3 数控加工中的手工编程基础.ppt

MachineIntruction,WhenthedesignedproductisproducedusingCNCmachinetools,themachinetoolcontrollerneedsexplicitinstructionsdescribingthetypeandorderofindividualstepsrequiredtoperformagiventask.WeuseaninstructionlanguagecalledG-Codetodelivertheseinstructionstothemachine.,G00RapidlinearmotionG01LinearmotionatpresetfeedrateG02CircularfeedmotionCWG03Circularfeedmotion-CCW,CommonG-Code,M00ProgramstopM03Spindleon(CW)M04Spindleon(CCW)M05SpindleoffM06ChangetoolM30Endprogram,CommonM-Code,一、G代码常用的G指令有：1快速点定位指令G00格式为：G00XY；功能：实现快速定位；三种可能的路径：,第二节手工编程基础,A,A,A,B,B,B,X,X,X,Y,Y,Y,a）方案1b）方案2c）方案3图1G00指令的运动轨迹,2直线插补指令G01格式：G01XYF；功能：在加工的过程中刀具走直线运动，F不能少；参数含义：X，Y加工终点坐标。3圆弧插补平面选择指令G17、G18、G19平面选择G17、G18、G19指令分别用来指定程序段中刀具的插补平面和刀具半径补偿平面。G17：选择XY平面；G18：选择ZX平面；G19：选择YZ平面。,4G90G91绝对尺寸增量尺寸,5.圆弧插补指令G02、G03格式：G02（G03）XYZIJKF；G02（G03）XYZRF；G90(G91)G02X.Z.R.(I.K.)F.G90(G91)G03X.Z.R.(I.K.)F.功能：圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。参数含义：x,y,z为圆弧终点坐标；I，J，K圆心相对于圆弧起点坐标；R圆弧半径。,顺逆圆弧方向判断：按圆弧所在平面的另一根坐标轴的负方向看去，顺时针：G02；逆时针：G03；（画图举例）,a）逆圆指令G03b）顺圆指令G02图2圆弧插补指令,图3圆弧控制,格式：如图2-20所示弧AB，编程计算方法如下：绝对:G90G02XxbZzbRr1Ff;R编程或G90G02XxbZzbI(x1xa)/2K(z1za)Ff;增量:G91G02X(xbxa)Z(zbza)Rr1Ff;或G91G02X(xbxa)Z(zbza)I(x1xa)/2K(z1za)Ff;,图示弧BC，编程计算方法如下：绝对:G90G03XxbZzcRr2Ff;R编程或G90G03XxbZzcI(x2xb)/2K(z2zb)Ff;增量:G91G03X(xcxb)Z(zczb)Rr2Ff;或G91G03X(xcxb)Z(zczb)I(x2xb)/2K(z2zb)Ff;,方向判断,图4圆弧方向判断,说明：(1)G02、G03时，刀具相对工件以F指令的进给速度，从当前点向终点进行插补加工；G02为顺时针方向圆弧插补；G03为逆时针方向圆弧插补。(2)圆弧半径编程时，当加工圆弧段所对的圆心角为0180时，（圆心角不大于180度时）R取正值，当圆心角为180360时，R取负值。同一程序段中I、K、R同时指令时，R优先，I、K无效。,(3)无论用绝对还是用相对编程方式，I、K都为圆心相对于圆弧起点的坐标增量，为零时可省略。(也有的机床厂家指令I、K为起点相对于圆心的坐标增量。),6暂停指令G04格式：G04P；其中P后面为暂停时间，单位是毫秒。7进给功能F进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。8.主轴转速功能字S主轴转速功能字的地址符是S，用于指定主轴转速。单位为r/min。9.刀具功能字T刀具功能字的地址符是T，用于指定加工时所用刀具的编号。10.辅助功能字M辅助功能字的地址符是M，用于指定数控机床辅助装置的开关动作，见表3-2。,7.刀具半径补偿指令G40、G41、G42,在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等)，刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。数控机床在加工过程中，它所控制的是刀具中心的轨迹，为了方便起见，用户总是按零件轮廓编制加工程序.,应用刀具半径补偿指令时，刀具的中心始终与工件轮廓相距一个刀具半径距离；但刀具磨损或重磨后，刀具半径变小，只需在刀具补偿值中输入改变后的刀具半径，不必修改程序。,图5半径补偿概念,如在图5中，粗实线为所需加工的零件轮廓，点划线为刀具中心轨迹。由图可见在进行内轮廓加工时，刀具中心偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值。在进行外轮廓加工时，刀具中心又偏离零件的外轮廓表面一个刀具半径值。这种偏移，称为刀具半径补偿。,数控机床一般都具备刀具半径补偿的功能。