数控编程基本概念.ppt

数控编程基础,SHUKONGJICHUANGGAISHU,一、程序编制的基本概念二、程序的编制,数控编程基础,一、程序编制的基本概念,1、数控编程的方法介绍2、数控程序代码介绍3、数控程序结构,返回,1、数控编程的方法介绍,1手工编程：利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程。对机床操作人员来讲必须掌握。2自动编程：利用通用的微机及专用的自动编程软件，以人机对话方式确定加工对象和加工条件，自动进行运算和生成指令。对形状简单（轮廓由直线和圆弧组成）的零件，手工编程是可以满足要求的，但对于曲线轮廓、三维曲面等复杂型面，一般采用计算机自动编程。目前中小企业普遍采用这种方法，编制较复杂的零件加工程序效率高，可靠性好。专用软件多为在开放式操作系统环境下，在微机上开发的，成本低，通用性强。3CAD/CAM：利用CAD/CAM系统进行零件的设计、分析及加工编程。该种方法适用于制造业中的CAD/CAM集成系统。目前正被广泛应用，该方式适应面广、效率高，程序质量好，适用于各类柔性制造系统(FMS)和集成制造系统（CIMS），但投资大，掌握起来需要一定时间。,返回,2、数控程序代码介绍,常用的标准主要有：1数控纸带的规格2数控机床坐标轴和运动方向3数控编程的编码字符4数控编程的程序段格式5数控编程的功能代码,EIA(美国电子工业协会)和ISO(国际标准化协会),返回,八单位标准穿孔纸带,EIA代码和ISO代码的主要区别在于：EIA代码每行孔数为奇数，其第5列为补奇列；ISO代码各行孔数为偶数孔，其第8列为补偶列。补奇或补偶的作用是判别纸带的穿孔是否有错。,返回,3、数控程序结构,加工程序是由若干程序段组成；程序段是由一个或若干个指令字组成，指令字代表某一信息单元；每个指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作；每个程序段结束处应有“EOB”或“CR”表示该程序段结束转入下一个程序段；地址符由字母组成；每一个字母、数字和符号都称为字符。,下一页,常用地址符的含义,下一页,常见程序段格式,下一页,开始符O1234程序号N1G90G54G00X0Y0S1000M03；第一程序段N2Z100.0；第二程序段N3G41X20.0Y10.0D01；N4Z2.0；N5G01Z-10.0F100；N6Y50.0F200；N7X50.0；N8Y20.0；N9X10.0；N10G00Z100.0；N11G40X0Y0M05；N12M30；程序结束,程序结构举例,返回,二、程序的编制,机床坐标系和工作坐标系的概念数控编程常用指令的含义数控机床编程步骤数控机床编程实例,返回,1、机床坐标系和工作坐标系的概念,1机床坐标系2工作坐标系,数控机床的坐标系规定已标准化，按右手直角坐标系确定，如图所示，一般假设工件静止，通过刀具相对工件的移动来确定机床各移动轴的方向。,1机床坐标系,机床坐标系是机床上固有的坐标系，机床坐标系的方位是参考机床上的一些基准确定。,机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线，固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工作台侧面、导轨面等，不同的机床有不同的坐标系。,1、在标准中，规定平行于机床主轴（传递切削力）的刀具运动坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为正方向（+Z）。当机床有几个主轴时，则选一个垂直于工件装夹面的主轴为Z轴。2、X轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。3、在确定了X、Z轴的正方向后，可按右手直角笛卡尔坐标系确定Y轴的正方向。4、机床原点（机械原点）是机床坐标系的原点，它的位置是在各坐标轴的正向最大极限处。,立式数控铣床机床原点,2工作坐标系,工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，是程序的参考坐标系，工作坐标系的位置以机床坐标系为参考点，一般在一个机床中可以设定个工作坐标系。