HNC-21M铣削编程0(基本概念).ppt

HNC-21M世纪星数控系统,铣削编程基础,一、数控编程概述二、零件程序的结构三、HNC-21M的编程基本指令四、数控铣床基本指令编程实例五、固定循环六、固定循环编程实例七、用户宏程序八、宏程序举例,一、数控编程概述数控编程的作用与目的数控编程的内容和步骤数控编程的方法数控机床数控机床的坐标系统机床坐标系工件坐标系,一、数控编程的作用与目的在普通机床上加工零件时，由工艺人员事先制订好零件加工工艺规程(工艺卡)。在工艺规程中给出零件的加工路线、切削参数、使用机床的规格及刀夹量具等内容。操作人员按工艺卡手动操作机床，加工零件。,例：铣削左图所示零件工艺规程首先在机床上安装好夹具和刀具，夹紧工件并调整好切铣用量。主轴启动，先侧铣零件一侧；再加工零件另一侧，测量；再加工零件前侧；最后加工零件后侧，测量；取下零件检测。,完成上述零件加工，需要操作者分四步来进行；怎样使这些操作连续不间断的进行，来提高加工效率和加工质量呢？这只能通过数控机床来加工。为了能在数控机床上加工出不同形状、尺寸和精度的零件，需要编程人员根据零件图纸编制加工程序，数控机床按着编制好的程序自动加工出合格的零件。而数控机床操作者的工作只是根据数控加工工艺规程的要求，装卸夹具和刀具、装夹工件、调整机床、输入程序并键入各种所需参数，起动机床，监视加工。数控编程就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。然后输入到数控系统内(手动和自动)。,二、数控编程的内容和步骤分析零件图样；确定加工工艺过程；数值计算；编写零件加工程序；制作控制介质（纸带、磁带等）校对程序及首件试切（或用模拟加工软件进行验证）。,三、数控编程的方法数控编程的方法有两种：手工编程和自动编程。手工编程由分析零件图纸，制订工艺规程、计算刀具运动轨迹、编写零件加工程序单、将程序输入到数控系统并进行校核，整个过程主要由人来完成。自动编程利用CAD/CAM技术进行零件设计、分析和造型，并通过后置处理，自动生成加工程序，经过程序校验和修改后，形成加工程序。该种方法适用于制造业中的CAD/CAM集成系统或各类柔性制造系统(FMS)和集成制造系统(CIMS)；该方式适应面广、效率高、程序质量好，目前正在被广泛应用。,四、数控机床在1952年，世界上诞生了第一台数控机床，也就是现在概念的数控铣床，又称CNC铣床。目前迅速发展起来的加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生的，它们都离不开铣加工方式。由于数控铣削工艺最复杂，需要解决的技术问题也最多，因此一直以来，人们把铣削加工作为研究和开发数控系统及自动编程语言软件系统的重点。数控铣床它分为两轴半、三轴直至五轴联动，适合于加工三维复杂曲面，在汽车、航空航天、机械和模具等行业被广泛应用。随着科学技术和市场经济的不断发展，对机械产品的质量，生产率和新产品开发的周期提出了越来越高的要求，以此来满足新产品开发和多品种，小批量生产自动化的要求。因此，数控铣床是目前使用最为广泛的数控机床。,数控铣床,1、数控铣床简介数控铣床一般能完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝等钻削加工，以及铣平面、斜面、槽、曲面等铣削加工。与普通铣床相比，数控铣床加工具有自动、灵活、通用等特点；特别适用于多工序复合加工和复杂轮廓的加工，加工精度也大大提高，还能实现镜像加工、轮廓放大或缩小、跳转加工等，因此数控铣床应用十分广泛。数控铣床可以分为立式、卧式和龙门式三种。最常用的是立式数控铣床，用于铣削及成形铣削一般中小型复杂零件，也可以钻孔和攻丝。卧式数控铣床则在镗孔，齿轮加工方面应用较多。龙门式数控铣床主要用于铣削大型复杂零件。,2、数控机床的坐标系统为了确定机床上成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的方向和距离，这就需要一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。机床坐标系包括坐标原点和运动方向，标准的机床坐标系统一规定采用右手直角笛卡儿坐标系(如图所示)。数控机床的坐标和方向的命名国际上很早就制定了统一标准，我国于1982年制定了JB3051-82数控机床坐标和运动方向的命名标准。