数控机床与编程完整ppt课件

.,1,第二章数控机床编程,数控机床的插补原理数控编程的步骤数控编程代码的规定,数控机床与编程课件.ppt,.,2,2-1数控机床的插补原理,一、数控机床坐标系,在国际ISO标准中，数控机床坐标轴和运动方向的设定均已标准化，我国机械工业部1982年颁布的JB3052-82标准与国际ISO标准等效。,（一）数控机床坐标系的规定原则,1、右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）,.,3,2、刀具运动坐标与工件运动坐标,在坐标系中，字母不带“”的坐标表示工件固定、刀具运动的坐标字母带“”的坐标表示工件运动、刀具固定的坐标,3、运动的正方向,使刀具与工件之间距离增大的方向规定为轴的正方向,.,4,（二）坐标轴确定的方法,1、Z轴,一般取传递切削动力的主轴轴线方向方向为Z轴正方向：取刀具远离工件的方向为正方向当机床有几个主轴时，选一个垂直工件装卡面的主轴为Z轴当机床没有主轴时，选与装卡工件的工作台面相垂直的直线为Z轴,.,5,2、X轴,刀具旋转,主轴垂直（立式）：面对主轴向右为正主轴水平（卧式）：面对主轴向左为正,工件旋转,在水平面内取垂直于工件回转轴线的方向为X轴正方向：刀具远离工件的方向,对于无主轴的机床,以切削方向为X轴正向,3、Y轴按右手直角坐标系确定,车床坐标系,立铣床坐标系,卧铣床坐标系,.,7,.,8,+X,+Z,.,9,+Z,+X,+Y,.,10,4、A、B、C轴回转进给运动坐标,用右手螺旋法则确定,5、附加坐标,主坐标或第一坐标系：X、Y、Z第二组附加坐标：U、V、W第三组附加坐标：P、Q、R旋转坐标：D、E,.,11,（三）数控机床的两种坐标系,1、机床坐标系（机械坐标系）,数控车床坐标系的原点,数控铣床坐标系的原点,.,12,2、工件坐标系（编程坐标系）,设置工件坐标系原点的原则：尽可能选择在工件的设计基准和工艺基准上，工件坐标系的坐标轴方向与机床坐标系的坐标轴方向保持一致,数控车床工件坐标系的原点,数控铣床工件坐标系的原点,.,13,（四）绝对坐标与相对坐标,1、绝对坐标：坐标系内所有坐标点的坐标植均从某一固定点坐标原点计量的坐标系，称为绝对坐标系。,绝对坐标表示法,.,14,（四）绝对坐标与相对坐标,2、相对坐标：坐标系内某一位置的坐标尺寸用相对于前一位置的坐标尺寸的增量进行计量的坐标系，称为相对坐标系。,相对坐标表示法,.,15,二、数控机床插补原理,.,16,1、插补：机床数控系统按照一定的方法确定刀具运动轨迹的过程叫插补。2、插补方法：按输出信号,脉冲插补法,增量插补法,逐点比较法,数字积分法,按插补曲线形式,直线插补法,圆弧插补法,抛物线插补法,高次曲线插补法,3、插补器：数控系统中，完成插补工作的装置叫插补器。,一、概述,.,17,硬件插补器,软件插补器,二、逐点比较法（一）逐点比较法直线插补1、直线插补计算原理（1）偏差计算公式,X,Y,O,A(Xe,Ye),M(Xi,Yj),i,i,M点在直线上方，应向+X方向进给一步；i0,应向+X方向进给一步；PijR,P点在圆弧上方，应向-X方向进给一步；RpR,P点在圆弧上方，应向-X方向进给一步；,Rp=R,P点在圆弧上面，应向-X方向进给一步；,即:Xi2+Yj2Xe2+Ye2,(Xi2_Xe2)+(Yj2_Ye2)0,RpR,P点在圆弧下方应向+Y方向进给一步；,即:Xi2+Yj2Xe2+Ye2,(Xi2_Xe2)+(Yj2_Ye2)0,应向-X方向进给一步；Pij0,应向+Y方向进给一步；Pij=0,应向-X方向进给一步；,.,24,（2）偏差计算,递推法,若加工点P在直线上方时（或在直线上时）即Pij0,Xi-1=Xi-1,Yj=Yj,所以，P1点的偏差,Pi-1,j=(Xi-1)2-Xe2+Yj2_Ye2,=Xi2_2Xi+1-Xe2+Yj2_Ye2,=Pij_2Xi+1,.,25,若加工点M在直线下方时即Pij0,Xi=Xi,Yj+1=Yj+1,所以，P1点的偏差,Pi,j+1=(Xi2_Xe2)+(Yj+1)2_Ye2,=(Xi2_Xe2)+Yj2+2Yj+1_Ye2,=Pij+2Yj+1,.,26,2-2数控机床的编程步骤,一、数控机床编程的概念数控编程：从分析零件图纸到制成数控机床所能识别的数控加工程序的过程，称为数控编程。程序单：记录工艺过程、工艺参数的表格，称为程序单。,二、数控机床编程的内容和步骤,1、工艺分析1）分析零件图样,.,27,数控加工合理性分析：哪些零件适合于数控机床的加工以及适合于在哪一类机床上加工。合理性分析考虑的因素是：零件的技术要求能否保证；对提高生产率是否有利；经济上是否合算。,.,28,分析零件图中的尺寸标注方法,统一基准标注方法,分散基准标注方法,.,29,分析构成零件轮廓的几何元素条件,.,30,例1工件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸,分析工件结构的工艺性,.,31,例2工件内槽及缘板间的过渡圆角半径不应过小,.,32,例3工件槽底圆角半径不宜过大,.,33,2）确定工艺过程,对刀点与换刀点的确定,对刀点：是数控加工时刀具相对运动的起点，也是程序的起点。刀位点：是指确定刀具位置的基准点。换刀点：是转换刀位置的基准点。