工作坐标系的原点，称工作原点（或程序原点）。,数控编程常用指令的含义,以下以FANUC系统的常用指令为例对常用指令作一介绍。,(一)准备功能（G指令）(二)常用辅助功能（M指令）,1绝对坐标和相对坐标指令(G90，G91),表示运动轴的移动方式。使用绝对坐标指令(G90)，程序中的位移量用刀具的终点坐标表示。相对坐标指令(G91)用刀具运动的增量表示。,如图，表示刀具从A点到B点的移动，用以上两种方式的编程分别为：,G90X80.0Y150.0；G91X-120.0Y90.0；,2工作坐标系的选取指令(G54G59),G54可以确定工作坐标系1G55可以确定工作坐标系2G56可以确定工作坐标系3G57可以确定工作坐标系4G58可以确定工作坐标系5G59可以确定工作坐标系6,6个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，需要提前输入机床内部。,3、平面选择指令(G17，G18，G19),4、快速定位(G00),刀具从当前位置快速移动到切削开始前的位置，在切削完了之后，快速离开工件。一般在刀具非加工状态的快速移动时使用，该指令只是快速到位，其运动轨迹因具体的控制系统不同而异，进给速度F对G00指令无效。,G00XYZ；G90G00X40.0Y20.0,5、直线插补指令(G01),刀具作两点间的直线运动加工时用该指令，G01指令表示刀具从当前位置开始以给定的速度(切削速度F)，沿直线移动到规定的位置。格式：G01XYZF；,G01X40.0Y20.0F100；,6、圆弧插补指令(G02，G03),圆弧插补，G02为顺时针加工，G03为逆时针加工，刀具进行圆弧插补时必须规定所在平面，然后再确定回转方向，如图，沿圆弧所在平面(如xy平面)的另一坐标轴的负方向(-z)看去，瞬时针方向为G02，逆时针方向为G03。,7、暂停功能(G04),G04暂停指令可使刀具作短时间无进给加工或机床空运转使加工表面降低表面粗糙度。格式：G04X1.6或G04P1600；1.6或1600表示1.6秒，G04为非续效指令。,8、自动机床原点返回指令(G28),机床原点是机床各移动轴正向移动的极限位置。如刀具交换时常用到Z轴参考点的返回。格式：G28XYZ；,G90G28X500.0Y350.0；,9、刀具的补偿与偏置指令,（1）刀具半径补偿指令(G40，G41，G42),G40刀具补偿取消G41刀具左补偿G42刀具右补偿,9、刀具的补偿与偏置指令,（2）刀具长度偏置指令(G43，G44，G49),G43正向偏置G44负向编置G49偏置取消,当使用G43时，与程序给定移动量的代数值做加法。使用G44时做减法，从而得到实际的移动的终点坐标，G43称正偏置，G44称负偏置。,10、固定循环(G73，G74，G76，G80G89),快速移动到（X，Y）坐标沿Z轴快速移动，并达R点切削进给加工加工至孔底位置(暂停，主轴停，主轴返转等)返回到R点(快速返回和切削进给返回)快速返回到起始点,10、固定循环(G73，G74，G76，G80G89),G73指令的格式：,(二)常用辅助功能（M指令）,1M00程序停止,执行含有M00指令的语句后，机床自动停止。如编程者想要在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等），使用M00指令，重新启动后，才能继续执行后续程序。,(二)常用辅助功能（M指令）,2M01选择停止,执行含有M01的语句时，如同M00一样会使机床暂时停止，但是，只有在机床控制盘上的“选择停止”键处在“ON”状态时此功能才有效，否则，该指令无效，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。,(二)常用辅助功能（M指令）,3M02程序结束,该指令表明主程序结束，机床的数控单元复位，如主轴、进给、冷却停止，表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。,(二)常用辅助功能（M指令）,4M03主轴正转5M04主轴反转6M05主轴停转7M06换刀指令8M07冷却液开9M08冷却液开10M09冷却液关11M19主轴定向停止,(二)常用辅助功能（M指令）,12M21X轴镜像使X轴运动指令的正负号相反，这时X轴的实际运动是程序指定方向的反方向。