数控机床的坐标系与编程规则实训（ppt 41页）.ppt

主题3培训数控机床坐标系和编程规则，3.1培训目的，了解数控机床坐标系的构建，了解手动编程的一般步骤和加工程序的结构，熟悉常用f、s、t、m命令的应用以及模态和非模态命令的区别。3.2相关知识，确定CNC机床坐标系CNC机床的两个坐标系NC编程类型和步骤FANUC0i系统编程命令NC加工程序的结构，示例，如图3.1所示，CNC铣床的进给运动由三部分组成，工作台以水平和垂直进给运动驱动工件，主轴箱以垂直进给运动驱动刀具。在CNC铣床上加工零件时，如何使用代码说明刀具相对于零件的相对运动？3.2.1 CNC机床坐标系确定，1 .规则原则(1)右侧笛卡尔坐标系，(2)刀具运动原则，CNC机床的坐标系是机床运动零件进给运动的坐标系。进给运动可以是刀具相对工件(例如CNC车床)的运动，也可以是刀具相对工件(例如CNC铣床)的运动。这是为了让程式设计人员在没有工具的情况下更接近工件，或工件更接近工具的情况下，决定机器加工作业。在标准中一致：假定刀具始终相对于停止操作坐标系运动。(3)根据操作的正向，机床的零件运动正方向是增加工件和刀具距离的方向，即增加工件大小的方向。2 .轴确定方法和步骤，(1)通常，z轴是z坐标，用于生成在工件中沿正向移动刀具的切削力，如图3.3、3.4所示。如果工件机床有多个主轴，请选取垂直于工件载入侧的主轴作为z座标。如果机床没有主轴，请选取垂直于工件夹具面的方向作为z坐标，如图3.5所示。(a)带前转塔的CNC车床，(b)带后转塔的CNC车床，图3.3 CNC车床坐标系，(a)垂直CNC铣床，(b)水平CNC铣床，图3.4 CNC铣床坐标系，图3.5刨床坐标系对于进行旋转切削运动的工件(如车床、磨床等)，x坐标的方向位于工件的径向上，且平行于十字滑块座椅。对于安装在滑动托架刀架中的刀具，离开中心与工件旋转的方向为x座标的正方向，如图3.3所示。对于刀具为旋转切削运动的机器(如铣削机床、钻床、镗孔刀具等)，如果z坐标垂直，则对于单柱式机器，x运动的方向从主刀具主轴指向列时指向右侧，如图3.4(a)所示。如果z坐标为水平，则从主刀具主轴查看工件时，x运动方向指向右侧，如图3.4(b)所示。对于没有主轴的机器(例如刨床)，x坐标与主切削方向平行，且其方向为正方向，如图3.5所示。(3)根据Y轴、确定的x和z轴，由右手笛卡尔坐标系确定。(4)A、b、c轴、A、b、c相应地表示其轴平行于x、y、z坐标的旋转运动。正a、b、c表示右螺纹在x、y、z坐标正方向上的方向，如图3.6所示。(a) 5坐标水平曲面和轮廓铣削机床，(b) 5坐标摆动铣削刀头曲面和轮廓铣削机床，图3.6多坐标CNC铣削机床坐标系，(5)附加坐标，直线运动：除x、y和z主直线运动以外的第二组可指定为u、v和w如果存在第三组动作，则分别指定为p、q和r。如果存在不平行于x、y和z主直线运动外部的直线运动，或不平行于x、y或z的直线运动，则还可以将其指定为u、v、w、p、q或r。对于镗孔和铣床，半径刀架滑板的行为可以指定为u或p(如果此字母合适)，并且滑板离开主轴中心的方向为正方向，如图3.7所示。指定最接近主轴的直线运动为第一条直线运动，第二条最近的直线运动为第二条直线运动，最远的指定为第三条直线运动。图3.7水平镗孔和铣床坐标系，(6)主轴旋转运动的方向，主轴顺时针旋转运动的方向是沿右旋转螺纹进入工件的方向。，3.2.2数控机床的两个坐标系，1 .机床坐标系也称为机床坐标系，其坐标和运动方向取决于机器的种类和结构。“机床”坐标系的原点也称为“机床原点”或“机床原点”，如图3.8，图3.9(a)所示。从机械设计的角度来看，此点的位置是可选的，但是考虑使用特定机床时机床上的固定点。与机器原点不同，但容易混淆的另一个概念是运动零件返回正极限的位置，即机器坐标系中固定的极限点。加工前和加工后，您可以使用控制面板中的“返回零”(return 0)按钮将刀柄等零件退刀到此点。例如，对于CNC车削，“机床零”是刀具退刀距离主端点和中心线最远且固定的点。如图3.8所示，O/point在机器工厂出厂时进行了调整，为了用户编程，记录在机器用户手册中，通常不允许自由更改。