,.,34,平头立铣刀,球头铣刀,钻头,车刀、镗刀,.,35,.,36,.,37,加工路线的确定,确定加工路线的原则1）加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。2）设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。3）简化数值计算和减少程序段，减少编程工作量。4）根据工件的形状、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。5）合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法。6）合理选用铣削加工中的顺铣和逆铣方式。,.,38,例1数控车床加工路线,数控车床车削端面加工路线,数控车床车削外圆加工路线,动画,.,39,例2数控铣床加工路线,外轮廓铣削的加工路线,内轮廓铣削的加工路线,动画,.,40,铣削内腔的加工路线,.,41,例3孔加工定位路线,.,42,.,43,确定定位和夹紧方案,在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：（1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一；（2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；（4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。,.,44,例夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位,薄壁套筒,薄壁箱体,.,45,2、数值计算,.,46,二、数控机床编程的内容和步骤,3、编写零件的加工程序单4、程序输入5、程序检验和首件加工,.,47,数控系统的指令代码分为二大类,准备功能代码主要用于控制刀具对工件进行切削加工,准备功能代码,辅助功能代码,一、准备功能指令,准备功能代码由地址字符与后面的二位数字组成,(00-99),主要指令,G00快速定位G01直线插补G02顺时针圆弧插补G03逆时针圆弧插补,动作指令,2-3数控编程代码的规定,.,48,例：,A,B,C,G00,G01,G00,G00,.,49,例：,G00,G01,G02,G01,G01,G03,G03,G03,G01,.,50,平面指令,G17,G18,G19,XY平面,XZ平面,YZ平面,刀补指令,刀具半径补偿,刀具长度补偿,G41,G42,G43,左补偿,右补偿,取消补偿,G43,G44,G49,正刀补,负刀补,取消补偿,.,51,G41,G42,.,52,坐标系指令,G92,G54-G59,设定工件坐标系,工件坐标系1-6,固定循环指令,G73、G74、G76、G80、G81-G89,其它,G04暂停,G代码的形式,模态代码：一旦被执行，则一直有效，直至被同组G功能指令注销为止非模态代码：只在所在程序段中有效，也称一次性代码,.,53,例：,O1010N0010G92X-10Y-15;N0020G90G00X0Y0;N0030G01Y25F150;N0040G02X15Y40F150;N0050G01X60;N0060G03X70Y30F200;N0070G01Y0F150;N0080X10;N0090G03X0Y10;,.,54,规则,同组不能写在一段中，否则最后一个有效,例：G00G01X90Z20,二、辅助功能指令,(M00-M99),辅助功能M代码由地址字符M与后面的二位数字组成,辅助功能代码主要用于控制机床的辅助设备，如主轴、刀架和冷却泵的工作，由继电器的通电与断电来实现其控制过程。,M00程序停止M01计划停止（选择停止）,不同组代码可出现在同一段中,例：G41G01X30Z10,M02程序结束M30程序结束返回到开始状态,.,55,M19主轴定向停止M98调用子程序M99返回主程序,M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止,M06刀具交换,M07M08M09,冷却液开,冷却液关,.,56,三、数控加工程序的结构,程序号,程序段,结束程序,例：,调用子程序,返回主程序,.,57,1、程序号,O1010,程序的编号,程序的地址,F6MOA-BP西门子%,2、程序段,程序段格式,可变程序段格式,固定程序段格式,使用地址符可变程序段格式,使用分隔符符可变程序段格式,使用地址符可变程序段格式,这种格式又称为地址格式，它以地址为首，其后由一串数字组成序号字和各种程序字。,.,58,N10G00G92X25Y45Z15N20G01X25Y45Z2M05,省略,使用分隔符可变程序段格式,例：,BXBYBJBZ,固定程序段格式,这种格式不使用地址符，也不使用计数用的分隔符，它规定了在输入中所有可能出现的字的顺序，也规定了各个字的位数。,例：,100054254515,例：,.,59,组成：由若干个程序字（代码）组成,程序字：按一定的顺序排列的一些字符。,组成,地址符,数字,常用功能字,程序号,O,P,%,+,四位以内数字,程序段号,N,+,五位以内数字,规则：从大到小或从小到大排列程序段号不一定连续程序段号为正整数，最小为1,.,60,G功能,尺寸字,进给功能字,主轴功能字,XYZ;PQR;UVWABCDEIJKR,S,F,S300表示300r/min,D18：在18号位置存储刀具半径