每一个数控编程员和数控机床操作者都必须对数控机床的坐标系有一个完整、正确的概念，否则程序编制时将发生混乱，操作加工时更容易发生事故。,用X，Y，Z表示直线进给坐标轴，X，Y，Z坐标轴的相互关系由右手法则决定。围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则确定+A，+B，+C的方向，如图1所示。,图1,图1,3、数控机床坐标轴的方向规定Z轴通常把传递切削力的主轴定为Z轴，对于没有主轴的机床(如刨床、插床等)规定垂直于工件装夹面的坐标轴为Z轴。Z轴的正方向是使刀具远离工件的方向。X轴对于铣床、钻床、镗床等刀具旋转的机床，X轴是水平的，它平行于工件的装夹面，X轴的正方向指向右边。对于车床、磨床等加工旋转体的机床，X轴在工件的径向上并平行于横导轨，刀具远离工件旋转中心是X轴的正方向。Y轴在确定了X、Z轴的正方向后，可按照右手直角笛卡尔坐标系来确定Y轴的正方向。,4、数控机床坐标系的原点设定在确定了数控机床坐标轴及运动方向后，还要确定数控机床坐标系的原点(M)。从机床的设计角度来看，机床原点位置可任选，但从使用某一具体机床来说，这点却是机床固定的点，是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置，一般都设在机床坐标系的极限位置，它是数控机床加工运动的基准点，也是机床检测的基准。对于数控钻铣床及加工中心等刀具旋转的机床，机床原点(X=0、Y=0、Z=0)都设在坐标系的正方向极限上；如图2所示。对于车床、磨床等加工旋转体的机床，机床原点(X=0、Z=0)一般都设在卡盘法兰盘的端面与主轴中心线的交点处；如图3所示。,图2,图3,5、工件坐标系对于数控编程和数控加工来说，还有一个重要的原点就是程序原点(ProgramOrigin)，用W表示，是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点，也称为工件原点(PartOrigin)和工件零点。用机床坐标系进行编程很不方便，通常使用工件坐标系来编程。编程时一般选择工件上的某一点作为工件原点，并以这个点作为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系(编程坐标系)。加工开始时要设置工件坐标系，即确定刀具起点相对于工件坐标系原点的位置。,N10G00X30.0Y30.0Z20.0,机床启动后，首先要将机床“回零”，即执行手动返回参考点，使各轴都移至机床原点，在数控系统内部建立一个以机床原点为坐标原点的机床坐标系，CRT上显示此时主轴的端面中心(对刀参考点)在机床坐标系中的坐标值均为零。数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。通常在编程时，不论机床在加工中是刀具移动，还是被加工工件移动，都一律假定被加工工件相对静止不动，而刀具在移动，并规定刀具远离工件的方向作为坐标的正方向。,在选择工件原点的位置时应遵循以下原则：工件原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少错误；对于对称的零件，工件原点应设在对称中心上；对于一般零件，工件原点可设在工件外轮廓的某一角上；Z轴方向上的工件原点，一般设在工件表面；工件原点尽量选在精度较高的工件表面，以提高被加工零件。工件随夹具安装在工作台上后，机床坐标系和工件坐标系是不重合的；而数控机床自动加工零件时是按机床坐标系的坐标值来进行的。因此当工件随夹具在机床上固定好后，必须测量出工件零点与机床零点之间的距离，这个距离称为工作原点偏置，如图28所示。,图3工件原点偏置,该偏置值需要预存到数控系统中，在加工时，工件原点偏置值便能自动附加到工件坐标系上，使数控系统可按机床坐标系确定加工时的坐标值。现代CNC系统一般都配有工件测量头，在手动操作方式下能准确地测量该偏置值，存入到G54G57（G59）原点偏置寄存器中，供CNC系统原点偏移计算用。在没有工件测量头的情况下，工件原点在机床坐标系中的位置要靠对刀的方式进行。,图工件原点偏置值测量,1、刀具数据的设置在数控铣床上使用的刀具有各种类型规格，刀具本身的直径和长度就不一样。由于机床刀具零点N在主轴刀具孔的端面轴线上，各种刀具端面离开零点N的距离(即Z轴方向的伸出长度)也不尽相同。在图2-12中，中心钻伸出长度较短，而麻花钻、立铣刀伸出的长度一般较长；一般中心钻的直径(半径)小于钻头、铣刀的