13M22Y轴镜像使Y轴运动指令的正负号相反，这时Y轴的实际运动是程序指定方向的反方向。14M23镜像取消,(二)常用辅助功能（M指令）,15M30程序结束与M02同样，表示主程序结束，区别是M30执行后使程序返回到开始状态。,(二)常用辅助功能（M指令）,18M98调用子程序、M99子程序结束指令M98PL；其中，P为程序号，L为调用次数。,数控机床编程步骤,1分析零件图2数控机床的选择3工件的装夹方法4加工工艺确立5刀具的选择6程序编制7加工操作,数控机床编程实例,实例1设刀具由坐标原点O快进至a，从a点开始沿a，b，c，d，e，f，a切削，最终回到点O。,数控机床编程实例1,G92X0Y0；G90G00X30Y30；G01X120F120；Y55；G02X95Y80I0J25F100；G03X70Y105I-25J0；G01X30Y105F120；Y30；G00X0Y0；M02,2.2手工程序编制,1.数控编程的工艺处理1)加工方法的选择2)加工工序的划分(1)按粗精加工划分(2)按先面后孔划分(3)按所用刀具划分3)工件的装夹方式4)对刀点和换刀的确定(1)选定的对刀点位置,应便于数学处理和使程序编制简单(2)在机床上容易找正(3)加工过程中容易检查(4)引起加工误差小,2.2手工程序编制,5)进给路线的选择6)刀具及切削用量的选择(1)刀具的选择(2)切削用量的选择n=1000v/D(3)背吃刀量的确定,2.2手工程序编制,2.数控编程的数学处理数学处理:主要是按照已确定的加工路线和允许的编程误差,计算工件加工轨迹的尺寸,即计算工件轮廓的基点或节点的坐标.基点:是指工件轮廓各几何元素之间的交点或切点.节点:逼近直线段和圆弧段与轮廓曲线的交点或切点称节点,2.2手工程序编制,1.基点计算：直线方程：AX+BY+C=0圆方程：(X-X0)2+(Y-Y0)2=R22.非圆曲线节点计算:1)等间距直线逼近法2)圆弧分割逼近法(1)圆弧分割法(2)三点圆法(3)相切圆法,2.2.5车削编程,2.2.5车削编程,数控车床固定循环单一外圆固定循环G90X_Z_F_;G90X_Z_I(R)_F_;复合外圆固定循环G71U_R_;G71P_Q_U_W_F_;复合端面固定循环G72W_R_;G72P_Q_U_W_F_;封闭型车固定循环G73U_W_R_;G73P_Q_U_W_F_;精车循环G70P_Q_;,2.2.5车削编程,2.2.5车削编程,H=0.866PH-螺纹全高P-螺纹螺距(导程)螺纹牙深=0.6495XP螺纹内径=螺纹外径-2X螺纹牙深G32IPF;G92X(U)_Z(W)_F_;G92X(U)_Z(W)_R_F_;(车削锥螺纹),2.2.5车削编程,关于G71指令的特点：1）在G71指令所包含的指令单元，不能呼叫子程序2）在G71指令所包含的指令单元，若有刀尖补正之指令将无效，但刀尖补正之值将加入预留中3）在G71指令中最后的加工是包含的指令单元减去预留量而依序切削4）G71指令内第一个单节ns不能有Z轴移动指令5）U、W有正负值,练习一,G00G40G97G99S500M03T0101F0.2；X42.0Z2.0；G71U1.5R0.5;G71P10Q11U0.5W0.05;N10G00G42X0;G01Z0;X13.0；X16.0W-1.5;Z-20.0;X23.0X26.0Z-50.0;Z-57.0;G02X33.0Z-60.0R3.0;N11G01G40X42.0;G00X100.0Z50.0M05;,练习一,G00G40G97G99S800M03T0101F0.05；X42.0Z2.0；G70P10Q11;G28U0W0M05;G00G40G97G99S300M03T0202F0.05；X25.0Z-20.0；G01X11.0;X25.0F0.2;G00X100.0;Z50.0:M05;,练习一,G00G40G97G99S300M03T0303；X18.0Z5.0；G92X15.8Z-17.0F1.5;X15.3;X14.8;X14.4;X14.2;X14.05;X14.05;G00X100.0;Z50.0M05;M30;,练习二,练习二,G00G40G97G99S500M03T0101F0.2；