，可依次求得曲线上其他各节点的坐标。,.,数控加工编程的数值计算,刀位点轨迹计算刀位点轨迹计算又称刀具中心轨迹计算，就是被加工零件轮廓的等距线计算。具体求法是：首先分别写出零件轮廓曲线各程序段的等距线方程（距离为刀具半径rd），再求出各相邻程序段等距线的基点或节点坐标，即求解等距线方程的公共解。直线的等距线方程圆的等距线的方程,.,数控加工编程的数值计算,刀位点轨迹计算,.,自动编程,自动编程是采用计算机辅助数控编程技术实现的，需要一套专门的数控编程软件。语言编程以批处理命令方式为主的各种类型的语言编程系统为基础的自动编程方法。图形编程以交互式CAD/CAM集成化编程系统为基础的自动编程方法。,.,语言编程,在编程时编程人员是根据所用数控语言的编程手册以及零件图纸，以语言的形式表达出加工的全部内容，然后再把这些内容全部输入到计算机中进行处理，制作出可以直接用于数控机床的数控加工程序。,.,语言编程,APT（AutomaticallyProgrammedTool）是一种自动编程工具的简称，是对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动等进行定义时所用的一种接近于英语的符号语言。APT语言自动编程：在编程时编程人员依据零件图样，以APT语言的形式表达出加工的全部内容，再把用APT语言书写的零件加工程序输入计算机，经APT语言编程系统编译产生刀位文件（CLDATAfile），通过后置处理后，生成数控系统能接受的零件数控加工程序。,.,语言编程,APT语言零件源程序的组成几何定义语句（GEOMETRYDEFINITION）。用来描述几何图形的语句。即为了给定刀具的运动，必须按设定的坐标系把图形上所有的几何元素（如点、线、圆、面等）定义出来的语句。,.,语言编程,APT语言零件源程序的组成刀具运动语句（MOTIONDEFINITION）刀具轨迹控制语句。如刀具形状指定语句CUTTER/、内外容差的指定语句INTOL/和OUTTOL/等。点位运动语句。包括刀具在运动之前起始位置的指定语句FROM/、绝对运动语句GOTO/以及相对增量运动语句GODLTA/。初始运动语句。即在刀具连续切削之前，需把刀具预先移到所指定的容差范围之内（即把刀具置于与一组控制面保持正确关系的位置上）的语句。连续切削运动语句。为了加工出零件所要求的形状，使刀具按走刀路线沿各加工面连续切削的语句。,.,语言编程,APT语言零件源程序的组成后置处理语句及其他语句后置处理语句也称机床控制语句，这些语句的用法随着控制机和机床的不同而不同。它们包括调出有关后置处理用的语句MACHIN/，主轴的起、停语句SPINDL/ON、SPINDL/OFF，切削液开、关语句COOLNT/ON、COOLNT/Off以及进给速度语句FEDRAT/等。,.,.,.,语言编程,APT语言的基本组成基本符号、词汇和语句组成,.,基本符号,.,语言编程,词汇词汇是APT语言所规定的具有特定意义的单词的集合。几何元素词汇如POINT（点），LINE（线），PLANE（平面）等。几何位置关系状况词汇如PARLEL（平行），PERPTO（垂直），TANTO（相切）等。函数类词汇如SINF（正弦），COSF（余弦），EXPF（指数），SQRTF（平方根）等。加工工艺词汇如OVSJSE（加工余量），FEED（进给量），TOLER（容差）等。刀具名称词汇如TURNTL（车刀），MILTL（铣刀），DRITL（钻头）等。与刀具运动有关的词汇如GOFWD（向前），GODLTA（走增量），TLLFT（刀具在左）等。,.,语言编程,语句语句是数控编程语言中具有独立意义的基本单位。它由词汇、数值、标识符号等按语法规则组成。按语句在程序中的作用大致可分为几何定义语句、刀具运动语句、工艺数据语句等几类。,.,语言编程,几何定义语句几何定义语句用于描述零件的几何图形。一个几何元素往往可以用多种方式来定义，所以在编写零件源程序时应根据图纸情况，选择最方便的定义方式来描述几何定义语句的一般形式为标识符=APT几何元素类型定义方式标识符就是所定义的几何元素的名称，由编程人员自己确定，由1-6个字母和数字组成，规定用字母开头，不允许使用APT词汇作标识符。例如圆的定义语句：C1=CIRCLE/10，60，12.5；其中C1为标识符，CIRCLE为几何元素类型，10，60，12.5分别为圆的圆心坐标和半径。,.,语言编程,几何定义语句点的定义由给定坐标值定义点其格式为：标识符=POINT/x，y，z如已知坐标值，P=POINT/10，20，15由两直线的交点定义点其格式为：标识符=POINT/INTOF，line1，line2其中INTOF表示相交，line1，line2为事先已定义过的两条直线。P=POINT/INTOF，L1，L2,X,O,Y,P,L1,L2,.,语言编程,几何定义语句点的定义由直线和圆的交点定义点P1=POINT/YSMALL，L1，C1P2=POINT/YLARGE，L1，C1P3=POINT/XSMALL，L2，C1P4=POINT/XLARGE，L2，C1,X,O,Y,L1,L2,C1,P4,P3,P2,P1,.,语言编程,几何定义语句直线的定义通过两点的直线L=LINE/P1，P2L=LINE/x1，y1，x2，y2过一点P与圆相切的直线L1=LINE/P，LEFT，TANTO，C1L2=LINE/P，RIGHT，TANTO，C1其中LEFT，RIGHT表示左、右，以点P与圆心联线方向为基准，TANTO表示相切。