图3.8“CNC车床”的“机床”坐标系，图3.9“垂直CNC铣床”坐标系和“机床”原点，工件原点，2。编程坐标系(也称为工件坐标系)是在编程时定义工件形状和刀具相对运动的坐标系。为了确保编程和加工的一致性，工件坐标系也必须是右手笛卡尔坐标系。将工件组装到工件机床中时，请确保工件座标系与加工座标系的座标轴方向一致。程序设计坐标系的原点，也称为程序设计原点或工件原点，由程序设计人员确定位置，如图3.9(b)所示的O2点，工件原点的设置一般遵循以下原则：(1)工件原点与设计基准或组件基准一致，便于编程。(2)工件原点尽可能在尺寸精度高、表面粗糙度值小的工件表面上选择。(3)工件原点最好在工件的对称中心选择。(4)应易于测量和检查。3.2.3 NC编程的种类和步骤，(1)确定工艺(2)计算刀具路径的坐标值(3)编写加工程序(4) CNC机床(5)程序检查中的程序输入，1 .NC加工程序步骤2。NC编程类型，(1)手动编程，手动编程在编程过程中全部或主要是手动完成的，如图3.8所示。简单的形状和较少的计算，对于不经过很多程序的零件，手动编程更加简单、经济、高效。(2)计算机自动编程、计算机自动编程在编程过程中，除了零件模式分析和进程程序开发以外，其馀工作均以计算机辅助方式完成。计算机自动编程后，数学处理、程序编写、检查程序等任务将由计算机自动执行。计算机会自动绘制刀具中心移动路径，使程序员能够及时确认程序是否正确，必要时进行修改以获得正确的程序。代替程序员，计算机自动编程进行了复杂的数值计算，提高了数十倍、数百倍的编程效率，解决了很多不能手动编程的复杂部件的编程问题。自动编程的特点是高效的编程工作，可以解决复杂造型零件的编程问题。3.2.4FANUC0i系统的编程说明，1 .功能准备g准则，2 .辅助功能m准则，表3.2是中华人民共和国机械行业标准JB/t308-1999中规定的辅助功能m代码的定义表。表3.1是中华人民共和国机械工业标准JB/T3208-1999中规定的准备功能g代码定义表。典型的m命令功能及其应用程序如下：(1)程序停止命令：M00功能：如果在完成包含M00的程序段的运行后机床停止自动执行，此时存在的所有模态信息将保持不变，并使用“启动循环”重新开始自动执行。(2)程序停止命令：与M01功能：M00一样，运行包含M01的程序段后，仅当在机床操作面板中设置了选项关闭开关1时，此代码才有效。，(3)顺时针旋转主轴，逆时针旋转主轴，停止主轴命令：M03，M04，M05功能：开始主轴时，M03命令沿从右旋转螺纹进入工件的方向旋转主轴，M04命令使主轴远离右旋转螺纹中的工件。使用M05命令时，主轴在其他命令完成执行后停止。格式：M03SM04SM05说明：CNC机床的主轴旋转从z方向看，判断为顺时针旋转正向，逆时针旋转。(4)刀具交换命令：M06功能：自动刀具交换。用于具有自动刀具交换设备(如加工中心、CNC车床)的机床。格式：M06T说明：CNC系统不同，刀具交换的编程格式不同，在特定编程时需要参考操作手册。(5)程序退出命令：M02或M30功能：此命令指示机床在主程序退出期间停止自动运行并重置CNC设备。使用M30比使用M02更容易，因为控制返回到程序开头。说明：必须在最后一个过程部分编译此命令。对于BEIJING-FANUC0i系统，通常只能在一个程序段中指定一个m代码。但是，设置No.3404#7(M3B)=1参数时，一次最多可以在一个工艺段中指定3个m代码。模式命令也称为连续命令，指定给进程段后，在显示同一组其他命令或被其他命令取消之前，该命令一直有效。编写程序时，与上述段相同的模式命令可以省略“无写”。其他模态命令集在同一程序段内编程，因此不会影响进度效果。例如，n 0010g 91g 01 x 20 y20 z-5f 150 m03s 1000；N 0020 x 35N0030g 90g 00 x0y0 z100m 02在上例中，第一段显示三个模态命令G91、G01和M03，直到第三段中出现G90，G91功能才会起作用。G01功能在第二段中仍然有效，直到第三段中出现G00为止，它才会起作用。M03功能在应用第3段M02功能之前无法工作。