在加工中，使用数控系统的刀具半径补偿功能，就能避开数控编程过程中的繁琐计算，而只需计算出刀具中心轨迹的起始点坐标值就可。同时，利用刀具半径补偿功能，还可以实现同一程序的粗、精加工以及同一程序的阴阳模具加工等功能。,半径补偿方向,1、补偿方向规定：根据ISO标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左边时，称为左刀补，用G41表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，称为右刀补，用G42表示；注销刀具半径补偿时用G40表示。2、补偿方向判断方法：假定工件不动，沿刀具运动方向看，刀具在零件右侧为右补偿；左侧为左补偿。1）左补偿G412）右补偿G423）取消补偿G40,yy工件轮廓G41工件轮廓G40G40G42oxoxa）左刀补G41b）右刀补G42图6刀补功能的定义,半径补偿功能的优点,1、通过改变刀具补偿值可使同一把刀，同一程序进行粗、精加工时，只要把打算保留的用于精加工的切削余量加到刀具补偿值中即可；下例中：粗加工后留有余量;精加工时设置补偿值为：R+即可。,图7,2、更换刀具或刀具因磨损尺寸变化时不必改变程序；（注：没有磨损是，补偿量为刀具半径R）3、方便编程。编程时不必考虑刀具结构尺寸，只需考虑工件轮廓尺寸，便自动生成参考点轨迹。,刀具半径补偿的过程,1刀补建立数控系统用G41/G42指令建立刀补，在刀补建立程序段，动作指令只能用G00或G01，不能用G02或G03。刀补建立过程中不能进行零件加工。2刀补进行刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。在刀补进行状态下，G01、G00、G02、G03都可使用。它根据读入的相邻两段变成轨迹，自动计算刀具中心的轨迹。在刀补进行状态下，刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个刀具半径的距离。3刀补撤消刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。不能进行加工。,图8补偿过程,刀具半径补偿的过程分三步,走刀路线原则简单讲述,数控加工路线,位置要求较高的孔系加工，注意加工顺序，防止坐标轴反向间隙；点位控制机床，按最短路线原则加工；加工螺纹时，避免在加减速过程中切削；铣削内外轮廓时，注意进刀。常用方法，环切法和行切法。,刀具切入和切出时的外延伸,内轮廓加工时的切入切出选两几何元素的交点,半径补偿指令,G00/G01G41XYH；G00/G01G42XYH；参数含义：1）XY：补偿起点坐标；2）H：寄存器地址。G00/G01G40XY；参数含义：XY：撤销点的坐标或撤销直线上的任意一点（轮廓外）,刀补方法,1B刀补特点：刀具中心轨迹的段间都是用圆弧连接过渡。优点：算法简单，实现容易。2C刀补特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时，可实现过切自动预报。,3.4数控机床的几个重要设定,1.尺寸单位的设定1）指令格式工程图样中的尺寸标注有英制和米制两种形式。2）说明（1）G20/G21必须在设定工件坐标系之前指定。（2）电源接通时，英制、米制转换的G代码与切断电源前相同。（3）程序执行过程中不要变更G20、G21。（4）在有些系统中，英制、米制转换采用G71/G70代码，如SIMENS、FAGOR(法格)系统。,2.坐标计算单位的设定数控机床中，相对于控制系统发出的每个脉冲信号，机床移动部件的位移量叫脉冲当量。坐标计算的最小单位是一个脉冲当量，它标志着数控机床的精度。3.暂停指令G04使用格式G04可使刀具作短暂无进给加工，在数控车床上可使工件空转使车削面光整以达到光洁度要求。常用于车槽、镗平面、锪孔等场合。4.进给速度单位的设定1）格式G94F_；每分钟进给；单位为mm/min或in/min。G95F_；每砖进给；单位为mm/r或in/r。,2）说明（1）G94、G95是模态指令，彼此可以相互取消。（2）数控铣床上，通常用G94为初始设定；数控车床上通常用G95为初始设定。5.G27、G28、G29指令的区别1）G27X_Y_Z_该指令用于定位校验，其坐标值为参考点在工件坐标系中的坐标值。执行此指令，刀具快速移动，自动减速并在指定坐标值处作定位校验，当指令轴确实定位在参考点时，该轴参考点信号灯亮。,2）G28X_Y_Z_其功能是使刀具经过给定的坐标值快速移动到参考点。3）G29X_Y_Z_使刀具从参考点返回到指定的坐标处。3.4.2与坐标有关的指令1.机床坐标系指令1）指令格式该指令的功能是将刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上。指令格式为：G53X_Y_Z_式中X、Y、Z为刀具运动的终点坐标。,（1）G53指令是非模态指令，只能在绝对坐标（G90）状态下有效。（2）在使用G53指令前，应消除相关的刀具半径、长度或位置补偿，而且必须使机床回参考点以建立起机床坐标系。2.工件坐标系的设定指令工件坐标系可用下述两种方法设定。1）G92指令G92指令是基于刀具的当前位置来设置工件坐标系的。指令格式为：G92X_Y_Z_式中X、Y、Z为刀具当前刀位点在工件坐标系中的绝对坐标值。2）零点偏置法（G54G59指令）,零点偏置法是基于机床原点来设置工件坐标系的。G54G59指令这六个工件