X42.0Z2.0；G71U1.5R0.5;G71P10Q11U0.5W0.05;N10G00G42X0;G01Z0;X14.0；X18.0W-2.0;Z-20.0；X21.0;X24.0W-1.5;Z-32.0;,练习二,G03X24.0Z-50.0R15.0;G01X32.0W-20.0;Z-80.0;N11G01G40X42.0;G28U0W0;M05;G00G40G97G99S800M03T0101F0.05；X42.0Z2.0；G70P10Q11;G28U0W0;M05;,练习二,G00G40G97G99S300M03T0202F0.05；X27.0Z-20.0;G01X13.0;X27.0F0.2;G00X100.0G28U0W0;M05;G00G40G97G99S300M03T0303；X20.0Z5.0；G92X17.8Z-17.0F2.5;G92X17.3Z-17.0F2.5;,练习二,X17.0;X16.7;X16.4;X16.0;X15.5;X15.0;X14.75;G00X100.0;G28U0W0;M05；M30；,练习三,练习三,G00G40G97G99S500M03T0101F0.2；X67.0Z2.0；G71U1.5R0.5;G71P10Q11U0.5W0.05;N10G00G42X0;G01Z0;G03X20.0Z-10.0R10.G01Z-15.0X30.0Z-43.0；G02X36.0Z-46.0R3.0X40.0Z-66.0X60.0Z-90.0N11G01G40X65.0;,练习三,G28U0W0;M05;G00G40G97G99S800M03T0101F0.05；X67.0Z2.0；G96S150；G70P10Q11;G28U0W0;M05;,练习三,G00G40G97G99S300M03T0202F0.05；X31.0Z-29.0;G01X26.0;X31.0F0.2;G00Z-34.0；G01X26.0;X31.0F0.2;G00X100.0G28U0W0;M05;M30;,加工中心编程,加工中心编程的特点1.首先应进行工艺分析,合理的安排各工序加工的顺序,有利于提高加工精度和提高生产效率.2.根据加工情况决定采取自动换刀或手动换刀.3.为提高机床的利用率,应尽量采取刀具机外预调.4.尽量把不同工序内容的程序,分别安排到不同的子程序中.主程序主要完成换刀及子程序的调用.5.孔加工尽量采取固定循环指令,以简化编程工作量.,加工中心编程,机床坐标系统1.机床坐标系2.工件坐标系3.工件坐标系的设定,加工中心编程,子程序调用M98PL；注意事项：1）主程序中模态G代码可被子程序中同组的其它G代码代替。2）最好不在,练习一,练习一,O1234G91G28Z0；T1M06；G90G54G00X0Y0S700M03；G43H1Z100.0；X51.5Y0；Z5.0；G01Z-7.0F50；D1M98P100F120；（D1=6.2）G01Z-14.0F50；D1M98P100F120；（D1=6.2）G01Z-20.0F50；D1M98P100F120；（D1=6.2）G00Z100.0；M05；,练习一,G91G28Z0；T3M06；G90G54GX0Y0S1500M03；G43H3Z100.0；G00X0Y0；Z10.0；G01Z-5.0F80；G00Z100.0；,练习一,G91G28Z0；T4M06；G90G54G00X0Y0S800M03；G43H4Z100.0；Z5.0；G98G73X0Y0Z-36.0R5.0Q2.0F60；G80；G00Z100.0；M05；,练习一,G91G28Z0；T5M06；G90G54G00X0Y0S200M03；G43H5Z100.0；Z5.0；G01Z-35.0F50；G00Z100.0；M05；,练习一,T2M06；G90G54G00X0Y0S1100M03；G43H2Z100.0；X51.5Y0；Z5.0；G01Z-7.0F50；D1M98P100F120；（D2=4.0）G01Z-14.0F50；D1M98P100F120；（D2=4.0）G01Z-20.0F50；D1M98P100F120；（D2=4.0）G00Z100.0；M05；,练习一,O100X51.5Y0；G01G41Y30.0；G