3.g，m命令说明，(1)模态和非模态命令，表3.2 (2)列中带有“*”的m命令在上述示例的第一段中同时启动M03功能和G01功能，也就是说，在直线插值运动开始的同时，主轴旋转开始，速度为1000r/min。表3.2的(3)列包含“*”的m命令，并且在同一段中的其他命令操作完成后，功能才会开始。在上例的第三段中，M02功能直到G00功能完成后才开始。也就是说，组合移动完成G00快速点运动后，程序才会结束。(2)M功能开始时间，4.f，s，t代码，f代码表示刀具中心移动时的进给率。由f和后面的数字组成。数字的单位取决于每个系统使用的进给率的指定方法。有关具体内容，请参阅所用机床的编程手册。注意：在编写程序时，如果第一次找到直线(G01)或圆弧(G02/G03)插值命令，则需要创建进给率f；如果未创建f功能，则CNC使用F0。操作在快速位置(G00)下工作时，机床以通过机床轴参数设置的快速进给速度移动，与编写的f命令无关。F码是模态指示，实际进给率可通过CNC操作面板的进给率旋钮在0%到120%之间调整。(1)进给功能f代码，s代码表示机床主轴转速。由s和后面的几个数字组成，用以下三种方法表示：转速s表示主轴转速，单位为r/min。S1000的主轴转速为1000r/min。线速在恒定线速状态下，s表示切削点的线速度，单位为m/min。加工点的线速度为60m/min，例如S60。代码用代码表示主轴速度时，s后面的数字不是直接表示转速或线速度的数值，而是主轴速度的代码。机床中100个转速表示为S00到S99时，S40的主轴转速为1200r/min，S41的主轴转速为1230r/min，S00的主轴转速为0r/min，S9表示最高转速。(2)主轴转速功能s码， t码编程由t和数字组成。有两种格式：t和t。数字的位数由使用的数控系统确定，t后面的数字用于指定刀具编号和刀具补偿编号。范例：T04表示刀具选取4次。T0404表示您已选取刀具4，位移值4。如果T0400，则选取刀具编号4，取消刀具偏移。 t，d代码编程利用t函数选择刀具，利用d函数选择相关刀具偏移。定义两个参数时，请按t，d顺序进行编程。t和d可以一起创建，也可以单独创建。例如，T4D04表示使用刀具偏移表编号4的偏移尺寸选取刀具4。T4D12表示使用刀具偏移表12的偏移尺寸的刀具编号4。T2表示使用与该刀具相关的刀具偏移尺寸选择刀具2。(3)刀具功能t代码，3.2.5 NC加工程序的结构，1 .NC加工程序的组成、完整的NC加工程序由程序开始部分、多个程序段和程序结束部分组成。程序段由程序段编号和多个“单词”组成，一个“单词”由地址字母和数字组成。以下是完整的NC加工程序，以程序号开头，以M02结尾。(1)程序编号要对程序进行编号以区分每个程序，请包括程序编号地址和程序编号，程序编号必须放在程序的开头。例如，对于O1122程序的编号(程序1122)程序编号地址(编号的脚本)不同的数控系统，程序编号地址也不同。SMK8M系统使用%，FANUC系统使用o作为程序编号的地址代码。编程时一定要参考说明书。否则程序无法运行。(2)程序段的格式和配置，程序段的格式可以分为地址格式、分隔地址格式、固定程序段格式和弹性程序段格式等。其中最广泛使用的是可变程序段格式，可变程序段格式是可变段长度。示例：n 15g 01 x-60.0y 10.0 f 100；程序段结束进给率命令坐标移动距离命令行为方法命令(线)程序段编号，其中n是指定程序段编号的程序段地址字符。g是命令行为方式的准备功能地址，G01是直纹；x，y是坐标轴地址。f是进给率指令地址，后面的数字表示进给率的大小。例如，F100表示进给率为100 132/min。、一个“单词”由以下内容组成：可以通过将多个程序单词添加到x-60.0数据单词(数字)符号(正号、负号)地址符号程序段号来构成一个程序段。在程序段中，表示地址的英文字可以分为大小地址和比克地址两种。表示尺寸地址的字母字符为x、y、z、u、v、w、p、q、I、j、k、a、b、c、d、e、r、h，共18个字符。非标注地址表示有8个字符：n、g、f、s、t、m、l、o。(3)“单词”、“单词”、“”、2。NC加