,X,O,Y,L,P2,P1,X,O,Y,L1,L2,C1,P,.,语言编程,几何定义语句直线的定义与两圆相切的直线L1=LINE/RIGHT,TANTO,C1,RIGHT,TANTO,C2L2=LINE/RIGHT,TANTO,C1,LEFT,TANTO,C2；左右相切是以第一个圆的圆心向第二个圆的圆心作连线的方向为基准。,X,O,Y,L1,L2,C1,C2,.,语言编程,几何定义语句圆的定义用半径和圆心定义的圆C1=CIRCLE/x，y，r其中，x，y为圆心坐标，r为圆的半径用已知三点定义圆C1=CIRCLE/P1，P2，P3,.,语言编程,几何定义语句圆的定义用圆心和切线定义圆C1=CIRCLE/PC，TANTO，L其中PC为已知圆心，L为已定义之直线与两圆相切的圆C3=CIRCLE/XLARGE,TANTO,OUT,C1,OUT,C2,Y,X,O,L,PC,X,Y,C1,O,C3,C2,.,语言编程,刀具运动语句刀具运动语句是用来规定加工过程中刀具运动的轨迹。为了定义刀具在空间的位置和运动，引入三个控制面的概念，即零件面(PS)、导向面(DS)和检查面(CS)。零件面是刀具在加工运动过程中，刀具端点运动形成的表面。它是控制切削深度的表现。导向面是在加工运动中，刀具与零件接触的第二个表面，是引导刀具运动的面，由此可以确定刀具与零件表面之间的位置关系。检查面是刀具运动终止位置的限定面，刀具在到达检查面之前，一直保持与零件面和导向面所给定的关系，在到达检查面后，可以重新给出新的运动语句。,.,语言编程,刀具运动语句通过上述三个控制面就可联合确定刀具的运动。描述刀具与零件面关系的词汇，有TLONPS和TLOFPS分别表示刀具中心正好位于零件面上和不位于零件面上。描述刀具与导向面关系的词汇，有TLLFT（刀具在导向面左边），TLRGT（刀具在导向面右边），TLON（刀具在导向面上）之分。所谓左右是沿运动方向向前看，刀具在导向面的左边还是右边。,.,语言编程,刀具运动语句描述刀具与检查面关系的词汇，有TO（走向检查面），ON（走到检查面上），PAST（走过检查面）等,.,语言编程,刀具运动语句描述运动方向的语句，是指当前运动方向相对于上一个已终止的运动方向而言的。例如，GOLFT（向左），GORGT（向右），GOFWD（向前），GOBACK（向后）等,.,语言编程,工艺数据语句、初始语句和终止语句工艺数据及一些控制功能也是自动编程中必须给定的。SPINDL/n，CLW表示了机床主轴转数及旋转方向。CUTTER/d，r给出了铣刀直径和刀尖圆角半径。OUTTOL/INTOL/给出轮廓加工的外容差和内容差。外容差和内容差的定义MATERL/FE给出材料名称及代号等等。初始语句也称程序名称语句，由“PARTNO”和名称组成。终止语句表示零件加工程序的结束，用FINI表示。,.,语言编程,APT语言编程步骤分析零件图在编制零件源程序之前，详细分析零件图，明确构成零件加工轮廓的几何元素，确定出图纸给出的几何元素的主参数及各个几何元素之间的几何关系。选择坐标系确定坐标系原点位置及坐标轴方向的原则是使编程简便、几何元素的参数换算简单，确保所有的几何元素都能够较简便地在所选定的坐标系中定义。确定几何元素标识符确定几何元素标识符，实际上是建立起抽象的零件加工轮廓描述模型，为在后续编程中定义几何表面和编写刀具运动语句提供便利。,.,语言编程,APT语言编程步骤进行工艺分析这一过程与手工编程相似，要依据加工轮廓、工件材料、加工精度、切削余量等条件，选择加工起刀点、加工路线，并选择工装夹具等。确定对刀方法和对刀点对刀点是程序的起点，要根据刀具类型和加工路线等因素合理选择。而对刀方法是关系到重复加工精度的重要环节，批量加工时可以在夹具上设置专门的对刀装置。走刀路线的确定原则是保证加工要求、路线简捷、合理，并便于编程，依据机床、工件及刀具的类型及特点，并要与对刀点和起刀点一起综合考虑。,.,语言编程,APT语言编程步骤选择容差、刀具等工艺参数容差和刀具要依据工件的加工要求和机床的加工能力来选择。INTOL/0.01（内容差为0.01）OUTTOL/0.01（外容差为0.01）CUTTER/12（铣刀直径为12）FEDRAT/50（进给速度为50mm/min）SPINDL/900，CLW（主轴转速为900rpm，顺时针转）COOLNT/FLOOD（冷却液开）COOLNT/OFF（冷却液关）,.,语言编程,APT语言编程步骤编写几何定义语句根据加工轮廓几何元素之间的几何关系，依次编写几何定义语句。编写刀具运动定义语句根据走刀路线，编写刀具运动定义语句。插入其它语句这类语句主要包括后置处理指令及程序结束指令。检验零件源程序常见错误包括功能错误和语法错误。功能错误主要有定义错误。所有错误尽可能在上机前改正，以提高上机效率。填写源程序清单,.,.,APT源程序的书写格式如下：,PARTNOTEMPLATE/初始语句，说明加工对象是样板，写PARTNO后面的标题名，便于检索。,REMARKKS-002/注释语句，说明零件图号,REMARKWANG26-12-2006/编程员姓名、日期。,.,$/双元符表示一类语句结束，后面的字符起注释作用,不解释执行。MACHIN/F240,2/后置处理语句，说明机床控制系统的型别和系列号。C